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01.12.2016 | Research | Ausgabe 1/2016 Open Access

EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 1/2016

Virtual-MIMO feedback and transmission for wireless ad hoc networks

Zeitschrift:
EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking > Ausgabe 1/2016
Autoren:
Sungyoon Cho, Byoung-Yoon Min, Kaibin Huang, Dong Ku Kim

Abstract

Ina wireless ad hoc network, single-antenna nodes can cooperate in their transmissions to create a virtual multiple-input multiple-output (MIMO) channel for maximizing the spatial multiplexing gain. However, implementing virtual-MIMO transmission can result in overwhelming overhead, such as channel state information (CSI) feedback and local data exchange, as the number of cooperating nodes increases. To suppress this overhead, we apply the principle of virtual-MIMO transmission to CSI feedback and design a novel framework for supporting parallel feedback streams, called virtual-MIMO feedback. Building on this feedback framework, we optimize virtual-MIMO transmission techniques and quantify their throughput gains in the presence of CSI and local-exchange overhead. To be specific, the outage capacities of these virtual-MIMO techniques are analyzed, and the corresponding bandwidth allocation for local data exchange and long-range transmission is optimized in a way to maximize overall spectral efficiency. Finally, the improvement of spectral efficiency in proposed virtual-MIMO feedback and transmission is demonstrated by the simulation results.

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