KR101402239B1 - 다중 홉 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

다중 홉 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 홉 무선통신 시스템에 관한 것으로, 제1중계기 및 제2중계기로 제1일반정보(common information) 코드워드 및 제2비공개정보(private information) 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 제1기지국과, 상기 제1중계기와 상기 제2중계기로 제2일반정보 코드워드 및 제2비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 제2기지국과, 상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화(joint decoding)하고, 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제1중계기와, 상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화하고, 상기 제2비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제2중계기를 포함하며, 중첩 코딩을 통한 협력 중계방식에 의하여 간섭의 효과를 줄일 수 있다.
DPC(Dirty Paper Coding), 중첩코딩, 간섭제거, common information, private information

Description

다중 홉 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARRATUS FOR TRANSMITTING SIGNALS IN A MULTI HOP WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 다중 홉 무선통신 시스템에서 중첩코딩 및 간섭제거(SPC-SIC : Super Position Coding and Successive Interference Cancellation) 기반 방식으로 신호전송을 하고, 중첩코딩을 기반으로 하는 DPC(Dirty Paper Coding)를 지원하기 위한 신호 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 셀룰러 기반의 다중 홉 무선통신 시스템에서 기존의 기술들은 주로 한 셀에서 서비스를 받고 있는 단말기가 중계기의 도움으로 셀 전체 수율을 높이는 것에 초점을 맞추었다. 이를테면, 중계기를 바탕으로 한 협력 중계방식으로서, 다양성을 얻기 위한 목적으로 협력 신호원 다양성, 협력 전송 다양성, 협력 복합 다양성 등이 제안되어 채택되었다. 한편, 다중화 이득을 얻고자 다중입력-다중출력(MIMO : Multi Input Multi Output)시스템에서 다중화 기술을 활용한 기법 등도 제안되었다.
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상기 셀룰러 기반 다중 홉 무선통신 시스템에서 상기 제안된 종래 기술들은 모두 한 셀에 있는 단말기의 전송을 다룬 것으로 한 셀 안에서 신뢰도나 전송률을 높이는 것에 초점이 맞추어져 있다. 따라서, 셀 경계 지역에 있는 단말기의 경우 이웃 중계기로부터 받는 간섭은 불가피하기에 이로 인한 간섭으로 셀 경계 지역의 수율이 낮아져서 전체 수율을 낮추는 문제점을 안고 있다. 더욱이, 셀 경계 지역의 단말기의 전송률을 높이기 위하여 중계기를 도입한 상황에서 단일 홉 통신과 견주어 생각해 볼 때 상대적으로 낮아진 신호대 잡음 비를 고려하면 이와 같은 간섭을 효과적으로 없애지 않는다면 전체 수율 관점에서 큰 손실을 초래할 수 있다. 따라서 다중 홉 무선통신 시스템에서 간섭을 효과적으로 제거하여 전송률을 높이는 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다중 홉 무선통신 시스템에서 신호의 전송효율을 극대화하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다중 홉 무선통신 시스템에서 신호 전송을 위한 다수의 코드워드를 생성하고, 상기 다수의 코드워드를 이용하여 통신의 수율을 높이기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 다중 홉 무선통신 시스템은, 제1중계기 및 제2중계기로 제1일반정보(common information) 코드워드 및 제2비공개정보(private information) 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 제1기지국과, 상기 제1중계기와 상기 제2중계기로 제2일반정보 코드워드 및 제2비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 제2기지국과, 상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화(joint decoding)하고, 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제1중계기와, 상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화하고, 상기 제2비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제2중계기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 다중 홉 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 제1중계기 및 제2중계기로 제1일반정보 코드워드 및 제2비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법은, 제1기지국으로부터 수신된 제1일반정보 코드워드 및 제2기지국으로부터 수신된 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화하는 과정과, 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 다중 홉 무선통신 시스템에서 단말기의 동작 방법은, 제1중계기에 의해 송신된 x1pc 및 x1pp로 구성된 제1비공개정보 코드워드 및 제1일반정보 코드워드를 포함하는 신호 및 제2중계기에 의해 송신된 x2pc 및 x2pp로 구성된 제1비공개정보 코드워드 및 제1일반정보 코드워드를 포함하는 신호를 수신하는 과정과, 상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화하는 과정과, 상기 x1pc 및 x2pc를 조인트 복호화하는 과정과, 상기 x1pp를 복호화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같이 본 발명은 다중 홉 무선통신 시스템에서 중첩 코딩을 통한 협력 중계방식에 의하여 간섭의 효과를 줄일 수 있다. 특히, 상기 시스템은 중첩 코딩에 기반하여 DPC(dirty paper coding)를 실행함으로써 간섭을 미리 방지하여 통신 수율을 높일 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 셀룰러 기반 2 홉(hop) 통신 시스템에서 기지국과 중계기의 전송방식에 관한 것이다. 본 발명은 상향링크 및 하향링크에 모두 적용될 수 있으며, 상기 2 홉 시스템에서 중계기가 DF(Decode and Forward)로 동작하고, HDM(Half Duplex Mode)임을 가정한다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 2개의 기지국, 2개의 중계기, 2개의 단말기를 가정한다.
이하 본 발명은 중첩코딩과 간섭제거(SPC-SIC : SuperPosition Coding and Successive Interference Cancellation) 기반 방식에 대하여 설명한다. SPC-SIC기반 방식에 따르면, 2개의 기지국들이 2개의 중계기들로, 상기 2개의 중계기들이 상기 2개의 기지국들로 신호를 전송할 때 한 개의 코드워드를 보내는 것이 아니고, 두 종류 이상의 코드워드들을 생성하여 전력을 할당한 후, 상기 코드워드들을 중첩시켜 송신한다.
먼저, 2 홉 통신에서 기지국과 중계기 사이의 관계는 아래 <수학식 1>과같이 나타낼 수 있다.
Figure 112008023946006-pat00001
Figure 112008023946006-pat00002
Figure 112009022932641-pat00003

Figure 112009022932641-pat00150
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상기 <수학식 1>에서, 상기 xi는 기지국i의 송신 신호, 상기 x'j는 중계기j의 송신 신호, 상기 yp는 중계기p의 수신 신호, 상기 yq는 단말기q의 수신 신호, 상기 hij는 기지국i에서 중계기j로의 채널, 상기 gpq는 중계기p에서 단말기q로의 채널, 또한, 상기 mi 및 상기 nj는 잡음을 의미한다. 이하 설명에서, 본 발명은 상기 기지국i와 중계기j의 최대 송신 전력을 각각 Pi와 Qj라 표현한다. 또한, 상기 mi 및 상기 nj는 평균이 0이고 분산이 1인 분포를 가지며, 서로 독립이라고 가정한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 기지국의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 기지국은 RF 처리기(101), 복조기(103), 복호화 기(105), 전력 할당기(107), 부호화기(109), 변조기(111), RF 처리기(113)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 처리기(101)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 복조기(103)는 복소 심벌들을 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(105)는 상기 비트열을 복호한다. 상기 전력 할당기(107)는 외부의 장치들에 대한 전력을 할당한다. 특히, 본 발명에 따라, 상기 전력 할당기(107)는 상기 부호화기(109)에 의해 생성되는 코드워드들 각각의 송신 전력을 결정한다. 상기 부호화기(109)는 송신 비트열을 부호화하여 비트열로 변환한다. 이때, 상기 부호화기(109)는 적어도 두 종류 이상의 코드워드들을 생성한다. 여기서, 상기 코드워드들은 일반정보(common information) 코드워드와 비공개정보(private information) 코드워드를 포함한다. 상기 변조기(111)는 부호화된 비트열을 복소 심벌들로 변환한다. 상기 RF 처리기(113)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환한 후, 안테나를 통해 상기 RF대역 신호를 송신한다.
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도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2을 참조하면, 상기 중계기는 RF 처리기(201), 신호측정기(203), 복조기(205), 복호화기(207), 전력 할당기(209), 부호화기(211), 변조기(213), 프리코더(215) RF 처리기(217)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 처리기(201)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 신호 측정기(203)는 2개의 기지국들로부터 수신되는 신호에 포함된 파일럿(pilot) 심벌을 이용하여 상기 2개의 기지국들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR : Signal to Interference and Noise Ratio)를 측정한 후, 상기 전력 할당기(209)로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제공한다.
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예를 들어, 상기 중계기가 제1중계기인 경우, 신호 대 간섭 및 잡음 비는 하기 <수학식 2>와 같이 측정된다.
Figure 112008023946006-pat00011
Figure 112008023946006-pat00012
,
상기 <수학식 2>에서, 상기 h11 은 제1기지국에서 제1중계기로의 채널, 상기 h21은 제2기지국에서 제1중계기로의 채널, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 P2는 제2기지국의 최대 송신 전력을 의미한다.
유사하게, 상기 중계기가 제2중계기인 경우, 신호 대 간섭 및 잡음 비는 하기 <수학식 3>와 같이 측정된다.
Figure 112008023946006-pat00013
Figure 112008023946006-pat00014
,
상기 <수학식 3>에서, 상기 h12 은 제1기지국에서 제2중계기로의 채널, 상기 h22는 제2기지국에서 제2중계기로의 채널, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 P2는 제2기지국의 최대 송신 전력을 의미한다.
상기 복조기(205)는 복소 심벌들을 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(207)는 상기 비트열을 복호화한다. 상기 전력 할당기(209)는 외부의 장치들에 대한 전력을 할당한다. 특히, 본 발명에 따라, 상기 전력 할당기(209)는 상기 부호화기(211)에 의해 생성되는 코드워드들 각각의 송신 전력을 결정한다. 그리고, 상기 전력 할당기(209)는 상기 신호 측정기(203)로부터 제공받은 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 상기 부호화기(211)로 제공한다.
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상기 부호화기(211)는 송신 비트열을 부호화함으로써, 두 종류 이상의 코드워드들을 생성한다. 상기 변조기(213)는 부호화된 비트열을 복소 심벌들로 변환한다. 상기 프리코더(215)는 시스템 내에서 간섭이 일어나거나 최종 결과값이 오류가 생기는 것을 방지하기 위하여 DPC(Dirty Paper Coding) 기법을 이용한 신호 처리를 수행한다. 상기 DPC 기법은 송신측에서 미리 간섭에 대한 정보를 알고 있는 경우 미리 간섭에 의한 왜곡을 고려하여 부호화함으로써, 수신단에서 간섭 없는 수신 효과를 얻을 수 있는 기법이다. 본 발명에서, 두 중계기에서 일반정보라는 동일한 정보를 가지고 있기 때문에, 서로 분산되어있는 중계기들이 서로 협력하여 DPC기법을 활용함으로써 간섭을 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 RF 처리기(217)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.
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도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 단말기의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 단말기는 RF 처리기(301), 신호측정기(303), 복조기(305), 복호화기(307), 전력 할당기(309), 부호화기(311), 변조기(313), RF 처리기(315)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 처리기(301)는 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 신호 측정기(303)는 2개의 기지국들로부터 제공받은 신호에 포함된 파일럿 심벌을 이용하여 상기 2개의 기지국들 각각에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한 후, 상기 전력 할당기(309)로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제공한다.
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상기 단말기가 제1단말기인 경우, 신호 대 간섭 및 잡음 비는 하기 <수학식 4>과같이 측정한다.
Figure 112008023946006-pat00015
Figure 112008023946006-pat00016
,
상기 <수학식 4>에서, 상기 g11 은 제1중계기에서 제1단말기로의 채널, 상기 g21은 제2중계기에서 제1단말기로의 채널, 상기 Q1은 제1중계기의 최대 송신 전력, 상기 Q2는 제2중계기의 최대 송신 전력을 의미한다.
유사하게, 상기 단말기가 제2단말기인 경우, 신호 대 간섭 및 잡음 비는 하기 <수학식 5>와 같이 측정된다.
Figure 112008023946006-pat00017
Figure 112008023946006-pat00018
,
상기 <수학식 5>에서, 상기 g12 는 제1중계기에서 제2단말기로의 채널, 상기 g22는 제2중계기에서 제2단말기로의 채널, 상기 Q1은 제1중계기의 최대 송신 전력, 상기 Q2는 제2중계기의 최대 송신 전력을 의미한다.
상기 복조기(305)는 복소 심벌들을 비트열로 변환한다. 상기 복호화기(307)는 상기 비트열을 복호화하여 두 종류 이상의 코드워드들을 생성한다. 그리고, 상기 복호화기(307)는 상기 코드워드들을 상기 전력 할당기(309)로 제공한다. 상기 전력 할당기(309)는 외부의 장치들에 대한 전력을 할당한다. 상기 부호화기(311)는 송신 비트열을 부호화한다. 상기 변조기(313)는 부호화된 비트열을 복소 심벌들로 변환한다. 상기 RF 처리기(315)는 기저대역 신호를 RF대역 신호로 상향변환한 후, 안테나를 통해 송신한다.
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도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한 흐름도이다. 상기 도 4는 제1기지국 및 제2기지국의 공통된 동작 절차를 도시하고 있으며, 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국의 구분이 필요한 사항에 대하여는 이를 구분하여 설명한다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 기지국은 401단계에서 중계기와의 채널들의 크기를 확인한다. 첫째 홉에서는 채널정보를 얻기 위하여 채널의 크기만을 알면 충분하며, 전체 수율을 높이기 위해서는 위상정보를 추가로 피드백할 필요가 있다. 여기서 상기 채널들의 크기는 다음과 같은 과정을 통해 획득된다. 제1중계기는 제1기지국과 제2기지국에서 송신된 파일럿 심벌을 이용하여 상기 <수학식 2>과 같이 각 기지국에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한다. 그리고, 상기 제1중계기는 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 그리고, 제2중계기는 상기 <수학식 3>과 같이 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한 후, 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국은 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기로부터 피드백된 신호 대 간섭 및 잡음 비의 측정치들(measurements)의 일부를 전달한다. 다시 말해, 상기 제1기지국은 상기 제2기지국 및 상기 제2중계기 간 채널 및 상기 제1기지국 및 상기 제2중계기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제1중계기로 전달하고, 상기 제2기지국은 상기 제2기지국 및 상기 제1중계기 간 채널 및 상기 제1기지국 및 상기 제1중계기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제2중계기로 전달한다. 이에 따라, 상기 제1중계기, 상기 제2중계기, 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국 모두가 모든 첫번째 홉 채널들에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 획득하게 된다.
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이후, 상기 기지국은 403단계로 진행하여 두 종류 이상의 코드워드들을 생성한다. 상기 코드워드들은 일반정보(common information) 코드워드들과 비공개정보(private information) 코드워드들을 포함한다. 상기 일반정보 코드워드는 목적노드 없이 모든 노드들로 송신되는 코드워드이고, 상기 비공개정보 코드워드는 목적 노드로만 전송되는 코드워드이다.
이후, 상기 기지국은 405단계로 진행하여 각각의 코드워드별로 각각의 전력을 할당한다. 이때, 상기 비공개정보 코드워드의 전력은 제1기지국의 경우
Figure 112009022932641-pat00151
, 제2기지국의 경우
Figure 112009022932641-pat00152
로 결정된다. 그리고, 상기 일반정보 코드워드의 전력은 제1기지국의 경우
Figure 112009022932641-pat00153
, 제2기지국의 경우
Figure 112009022932641-pat00154
로 결정된다. 여기서, 상기 h12는 제1기지국 및 제2중계기 간 채널 계수, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 h21는 제2기지국 및 제1중계기 간 채널 계수, 상기 P2은 제2기지국의 최대 송신 전력, 상기 k1은 비공개정보 코드워드 전력의 가중치, 상기 P1P는 제1기지국의 비공개정보 코드워드 송신 전력, 상기 P2P는 제2기지국의 비공개정보 코드워드 송신 전력을 의미한다. 상기 k1은 중계기에서 더해지는 잡음의 분산 값과 같도록 정하는 것이 높은 수율을 보장하기 때문에, 1로 설정되는 것이 바람직하다.
이후, 상기 기지국은 407단계로 진행하여 각각의 코드워드들을 중계기로 전송한다. 즉, 상기 기지국은 상기 405단계에서 결정된 전력들을 적용하여 상기 비공개정보 코드워드 및 상기 일반정보 코드워드를 합한 신호를 송신한다. 이때, 비공개정보 코드워드는 목표 노드 이외의 노드에게 간섭 혹은 잡음으로 간주된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 절차를 도시한 흐름도이다. 상기 도 5는 제1중계기 및 제2중계기의 공통된 동작 절차를 도시하고 있으며, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기의 구분이 필요한 사항에 대하여는 이를 구분하여 설명한다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 중계기는 501단계에서 기지국과의 채널들의 크기를 확인한다. 여기서, 상기 채널들의 크기는 다음과 같은 과정을 통해 획득된다. 제1중계기는 제1기지국과 제2기지국에서 송신된 파일럿 심벌을 이용하여 상기 <수학식 2>과 같이 각 기지국에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한다. 그리고, 상기 제1중계기는 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 그리고, 제2중계기는 상기 <수학식 3>과 같이 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한 후, 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국은 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기로부터 피드백된 신호 대 간섭 및 잡음 비의 측정치들의 일부를 전달한다. 다시 말해, 상기 제1기지국은 상기 제2기지국 및 상기 제2중계기 간 채널 및 상기 제1기지국 및 상기 제2중계기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제1중계기로 전달하고, 상기 제2기지국은 상기 제2기지국 및 상기 제1중계기 간 채널 및 상기 제1기지국 및 상기 제1중계기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제2중계기로 전달한다. 이에 따라, 상기 제1중계기, 상기 제2중계기, 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국이 첫번째 홉의 모든 채널들에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 획득하게 된다.
이후, 상기 중계기는 503단계로 진행하여 제1기지국 및 제2기지국으로부터 일반정보 코드워드들 및 비공개정보 코드워드들이 모두 수신되는지 확인한다.
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이후, 상기 중계기는 505단계로 진행하여 단말기와의 채널들의 크기를 확인한다. 다시 말해, 상기 중계기는 제1단말기 및 제2단말기로부터 신호 대 간섭 및 잡음비를 피드백받는다. 여기서, 상기 채널들의 크기는 다음과 같은 과정을 통해 획득된다. 제1단말기는 제1중계기 및 제2중계기에서 송신된 파일럿 심벌을 이용하여 상기 <수학식 4>와 같이 각 중계기에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한다. 그리고, 상기 제1단말기는 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 그리고, 제2단말기는 상기 <수학식 5>와 같이 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한 후, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기는 상기 제1단말기 및 상기 제2단말기로부터 피드백된 신호 대 간섭 및 잡음 비의 측정치들의 일부를 전달한다. 다시 말해, 상기 제1중계기는 상기 제2중계기 및 상기 제2단말기 간 채널 및 상기 제1중계기 및 상기 제2단말기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제1단말기로 전달하고, 상기 제2중계기는 상기 제2중계기 및 상기 제1단말기 간 채널 및 상기 제1중계기 및 상기 제1단말기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제2단말기로 전달한다. 이에 따라, 상기 제1단말기, 상기 제2단말기, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기가 두번째 홉의 모든 채널들에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 획득하게 된다.
이후, 상기 중계기는 507단계로 진행하여 기지국들로부터 수신된 신호로부터 일반정보 코드워드들을 조인트 복호화(joint decoding)한다. 상기 일반정보 코드워드는 목표 노드가 없기 때문에 모든 노드들에서 복호화 가능하다.
이후, 상기 중계기는 509단계로 진행하여 기지국으로부터 수신된 신호로부터비공개정보 코드워드를 복호화한다. 이때, 상기 비공개정보 코드워드는 목표 노드 외의 노드에게 간섭 또는 잡음으로 간주된다.
이후, 상기 중계기는 511단계로 진행하여 각 기지국별로 일반정보와 비공개 정보들을 부호화한다.
이후, 상기 중계기는 513단계로 진행하여 부호화된 코드워드들 각각에 전력을 할당한다. 제1중계기 및 제2중계기는 공유되는 일반정보를 바탕으로 일반정보 코드워드 x'jc(j=1,2)를 생성하고, 상기 일반정보 코드워드의 전력으로서 αjQj(j=1,2)을 할당한다. 그리고, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기는 비공개정보 코드워드 xjp(j=1,2)로서 xjpc+xjpp(j=1,2)를 생성한다. 그리고, 상기 제1중계기는 상기 x1pc의 전력으로서 α1Q1-(1-α1)α2Q1을, 상기 x1pp의 전력으로서 (1-α1)α2Q1을 할당하고, 상기 제2중계기는 상기 x2pc의 전력으로서 α2Q2-(1-α2)α1Q2을, 상기 x2pp의 전력으로서 (1-α2)α1Q2을 할당한다. 여기서, 상기 αj(j=1,2)는 일반정보 코드워드의 송신 전력 계수로서 0 이상 1 이하의 실수이며, 상기 Q1은 제1중계기의 최대 송신 전력, 상기 Q2은 제2중계기의 최대 송신 전력을 의미한다.
이후, 상기 중계기는 515단계로 진행하여 상기 코드워드들을 단말기들로 전송한다. 다시 말해, 상기 중계기는 상기 513단계에서 결정된 전력을 적용하여 상기 일반정보 코드워드 및 상기 비공개정보 코드워드를 송신한다. 즉, 상기 중계기는 xjc+xjpc+xjpp(j=1,2)를 전송한다.
상술한 바와 같이 통신을 수행하는 경우, 첫 번째 홉에서의 전송률은 하기 <수학식 6>과 같다.
Figure 112008023946006-pat00036
Figure 112008023946006-pat00037
Figure 112008023946006-pat00038
Figure 112008023946006-pat00039
Figure 112008023946006-pat00040
Figure 112008023946006-pat00041
Figure 112008023946006-pat00042
Figure 112008023946006-pat00043
상기 <수학식 6>에서, 상기 Ric는 기지국i의 일반정보의 전송률, 상기 Rip는 기지국i의 비공개정보의 전송률, hij는 기지국i 및 중계기j 간 채널 계수, 상기 Pic는 기지국i의 일반정보 코드워드 송신 전력, 상기 Pip는 기지국i의 비공개정보 코드워드 송신 전력을 의미한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 따른 단말기의 동작 절차를 도시한 흐름도이다. 상기 도 6은 제1단말기 및 제2단말기의 공통된 동작 절차를 도시하고 있으며, 상기 제1단말기 및 상기 제2단말기의 구분이 필요한 사항에 대하여는 이를 구분하여 설명한다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 단말기는 601단계에서 중계기들과의 채널들의 크기를 확인한다. 여기서, 상기 채널들의 크기는 다음과 같은 과정을 통해 획득된다. 제1단말기는 제1중계기과 제2중계기에서 송신된 파일럿 심벌을 이용하여 상기 <수학식 4>와 같이 각 중계기에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한다. 그리고, 상기 제1단말기는 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 그리고, 제2단말기는 상기 <수학식 5>와 같이 신호 대 간섭 및 잡음 비를 측정한 후, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기으로 상기 신호 대 간섭 및 잡음 비를 피드백한다. 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기는 상기 제1단말기 및 상기 제2단말기로부터 피드백된 신호 대 간섭 및 잡음 비의 측정치들의 일부를 전달한다. 다시 말해, 상기 제1중계기는 상기 제2중계기 및 상기 제2단말기 간 채널 및 상기 제1중계기 및 상기 제2단말기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제1단말기로 전달하고, 상기 제2중계기는 상기 제2중계기 및 상기 제1단말기 간 채널 및 상기 제1중계기 및 상기 제1단말기 간 채널에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 제2단말기로 전달한다. 이에 따라, 상기 제1단말기, 상기 제2단말기, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기가 두번째 홉의 모든 채널들에 대한 신호 대 간섭 및 잡음 비들을 획득하게 된다.
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이후, 상기 단말기는 603단계로 진행하여 제1중계기 및 제2중계기로부터 일반정보 코드워드들 및 비공개정보 코드워드들이 모두 수신되는지 확인한다.
이후, 상기 단말기는 605단계로 진행하여 일반정보 코드워드들을 조인트 복호화(joint decoding)한다.
이후, 상기 단말기는 607단계로 진행하여 비공개정보 코드워드들을 목표 노드에서 복호화한다. 이때, 상기 비공개정보 코드워드는 목표 노드 이외의 노드에게 간섭 혹은 잡음으로 간주된다.

상술한 바와 같이 통신을 수행하는 경우, 두 번째 홉에서의 전송률은 하기 <수학식 7>과 같다.
Figure 112008023946006-pat00047
Figure 112008023946006-pat00048
Figure 112008023946006-pat00049
Figure 112008023946006-pat00050
Figure 112008023946006-pat00051
Figure 112008023946006-pat00052
Figure 112008023946006-pat00053
Figure 112008023946006-pat00054
Figure 112008023946006-pat00055
Figure 112008023946006-pat00056
Figure 112008023946006-pat00057
Figure 112008023946006-pat00058
Figure 112008023946006-pat00059
상기 <수학식 7>에서, 상기 Rjc는 공유되는 일반정보에 대한 중계기j의 전송률, 상기 R'jc는 조인트 복호화에 의한 중계기j의 일반정보의 전송률, 상기 R'jp는 중계기i의 비공개정보의 전송률, 상기 gpq는 중계기p 및 단말기q 간 채널 계수, 상기 Qj는 중계기j의 최대 송신 전력, 상기 αj는 중계기j의 일반정보 코드워드의 송신 전력 계수, 상기 Q'jc는 중계기j의 xjpc 송신 전력, 상기 Q'jp는 중계기j의 xjpp 송신 전력을 의미한다.
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도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기 및 단말기의 동작 절차를 도시한 흐름도이다. 상기 도 7은 DPC를 적용한 경우의 중계기 및 단말기의 동작 절차를 도시하고 있다. 이하 설명에서, 본 발명은 부호화 순서가 x1c → x2c인 경우를 가정한다. 상기 도 7은 제1중계기 및 제2중계기, 및 제1단말기 및 제2단말기의 공통된 동작 절차를 도시하고 있으며, 상기 제1중계기 및 상기 제2중계기의 구분이 필요한 사항 또는 상기 제1단말기 및 상기 제2단말기의 구분이 필요한 사항에 대하여는 이를 구분하여 설명한다.
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상기 도 7을 참조하면, 상기 중계기는 701단계에서 x1c를 부호화한다.
이후, 상기 중계기는 703 단계로 진행하여 x2c를 이용하여 DPC를 수행한다. 그리고, 상기 중계기는 상기 DPC 처리된 상기 x1c에 xipc 및 xipp를 합하여 전송한다. 이때, 상기 중계기는 상기 x1c 및 상기 x2c에 적절한 위상을 곱한다. 이때, 각 신호에 할당되는 전력은 하기 <수학식 8>과 같다.
Figure 112009022932641-pat00155
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Figure 112008023946006-pat00071
Figure 112008023946006-pat00072
상기 <수학식 8>에서, 상기 xjc는 중계기j에서 송신되는 일반정보, 상기 xjpc 및 상기 xjpp는 는 중계기j에서 송신되는 비공개정보, 상기 αj, 상기 βj, 상기
Figure 112009022932641-pat00156
, δj는 임의의 변수를 의미한다.
이후, 상기 중계기의 신호를 수신한 단말기는 705단계로 진행하여 xjc를 복호화한다. 이때, 상기 제1단말기는 x1c를 복호화하고, 상기 제2단말기는 x2c를 복호화한다. 이때, 상기 제1단말기는 DPC의 특성으로 x2c로 인한 간섭을 완전히 없앨 수 있다. 이후, 상기 단말기는 707단계로 진행하여 xjpc를 조인트 복호화한다. 이때, 이미 간섭이 제거되어있는 상태이기 때문에 간섭의 효과는 없다. 이후, 상기 단말기는 709단계로 진행하여 xipp를 복호화한다.
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상술한 바와 같이 통신을 수행하는 경우, 두 번째 홉에서의 전송률은 하기 <수학식 9>와 같다.
Figure 112008023946006-pat00083
상기 <수학식 9>에서, 상기 Rjc는 공유되는 일반정보에 대한 중계기j의 전송률, 상기 R'jc는 조인트 복호화에 의한 중계기j의 일반정보의 전송률, 상기 R'jp는 중계기i의 비공개정보의 전송률, 상기 gpq는 중계기p 및 단말기q 간 채널 계수, 상기 Qj는 중계기j의 최대 송신 전력, 상기 αj는 중계기j의 일반정보 코드워드의 송신 전력 계수, 상기 Q'jc는 중계기j의 xjpc 송신 전력, 상기 Q'jp는 중계기j의 xjpp 송신 전력을 의미한다.
도 8은 하향링크 상황에서 여러 전송방식의 총 평균 수율을 나타내는 도면이다. 구체적으로는 아래와 같은 가정과 환경을 바탕으로 얻은 것을 나타내었다.
첫째, 기지국과 중계기 사이의 채널 환경은 LOS(line of sight)로 small scale fading을 겪는 중계기와 단말기 사이의 채널 환경보다 상대적으로 좋기에 둘째 홉에서의 전송률이 전체 전송률을 결정짓는다.
둘째, 채널 정보는 각 노드들이 신호 대 간섭 및 잡음비 측정과 공유를 통해 채널 이득 정보를 알게 된다. 이때, SPC-SIC 기반 전송 방식은 상대적으로 DPC and SPC-SIC기반 방식보다 덜 채널 정보를 요구하며, 이와 같은 trade-off 관계로 말미암아 두 전송 기술 가운데 한 가지를 쓰고자 하는 QoS에 맞추어 사용한다.
셋째, 둘째 홉의 채널 환경은 Rayleigh fading 환경을 가정한다. (DPC and SPC-SIC의 성능은 채널의 실제 값만을 반영하여 종래 기술과 비교하였으며, Rayleigh fading 환경과 근본적으로 같은 경향을 보인다.)
넷째, 104 번의 채널 상수를 발생시켜 취한 평균 수율을 얻는다.
다섯 째, 두 기지국과 두 중계기의 최대 송신 전력은 같다고 한다.
도면 8에서 보이는 바와 같이, 종래 기술과 같은 경우는 다른 중계기에서 오는 간섭을 제거함 없이 잡음으로 취급하여 복호화하기 때문에 낮은 SINR로 말미암아 전체적으로 낮은 수율을 보이고, 신호대 잡음 비가 (SNR : signal to noise ratio) 높아진다 하더라도 높은 수율을 얻지 못하고 낮은 증가율을 보인다. 특히 2 홉 통신 시스템과 같은 경우에는 단일 홉 통신에 비해 셀 경계 지역이라 할지라도 상대적으로 높은 SNR을 보장할 수 있는 상황이기에 이와 같은 간섭을 잡음으로 취하는 것은 수율 측면에서 큰 문제점을 안고 있다.
도 9는 레이어 디코딩 방식에 따른 수율의 차이를 비교한 도면이다.
상기 도 9에 따라 본 발명에서 제안한 기술을 쓴 수율을 살펴보면, SNR이 증가함에 따라 상대적으로 큰 증가율을 보임을 확인할 수 있다. SPC-SIC기반 기술보다 DPC and SPC-SIC 기반 기술은 공유한 일반 정보를 바탕으로 DPC를 썼기에 한쪽 단말기에서 간섭을 완벽히 없앨 수 있고, 이로 인한 수율의 증가는 상기 도 9에 도시된 바와 같다. 아울러, 본 발명에서 3 layer decoding 구조로 인한 수율은 2 layer decoding 구조를 통해 얻는 수율보다 높지만, 그 폭이 매우 크지 않다는 것을 주목할 필요가 있다. 따라서, 낮은 복잡도로 어느 정도의 수율을 보장할 수 있는 2 layer decoding 기법 또한 유용하게 쓰일 수 있다. 이와 같은 수율의 증가는 multiuser 채널 환경에서 다른 사용자의 신호를 일부 복호화함으로써 간섭을 효과적으로 없앤 것으로 말미암은 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 기지국의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 단말기의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 절차를 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 절차를 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 단말기의 동작 절차를 도시한 흐름도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 절차를 도시한 흐름도.
도 8은 하향링크 상황에서 여러 전송방식의 총 평균 수율을 나타내는 도면.
도 9는 레이어 디코딩 방식에 따른 수율의 차이를 비교한 도면.

Claims (20)

  1. 다중 홉 무선통신 시스템에 있어서,
    제1중계기 및 제2중계기로 제1일반정보(common information) 코드워드 및 제1비공개정보(private information) 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 제1기지국과,
    상기 제1중계기와 상기 제2중계기로 제2일반정보 코드워드 및 제2비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 제2기지국과,
    상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화(joint decoding)하고, 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제1중계기와,
    상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화하고, 상기 제2비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제2중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1비공개정보 코드워드 및 상기 제2비공개정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템,
    Figure 112009022932641-pat00157
    여기서, 상기 P1p는 상기 제1비공개정보 코드워드의 송신 전력, 상기 P2p는 상기 제2비공개정보 코드워드의 송신 전력, 상기 h12는 제1기지국 및 제2중계기 간 채널 계수, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 h21는 제2기지국 및 제1중계기 간 채널 계수, 상기 P2은 제2기지국의 최대 송신 전력, 상기 k1은 송신 전력 가중치를 의미함,
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템,
    Figure 112009022932641-pat00093
    여기서, 상기 P1c는 제1일반정보 코드워드 송신 전력, 상기 P2c는 제2일반정보 코드워드 송신 전력, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 P2은 제2기지국의 최대 송신 전력, 상기 P1p는 제1비공개정보 코드워드의 송신 전력, 상기 P2p는 제2비공개정보 코드워드의 송신 전력을 의미함.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1중계기는, 제1단말기 및 제2단말기로 제3일반정보 코드워드 및 제3비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 송신하고,
    상기 제2중계기는, 상기 제1단말기와 상기 제2단말기로 제4일반정보 코드워드 및 제4비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 송신하며,
    상기 제3일반정보 코드워드 및 상기 제4일반정보 코드워드를 조인트 복호화한 후, 상기 제3비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제1단말기와,
    상기 제3일반정보 코드워드 및 상기 제4일반정보 코드워드를 조인트 복호화한 후, 상기 제4비공개정보 코드워드를 복호화하는 상기 제2단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3비공개정보는, x1pc 및 x1pp로 구성되고,
    상기 제4비공개정보는, x2pc 및 x2pp로 구성됨을 특징으로 하는 시스템,
    여기서, 상기 x1pc는 상기 제1중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x1pp는 제1중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x2pc는 상기 제2중계기가 상기 제2기지국으로부터 수신한 제2비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x2pp는 상기 제2중계기가 상기 제2기지국으로부터 수신한 상기 제2비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드를 의미함.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제3일반정보 코드워드, 상기 제3비공개정보 코드워드, 상기 제4일반정보 코드워드 및 상기 제4비공개정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템,
    x'1c : α1Q1, x1pc : α1Q1-(1-α1)α2Q1, x1pp : (1-α1)α2Q1
    x'2c : α2Q2, x2pc : α2Q2-(1-α2)α1Q2, x2pp : (1-α2)α1Q2
    여기서, 상기 x'1c는 제3일반정보 코드워드, 상기 x'2c는 제3일반정보 코드워드, 상기 α1은 제3일반정보 코드워드의 송신 전력 계수로서 0 이상 1 이하의 실수이며, 상기 α2는 제4일반정보 코드워드의 송신 전력 계수로서 0 이상 1 이하의 실수이며, 상기 Q1은 상기 제1중계기의 최대 송신 전력, 상기 Q2은 상기 제2중계기의 최대 송신 전력을 의미함.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1중계기는, 상기 제1일반정보를 부호화하고, 상기 제2일반정보를 이용하여 DPC(Dirty Paper Coding)을 수행함으로써 제3일반정보 코드워드를 생성한 후, 제1단말기 및 제2단말기로 상기 제3일반정보 코드워드 및 제3비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 송신하며,
    상기 제2중계기는, 상기 제1일반정보를 부호화하고, 상기 제2일반정보를 이용하여 DPC을 수행함으로써 제4일반정보 코드워드를 생성한 후, 제1단말기 및 제2단말기로 상기 제4일반정보 코드워드 및 제4비공개정보 코드워드를 포함하는 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3비공개정보는, x1pc 및 x1pp로 구성되고,
    상기 제4비공개정보는, x2pc 및 x2pp로 구성됨을 특징으로 하는 시스템,
    여기서, 상기 x1pc는 상기 제1중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x1pp는 제1중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x2pc는 상기 제2중계기가 상기 제2기지국으로부터 수신한 제2비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x2pp는 상기 제2중계기가 상기 제2기지국으로부터 수신한 상기 제2비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드를 의미함.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3비공개정보에 포함된 x1pc 및 상기 제4비공개정보에 포함된 x2pc를 조인트 복호화한 후, 상기 제3비공개정보에 포함된 상기 x1pp를 복호화하는 상기 제1단말기와,
    상기 제3비공개정보에 포함된 x1pc 및 상기 제4비공개정보에 포함된 x2pc를 조인트 복호화한 후, 상기 제4비공개정보에 포함된 상기 x2pp를 복호화하는 상기 제2단말기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3일반정보 코드워드, 상기 제3비공개정보 코드워드, 상기 제4일반정보 코드워드 및 상기 제4비공개정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템,
    Figure 112009022932641-pat00158
    Figure 112009022932641-pat00159
    Figure 112009022932641-pat00160
    여기서, 상기 xjc는 중계기j에서 송신되는 일반정보 코드워드, 상기 xjpc 및 상기 xjpp는 는 중계기j에서 송신되는 비공개정보, 상기 αj, 상기 βj, 상기
    Figure 112009022932641-pat00161
    , 상기 δj는 임의의 변수를 의미함.
  11. 다중 홉 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    제1중계기 및 제2중계기로 제1일반정보(common information) 코드워드 및 제1비공개정보(private information) 코드워드를 포함하는 신호를 전송하는 과정을 포함하고,
    상기 제1일반정보 코드워드는 제1중계기 및 제2중계기 모두에 의해 복호되며, 상기 제1비공개정보 코드워드는 상기 제1중계기에 의해서만 복호되고,
    상기 제1중계기는 상기 제1비공개정보 코드워드의 목적 노드이고, 상기 제2중계기는 제2기지국으로부터 송신되는 제2비공개정보 코드워드의 목적 노드이고,
    상기 제2비공개정보 코드워드는 상기 제1중계기에게 간섭으로 작용하고, 상기 제1비공개정보 코드워드는 상기 제2중계기에게 간섭으로 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1비공개정보 코드워드 및 상기 제2비공개정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure 112009022932641-pat00162
    여기서, 상기 P1p는 상기 제1비공개정보 코드워드의 송신 전력, 상기 P2p는 상기 제2비공개정보 코드워드의 송신 전력, 상기 h12는 제1기지국 및 제2중계기 간 채널 계수, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 h21는 제2기지국 및 제1중계기 간 채널 계수, 상기 P2은 제2기지국의 최대 송신 전력, 상기 k1은 송신 전력 가중치를 의미함,
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1일반정보 코드워드 및 제2일반정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure 112009022932641-pat00163
    여기서, 상기 P1c는 제1일반정보 코드워드 송신 전력, 상기 P2c는 제2일반정보 코드워드 송신 전력, 상기 P1은 제1기지국의 최대 송신 전력, 상기 P2은 제2기지국의 최대 송신 전력, 상기 P1p는 제1비공개정보 코드워드의 송신 전력, 상기 P2p는 제2비공개정보 코드워드의 송신 전력을 의미함.
  14. 다중 홉 무선통신 시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서,
    제1기지국으로부터 수신된 제1일반정보 코드워드 및 제2기지국으로부터 수신된 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화(joint decoding)하는 과정과,
    상기 제1기지국으로부터 수신된 제1비공개정보 코드워드를 복호화하는 과정을 포함하며,
    상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드는 상기 제1중계기 및 제2중계기 모두에 의해 복호되며, 상기 제1비공개정보 코드워드는 상기 제1중계기에 의해서만 복호되고,
    상기 제1중계기는 상기 제1비공개정보 코드워드의 목적 노드이고, 상기 제2중계기는 상기 제2기지국으로부터 송신되는 제2비공개정보 코드워드의 목적 노드이고,
    상기 제2비공개정보 코드워드는 상기 제1중계기에게 간섭으로 작용하고, 상기 제1비공개정보 코드워드는 상기 제2중계기에게 간섭으로 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    제1단말기 및 제2단말기로 x1pc 및 x1pp로 구성되는 제3비공개정보 코드워드 및 제3일반정보 코드워드를 포함하는 신호를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법,
    여기서, 상기 x1pc는 상기 중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x1pp는 상기 중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드를 의미함.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3일반정보 코드워드, 상기 제3비공개정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
    x'1c : α1Q1, x1pc : α1Q1-(1-α1)α2Q1, x1pp : (1-α1)α2Q1
    여기서, 상기 x'1c는 제3일반정보 코드워드, 상기 α1은 제3일반정보 코드워드의 송신 전력 계수로서 0 이상 1 이하의 실수이며, 상기 Q1은 상기 중계기의 최대 송신 전력을 의미함.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1일반정보를 부호화하고, 상기 제2일반정보를 이용하여 DPC(Dirty Paper Coding)을 수행함으로써 제3일반정보 코드워드를 생성하는 과정과,
    제1단말기 및 제2단말기로 x1pc 및 x1pp로 구성되는 제3비공개정보 코드워드를 및 상기 제3일반정보 코드워드를 포함하는 신호를 송신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법,
    여기서, 상기 x1pc는 상기 중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x1pp는 상기 중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 상기 제1비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드를 의미함.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제3일반정보 코드워드, 상기 제3비공개정보 코드워드의 송신 전력은, 하기 수식과 같이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법,
    Figure 112009022932641-pat00164
    Figure 112009022932641-pat00165
    여기서, 상기 xjc는 중계기j에서 송신되는 일반정보 코드워드, 상기 xjpc 및 상기 xjpp는 는 중계기j에서 송신되는 비공개정보, 상기 αj, 상기 βj, 상기
    Figure 112009022932641-pat00166
    , 상기 δj는 임의의 변수를 의미함.
  19. 다중 홉 무선통신 시스템에서 단말기의 동작 방법에 있어서,
    제1중계기에 의해 송신된 x1pc 및 x1pp로 구성된 제1비공개정보 코드워드 및 제1일반정보 코드워드를 포함하는 신호 및 제2중계기에 의해 송신된 x2pc 및 x2pp로 구성된 제2비공개정보 코드워드 및 제2일반정보 코드워드를 포함하는 신호를 수신하는 과정과,
    상기 제1일반정보 코드워드 및 상기 제2일반정보 코드워드를 조인트 복호화(joint decoding)하는 과정과,
    상기 x1pc 및 x2pc를 조인트 복호화하는 과정과,
    상기 x1pp를 복호화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법,
    여기서, 상기 x1pc는 상기 제1중계기가 제1기지국으로부터 수신한 비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x1pp는 제1중계기가 상기 제1기지국으로부터 수신한 비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x2pc는 상기 제2중계기가 제2기지국으로부터 수신한 비공개정보 코드워드를 복호한 후 일반 코드워드로 다시 부호화한 코드워드, 상기 x2pp는 상기 제2중계기가 상기 제2기지국으로부터 수신한 비공개정보 코드워드를 복호한 후 비공개 코드워드로 다시 부호화한 코드워드를 의미함.
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