On the energy-efficiency of selective relaying in a MIMO network-coded cooperative system

Neste trabalho, avalia-se a eficiência energética de um esquema cooperativo recentemente proposto com seleção de múltiplos relays, em um cenário com múltiplas fontes e apenas um Destino em comum. Por considerar que todos os nós e também o Destino são equipados com múltiplas antenas, compara-se a eficiência energética de uma rede operando sob dois esquemas de recepção, a combinação de seleção, do inglês Selection Combining (SC), e a combinação de razão máxima, do inglês Maximal Ratio Combining (MRC). A análise realizada, a qual engloba os consumos dos circuitos internos dos nós da rede, demonstra que o esquema MRC, o qual é ótimo a partir de uma perspectiva de confiabilidade, pode ser superado em termos de desempenho pela SC em relação à eficiência energética. Também é apresentada uma investigação sobre o número de relays que deve ser utilizado na otimização da Eficiência Energética, propõe-se uma melhoria no sistema com o intuito de aumentar a eficiência da rede, a seleção incremental de múltiplos relays (INC-MRS). Finalmente, os resultados numéricos são apresentados a fim de validar as análises matemáticas. In this work, we evaluate the energy efficiency of a recently proposed network-coded cooperative scheme with multiple relay selection, in a scenario with multiple sources and a single common destination. By considering that all the nodes and also the destination are equipped with multiple antennas, we compare the EE of the network when operating under two different combination techniques at the receiver side, namely selection combining (SC) and maximum ratio combining (MRC) techniques. Our analysis, which also encompasses the circuitry consumption of all the nodes in the network, shows that the MRC scheme, which is optimal from a reliability perspective, may be outperformed by the SC scheme when the EE is adopted as the performance metric. Based on insights about the number of relays that must be used to optimize EE, an improvement in the system is proposed in order to raise network energetic efficiency, the incremental multiple relay selection (INC-MRS). Finally, numerical results are presented in order to support all the mathematical analyses.