KR101089293B1 - 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법 및 장치 - Google Patents

멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 애드-혹(Ad-hoc) 망 등 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서 릴레이의 송수신채널에 각각 형성될 수 있는 페이딩 패턴(fading pattern)을 대응시켜 미리 패턴 짝을 구성하고, 신호 수신 시 그 페이딩 패턴의 패턴 짝이 송신채널에 형성될 때까지 수신 신호를 지연시켜 전송하는 네트워크 코딩 기법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면은, 무선망 내 제1노드가 상기 무선망의 연결구조를 파악하여 상기 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링하는 제1단계와, 상기 제1노드가 상기 제1노드의 수신채널에 형성 가능한 모든 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 상기 무선망의 간섭이 상쇄되도록 상기 제1노드의 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성한 패턴 짝을 저장하는 제2단계와, 신호 수신 시 상기 제1노드가 상기 신호가 거친 페이딩 패턴과 함께 상기 신호를 신호 저장부에 저장하는 제3단계와, 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 상기 송신채널에 형성될 때까지 상기 제1노드가 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는 제4단계를 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
멀티 홉, 무선망, 애드-혹, Ad-hoc, 네트워크 코딩, 간섭, 복잡도

Description

멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법 및 장치{Low Complexity Network Coding Method and Apparatus in Multi-hop Multi-User Wireless Network}
본 발명은 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은, 본 발명은 이동 애드-혹(Ad-hoc) 망 등 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서 릴레이의 송수신채널에 각각 형성될 수 있는 페이딩 패턴(fading pattern)을 대응시켜 간섭이 상쇄되도록 미리 패턴 짝을 구성하고, 신호 수신 시 그 페이딩 패턴의 패턴 짝이 송신채널에 형성될 때까지 수신 신호를 지연시켜 전송하는 네트워크 코딩 기법에 관한 것이다.
이동 애드-혹 망(mobile ad-hoc network)은 기존의 무선 네트워크 서비스에 가입하지 않고도 사용자들과의 상호 협력만으로 네트워킹 하게 하는 기술로, 기지국이 없이도 무선 통신 단말기와 이동 애드-혹 망에 필요한 소프트웨어만 있으면 개인 대 개인(Peer-to-Peer, P2P) 통신을 가능하게 한다. 이동 애드-혹 망은 설치 및 확장이 쉬우며 응용 분야가 다양하다는 장점 때문에 많은 관심을 받고 있다. 이러한 장점은 유선망을 확충하기 어려운 지역에서 저비용으로 인터넷 연결을 제공 하고, 전송 용량을 증가시켜 밀도가 높은 지역에서 셀 안의 노드 밀도를 줄여 인터넷 속도를 높일 수 있게 한다. 나아가, 최근 유비쿼터스(ubiquitous) 시대가 도래하면서 간편한 무선 네트워킹 기술을 구현하기 위하여 이동 애드-혹 망은 더욱 주목 받고 있다.
원래 애드-혹 망은 전쟁과 같이 기지국 등 통신 기반 시설이 쉽게 파괴될 수 있는 극한 상황에서 통신을 가능하게 하기 위하여 연구되어 왔다. 유사한 목적에서 최근 군 전술 정보통신 체계(Tactical Information Communication Network; TICN) 사업은, 전장에서 전투 능력을 극대화하기 위해 지휘통제·공격 무기 등 각 체계들을 유·무선으로 거미줄같이 연결하는 전술통신 기반 체계를 구축하기 위하여 이동 기지국 및 애드-혹 망의 연구를 추진하고 있다.
그런데, 애드-혹 망은 다중 홉 네트워크 내에 다수의 사용자가 공존하는 멀티 홉 멀티 유저(multi-hop multi-user) 망이기 때문에, 동일 플로우 내의 홉 간의 간섭뿐만 아니라 경로가 다른 인접 플로우 간의 간섭도 함께 발생하여 거쳐가는 홉 수에 따라 플로우 당 전송률(레이트, rate) 내지 수율(throughput)이 크게 저하되는 문제점이 있다. 간섭(interference)의 존재로 인하여 호핑(hopping)을 거듭할수록 전체 네트워크의 전송률 및 신뢰성이 감소하게 되는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 멀티 홉 멀티 유저 무선 망에 네트워크 코딩(network coding) 기법을 적용하는 기술이 제안되고 있다. 네트워크 코딩은 통신망을 통하여 전송되는 정보의 부호화(coding)를 발신지(source)와 목적지(destination)에서뿐 아니라 네트워크 중간의 노드(node) 내지 릴레이(relay)에 서도 수행하는 기법을 통칭한다.
일반적인 통신망은 발신지에서 생성된 패킷(packet)의 내용인 페이로드(payload)를 라우터(router)에서 변경하지 않고 목적지까지 전달하나, 네트워크 코딩 기법을 사용하는 통신망은 라우터를 네트워크 코더(network coder)로 사용하여 서로 다른 패킷들을 혼합하는 등 페이로드(payload)의 변경을 허용한다. 목적지의 수신기는 네트워크 코딩된 정보를 단서로 하여 본래의 메시지를 추론한다. 네트워크 코딩은 유선망에서의 멀티캐스트 수율(throughput)의 향상을 위하여 처음 제안되었으나, 현재는 보다 가시적인 효과를 얻을 수 있는 무선망에의 활용에 대한 관심이 증대되고 있다.
그러나, 멀티 홉 멀티 유저 무선망에 네트워크 코딩 기법을 적용한 종래의 기술들은, 페이딩 패턴(fading pattern)을 짝지어서(paring) 간섭을 완화(mitigate)하는 원리를 이용하지 않거나, 페이딩 패턴을 이용하더라도 단순 페어링(brute force paring) 기법만을 사용함으로써 네트워크 코딩 자체의 복잡도가 높아 그 효율성에 한계가 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 릴레이의 송수신 채널에 각각 형성 가능한 페이딩 패턴을 패턴 짝으로 구성하여 간섭을 제거함으로써 병목 홉에서의 최대 전송률을 확보하는 것을 목적으로 한다.
또한, 이전 홉에서 수신된 신호가 거친 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 이후 홉에 형성될 때까지 신호의 전송을 지연시켜 높은 전송 용량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 결정론적(deterministic)으로 페이딩 패턴을 짝지음으로써(paring) 네트워크 코딩의 복잡도를 낮추어 데이터 전송의 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 무선망 내 제1노드가 상기 무선망의 연결구조를 파악하여 상기 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링하는 제1단계와, 상기 제1노드가 상기 제1노드의 수신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 상기 무선망 내 간섭이 상쇄되도록 상기 제1노드의 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성한 패턴 짝을 저장하는 제2단계와, 신호 수신 시 상기 제1노드가 상기 신호가 거친 페이딩 패턴과 함께 상기 신호를 신호 저장부에 저장하는 제3단계와, 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 상기 송신채널에 형성될 때까지 상기 제1노드가 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는 제4단계를 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
또한, 상기 제1노드는 신호의 발신지(source)에 인접한 노드로서 상기 발신지 및 상기 제1노드 간의 제1채널로부터 상기 신호를 수신하며, 상기 제2단계는, 상기 제1노드가 상기 제1채널에 형성 가능한 페이딩 패턴에 대하여 상기 제1노드 및 상기 신호의 목적지(destination) 간의 경로 상의 모든 홉 채널을 포함하는 제2채널에 형성 가능한 하나 이상의 페이딩 패턴을 각 홉 당 하나의 페이딩 패턴씩 결 정론적(deterministic)으로 대응시켜 구성한 패턴 경로 짝을 저장하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
또한, 상기 패턴 경로 짝 내 각 홉에 대응하는 페이딩 패턴은 병목 홉의 랭크와 동일한 랭크를 거친 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
또한, 상기 제4단계는, 상기 제1노드가 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 경로 짝에 해당하는 하나 이상의 페이딩 패턴이 상기 제2채널에 형성될 때까지 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
또한, 상기 제1노드는, 상기 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내 같은 레이어(layer)에 속하는 노드의 집합으로 이루어지는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
또한, 상기 신호 저장부는, 고속 페이딩(fast fading) 환경에서 서로 다른 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 복수 개 저장하며, 상기 송신채널에 페이딩 패턴이 형성될 때 상기 저장된 복수 개의 신호 중 상기 형성된 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 선택하여 송신하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
또한, 상기 패턴 짝은 상기 무선망 내 병목 홉(bottleneck hop)의 랭크(rank)가 보장되도록 구성되는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면은, 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내의 릴레이(relay)에 위치하는 네트워크 코딩 장치에 있어서, 수신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 상기 무선망 내 간섭이 상쇄되도록 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성한 패턴 짝에 관한 정보를 저장하는 페어링 정보 저장부와, 상기 수신채널로부터 수신한 신호를 상기 신호가 거친 페이딩 패턴과 함께 저장하는 신호 저장부와, 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 상기 송신채널에 형성될 때까지 상기 신호 저장부에 저장된 신호의 송신을 지연시키는 신호 지연부를 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치를 제공한다.
또한, 상기 수신채널은 상기 신호의 발신지(source)로부터 상기 신호를 직접 수신하는 제1채널이며, 상기 페어링 정보 저장부는, 상기 제1채널에 형성 가능한 페이딩 패턴에 대하여 상기 무선망 내 병목 홉(bottleneck hop)의 랭크(rank)가 보장되도록 상기 릴레이 및 상기 신호의 목적지(destination) 간의 경로 상의 모든 홉 채널을 포함하는 제2채널에 형성 가능한 하나 이상의 페이딩 패턴을 각 홉 당 하나의 페이딩 패턴씩 결정론적(deterministic)으로 대응시켜 구성한 패턴 경로 짝을 저장하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치를 제공한다.
또한, 상기 패턴 경로 짝 내 각 홉에 대응하는 페이딩 패턴은 상기 병목 홉의 랭크와 동일한 랭크를 가지며, 상기 신호 지연부는, 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 경로 짝에 해당하는 하나 이상의 페이딩 패턴이 상기 제2채널에 형성될 때까지 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치를 제공한다.
또한, 상기 릴레이는, 상기 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내 같은 레이어(layer)에 속하는 릴레이의 집합으로 이루어지는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치를 제공한다.
또한, 상기 신호 저장부는, 고속 페이딩(fast fading) 환경에서 서로 다른 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 복수 개 저장하며, 상기 송신채널에 페이딩 패턴이 형성될 때 상기 저장된 복수 개의 신호 중 상기 형성된 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 선택하여 송신하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치를 제공한다.
또한, 상기 무선망 내 노드 간의 연결구조를 파악하여 상기 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링하는 네트워크 모델링부를 더 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 송수신 채널에 각각 형성되는 페이딩 패턴이 무선망 전체로 보았을 때 서로 간섭을 제거하도록 짝지어지므로 네트워크의 데이터 전송률이 높아지는 효과가 있다.
또한, 결정론적(deterministic)으로 페이딩 패턴을 페어링(paring)하여 패턴 짝을 구성함으로써 네트워크 코딩의 복잡도가 낮아져 각 노드에서의 데이터 처리부하가 감소되는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
별도의 설명이 없는 한, 이하의 모든 네트워크 모델에서 입력 및 출력은 1(on)/0(off)인 바이너리(binary) 신호이고, 페이딩(fading)은 동일한 확률로 발생하는 온-오프(on-off) 페이딩이라고 가정한다. 또한, 온-오프 페이딩의 패턴은 시간적으로 변화할 수 있으며(time-varying), 모든 채널에 대한 상태 정보(Channel State Information, CSI)가 파악 가능하다고 가정한다. 본 발명의 실시예는 이러한 가정 하에서 고속 페이딩(fast fading) 환경에 기반하여 설명될 것이다.
도 1은 단일 홉 멀티 유저 네트워크 모델에서 간섭의 영향을 도시한 것이다. 이 네트워크 모델에는, 각 레이어(layer)에서 세로축을 따라 3명의 사용자가 발신지(source) 및 목적지(destination)로 존재하고, 가로축을 따라 단일 홉의 채널로 연결되는 2개 층의 레이어가 존재한다.
도 1a는 단일 홉의 모든 채널이 연결되는 페이딩 패턴 하에서 간섭이 미치는 영향을 나타낸다. 3명의 사용자는 신호 s1, s2, s3을 평행한 위치의 목적지에 각각 송신하나, 호핑(hopping) 과정에서 모든 채널은 페이딩 패턴에 의한 간섭을 받게 된다. 결국 모든 목적지는 s1+s2+s3이라는 왜곡된 신호를 수신하게 된다. 이러한 페이딩 패턴은 아래 수학식1과 같은 행렬로 표현할 수 있다.
Figure 112009067765970-pat00001
도 1b는 단일 홉의 채널 중 발신지와 목적지를 직접 연결하는 채널만이 끊어지고 다른 모든 채널이 연결되는 페이딩 패턴 하에서 간섭이 미치는 영향을 나타낸다. 마찬가지로 3명의 사용자는 신호 s1, s2, s3을 평행한 위치의 목적지에 각각 송신하나, 발신지와 목적지를 직접 연결하는 채널은 끊어지고 다른 모든 채널이 연결되어 있기 때문에 호핑(hopping) 과정에서 신호는 본래 목적지가 아닌 다른 노드로만 전송되는 간섭을 받는다. 결국 s1을 수신해야 할 목적지는 s2+s3을, s2를 수신해야 할 목적지는 s1+s3을, s3을 수신해야 할 목적지는 s1+s2라는 왜곡된 신호를 각각 수신하게 된다. 이러한 페이딩 패턴은 아래 수학식2와 같은 행렬로 표현할 수 있다.
Figure 112009067765970-pat00002
이 네트워크 모델에는 바이너리 신호가 사용되므로, 수신기는 동일한 신호 0 또는 1이 동시에 2회 중복 수신될 때 그 신호를 수신하지 않은 것처럼 인식한다. 즉, 바이너리 신호에 있어서 동시에 수신된 신호들은 XOR 연산과 같이 처리된다. 이러한 원리에 착안하면 페이딩 패턴을 이용하여 오히려 간섭을 상쇄시킬 수 있다. 도1a의 수신단은 모두 s1+s2+s3를 수신하였지만, 도1b의 수신단은 각각 s2+s3, s1+s3, s1+s2를 수신하였으므로, 동일한 위치의 수신단에 반복(repetition)하여 입력된 신호를 수신단별로 합산하면 각각 s1+s2+s3+s2+s3=s1, s1+s2+s3+s1+s3=s2, s1+s2+s3+s1+s2=s3라는 본래 원하던 신호를 얻을 수 있다.
도1a의 페이딩 패턴을 표현하는 수학식1과 도1b의 페이딩 패턴을 표현하는 수학식2를 합산하면, 바이너리 신호인 두 행렬의 합은 XOR 연산에 의하여 단위행렬 I가 된다는 것을 확인할 수 있다. 이러한 원리는 아래 수학식3과 같이 정리할 수 있다.
Figure 112009067765970-pat00003
수학식3과 같이 서로 더하여 단위행렬을 이루는 2개의 행렬의 존재는, 동일한 신호로 하여금 그 2개의 행렬로 표현되는 페이딩 패턴들을 각각 거치게 하여 얻은 신호들을 서로 합하면 간섭이 제거된 원래 신호를 복원할 수 있다는 것을 의미한다.
도 2는 멀티 홉 멀티 유저 네트워크 모델에서 간섭의 영향을 도시한 것이다. 이 네트워크 모델에는, 각 레이어(layer)에서 세로 축을 따라 3명의 사용자가 발신지(source), 릴레이(relay) 및 목적지(destination)로 존재하고, 가로축을 따라 2개의 홉의 채널로 연결되는 3개 층의 레이어가 존재한다.
신호가 왼쪽으로부터 오른쪽으로 전송될 경우 첫 번째 홉 채널 및 두 번째 홉 채널에서 페이딩 패턴은 각각 아래 수학식4 및 수학식5로 표현될 수 있다.
Figure 112009067765970-pat00004
Figure 112009067765970-pat00005
도 1a 및 도 1b의 경우 동일한 단일 홉 네트워크 모델에서 단지 페이딩 패턴만이 서로 다른 상황에서 동일한 신호를 반복(repetition)하여 간섭을 제거했으나, 도 2의 경우에는 다중 홉 네트워크 모델에서 서로 다른 홉에서 특정한 페이딩 패턴이 동시에 발생하는 상황에서 동일한 신호를 전송하는 것만으로 간섭을 제거할 수 있다. 이는 첫 번째 홉 및 두 번째 홉의 페이딩 패턴이 아래 수학식6과 같은 관계를 만족할 때 가능하다.
Figure 112009067765970-pat00006
수학식6과 같이 서로 곱하여 단위행렬을 이루는 2개의 행렬의 존재는, 그 2개의 행렬로 표현되는 페이딩 패턴들이 인접한 홉에 형성되기만 하면 간섭이 없이 원래 신호가 온전히 전달될 수 있다는 것을 의미한다.
실제로 도2를 참조하면, 왼쪽 레이어의 발신지 노드는 s1, s2, s3 신호를 각각 송신하나, 첫 번째 홉 채널에서의 페이딩 패턴에 따른 간섭에 의하여 중간 레이어의 릴레이 노드는 각각 s1+s2+s3, s3, s2+s3 신호를 갖는다. 그러나, 첫 번째 홉 채널의 페이딩 패턴과 서로 곱하여 단위행렬을 이루는 페이딩 패턴이 두 번째 홉 채널에 형성되어 있기 때문에, 오른쪽 레이어의 목적지 노드는 발신지 노드가 송신한 원래 신호와 동일한 s1, s2, s3 신호를 각각 수신하게 되는 것이다.
도 3은 각 홉의 유저 수가 일정하지 않은 멀티 홉 멀티 유저 네트워크 모델을 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, M개 층의 레이어 및 각각의 레이어 간에 M-1개의 홉이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 왼쪽으로부터 1번째, 2번째, 3번째, M-1번째, M번째 레이어에는 각각 3개, 4개, 2개, 4개, 3개의 노드가 존재하는데, 발신지(송신단)인 1번째 레이어의 노드의 개수와 목적지(수신단)인 M번째 레이어의 노드의 개수는 같다. 이러한 멀티 홉 멀티 유저 네트워크 모델에서 신호는 1번째 레이어의 발신지 노드로부터 송신되어, 2번째 내지 M-1번째 레이어의 릴레이 노드를 거쳐, M번째 레이어의 목적지 노드로 전송된다. 도 3으로 제시된 네트워크 모델은 도1 및 도2에 제시된 모델에 비하여 실제 적용 범위가 더욱 넓은 것으로, 본 발명의 실시예는 이와 같이 각 홉의 유저 수가 일정하지 않은 멀티 홉 멀티 유저 네트워크 모델에 기반하여 설명된다.
도 4는 2-홉 2-유저 네트워크 모델에서 최적 페어링(optimal paring)을 통한 간섭의 완화를 도시한 것이다. 여기서는 비교적 간단한 형태인 2-홉 2-유저 네트워크 모델에서 패턴 짝의 구성 여부에 따른 전송률의 차이를 비교한다.
먼저, 패턴 짝을 구성하지 않는 경우에는 첫 번째 홉의 페이딩 패턴과 두 번째 홉의 페이딩 패턴이 서로 독립적으로 형성된다. 2-유저 네트워크에서 하나의 홉은 4개의 채널이 존재하므로, 홉 하나 당 형성 가능한 모든 페이딩 패턴의 경우의 수는 24 = 16이고, 2-홉 2-유저 네트워크 모델 전체에서 형성 가능한 모든 페이딩 패턴의 경우의 수는 16*16 = 256이다. 한편, 2개의 홉에 각각의 페이딩 패턴이 형성되었을 경우의 전송률(rate)을 256가지의 경우에 대하여 모두 계산하면 177이 된다. 모든 페이딩 패턴이 동일한 확률로 랜덤하게 형성된다고 가정하면, 2-홉 2-유저 네트워크 모델 전체의 평균 전송률은 아래 수학식7과 같이 177/256이 된다.
Figure 112009067765970-pat00007
한편, 패턴 짝을 구성하는 경우에는 첫 번째 홉에 어떤 페이딩 패턴이 형성되느냐에 따라서 두 번째 홉의 페이딩 패턴이 비독립적(dependent) 내지 결정론적(deterministic)으로 정해진다. 즉, 첫 번째 홉에 어떤 페이딩 패턴이 형성되면, 두 번째 홉에는 그 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 특정한 페이딩 패턴만이 형성될 수 있는 것이다. 이러한 경우 2-홉 2-유저 네트워크 전체에서 형성 가능한 모든 페이딩 패턴의 경우의 수는 첫 번째 홉에서 형성 가능한 모든 페이딩 패턴의 경우의 수와 같은 24 = 16이 된다. 이 때, 2개의 홉에 각각의 페이딩 패턴이 형성되었을 경우의 전송률(rate)은, 페이딩 패턴 짝(401)의 경우 0이고, 페이딩 패턴 짝(402, 403, 404, 405, 406, 409, 411, 413, 416) 등 9가지 경우 1이며, 페이딩 패턴 짝(407, 408, 410, 412, 414, 415) 등 6가지 경우 2이므로, 이들을 모두 더하면 21이 된다. 모든 페이딩 패턴이 동일한 확률로 랜덤하게 형성된다고 가정하면, 2-홉 2-유저 네트워크 모델 전체의 평균 전송률은 아래 수학식8과 같이 21/16이 된다. 고속 페이딩(fast fading) 환경에서는 두 번째 홉에서 매우 빠른 속도로 페이딩 패턴이 변화하므로, 이러한 가정이 현실을 크게 위배하지 않는다.
Figure 112009067765970-pat00008
이와 같이, 동일한 네트워크 모델에서라고 하더라도 네트워크의 전송률은 패턴 짝을 구성하는지 여부, 즉 패턴 페어링의 여부 및 그에 따른 간섭의 제거에 의하여 달라질 수 있다. 본 발명의 실시예는 이처럼 결정론적으로 미리 정해진 패턴 페어링 정보를 이용함으로써 전체 네트워크의 전송률을 높일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 코딩 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 본 실시예의 네트워크 코딩 장치는 멀티 홉 멀티 유저 무선 망 내의 릴레이(relay) 노드에 위치하며, 전달, 중계, 신호 합성 및 라우팅(routing) 기능을 포함할 수 있다.
수신부(510)는 이전 홉에 존재하는 수신채널로부터 신호를 수신하며, 송신부(520)는 이후 홉에 존재하는 송신채널에 신호를 송신한다. 이 때 송수신되는 신호는 데이터, 경로탐색신호, 각종 요청 등 다양한 형태가 될 수 있다.
네트워크 모델링부(530)는 자신이 속해 있는 무선망 내 노드 간의 연결구조를 파악하여 그 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링한다. 이동 애드-혹 망과 같은 구조에서는 무선망 내 각 노드의 위치가 변하지 않더라도 신호의 발신지 노드와 목적지 노드가 다르게 정해질 때마다 호핑 과정 및 레이어(layer) 구조가 달라지므로 신호 전송이 발생할 때마다 모델링이 수행될 수 있다. 각각의 노드는 자신의 인접 노드를 우선적으로 파악할 수 있고, 인접 노드를 통하여 자신과 인접하지 않은 다른 노드를 간접적으로 탐색할 수 있다. 이러한 노드 탐색에는 다양한 탐색 알고리즘이 사용될 수 있다. 실시예에 따라 네트워크 코딩 장치는 이러한 네트워크 모델링을 통하여 그 자신이 하나의 노드로 포함되는 무선망의 연결구조를 파악함으로써, 신호를 특정 목적지로 송신하기 위해서는 어떤 노드 경로를 거쳐야 하는지에 대한 라우팅(routing) 정보를 생성할 수 있다. 여기서 노드는 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내 같은 레이어(layer)에 속하는 노드의 집합을 가리킬 수 있다.
페어링 정보 저장부(540)는 패턴 짝에 관한 정보, 즉 페어링 정보를 저장한다. 페어링 정보는 수신채널에 형성 가능한 모든 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 무선망 내 병목 홉(bottleneck hop)의 랭크(rank)가 보장되도록 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성될 수 있다. 페어링 정보 저장부(540)는 수신채널로부터 페이딩 패턴 A 형태로 수신된 신호 S를 목적지까지 높은 전송률로 송신할 수 있도록 하는 송신채널에 형성될 수 있는 페이딩 패턴 B를 페이딩 패턴 A와 미리 짝짓는 대응 관계에 관한 정보이다. 페어링 정보 저장부(540)는 신호의 발신지(source)로부터 신호를 직접 수신하는 제1채널에 형성 가능한 모든 페이딩 패 턴에 대하여, 무선망 내 병목 홉의 랭크가 보장되도록 자기 자신과 신호의 목적지(destination) 사이의 경로 상의 모든 홉 채널을 포함하는 제2채널에 형성 가능한 하나 이상의 페이딩 패턴을, 각 홉 당 하나의 페이딩 패턴씩 결정론적(deterministic)으로 대응시켜 구성한 패턴 경로 짝을 저장할 수도 있다. 여기서 병목 홉은 해당 채널의 평균 랭크가 가장 작은 홉을 말한다. 최대의 전송률을 보장하기 위한 방법으로는, 신호 전송 경로 상에 존재하는 모든 홉의 랭크가 병목 홉의 랭크와 동일하면서 모든 홉의 페이딩 패턴을 나타내는 행렬을 곱했을 때 단위행렬이 되도록 페어링 정보, 즉 이후의 모든 홉의 페이딩 패턴의 행렬을 설정하는 방법이 사용될 수 있다.
신호 저장부(550)는 수신채널로부터 수신한 신호를 그 신호가 거친 페이딩 패턴과 함께 저장한다. 즉, 수신부(510)가 신호를 수신할 때 수신채널에 어떠한 페이딩 패턴이 형성되어 있었는지에 관한 정보를 저장할 수 있는 것이다. 신호 저장부(550)는 고속 페이딩(fast fading) 환경에서 서로 다른 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 복수 개 저장할 수 있다. 어떤 순간에 신호 저장부(550)에 저장되어 있는 여러 신호 중에서 송신채널에 형성되는 특정한 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호가 있을 경우, 신호 지연부(560)는 신호 저장부(550)에 저장된 그 신호를 송신부(520)로 전달하여 송신채널에 형성된 페이딩 패턴으로 신호를 송신한다.
신호 지연부(560)는 저장된 신호가 거친 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 송신채널에 형성될 때까지 신호 저장부에 저장된 신호의 송신을 지 연시킨다. 또한 신호 지연부(560)는 신호의 지연 또는 송신 시점을 판단하기 위하여 페어링 정보 저장부(540)와 연동되며 송신채널의 상태를 파악할 수 있도록 구성될 수 있다. 실시예에 따라 신호 지연부(560)는 신호가 거친 페이딩 패턴의 패턴 경로 짝에 해당하는 하나 이상의 페이딩 패턴이, 자기 자신과 신호의 목적지(destination) 사이의 경로 상에 존재하는 모든 홉 채널을 포함하는 제2채널에 형성될 때까지 신호를 지연시켰다가 송신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 코딩 방법의 개략적인 흐름을 도시한 흐름도이다. 이하에서 이동단말은 무선망 내 네트워크 코딩 장치를 포함하는 개념으로, 네트워크 상의 릴레이 노드(node)에 위치한다.
먼저, 무선망 내 릴레이 노드에 위치한 이동단말의 네트워크 모델링부(530)가 자신이 속하는 무선망 내 다른 노드 간의 연결구조를 파악하여 그 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링한다(S610). 모델링 과정에는 인접 노드 파악, 목적지까지의 경로 탐색, 동일한 레이어에 속하는 노드의 파악 및 노드 집합(node set) 형성 등이 포함될 수 있다. 이러한 모델링 과정을 통하여 각각의 이동단말은 자신이 무선망 구조에서 어디에 위치하며, 무선망 내 다른 이동단말에 신호를 전송하려면 어떤 노드 내지 어떤 레이어를 거치는 호핑을 해야 하는지 알 수 있게 된다.
한편, 이동단말은 자신의 이전 홉에 존재하는 수신채널에 형성 가능한 모든 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 자신의 이후 홉에 존재하는 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성한 패턴 짝을 페어링 정보 저장부(540)에 저장한다(S620).
다음으로, 이동단말의 수신부(510)가 수신채널로부터 신호를 수신한다(S630). 신호가 수신되는 경우 그 신호는 자신이 거친 페이딩 패턴과 함께 신호 저장부(550)에 저장된다. 이 때 신호 지연부(560)는 페어링 정보 저장부(540)를 참조하여, 신호 저장부(550)에 저장된 신호가 거친 페이딩 패턴의 패턴 짝이 무엇인지 파악할 수 있다.
다음으로, 이동단말의 신호 지연부(560)가 송신채널에 형성되는 페이딩 패턴을 감시하여 신호 저장부(550)에 저장된 신호가 거친 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 송신채널에 형성되는지 판단한다(S650). 그러한 페이딩 패턴이 송신채널에 형성되지 않은 경우에는 해당 신호의 송신을 지연시키고(S660), 그러한 페이딩 패턴이 송신채널에 형성된 경우에는 해당 신호를 송신한다(S670).
실시예에 따라, 발신지로부터 신호를 직접 수신한 이동단말을 기준으로 하여, 그 이동단말과 목적지 사이에 존재하는 모든 송신채널에 형성되는 페이딩 패턴을 짝지을 수도 있다. 이러한 경우, 발신지와 이동단말 간의 첫 번째 홉 채널에 형성되는 페이딩 패턴 각각에 대하여 이동단말로부터 목적지까지 이르는 페이딩 패턴의 패턴 경로 짝이 대응될 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 첫 번째 홉에서 페이딩 패턴 A와 함께 신호가 수신된 경우, 그 신호는 두 번째 홉에 페이딩 패턴 B1이, 세 번째 홉에 페이딩 패턴 B2가, …, 마지막 홉에 페이딩 패턴 Bn이 형성될 때까지 지연되었다가 전송될 수 있다.
도 7은 결정론적으로 구성된 패턴 경로 짝에 의하여 수신된 신호를 지연 전 송하는 과정을 도시한 것이다. 네트워크 모델(700)은 4개 층의 레이어에 각각 2개, 4개, 3개, 2개의 노드가 존재하는 3-홉 멀티 유저 네트워크로, 첫 번째 내지 세 번째 홉의 페이딩 패턴은 각각 H1[t], H2[t], H3[t]로 표현된다. 시간에 따라 채널에 형성되는 페이딩 패턴이 빠르게 변화하는 고속 페이딩 환경이므로 페이딩 패턴의 행렬은 시간의 함수가 된다.
패턴 경로 짝이 간섭을 모두 상쇄하여 네트워크의 전송률을 최대화하기 위해서는 각각의 홉에서의 페이딩 패턴이 아래 수학식9와 같은 관계를 만족해야 한다.
Figure 112009067765970-pat00009
상기 수학식9는 각각의 홉의 페이딩 패턴을 나타내는 행렬의 곱이 단위행렬이 되는 경우를 의미하며, 각각의 홉의 행렬의 랭크가 병목 홉의 행렬의 랭크와 같을 경우 손실이 없이 네트워크의 전송률이 최대화된다.
도 7을 참조하면, 첫 번째 홉 채널에 형성될 수 있는 페이딩 패턴(710)에 대하여, 그 페이딩 패턴(710)과 결합하여 네트워크 상의 간섭을 제거하여 최대의 전송률을 달성하는 모든 이후 송신채널들의 페이딩 패턴(721, 731)이 패턴 경로 짝으로 구성된다.
첫 번째 홉 채널에 형성된 페이딩 패턴(710)을 따라 첫 번째 레이어 v1로부터 두 번째 레이어 v2의 노드의 이동단말로 신호가 수신된 경우, 그 신호는 두 번째 홉 채널에 페이딩 패턴(723) 등 페이딩 패턴(710)의 패턴 경로 짝이 아닌 페이 딩 패턴이 형성되고 있을 때에는 그 전송이 지연된다. 그러다가 두 번째 홉 채널에 페이딩 패턴(710)의 패턴 경로 짝인 페이딩 패턴(721)이 형성되면 두 번째 레이어 v2의 노드의 이동단말은 그 페이딩 패턴을 따라 그 신호를 세 번째 레이어 v3에 전송한다. 세 번째 레이어 v3의 노드의 이동단말 역시 마찬가지로 패턴 경로 짝인 페이딩 패턴(731)이 형성될 때까지 마지막 레이어 v4에 대하여 신호를 지연하여 전송한다.
도 8은 병목 홉의 채널 랭크만큼의 전송률을 보장하도록 페이딩 패턴을 선택하는 과정을 도시한 것이다. 아래에서는 도 7의 2번째 홉에 형성될 수 있는 페이딩 패턴을 예로 들어 설명한다. 도 7을 참조하면, 병목 홉인 세 번째 홉의 랭크는 2이다. 아래에서는 두 번째 레이어의 첫 번째 노드와 세 번째 노드로 연결되는 페이딩 패턴이 첫 번째 홉에 생성된 상황을 가정한다.
도 8a는 두 번째 레이어 v2의 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴 중 랭크가 3인 페이딩 패턴의 예를 도시한 것이다. 이 경우는 랭크가 3으로서 병목 홉의 랭크 2와 다르므로, 랭크가 더 작은 페이딩 패턴이 선택되어야 한다.
도 8b는 두 번째 레이어 v2의 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴 중 랭크가 2인 페이딩 패턴의 예를 도시한 것이다. 이 페이딩 패턴의 랭크는 병목 홉의 랭크 2와 같다. 그러나, 첫 번째 홉에 형성된 페이딩 패턴에서 사용되지 않는 두 번째 레이어의 두 번째 노드의 송신채널이 온(on) 되어 있으므로, 손실이 발생하여 네트워크의 최대 전송률이 보장되지 않을 수 있다.
도 8c는 두 번째 레이어 v2의 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴 중 랭크 가 2이면서 두 번째 레이어의 두 번째 노드 및 네 번째 노드에 채널이 온(on) 되지 않는 페이딩 패턴의 예를 도시한 것이다. 이 페이딩 패턴은 병목 홉의 랭크와 동일한 랭크를 가지면서도, 첫 번째 홉에 형성된 페이딩 패턴에서 사용되지 않는 두 번째 레이어의 두 번째 노드 및 네 번째 노드의 송신채널이 끊어져 있다(off). 따라서 이러한 페이딩 패턴이 네트워크의 최대 전송률을 보장하는 패턴 짝으로 선택될 수 있는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 코딩 방법을 이용할 경우의 복잡도 감소에 대하여 설명한다. 종래의 단순 페어링 기법과 비교하여 본 발명의 기법의 복잡도를 아래 수학식10과 같이 정리할 수 있다.
Figure 112009067765970-pat00010
(여기서,
Figure 112009067765970-pat00011
은 m번째 레이어에 존재하는 노드의 개수,
Figure 112009067765970-pat00012
는 m번째 레이어와 m+1번째 레이어의 사이에서
Figure 112009067765970-pat00013
와
Figure 112009067765970-pat00014
사이에서 형성될 수 있는 풀 랭크를 갖는 페이딩 패턴으로, 동일한 랭크를 갖는 병목 홉과 연결되는 페이딩 패턴의 행렬의 집합,
Figure 112009067765970-pat00015
는
Figure 112009067765970-pat00016
형성의 복잡도,
Figure 112009067765970-pat00017
는 랭크 k를 갖는 k차 정사각 행렬(k*k matrix)의 수.)
위 수학식10을 통하여, 어떤 노드의 수신 홉 및 송신 홉의 페이딩 패턴이 랜덤하게 변화한다고 했을 때, 본 발명의 결정론적인 페어링(deterministic paring)을 적용하면 단순 페어링보다 낮은 복잡도로 네트워크 코딩을 할 수 있다는 사실을 확인할 수 있다. 복잡도가 낮으면 노드가 수신채널에 형성된 페이딩 패턴과 송신채널에 형성된 페이딩 패턴을 비교해야 하는 횟수가 줄어들어, 연산량 부담이 감소하고 전송률이 향상될 수 있다.
본 실시형태의 모듈, 기능 블록들 또는 수단들은 전자 회로, 집적 회로, ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 이해를 위하여 그 실시예를 기술하였으나, 당업자라면 알 수 있듯이, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 변경 및 대체될 수 있다. 예를 들어, 문자 대신 기타 LCD 등 디스플레이에 의해 표시될 수 있는 그림, 영상 등에도 본 발명의 기술이 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 특허청구범위에 의하여 모두 포괄하고자 한다.
도 1은 단일 홉 멀티 유저 네트워크 모델에서 간섭의 영향을 도시한 것이다.
도 2는 멀티 홉 멀티 유저 네트워크 모델에서 간섭의 영향을 도시한 것이다.
도 3은 각 홉의 유저 수가 일정하지 않은 멀티 홉 멀티 유저 네트워크 모델을 도시한 것이다.
도 4는 2-홉 2-유저 네트워크 모델에서 최적 페어링(optimal paring)을 통한 간섭의 완화를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 코딩 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 코딩 방법의 개략적인 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 7은 결정론적으로 구성된 패턴 경로 짝에 의하여 수신된 신호를 지연 전송하는 과정을 도시한 것이다.
도 8은 병목 홉의 채널 랭크만큼의 전송률을 보장하도록 페이딩 패턴을 선택하는 과정을 도시한 것이다.

Claims (13)

  1. 무선망 내 제1노드가 상기 무선망의 연결구조를 파악하여 상기 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링하는 제1단계와,
    상기 제1노드가 상기 제1노드의 수신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 상기 무선망 내 간섭이 상쇄되도록 상기 제1노드의 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성한 패턴 짝을 저장하는 제2단계와,
    신호 수신 시 상기 제1노드가 상기 신호가 거친 페이딩 패턴과 함께 상기 신호를 신호 저장부에 저장하는 제3단계와,
    상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 상기 송신채널에 형성될 때까지 상기 제1노드가 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는 제4단계
    를 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1노드는 신호의 발신지(source)에 인접한 노드로서 상기 발신지 및 상기 제1노드 간의 제1채널로부터 상기 신호를 수신하며,
    상기 제2단계는, 상기 제1노드가 상기 제1채널에 형성 가능한 페이딩 패턴에 대하여 상기 제1노드 및 상기 신호의 목적지(destination) 간의 경로 상의 모든 홉 채널을 포함하는 제2채널에 형성 가능한 하나 이상의 페이딩 패턴을 각 홉 당 하나의 페이딩 패턴씩 결정론적(deterministic)으로 대응시켜 구성한 패턴 경로 짝을 저장하는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 패턴 경로 짝 내 각 홉에 대응하는 페이딩 패턴은 병목 홉의 랭크와 동일한 랭크를 갖는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제4단계는, 상기 제1노드가 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 경로 짝에 해당하는 하나 이상의 페이딩 패턴이 상기 제2채널에 형성될 때까지 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1노드는, 상기 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내 같은 레이어(layer)에 속하는 노드의 집합으로 이루어지는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 신호 저장부는, 고속 페이딩(fast fading) 환경에서 서로 다른 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 복수 개 저장하며,
    상기 송신채널에 페이딩 패턴이 형성될 때 상기 저장된 복수 개의 신호 중 상기 형성된 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 선택하여 송신하는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 패턴 짝은 상기 무선망 내 병목 홉(bottleneck hop)의 랭크(rank)가 보장되도록 구성되는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 방법.
  8. 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내의 릴레이(relay)에 위치하는 네트워크 코딩 장치에 있어서,
    수신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴(fading pattern)에 대하여 상기 무선망 내 간섭이 상쇄되도록 송신채널에 형성 가능한 페이딩 패턴을 대응시켜 구성한 패턴 짝에 관한 정보를 저장하는 페어링 정보 저장부와,
    상기 수신채널로부터 수신한 신호를 상기 신호가 거친 페이딩 패턴과 함께 저장하는 신호 저장부와,
    상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴이 상기 송신채널에 형성될 때까지 상기 신호 저장부에 저장된 신호의 송신을 지연시키는 신호 지연부
    를 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 수신채널은 상기 신호의 발신지(source)로부터 상기 신호를 직접 수신하는 제1채널이며,
    상기 페어링 정보 저장부는, 상기 제1채널에 형성 가능한 페이딩 패턴에 대 하여 상기 무선망 내 병목 홉(bottleneck hop)의 랭크(rank)가 보장되도록 상기 릴레이 및 상기 신호의 목적지(destination) 간의 경로 상의 모든 홉 채널을 포함하는 제2채널에 형성 가능한 하나 이상의 페이딩 패턴을 각 홉 당 하나의 페이딩 패턴씩 결정론적(deterministic)으로 대응시켜 구성한 패턴 경로 짝을 저장하는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 패턴 경로 짝 내 각 홉에 대응하는 페이딩 패턴은 상기 병목 홉의 랭크와 동일한 랭크를 가지며,
    상기 신호 지연부는, 상기 신호가 거친 상기 페이딩 패턴의 패턴 경로 짝에 해당하는 하나 이상의 페이딩 패턴이 상기 제2채널에 형성될 때까지 상기 신호를 지연시켰다가 송신하는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 릴레이는, 상기 멀티 홉 멀티 유저 무선망 내 같은 레이어(layer)에 속하는 릴레이의 집합으로 이루어지는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 신호 저장부는, 고속 페이딩(fast fading) 환경에서 서로 다른 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 복수 개 저장하며,
    상기 송신채널에 페이딩 패턴이 형성될 때 상기 저장된 복수 개의 신호 중 상기 형성된 페이딩 패턴의 패턴 짝에 해당하는 페이딩 패턴을 거쳐 수신된 신호를 선택하여 송신하는
    멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 무선망 내 노드 간의 연결구조를 파악하여 상기 무선망을 멀티 홉 멀티 유저 무선망으로 모델링하는 네트워크 모델링부
    를 더 포함하는 멀티 홉 멀티 유저 무선망에서의 저복잡도 네트워크 코딩 장치.
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