KR101054177B1 - Hybrid Cyclic Delay Diversity Cooperative Communication System Using ODFM and Method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템은, 직교 주파수 다중 분할 방식(OFDM)에 기반한 신호를 전달하는 송신기, 복수의 그룹으로 그룹핑 되며, 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연시켜 전송하는 복수의 중계기, 그리고 복수의 안테나를 통하여 복수의 중계기로부터 전송되는 신호를 각각 수신하여 원 신호를 추정하는 수신기를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 의하면, 협력 통신 방법에 있어서 다이버시티와 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻어 높은 전송율의 신뢰성 있는 통신을 수행할 수 있다. 그리고 이전에 설치된 협력 통신 시스템에 적용가능하고, 중계기의 개수에 영향을 받지 않으며 중계기의 개수에 따라 수신기에서 추가적인 구조변경을 할 필요없이 최적의 통신을 할 수 있다.The present invention relates to a hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system using OFDM and a method thereof. In the hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system using OFDM according to the present invention, a transmitter for transmitting a signal based on an orthogonal frequency multiplexing scheme (OFDM) is grouped into a plurality of groups, and cyclically delays a signal received from each group. A plurality of repeaters to transmit, and a receiver for receiving the signals transmitted from the plurality of repeaters through a plurality of antennas, respectively, and estimates the original signal. As described above, according to the present invention, in the cooperative communication method, diversity and multiplexing gain can be simultaneously obtained to perform reliable communication at a high data rate. And it is applicable to the previously installed cooperative communication system, it is not affected by the number of repeaters and according to the number of repeaters can perform optimal communication without the need for additional structural changes in the receiver.

OFDM, 하이브리드, 협력 통신, 중계기, 다이버시티 OFDM, Hybrid, Cooperative Communications, Repeaters, Diversity

Description

OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템 및 그 방법{HYBRID CYCLIC DELAY DIVERSITY COOPERATIVE COMMUNICATION SYSTEM USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING AND METHOD THEREOF}Hybrid Using OFDM cyclic delay diversity, cooperative communications system and method {HYBRID CYCLIC DELAY DIVERSITY COOPERATIVE COMMUNICATION SYSTEM USING ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 직교 주파수 분할 다중 변조(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식을 사용하고 저 전력 또는 저비용이 요구되는 ad-hoc 네트워크 또는 메쉬 네트워크와 같은 통신 환경에서의 협력 통신에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system, and more particularly, to an ad-hoc network or mesh that uses orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and requires low power or low cost. The present invention relates to cooperative communication in a communication environment such as a network.

차세대 무선 시스템 전송 기술인 다중 입출력 시스템 (Multi-Input Mutil-output: MIMO system)은 송수신단에 설치된 여러 개의 안테나를 이용해 대역폭의 증가 없이 전송률을 증대시키고 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 단말의 크기 또는 비용 제한 때문에 대부분의 실제 무선 통신에서는 다중 안테나 지원이 힘들다. 따라서 이를 해결하기 위해서 하나의 안테나를 갖고 있는 단말 간 서로 협동 하여 가상의 다중 입출력 시스템을 만들어 데이터 전송률을 높이고 수신 성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 논의 되고 있다. Multi-Input Mutil-output (MIMO system), a next-generation wireless system transmission technology, uses multiple antennas installed at the transceiver to increase transmission rate and improve reception performance without increasing bandwidth. However, due to terminal size or cost limitation, it is difficult to support multiple antennas in most actual wireless communications. Therefore, in order to solve this problem, researches for improving data transmission rate and improving reception performance by making a virtual multi-input / output system in cooperation with each other having a single antenna have been actively discussed.

협동 통신에서는 다양한 다중 입출력(MIMO) 기술을 적용하여 협력 다이버시티(Cooperative Diversity) 또는 멀티플렉싱 이득 또한 얻을 수 있게 된다. 협동 통신에서 높은 처리량과 신뢰성 있는 전송을 위해서는 종래의 다이버시티와 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻을 수 있게 하는 하이브리드 시공간 블록 부호 (Hybrid STBC) 전송기법 적용이 가능하다. 하지만 이 기술은 협동 통신 중계기의 개수가 늘어남에 따라 전송률이 감소하고 수신기에서의 구조 변경을 요구하게 되며 복잡한 복호화를 요구한다. 또한 각 중계기에 특정한 직교 시공간 블록 부호 디자인을 요구하므로 중계기가 해당하는 부호기를 장착하고 있지 않으면 이 중계기는 이 기법 적용이 불가능해진다.In cooperative communication, various multiple input / output (MIMO) technologies can be applied to obtain cooperative diversity or multiplexing gain. For high throughput and reliable transmission in cooperative communication, a hybrid STBC transmission technique that can simultaneously obtain the diversity and multiplexing gains can be applied. However, as the number of cooperative repeaters increases, the technology reduces the data rate, requires structural changes in the receiver, and requires complex decoding. In addition, since each repeater requires a specific orthogonal space-time block code design, the repeater cannot apply this technique unless the repeater is equipped with the corresponding encoder.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 OFDM을 이용한 협력 통신 시스템에서 중계기에 특정한 부호기를 장착할 필요가 없으며, 중계기의 수에 관계없이 수신단에서 추가적인 구조 변화 없이 중계기의 수를 임의로 선택할 수 있는 신뢰성 높은 전송을 보장하는 협동통신 기법 및 그 방법을 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that it is not necessary to attach a specific encoder to the repeater in a cooperative communication system using OFDM, and reliable transmission that can arbitrarily select the number of repeaters without any additional structural change at the receiving end regardless of the number of repeaters. It is to provide a cooperative communication technique and method for ensuring the security.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템은, 직교 주파수 다중 분할 방식(OFDM)에 기반한 신호를 전달하는 송신기, 복수의 그룹으로 그룹핑 되며, 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연 시켜 전송하는 복수의 중계기, 그리고 복수의 안테나를 통하여 상기 복수의 중계기로부터 전송되는 신호를 각각 수신하여 원 신호를 추정하는 수신기를 포함한다. A hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system using OFDM according to an embodiment of the present invention for achieving the technical problem, the transmitter for transmitting a signal based on the orthogonal frequency multiplexing (OFDM), grouped into a plurality of groups, And a plurality of repeaters for cyclically delaying the signals received from each group, and a receiver for receiving the signals transmitted from the plurality of repeaters through a plurality of antennas, respectively, and estimating the original signal.

상기 복수의 중계기는, 다음의 수학식을 이용하여 상기 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연시킬 수 있다. The plurality of repeaters may cyclically delay a signal received from each group by using the following equation.

Figure 112009063285917-pat00001
Figure 112009063285917-pat00001

여기서,

Figure 112009063285917-pat00002
는 시간 t일때 l 번째 중계기에서 순환 지연된 신호이고,
Figure 112009063285917-pat00003
는 각 그룹의 l 번째 중계기의 순환지연 길이이며,
Figure 112009063285917-pat00004
는 부반송파의 개수를 나타내고 k는 부반송파의 인덱스를 나타낸다. here,
Figure 112009063285917-pat00002
Is the cyclically delayed signal at the l th repeater at time t,
Figure 112009063285917-pat00003
Is the cyclic delay length of the l th repeater in each group,
Figure 112009063285917-pat00004
Denotes the number of subcarriers and k denotes the index of the subcarriers.

상기 순환지연 길이는 다음의 수학식으로 나타낼 수 있다.The cyclic delay length can be expressed by the following equation.

Figure 112009063285917-pat00005
Figure 112009063285917-pat00005

여기서 L은 각 그룹에 속한 중계기의 개수를 나타낸다. Where L represents the number of repeaters belonging to each group.

동일한 그룹에 포함되는 중계기는 다음의 수학식에 나타낸 채널을 통하여 상기 수신기로 신호를 전송할 수 있다. Repeaters included in the same group may transmit a signal to the receiver through a channel shown in the following equation.

Figure 112009063285917-pat00006
Figure 112009063285917-pat00006

여기서 n은 상기 수신기의 안테나 인덱스이다. Where n is the antenna index of the receiver.

상기 복수의 중계기는 다음의 수학식으로 그룹핑 될 수 있다. The plurality of repeaters may be grouped by the following equation.

Figure 112009063285917-pat00007
Figure 112009063285917-pat00007

여기서, M은 전체 중계기의 개수를 나타내고,

Figure 112009063285917-pat00008
Figure 112009063285917-pat00009
은 각 그룹에서 그룹핑된 중계기의 개수를 나타낸다. Where M represents the total number of repeaters,
Figure 112009063285917-pat00008
and
Figure 112009063285917-pat00009
Represents the number of repeaters grouped in each group.

상기 송신기 및 중계기는 단일 안테나를 가질 수 있다. The transmitter and repeater may have a single antenna.

본 발명의 한 실시예에 따른 OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 방법은, 복수의 중계기가 복수의 그룹으로 그룹핑되며, 각 그룹에 포함되는 중계기는 직교 주파수 다중 분할 방식(OFDM)에 기반한 신호를 송신기로부터 수신하는 단계, 상기 각 그룹에 포함되는 중계기는 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연 시키는 단계, 그리고 상기 순환 지연된 신호를 수신기에 구비된 복수의 안테나에 각각 전송하는 단계를 포함한다. In the hybrid cyclic delay diversity cooperative communication method using OFDM according to an embodiment of the present invention, a plurality of repeaters are grouped into a plurality of groups, and the repeaters included in each group are signals based on an orthogonal frequency multiplexing scheme (OFDM). Receiving from the transmitter, the repeater included in each group includes the step of cyclically delaying the signal received in each group, and transmitting the cyclically delayed signal to a plurality of antennas provided in the receiver, respectively.

이와 같이 본 발명에 의하면, 협력 통신 방법에 있어서 다이버시티와 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻어 높은 전송율의 신뢰성 있는 통신을 수행할 수 있다. 그리고 중계기에 특정한 부호기를 장착할 필요가 없으며, 이전에 설치된 협력 통신 시스템에 적용가능하고, 중계기의 개수에 영향을 받지 않으며 중계기의 개수에 따라 수신기에서 추가적인 구조변경을 할 필요없이 최적의 통신을 할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the cooperative communication method, diversity and multiplexing gain can be simultaneously obtained to perform reliable communication at a high data rate. And it is not necessary to install a specific encoder in the repeater, it is applicable to the previously installed cooperative communication system, it is not affected by the number of repeaters, and according to the number of repeaters to perform optimal communication without the need for additional structural changes in the receiver Can be.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM을 이용한 협력 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 OFDM을 이용한 Hybrid CDD 협력 통신 시스템의 예시도이다. 1 is a diagram illustrating a cooperative communication system using OFDM according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exemplary diagram of a hybrid CDD cooperative communication system using OFDM according to FIG. 1.

도 1에 도시한 것처럼, OFDM을 이용한 협력 통신 시스템은 데이터를 전송하는 송신기(Source, 도 1에서는 "S"로 표시함), 송신기에서 전송한 신호를 수신하여 제안된 코드로 변조하여 전송하는 복수의 중계기(Relay, 도 1에서는 "R1, R2, … , RM"로 표시함), 그리고 다수의 중계기로부터 전송된 신호를 수신하며 그 수신된 신호로부터 원래의 데이터를 추정하는 수신기 수신기(Destination, 도 1에서는 "D"로 표시함)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a cooperative communication system using OFDM includes a transmitter for transmitting data (Source, denoted by “S” in FIG. 1), and a plurality of signals that are transmitted from a transmitter, modulated by a proposed code, and transmitted. A repeater (relay, denoted as "R 1 , R 2 ,..., R M " in FIG. 1), and a receiver receiver that receives signals transmitted from a plurality of repeaters and estimates original data from the received signals ( Destination, denoted by "D" in FIG. 1).

송신기와 중계기는 단일 안테나를 가지고 있으며, 수신기는 멀티플렉싱 이득을 얻기위해 두 개의 안테나를 가지고 있다. The transmitter and repeater have a single antenna, and the receiver has two antennas for multiplexing gain.

설명의 편의상 협력 통신의 특징을 더 잘 나타내기 위하여 송신기와 수신기와의 직접 경로는 없는 것으로 가정한다. For convenience of explanation, it is assumed that there is no direct path between the transmitter and the receiver to better characterize the cooperative communication.

도 2에서는 설명의 편의상 중계기의 개수를 6으로 가정한다. 중계기의 개수가 6개일 때, 6×2 하이브리드 순환 지연 다이버시티{Hybrid cyclic delay diversity, Hybrid CDD} 협력 통신 시스템은 두 개의 전송 심볼(

Figure 112009063285917-pat00010
)을 6개의 중계기(R1, R2, R3, R4, R5, R6)를 통하여 전송한다. In FIG. 2, the number of repeaters is assumed to be 6 for convenience of description. When the number of repeaters is six, the 6 × 2 hybrid cyclic delay diversity (Hybrid CDD) cooperative communication system uses two transmission symbols (
Figure 112009063285917-pat00010
) Is transmitted through six repeaters (R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 ).

본 발명의 실시예에 따르면 중계기들은 두 개의 그룹으로 나뉘게 된다. 따라서, 6개의 중계기 중에서 3개의 중계기(R1, R2, R3)가 제1 그룹에 해당하고, 3개의 중계기(R4, R5, R6)가 제2 그룹에 해당하는 것으로 가정한다. According to an embodiment of the present invention, the repeaters are divided into two groups. Therefore, it is assumed that three repeaters R 1 , R 2 , and R 3 correspond to the first group among the six repeaters, and three repeaters R 4 , R 5 , and R 6 correspond to the second group. .

따라서, 각 그룹은 3개의 중계기를 이용하여 하나의 심볼을 3×1 순환 지연 다이버시티 기법을 이용하여 전송하게 된다.Therefore, each group transmits one symbol using three repeaters using a 3 × 1 cyclic delay diversity scheme.

6개의 중계기에서는 수신한 신호를 다음과 같은 코드 형태로 디자인 된다.In six repeaters, the received signal is designed in the following code.

Figure 112009063285917-pat00011
Figure 112009063285917-pat00011

여기서

Figure 112009063285917-pat00012
는 각 그룹의 l 번째 중계기의 순환지연 길이를 나타낸다. 가로축은 각각의 중계기가 송신하는 신호를 나타내며, 모든 신호는 동시에 송신된다. 그리고 신호
Figure 112009063285917-pat00013
는 신호
Figure 112009063285917-pat00014
의 순환 지연된 신호를 시간 축에서 표현한 것이고 시간 t일때 l 번째 중계기에서 순환 지연된 신호는 아래와 같이 나타낸다.here
Figure 112009063285917-pat00012
Denotes the cyclic delay length of the l th repeater of each group. The horizontal axis represents the signal transmitted by each repeater, and all signals are transmitted simultaneously. And signal
Figure 112009063285917-pat00013
Signal
Figure 112009063285917-pat00014
The cyclically delayed signal of is expressed on the time axis. At time t, the cyclically delayed signal in the lth repeater is expressed as follows.

Figure 112009063285917-pat00015
Figure 112009063285917-pat00015

여기서

Figure 112009063285917-pat00016
는 부반송파의 개수를 나타내고 k는 부반송파의 인덱스이다. here
Figure 112009063285917-pat00016
Is the number of subcarriers and k is the index of subcarriers.

수학식 1 및 수학식 2에서 볼 수 있듯이 제1 그룹에 속한 중계기(R1, R2, R3)는 신호

Figure 112009063285917-pat00017
을 순환 지연시켜 수신기(D)로 전송하고, 제2 그룹에 속한 중계기(R1, R2, R3)는 신호
Figure 112009063285917-pat00018
를 수신기(D)로 전송한다. 여기서 순환 지연된 각 신호들은 다이버시티 이득을 획득하므로 보다 신뢰성 있는 전송을 할 수 있게 한다.As shown in equations (1) and (2), the repeaters belonging to the first group (R 1 , R 2 , R 3 ) are signals
Figure 112009063285917-pat00017
Cyclic delay is transmitted to the receiver (D), and the repeaters belonging to the second group (R 1 , R 2 , R 3 )
Figure 112009063285917-pat00018
Is transmitted to the receiver (D). In this case, the cyclically delayed signals acquire diversity gain, thereby enabling more reliable transmission.

본 발명에서 순환 지연의 선택은 성능에 많은 영향을 미치게 되는데 최적의 순환 지연 값을 선택하기 위해서는 아래의 식을 따른다.In the present invention, the selection of the cyclic delay has a great effect on performance. To select an optimal cyclic delay value, the following equation is used.

Figure 112009063285917-pat00019
Figure 112009063285917-pat00019

여기서 L은 각 그룹에 속한 중계기의 개수를 나타낸다. 그리고 각 그룹내의 첫 번째 신호의 순환 지연 요소

Figure 112009063285917-pat00020
는 항상 0이다
Figure 112009063285917-pat00021
. Where L represents the number of repeaters belonging to each group. And the cyclic delay component of the first signal in each group
Figure 112009063285917-pat00020
Is always 0
Figure 112009063285917-pat00021
.

수신기에서는 두 개의 안테나에서 여섯 개의 중계기로부터 수학식 1과 같이 코딩된 두 개의 신호를 받는다. 그 신호를 주파수 축에서 표현하면 다음과 같다.The receiver receives two signals coded as shown in Equation 1 from six repeaters in two antennas. The signal is expressed on the frequency axis as follows.

Figure 112009063285917-pat00022
Figure 112009063285917-pat00022

여기서

Figure 112009063285917-pat00023
은 n번째 안테나가 받는 신호를 나타내며,
Figure 112009063285917-pat00024
는 i번째 중계기에서 n번째 수신 안테나 사이의 채널의 주파수 응답이다.
Figure 112009063285917-pat00025
은 평균이 0이고, 분산이
Figure 112009063285917-pat00026
이며, 원형 대칭성 (Circular symmetric)이 있는 복소 백색 가우시안 잡음(AWGN)이다.here
Figure 112009063285917-pat00023
Represents the signal received by the nth antenna,
Figure 112009063285917-pat00024
Is the frequency response of the channel between the nth receive antenna in the i th repeater.
Figure 112009063285917-pat00025
Is 0 and the variance is
Figure 112009063285917-pat00026
And complex white Gaussian noise (AWGN) with circular symmetric.

각 그룹에서는 하나의 신호가 3개의 중계기에서 순환 지연된 신호로 수신기에 송신되는데 이 신호들은 수신기에서 반사파처럼 보이게 되고, 채널의 주파수 선택적 특성을 증가시킨다. 이 같은 이유로 동일한 그룹에 포함되는 3개의 중계기에서 보낸 동일한 심볼은 합성된 하나의 채널을 통과하는 것처럼 보이게 되어 다음과 같은 형태로 구할 수 있다.In each group, one signal is sent to the receiver as a cyclically delayed signal from three repeaters, which look like a reflected wave at the receiver and increase the frequency selective characteristics of the channel. For this reason, the same symbol sent from three repeaters included in the same group appears to pass through one synthesized channel, and can be obtained as follows.

Figure 112009063285917-pat00027
Figure 112009063285917-pat00027

여기서 L은 각 그룹에 속한 동일한 심볼을 전송하는 중계기의 개수이고,

Figure 112009063285917-pat00028
는 전송 파워를 일정하게 유지시키기 위한 표준화(normalization) 요소이며, n은 수신기의 안테나 인덱스이다. Where L is the number of repeaters transmitting the same symbol belonging to each group,
Figure 112009063285917-pat00028
Is a normalization factor for keeping the transmission power constant, and n is the antenna index of the receiver.

합성된 채널의 증가된 주파수 선택적 특성 때문에 본 발명의 실시예에서는 채널 코딩을 도입함으로써 주파수 다이버시티를 얻게 된다. Because of the increased frequency selective nature of the synthesized channel, frequency diversity is obtained in the embodiment of the present invention by introducing channel coding.

수학식 4를 수학식 5에 적용하면 중계기가 송신하는 신호

Figure 112009063285917-pat00029
의 채널은 각각 다음과 같다. Applying Equation 4 to Equation 5 signal transmitted by the repeater
Figure 112009063285917-pat00029
The channels of are as follows.

Figure 112009063285917-pat00030
Figure 112009063285917-pat00031
Figure 112009063285917-pat00030
Figure 112009063285917-pat00031

따라서 수학식 4를 다시 쓰면 아래와 같다.Therefore, if you write Equation 4 again.

Figure 112009063285917-pat00032
Figure 112009063285917-pat00032

여기서 위의 식을 다음과 같은 행렬 벡터 표기법으로 변형할 수 있다.Where the above equation can be transformed into the matrix vector notation:

Figure 112009063285917-pat00033
Figure 112009063285917-pat00033

수학식 8은 2×2 수직 블라스트(Vertical-BLAST(Bell Labs Layered Space Time), 이하 'V-BLSAT'라 칭하기로 한다) 식과 동일하며, 공간분할다중(SDM, spatial division multiple) 방식으로 나타낼 수 있다. Equation 8 is the same as 2 × 2 vertical blast (Vertical-BLAST (Bell Labs Layered Space Time), hereinafter referred to as 'V-BLSAT'), and can be represented by a spatial division multiple (SDM) method. have.

본 발명의 실시예에서는 중계기의 개수가 늘어나더라도 중계기 개수에 관계없이 두 개의 심볼이 두 개의 수신안테나로 동시에 전송되는 2×2 V-BLAST 형태의 수신기 구조를 가진다. 순환 지연 다이버시티 기술은 다중 입력 단일 출력 채널(MISO)을 단일 입력 단일 출력(SISO)의 형태로 변형시키기 때문이다. In the embodiment of the present invention, even if the number of repeaters is increased, the receiver has a 2x2 V-BLAST type receiver structure in which two symbols are simultaneously transmitted to two receiving antennas regardless of the number of repeaters. Cyclic delay diversity technology transforms a multiple input single output channel (MISO) into the form of a single input single output (SISO).

본 발명의 실시예에서 신호검출을 하기 위해서 수학식 8에 여러 가지 V-BLAST 복호화 알고리즘을 적용한다. 그 중 잡음이 고려되지 않은 zero-forcing 방식을 예로 들면 수학식 9와 같다. In the embodiment of the present invention, various V-BLAST decoding algorithms are applied to Equation 8 for signal detection. For example, the zero-forcing method in which noise is not considered is shown in Equation 9.

Figure 112009063285917-pat00034
Figure 112009063285917-pat00034

본 발명의 실시예에 따르면 도 1에서와 같이 중계기의 개수에 따라 중계기에서 전송할 심볼을 결정한다. 여러 개의 중계기는 그 개수에 따라 두 개의 그룹으로 나누어지고 두 개의 심볼은 각 그룹의 중계기를 거쳐 동시에 송신된다. According to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1 determines the symbols to be transmitted in the repeater according to the number of repeaters. Several repeaters are divided into two groups according to the number, and two symbols are transmitted simultaneously through the repeaters of each group.

본 발명의 실시예에서는 6개의 중계기를 3개씩 2그룹으로 나뉜 것으로 설명하였으나, 복수의 중계기는 수학식 10과 같이

Figure 112009063285917-pat00035
개의 중계기를 이용하는 그룹 하나와
Figure 112009063285917-pat00036
개의 중계기를 이용하는 또 다른 그룹으로 두 개의 그룹으로 나눌 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the six repeaters have been divided into two groups of three, but the plurality of repeaters is represented by Equation 10.
Figure 112009063285917-pat00035
One group using four repeaters
Figure 112009063285917-pat00036
Another group using two repeaters can be divided into two groups.

Figure 112009063285917-pat00037
Figure 112009063285917-pat00037

여기서 M은 전체 중계기의 개수를 나타낸다. 두 개의 그룹으로 나눠진 중계기의 hybrid CDD 협력 통신 기법 코드 디자인을 일반화하면 아래와 같다. Where M represents the total number of repeaters. The general code design of the hybrid CDD cooperative communication scheme of repeaters divided into two groups is as follows.

Figure 112009063285917-pat00038
Figure 112009063285917-pat00038

실제로 무선 협동 중계 시스템에서 송신기를 도와주는 중계기의 숫자는 고정되어 있지 않고, 시간에 따라 변한다. 협동 통신에 참여하는 중계기의 개수는 전체 시스템 성능에 영향을 미치므로 본 발명은 사용 가능한 중계기의 개수가 증가함에 따라 높은 다이버시티 이득을 얻게 된다. 그러나 중계기의 수가 달라짐에 따른 수신단에서의 추가적인 구조 수정을 필요로 하지 않는다. 또한 수신기에서의 안테나 개수가 증가하면 추가적인 멀티플렉싱 이득을 얻을 수 있으므로 수신기에서의 안테나 개수를 증가함에 따라 데이터 전송률을 더욱 향상 시킬 수 있다. In practice, the number of repeaters that assist the transmitter in a wireless cooperative repeater system is not fixed and varies over time. Since the number of repeaters participating in cooperative communication affects the overall system performance, the present invention obtains a high diversity gain as the number of available repeaters increases. However, as the number of repeaters varies, no additional structure modification is required at the receiving end. In addition, as the number of antennas in the receiver increases, an additional multiplexing gain can be obtained, thereby increasing the data rate as the number of antennas in the receiver increases.

표 1은 멀티플렉싱과 다이버시티 이득을 동시에 얻을 수 있는 종래의 협동 전송 기술인 Hybrid STBC 협동 기법과 본 발명인 Hybrid CDD 협동 기법을 간단하게 비교한 것이다. Table 1 shows a simple comparison between the hybrid STBC cooperative technique, which is a conventional cooperative transmission technique, which can simultaneously obtain multiplexing and diversity gain, and the present hybrid CDD cooperative technique.

Figure 112009063285917-pat00039
Figure 112009063285917-pat00039

먼저 Hybrid STBC 협력 통신 방법은 중계기의 개수가 증가함에 따라 전송률이 낮아지고, 많은 준정적 시간(심볼이 모두 전송될 때까지 채널이 일정하게 유지되는데 필요한 시간, Required quasi stationary time)이 필요하다. 또한 중계기 개수가 달라짐에 따라 수신기의 구조는 변화하게 되고 수신기에서의 복호화 복잡성이 증가하게 된다. First, the hybrid STBC cooperative communication method has a low transmission rate as the number of repeaters increases, and requires a lot of quasi-static time (required quasi stationary time required for the channel to remain constant until all symbols are transmitted). Also, as the number of repeaters changes, the structure of the receiver changes and the decoding complexity of the receiver increases.

이에 반해 Hybrid CDD 협력 통신 방법은 중계기의 개수가 증가하더라도 전송률이 변하지 한고 요구하는 준정적 시간 또한 짧게 고정되어 있다. 또한 수신기에서의 구조 역시 변하지 않으며 그 복잡성 또한 Hybrid STBC 협력 통신 방법에 비해 간단하다. 수신기에서의 복호화 복잡성은 단순 곱하기 연산(Required number of multiplication)만을 비교하였는데 아래의 수학식 12를 따른다.On the other hand, in the hybrid CDD cooperative communication method, even if the number of repeaters increases, the data rate does not change and the quasi-static time required is short. In addition, the structure at the receiver does not change, and the complexity is simple compared to the hybrid STBC cooperative communication method. The decoding complexity in the receiver is compared only with the required number of multiplication, and the following Equation 12 is used.

Figure 112009063285917-pat00040
Figure 112009063285917-pat00040

여기서

Figure 112009063285917-pat00041
은 송신기가 전송한 심볼의 개수이고
Figure 112009063285917-pat00042
는 준정적 시간이 지난 이후에 수신기가 수신한 총 심볼의 개수이다. 하나의 복소수 곱하기 연산은 4개의 곱셈으로 표현된다.here
Figure 112009063285917-pat00041
Is the number of symbols sent by the transmitter
Figure 112009063285917-pat00042
Is the total number of symbols received by the receiver after the quasi-static time. One complex multiply operation is represented by four multiplications.

이하에서는 도 3 및 도 4를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법의 성능 향상에 대하여 설명한다. 도 3 및 도 4는 모의 실험에 대한 결과 그래프로서, 세로축은 비트 에러율이며, 가로축은 신호 송신기-수신기 채널의 신호대 잡음비(SNR)를 나타낸다. Hereinafter, the performance improvement of the hybrid CDD cooperative communication method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4 are graphs of the results for the simulations, where the vertical axis represents the bit error rate and the horizontal axis represents the signal-to-noise ratio (SNR) of the signal transmitter-receiver channel.

모의실험에서 비 협동 통신과의 공정한 비교를 위해 전체 신호파워와 각각의 중계기 신호 파워의 함은 같게 하였고, 시간 및 주파수 동기와 채널 추정은 완벽하며 각 채널은 서로 독립적이라고 가정하였다. 또한 각각의 중계기에서 수신기까지 이동하는 채널은 독립적이라고 가정하였다. In the simulation, for the fair comparison with non-cooperative communication, the total signal power and each repeater signal power are equal, the time and frequency synchronization and channel estimation are perfect and each channel is assumed to be independent of each other. It is also assumed that the channels traveling from each repeater to the receiver are independent.

모의실험에 사용된 요소를 살펴보면, 4위상 편이 변조 기법(QPSK)을 사용하며, FFT 크기는 512이고, 보호구간은 128을 사용하였고, 구속길이가 7이고 전송율이 1/3인 콘볼루션 코드를 사용한다. 8개의 패스를 가지는 레일레이 채널을 통과하며 각각의 중계기들과 송신기는 하나의 안테나를 가지고 있으며 수신기는 2개의 안테나를 가지고 있다. 또한 중계기는 복호 후 전당 (DF) 방식으로 중계한다. 순환 지연 요소는 수학식 3에 따라 그 값이 최적으로 정해진다.Using the four-phase shift keying technique (QPSK), the FFT size is 512, the guard interval is 128, and the convolutional code with the constraint length of 7 and the transmission rate is 1/3. use. It passes through the Rayleigh channel with eight passes, with each repeater and transmitter having one antenna and the receiver having two antennas. The repeater also relays after decryption in the Hall of Fame (DF) method. The cyclic delay element is optimally determined according to the equation (3).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 시스템에서 중계기 개수에 따른 비트 오류율을 나타내는 그래프이다. 여기서 중계기 개수 증가에 따른 성능 향상 정도를 보다 분명하게 보여주기 위해, 송신기와 중계기 채널 (S - R)의 신호 대 잡음비가 중계기와 수신기 채널 (R - D)의 신호 대 잡음비보다 10dB 높다고 가정한다. 이는 중계기에서 송신기의 신호를 검출하는 과정에서 오류의 확률이 높아지면 시스템의 성능에 상당히 나쁜 영향을 미치므로 중계기 개수가 미치는 영향을 정확히 볼 수 없기 때문이다. 다이버시티 이득은 중계기의 개수에 영향을 받으므로 Hybrid CDD 협동 기법은 사용되는 중계기의 개수가 증가함에 따라 시스템 성능이 상당히 좋아지는 것을 알 수 있다. 그러므로 만약 더 좋은 성능이 요구 된다면 더 많은 중계기를 함으로써 성능을 향상 시킬 수 있다. 3 is a graph showing a bit error rate according to the number of repeaters in a hybrid CDD cooperative communication system according to an embodiment of the present invention. Here, in order to more clearly show the performance improvement according to the increase in the number of repeaters, it is assumed that the signal-to-noise ratio of the transmitter and repeater channels (S-R) is 10dB higher than the signal-to-noise ratio of the repeater and receiver channels (R-D). This is because the probability of an error in the process of detecting the transmitter signal in the repeater significantly affects the performance of the system. Therefore, the effect of the number of repeaters cannot be accurately seen. Diversity gain is affected by the number of repeaters, so the Hybrid CDD cooperative technique shows that the system performance improves considerably as the number of repeaters used increases. Therefore, if better performance is required, more repeaters can improve performance.

도 4는 중계기의 개수가 여섯 개 일 때, 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법과 Hybrid STBC 협력 통신 방법과 V-BLAST통신 방법의 비트 오류율을 나타내는 그래프이다. 여기서 송신기와 중계기 채널 (S - R)의 신호 대 잡음비는 중계기와 수신기 채널(R - D)의 신호 대 잡음비와 같다고 가정하였다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법과 전체 전송율을 동일하게 하기 위해서 Hybrid STBC 협력 통신 방법에서는 9/10의 펑처링된 (punctured) 콘볼루션 코드를 사용한다. 4 is a graph showing bit error rates of the hybrid CDD cooperative communication method, the hybrid STBC cooperative communication method, and the V-BLAST communication method when the number of repeaters is six. Here, it is assumed that the signal-to-noise ratio of the transmitter and repeater channels (S-R) is the same as the signal-to-noise ratio of the repeater and receiver channels (R-D). In addition, in order to make the total data rate the same as the hybrid CDD cooperative communication method according to an embodiment of the present invention, the hybrid STBC cooperative communication method uses a punctured convolution code of 9/10.

두 개의 Hybrid 기법은 기존의 V-BLAST기법에 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있으므로 V-BLAST 기법 보다 더 좋은 성능을 보이는 것을 알 수 있다. 낮은 SNR에서는 종래 기술인 Hybrid STBC 협동 기법이 조금 더 좋은 성능을 나타내지만, 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법은 SNR값이 높아짐에 따라 Hybrid STBC 협력 통신 방법과의 성능 차이를 좁혀간다. The two hybrid techniques show better performance than the V-BLAST technique because additional diversity gain can be obtained over the existing V-BLAST technique. In the low SNR, the conventional hybrid STBC cooperative technique shows slightly better performance, but the hybrid CDD cooperative communication method according to the embodiment of the present invention narrows the performance difference with the hybrid STBC cooperative communication method as the SNR value increases.

약 24dB에서는 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법이 Hybrid STBC 협력 통신 방법의 성능을 따라잡게 되고 높은 SNR에서는 Hybrid CDD 협력 통신 방법은 더 좋은 성능을 갖는다. At about 24dB, the hybrid CDD cooperative communication method according to the embodiment of the present invention catches up with the performance of the hybrid STBC cooperative communication method, and at high SNR, the hybrid CDD cooperative communication method has better performance.

도 4에 나타난 모의실험 결과에는 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법과 기본적인 V-BLAST기법에 코딩을 하지 않았을 때의 성능 또한 보여준다. 시공간 순환 지연 다이버시티 기술은 채널코딩을 사용하였을 때 다이버시티 이득을 얻을 수 있으므로, Hybrid CDD 협력 통신 방법 역시 채널 코딩 없이 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 없다는 것을 알 수 있다. The simulation result shown in FIG. 4 also shows the performance when no coding is performed in the hybrid CDD cooperative communication method and the basic V-BLAST method according to the embodiment of the present invention. Since the space-time cyclic delay diversity technique can obtain diversity gain when using channel coding, it can be seen that the hybrid CDD cooperative communication method also cannot obtain additional diversity gain without channel coding.

이하에서는 도 5를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법의 복잡성 향상에 대하여 설명한다. Hereinafter, the complexity improvement of the hybrid CDD cooperative communication method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법과 종래 기술에 따른 Hybrid STBC 협력 통신 방법의 복잡도를 중계기의 개수에 따라 나타낸 그래프이다. 도 5는 모의 실험에 대한 결과 그래프로서, 세로축은 복잡성을 나타내는 심볼 당 곱하기 연산 수이고, 가로축은 중계기의 개수이다. 5 is a graph illustrating the complexity of the hybrid CDD cooperative communication method and the hybrid STBC cooperative communication method according to the prior art according to the number of repeaters. 5 is a result graph for the simulation, where the vertical axis is the number of multiplication operations per symbol representing complexity, and the horizontal axis is the number of repeaters.

모의실험에서 볼 수 있듯이 전송에 사용된 중계기의 개수가 4개와 6개일 때 본 발명인 Hybrid CDD 협동 기법은 종래의 Hybrid STBC 협동 기법과 비교하여 복잡성을 각각 73%와 93%를 줄일 수 있다. 또한, Hybrid STBC 협동 기법은 중계기의 개수가 증가 함에따라 더 복잡한 수신단 구조를 요구하여 심볼 당 곱하기 연산수가 증가하지만 Hybrid CDD 협동 기법은 중계기 개수의 증가에 관계없이 동일한 수신단에서의 복잡성을 가진다. 그러므로 본 발명인 Hybrid CDD 협동 기법은 더 많은 중계기가 사용 될수록 종래의 기법에 비해 더욱 더 그 장점을 발휘하게 된다. As can be seen from the simulation, when the number of repeaters used for transmission is 4 and 6, the hybrid CDD cooperative technique of the present invention can reduce the complexity by 73% and 93%, respectively, compared with the conventional hybrid STBC cooperative technique. In addition, as the number of repeaters increases, the hybrid STBC cooperative technique requires a more complex receiver structure, and the number of multiplication operations per symbol increases, but the hybrid CDD cooperative technique has complexity at the same receiver regardless of the increase in the number of repeaters. Therefore, the hybrid CDD cooperative technique of the present invention exhibits its advantages over conventional techniques as more repeaters are used.

이와 같이 발명의 실시예에 의하면, 협력 통신 방법에 있어서 다이버시티와 멀티플렉싱 이득을 동시에 얻어 높은 전송율의 신뢰성 있는 통신을 수행할 수 있다. 그리고 이전에 설치된 협력 통신 시스템에 적용가능하고, 중계기의 개수에 영향을 받지 않으며 중계기의 개수에 따라 수신기에서 추가적인 구조변경을 할 필요없이 최적의 통신을 할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, in the cooperative communication method, diversity and multiplexing gain can be simultaneously obtained to perform reliable communication at a high data rate. And it is applicable to the previously installed cooperative communication system, it is not affected by the number of repeaters and according to the number of repeaters can perform optimal communication without the need for additional structural changes in the receiver.

한편, 상술한 OFDM을 이용한 협력 통신 방법은, 컴퓨터에서 읽을 수 있는 코드/명령들(instructions)/프로그램으로 구현된다. 예를 들면, 상기의 방법은 컴퓨 터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 코드/명령들/프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(ex, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크, 마그네틱 테이프 등), 광학적 판독 매체(ex, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(ex, 인터넷을 통한 전송) 등의 저장 매체를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드를 내장하는 매체(들)로서 구현되어, 네트워크를 통해 연결된 다수 개의 컴퓨터 시스템들이 분배되어 처리 동작하도록 할 수 있다. 본 발명의 방법이 실현하는 기능적인 프로그램들, 코드들 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 쉽게 추론될 수 있음은 자명하다.On the other hand, the cooperative communication method using the above-described OFDM, is implemented as a computer-readable code / instructions (instructions) / program. For example, the method may be implemented in a general-purpose digital computer for operating the code / instructions / program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording media may include magnetic storage media (ex, ROM, floppy disk, hard disk, magnetic tape, etc.), optical reading media (ex, CD-ROM, DVD, etc.) and carrier waves (ex, transmission via the Internet). Storage media, and the like. In addition, embodiments of the present invention may be implemented as a medium (s) containing computer readable code, such that a plurality of computer systems connected via a network can be distributed and processing operations. It is obvious that the functional programs, codes and code segments realized by the method of the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 OFDM을 이용한 협력 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a cooperative communication system using OFDM according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 따른 OFDM을 이용한 Hybrid CDD 협력 통신 시스템의 예시도이다. 2 is an exemplary diagram of a hybrid CDD cooperative communication system using OFDM according to FIG. 1.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 시스템에서 중계기 개수에 따른 비트 오류율을 나타내는 그래프이다. 3 is a graph showing a bit error rate according to the number of repeaters in a hybrid CDD cooperative communication system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 중계기의 개수가 여섯 개 일 때, 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법과 Hybrid STBC 협력 통신 방법과 V-BLAST통신 방법의 비트 오류율을 나타내는 그래프이다. 4 is a graph showing bit error rates of the hybrid CDD cooperative communication method, the hybrid STBC cooperative communication method, and the V-BLAST communication method when the number of repeaters is six.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 Hybrid CDD 협력 통신 방법과 종래 기술에 따른 Hybrid STBC 협력 통신 방법의 복잡도를 중계기의 개수에 따라 나타낸 그래프이다. 5 is a graph illustrating the complexity of the hybrid CDD cooperative communication method and the hybrid STBC cooperative communication method according to the prior art according to the number of repeaters.

Claims (10)

OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템에 있어서,In a hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system using OFDM, 직교 주파수 다중 분할 방식(OFDM)에 기반한 신호를 전달하는 송신기, A transmitter for transmitting a signal based on an orthogonal frequency multiple division scheme (OFDM), 복수의 그룹으로 그룹핑 되며, 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연시켜 전송하는 복수의 중계기, 그리고A plurality of repeaters which are grouped into a plurality of groups and cyclically delay and transmit the signals received from each group; and 복수의 안테나를 통하여 상기 복수의 중계기로부터 전송되는 신호를 각각 수신하여 원 신호를 추정하는 수신기를 포함하며,It includes a receiver for receiving the signals transmitted from the plurality of repeaters through a plurality of antennas to estimate the original signal, respectively, 상기 송신기 및 중계기는 단일 안테나를 가지는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템. And said transmitter and repeater have a single antenna. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 복수의 중계기는,The plurality of repeaters, 다음의 수학식을 이용하여 상기 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연시키는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템: Hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system for cyclically delaying the signals received from each group using the following equation:
Figure 112009063285917-pat00043
Figure 112009063285917-pat00043
여기서,
Figure 112009063285917-pat00044
는 시간 t일 때 l 번째 중계기에서 순환 지연된 신호이고,
Figure 112009063285917-pat00045
는 각 그룹의 l 번째 중계기의 순환지연 길이이며,
Figure 112009063285917-pat00046
는 부반송파의 개수를 나타내고 k는 부반송파의 인덱스를 나타낸다.
here,
Figure 112009063285917-pat00044
Is a signal that is cyclically delayed at the l th repeater at time t,
Figure 112009063285917-pat00045
Is the cyclic delay length of the l th repeater in each group,
Figure 112009063285917-pat00046
Denotes the number of subcarriers and k denotes the index of the subcarriers.
제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 순환지연 길이는 다음의 수학식으로 나타나는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템: The cyclic delay length is a hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system represented by the following equation:
Figure 112009063285917-pat00047
Figure 112009063285917-pat00047
여기서 L은 각 그룹에 속한 중계기의 개수를 나타낸다. Where L represents the number of repeaters belonging to each group.
제3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 동일한 그룹에 포함되는 중계기는 다음의 수학식에 나타낸 채널을 통하여 상기 수신기로 신호를 전송하는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템: A hybrid cyclic delay diversity cooperative communication system for transmitting a signal to the receiver through a channel represented by the following equation:
Figure 112009063285917-pat00048
Figure 112009063285917-pat00048
여기서 n은 상기 수신기의 안테나 인덱스이다. Where n is the antenna index of the receiver.
제4항에 있어서, 5. The method of claim 4, 상기 복수의 중계기는 다음의 수학식으로 그룹핑되는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 시스템: Hybrid repeater delay diversity cooperative communication system wherein the plurality of repeaters are grouped by the following equation:
Figure 112009063285917-pat00049
Figure 112009063285917-pat00049
여기서, M은 전체 중계기의 개수를 나타내고,
Figure 112009063285917-pat00050
Figure 112009063285917-pat00051
은 각 그룹에서 그룹핑된 중계기의 개수를 나타낸다.
Where M represents the total number of repeaters,
Figure 112009063285917-pat00050
and
Figure 112009063285917-pat00051
Represents the number of repeaters grouped in each group.
삭제delete OFDM을 이용한 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 방법에 있어서,In the hybrid cyclic delay diversity cooperative communication method using OFDM, 복수의 중계기가 복수의 그룹으로 그룹핑되며, 각 그룹에 포함되는 중계기는 직교 주파수 다중 분할 방식(OFDM)에 기반한 신호를 송신기로부터 수신하는 단계, A plurality of repeaters are grouped into a plurality of groups, the repeater included in each group receives a signal based on an orthogonal frequency multiple division scheme (OFDM) from the transmitter, 상기 각 그룹에 포함되는 중계기는 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연 시키는 단계, 그리고 The repeater included in each group cyclically delays a signal received from each group, and 상기 순환 지연된 신호를 수신기에 구비된 복수의 안테나에 각각 전송하는 단계를 포함하며, Transmitting the cyclically delayed signals to a plurality of antennas provided in a receiver, respectively. 상기 송신기 및 중계기는 단일 안테나를 가지는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 방법. And said transmitter and repeater have a single antenna. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 복수의 중계기는,The plurality of repeaters, 다음의 수학식을 이용하여 상기 각 그룹에서 수신한 신호를 순환 지연시키는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 방법: Hybrid cyclic delay diversity cooperative communication method for cyclically delaying the signals received from each group using the following equation:
Figure 112009063285917-pat00052
Figure 112009063285917-pat00052
여기서,
Figure 112009063285917-pat00053
는 시간 t일 때 l 번째 중계기에서 순환 지연된 신호이고,
Figure 112009063285917-pat00054
는 각 그룹의 l 번째 중계기의 순환지연 길이이며,
Figure 112009063285917-pat00055
는 부반송파의 개수를 나타내고 k는 부반송파의 인덱스를 나타낸다.
here,
Figure 112009063285917-pat00053
Is a signal that is cyclically delayed at the l th repeater at time t,
Figure 112009063285917-pat00054
Is the cyclic delay length of the l th repeater in each group,
Figure 112009063285917-pat00055
Denotes the number of subcarriers and k denotes the index of the subcarriers.
제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 순환지연 길이는 다음의 수학식으로 나타나는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 방법: The cyclic delay length is a hybrid cyclic delay diversity cooperative communication method represented by the following equation:
Figure 112009063285917-pat00056
Figure 112009063285917-pat00056
여기서 L은 각 그룹에 속한 중계기의 개수를 나타낸다. Where L represents the number of repeaters belonging to each group.
제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 동일한 그룹에 포함되는 중계기는 다음의 수학식에 나타낸 채널을 통하여 상기 수신기로 신호를 전송하는 하이브리드 순환 지연 다이버시티 협력 통신 방법: Hybrid cyclic delay diversity cooperative communication method for transmitting a signal to the receiver through the channel represented by the following equation in the same group:
Figure 112009063285917-pat00057
Figure 112009063285917-pat00057
여기서 n은 상기 수신기의 안테나 인덱스이다. Where n is the antenna index of the receiver.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
‘OFDMA 상향 시스템에서의 협동 전송 기법,’ 한국통신학회논문지, v.32, no.5A, pp.475-483, 2007년 5월.*
‘순환 지연 다이버시티를 사용하는 OFDM 시스템을 위한 선형 프리코팅 기법,’ 한국통신학회논문지, v.34, no.3A, pp.197-204, 2009년 3월.*

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