KR101652608B1 - Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101652608B1
KR101652608B1 KR1020147008707A KR20147008707A KR101652608B1 KR 101652608 B1 KR101652608 B1 KR 101652608B1 KR 1020147008707 A KR1020147008707 A KR 1020147008707A KR 20147008707 A KR20147008707 A KR 20147008707A KR 101652608 B1 KR101652608 B1 KR 101652608B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data
transmission
signals
network
node
Prior art date
Application number
KR1020147008707A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140061485A (ko
Inventor
준 유안
웬 통
모-한 퐁
지안밍 우
Original Assignee
애플 인크.
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40386614&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR101652608(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20140061485A publication Critical patent/KR20140061485A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101652608B1 publication Critical patent/KR101652608B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0697—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using spatial multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/026—Co-operative diversity, e.g. using fixed or mobile stations as relays
    • 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
    • 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
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • 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

Abstract

무선 통신 시스템이 중간 노드(intermediate node), 제1 노드 및 제2 노드를 포함한다. 제1 노드가 제1 데이터를 중간 노드로 송신하는 단계 및 제2 노드가 제2 데이터를 중간 노드로 송신하는 단계를 포함하는, 다중 입력 다중 출력(MIMO) 기반 네트워크 코딩을 구현하기 위한 방법이 기술된다. 제1 노드 및 제2 노드 둘 다는 공통의/상이한 자원에 대하여 공간 다중화(spatial multiplexing) 또는 시분할 다중화(time division multiplexing) 또는 주파수 분할 다중화(frequency division multiplexing)를 이용할 수 있다. 중간 노드는 제1 노드 및 제2 노드로부터의 송신을 수신하고 미리 정의된 네트워크 코딩 기법(network coding scheme)을 이용하여 제1 데이터 및 제2 데이터에 대한 네트워크 코딩을 수행함으로써 네트워크 코딩된 정보를 생성한다. 중간 노드는 네트워크 코딩된 정보를 다중 사용자 MIMO를 이용하여 제1 노드 및 제2 노드로 송신하고, 제1 또는 제2 노드 각각은 중간 노드로부터의 MIMO 송신을 수신하고 네트워크 디코딩 절차들을 적용하여 제1 데이터 및 제2 데이터를 복구한다. 네트워크 코딩 기법들은 DF(Decode and Forward; 디코딩 및 전달), MF(Map and Forward; 매핑 및 전달) 및 AF(Amplify and Forward; 증폭 및 전달)를 포함한다. 제1 노드 및 제2 노드는 동일한 커버리지 영역(coverage area) 내에 모두 존재하는 노드들의 그룹들의 멤버들일 수 있다. MIMO 기반 네트워크 코딩된 송신을 스케줄링(scheduling)하기 위한 방법이 또한 기술된다. HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 송신이 또한 네트워크 인코딩될 수 있다.

Description

ＭＩＭＯ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템{COMMUNICATION SYSTEM USING MIMO BASED NETWORK CODING}
<관련 출원 상호 참조>
본 출원은 2007년 8월 27일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/968,206호 및 2007년 11월 9일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/986,682호의 이익을 주장하며, 이에 의해 이들 가출원의 내용 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.
<발명의 분야>
본 발명은 무선 통신 시스템들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 무선 통신 시스템들을 위한 네트워크 코딩 기법들(network coding schemes)에 관한 것이다.
네트워크 코딩은 중간 노드(intermediate node)에서 발신지 노드들(source nodes)로부터 수신된 정보를 혼합하고 혼합된 정보를 하나 이상의 목적지 노드(destination node)에 재송신함으로써 무선 네트워크의 용량 또는 처리량(throughput)을 증가시킨다. 중간 노드로부터 유출되는 임의의 정보의 내용은 중간 노드로 유입된 정보로부터 목적지 노드들에 의해 도출될 수 있다. 네트워크 코딩 및 무선 방송(wireless broadcasting)의 조합은 본 기술 분야에 잘 알려진 디코딩 기술들을 이용하여 양방향 트래픽(traffic)의 유니캐스트(unicast) 처리량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 중계국(RS)(104)을 이용하여 기지국(BS)(102) 및 이동국(MS)(106) 사이에서 정보를 교환하는 종래의 방법(즉, 네트워크 코딩이 없음)을 도시한다. 타임 슬롯(time slot) T1에서 MS(106)는 BS(102)를 목적지로 하는 패킷 "a"를 전달한다. BS(102)는 범위 밖에 있기 때문에, RS(104)는 패킷 "a"를 가로채어 타임 슬롯 T2에서 이를 BS(102)로 중계한다. 타임 슬롯 T3에서 BS(102)는 그에 응답하여 패킷 "b"를 MS(106)로 전달하고, 이는 또한 가로채어져 T4에서 RS(104)를 통해 중계된다. 따라서 BS(102)와 MS(106) 사이의 정보 교환을 완료하는 데에는 네 개의 타임 슬롯들이 소요된다.
도 2는 BS(102)와 MS(106) 사이의 정보 교환을 도시하지만, 이 시나리오에서는 RS(104)가 종래의 네트워크 코딩을 이용한다. 이 경우에는 중간 노드{즉, RS(104)}가 발신지 노드들{즉, BS(102) 및 MS(106)}로부터 수신된 정보를 인코딩 및 멀티캐스팅(multicast)한다. T1에서 MS(106)는 패킷 "a"를 RS(104)로 전달한다. T2에서 BS(102)는 패킷 "b"를 RS(104)로 전달한다. T3에서 RS(104)는 패킷들의 혼합 "a+b"(여기서 "+"는 이진 XOR 인코딩을 가리킴)를 BS(102) 및 MS(106) 둘 다에게 멀티캐스팅한다. 따라서 정보 교환을 완료하는 데에는 세 개의 타임 슬롯들이 소요된다. 도 2의 시나리오는 단일 입력 단일 출력(SISO) 안테나 시스템, BS-RS-MS 시나리오 및 균등 타임 슬롯 스케줄링(equal time slot scheduling)을 도시한다.
종래의 무선 네트워크 코딩은 SISO 안테나 시스템과 함께 네트워크 층(network layer)에서 또는 그보다 높은 층에서 2진 비트 레벨로 동작한다. 네트워크 층에서 또는 그보다 높은 층에서 동작하는 것은 통상적으로 복조 및 디코딩과 관련하여 복잡함을 낳는다.
알려진 무선 통신 기법들은 송신기 및/또는 수신기 상에서 단일 안테나 또는 다중 안테나들을 이용하는 것을 수반할 수 있다. 다중 입력, 다중 출력(MIMO) 무선 통신 시스템은 송신기 및 수신기에서 복수의 안테나 사이에서 이용되는 다중 통신 채널들을 갖는다. 따라서 MIMO 시스템에서는 송신 장치가 N개의 송신 안테나들을 갖고 수신 장치가 M개의 수신 안테나들을 갖게 될 것이다. 시공간 코딩(space-time coding)은 N개의 송신 안테나들 각각으로부터 어떤 데이터가 송신되는지를 제어한다. 송신기에서의 시공간 인코딩 기능은 송신될 데이터를 처리하고 N개의 송신 안테나들로부터 송신할 고유의 정보를 생성한다. M개의 수신 안테나들 각각은 N개의 송신 안테나들 각각으로부터 송신되는 신호들을 수신할 것이다. 수신 장치에서의 시공간 디코딩 기능은 N개의 송신 안테나들로부터 보내진 정보를 조합하여 데이터를 복구할 것이다.
가상 MIMO를 이용하는 시스템들에서는 복수의 이동국들이 협력하여 단일 이동국의 데이터를 송신함으로써 MIMO 송신처럼 보이게 한다. 예컨대, 각각 하나의 안테나를 갖는 두 개의 이동국들은 이동국들 중 하나의 데이터를 송신할 수 있다. 이에 두 개의 안테나를 갖는 기지국은 두 신호들을 수신하고 MIMO 기술들을 이용하여 이들을 처리할 수 있다. 적응적(adaptive) 가상 MIMO는 순수 가상 MIMO 및 비가상 MIMO의 혼합(hybrid)/조합(combination)을 가리키며, 따라서 가상 MIMO를 특별한 경우로서 포함한다. 보다 구체적으로, 적응적 가상 MIMO는 가상 MIMO, 단일 입력 다중 출력(SIMO), 또는 가상 MIMO와 SIMO의 조합을 의미한다. 적응적 가상 MIMO의 이점은 상이한 사용자 채널 조건들에 적응하는 유연성이다.
일 실시예에서, 본 명세서에 기술된 시스템 및 방법은 유니캐스트 송신을 위한 적응적 가상 MIMO, MIMO 기반 네트워크 인코딩 및 멀티캐스트 송신을 위한 다중 사용자 MIMO를 이용한다. 적응적 가상 MIMO는 하나 또는 복수의 자원 유닛(resource unit)에서 송신하는 하나 또는 복수의 이동국을 가리킨다.
일부 실시예들에 있어서, 이용되는 네트워크 인코딩 기법은 DF(Decode and Forward; 디코딩 및 전달), MF(Map and Forward; 매핑 및 전달) 및 AF(Amplify and Forward; 증폭 및 전달) 중 하나이다.
일부 실시예들에 있어서, 다중 사용자 MIMO 멀티캐스트 송신은 시공간 블록 코드(space-time block code; STC) 및 빔포밍(beamforming) 중 하나를 이용한다.
일부 실시예들에 있어서, MIMO 기반 네트워크 인코딩은 MF 및 AF 인코딩 기법들 중 하나를 이용하여 더 낮은 물리 층(physical layer)에서 수행된다.
일부 실시예들에 있어서, 보다 유연하고 간편한 자원 할당을 위해 간략화된 스케줄러(scheduler)가 이용된다.
일부 실시예들에 있어서, 도 1 및 2에 도시된 것(즉, BS-RS-MS)보다 많은 응용 시나리오들이 제공될 수 있다. 이러한 시나리오들 중 일부는 MS-BS-MS, RS-BS-RS, MS-BS-RS, BS-RS-RS, BS-RS-MS, BS-MS-MS 및 RS-MS-MS를 포함한다. MS들이 서로 가까운 경우 이들은 하나의 그룹을 형성할 수 있고, 이는 MS 그룹(MSG)으로서 취급될 것이다. 이러한 시나리오들 중 일부는 MSG-BS-MSG, MSG-BS-RS, BS-RS-MSG, BS-MSG-MSG 및 RS-MSG-MSG를 포함한다.
일부 실시예들에 있어서, RS와 같은 중간국(intermediate station)이 적응적 가상 MIMO 송신을 수신하고, MIMO 기반 네트워크 코딩을 수신된 정보에 적용하며, 인코딩된 HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 메시지를 업링크(uplink)를 통해 지원국(serving station)에 송신한다.
폭넓은 일 태양에 있어서, 복수의 안테나를 포함하는 중간 노드, 제1 노드 및 제2 노드를 포함하는 무선 통신 시스템에서, 상기 제1 노드가 제1 데이터를 상기 중간 노드로 송신하고, 상기 제2 노드가 제2 데이터를 상기 중간 노드로 송신하는 단계; 상기 중간 노드가 제1 노드 및 제2 노드 둘 다로부터의 송신을 수신하고, 미리 정의된 네트워크 코딩 기법을 이용하여 상기 제1 데이터 및 제2 데이터에 대한 네트워크 코딩을 수행함으로써 네트워크 코딩된 정보를 생성하는 단계; 상기 중간 노드가 다중 사용자 MIMO를 이용하여 상기 네트워크 코딩된 정보를 상기 제1 노드 및 제2 노드에 송신하는 단계; 및 상기 제1 노드 및 제2 노드 둘 다가 상기 MIMO 송신을 수신하고 네트워크 디코딩을 적용하여 상기 제1 데이터 및 제2 데이터를 복구하는 단계를 포함하는 MIMO 기반 네트워크 코딩을 구현하기 위한 방법이 제공된다.
제1 피어 노드(peer node)가 동일한 커버리지 영역(coverage area) 내에 모두 존재하는 피어 노드들의 그룹에 속할 수 있다. 제2 피어 노드가 동일한 커버리지 영역 내에 모두 존재하는 피어 노드들의 그룹에 속할 수 있다.
다른 폭넓은 일 태양에 있어서, 복수의 안테나; 및 제1 노드로부터 제1 데이터를 수신하고 제2 노드로부터 제2 데이터를 수신하고, 미리 정의된 네트워크 코딩 기법을 이용하여 상기 제1 데이터 및 제2 데이터에 대한 네트워크 코딩을 수행함으로써 네트워크 코딩된 정보를 생성하고, 다중 사용자 MIMO를 이용하여 상기 네트워크 코딩된 정보를 상기 제1 노드 및 제2 노드에 송신하도록 동작 가능한 회로를 포함하는, MIMO 기반 네트워크 코딩을 구현하기 위한 무선 통신 네트워크에서의 송수신기(transceiver)가 제공된다.
본 발명의 구체적인 실시예들에 대한 이하의 설명을 살펴보면, 본 명세서에 기술된 시스템 및 방법의 다른 태양들 및 특징들이 본 기술 분야의 당업자에게 명백해질 것이다.
본 발명은 이하의 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 네트워크 코딩이 없는 BS, MS 및 RS 사이의 종래의 정보 교환 방법을 도시하는 도면.
도 2는 종래의 네트워크 코딩을 이용한 BS, MS 및 RS 사이의 정보 교환 방법을 도시하는 도면.
도 3은 MIMO 기반 네트워크 코딩의 일 실시예에서의 단계들의 흐름도.
도 4A는 DF 네트워크 코딩 기법의 이용을 수반하는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 개략도.
도 4B는 도 4A에 도시된 DF 네트워크 코딩 기법을 이용한 네트워크 층과 물리 층 사이에서의 비트들의 처리를 도시하는 개략도.
도 4C는 도 4A의 실시예의 여러 처리 단계들을 통과함에 따른 여러 변수들의 값들을 나타내는 표.
도 5A는 MF 네트워크 코딩 기법의 이용을 수반하는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 개략도.
도 5B는 도 5A에 도시된 MF 네트워크 코딩 기법을 이용한 네트워크 층과 물리 층 사이에서의 비트들의 처리를 도시하는 개략도.
도 5C는 도 5A의 실시예의 여러 처리 단계들을 통과함에 따른 여러 변수들의 값들을 나타내는 표.
도 6A는 AF 네트워크 코딩 기법의 이용을 수반하는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 개략도.
도 6B는 도 6A에 도시된 AF 네트워크 코딩 기법을 이용한 네트워크 층과 물리 층 사이에서의 비트들의 처리를 도시하는 개략도.
도 6C는 도 6A의 실시예의 여러 처리 단계들을 통과함에 따른 여러 변수들의 값들을 나타내는 표.
도 7은 도 3의 전처리 단계에 관한 추가적인 세부 사항들을 나타낸 MIMO 기반 네트워크 코딩 아키텍처(architecture)의 흐름도.
도 8은 도 3의 네트워크 코딩 및 다운링크(downlink) 단계들에 관한 추가적인 세부 사항들을 나타낸 MIMO 기반 네트워크 코딩 아키텍처의 흐름도.
도 9는 도 3의 네트워크 디코딩 단계에 관한 추가적인 세부 사항들을 나타낸 MIMO 기반 네트워크 코딩 아키텍처의 흐름도.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들과 함께 이용되는 스케줄러의 개략도.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 도면.
도 12는 도 11에 도시된 실시예에 따른 통신에 대한 예시적인 타이밍도.
도 13은 도 11 및 12에 도시된 실시예에 대한 예시적인 흐름도.
도 14는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 도면.
도 15는 도 14에 도시된 실시예에 따른 통신에 대한 예시적인 타이밍도.
도 16은 도 14 및 15에 도시된 실시예에 대한 예시적인 흐름도.
도 17은 MIMO 기반 네트워크 코딩에 의해 구현되는 네트워크 이득들(network gains)을 나타내는 예시적인 그래프.
일 실시예에 있어서, MIMO 기반 네트워크 코딩은 다음을 포함한다.
a. 동일한 또는 상이한 무선 자원(예컨대 대역폭, 타임 슬롯)을 이용하여 (송수신기와 같은) 중간 네트워크 인코딩 노드에 정보를 송신하는 두 개의 피어 노드들(또는 그룹들). 정보는 공간 다중화, 시분할 다중화 및 주파수 분할 다중화 중 하나 이상을 이용하여 송신될 수 있다. 일 실시예에서 정보는 적응적 가상 MIMO를 이용하여 송신된다. 여기서 각 피어 노드 그룹은 근처에 있는 하나 또는 복수의 피어 노드를 포함한다. 이하의 본문에서, 피어 노드는 피어 노드 그룹을 가리킨다.
b. 송신을 수신하고, 네트워크 코딩을 수신된 정보에 적용하며, 네트워크 인코딩된 정보를 다중 사용자 MIMO로서 송신하는 중간 네트워크 인코딩 노드. 일 실시예에서 MIMO 송신은 공간 다중화 송신이다.
c. MIMO 스트림들을 수신하고 적용 가능한 네트워크 디코딩 절차들을 적용하여 정보를 복구하는 각각의 피어 노드(또는 그룹).
도 3은 MIMO 기반 네트워크 코딩의 일 실시예에서의 단계들의 흐름도이다. 도 3은 본 명세서에 기술된 여러 실시예들 각각과 관련될 수 있는 여러 단계들에 대한 높은 레벨의 요약을 제공하고자 하는 것이다.
도 4A는 DF 네트워크 코딩 기법의 이용을 수반하는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 개략도이다.
이해를 돕기 위해, 도 3의 여러 높은 레벨의 단계들이 도 4A에 도시된 실시예와 함께 기술될 것이지만, 도 3의 단계들 중 일부 또는 전부가 본 명세서에 기술 및 예시된 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
도 3에 도시된 바처럼, MIMO 기반 네트워크 코딩의 전반적인 아키텍처 프레임워크(architecture framework)는 이진 비트 레벨, 유한체 산술(finite field arithmetic) 레벨, 변조 부호(modulation symbol) 레벨 및 시그널링 파형(signaling waveform) 레벨에서의 네트워크 코딩을 포함하는 상이한 레벨들의 네트워크 코딩의 수행을 감안한다. 적응적 가상 MIMO, STC 및 빔포밍을 포함하는 여러 MIMO 기술들이 이용될 수 있다. 이러한 아키텍처는 또한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), TDMA(Time Division Multiple Access) 및 CDMA(Code Division Multiple Access)를 포함하는 상이한 무선 인터페이스들(air interfaces)에 적합하다.
스케줄링 단계(302)는 도 4A에 도시된 BS(402)와 같은 중간 네트워크 인코딩 노드들에서의 패킷들의 스케줄링 및 큐잉(queuing)에 관한 것이다. 스케줄링 단계(302)는 MIMO 기반 네트워크 코딩을 이용하는 것으로부터의 이득을 최대화하는 데 기여할 수 있는 스케줄러에 의해 수행된다. 스케줄링 단계(302)는 이하에서 도 10에 도시된 스케줄러의 일 실시예와 함께 보다 상세히 기술될 것이다.
단계(304)에서는 피어 노드들(404, 406)에서 전처리가 수행된다. 전처리 단계에 관한 추가적인 세부 사항들은 도 7과 관련하여 제공될 것이다.
단계(306)에서는 가상 MIMO가 패킷 "a"를 MS A(404)로부터 BS(402)로 업링크하는 데 이용될 수 있다. 가상 MIMO는 또한 패킷 "b"를 MS B(406)로부터 BS(402)로 업링크하는 데 이용될 수 있다. 가상 MIMO 업링크로, 피어 노드들 둘 다가 동일한 자원 유닛을 이용하여 중간 네트워크 인코딩 노드에 송신할 수 있다.
도 3에는 BS(402)에서 수행되는 (DF 및 MF를 위한) 복조 단계 및 (DF를 위한) 디코딩 단계가 도시되어 있지 않은데, BS(402)는 수신된 정보를 MMSE(Minimum Mean Square Error){또는 MMSE-SIC(MMSE-soft interference calculation) 또는 제로 포커싱(zero focusing)} 검출 기술들을 이용하여 디코딩한다.
단계(308)에서는 도 4에서 BS(402)인 네트워크 인코딩 노드에서 네트워크 코딩이 수행된다. 이 실시예에서 네트워크 코딩은 이진(또는 유한체 산술) 선형 조합(linear combination)을 포함한다.
단계(310)에서는 BS(402)가 MIMO 송신 다운링크(예컨대 STC 또는 빔포밍)를 통해 a+b를 MS A(404) 및 MS B(406) 둘 다에게 동시에 멀티캐스팅한다.
도 4B는 도 4A에 도시된 DF 네트워크 코딩 기법을 이용한 네트워크 층과 물리 층 사이에서의 비트들의 처리를 도시하는 개략도이다. 도 4C는 이 실시예의 여러 처리 단계들을 통과함에 따른 여러 변수들의 값들을 나타내는 표이다.
도 4B 및 4C의 설명은 다음과 같다. 도 4C의 표에서 1행을 예로 든다. 네트워크 층에서 MS A(404)는 정보 비트 bA=0을 생성한다. MS B(406)는 정보 비트 bB=0을 생성한다.
MS A(404) 및 MS B(406) 둘 다는 정보 비트들을 네트워크 층으로부터 물리 층으로 전달하고, 정보를 적합한 변조 부호로 변환하고, 자원 유닛 #1을 통해 BS(402)로 송신한다. BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조의 경우, 정보 비트 0이 변조 부호 -1에 매핑(map)되므로 xA=-1, xB=-1이다.
BS(402)는 MS A(404) 및 MS B(406) 둘 다로부터 두 부호들의 합을 수신한다. 잡음을 무시할 수 있다고 가정하면, 수신된 부호는 yBS=-2가 된다. BS(402)는 MIMO 복조기 및 FEC(Forward Error Control) 디코더를 이용하여 정보 비트들, 즉
Figure 112014031555312-pat00001
및
Figure 112014031555312-pat00002
를 추정하고, 이들을 네트워크 층으로 올려준다. 네트워크 층에서 BS(402)는 정보 혼합, 예컨대 XOR 연산을 수행하여 네트워크 인코딩된 비트 bBS=0을 얻는다. BS는 bBS를 물리 층으로 내려주고, 적합한 변조를 이용하며(즉, xDF=-1), 자원 유닛 #2를 통해 MS A(404) 및 MS B(406) 둘 다에 멀티캐스팅한다.
유사한 분석이 도 4C에 있는 표의 2, 3 및 4행들과 관련하여 수행될 수 있다. 2행에 있어서, MS A(404)는 정보 비트 bA=1을 생성하고 MS B(406)는 정보 비트 bB=0을 생성한다. 3행에 있어서, MS A(404)는 정보 비트 bA=0을 생성하고 MS B(406)는 정보 비트 bB=1을 생성한다. 4행에 있어서, MS A(404)는 정보 비트 bA=1을 생성하고 MS B(406)는 정보 비트 bB=1을 생성한다.
단계(308) 및 단계(310)에 관한 추가적인 세부 사항들은 이하에서 기술되는 도 8과 함께 제공될 것이다.
단계(312)에서는 MS A(404) 및 MS B(406)가 우선 네트워크 코딩된 패킷을 디코딩하고, 이후 그 자신의 송신된 정보와의 선형 연산(예컨대 XOR)을 통해 원하는 정보를 추출한다. 즉, MS A(404)는 패킷 "a"에 대한 자신의 지식을 이용하여 BS(402)로부터의 송신을 디코딩하고 패킷 "b"를 계산한다. 유사하게, MS B(406)는 패킷 "b"에 대한 자신의 지식을 이용하여 BS(402)로부터의 송신을 디코딩하고 패킷 "a"를 계산한다.
도 4A에 도시된 시나리오의 이점은 가상 MIMO를 통한 업링크에서 오직 하나의 자원 유닛이 사용되고, 네트워크 코딩을 통한 다운링크에서 오직 하나의 자원 유닛이 사용된다는 점이다.
도 5A는 MF 네트워크 코딩 기법의 이용을 수반하는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 개략도이다.
다시 도 3으로 돌아가면, 단계(304)에서는 피어 노드들(504, 506)에서 전처리가 수행된다. 이 경우, 두 피어 노드들은 전왜곡(predistortion)(예컨대 위상 회전 및 전력 제어)을 수행하고 동일한 MCS(Modulation and Coding Scheme)를 이용한다.
단계(306)에서는 가상 MIMO가 패킷 "a"를 MS A(504)로부터 BS(502)로 업링크하는 데 이용될 수 있다. 가상 MIMO는 또한 패킷 "b"를 MS B(506)로부터 BS(502)로 업링크하는 데 이용될 수 있다. 이 단계는 동시에 수행될 수 있다. 즉, 동일한 자원 유닛이 사용된다.
단계(308)에서는 BS(502)에서 네트워크 코딩이 수행된다. 이 실시예에서, BS(502)는 인입되는 부호들 "a" 및 "b"를 판정 영역(decision region)에 따라 유효한 부호 레벨 성상(constellation)으로 매핑한다. 이는 도 5B에 도시되어 있다.
단계(310)에서는 BS(502)가 MIMO 송신 다운링크를 이용하여 aMFbMF를 MS A(504) 및 MS B(506) 둘 다에게 예컨대 STC 또는 빔포밍을 이용하여 동시에 멀티캐스팅한다.
단계(312)에서는 MS A(504) 및 MS B(506)가 우선 네트워크 코딩된 패킷을 디코딩하고, 이후 그 자신의 송신된 정보와의 선형 연산(예컨대 XOR)을 통해 원하는 정보를 추출한다. 즉, MS A(504)는 패킷 "a"에 대한 자신의 지식을 이용하여 BS(502)로부터의 송신을 디코딩하고 패킷 "b"를 계산한다. 유사하게, MS B(506)는 패킷 "b"에 대한 자신의 지식을 이용하여 BS(502)로부터의 송신을 디코딩하고 패킷 "a"를 계산한다.
도 5A에 도시된 시나리오의 이점은 가상 MIMO를 통한 업링크에서 오직 하나의 자원 유닛이 사용되고, 네트워크 코딩을 통한 다운링크에서 오직 하나의 자원 유닛이 사용된다는 점이다. 또한, 중간 노드들에서 디코딩 프로세스가 필요하지 않다.
도 5B는 도 5A에 도시된 MF 네트워크 코딩 기법을 이용한 네트워크 층과 물리 층 사이에서의 비트들의 처리를 도시하는 개략도이다. 도 5C는 이 실시예의 여러 처리 단계들을 통과함에 따른 여러 변수들의 값들을 나타내는 표이다.
도 5B 및 5C의 설명은 다음과 같다. 도 5C의 표에서 2행을 예로 든다. 네트워크 층에서 MS A(504)는 정보 비트 bA=1을 생성한다. MS B(506)는 정보 비트 bB=0을 생성한다.
MS A(504) 및 MS B(506) 둘 다는 정보 비트들을 네트워크 층으로부터 물리 층으로 전달하고, 정보를 적합한 변조 부호로 변환하고, 자원 유닛 #1을 통해 BS(502)로 송신한다. BPSK 변조의 경우, 정보 비트 1이 부호 xA=1에 매핑되고, 정보 비트 0이 부호 xB=-1에 매핑된다.
BS(502)는 MS A(504) 및 MS B(506) 둘 다로부터 두 부호들의 합을 수신한다. 잡음을 무시할 수 있다고 가정하면, 수신된 부호는 yBS=0이 된다.
BS(502)는 MIMO 복조기(FEC 디코더는 없음)를 이용하고, 수신된 신호를 물리 층에서 유효한 변조 부호 xMF로 매핑한다. 매핑 규칙(또는 BPSK에 대한 MF 판정 영역이라 일컬어짐)의 예가 도 5B의 아래쪽에 도시되어 있다. 여기서 yBS=0이므로, 이는 부호 xMF=+1로 매핑된다. 따라서 xMF는 물리 층 네트워크 인코딩된 변조 부호이다. 다음으로 BS(502)는 xMF를 자원 유닛 #2를 통해 MS A(504) 및 MS B(506) 둘 다에 멀티캐스팅한다.
유사한 분석이 도 5C에 있는 표의 1, 3 및 4행들과 관련하여 수행될 수 있다.
도 6A는 AF 네트워크 코딩 기법의 이용을 수반하는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 개략도이다.
다시 도 3으로 돌아가면, 단계(304)에서는 피어 노드들(604, 606)에서 전처리가 수행된다.
단계(306)에서는 가상 MIMO가 패킷 "a"를 MS A(604)로부터 BS(602)로 업링크하는 데 이용될 수 있다. 가상 MIMO는 또한 패킷 "b"를 MS B(606)로부터 BS(602)로 업링크하는 데 이용될 수 있다. 이 단계는 동시에 수행될 수 있다. 즉, 동일한 자원 유닛이 사용된다.
단계(308)에서는 BS(602)에서 네트워크 코딩이 수행된다. 이 실시예에서, BS(602)는 인입되는 MIMO 신호들을 증폭시킨다(파형 레벨). 이는 도 6B에 도시되어 있다.
단계(310)에서는 BS(602)가 MIMO 송신 다운링크를 이용하여 aAFbAF를 MS A(604) 및 MS B(606) 둘 다에게 예컨대 STC 또는 빔포밍을 이용하여 동시에 멀티캐스팅한다.
단계(312)에서는 MS A(604) 및 MS B(606) 각각이 우선 자신의 정보를 감산(subtract)하고, 이후 감산된 패킷을 디코딩하여 원하는 정보를 얻는다. 즉, MS A(604)는 패킷 "a"에 대한 자신의 지식을 이용하여 BS(602)로부터의 송신을 디코딩하고 패킷 "b"를 계산한다. 유사하게, MS B(606)는 패킷 "b"에 대한 자신의 지식을 이용하여 BS(602)로부터의 송신을 디코딩하고 패킷 "a"를 계산한다.
도 6A에 도시된 시나리오의 이점은 가상 MIMO를 통한 업링크에서 오직 하나의 자원 유닛이 사용되고, 네트워크 코딩을 통한 다운링크에서 오직 하나의 자원 유닛이 사용된다는 점이다. 또한, 피어 노드들에서 디코딩 프로세스가 필요하지 않고, 복조 프로세스가 없다.
도 6B는 도 6A에 도시된 AF 네트워크 코딩 기법을 이용한 네트워크 층과 물리 층 사이에서의 비트들의 처리를 도시하는 개략도이다. 도 6C는 이 실시예의 여러 처리 단계들을 통과함에 따른 여러 변수들의 값들을 나타내는 표이다.
도 6B 및 6C의 설명은 다음과 같다. 도 6C의 표에서 마지막 행을 예로 든다. 네트워크 층에서 MS A(604)는 정보 비트 bA=1을 생성한다. MS B(606)는 정보 비트 bB=1을 생성한다.
MS A(604) 및 MS B(606) 둘 다는 정보 비트들을 네트워크 층으로부터 물리 층으로 전달하고, 정보를 적합한 변조 부호로 변환하고, 자원 유닛 #1을 통해 BS(602)로 송신한다. BPSK 변조의 경우, 정보 비트 1이 부호 1에 매핑되므로 xA=1이고 xB=1이다.
BS(602)는 MS A(604) 및 MS B(606) 둘 다로부터 두 부호들의 합을 수신한다. 잡음을 무시할 수 있다고 가정하면, 수신된 부호는 yBS=2가 된다.
BS(602)는 수신된 신호 yBS를 베타(beta)의 계수로 곱하여 신호 xAF를 얻는다. 여기서 MIMO 복조기 및 FEC 디코더가 필요 없음에 주목한다.
다음으로, BS(602)는 자원 유닛 #2을 통해 MS A(604) 및 MS B(606) 둘 다로 xAF를 멀티캐스팅한다.
유사한 분석이 도 6C에 있는 표의 1, 2 및 3행들과 관련하여 수행될 수 있다.
도 4A, 4B, 4C, 5A, 5B, 5C, 6A, 6B 및 6C는 각각 본 발명의 실시예들을 구현하는 데 이용될 수 있는 통신 시스템 또는 통신 시스템의 요소들의 특정한 예를 제공한다. 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 기술된 특정한 예들과 상이하지만 본 명세서에 기술된 실시예들의 구현에 부합하는 방식으로 동작하는 아키텍처들을 갖는 통신 시스템들로 구현될 수 있음을 이해해야 한다.
예컨대, 네트워크 인코딩 노드는 RS 노드 또는 BS 노드, 또는 MS 노드일 수 있고, 네트워크 디코딩 노드는 MS 노드, RS 노드, 또는 BS 노드일 수 있다. 네트워크 코딩 구성들은 MS-BS-MS, MS-RS-MS, MS-BS-RS, RS-BS-RS, BS-RS-RS, BS-MS-MS, RS-MS-MS, MSG-BS-MSG (MS 그룹), MSG-RS-MSG, BS-MSG-MSG, RS-MSG-MSG 및 MSG-BS-RS일 수 있다. 네트워크 경로들은 상술한 네트워크 코딩 구성들의 기본 구성들 각각 또는 조합으로 이루어질 수 있다. 네트워크는 상술한 네트워크 코딩 구성들 및/또는 네트워크 경로들의 기본 구성들 각각 또는 조합으로 구성될 수 있다. 네트워크는 PMP(Point to Multipoint) 또는 그물형 토폴로지(mesh topology)를 이용할 수 있다.
도 7은 전처리 단계에 관한 추가적인 세부 사항들을 나타낸 MIMO 기반 네트워크 코딩 아키텍처의 흐름도이다. 도 3과 관련하여 상술한 바와 같은 방식으로 단계들(302, 306, 308, 310 및 312)이 수행된다. 도 7에서 추가적인 세부 사항은 전처리 단계(304)에 대해서만 제공된다.
일 실시예에서, 정보 비트들의 전처리가 다음과 같이 수행된다. 단계(702)에서는 정보 비트들이 패킹(pack)되고, 단계(704)에서는 MAC(Medium Access Control) 헤더 및 CRC(Cyclic Redundancy Check)가 추가된다. 단계(706)에서는 FEC 코드{예컨대 컨벌루션 코드(convolution code), 터보 코드(turbo code), LDPC(Low Density Parity-Check Code)}가 적용된다. 단계(708)에서는 그 결과로 생성되는 정보가 변조 부호들로 매핑된다{예컨대 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying, 16 QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM}. 단계(710)에서는 MF 네트워크 코딩 기법이 이용되는지 여부가 결정된다. 그러한 경우, 전왜곡(예컨대 성상 회전 및/또는 전력 제어)을 적용하고 단계(714)로 진행하며, 그렇지 않은 경우 단계(714)로 바로 진행하는데, 이 단계에서는 기저 대역(base-band) 변조 부호들이 통과 대역(pass-band) 파형 신호들로 변환된다. 이후 도 3과 관련하여 상술한 적응적 가상 MIMO 송신 업링크 단계(306)로 진행한다.
도 8은 네트워크 코딩 및 다운링크 단계들에 관한 추가적인 세부 사항들을 나타낸 MIMO 기반 네트워크 코딩 아키텍처의 흐름도이다. 도 3과 관련하여 상술한 바와 같은 방식으로 단계들(302, 304, 306 및 312)이 수행된다. 도 8에서 추가적인 세부 사항은 네트워크 코딩 단계(308) 및 다운링크 단계(310)에 대해서만 제공된다.
단계(802)에서는 중간 노드가 두 피어 노드들로부터 정보/신호들을 수신한다. 단계(804)에서는 어느 네트워크 코딩 기법이 사용되고 있는지에 대한 검사가 수행된다. 네트워크 코딩 기법이 MF인 경우 단계(806)으로 진행한다. 네트워크 코딩 기법이 AF인 경우 단계(808)로 진행한다. 네트워크 코딩 기법이 DF인 경우 단계(810)으로 진행한다.
단계(806)(즉, 네트워크 코딩 기법이 MF임)에서는 수신된 신호들을 단계(712)에서의 전왜곡 프로세스에 의존하는 미리 결정된 판정 영역에 따라 유효한 변조 부호들로 매핑한다. 단계(818)로 진행한다.
단계(808)(즉, 네트워크 코딩 기법이 AF임)에서는 수신된 신호들을 증폭하고 단계(818)로 진행한다.
단계(810)(즉, 네트워크 코딩 기법이 DF임)에서는 수신기 기술들{예컨대 ZF(Zend Framework), MMSE, MMSE-SIC} 중 하나를 적용하여 후처리된 신호들을 얻는다. 단계(812)에서는 각 피어 노드의 데이터 스트림에 대해 복조, 디코딩, 역 MAC(de-MAC)을 수행하여 정보 비트들을 얻는다. 단계(814)에서는 두 피어 노드들로부터의 정보 비트들을 XOR 연산(또는 다른 유한체 산술)에 의해 네트워크 인코딩한다. 두 피어들로부터의 패킷 크기들이 상이한 경우, 네트워크 인코딩에 앞서 더 짧은 패킷에 대해 단순히 0들을 패딩(pad)한다. 단계(816)에서는 MAC 헤더를 추가하고, FEC 코드를 적용하며, 변조 성상을 적용한다. 단계(818)로 진행한다.
단계(818)에서는 기저 대역 신호들을 통과 대역 신호들로 변환하고, 네트워크 인코딩 노드로부터의 신호들을 MIMO 송신 다운링크(예컨대 STC 또는 빔포밍)를 통해 두 피어 노드들로 멀티캐스팅한다. 이후 도 3과 관련하여 상술한 네트워크 디코딩 단계(312)로 진행한다. 네트워크 디코딩 단계에 관한 추가적인 세부 사항은 이하 도 9와 관련하여 제공된다.
도 9는 네트워크 디코딩 단계에 관한 추가적인 세부 사항들을 나타낸 MIMO 기반 네트워크 코딩 아키텍처의 흐름도이다. 도 3과 관련하여 상술한 바와 같은 방식으로 단계들(302, 304, 306, 308 및 310)이 수행된다. 도 9에서 추가적인 세부 사항은 네트워크 디코딩 단계(312)에 대해서만 제공된다.
단계(902)에서는 각 피어 노드가 멀티캐스트 신호들을 수신한다. 단계(904)에서는 어느 네트워크 코딩 기법이 사용되고 있는지에 대한 검사가 수행된다. 네트워크 코딩 기법이 MF 또는 DF인 경우 단계(906)으로 진행한다. 네트워크 코딩 기법이 AF인 경우 단계(914)로 진행한다.
단계(906)(즉, 네트워크 코딩 기법이 DF 또는 AF임)에서는 신호들을 유효한 변조 부호들로 복조한다. 단계(908)에서는 FEC 코드 디코딩 프로세스를 적용한다. 단계(910)에서는 헤더를 역 MAC(그리고 CRC를 검사)하여 (네트워크 코딩된) 정보 비트들을 얻는다. 단계(912)에서는 수신된(네트워크 코딩된) 정보 비트들을 송신된 정보 비트들과 XOR 연산(또는 다른 유한체 산술)을 통해 혼합함으로써 네트워크 디코딩을 수행하고, 이에 따라 원하는 정보 비트들을 얻는다. 복조(906), 디코딩(908), 네트워크 디코딩(912) 및 역 MAC(910)의 결합 프로세스가 또한 반복적인 방식으로 수행될 수 있다. 단계(922)로 진행한다.
단계(914)(즉, 네트워크 코딩 기법이 AF임)에서는 송신된 정보 신호들을 수신된 멀티캐스트 신호들로부터 감산한다. 단계(916)에서는 감산된 신호들을 유효한 변조 부호들로 복조한다. 단계(918)에서는 FEC 코드 디코딩 프로세스를 적용한다. 단계(920)에서는 헤더를 역 MAC(그리고 CRC를 검사)하여 원하는 정보 비트들을 얻는다. 단계(922)로 진행한다.
단계(922)에서는 원하는 정보 비트들을 상위 층들로 전달한다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들과 함께 이용되는 스케줄러의 개략도이다.
한 세트의 안테나들(1004, 1006)을 갖는 BS(1000)이 도시되어 있다. BS(1000)은 MS A(1008) 및 MS B(1010)와 무선 통신하는 것으로 도시되어 있다. 여기서 BS(1000)은 임의의 네트워크 또는 네트워크의 부분(그 네트워크로부터/네트워크 상에서 패킷들(1012)이 기지국(1000)으로/으로부터 전달됨)과 접속될 수 있다. 또한, 패킷들을 BS(1000)로(다운링크 방향으로) 전송하고 BS(1000)로부터(업링크 방향으로) 전송하는 데 사용되는 UL 및 DL 스위치(1014)가 도시되어 있다.
또한, 가상 큐 A(1018){즉, MS A(1008)로부터의 패킷들의 큐} 또는 가상 큐 B(1020){즉, MS B(1010)로부터의 패킷들의 큐} 중 하나로부터 수신된 패킷들을 인코딩하는 데 사용되는, DF를 위한 네트워크 코드 인코더(1016)가 도시되어 있다. 인코딩 후에 패킷들(1012)은 UL 및 DL 스위치(1014)로 전송되어 상술한 방식으로 MS A(1008) 및 MS B(1010)로 송신된다.
BS(1000)은 또한 MIMO 기반 네트워크 코딩 스케줄러(1002)를 포함한다. MIMO 기반 네트워크 코딩 스케줄러(1002)는 가상 큐 A(1018) 또는 가상 큐 B(1020) 중 하나에 있는 패킷들 가운데 송신될 패킷들을 선택한다. MIMO 기반 네트워크 코딩 스케줄러(1002)는 그것 없이는 구현되지 않을 네트워크 코딩 이득을 증가시키는 데 사용된다.
MIMO 기반 네트워크 코딩 스케줄러(1002)는 업링크 및 다운링크를 위한 유연한 자원 할당을 준비한다. 업링크에 대해서는 동일한(또는 상이한) 자원 유닛에서 두 피어들의 할당이 존재한다. 여기서 자원 유닛은 (i) OFDM을 위한 시간-주파수 서브채널들(time-frequency sub-channels), (ii) TDMA를 위한 타임 슬롯들, 및 (iii) CDMA를 위한 직교 코드들(orthogonal codes)로 정의된다. 다운링크에 대해서는 STC 및 빔포밍을 이용하여 멀티캐스팅을 하기 위한 네트워크 인코딩 노드를 위한 자원의 할당이 존재한다. 큐 길이 및 공정성(fairness)과 같은 실용적인 요인들이 고려된다.
동작시에, MS A(1008)로부터의 패킷들(실선 윤곽으로 도시됨)이 UL 및 DL 스위치(1014)를 통해 BS(1000)에 도착할 것이다. MS B(1010)로부터의 패킷들(점선 윤곽으로 도시됨) 역시 동일한 방식으로 도착할 것이다. 이들 두 경우에, 패킷들은 UL 및 DL 스위치(1014)에 의해 MIMO 기반 네트워크 코딩 스케줄러(1002)로 전송될 것이고, 여기에서 이들은 수신되는 순서대로 최초 가상 큐(1022)에 들어갈 것이다. 이후 패킷들은 이들이 MS A(1008) 또는 MS B(1010) 중 어느 것으로부터 비롯되었는지에 따라 최초 가상 큐(1022)로부터 가상 큐 A(1018) 또는 가상 큐 B로 전송될 것이다.
두 가상 큐들이 비어있지 않은 경우, 네트워크 코드 인코더(1016)는 두 큐들로부터의 패킷들을 인코딩하고 이를 UL 및 DL 스위치(1014)에 전달하여 두 피어들로 다운링크 멀티캐스팅한다. 이러한 방식으로 네트워크 코딩 이득이 구현되며, 그에 따라 시스템 성능이 향상된다. 하나의 큐만 비어있지 않은 경우, 네트워크 코드 인코더(1016)는 비어있지 않은 큐로부터의 패킷을 단순히 UL 및 DL 스위치에 전달한다. 이는 네트워크 코드 인코더(1016)가 없는 종래의 스케줄러와 같다. 두 큐들이 비어있는 경우, 네트워크 코드 인코더는 아무 것도 하지 않는다.
네트워크 코딩 이득을 충분히 달성하도록, 스케줄링은 업링크를 위해 LQHP(Lowest Queue Highest Priority) 알고리즘이라 불리는 정책을 사용한다. 이러한 방식으로, 스케줄러(1002)는 보다 짧은 큐를 갖는 사용자에게 가장 높은 우선순위를 줄 것이며, 이에 의해 네트워크 이득 및 시스템 성능을 향상시킨다.
이제 도 11 내지 16의 실시예들이 기술될 것이다. 이러한 실시예들은 특히 HARQ 재송신(retransmissions)과 연관하여 MIMO 기반 네트워크 코딩을 이용하는 데 적합하다.
중계 네트워크가 중간국(예컨대 RS 또는 MS. 이해를 돕기 위해, RS는 이하의 문맥에서 RS 또는 MS 중 하나를 가리키는 데 사용됨)에서의 네트워크 코딩에 대비하지 않는 경우, 상이한 발신국들(source stations)(예컨대 이동국들)에 대한 중간국으로부터 지원국(예컨대 BS)으로의 HARQ 재송신은 업링크 방향에서 상이한 자원을 사용할 것이다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 네트워크 코딩된 HARQ 정보를 지원국에 전달하기 위해 MIMO 기반 네트워크 코딩을 사용한다. 이는 HARQ 신뢰성을 증가시킬 수 있고 또한 자원 소비를 감소시킬 수 있다.
HARQ 재송신의 일 태양에 따르면, 이하의 기본 단계들이 제공된다.
(1) MS들이 동일한(또는 상이한) 무선 자원(예컨대 대역폭, 타임 슬롯)을 이용하여 중계국에 정보를 송신한다. 이러한 송신은 또한 기지국에 의해 부분적으로 수신된다.
(2) RS가 송신을 수신하고, 수신된 정보의 MIMO 기반 네트워크 코딩을 적용하며, 인코딩된 HARQ 정보 신호를 업링크 방향으로 지원국(예컨대 BS)에 송신한다.
(3) BS가 (1)에서 발신국들로부터의 부분적인 스트림들을 수신하고, 또한 (2)에서 RS로부터의 인코딩된 HARQ 정보를 수신한다. BS는 반복적인 디코딩, 복조 및 검출 절차를 적용하여 MS들로부터의 원래 정보를 복구한다.
도 11은 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 도면이다. 기지국(BS)(1102), 중계국(RS)(1104) 및 두 개의 이동국들 MS1(1106)과 MS2(1108)를 포함하는 셀룰러 무선 네트워크가 도시되어 있다. BS(1102)는 MS1(1106) 및 MS2(1108)에 대한 지원국이다. 지원국으로서 BS(1102)는 업링크 송신 및 HARQ 재송신을 위한 자원을 스케줄링하는 것과 ACK(Acknowledgement)/NACK(Acknowledgement Negative) 송신을 필요에 따라 보내는 것을 책임진다.
도 11은 또한 "H"(1110)로 표기된 BS(1102)의 높은 기하 영역(geometry area)을 도시한다. "M"(1112)으로 표기된 BS(1102)의 중간 기하 영역과 "L"(1114)로 표기된 BS(1102)의 낮은 기하 영역이 또한 도시되어 있다. 마지막으로 RS(1104)의 커버리지 영역이 "C"(1116)로 표기되어 있다. MS1(1106) 및 MS2(1108)는 둘 다 중간 기하 영역(1112)에 위치하고 RS(1104)의 커버리지 영역(1116) 내에 있다.
잘 알려진 바처럼, MS들은 BS 또는 RS의 커버리지 영역 전체에 걸쳐 분산될 수 있다. 제2 MS(예컨대 중간 기하 영역에 있음)보다 BS에 더 가까운 제1 MS(예컨대 높은 기하 영역에 있음)는 업링크 및 다운링크 방향에서 BS와 통신하는 데 상대적으로 더 적은 전력을 필요로 할 것이다.
이러한 예의 경우, BS(1102)의 동기화 및 제어 신호들은 중간 기하 영역(1112)에 도달할 수 있다. 도 12는 도 11에 도시된 실시예에 따른 통신에 대한 예시적인 타이밍도이다. 도 13은 도 11 및 12에 도시된 실시예에 대한 예시적인 흐름도이다.
이제 도 11 내지 13을 살펴보면, 단계(1302)에서는 BS(1102)가 BS 제어 패킷 B-SCH를 RS(1104), MS1(1106) 및 MS2(1108)에 전달함으로써 스케줄링을 수행한다. 단계(1304)에서는 MS1(1106) 및 MS2(1108) 둘 다가 동일한/상이한 자원 유닛을 이용하여 이들의 패킷들인 d1, d2를 (이 경우에는 적응적 가상 MIMO를 통해) RS(1104) 및 BS(1102)에 멀티캐스팅한다.
단계(1306)에서는 BS(1102)가 MS1(1106) 및 MS2(1108) 각각으로부터 수신된 d1 및 d2의 디코딩을 시도한다. 디코딩이 성공적인 경우 단계(1308)에서 성공으로 결정하는 것에 따라 BS(1102)는 단계(1316)에서 ACK 패킷을 MS1(1106), MS2(1108) 및 RS(1104)에 멀티캐스팅한다. 프로세스는 단계(1320)에서 끝난다.
디코딩이 성공적이지 않은 경우 단계(1314)에서 BS(1102)는 NACK 패킷을 RS(1104)에 유니캐스팅한다. 이후 단계(1310)에서 RS(1104)는 MS1(1106) 및 MS2(1108) 각각으로부터 수신된 d1 및 d2를 복조 및/또는 디코딩한다. 이후 단계(1312)에서는 RS(1104)가 (상술한 네트워크 코딩 기법들 중 임의의 것을 이용하여) MIMO 기반 네트워크 코딩을 수행한 후, 인코딩된 HARQ를 BS(1102)에 유니캐스팅한다.
단계(1306)에서는 BS(1102)가 단계(1304) 및 단계(1312)로부터 수신된 신호들을 수집하고, 반복적인 네트워크 및 채널 디코딩을 수행하여 MS1(1106) 및 MS2(1108) 각각으로부터 원래 송신되었던 원래의 정보 d1, d2를 얻는다.
디코딩이 성공적인 경우 단계(1308)에서 성공으로 결정하는 것에 따라 BS(1102)는 단계(1316)에서 ACK 패킷을 MS1(1106), MS2(1108) 및 RS(1104)에 멀티캐스팅한다. 그렇지 않은 경우 단계(1314)가 반복된다. 프로세스는 단계(1320)에서 끝난다.
도 14는 일 실시예에 따른 무선 통신 환경의 도면이다. 기지국(BS)(1402), 중계국(RS)(1404) 및 두 개의 이동국들 MS1(1406)과 MS2(1408)를 포함하는 셀룰러 무선 네트워크가 도시되어 있다.
도 14는 또한 "H"(1410)로 표기된 BS(1402)의 높은 기하 영역을 도시한다. "M"(1412)으로 표기된 BS(1402)의 중간 기하 영역과 "L"(1414)로 표기된 BS(1402)의 낮은 기하 영역이 또한 도시되어 있다. 마지막으로 RS(1404)의 커버리지 영역이 "C"(1416)로 표기되어 있다. MS1(1406)은 중간 기하 영역(1412)에 위치하고 MS2(1408)는 낮은 기하 영역(1414)에 위치한다. MS1(1406) 및 MS2(1408) 둘 다는 RS(1404)의 커버리지 영역(1416) 내에 위치한다.
BS(1402)의 동기화 및 제어 신호들이 낮은 기하 영역(1414)을 커버할 수 있는 경우, BS(1402)는 MS1(1406) 및 MS2(1408)의 지원국이 된다. 이는 투명 모드(transparent mode)라 일컬어진다. 그렇지 않은 경우, RS(1404)는 동기화 및 제어 신호들을 MS2(1408)에 보낼 필요가 있다. 이러한 경우, BS(1402)는 MS1(1406)의 지원국이 되고, RS(1404)는 MS2(1408)의 지원국이 된다. 이는 비 투명 모드라 일컬어진다. 지원국{경우에 따라 BS(1402) 또는 RS(1404)}은 업링크 송신 및 HARQ 재송신을 위한 자원을 스케줄링하는 것과 ACK/NACK 송신을 필요에 따라 보내는 것을 책임진다.
이러한 예의 경우, BS(1402)의 동기화 및 제어 신호들은 중간 기하 영역(1412)에 도달할 수 있지만 낮은 기하 영역(1414)에는 도달할 수 없다.
도 15는 도 14에 도시된 실시예에 따른 통신에 대한 예시적인 타이밍도이다. 도 16은 도 14 및 15에 도시된 실시예에 대한 예시적인 흐름도이다. 이하의 논의는 도 14 내지 16 각각을 상응하는 방식으로 참조한다.
단계(1602)에서는 BS(1402)가 자원 스케줄링을 위한 BS 제어 패킷 B-SCH를 RS(1404) 및 MS1(1406)에 전달함으로써 스케줄링을 수행한다. 단계(1604)에서는 RS(1404)가 자원 스케줄링을 위한 RS 제어 패킷 R-SCH를 전달함으로써 스케줄링을 수행하거나, 또는 BS(1402)가 MS2(1408)를 스케줄링한다(투명 모드의 경우 도면들에 명시적으로 도시되어 있지는 않음).
단계(1606)에서는 MS1(1406)이 d1을 BS(1402) 및 RS(1404)에 멀티캐스팅하고, MS2(1408)는 동일한/상이한 자원 유닛을 이용하여 d2를 RS(1404)에 유니캐스팅한다.
단계(1608)에서는 RS(1404)가 MS1(1406) 및 MS2(1408) 각각으로부터 수신된 d1 및 d2를 복조/디코딩한다. 본 설명의 목적상, 이 단계는 항상 성공적인 것으로 가정한다. 이후 RS(1404)는 {MS2(1408)로부터 수신된 정보인 d2에 대하여} ACK 패킷을 MS2(1408)에 유니캐스팅하고, {MS1(1406)으로부터 수신된 정보인 d1에 대하여} ACK 패킷을 BS(1402)에 유니캐스팅한다.
단계(1610)에서는 BS(1402)가 MS1(1406)으로부터 수신된 d1의 디코딩을 시도한다. 디코딩이 성공적이지 않은 경우 BS(1402)는 NACK 패킷을 RS(1404)에 유니캐스팅하고, 단계(1620)에서 RS(1404)는 d1 및 d2{즉, MS1(1406) 및 MS2(1408) 각각으로부터 송신된 정보}의 MIMO 기반 JNCC(Joint Network and Channel Coding)를 (앞서 살펴본 네트워크 코딩 기법들 중 임의의 것을 이용하여) 수행하고, 이후 인코딩된 정보(또는 JNCC HARQ 정보라 일컬어짐)를 BS(1402)에 유니캐스팅한다.
BS(1402)는 단계(1606) 및 단계(1620)로부터의 신호들을 수집하고, 반복적인 네트워크 및 채널 디코딩을 수행하여 MS1(1406)로부터의 원래 정보 d1 및 MS2(1408)로부터의 원래 정보 d2를 얻는다.
단계(1624)에서 디코딩이 성공적인 것으로 결정되는 경우, BS(1402)는 ACK 패킷을 MS1(1406) 및 RS(1404)에 멀티캐스팅하고, 프로세스는 단계(1626)에서 종결된다. 그렇지 않은 경우 BS(1402)는 NACK 패킷을 RS(1404)에 유니캐스팅하고, 프로세스는 단계(1620)으로 돌아간다.
다시 단계(1612)로 돌아가면, 단계(1612)에서 디코딩이 성공적인 것으로 결정되는 경우, BS(1402)는 ACK 패킷을 MS1(1406) 및 RS(1404)에 멀티캐스팅한다. 단계(1614)에서는 RS(1404)가 {MS2(1408)로부터의} d2에 대한 채널 인코딩을 수행하고, 이후 정보를 BS(1402)에 유니캐스팅한다.
BS(1402)는 정보를 수신하고 채널 디코딩을 수행하여 MS2(1408)로부터의 원래 정보 d2를 얻는다. 단계(1618)에서 디코딩이 성공적인 것으로 결정되는 경우, BS(1402)는 ACK 패킷을 RS(1404)에 멀티캐스팅하고, 프로세스는 단계(1626)에서 종결된다. 그렇지 않은 경우 BS(1402)는 NACK 패킷을 RS(1404)에 유니캐스팅하고, 프로세스는 단계(1614)로 돌아간다.
도 17은 MIMO 기반 네트워크 코딩에 의해 구현되는 네트워크 이득들을 나타내는 예시적인 그래프이다. 수평축을 따라 BS의 커버리지 반경의 표시가 있다(이 경우 1.4km, 1.0km, 또는 0.5km 중 하나임). 정규화된 처리량이 수직축을 따라 표시되어 있다.
6개의 SISO 시스템들의 정규화된 처리량은 비교 목적을 위해 1과 같은 것으로 도시되었다.
BS의 커버리지 반경이 1.4km이었던 제1 예시 시스템에서, DF 네트워크 코딩의 이용을 통해 8.65%의 이득이 달성되었다. BS의 커버리지 반경이 1km이었던 제2 시스템에서, DF 네트워크 코딩이 12.99%의 이득을 달성하였다. BS의 커버리지 반경이 0.5km이었던 제3 시스템에서, DF 네트워크 코딩이 22.03%의 이득을 달성하였다.
MIMO 기반 네트워크 코딩에 의해 달성되는 이득을 시험하기 위해 사용된 설정은 다음과 같았다. 두 개의 안테나를 갖는 BS가 사용되었고, 각각 하나의 안테나를 갖는 두 개의 MS가 사용되었다. 가상 MIMO가 업링크를 위해 사용되었고, STTD(Space-Time Transmit Diversity)가 네트워크 코딩된 멀티캐스트 다운링크를 위해 사용되었다. DF 네트워크 코딩 기법이 사용되었다. 프레임 당 동일한 처리량이 업링크 및 다운링크를 위해 스케줄링되었고, 단일 셀, 드롭(drop) 당 두 개의 MS들, 1,000회의 구현이 사용되었다.
위와 같은 설정을 이용하여, BS의 커버리지 반경이 1.4km인 경우 MIMO 이득은 88.67%이고 네트워크 코딩 이득은 17.02%인 것으로 관찰되었다. BS의 커버리지 반경이 1km인 경우 MIMO 이득은 71.06%이고 네트워크 코딩 이득은 23.94%이었다. BS의 커버리지 반경이 0.5km인 경우 MIMO 이득은 50.87%이고 네트워크 코딩 이득은 37.23%이었다.
따라서, MIMO 기반 네트워크 코딩의 복합 이득(compound gain)은 85%보다 큰 것으로 관찰되었다. 또한 이 실시예에서 MIMO가 순수 네트워크 코딩 이득을 향상시키는 것으로 관찰되었다.
이상 설명된 것은 단지 본 발명의 원리들의 응용을 예시한다. 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 본 기술 분야의 당업자는 다른 방식들 및 방법들을 구현할 수 있다.

Claims (20)

  1. 중계국을 운영하기 위한 방법으로서,
    (a) 제1 이동국으로부터의 제1 데이터의 제1 전송 및 제2 이동국으로부터의 제2 데이터의 제2 전송에 응답하여 제1 신호들을 수신하는 단계;
    (b) 상기 제1 신호들로부터 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 복구하는 단계 - 상기 중계국은 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 네트워크 코딩 기법을 적용하여 네트워크 코딩된 정보를 생성하도록 구성됨 -; 및
    (c) 기지국이 상기 제1 데이터 및/또는 상기 제2 데이터를 성공적으로 디코딩하지 못했다는 표시를 수신하는 것에 응답하여 상기 기지국에 상기 네트워크 코딩된 정보를 송신하는 단계
    를 포함하는 중계국을 운영하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 제1 전송 및 상기 제2 전송에 응답하여 제2 신호들을 수신하고;
    상기 제2 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하고;
    상기 제2 신호들에 기초한 디코딩이 실패했다는 결정에 응답하여 상기 표시를 전송하도록 구성되는, 중계국을 운영하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 중계국에 의한 상기 네트워크 코딩된 정보의 전송에 응답하여 제3 신호들을 수신하고;
    상기 제2 신호들 및 상기 제3 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하도록 더 구성되는, 중계국을 운영하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 신호들 및 상기 제3 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하는 것은 반복적인 네트워크 및 채널 디코딩을 수행하는 것을 포함하는, 중계국을 운영하기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에, 상기 기지국으로부터 스케줄링 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 중계국을 운영하기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전송 및 상기 제2 전송은 멀티캐스트 전송인, 중계국을 운영하기 위한 방법.
  7. 중계국으로서,
    안테나 시스템; 및
    상기 안테나 시스템에 연결된 회로
    를 포함하고,
    상기 회로는
    (a) 제1 이동국으로부터의 제1 데이터의 제1 전송 및 제2 이동국으로부터의 제2 데이터의 제2 전송에 응답하여 제1 신호들을 수신하고;
    (b) 상기 제1 신호들로부터 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 복구하고 - 상기 중계국은 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 네트워크 코딩 기법을 적용하여 네트워크 코딩된 정보를 생성하도록 구성됨 -;
    (c) 기지국이 상기 제1 데이터 및/또는 상기 제2 데이터를 성공적으로 디코딩하지 못했다는 표시를 수신하는 것에 응답하여 상기 기지국에 상기 네트워크 코딩된 정보를 송신하도록 구성되는, 중계국.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 제1 전송 및 상기 제2 전송에 응답하여 제2 신호들을 수신하고;
    상기 제2 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하고;
    상기 제2 신호들에 기초한 디코딩이 실패했다는 결정에 응답하여 상기 표시를 전송하도록 구성되는, 중계국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기지국은,
    상기 중계국에 의한 상기 네트워크 코딩된 정보의 전송에 응답하여 제3 신호들을 수신하고;
    상기 제2 신호들 및 상기 제3 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하도록 더 구성되는, 중계국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 신호들 및 상기 제3 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하는 것은 반복적인 네트워크 및 채널 디코딩을 수행하는 것을 포함하는, 중계국.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 회로는,
    상기 기지국으로부터 스케줄링 정보를 수신하도록 더 구성되는, 중계국.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 전송 및 상기 제2 전송은 멀티캐스트 전송인, 중계국.
  13. 중계국을 운영하기 위한 비일시적 저장 매체로서,
    상기 저장 매체는 프로그램 명령어들을 저장하고, 상기 프로그램 명령어들은, 상기 중계국의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 중계국으로 하여금:
    (a) 제1 이동국으로부터의 제1 데이터의 제1 전송 및 제2 이동국으로부터의 제2 데이터의 제2 전송에 응답하여 제1 신호들을 수신하는 것;
    (b) 상기 제1 신호들로부터 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 복구하는 것 - 상기 중계국은 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 네트워크 코딩 기법을 적용하여 네트워크 코딩된 정보를 생성하도록 구성됨 -;
    (c) 기지국이 상기 제1 데이터 및/또는 상기 제2 데이터를 성공적으로 디코딩하지 못했다는 표시를 수신하는 것에 응답하여 상기 기지국에 상기 네트워크 코딩된 정보를 송신하는 것을 구현하도록 하는
    비일시적 저장 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전송은 멀티캐스트 전송인, 비일시적 저장 매체.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 전송은 멀티캐스트 전송인, 비일시적 저장 매체.
  16. 기지국을 운영하기 위한 방법으로서,
    (a) 제1 이동국으로부터의 제1 데이터의 제1 전송 및 제2 이동국으로부터의 제2 데이터의 제2 전송에 응답하여 제1 신호들을 수신하는 단계 - 중계국은:
    상기 제1 전송 및 상기 제2 전송에 응답하여 제2 신호들을 수신하고;
    상기 제2 신호들로부터 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 복구하고;
    상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터에 네트워크 코딩 기법을 적용하여 네트워크 코딩된 정보를 생성하도록 구성됨 -;
    (b) 상기 제1 데이터 및/또는 상기 제2 데이터의 디코딩의 실패에 응답하여, 상기 중계국에 부정 응답(negative acknowledgement)을 전송하는 단계;
    (c) 상기 중계국으로부터의 상기 네트워크 코딩된 정보의 전송에 응답하여 상기 중계국으로부터 제3 신호들을 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 신호들 및 상기 제3 신호들에 기초하여 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 디코딩하는 단계
    를 포함하는 기지국을 운영하기 위한 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    상기 중계국, 상기 제1 이동국 및 상기 제2 이동국에 스케줄링 정보를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 기지국을 운영하기 위한 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 반복적인 네트워크 및 채널 디코딩을 수행하는 단계를 포함하는, 기지국을 운영하기 위한 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 중계국으로의 상기 부정 응답의 전송은 유니캐스트 전송인, 기지국을 운영하기 위한 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 (d) 단계가 상기 제1 데이터 및 상기 제2 데이터를 복구하는데 성공했다는 결정에 응답하여, 응답 메시지를 멀티캐스팅하는 단계
    를 더 포함하는 기지국을 운영하기 위한 방법.
KR1020147008707A 2007-08-27 2008-08-27 Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 KR101652608B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US96820607P 2007-08-27 2007-08-27
US60/968,206 2007-08-27
US98668207P 2007-11-09 2007-11-09
US60/986,682 2007-11-09
PCT/CA2008/001511 WO2009026695A1 (en) 2007-08-27 2008-08-27 Communication system using mimo based network coding

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107006730A Division KR101609395B1 (ko) 2007-08-27 2008-08-27 Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140061485A KR20140061485A (ko) 2014-05-21
KR101652608B1 true KR101652608B1 (ko) 2016-08-30

Family

ID=40386614

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107006730A KR101609395B1 (ko) 2007-08-27 2008-08-27 Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템
KR1020147008707A KR101652608B1 (ko) 2007-08-27 2008-08-27 Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107006730A KR101609395B1 (ko) 2007-08-27 2008-08-27 Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (3) US8228835B2 (ko)
EP (1) EP2183861B1 (ko)
JP (2) JP5266450B2 (ko)
KR (2) KR101609395B1 (ko)
CN (1) CN101836369A (ko)
BR (1) BRPI0815891B1 (ko)
WO (1) WO2009026695A1 (ko)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2026519A1 (de) * 2007-08-17 2009-02-18 Infineon Technologies AG Vorverzerrung für eine Raum-Zeit-Block-Kodierung
US8331308B1 (en) * 2007-11-09 2012-12-11 Research In Motion Limited Systems and methods for network MIMO
JP5358807B2 (ja) * 2008-02-26 2013-12-04 横河電機株式会社 マルチホップ無線通信システム
US8638811B2 (en) * 2008-03-17 2014-01-28 Qualcomm Incorporated Reconfigurable multiple-input multiple-output systems and methods
KR101400715B1 (ko) * 2008-04-02 2014-05-29 연세대학교 산학협력단 협력 전송 기법 및 네트워크 코딩 전송 기법을 이용한 통신장치 및 그 방법
US8306095B2 (en) * 2008-04-29 2012-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatus for network coding in a communication system
US20100004016A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-07 Hujun Yin Power control techniques
KR101469856B1 (ko) * 2008-07-10 2014-12-05 삼성전자주식회사 계층 변조 기법 또는 네트워크 코딩 기법을 이용하는 통신시스템
US8811267B2 (en) * 2008-08-13 2014-08-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication system for supporting primary user and secondary user
US8842599B2 (en) * 2008-08-15 2014-09-23 Unwired Planet, Llc Relay node selection for network coding
EP2313992A4 (en) * 2008-08-15 2014-09-17 Unwired Planet Internat Ltd RELATIVE TIME DISTRIBUTION FOR NETWORK CODING
KR101543800B1 (ko) * 2009-09-04 2015-08-12 엘지전자 주식회사 무선 네트워크에서 데이터 통신 방법 및 장치
CN101800616B (zh) * 2009-02-10 2012-11-21 富士通株式会社 数据中继装置、通信装置和方法
WO2010096648A2 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Interdigital Patent Holdings, Inc. Network coding relay operations
JP5379298B2 (ja) * 2009-04-28 2013-12-25 アルカテル−ルーセント 中継局における結合処理の方法および機器ならびに基地局における対応する処理の方法および機器
US8472357B2 (en) * 2009-07-16 2013-06-25 Futurewei Technologies, Inc. System, methods, and apparatus for bidirectional relaying in wireless communications systems
CN101989900B (zh) * 2009-08-04 2013-04-10 普天信息技术研究院有限公司 一种无线通信网络编码合作通信方法、非透明中继及基站
WO2011035797A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 Universität Duisburg-Essen Method, relay station and system for transmitting signals between a first signal source and a second signal source
WO2011050301A2 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Interdigital Patent Holdings, Inc. Method and apparatus for a two-way relaying scheme with physical layer network coding
EP2496010A4 (en) * 2009-10-30 2013-11-06 Korea Electronics Telecomm METHOD FOR TRANSMITTING CONTROL AND TRAINING SYMBOLS IN A MULTI-USER WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM
US8773975B2 (en) * 2010-01-21 2014-07-08 Lg Electronics Inc. Network coding enhancements
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
EP2416518B1 (en) 2010-08-02 2013-01-02 Alcatel Lucent Method for transmission of data in a radio communication system, first network node and second network node thereof
CN101997647B (zh) * 2010-11-02 2013-03-06 北京邮电大学 一种网络编码传输方法
US20120120890A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for transmitting multimedia data in multimedia service providing system
US9077398B2 (en) 2011-02-22 2015-07-07 Nokia Technologies Oy Network coding by beam forming
US8817728B2 (en) * 2011-02-22 2014-08-26 Qualcomm Incorporated System and method for third-party assisted peer-to-peer communication
CN102136883B (zh) * 2011-03-15 2013-05-08 清华大学 基于网络编码的协作中继传输方法
EP2501055B1 (en) * 2011-03-17 2013-09-25 Alcatel Lucent Data signal detection in Cooperative Multi-Point using channel submatrix decomposition.
US9294165B2 (en) * 2011-04-19 2016-03-22 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America Signal generating method and signal generating device
CN102148664B (zh) * 2011-04-21 2013-06-05 上海大学 应用于多源多汇网络的组播间网络编码控制方法
CN102244561B (zh) * 2011-06-23 2013-11-06 西安电子科技大学 用于多址接入中继网络的中继传输方法
KR101758845B1 (ko) * 2012-04-02 2017-07-17 삼성전자주식회사 양방향 트래픽을 위한 물리 계층 네트워크 코딩에 기반한 스케줄링 방법 및 장치
US8520505B1 (en) * 2012-05-14 2013-08-27 Empire Technology Development, Llc Combined hard/soft relay forwarding for hybrid-automatic repeat request (ARQ) exploitation
CN103023628B (zh) * 2012-12-21 2015-08-05 无锡北邮感知技术产业研究院有限公司 基于网络编码的中继协作harq方法
EP2936801B1 (en) 2012-12-24 2018-10-10 Intel Corporation Providing multiple content items for display on multiple devices
US9246697B2 (en) * 2013-01-29 2016-01-26 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Communication device, multicast control method, and scheduling control method
KR102053333B1 (ko) * 2013-01-31 2019-12-06 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 개선된 네트워크 코딩 방법 및 장치
KR102115401B1 (ko) * 2013-04-24 2020-05-26 삼성전자주식회사 네트워크 코딩을 지원하는 시스템에서 패킷을 관리하는 방법 및 장치
KR102164708B1 (ko) * 2014-02-19 2020-10-12 삼성전자주식회사 통신 방법 및 장치
WO2015183152A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method for relaying user data orthogonally for different users
US10153873B2 (en) * 2014-08-20 2018-12-11 Newracom, Inc. Physical layer protocol data unit format applied with space time block coding in a high efficiency wireless LAN
CN104486040B (zh) * 2014-12-15 2017-10-24 西安电子科技大学 基于缓存管理的高效编码感知路由方法
KR102396405B1 (ko) * 2014-12-29 2022-05-10 한국전자통신연구원 공간 주파수 블록 코딩 및 물리적 네트워크 코딩을 이용한 양방향 중계국 시스템 및 방법
US9800311B2 (en) * 2014-12-30 2017-10-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Beam formation for data transmission for two-way multi-antenna relay system with physical network coding
EP3335345B1 (en) 2015-11-23 2021-05-26 Ozyegin Universitesi Random network coding in orthogonal frequency division multiple access (ofdma) networks using control signaling
US9647335B1 (en) * 2015-12-31 2017-05-09 Facebook, Inc. Joint beamforming in point-to-point wireless communication networks
JP6751360B2 (ja) * 2017-01-24 2020-09-02 株式会社Ｋｄｄｉ総合研究所 通信装置、制御方法、及びプログラム
US10462808B2 (en) 2017-04-13 2019-10-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for scheduling transmissions in wireless networks
US10368349B2 (en) 2017-04-13 2019-07-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for assisting bidirectional communication in wireless networks
US10349427B2 (en) 2017-04-13 2019-07-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for scheduling closed loop information in wireless networks
US10517092B1 (en) 2018-06-04 2019-12-24 SparkMeter, Inc. Wireless mesh data network with increased transmission capacity
US10673577B2 (en) 2018-07-24 2020-06-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for efficient retransmissions in multi-hop control networks
US11388699B2 (en) 2020-03-25 2022-07-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Communication between network nodes
CN113595678B (zh) * 2020-04-30 2022-11-08 华为技术有限公司 网络编码方法和装置
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

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050243756A1 (en) 2004-04-30 2005-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for implementing virtual MIMO antennas in a mobile ad hoc network
US20070149117A1 (en) 2005-12-27 2007-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal transmitting/receiving method for increasing transmission efficiency in a wireless communication system using multiple antennas and system thereof

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU6077196A (en) * 1996-02-01 1997-08-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Multimedia information processing system
US6603772B1 (en) 1999-03-31 2003-08-05 Cisco Technology, Inc. Multicast routing with multicast virtual output queues and shortest queue first allocation
US6501733B1 (en) 1999-10-01 2002-12-31 Lucent Technologies Inc. Method for controlling data flow associated with a communications node
US6954655B2 (en) * 2001-11-16 2005-10-11 Lucent Technologies Inc. Encoding system for multi-antenna transmitter and decoding system for multi-antenna receiver
US7020110B2 (en) * 2002-01-08 2006-03-28 Qualcomm Incorporated Resource allocation for MIMO-OFDM communication systems
US8208364B2 (en) * 2002-10-25 2012-06-26 Qualcomm Incorporated MIMO system with multiple spatial multiplexing modes
JP2004172669A (ja) * 2002-11-15 2004-06-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> コール受付方法、コールセンタ装置、プログラムおよびそのプログラム記録媒体
US7508798B2 (en) * 2002-12-16 2009-03-24 Nortel Networks Limited Virtual mimo communication system
US7218891B2 (en) * 2003-03-31 2007-05-15 Nortel Networks Limited Multi-hop intelligent relaying method and apparatus for use in a frequency division duplexing based wireless access network
JP3759734B2 (ja) * 2003-04-09 2006-03-29 独立行政法人情報通信研究機構 通信システム、通信装置及び通信方法
WO2004107694A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-09 Telefonaktibeolaget Lm Ericsson (Publ) Method and architecture for wireless communication networks using cooperative relaying
SE0303602D0 (sv) * 2003-12-30 2003-12-30 Ericsson Telefon Ab L M Method and arrangement in self-organizing cooperative network
JP4525227B2 (ja) * 2004-07-28 2010-08-18 ソニー株式会社 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
SE0403218D0 (sv) * 2004-12-30 2004-12-30 Ericsson Telefon Ab L M Method and apparatus relating to communication-
WO2006088400A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement for cooperative relaying
KR100909529B1 (ko) * 2005-04-20 2009-07-27 삼성전자주식회사 Ｍｉｍｏ 무선 네트워크에서 협력 다이버시티 방법
WO2006118081A1 (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 送信装置、受信装置及びリンクアダプテーション方法
US7406060B2 (en) 2005-07-06 2008-07-29 Nortel Networks Limited Coverage improvement in wireless systems with fixed infrastructure based relays
EP1750404B1 (en) * 2005-08-01 2008-07-23 NTT DoCoMo, Inc. Method for relaying information received via a first channel to a second channel and relay apparatus
US7630337B2 (en) * 2005-09-21 2009-12-08 Broadcom Corporation Method and system for an improved user group selection scheme with finite-rate channel state information feedback for FDD multiuser MIMO downlink transmission
US7746815B2 (en) * 2005-09-23 2010-06-29 Samsung Electronics Co., Ltd Hybrid forwarding apparatus and method for cooperative relaying in an OFDM network
KR100864810B1 (ko) * 2005-09-28 2008-10-23 삼성전자주식회사 광대역 무선 통신 시스템에서 중계기를 이용하여 데이터를전송하기 위한 장치 및 방법
US7702353B2 (en) * 2005-12-27 2010-04-20 Nortel Networks Limited Transmit power allocation in a distributed MIMO system
KR20070074256A (ko) * 2006-01-09 2007-07-12 삼성전자주식회사 셀룰러 망에서 릴레이를 통한 데이터 중계방법 및 이를지원하는 셀룰러 이동통신시스템
WO2007083219A2 (en) * 2006-01-17 2007-07-26 Nokia Corporation A bandwidth efficient harq scheme in relay network
KR100896207B1 (ko) * 2006-01-24 2009-05-12 삼성전자주식회사 다중 홉 릴레이 방식의 광대역 무선 통신시스템에서중계국의 중계 모드를 선택하기 위한 장치 및 방법
US7983143B2 (en) * 2006-02-08 2011-07-19 Motorola Mobility, Inc. Method and apparatus for initial acquisition and cell search for an OFDMA system
JP4574565B2 (ja) * 2006-02-10 2010-11-04 日本電信電話株式会社 無線通信システム及び無線通信方法
EP1863211B1 (en) * 2006-05-29 2013-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Retransmission apparatus and method in wireless relay communication system
CA2660826A1 (en) * 2006-08-07 2008-02-21 Interdigital Technology Corporation Method, apparatus and system for implementing multi-user virtual multiple-input multiple-output
KR101210344B1 (ko) * 2006-09-08 2012-12-10 한국과학기술원 좌표 회전 릴레이 시스템 및 좌표 회전 릴레이 방법
KR100867090B1 (ko) * 2007-02-13 2008-11-04 삼성전자주식회사 고정 중계 기반 통신 시스템에서 셀 간 간섭을 줄이기 위한반송파 할당 방법
WO2008108708A1 (en) * 2007-03-06 2008-09-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Improved retransmissions in a wireless communications system
US8457549B2 (en) * 2008-02-29 2013-06-04 Lingna Holdings Pte., Llc Multi-user MIMO relay protocol with self-interference cancellation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050243756A1 (en) 2004-04-30 2005-11-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for implementing virtual MIMO antennas in a mobile ad hoc network
US20070149117A1 (en) 2005-12-27 2007-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal transmitting/receiving method for increasing transmission efficiency in a wireless communication system using multiple antennas and system thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20130301534A1 (en) 2013-11-14
CN101836369A (zh) 2010-09-15
US9007986B2 (en) 2015-04-14
US8228835B2 (en) 2012-07-24
BRPI0815891A2 (pt) 2015-02-24
JP5266450B2 (ja) 2013-08-21
KR101609395B1 (ko) 2016-04-05
WO2009026695A1 (en) 2009-03-05
US20120263100A1 (en) 2012-10-18
KR20140061485A (ko) 2014-05-21
EP2183861A4 (en) 2014-01-15
EP2183861A1 (en) 2010-05-12
JP5688114B2 (ja) 2015-03-25
JP2013176118A (ja) 2013-09-05
JP2010537592A (ja) 2010-12-02
KR20100057878A (ko) 2010-06-01
BRPI0815891B1 (pt) 2020-09-08
EP2183861B1 (en) 2017-01-25
US8817808B2 (en) 2014-08-26
US20090067533A1 (en) 2009-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101652608B1 (ko) Ｍｉｍｏ 기반 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템
EP2222009B1 (en) Method and equipment for sending data
CN102907169B (zh) 用于采用物理层网络编码的双向中继方案的方法和装置
US8358608B2 (en) Method and apparatus for HARQ operation with network coding
KR101409733B1 (ko) 무선 통신 시스템에서, 그것의 제 1 네트워크 노드 및 제 2 네트워크 노드에서 데이터의 송신을 위한 방법
EP2182662B1 (en) Method of and radio network for transmitting layered data to multiple receiving stations
EP2441194B1 (en) Code block selection combining in multi point reception up-link data transfer
JP2011514109A (ja) 協働通信技術
WO2009088937A2 (en) Method and apparatus for cooperative wireless communications
Koike et al. Hybrid ARQ scheme suitable for coded MIMO transmission
WO2010032122A1 (en) Spatial multiplexing communication system with enhanced codeword mapping with flexible rate selection on each spatial layer and with single harq process
Atsan et al. Towards integrating quantize-map-forward relaying into LTE
Lo et al. The impact of channel feedback on opportunistic relay selection for hybrid-ARQ in wireless networks
US8817689B2 (en) Method of transmitting data in a radio network, radio network and receiving station
Sultan et al. A spatial incremental relaying-based user transparent ARQ protocol

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190729

Year of fee payment: 4