KR101036092B1 - 네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치 - Google Patents

네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101036092B1
KR101036092B1 KR1020107009060A KR20107009060A KR101036092B1 KR 101036092 B1 KR101036092 B1 KR 101036092B1 KR 1020107009060 A KR1020107009060 A KR 1020107009060A KR 20107009060 A KR20107009060 A KR 20107009060A KR 101036092 B1 KR101036092 B1 KR 101036092B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
communication
data
communication device
symbol
transmitting
Prior art date
Application number
KR1020107009060A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100058669A (ko
Inventor
지안밍 우
요시노리 다나까
가즈히사 오부찌
미쯔히로 아즈마
도모히꼬 다니구찌
Original Assignee
후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지쯔 가부시끼가이샤 filed Critical 후지쯔 가부시끼가이샤
Publication of KR20100058669A publication Critical patent/KR20100058669A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101036092B1 publication Critical patent/KR101036092B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/20—Repeater circuits; Relay circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15521—Ground-based stations combining by calculations packets received from different stations before transmitting the combined packets as part of network coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0076—Distributed coding, e.g. network coding, involving channel coding
    • H04L1/0077—Cooperative coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0008—Modulated-carrier systems arrangements for allowing a transmitter or receiver to use more than one type of modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2603—Arrangements for wireless physical layer control
    • H04B7/2606—Arrangements for base station coverage control, e.g. by using relays in tunnels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0023—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the signalling
    • H04L1/0025—Transmission of mode-switching indication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

기지국 BS는, 중계국 RS에 하향 링크 데이터를 송신한다. 이동국 MS는, 중계국 MS에 상향 링크 데이터를 송신한다. 중계국 MS는, 상향 링크 데이터를 기지국 BS에 송신하기 위한 제1 변조 방식을 결정하고, 하향 링크 데이터를 이동국 MS에 송신하기 위한 제2 변조 방식을 결정한다. 중계국 RS는, 제1 변조 방식에 의해 얻어지는 심볼열 및 제2 변조 방식에 의해 얻어지는 심볼열을, 서로 심볼마다 승산하고, 그 승산 결과를 기지국 BS 및 이동국에 멀티캐스트한다.

Description

네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치{NETWORK ENCODING METHOD AND NETWORK ENCODING APPARATUS}
본 발명은, 네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치에 관한 것으로, 특히, 통신 장치간에서 중계국을 통하여 쌍방향으로 무선 신호를 전송하기 위한 네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치에 관한 것이다.
통신 장치간에서 신호를 전송하는 가장 단순한 방식은, 한쪽의 통신 장치로부터 다른 쪽의 통신 장치에 직접적으로 신호를 전송하는 구성이다. 그러나, 이 방식에서는, 무선 통신의 품질을 보증하기 위해서는, 예를 들면, 송신 파워를 크게 할 필요가 있다. 이 경우, 소비 전력이 커지게 된다. 혹은, 무선 셀을 작게 할 필요가 있다. 이 경우, 기지국의 대수가 증가되므로, 시스템을 구축하기 위한 비용이 높아진다.
이 문제를 해결하기 위해, 통신 장치간에 중계국을 설치하는 구성이 제안 및 실용화되어 있다. 이하, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에 중계국 RS를 설치하고, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에서 2홉 전송을 행하는 시스템에 대해서 설명한다.
도 1a는, 고전적인 중계 방식을 도시하는 도면이다. 이 중계 방식에서는, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에서 신호를 쌍방향으로 전송하기 위해, 하기의 4개의 페이즈를 필요로 한다.
(1) 기지국 BS는, 중계국 RS에 신호를 송신한다.
(2) 중계국 RS는, 그 신호를 이동국 MS에 송신한다.
(3) 이동국 MS는, 중계국 RS에 신호를 송신한다.
(4) 중계국 RS는, 그 신호를 기지국 BS에 송신한다.
따라서, 이 중계 방식에서는, 서로 직교하는 4개의 통신 자원이 필요하다.
도 1b는, 종래의 네트워크 부호화 방식의 일례를 도시하는 도면이다. 이 중계 방식에서는, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에서 신호를 쌍방향으로 전송하기 위해, 하기의 3개의 페이즈를 필요로 한다.
(1) 기지국 BS는, 링크 D1을 통하여 중계국 RS에 신호 S1을 송신한다.
(2) 이동국 MS는, 링크 D2를 통하여 중계국 RS에 신호 S2를 송신한다.
(3) 중계국 RS는, 신호 S1 및 신호 S2를 각각 복호하고, 1조(組)의 복호 데이터에 대해서 비트마다 배타 논리합 연산(XOR)을 행하고, 그 연산 결과를 기지국 BS 및 이동국 MS에 멀티캐스트한다. 또한, 멀티캐스트 패킷에는, 헤더, CRC, FEC가 부여된다.
이 방식은, 종종 DF(Decode-and-Forward) 중계라고 불린다. DF 중계에서는, 서로 직교하는 3개의 통신 자원이 필요하다. 그리고, 도 1a에 도시한 고전적인 중계 방식과 비교하여, 이론적으로는, 2홉 통신의 스루풋이 최대로 33 퍼센트 향상된다. 또한, 홉수가 많아지면, DF 중계의 스루풋은, 도 1a에 도시한 고전적인 중계 방식과 비교하여, 이론적으로는 2배로 근접해 간다.
종래의 DF 중계에서는, 중계국 RS에서, 비트마다 배타 논리합 연산이 행해진다. 그리고, 기지국 BS 및 이동국 MS는, 각각, 신호 「S1 XOR S2」를 수신한다. 여기서, 기지국 BS는, 수신 신호와 신호 S1과의 배타 논리합 연산을 행하는 것에 의해 신호 S2를 얻을 수 있다. 즉, 기지국 BS는, 이동국 MS로부터 송신되는 신호 S2를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 이동국 MS는, 기지국 BS로부터 송신되는 신호 S1을 수신할 수 있다. 이에 의해, 쌍방향 통신이 실현된다. 또한, DF 중계에 대해서는, 예를 들면, 비특허 문헌 1에 기재되어 있다.
도 1c는, 종래의 다른 네트워크 부호화 방식을 도시하는 도면이다. 이 중계 방식에서는, 하기의 2개의 페이즈에 의해, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에서 쌍방향으로 신호가 전송된다.
(1) 기지국 BS로부터 중계국 RS에의 신호 송신, 및 이동국 MS로부터 중계국 RS에의 신호 송신이 동시에 행해진다.
(2)중계국 RS는, 간섭 신호를 증폭하여 기지국 BS 및 이동국 MS에 멀티캐스트한다. 이 때, 중계국 RS는, 수신 신호를 복호하지 않는다.
이 방식은, 종종 AF(Amplified-and-Forward) 중계라고 불린다. AF 중계에서는, 필요한 서로 직교하는 통신 자원은, 2개뿐이다. 이 때문에, AF 중계의 스루풋은, 도 1a에 도시한 고전적인 중계 방식과 비교하여, 이론적으로는 최대로 2배로 된다. 또한, AF 중계에 대해서는, 예를 들면, 비특허 문헌 2에 기재되어 있다.
비특허 문헌 1 : P.Larsson, N. Johansson, K. E. Sunell, "Coded bi-directional relaying", the 5thScandinavian WS on Wireless Ad-Hoc Networks(AdHoc' 05), Stochholm, Sweden, May 2005
비특허 문헌 2 : P. Popovsiki, and H. Yomo, "Wireless network coding by amplify-and-forward for bi-directional traffic flows", IEEE Communications Letters, Vol. 11, No.1, pp16-18, January 2007
그러나, 도 1a∼도 1c에 도시한 중계 방식은, 도 2에 도시한 바와 같이, 각각 결점이 있다. 도 1a에 도시한 고전적인 중계 방식은, 각 페이즈가 서로 독립하여 제어되므로, 링크의 신뢰성이 높고, 또한, 통신의 유연성(또는, 자유도)도 높다. 그러나, 이 중계 방식에서는, 페이즈수가 많아져, 스루풋이 낮아지므로, 통신 효율이 낮아지게 된다. 또한, 「통신의 유연성」이란, 일의적이지는 않지만, 데이터를 송신하기 위한 변조 방식이나 부호화율을 선택할 때의 자유도를 의미한다.
도 1b에 도시한 DF 중계는, 도 1a에 도시한 방식과 비교하면, 링크의 신뢰성이 약간 낮아진다. 또한, 종래의 DF 중계는, 1조의 링크로부터 수신한 데이터에 대해서 비트마다 XOR 연산을 행하고, 그 연산 결과를 멀티캐스트하는 구성이다. 이 때문에, 1조의 링크를 통하여 송신할 데이터량은, 서로 동일해야만 한다. 따라서, 1조의 링크의 통신 품질이 언밸런스한 경우에는, 통신 품질이 좋은 쪽의 링크의 데이터 전송은, 통신 품질이 나쁜 쪽의 링크의 데이터 전송에 의해 제한되게 된다.
도 1c에 도시한 AF 중계에서는, 통신의 유연성이 전혀 없다. 또한, 잡음이 큰 환경에서는, 중계국 RS에서 그 잡음도 증폭되므로, 통신 퍼포먼스는 대폭 저하된다. 이 문제는, 예를 들면, DNF(Denoise-and-Forward) 중계 방식을 도입하면 완화되지만, 중계국의 구성이 복잡해지고, 또한 비용도 높아지게 된다.
본 발명의 과제는, 통신 효율이 높은 네트워크 부호화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 네트워크 부호화 방법은, 제1 통신 장치와 제2 통신 장치 사이에서 제3 통신 장치를 통하여 신호를 전송하는 것이며, 상기 제2 통신 장치로부터 수신한 제1 데이터를 상기 제1 통신 장치에 전송하기 위한 제1 통신 방식을 결정하고, 상기 제1 통신 장치로부터 수신한 제2 데이터를 상기 제2 통신 장치에 전송하기 위한 제2 통신 방식을 결정하고, 상기 제1 통신 방식으로 상기 제1 데이터를 처리함으로써 얻어지는 제1 심볼열과 상기 제2 통신 방식으로 상기 제2 데이터를 처리함으로써 얻어지는 제2 심볼열을, 심볼마다 승산하는 것에 의해 멀티캐스트 신호를 생성하고, 상기 제3 통신 장치로부터 상기 제1 및 제2 통신 장치에 상기 멀티캐스트 신호를 송신한다.
이 방법에 따르면, 제1 통신 장치에 데이터를 송신하기 위한 제1 통신 방식 및 제2 통신 장치에 데이터를 송신하기 위한 제2 통신 방식을 서로 독립하여 결정할 수 있다. 따라서, 1조의 링크의 품질이 언밸런스한 경우, 품질이 좋은 쪽의 링크의 통신이 품질이 나쁜 쪽의 링크에 의해서 제한되는 일은 없다.
따라서, 개시된 방법에 따르면, 통신 효율이 높은 네트워크 부호화가 실현된다.
도 1a는 고전적인 중계 방식을 도시하는 도면.
도 1b는 종래의 네트워크 부호화 방식의 일례(DF 중계)를 도시하는 도면.
도 1c는 종래의 다른 네트워크 부호화 방식(AF 중계)을 도시하는 도면.
도 2는 종래의 중계 방식을 비교한 표.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 네트워크 부호화 방식을 설명하는 도면.
도 4는 중계국의 구성을 도시하는 도면.
도 5는 MCS부의 동작을 설명하는 도면.
도 6은 합성부의 동작을 설명하는 도면.
도 7은 쌍방의 링크가 16 QAM인 경우의 합성 연산을 설명하는 도면.
도 8은 터보 부호화 회로의 구성을 도시하는 도면.
도 9는 터보 복호 회로의 구성을 도시하는 도면.
도 10은 기지국 BS 및 이동국 MS가 구비되는 수신 회로의 구성을 도시하는 도면.
도 11은 기지국 BS에서 상향 링크 데이터를 추출하는 방법을 설명하는 도면.
도 12는 종래 기술과 실시 형태의 방식을 비교한 표.
도 13은 SNR과 상호 정보량과의 관계를 도시하는 도면.
도 14는 HSDPA에서의 SNR에 대한 누적 분포 함수를 도시하는 도면.
도 15는 다른 실시 형태의 네트워크 부호화를 실현하는 송신기의 구성을 도시하는 도면.
도 16은 다른 실시 형태의 네트워크 부호화를 실현하는 수신기의 구성을 도시하는 도면.
도 3은, 본 발명의 실시 형태의 네트워크 부호화 방식을 설명하는 도면이다. 여기서는, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에 중계국 RS를 설치하고, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에서 쌍방향으로 2홉 전송을 행하는 시스템에 대해서 설명한다.
실시 형태의 중계 방식은, 하기의 3개의 페이즈에 의해, 기지국 BS와 이동국 MS 사이에서 부호화 쌍방향 전송(coded bi-directional transmission)이 실현된다. 또한, 여기서는, 기지국 BS로부터 이동국 MS에 하향 링크 데이터가 송신되고, 이동국 MS로부터 기지국 BS에 상향 링크 데이터가 송신되는 것으로 한다.
(1) 기지국 BS는, 링크 D1을 통하여, 신호 S1을 이용하여 하향 링크 데이터를 중계국 RS에 송신한다.
(2) 이동국 MS는, 링크 D2를 통하여, 신호 S2를 이용하여 상향 링크 데이터를 중계국 RS에 송신한다.
(3) 중계국 RS는, 신호 S1 및 신호 S2를 각각 복호하는 것에 의해, 하향 링크 데이터 및 상향 링크 데이터를 재생한다. 또한, 중계국 RS는, 기지국 BS에 상향 링크 데이터를 송신하기 위한 제1 통신 방식, 및 이동국 MS에 하향 링크 데이터를 송신하기 위한 제2 통신 방식을 결정한다. 또한, 제1 통신 방식으로 상향 링크 데이터를 변조하여 제1 심볼열을 생성하고, 제2 통신 방식으로 하향 링크 데이터를 변조하여 제2 심볼열을 생성한다. 제1 및 제2 심볼열은, 심볼마다 승산된다. 이에 의해, 멀티캐스트 신호 S3이 생성된다. 그리고, 중계국 RS는, 멀티캐스트 링크 D3을 통하여, 멀티캐스트 신호 S3을 기지국 BS 및 이동국 MS에 송신한다.
또한, 도 3에서, D1'는, 중계국 RS로부터 기지국 BS에 제1 심볼열(즉, 제1 통신 방식으로 변조된 상향 링크 데이터)을 송신하기 위한 링크이다. 또한, D2'는, 중계국 RS로부터 이동국 MS에 제2 심볼열(즉, 제2 통신 방식으로 변조된 하향 링크 데이터)을 송신하기 위한 링크이다. 그리고, 멀티캐스트 링크 D3은, 이들 링크 D1' 및 D2를 서로 승산하는 것에 의해 얻어진다.
기지국 BS는, 앞서 송신한 하향 링크 데이터를 유지하고 있다. 따라서, 기지국 BS는, 멀티캐스트 신호 S3으로부터 하향 링크 데이터 성분을 제거하는 것에 의해, 상향 링크 데이터를 재생할 수 있다. 마찬가지로, 이동국 BS는, 앞서 송신한 상향 링크 데이터를 유지하고 있다. 따라서, 이동국 BS는, 멀티캐스트 신호 S3으로부터 상향 링크 데이터 성분을 제거하는 것에 의해, 하향 링크 데이터를 재생할 수 있다. 이에 의해, 쌍방향 통신(기지국 BS로부터 이동국 MS에의 하향 링크 데이터의 전송, 및 이동국 MS로부터 기지국 BS에의 상향 링크 데이터의 전송)이 실현된다.
도 4는, 중계국 RS의 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 도 4에서는, 네트워크 부호화에 직접적으로 관계되지 않은 회로는 생략되어 있다.
수신 회로(1)는, 무선 신호를 수신한다. 수신 신호는, 이 예에서는, 기지국 BS로부터 송신되는 신호 S1 및 이동국 MS로부터 송신되는 신호 S2이다. 또한, 각 수신 신호는, 이 예에서는, 데이터 채널, 제어 채널, 파일럿 채널을 포함하고 있다. 복조/복호부(2)는, A/D 변환기, 직교 변환기를 포함하고, 수신 신호에 포함되어 있는 각 채널을 복호한다. 데이터 채널의 통신 방식(변조 방법, 부호 등)은, 미리 고정적으로 정해져 있어도 되고, 제어 채널에 의해 통지하도록 하여도 된다.
품질 검출부(3)는, 중계국 RS로부터 기지국 BS에 신호를 전송하기 위한 링크 D1'의 통신 품질을 검출한다. 링크 D1'의 통신 품질은, 중계국 RS로부터 기지국 BS에 전송되는 파일럿 신호를 이용하여 기지국 BS에서 검출된다. 그리고, 검출 결과는, 기지국 BS로부터 중계국 RS에, 예를 들면 제어 채널을 통하여 통지된다. 마찬가지로, 품질 검출부(3)는, 중계국 RS로부터 이동국 MS에 신호를 전송하기 위한 링크 D2'의 통신 품질을 검출한다.
이 경우, 링크 D1'의 MCS(Modulation and Coding Scheme)는, 검출한 통신 품질에 따라서 기지국 BS에서 결정하여도 되고, 중계국 RS에서 통지된 검출 결과에 따라서 결정하여도 된다. 기지국 BS에서 MCS를 결정하는 경우에는, 결정한 MCS는 제어 채널을 통하여 중계국 RS에 통지된다. 마찬가지로, 링크 D2'의 MCS는, 이동국 MS에서 결정하여도 되고, 중계국 RS에서 결정하여도 된다. 이동국 MS에서 MCS를 결정하는 경우에는, 결정한 MCS는 중계국 RS에 통지된다. 또한, MCS에 대해서는, 후에 설명한다.
신호 S1을 복호하는 것에 의해 얻어지는 데이터(기지국 BS로부터 이동국 MS에 전송할 하향 링크 데이터)는, 메모리(4A)에 저장된다. 한편, 신호 S2를 복호하는 것에 의해 얻어지는 데이터(이동국 MS로부터 기지국 BS에 전송할 상향 링크 데이터)는, 메모리(4B)에 저장된다.
MCS(Modulation and Coding Scheme)부(5)는, 제어 채널로부터 필요한 정보를 추출한다. 기지국 BS/이동국 MS로부터 「링크의 통신 품질」을 수신한 경우에는, 각 링크의 품질에 기초하여, 데이터를 송신하기 위한 통신 방식을 결정한다. 통신 방식으로서는, 예를 들면, 변조 방법, 부호화율이 결정된다. 변조 방법은, 이 실시예에서는, QPSK, 16 QAM, 64 QAM 중으로부터 선택된다. 이 경우, 예를 들면, 통신 품질이 임계값 레벨보다도 낮으면 QPSK가 선택되고, 통신 품질이 임계값 레벨을 초과하면 16 QAM이 선택되고, 통신 품질이 매우 양호하면 64 QAM이 선택된다. 즉, 예를 들면, 기지국 BS와 중계국 RS 사이의 링크의 통신 품질이 임계값 레벨을 초과하면, 상향 링크 데이터를 기지국 BS에 송신하기 위한 변조 방법으로서 16 QAM이 선택된다. 또한, 이동국 MS와 중계국 RS 사이의 링크의 통신 품질이 임계값 레벨보다도 낮으면, 하향 링크 데이터를 이동국 MS에 송신하기 위한 변조 방법으로서 QPSK가 선택된다. 또한, 통신 방식은, QPSK, 16 QAM, 64 QAM에 한정되는 것이 아니라, 다른 변조 방식(예를 들면, 32 QAM, 128 QAM, 256 QAM 등)이어도 된다.
또한, MCS부(5)는, 기지국 BS/이동국 MS로부터 「MCS를 나타내는 정보」를 수신한 경우는, 상기 결정 수순을 실행할 필요는 없다. 즉, 상기 결정 수순은, 기지국 BS/이동국 MS에서 실행된다.
MCS부(5)는, 상술한 바와 같이 하여 결정한 MCS에 따라서 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 각각 처리하는 것에 의해, 1조의 송신 심볼열을 생성한다. 이와 같이, 실시 형태의 네트워크 부호화 방법에서는, 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 서로 다른 MCS로 송신할 수 있다. 또한, 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터는, 서로 동일한 MCS로 송신되어도 된다.
합성부(6)는, MCS부(5)에 의해 얻어지는 1조의 송신 심볼열을, 순번대로, 심볼마다 승산한다. 이에 의해, 멀티캐스트 신호 S3이 생성된다. 멀티캐스트 신호 S3은, 변조부(7)에서 변조된 후, 송신 회로(8)에 의해 기지국 BS 및 이동국 MS에 송신된다. 또한, 중계국 RS는, 제어 채널을 이용하여, MCS부(5)에 의해 결정된 MCS를 식별하는 MCS 정보를 기지국 BS 및 이동국 MS에 송신한다.
도 5는, MCS부(5)의 동작을 설명하는 도면이다. 이 예에서는, 중계국 RS로부터 기지국 BS에 송신할 상향 링크 데이터는 16 QAM으로 변조되고, 중계국 RS로부터 이동국 MS에 송신할 하향 링크 데이터는 QPSK로 변조되는 것으로 한다. 또한, 1개의 송신 블록은, N개의 심볼을 전송하는 것으로 한다.
이 경우, 메모리(4B)로부터 4N 비트의 상향 링크 데이터가 읽어내어지고, 그 상향 링크 데이터는 4 비트마다 구획된다. 그리고, 각 4 비트 데이터는, 순번대로, 16 QAM 콘스텔레이션 상의 대응하는 신호점에 배치된다. 한편, 메모리(4A)로부터 2N 비트의 하향 링크 데이터가 읽어내어지고, 그 하향 링크 데이터는 2 비트마다 구획된다. 그리고, 각 2비트 데이터는, 순번대로, QPSK 콘스텔레이션 상의 대응하는 신호점에 배치된다.
도 6은, 합성부(6)의 동작을 설명하는 도면이다. 합성부(6)는, MCS부(5)에 의해 얻어지는 1조의 송신 심볼열을, 순번대로, 심볼마다 승산한다. 도 6에 도시한 예에서는, 16 QAM 심볼에 QPSK 심볼이 승산되어 있다. 여기서, QPSK 콘스텔레이션 상의 신호점의 전력은 정규화되어 있는 것으로 한다. 그렇게 하면, 승산 결과의 신호점은, 도 6의 (a)∼도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 16 QAM 신호의 신호점을, QPSK 신호의 신호점에 대응하는 위상만큼 회전시키는 것에 의해 얻어진다.
즉, 예를 들면, QPSK 심볼의 2 비트 데이터가 「11」일 때는, 승산 결과의 신호점은, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 16 QAM 심볼의 신호점과 동일하게 된다. 또한, 「승산」은 복소 승산이다. 이 실시예에서는, 한쪽의 심볼이 「a1+jb1」로 나타내고, 다른 쪽의 심볼이 「a2+jb2」로 나타내는 경우, 승산 결과는 「a1a2+jb1b2」인 것으로 한다.
도 6의 (b), 도 6의 (c), 도 6의 (d)는, 각각, QPSK 심볼의 2 비트 데이터가 「01」 「00」 「10」일 때의 승산 결과의 신호점을 도시하고 있다. 또한, 도 6의 (e)는, 16 QAM 심볼이 다른 경우의 예를 도시하고 있다.
실시 형태의 중계국 RS는, 상술한 바와 같이 하여 얻어지는 연산 결과를, 멀티캐스트 신호 S3으로서 기지국 BS 및 이동국 MS에 송신한다. 따라서, 멀티캐스트 신호 S3의 각 심볼은, 각각, 상향 링크 데이터를 전송하기 위한 임의의 심볼의 변조 성분, 및 하향 링크 데이터를 전송하기 위한 대응하는 심볼의 변조 성분을 포함하게 된다.
또한, 한쪽의 링크가 QPSK이며, 다른 쪽의 링크가 64 QAM인 경우는, 도 6을 참조하면서 설명한 수순과 마찬가지로 하여 합성 연산이 실행된다. 즉, 승산 결과의 신호점은, 64 QAM 심볼의 신호점을, QPSK 심볼의 신호점에 대응하는 위상만큼 회전시키는 것에 의해 얻어진다.
도 7은, 쌍방의 링크가 16 QAM인 경우의 합성 연산을 설명하는 도면이다. 1조의 16 QAM 심볼을 서로 승산하면, 신호점의 조합에 의해서는, 승산 결과의 전력이 커진다. 이 경우, 다이내믹 레인지를 넓게 해야만 하고, 또한, 복조/복호 회로가 복잡해진다. 이 때문에, 실시 형태의 네트워크 부호화 방법에서는, 16 QAM 심볼은, 도 7에 도시한 바와 같이, 각각, 2개의 QPSK 심볼(QPSK-1, QPSK-2)로 맵핑된다.
16 QAM으로부터 QPSK에의 맵핑은, 예를 들면, 이하와 같이 하여 행해진다. 즉, 16 QAM의 심볼은, 4 비트 데이터에 대응하여 배치된다. 한편, QPSK의 심볼은, 2 비트 데이터에 대응하여 배치된다. 따라서, 일례로서는, QPSK-1의 신호점은, 16 QAM의 4 비트 데이터의 제1, 제2 비트에 따라서 배치되고, QPSK-2의 신호점은, 16 QAM의 4 비트 데이터의 제3, 제4 비트에 따라서 배치된다. 즉, 16 QAM에 의해 변조되는 4 비트 데이터가 「0001」인 경우에는, QPSK-1은 「00」에 대응하고, QPSK-2는 「01」에 대응한다.
계속해서, 1조의 링크의 QPSK-1이 서로 승산되고, 1조의 링크의 QPSK-2가 서로 승산된다. 또한, 이 승산 연산은, 위상의 회전에만 의해 실현된다. 즉, 1조의 QPSK 심볼을 서로 승산한 결과는, 1개의 QPSK 심볼로 나타낸다. 도 7에 도시한 예에서는, 1조의 QPSK-1 심볼을 서로 승산하는 것에 의해 QPSK-1(D3)이 얻어지고, 1조의 QPSK-2 심볼을 서로 승산하는 것에 의해 QPSK-2(D3)가 얻어지고 있다.
또한, 상기 승산 연산에 의해 얻어진 2개의 QPSK의 심볼은, 16 QAM의 심볼로 맵핑된다. 이 때, 이 16 QAM 심볼이 전송하는 4 비트 데이터의 제1, 제2 비트는, QPSK-1(D3)에 의해 나타내어지는 2 비트 데이터에 대응하고, 그 제3, 제4 비트는, QPSK-2(D3)에 의해 나타내어지는 2 비트 데이터에 대응한다.
이와 같이, 쌍방의 링크가 16 QAM인 경우에는, 각 심볼이 일단 2개의 QPSK 심볼로 맵핑된 상태에서 각각 승산되고, 그 승산 결과가 다시 16 QAM으로 맵핑된다. 또한, 쌍방의 링크가 64 QAM인 경우에는, 각 심볼이 일단 3개의 QPSK 심볼로 맵핑된 상태에서 각각 승산되고, 그 승산 결과가 다시 64 QAM으로 맵핑된다.
제1 링크가 16 QAM이며, 제2 링크가 64 QAM인 것으로 판단된 경우에는, 제2 링크의 변조 방법을 16 QAM으로 변경하도록 하여도 된다. 단, 16 QAM은, 64 QAM과 비교하면, 1 심볼당의 데이터량이 적다. 따라서, 이 경우, 제2 링크의 부호화율을 높게 할 필요가 있다.
상술한 통신 시스템에서, 기지국 BS와 중계국 RS 사이, 및 이동국 MS와 중계국 RS 사이는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, OFDM에 의해 신호를 전송하도록 하여도 된다. 또한, 기지국 BS와 중계국 RS 사이, 및 이동국 MS와 중계국 RS 사이는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, MIMO(Multi-Input Multi-Output) 시스템을 구성하도록 하여도 된다.
상술한 통신 시스템에서, 기지국 BS와 중계국 RS 사이, 및 이동국 MS와 중계국 RS 사이에서 데이터를 송수신할 때에는, 예를 들면, 터보 부호가 사용된다. 터보 부호화 회로는, 도 8에 도시한 바와 같이, 인코더(11, 13), 인터리버(12), 씨닝기(14), 다중화기(15)를 구비한다. 인코더(11)는, 정보 비트 계열 dk로부터 패리티 비트 계열 pk를 생성한다. 인터리버(12)는, 정보 비트 계열 dk를 재배열하는 것에 의해 계열 dn 생성한다. 인코더(13)는, 계열 dn으로부터 패리티 비트 계열 pn을 생성한다. 또한, 인코더(11, 13)는, 컨볼루션 부호화를 행한다. 씨닝기(14)는, 지정된 규칙에 따라서, 패리티 비트 계열 pk 및 패리티 비트 계열 pn에 대해서 펑크 챌링을 행한다. 다중화기(15)는, 정보 비트 계열 및 선택된 패리티 비트 계열을 다중화한다.
상기 구성의 터보 부호화 회로에서, 예를 들면, 씨닝기(14)의 펑크 챌링 규칙을 바꾸는 것에 의해, 원하는 부호화율을 얻을 수 있다. 예를 들면, 선택할 패리티 비트수를 적게 하면, 부호화율은 높아진다.
도 9는, 터보 복호 회로의 구성을 도시하는 도면이다. 터보 복호 회로는, 디코더(21, 23), 인터리버(22), 디인터리버(24)를 구비한다. 또한, 터보 복호 회로에는, 정보 비트 및 패리티 비트에 대응한 수신 신호 계열(yd, yp)이 입력되는 것으로 한다. 단, 수신 신호 계열은, 잡음을 포함하고 있다.
디코더(21)는, 신뢰도를 나타내는 사전값 La1(dk)을 이용하여 수신 신호 계열을 복호하고, 외부값 Le1(dk)을 출력한다. 인터리버(22)는, 수신 신호 계열 및 외부값 Le1(dk)을 재배열한다. 인터리버(22)로부터 출력되는 외부값 La2(dn)는, 심볼의 신뢰도의 증가분을 나타낸다. 디코더(23)는, 재배열된 신호 계열을 외부값 La2(dn)를 이용하여 복호한다. 디인터리버(24)는, 디코더로부터 출력되는 외부값 Le2(dn)에 대해 역재배열을 행하고, 사전값 La1(dk)을 얻는다. 이 사전값 La1(dk)은, 디코더(21)에 제공된다. 상기 처리는, 복수회 반복 실행된다. 그리고, 디코더(23)는, 복호 결과를 출력한다. 또한, 사전값 La1(dk)의 초기값은, 제로이다.
도 10은, 기지국 BS 및 이동국 MS가 구비하는 수신 회로의 구성을 도시하는 도면이다. 기지국 BS가 구비하는 수신 회로 및 이동국 MS가 구비하는 수신 회로는, 기본적으로, 동일한 구성이다. 또한, 도 10에서는, 네트워크 부호화에 직접적으로 관계되지 않는 회로는 생략되어 있다.
수신 회로(31)는, 중계국 RS로부터 송신된 멀티캐스트 신호 S3을 수신한다. 멀티캐스트 신호 S3은, 상술한 바와 같이, 상향 링크 데이터 및 하향 링크 데이터를 전파하고 있다. 복조부(32)는, 멀티캐스트 신호 S3을 복조한다. 복조부(32)의 복조 결과는, 상향 링크 데이터를 전송하는 심볼 및 하향 링크 데이터를 전송하는 심볼을 서로 승산하는 것에 의해 얻어지는 심볼열이다.
변환부(33)는, 우선, 예를 들면, Zero-Forcing법을 이용하여, 멀티캐스트 신호 S3의 심볼의 신호점을 검출한다. 즉, 멀티캐스트 신호 S3의 심볼의 경(硬) 비트를 얻는다. Zero-Forcing법은, 공지의 기술이므로 상세한 설명을 생략하지만, 수신 신호로부터 송신 신호를 추정할 수 있다.
또한, QPSK와 QAM 사이에서 나눗셈을 행할 때는, Zero-Forcing을 이용할 필요는 없다. Zero-Forcing을 사용할 필요가 있는 케이스는, 16 QAM 심볼과 16 QAM 심볼 사이, 및 64 QAM 심볼과 64 QAM 심볼 사이이다. 16 QAM 심볼과 16 QAM 심볼 사이, 및 64 QAM 심볼과 64 QAM 심볼 사이에서는, 직접적으로는 나눗셈을 할 수 없으므로, Zero-Forcing법으로 비트 레벨을 개략적으로 검출할 필요가 있다.
계속해서, 변환부(33)는, 송신 데이터 메모리(34)에 유지되어 있는 송신 데이터를 이용하여, 수신할 데이터를 얻는다. 즉, 기지국 BS에서는, 앞서 이동국 MS에 송신한 하향 링크 데이터를 이용하여, 수신 신호로부터 상향 링크 데이터를 추출한다. 한편, 이동국 MS에서는, 앞서 기지국 BS에 송신한 상향 링크 데이터를 이용하여, 수신 신호로부터 하향 링크 데이터를 추출한다.
도 11은, 기지국 BS에서 상향 링크 데이터를 추출하는 방법을 설명하는 도면이다. 여기서, 중계국 RS로부터 기지국 BS 및 이동국 MS에 송신되는 멀티캐스트 신호 S3은, 상향 링크 데이터의 심볼 및 하향 링크 데이터의 심볼을 서로 승산하는 것에 의해 생성되어 있다. 그리고, 상향 링크 데이터는 16 QAM으로 변조되고, 하향 링크 데이터는 QPSK로 변조되어 있는 것으로 한다. 또한, 기지국 BS는, 제어 채널에 의해, 중계국 RS로부터 이동국 MS에 송신되는 하향 링크 데이터가 QPSK로 변조된 것을 식별하는 MCS 정보를 수신하고 있는 것으로 한다.
이 경우, 기지국 BS의 변환부(33)는, 송신 데이터 메모리(34)에 저장되어 있는 하향 링크 데이터를 추출하여 2 비트마다 구획한다. 각 2 비트 데이터는, 순번대로, 그 값(00, 01, 11, 10)에 따라서, 대응하는 신호점(QPSK 콘스텔레이션)에 배치된다. 그리고, 멀티캐스트 신호의 각 심볼은, 순번대로, 대응하는 QPSK 심볼에 의해 역승산(혹은, 제산)된다. 이 처리는, 도 6에 도시한 승산의 역연산에 상당한다. 그리고, 이 연산에 의해, 상향 링크 데이터의 심볼이 순번대로 얻어지게 된다. 또한, 이동국 MS에서는, 마찬가지의 연산에 의해, 멀티캐스트 신호로부터 하향 링크 데이터가 추출된다.
복호부(35)는, 변환부(33)로부터 출력되는 데이터열을 복호한다. 복호부(35)는, 이 실시예에서는, 도 9에 도시한 터보 복호 회로이다. 복호부(35)의 복호 처리에 의해, 가장 근접한 데이터가 얻어진다.
다음으로, 실시 형태의 네트워크 부호화의 신뢰성에 대해서 설명한다. 이하의 설명 하에서는, 중계국 RS로부터 기지국 BS 및 이동국 MS에 데이터를 송신하는 패킷의 블록 사이즈를 NB로 한다. 또한, Xk(n)는, k번째의 링크에서의 n번째의 심볼을 나타낸다(n=0, 1, …, NB-1 k=1, 2). 또한, 링크(1)의 품질은 양호하지만, 링크(2)의 품질은 임계값 레벨보다도 낮은 것으로 한다. 즉, 링크(2)의 신호는, QPSK로 변조된다.
그렇게 하면, 중계국 RS에서, 멀티캐스트 신호의 심볼 X(n)는, 하기 식으로 표시된다.
Figure 112010026570836-pct00001
간섭 및 잡음을 고려하면, 기지국 BS/이동국 MS에서의 수신 심볼 R(n)은, 하기 식으로 표시된다.
Figure 112010026570836-pct00002
여기서,
Figure 112010026570836-pct00003
는, 잡음 성분이다. Hk(n)는, 채널 특성을 나타내는 함수이며, k번째의 링크의 송신 파워에도 의존한다.
기지국 BS/이동국 MS에서, 각각 송신 심볼(own symbol)을 이용하여 제산 연산(de-multiplication)을 행하면, 연산 결과의 심볼은 하기 식으로 표시된다.
Figure 112010026570836-pct00004
(1) 식 및 (2) 식을 단순화하면, 하기의 (3) 식이 얻어진다.
Figure 112010026570836-pct00005
여기서, 기대값 E(즉, 평균값)로서, 하기의 가정을 도입한다.
Figure 112010026570836-pct00006
또한, 1/ξk(n)의 분산, 즉 SNR(signal-to-noise ratio)은, 도 1b에 도시한 DF 중계에서는, 하기 식으로 표시된다.
Figure 112010026570836-pct00007
실시 형태의 네트워크 부호화에서, 상기 (4) ~ (6) 식을 도입하면, 이하의 결과가 얻어진다. 즉, 실시 형태의 방식에서의 SNR은, (7) 식으로 나타내는 종래의 DF 중계와 실질적으로 동일하게 된다.
Figure 112010026570836-pct00008
도 12는, 종래 기술과 실시 형태의 방식을 비교한 표이다. 실시 형태의 네트워크 부호화의 SNR은, 상술한 바와 같이, 종래의 DF 중계와 동일하다. 즉, 실시 형태의 네트워크 부호화는, 종래의 DF 중계와 동등한 신뢰성을 갖는다. 또한, 실시 형태의 네트워크 부호화는, 링크마다 MCS(여기서는, 변조 방법, 부호화율)를 결정할 수 있으므로, 통신의 유연성(또는, 자유도)은, 종래의 DF 중계 및 AF 중계와 비교하여 높아진다. 이와 같이, 실시 형태의 방식에 따르면, 종래의 DF 중계와 동등한 신뢰성을 유지하면서, 종래의 DF 중계보다도 효율적으로 데이터를 전송할 수 있다.
그런데, 피크 대 평균 전력비(PAPR : peak-to-average ratio)가 문제로 되는 경우에는, 실시 형태의 네트워크 부호화에서는, 중계국 RS는, 임계값 레벨보다도 품질이 낮은 링크에 대해 QPSK를 사용한다. 즉, 실시 형태의 네트워크 부호화를 넓게 사용하기 위해서는, QPSK를 사용할 수 있는 확률이 높은 것이 바람직하다.
도 13은, SNR과 상호 정보량(MI : mutual information)과의 관계를 도시하는 도면이다. 도 13에서는, QPSK, 16 QAM, 64 QAM에 대해서, 심볼마다의 상호 정보량을 도시하고 있다. 도 13에 도시한 바와 같이, SNR이 5㏈까지 오르면, 다치수가 큰 QAM과 비교하여, QPSK로 데이터를 전송을 하는 경우의 스루풋이 저하되는 일은 없다. 한편, HSDPA와 같은 실용화되어 있는 셀룰러 시스템에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 약 40 퍼센트의 유저의 SNR이 5㏈ 이상으로 되어 있다. 또한, 도 14는, HSDPA에서의 SNR에 대한 누적 분포 함수(CDF : cumulative distribution function)를 도시하는 도면이다. 그렇게 하면, 실용화되어 있는 셀룰러 시스템에서, 실시 형태의 네트워크 부호화를 사용하기 위해, 적어도 한쪽의 링크에서 QPSK를 사용할 수 있는 확률은, 84 퍼센트(=1-0.42)로 된다.
<다른 실시 형태>
실시 형태의 네트워크 부호화는, 특히, 중계국 RS로부터 기지국 BS에의 링크와 중계국 RS로부터 이동국 MS에의 링크가 언밸런스한 경우에, 종래의 DF 중계와 비교하여 효율이 대폭 높아진다. 그런데, 실제의 셀룰러 시스템에서는, 상기 1조의 링크가 항상 언밸런스한 것은 아니다. 즉, 1조의 링크의 품질은, 종종 동등하게 된다. 단, 1조의 품질이 동등하게 되는 케이스는, 16 퍼센트 이하이다. 그리고, 이와 같은 통신에서는, 비트마다 배타 논리합 연산을 행하는 종래의 DF 중계 방식도, 높은 스루풋을 실현할 수 있다. 따라서, 다른 실시 형태의 네트워크 부호화 방법에서는, 상술한 심볼마다의 승산을 이용하는 방식과, 종래의 배타 논리합 연산을 이용하는 방식을 적응적으로 선택 가능한 구성을 도입한다.
도 15는, 다른 실시 형태의 네트워크 부호화를 실현하는 송신기의 구성을 도시하는 도면이다. 심볼 레벨 변조 회로(41)는, 변조부(42, 43), 심볼 레벨 승산부(44)를 구비한다. 또한, 변조부(42, 43)는 MCS부(5)에 상당하고, 심볼 레벨 승산부(44)는 합성부(6)에 상당한다. 그리고, 심볼 레벨 변조 회로(41)는, 1조의 링크의 각각에 대해서 MCS(여기서는, 변조 방법, 부호화율)를 결정한다. 그리고, 총 스루풋 TSLM을 계산한다. 또한, 스루풋 T는, 1 심볼당의 비트수와 부호화율의 곱에 비례하고, 결정한 MCS에 따라서 산출된다.
XOR 회로(45)는, XOR 연산부(46) 및 변조부(47)를 구비하고, 품질이 나쁜 쪽의 링크의 MCS를 결정한다. XOR 연산부(46)는, 1조의 데이터열에 대한 비트마다 배타 논리합 연산을 실행한다. 변조부(47)는, XOR 연산부(46)로부터 출력되는 데이터열을, 결정한 MCS로 변조한다. 또한, XOR 회로(45)는, 총 스루풋 TXOR을 계산한다.
적응 제어부(48)는, 심볼 레벨 승산을 이용하는 경우의 총 스루풋 TSLM과, XOR 연산을 이용하는 경우의 총 스루풋 TXOR을 비교한다. 그리고, 총 스루풋이 높은 쪽의 방식으로 얻어지는 변조 데이터를 선택하여 출력한다. 또한, 선택 결과는, 제어 정보로서 수신국(기지국 BS 및 이동국 MS)에 송신된다.
도 16은, 도 15에 도시한 송신기로부터 송신된 신호를 수신하는 수신기의 구성을 도시하는 도면이다. 수신 데이터는, 송신기로부터 송신되는 제어 정보에 따라서, 역승산부(51) 또는 복조부(53)에 유도된다. 역승산부(51)는, 도 10에 도시한 변환부(33)에 상당하고, 도 11에 도시한 연산을 실행한다. 그리고, 복조부(52)는, 역승산부(51)의 출력을 복조하는 것에 의해 송신 데이터를 재생한다. 한편, 복조부(53)는, 수신 신호를 복조한다. 그리고, XOR 연산부(54)는, 복조부(53)의 출력 데이터열에 대해 XOR 연산을 실행하는 것에 의해, 송신 데이터를 재생한다.
이와 같이, 다른 실시 형태에서는, 보다 스루풋이 높은 방식으로 데이터를 중계할 수 있다. 즉, 예를 들면, 중계국 RS와 기지국 BS 사이의 링크 및 중계국 RS와 이동국 MS 사이의 링크의 품질이 동등한 경우에는, 비트마다의 XOR 연산을 이용하여 데이터를 중계하고, 1조의 링크가 언밸런스한 경우에는, 심볼마다의 승산을 이용하여 데이터를 중계할 수 있다. 따라서, 시스템 전체로서 데이터 전송 효율이 향상된다.
<기타>
상술한 실시예에서는, 1조의 통신 장치간에서 쌍방향으로 데이터를 전송하는 시스템을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 중계국 RS는, M대(M은, 3 이상의 정수)의 통신 장치간에서 데이터를 중계하도록 하여도 된다. 이 때, 예를 들면, 품질이 임계값 레벨보다도 낮은 p개의 링크에서 QPSK로 데이터를 전송하고, 품질이 양호한 M-p개의 링크에서 NQAM(N=16, 64 등)으로 데이터를 전송한다. 이 경우, 중계국 RS는, 이하와 같이 하여 승산을 행하도록 하여도 된다.
(1) p개의 QPSK 심볼을 서로 승산하여, 1개의 새로운 QPSK 심볼을 생성한다.
(2) M-p개의 NQAM 심볼을 서로 승산하여, 1개의 새로운 NQAM 심볼을 생성한다.
(3) 새로운 QPSK 심볼 및 새로운 NQAM 심볼을 서로 승산하여, 멀티캐스트 심볼을 생성한다. 이 멀티캐스트 심볼은, NQAM으로 변조되어 있다.
멀티캐스트 심볼을 수신하는 수신국은, 예를 들면, Zero-Forcing법을 이용하여 멀티캐스트 심볼의 신호점을 개략적으로 검출한다. 계속해서, 역승산 연산을 행하는 것에 의해, 대응하는 데이터 비트를 얻는다. 그리고, 터보 복호를 이용하여, 데이터를 재생한다.
또한, 상술한 실시예에서는, 무선 신호를 전송하는 시스템에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 유선 시스템에도 적용 가능하다.

Claims (15)

  1. 제1 통신 장치와 제2 통신 장치 사이에서 제3 통신 장치를 통하여 신호를 전송하기 위한 네트워크 부호화 방법으로서,
    상기 제2 통신 장치로부터 수신한 제1 데이터를 상기 제1 통신 장치에 전송하기 위한 제1 통신 방식을 결정하고,
    상기 제1 통신 장치로부터 수신한 제2 데이터를 상기 제2 통신 장치에 전송하기 위한 제2 통신 방식을 결정하고,
    상기 제1 통신 방식으로 상기 제1 데이터를 처리함으로써 얻어지는 제1 심볼열과 상기 제2 통신 방식으로 상기 제2 데이터를 처리함으로써 얻어지는 제2 심볼열을, 심볼마다 승산하는 것에 의해 멀티캐스트 신호를 생성하고,
    상기 제3 통신 장치로부터 상기 제1 및 제2 통신 장치에 상기 멀티캐스트 신호를 송신하는
    것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 방식은, 상기 제1 통신 장치와 상기 제3 통신 장치 사이의 통신 품질에 따라서 결정되고,
    상기 제2 통신 방식은, 상기 제2 통신 장치와 상기 제3 통신 장치 사이의 통신 품질에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 방식은 QPSK이며, 상기 제2 통신 방식은 16 QAM 또는 64 QAM인 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 통신 방식이 모두 16 QAM인 경우에는, 각 16 QAM 심볼은 각각 2개의 QPSK 심볼로 맵핑되어 승산되는 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 통신 방식이 모두 64 QAM인 경우에는, 각 64 QAM 심볼은 각각 3개의 QPSK 심볼로 맵핑되어 승산되는 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 장치에서, 상기 제2 데이터를 이용하여 상기 멀티캐스트 신호로부터 상기 제1 데이터를 재생하는 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    Zero-forcing법을 이용하여 상기 멀티캐스트 신호로부터 심볼을 검출하고,
    검출한 심볼에 상기 제2 데이터의 대응하는 심볼을 역승산하는 것에 의해, 데이터 비트를 재생하고,
    터보 복호를 이용하여 재생한 데이터 비트를 복호하는 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  8. 송신 장치로부터 복수의 수신 장치에 신호를 전송하기 위한 네트워크 부호화 방법으로서,
    각 수신 장치에 대응하는 데이터를 전송하기 위한 통신 방식을 각각 결정하고,
    상기 복수의 수신 장치에 각각 전송할 데이터를 대응하는 통신 방식으로 처리함으로써 얻어지는 복수의 심볼열을, 심볼마다 승산하는 것에 의해 멀티캐스트 신호를 생성하고,
    상기 복수의 수신 장치에 상기 멀티캐스트 신호를 송신하는
    것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 방법.
  9. 제1 통신 장치와 제2 통신 장치 사이에서 쌍방향으로 전송되는 신호를 중계하는 네트워크 부호화 장치로서,
    상기 제2 통신 장치로부터 수신한 제1 데이터를 상기 제1 통신 장치에 전송하기 위한 제1 통신 방식을 결정하고, 상기 제1 통신 장치로부터 수신한 제2 데이터를 상기 제2 통신 장치에 전송하기 위한 제2 통신 방식을 결정하는 결정 수단과,
    상기 제1 통신 방식으로 상기 제1 데이터를 처리함으로써 얻어지는 제1 심볼열과 상기 제2 통신 방식으로 상기 제2 데이터를 처리함으로써 얻어지는 제2 심볼열을, 심볼마다 승산하는 것에 의해 멀티캐스트 신호를 생성하는 합성 수단과,
    상기 제1 및 제2 통신 장치에 상기 멀티캐스트 신호를 송신하는 송신 수단
    을 갖는 네트워크 부호화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 대해서 비트마다 배타 논리합 연산을 행하고, 그 연산 결과로부터 보조 멀티캐스트 신호를 생성하는 연산 수단과,
    상기 멀티캐스트 신호 또는 상기 보조 멀티캐스트 신호의 한쪽을 선택하는 선택 수단을 더 구비하고,
    상기 송신 수단은, 상기 선택 수단에 의해 선택된 신호를 상기 제1 및 제2 통신 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는 네트워크 부호화 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020107009060A 2007-11-02 2007-11-02 네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치 KR101036092B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2007/001202 WO2009057183A1 (ja) 2007-11-02 2007-11-02 ネットワーク符号化方法およびネットワーク符号化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100058669A KR20100058669A (ko) 2010-06-03
KR101036092B1 true KR101036092B1 (ko) 2011-05-19

Family

ID=40590594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107009060A KR101036092B1 (ko) 2007-11-02 2007-11-02 네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8509136B2 (ko)
EP (1) EP2207274B1 (ko)
JP (1) JP4915450B2 (ko)
KR (1) KR101036092B1 (ko)
CN (1) CN101843008B (ko)
WO (1) WO2009057183A1 (ko)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101453800B (zh) * 2007-11-30 2012-08-08 株式会社Ntt都科摩 多跳接力系统中的双向数据传输处理方法及通信中间装置
WO2009090877A1 (ja) * 2008-01-17 2009-07-23 Panasonic Corporation 無線通信装置、無線通信方法および無線通信システム
KR101400715B1 (ko) * 2008-04-02 2014-05-29 연세대학교 산학협력단 협력 전송 기법 및 네트워크 코딩 전송 기법을 이용한 통신장치 및 그 방법
IL190659A0 (en) * 2008-04-07 2008-12-29 Mariana Goldhamer Wireless communication network with relay stations
US8743769B2 (en) 2008-05-21 2014-06-03 Panasonic Corporation Radio communication device and radio communication system
US9112575B2 (en) * 2009-03-12 2015-08-18 Futurewei Technologies, Inc. System and method for smart relay operation in a wireless communications system
US20110170474A1 (en) * 2009-07-15 2011-07-14 Ji Tingfang Method and apparatus for transparent relay hybrid automatic repeat request (harq)
WO2011013355A1 (ja) * 2009-07-28 2011-02-03 パナソニック株式会社 無線中継装置および無線中継方法
JP5566065B2 (ja) * 2009-08-31 2014-08-06 シャープ株式会社 無線通信システム、基地局装置及び通信方法
US8914714B2 (en) * 2009-10-07 2014-12-16 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Wireless communication system, wireless relay station apparatus, wireless terminal station apparatus, and wireless communication method
KR101753926B1 (ko) * 2009-10-22 2017-07-04 인터디지탈 패튼 홀딩스, 인크 물리층 네트워크 부호화를 이용한 쌍방향 중계 방식의 방법 및 장치
US20110110314A1 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Multi-domain network coding
US8773975B2 (en) * 2010-01-21 2014-07-08 Lg Electronics Inc. Network coding enhancements
US8619606B2 (en) 2010-05-06 2013-12-31 Qualcomm Incorporated Data transmission via a relay station with ACK/NACK feedback
US9014237B2 (en) 2010-07-29 2015-04-21 Thomson Licensing Multiple-in-multiple-out network-coded amplify-and-forward relaying scheme for three node bidirectional cooperation
WO2012030263A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and arrangement for resource allocation for coded multidirectional relaying
CN102447667B (zh) * 2010-09-30 2015-04-29 华为技术有限公司 基于网络编码的数据处理方法和系统
CN101969668A (zh) * 2010-10-24 2011-02-09 天津大学 一种用于无线协作中继系统的数据传输方法
US9130701B2 (en) 2010-11-16 2015-09-08 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and arrangement for network-coded bidirectional relaying
CN102595451A (zh) * 2011-01-04 2012-07-18 中国移动通信集团公司 数据传输优化方法、装置及系统
EP2605465A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-19 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Method and a device for transmitting OFDM symbols representative of plural streams
CN103078716B (zh) * 2013-01-27 2016-04-13 西安电子科技大学 基于分布式3-D Turbo码的中继传输方法
CN103199959B (zh) * 2013-04-12 2016-08-03 南京邮电大学 一种协作通信中的网络编码方法
CN103840917B (zh) * 2014-03-28 2017-04-26 北京邮电大学 一种基于网络编码的多路并行传输方案
US11509387B2 (en) * 2015-10-30 2022-11-22 Kyocera Corporation Selection of decoding level at signal forwarding devices
GB2595279B (en) * 2020-05-20 2023-11-08 Canon Kk Method and apparatus for configuring network coding and controlling network coding activation
WO2022067785A1 (zh) * 2020-09-30 2022-04-07 华为技术有限公司 一种通信方法及通信装置
US20220393722A1 (en) * 2021-06-04 2022-12-08 Nxp B.V. Near-field wireless device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006033883A (ja) 2001-05-14 2006-02-02 Interdigital Technology Corp 物理チャネル構成シグナルプロシージャ
JP2007235263A (ja) 2006-02-27 2007-09-13 Kyocera Corp 通信装置及び通信装置の制御方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963547A (en) * 1996-09-18 1999-10-05 Videoserver, Inc. Method and apparatus for centralized multipoint conferencing in a packet network
US6163531A (en) * 1997-10-31 2000-12-19 Intel Corporation Method and apparatus to throttle connections to a H.323 multipoint controller by receiver terminals in a loosely-coupled conference
US6775247B1 (en) * 1999-03-22 2004-08-10 Siemens Information And Communication Networks, Inc. Reducing multipoint conferencing bandwidth
US7023933B2 (en) * 2000-10-20 2006-04-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio communication apparatus
JP2002305733A (ja) * 2001-04-06 2002-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd マルチキャスト会議装置、及びマルチキャスト会議プログラム
US6996082B2 (en) * 2001-05-14 2006-02-07 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for minimizing the amount of data necessary to signal code and timeslot assignments
JP3712962B2 (ja) * 2001-07-24 2005-11-02 株式会社日立国際電気 送信装置および伝送装置および受信装置および信号構成
US7428223B2 (en) * 2001-09-26 2008-09-23 Siemens Corporation Method for background noise reduction and performance improvement in voice conferencing over packetized networks
JP2003264490A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線基地局装置及び無線送信方法
CN102123402B (zh) * 2005-03-29 2013-07-31 松下电器产业株式会社 通信中继装置和通信中继方法、通信装置和通信方法
JP5060473B2 (ja) 2005-06-28 2012-10-31 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 協調符号化システムのための適応的な変調
JP2007074618A (ja) * 2005-09-09 2007-03-22 Sony Corp 無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム
JP4700106B2 (ja) * 2006-04-27 2011-06-15 三菱電機株式会社 適応変調方法および通信装置
KR100947207B1 (ko) * 2006-05-22 2010-03-11 삼성전자주식회사 광대역 무선접속 통신시스템에서 협력적 최대비율 전송장치및 방법
US8054817B2 (en) * 2006-08-18 2011-11-08 Fujitsu Limited Legacy and new wireless communication device coexisting amble sequence
EP1916782A1 (en) * 2006-10-26 2008-04-30 Nortel Networks Limited Frame structure for a multi-hop wireless system
US8135087B2 (en) * 2008-12-05 2012-03-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for signal detection using log likelihood ratio

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006033883A (ja) 2001-05-14 2006-02-02 Interdigital Technology Corp 物理チャネル構成シグナルプロシージャ
JP2007235263A (ja) 2006-02-27 2007-09-13 Kyocera Corp 通信装置及び通信装置の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8509136B2 (en) 2013-08-13
US20110110284A1 (en) 2011-05-12
EP2207274A4 (en) 2012-09-26
CN101843008B (zh) 2014-06-04
JP4915450B2 (ja) 2012-04-11
EP2207274A1 (en) 2010-07-14
WO2009057183A1 (ja) 2009-05-07
KR20100058669A (ko) 2010-06-03
JPWO2009057183A1 (ja) 2011-03-10
CN101843008A (zh) 2010-09-22
EP2207274B1 (en) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101036092B1 (ko) 네트워크 부호화 방법 및 네트워크 부호화 장치
CN101534146B (zh) 数据中继装置、通信装置及数据中继方法
US8577284B2 (en) Cooperative reception diversity apparatus and method based on signal point rearrangement or superposition modulation in relay system
US8787243B2 (en) Wireless communication system, base station apparatus and communication method
EP2216954A1 (en) Data relay apparatus, communication apparatus and communication method
US20110283171A1 (en) Method and apparatus for encoding and decoding
JP2006135990A (ja) 送信器及び送信方法
JP5734990B2 (ja) Ｏｆｄｍシステムにおけるａｌａｍｏｕｔｉブロック符号を復号するための方法と受信器
JP2010093815A (ja) 時空間符号化方法、無線信号の送信、受信・復号方法及び装置
Stefanov et al. On the performance analysis of cooperative space-time coded systems
Fang et al. Linear physical-layer network coding over hybrid finite ring for Rayleigh fading two-way relay channels
Abdaljlil et al. BER performance analysis using TCM coding Over AWGN and fading channels
US7769077B2 (en) Diversity transmitter-receiver in CDMA system using space-time code, and method thereof
Jung A practical physical-layer network coding for fading channels
Bhatnagar et al. Double-differential decode-and-forward cooperative communications over Nakagami-m channels with carrier offsets
Bhat et al. Noise effect analysis on diverse Image data set to procure effective Transmission over LTE
Chopra et al. 38 Multilevel coding scheme with trellis codes as component code in 5G scenario
Liu et al. Cooperative communication using complementary punctured convolutional (cpc) codes over wireless fading channels
JP5740590B2 (ja) 無線装置およびそれを備えた無線通信システム
Hausl et al. Distributed turbo coding with information transfer via timing of the half-duplex relay-phases
Nokleby et al. Cooperative computation in wireless networks
Vu et al. Improved receiver for cooperative wireless communication systems using QAM and Galois Field network coding
KR20090020765A (ko) 중계 방식의 무선통신 시스템에서 시공간 부호화 장치 및방법
Ge et al. Two-way distributed transmission based on the golden code for application in wireless relay networks
Alemseged Wireless Cooperative Communication

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140418

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150416

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170420

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180417

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee