KR101751497B1 - 행렬 네트워크 코딩을 사용하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

행렬 네트워크 코딩 기법을 사용하는 통신 장치 및 통신 방법이 개시된다.
복수 개의 변질된 워드를 포함하는 변질된 패킷을 수신하는 수신부 및 상기 변질된 워드 및 생성자 행렬에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 제1 디코딩된 워드를 추정하고, 상기 생성자 행렬에 기반한 코드북 및 상기 추정된 제1 디코딩된 워드에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 제2 디코딩된 워드를 생성하고, 상기 복수 개의 변질된 워드 각각에 대응하는 복수 개의 상기 제2 디코딩된 워드에 기반하여 메시지를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 생성자 행렬은 행렬을 요소로 갖는 통신 장치가 제공된다.

Description

행렬 네트워크 코딩을 사용하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD USING MATRIX NETWORK CODING}

무선 네트워크에서 사용되는 코딩 기법에 연관되며, 보다 특정하게는 네트워크 코딩 기법을 사용하는 통신 장치 및 통신 방법에 연관된다.

메시(mesh) 네트워크, 애드혹(ad-hoc) 네트워크, 센서 네트워크와 같은 무선 네트워크에 적용되는 통신 프로토콜들에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 무선 네트워크에 속하는 노드들 각각은 제한된 송신 전력을 가지며, 노드들 사이의 채널들의 상태는 변하므로 무선 네트워크의 성능을 높이는 데에는 한계가 있다.

최근, 무선 네트워크에 적용될 수 있는 네트워크 코딩 기법에 관한 관심이 증가하고 있다. 네트워크 코딩 기법을 사용하는 무선 네트워크에서, 중계 노드는 적어도 두 개의 노드들에 대응하는 메시지들을 적절히 인코딩하여 네트워크 코딩된 메시지를 생성하고, 네트워크 코딩된 메시지를 상기 적어도 두 개의 노드들로 전달한다. 이 때, 적어도 두 개의 노드들은 네트워크 코딩 메시지를 적절히 디코딩함으로써, 원하는(desired) 메시지들을 추출할 수 있다.

네트워크 코딩 기법을 사용하는 무선 네트워크는 무선 자원(예를 들어, 시간 자원)을 비교적 효율적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, k개의 제1 내지 제k 입력 패킷을 수신하고, 출력 패킷을 출력하는 송수신부 및 k개의 제1 내지 제k 행렬을 선택하고, q 개의 제1 내지 제q 서브 출력 패킷을 생성하고, 상기 제1 내지 제q 서브 출력 패킷을 포함하는 상기 출력 패킷을 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 내지 제k 입력 패킷은 각각 길이 p인 q개의 제1 내지 제q 서브 입력 패킷을 각각 포함하고, 상기 제1 내지 제k 행렬은 각각 p행 및 p열이고, 상기 제1 내지 제q 서브 출력 패킷은 상기 k개의 입력 패킷 및 상기 k개의 행렬에 기반하여 생성되는 통신 장치가 제공된다.

여기서, 1 ≤ i ≤ k, 1 ≤ j ≤ q 이고, 제i 입력 패킷의 제j 서브 입력 패킷 및 제i 행렬과의 곱을 제i,j 행렬곱이라 할 때, 제j 서브 출력 패킷은 제1,j 행렬곱 내지 제k,j 행렬곱을 합한 것일 수 있다.

상기 제1 내지 제k 행렬은 각각 인버터블한 행렬일 수 있다. 또한, 상기 k개의 제1 내지 제k 행렬은 랜덤하게 선택될 수 있다.

본 발명의 다른 일측에 따르면, 복수 개의 변질된 워드를 포함하는 변질된 패킷을 수신하는 수신부 및 상기 변질된 워드 및 생성자 행렬에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 제1 디코딩된 워드를 추정하고, 상기 생성자 행렬에 기반한 코드북 및 상기 추정된 제1 디코딩된 워드에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 제2 디코딩된 워드를 생성하고, 상기 복수 개의 변질된 워드 각각에 대응하는 복수 개의 상기 제2 디코딩된 워드에 기반하여 메시지를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 생성자 행렬은 행렬을 요소로 갖는 통신 장치가 제공된다.

상기 제어부는 상기 생성자 행렬을 이용하여 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하고 상기 복수 개의 입력 비트 벡터 및 상기 변질된 워드에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 생성함으로써, 상기 변질된 워드에 대응하는 상기 제1 디코딩된 워드를 추정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 생성자 행렬에 기반하여 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 변질된 워드가 포함하는 복수 개의 심볼들 각각의 로그우도 확률에 기반하여 상기 복수 개의 심볼들 중 일부 심볼에 대해 경판정을 수행하고 나머지 심볼에 0 또는 1을 대입하여 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들을 생성하고, 상기 복수 개의 가능 벡터들 중 상기 패리티 체크 행렬과의 곱이 0인 복수 개의 코드워드를 검색하고, 상기 생성자 행렬에 의해 상기 복수 개의 코드워드 중 하나로 인코딩 되는 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하고, 상기 복수 개의 입력 비트 벡터 및 상기 변질된 워드에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 생성함으로써, 상기 변질된 워드에 대응하는 상기 제1 디코딩된 워드를 추정할 수 있다.

상기 제어부는 신뢰할 수 없는 심볼의 개수 w를 결정하고, 상기 변질된 워드가 포함하는 복수 개의 심볼들 각각의 로그우도 확률을 생성함으로써, 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들을 생성할 수 있다. 상기 일부 심볼은 상기 복수 개의 심볼들 중 상기 로그우도 확률의 절대값이 가장 작은 w개를 제외한 심볼이고, 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들은 2^w 개일 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 디코딩된 워드의 각각의 비트에 대하여, 상기 비트가 1이 될 확률 및 상기 비트가 0이 될 확률을 생성하여 상기 비트의 로그최우비를 생성하고, 상기 각각의 비트들을 사용하여 상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 조합함으로써, 상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 생성할 수 있으며, 상기 비트가 1이 될 확률은 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들 중 상기 비트가 1인 가능 벡터가 발생하였을 때, 상기 변질될 워드가 발생할 확률이고, 상기 비트가 0이 될 확률 은 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들 중 상기 비트가 0인 가능 벡터가 발생하였을 때, 상기 변질될 워드가 발생할 확률일 수 있다.

상기 제어부는 상기 추정된 제1 디코드된 워드 및 상기 코드북을 위한 맵에 기반하여 연성 또는 경성 디코더를 이용함으로써, 상기 제2 디코딩된 워드를 생성할 수 있다.

상기 제어부는 상기 생성자 행렬에 기반하여 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 변질된 워드 및 상기 패리티 체크 행렬의 곱인 신드롬 벡터를 생성하고, 최소 해밍 웨이트를 갖는 바이너리 스트링들 중 상기 패리티 체크 행렬과의 곱이 상기 신드롬 벡터인 복수 개의 유니크 벡터를 찾고, 상기 변질된 워드 및 상기 복수 개의 유니크 벡터 중 하나의 합인 복수 개의 코드워드를 생성하고, 상기 생성자 행렬에 의해 상기 복수 개의 코드워드 중 하나로 중 인코딩 되는 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하여, 상기 복수 개의 입력 비트 벡터를 상기 제1 디코딩된 워드로 추산함으로써, 상기 제1 디코딩된 워드를 추정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 추산된 제1 디코딩된 워드 및 상기 코드북에 기반하여 경성 디코더를 이용함으로써 상기 제2 디코딩된 워드를 생성할 수 있다.

상기 제어부는 상기 통신 장치의 상태에 기반하여 변형된 스피어 디코딩 또는 코셋 디코딩 중 하나를 선택하여 상기 제1 디코딩된 워드를 추정하고, 상기 제2 디코딩된 워드를 생성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일측에 따르면, k개의 제1 내지 제k 입력 패킷을 수신하는 단계 - 상기 제1 내지 제k 입력 패킷은 각각 길이 p인 q개의 제1 내지 제q 서브 입력 패킷을 포함 -, k개의 제1 내지 제k 행렬을 선택하는 단계 - 상기 제1 내지 제k 행렬은 각각 p행 및 p열임 -, 상기 k개의 입력 패킷 및 상기 k개의 행렬에 기반하여 q 개의 제1 내지 제q 서브 출력 패킷을 생성하는 단계 및 상기 제1 내지 제q 서브 출력 패킷을 포함하는 출력 패킷을 출력하는 단계를 포함하는 단말의 네트워크 코딩 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 복수 개의 변질된 워드를 포함하는 변질된 패킷을 수신하는 단계, 상기 변질된 워드 및 생성자 행렬에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 제1 디코딩된 워드를 추정하는 단계, 상기 생성자 행렬에 기반한 코드북 및 상기 추정된 제1 디코딩된 워드에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 제2 디코딩된 워드를 생성하는 단계 및 상기 복수 개의 변질된 워드 각각에 대응하는 복수 개의 상기 제2 디코딩된 워드에 기반하여 메시지를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 생성자 행렬은 행렬을 요소로 갖는 통신 장치에서의 디코딩 방법이 제공된다.

상기 제1 디코딩된 워드를 추정하는 단계는, 상기 생성자 행렬을 이용하여 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하는 단계 및 상기 복수 개의 입력 비트 벡터 및 상기 변질된 워드에 기반하여 상기 변질된 워드에 대응하는 상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 생성함으로써, 상기 변질된 워드에 대응하는 상기 제1 디코딩된 워드를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하는 단계는, 상기 생성자 행렬에 기반하여 패리티 체크 행렬을 생성하는 단계, 상기 변질된 워드가 포함하는 복수 개의 심볼들 각각의 로그우도 확률에 기반하여, 상기 복수 개의 심볼들 중 일부 심볼에 대해 경판정을 수행하고, 나머지 심볼에 0 또는 1을 대입하여, 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들을 생성하는 단계, 상기 복수 개의 가능 벡터들 중 상기 패리티 체크 행렬과의 곱이 0인 복수 개의 코드워드를 검색하는 단계 및 상기 생성자 행렬에 의해 상기 복수 개의 코드워드 중 하나로 인코딩 되는 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들을 생성하는 단계는, 신뢰할 수 없는 심볼의 개수 w를 결정하는 단계 및 상기 변질된 워드가 포함하는 복수 개의 심볼들 각각의 로그우도 확률을 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 일부 심볼은 상기 복수 개의 심볼들 중 상기 로그우도 확률의 절대값이 가장 작은 w개를 제외한 심볼들이고, 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들은 2^w 개일 수 있다.

상기 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하는 단계는, 상기 생성자 행렬에 기반하여 패리티 체크 행렬을 생성하는 단계, 상기 변질된 워드가 포함하는 복수 개의 심볼들 각각의 로그우도 확률에 기반하여, 상기 복수 개의 심볼들 중 일부 심볼에 대해 경판정을 수행하고, 나머지 심볼에 0 또는 1을 대입하여, 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들을 생성하는 단계, 상기 복수 개의 가능 벡터들 중 상기 패리티 체크 행렬과의 곱이 0인 복수 개의 코드워드를 검색하는 단계 및 상기 생성자 행렬에 의해 상기 복수 개의 코드워드 중 하나로 인코딩 되는 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들을 생성하는 단계는, 신뢰할 수 없는 심볼의 개수 w를 결정하는 단계 및 상기 변질된 워드가 포함하는 복수 개의 심볼들 각각의 로그우도 확률을 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 일부 심볼은 상기 복수 개의 심볼들 중 상기 로그우도 확률의 절대값이 가장 작은 w개를 제외한 심볼들이고, 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들은 2^w 개일 수 있다.

상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 생성하는 단계는, 상기 제1 디코딩된 워드의 각각의 비트에 대하여, 상기 비트가 1이 될 확률 및 상기 비트가 0이 될 확률을 생성하여 상기 비트의 로그최우비를 생성하는 단계 및 상기 각각의 비트들을 사용하여 상기 제1 디코딩된 워드의 로그우도를 조합하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 비트가 1이 될 확률은 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들 중 상기 비트가 1인 가능 벡터가 발생하였을 때, 상기 변질될 워드가 발생할 확률이고, 상기 비트가 0이 될 확률 은 상기 복수 개의 서로 다른 가능 벡터들 중 상기 비트가 0인 가능 벡터가 발생하였을 때, 상기 변질될 워드가 발생할 확률일 수 있다.

상기 제2 디코딩된 워드를 생성하는 단계는, 상기 추정된 제1 디코드된 워드 및 상기 코드북을 위한 맵에 기반하여 연성 또는 경성 디코더를 이용할 수 있다.

상기 제1 디코딩된 워드를 추정하는 단계는, 상기 생성자 행렬에 기반하여 패리티 체크 행렬을 생성하는 단계, 상기 변질된 워드 및 상기 패리티 체크 행렬의 곱인 신드롬 벡터를 생성하는 단계, 최소 해밍 웨이트를 갖는 바이너리 스트링들 중 상기 패리티 체크 행렬과의 곱이 상기 신드롬 벡터인 복수 개의 유니크 벡터를 찾는 단계, 상기 변질된 워드 및 상기 복수 개의 유니크 벡터 중 하나의 합인 복수 개의 코드워드를 생성하는 단계 및 상기 생성자 행렬에 의해 상기 복수 개의 코드워드 중 하나로 중 인코딩 되는 복수 개의 입력 비트 벡터를 생성하여, 상기 복수 개의 입력 비트 벡터를 상기 제1 디코딩된 워드로 추산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2 디코딩된 워드를 생성하는 단계는, 상기 추산된 제1 디코딩된 워드 및 상기 코드북에 기반하여 경성 디코더를 이용할 수 있다.

상기 제1 디코딩된 위드를 추정하는 단계는, 상기 통신 장치의 상태에 기반하여 변형된 스피어 디코딩 방법 또는 코셋 디코딩 중 하나를 선택하여 상기 제1 디코딩된 위드를 추정할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 전술된 방법 중 적어도 하나의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.

네트워크 코딩에 있어서, 더 많은 오류를 보정할 수 있으며, 중앙집중화(centralized)된 방식이 아닌, 분산된(distributed) 방식이 사용된다.

토폴로지(topology)가 수시로 변하는 에드혹 네트워크 코딩에 있어서, 단순한 인코딩 및 효율적인 디코딩을 제공함으로써 더 적은 하드웨어 복잡도(complexity)를 요구하고, 전력 소모를 감소시킨다.

또한, 복수의 디코딩 방법을 통신 장치의 상태에 따라 선택할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 시스템를 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 조합(linearly combining) 네트워크 코딩을 사용하는 통신 시스템을 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템을 도시한 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 소스 노드의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 소스 노드가 출력한 패킷의 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 중계 노드의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 목적 노드가 수신한 패킷을 디코딩하는 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 목적 노드가 수신한 패킷을 디코딩하는 동작을 나타내는 흐름도이다.

이하에서, 본 발명의 일부 실시예를, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 시스템를 도시한 도이다.

상기 무선 네트워크는 소스 노드(source node)로서, 제1 소스 노드 S ₁ (110), 제2 소스 노드 S ₂ (112), 그리고 제3 소스 노드 S ₃ (114) 내지 제n 소스 노드 S _n (118)을 포함한다.

상기 무선 네트워크에서의 기반이 되는 변조 스킴(underlying modulation scheme)은 비트가 0이면 실수(real number) 1, 비트가 1이면 실수 -1로 매핑(mapping)하는 이위상편위변조(binary phase shift keying; BPSK)일 수 있다.

또한, 상기 무선 네트워크는 중계 노드(relay node) U(130) 및 목적 노드(target node) T(150)를 포함한다.

상기 소스 노드(110 내지 118), 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)는 단말 등의 통신 장치를 의미한다.

상기 네트워크 내에서, 소스 노드(110 내지 118), 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)의 기능을 수행하는 통신 장치가 반드시 하나의 노드의 기능만을 수행하는 것은 아니다. 즉, 상기 네트워크 내의 하나의 물리적 통신 장치는, 동시에 또는 시간이 경과함에 따라, 소스 노드(110 내지 118), 중계 노드(130) 및 목적 노드(150) 중 하나 이상의 노드로서 작동할 수 있다.

본 실시예에서, 각각의 소스 노드(110 내지 118)는 패킷(P ₁ 내지 P _n )을 목적 노드(150)로 전송한다. 예컨대, S ₁ 은 P ₁ 을 T로 전송한다.

이를 위해 우선, 각각의 소스 노드(110 내지 118)는 패킷(P ₁ 내지 P _n )을 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)로 전송한다. 상기와 같이, 특정 노드가 복수 개의 다른 노드로 패킷을 전송하는 것은 브로드캐스팅(broadcasting) 또는 멀티캐스팅(multicasting)에 의한 것일 수 있다.

중계 노드(130)는 소스 노드(110 내지 118)로부터 P ₁ 내지 P _n 을 수신한다(실선으로 도시됨). 상기 중계 노드(130)는 수신된 P ₁ 내지 P _n 를 기반으로 출력 패킷 P _o 를 생성하고, 상기 P _o 를 목적 노드(150)로 전송한다(점선으로 도시됨).

목적 노드(150)는 소스 노드(110 내지 118)로부터 P ₁ 내지 P _n 을 수신하고, 중계 노드(130)로부터 P _o 를 수신한다(점선으로 도시됨).

이때, 상기 네트워크 내에서, 패킷들(P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )은 잡음이 낀 버전(noisy version)으로 전송될 수 있다. 즉, 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)가 수신한 패킷은 소스 노드(110 내지 118) 또는 중계 노드(130)에 의해 출력된 후 전송 중 변질된(corrupt) 패킷일 수 있다.

따라서, 목적 노드(150)는 상기 변질된 패킷에 대해 경성 결정(hard decision)을 내려, 경성 결정된 추정 패킷(P ₁ ^es 내지 P _n ^es , 및 P _o ^es )을 생성한다. 예컨대, 상기 목적 노드(150)는 자신이 수신한 변질되었을 수 있는 패킷 P ₁ 에 기반하여 추정 패킷 P ₁ ^es 를 생성한다.

목적 노드(150)는 상기 추정 패킷(P ₁ ^es 내지 P _n ^es , 및 P _o ^es )에 기반하여, 네트워크 에러 보정(network error correction)을 수행하여 소스 노드(110 내지 118)가 애초에 전송하였던 패킷(P ₁ 내지 P _n )을 복원한다.

도 1에서는 목적 노드(150)가 하나인 것으로 도시되었다. 그러나, 본 실시예는 목적 노드가 복수 개인 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 소스 노드(110 내지 118) 및 중계 노드(150)는 각각 복수 개의 목적 노드들로 패킷(P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )을 전송할 수 있고, 상기 복수 개의 목적 노드들은 각각 상기 패킷(P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )을 수신하고, 처리한다.

본 실시예는, P ₁ 내지 P _n 가 상기 복수 개의 목적 노드들 각각에서 복원되는 멀티캐스트 시나리오(multicast scenario)에 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예는, P ₁ 내지 P _n 각각이 목적 노드 T ₁ 내지 T _n 중 하나에서 복원되는 유니캐스트 시나리오(unicast scenario)에 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예는, 일부 노드들에 대해서는 멀티캐스트이고 다른 일부 노드들에 대해서인 유니캐스트인 혼합 시나리오(mixed scenario)에도 적용될 수 있다.

상기 노드들 간의 통신 링크(communication link)는 이산(discrete), 가우시안(Gaussian) 또는 패이딩 채널(fading channel)로 모델링(model)된 것일 수 있고, Rayleight 또는 Rician 패이딩 채널에 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(200)의 구조도이다.

상기 통신 장치(200)는 소스 노드(110 내지 118), 중계 노드(130) 및 목적 노드(150) 중 하나 이상의 노드로서 작동할 수 있다.

상기 통신 장치(200)는 송수신부(210) 및 제어부(220)를 포함한다.

송수신부(210)는 제어부(220)에 의해 생성된 패킷을 출력하고, 다른 통신 장치가 전송한 패킷을 수신하여 제어부(220)에 전달한다.

제어부(220)는 송수신부(210)가 수신한 패킷을 처리한다. 제어부(220)는 상기 처리의 결과로 새로운 패킷을 생성할 수 있고, 상기 생성된 패킷을 네트워크를 통해 전송하기 위해 송수신부(210)로 전송한다.

상기 통신 장치(200)가 소스 노드(110 내지 118)로서 작동할 경우, 상기 제어부(210)는 패킷(예컨대, P ₁ 내지 P _n 중 하나)을 생성하고, 상기 송수신부(220)는 상기 생성된 패킷을 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)로 전송한다.

상기 통신 장치(200)가 중계 노드(130)로서 작동할 경우, 상기 송수신부(220) 소스 노드(110 내지 118)로부터 패킷(예컨대, P ₁ 내지 P _n )을 수신하고, 상기 제어부(220)는 상기 수신된 패킷에 기반하여 출력 패킷(P _o )을 생성한다. 상기 생성된 출력 패킷은 상기 송수신부(220)를 통해 목적 노드(150)로 전송된다.

상기 통신 장치(200)가 목적 노드(150)로서 작동할 경우, 상기 송수신부(210)는 소스 노드(110 내지 118) 및 중계 노드(130)로부터 패킷(예컨대, 변질된 P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )을 수신한다. 상기 제어부(220)는 상기 수신된 패킷에 기반하여 상기 소스 노드가 전송한 패킷(예컨대, P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )을 복원한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 통신 장치(200)의 구체적인 동작이 도면들을 참조하여 하기에서 상세하게 설명된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 조합(linearly combining) 네트워크 코딩을 사용하는 통신 시스템을 도시한 도이다.

상기 시스템은 도 1을 참조하여 전술된 시스템과 동일한 구성 요소를 포함한다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.

소스 노드(110 내지 118)에 의해 생성되는 패킷 P ₁ 내지 P _n 은

에서 선택된 L개의 심볼(symbol)로 이루어진다. 하나의 심볼의 길이가 m일 때, P ₁ 내지 P _n 의 길이는 각각 Lm이다.

중계 노드(130)는 소스 노드로부터 수신한 패킷 P ₁ 내지 P _n 에 선형 조합(linear combination)을 사용하여 출력 패킷 P _o 를 생성한다. 상기 선형 조합은 하기의 수학식 1과 같다.

여기서,

는

에서 선택된 값이다.

상기의 네트워크 코딩은 아날로그 도메인(analog domain)에서도 적용 가능하다.

통신 링크들 사이에서 오류가 발생하지 않는다고 가정하면, 패킷 P ₁ 내지 P _n 을 복원하기 위해서는 최소한 N개의 선형적으로 독립적인(linear) 계수 벡터를 가진 패킷들이 필요하다.

상기 N개의 패킷의 순서는 윗 첨자를 사용해서 표시된다. 예컨대,

은 중계 노드(130)가 생성한 l번째 패킷을 나타낸다.

l = 1, 2, ... , N에 대해서, 중계 노드(130)는 하기의 수학식 2에 따라 각각의 출력 패킷

을 생성한다.

여기서, 모든 i 및 l에 대해,

이다.

상기의 소스 노드(110 내지 118) 및 중계 노드(130)가 출력하는 패킷은 복수 개의 요소(element)로 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 요소는 정해진 개수의 심볼이다. 상기 요소를 상기 패킷의 서브 패킷(sub packet)으로 명명한다. 패킷 P _i 의 j번째 요소를 P _i (j)로 나타내고, 패킷 P _o 의 j번째 요소를 P _o (j)로 나타낸다.

이 경우에도, 모든 j = 1, 2, ... , N에 대해서

이다.

상기와 같은 요소로 구성된 패킷이 사용될 경우, 중계 노드(130)는 하기의 수학식 3과 같이 출력 패킷 P _o ^l 의 요소 P _o ^l (j)를 생성한다. P _o ^l 는 상기 요소 P _o ^l (1) 내지 P _o ^l (N)을 포함한다.

여기서,

및

을 정의하면, 하기의 수학식 4가 성립한다.

상기 수학식 4는

에서의 선형 등식(linear equeation)들로 이루어진 선형 시스템(linear system)을 나타낸다. 여기서, 행렬

가 인버터블(invertible)할 경우, 각각의 j = 1, 2, ... , L에 대해서 하기의 수학식 5와 같이 해(solution)을 찾을 수 있다.

즉, 목적 노드(150)는 행렬

의 역행렬을 사용하여, 자신이 수신한 중계 노드(130)의 N개의 출력 패킷들의 j번째 요소로부터 소스 노드(110 내지 118)가 출력한 N개의 패킷들의 j번째 요소를 알 수 있다.

따라서, 상기 목적 노드(150)는 소스 노드(110 내지 118)가 출력하였던 N개의 패킷과 동일한 패킷을 생성할 수 있다.

한편, 상기 수학식 5에 의해서 알 수 있듯이,

의 심볼들 중 하나에 오류가 발생하면, 상기 오류는

의 심볼 중 복수 개의 심볼들의 값을 생성하는데 영향을 미칠 수 있다..

소스 노드(110 내지 118)가 자신이 전송하고자 하는 메시지를 출력 전에 코드북(codebook)을 사용하여 인코딩하여 패킷을 생성하면, 상기와 같이 발생한 오류를 보정할 수도 있다.

즉, l = 1, 2, ... , L에 대해서, 소스 노드 S _l 는 자신이 전송하고자 하는 메시지 T _l 을 코드북

을 사용하여 인코딩한다. 상기 인코딩에 의해 패킷 P _l 가 생성된다. 그러면, 목적 노드(150)가 P _l (j)의 값들 중 일부를 잘못 생성하였더라도, 상기 목적 노드(150)가

를 사용하여 P _l 를 디코딩하는 과정에서 상기 T _l 이 바르게 복원될 수도 있다.

하기에서, 목적 노드(150)가 수신한 패킷 P ₁ 내지 P _n 의 선형 조합이 K개인 경우를 설명한다. 즉, l = 1, 2, ... , K에 대해서,

가 수신된 경우이다.

전술된 것과 유사하게, 생성자 행렬 G에 대해서,

로 정의하고,

이며,

인 것으로 정의하면 하기의 수학식 6이 성립한다.

상기 수학식 6은

상에서 생성자 행렬 G가 나타내는 선형 코드로

가 인코드된 것과 같다. K > N이 성립하는 경우, 이론적으로는 P ₁ 내지 P _n 이 (코드북에 의해) 인코드되지 않은(uncoded) 패킷이더라도 상기 선형 코드가 오류 보정을 위해 사용될 수 있어야 한다.

이때, 소스 노드(110 내지 118)에서 상기 메시지 T ₁ 내지 T _N 가 수직적인(vertical) 코드북

을 사용하여 패킷 P _l 내지 P _N 으로 인코딩 되는 것을 수직적 인코딩(vertical encoding)으로 명명하고, 중계 노드(130)에서 상기 P _l 내지 P _N 의 각각의 행(row)들이 상기 생성자 행렬 G의 선형 코드에 의해 인코딩되어 선형 조합된 출력 패킷 P _o 를 생성하는 것을 수평적 인코딩(horizontal encoding)으로 명명한다. 즉, 상기 P _o 는 2-차원의 곱 코드(two-dimensional product code)에 의해 인코드된 것으로 볼 수 있다.

목적 노드(150)는 수신된 출력 패킷 P _o 에 대하여, 상기 인코딩에 대응하는 수평적 디코딩(horizontal decoding) 및 수직적 디코딩(vertical decoding)을 수행하여 원래의 메시지 T _l 을 생성한다.

상기 수직적 인코딩, 수평적 인코딩, 수직적 디코딩 및 수평적 디코딩은 상기 통신 장치(200)의 제어부(210)에서 수행될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템을 도시한 도이다.

상기 시스템은 도 1을 참조하여 전술된 시스템과 동일한 구성 요소를 포함한다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.

소스 노드(110 내지 118)는 각각 전송하고자 하는 메시지(T ₁ 내지 T _n )를 수직적으로 인코딩하여 패킷(P ₁ 내지 P _n )을 생성하여, 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)로 전송한다.

중계 노드(130)는 소스 노드(110 내지 118)로부터 입력받은 패킷(P ₁ 내지 P _n )을 수평적으로 인코딩하여 출력 패킷(P _o )을 생성하고, 상기 출력 패킷(P _o )을 목적 노드(150)로 전송한다. 상기 수평적 인코딩은 하기의 도 7을 참조하여 상세하게 설명된다.

목적 노드(150)는 소스 노드(110 내지 118) 및 중계 노드(130)로부터 수신한 패킷(P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )을 수평적 및 수직적으로 디코딩하여, 상기 메시지(T ₁ 내지 T _n )를 생성한다.

상기 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)가 수신한 패킷(P ₁ 내지 P _n , 및 P _o )은 변질된 것일 수 있고, 상기 수평적 및 수직적 디코딩은 이러한 변질에도 불구하고 코딩이 되지 않은(uncoded) 원래의 메시지(T ₁ 내지 T _n )를 복원하여 생성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 소스 노드의 동작을 나타내는 흐름도이다.

상기 시스템의 소스 노드 S ₁ 내지 S _n (110 내지 118) 중 하나를 S _i 라 하면(0 ≤ i ≤ k), 상기 S _i 는 전송하고자 하는 메시지 T _i 를 생성한다(S510).

상기 S _i 는 상기 메시지 T _i 를 코드북

를 사용하여 인코딩하여, 심볼들로 구성된 패킷 P _i 를 생성한다(S520). 상기 단계(S520)는 상기 소스 노드(110 내지 118) 중 몇몇 소스 노드의

가 코드되지 않은 전송(uncoded transmission)을 대표하는, 코드되지 않은 경우(uncoded case)도 포함한다.

상기 심볼은 이진 필드

에서 만들어질 수 있다. 또한 상기 심볼은 일반적인 유한 필드인

에서 만들어질 수 있다.

상기 S _i 는 상기 패킷 P _i 를 중계 노드(130) 및 목적 노드(150)로 전송한다(S530).

전술된 단계 중 패킷의 출력에 관계된 단계(S530)는 상기 송수신부(210)에서 수행될 수 있고, 다른 단계(S510 및 S520)는 상기 제어부(220)에서 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 소스 노드가 출력한 패킷의 구조도이다.

상기 패킷 P _i (600)는 복수 개의 p-차원(p-dimensional) 벡터(610 내지 690)를 포함한다. 즉, 상기 패킷 P _i (600)는 (P _i (1), P _i (2), ... P _i (q))와 같은 길이가 q인 시퀀스(sequence)로 표현된다. 상기 p-차원 벡터(610 내지 690)는 서브 입력 패킷으로 명명된다.

또한, 상기 패킷 P _i (600)의 길이 L은 pq이다.

따라서, j = 1, 2, ... ,q에 대해서 하기의 수학식 7이 성립한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 중계 노드의 동작을 나타내는 흐름도이다.

중계 노드(130)는 k개의 패킷

를 수신한다(S710).

도 6에 도시된 것처럼, 수신된 패킷은 각각 길이 p인 q개의 서브 입력 패킷을 포함한다.

각각의 패킷 P _s ⁱ , i = 1, 2, ... , k는 연속적인(consecutive) p 심볼들의 블록(block)으로서, 하기의 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.

또한, j = 1, 2, ... ,q에 대해서 하기의 수학식 9이 성립한다.

다음, 중계 노드(130)는 크기가 p x p, 즉 p행 p열인 k개의 행렬

를 선택한다(S720). 상기 행렬들은 조합 계수(combining coefficient)로 명명된다.

상기 행렬들은 랜덤(random)하게 선택될 수 있다.

j = 1, 2, ... ,q에 대해, 출력 패킷 P _o 의 요소는 하기의 수학식 10에 따라 생성된다(S730).

즉, i번째 입력 패킷 P _s ⁱ , i = 1, 2, ... , k의 j번째 요소

및 i번째 행렬 A _i 을 곱한 결과값이 제i,j 행렬곱이라 명명될 때, 제j 서브 출력 패킷은 제1,j 행렬곱 내지 제k,j 행렬곱을 합한 것이다.

또한, 출력 패킷 P _o 는 하기의 수학식 11에 따라 생성된다(S740).

생성된 출력 패킷 P _o 는 목적 노드(150)로 전송된다(S750).

상기 설명에서, 각각의 조합 계수는 인버터블(invertible), 즉 역행렬을 갖도록 생성될 수 있다. 이는 기술적 분석을 용이하게 한다.

여기서, p = 1인 경우, 행렬 네트워크 코딩은 결과적으로 선형 네트워크 코딩과 동일한 스킴이 된다. 따라서, p ≥ 2로 전제될 필요가 있다.

따라서, 상기 네트워크 내의 노드가 전송하는 패킷은, j = 1, 2, ... , q 및 p x p 행렬

에 대해서 상기 수학식 11과 같은 형태가 된다.

이 경우,

이다. 즉, 행렬 네트워크 코딩 계수들인

을 가지고, P ₁ 내지 P _n 을 행렬 선형 조합한 것으로 볼 수 있다.

상기 패킷을 수신하는 목적 노드(150)에서, K(≥ N)개의 P ₁ 내지 P _n 행렬 선형 조합을 받은 경우, 상기 노드는 j = 1, 2, ... , q 및 l = 1, 2, ... , K에 대해서,

를 수신한 것이다.

이때,

이고,

이며,

이므로,

이 성립한다.

따라서, K = N이고, 상기 행렬 G가 역행렬을 갖는다면, j = 1, 2, ... ,q에 대해,

가 계산될 수 있다.

이는 각각의 j에 대해 벡터

을 계산할 수 있음을 의미한다. 따라서 전송 오류가 전혀 발생하지 않은 경우, 원래의 패킷인 P ₁ 내지 P _N 이 복원될 수 있다.

전술된 단계 중 패킷의 수신 및 송신에 관계된 단계(S710 및 S750)은 상기 송수신부(210)에서 수행될 수 있고, 다른 단계(S720 내지 S740)는 상기 제어부(220)에서 수행될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 목적 노드가 수신한 패킷을 디코딩하는 동작을 나타내는 흐름도이다.

상기 실시예는, 변형된 스피어(sphere) 디코딩 단계 및 맵 디코딩 단계를 포함한다.

우선, 변형된 스피어 디코딩 단계를 설명한다.

목적 노드(150)는 출력 패킷 P _o 를 수신한다(S810).

상기 수신된 패킷은 전송 중 변질된 것일 수 있다.

는 가우시안 노이즈에 의해 변질된 수신된 단어

를 나타낸다.

목적 노드(150)는 생성자 행렬 G로부터 패리티 체크 행렬(parity check matrix) H를 생성한다(S820).

다음으로, 목적 노드(150)는 신뢰할 수 없는 심볼의 개수 w를 결정한다(S840). 상기 w는 하기의 수학식 12에 따라 결정될 수 있다.

여기서, P _err 은 비트 오류 확률(bit error probability)이다.

비트 오류가 통계적으로 독립적으로(statistically independent) 발생한다면 (심볼을 단위로) 길이 K를 갖는 패킷의 평균 비트 오류는 KpP _err 이고, 분산은 KpP _err (1 - P _err )이다. 따라서, 평균 값에 표준 편차(standard deviation)의 3배를 더한 값을 w의 값으로 정하면, 오류 베르누이(Bernoulli) 프로세스(process)로 인해 발생하는 대부분의 가능한 결과(outcome)의 많은 부분(portion)을 포착(capture)할 수 있다.

다음으로, 목적 노드(150)는 각각의 j = 1, 2, ... ,q에 대해

의 Kp 차원의(dimensional)

의 각각의 요소(즉, 심볼)들에 대한 로그우도(log-likelihood) 확률을 생성한다(S840).

목적 노드(150)는 생성된 로그우도 확률들의 절대값을 비교하여,

의 요소 중 가장 작은 로그우도 확률 절대값을 갖는 w개를 찾는다. 상기 w개의 요소의 각각의 위치를 i ₁ 내지 i _w 라고 한다. 이때, 1 ≤ i ₁ ≤ i ₂ ≤ ... ≤ i _w ≤ Kp 이다.

목적 노드(150)는

에서 상기 i ₁ 내지 i _w 를 제외한 나머지 위치에 있는 요소들에 대해 경판정(hard-decision)을 수행한다(S850). 즉, 상기 나머지 위치에 있는 요소들 중 로그우도(log-likelihood)의 결과, 양(positive)인 것은 1로, 음(negative)인 것은 0으로 변경된다.

상기와 같은 경판정의 결과를

로 나타낸다.

다음으로, 목적 노드(150)는

개의 서로 다른 가능 벡터

를 생성한다(S860). 상기의 가능 벡터는 상기

의 i ₁ < i ₂ < ... < i _w 의 위치에 모든 가능한 이진 수(binary number)들을 채워서 만든 것이다. 즉, 상기 가능 벡터는 상기

에 대한 0, 1, ... , 2^w - 1의 이진 확장(binary expansion)이 된 것이다.

목적 노드(150)는 상기 가능 벡터

중

를 만족하는

를 검색한다(S870). 즉, 상기

는 G의 코드워드(codeword)들이다.

설명의 편의를 위해 번호를 다시 매겨(labeling), 상기 벡터(즉, 코드워드)를 0 ≤ u ≤ 2^w - 1에 대해서

라고 한다. 만약,

을 만족시키는

가 존재하지 않는다면 u = 0이다.

목적 노드(150)는 각각의

에 대해서, 코드워드

로 인코딩되는 입력 비트 벡터 v _i , i = 1, 2, ... , u를 계산하여 생성한다(S880).

다음으로, 변형된 맵 디코딩 단계를 설명한다(S890).

전술한 입력 비트 벡터의 수 u가 0보다 큰 경우, 맵 디코딩은 다음과 같이 수행된다.

목적 노드(150)는

의 가능한 값들이 상기 입력 비트 벡터 v _i , i = 1, 2, ... , u라고 가정하여 상기

의 각 비트에 대한 로그우도 값들을 수신된 벡터

를 통해서 계산한다. 즉, 하기의 수학식 13 및 수학식 14를 통해

및

를 계산하고,

의 l번째 비트의 로그최우비(log likelihood ratio; LLR)

을 생성한다.

입력 비트 벡터의 수 u가 0인 경우, 목적 노드(150)은

의 모든 비트들에 대한 로그우도 값을 0으로 한다.

전술된 방법에 따라, P _i , i = 1, 2, ... , N의 모든 요소에 대한 로그우도 값들이 계산될 수 있다.

목적 노드는 상기 로그우도 값들과

를 위핸 맵(MAP), 그리고 연성(soft) 디코더 또는 경성 디코더를 이용하여 소스 노드(110 내지 118)가 생성하였던 메시지 T ₁ 내지 T _n 을 생성한다(S890).

전술된 단계 중 패킷의 수신에 관계된 단계(S810)은 상기 송수신부(210)에서 수행될 수 있고, 다른 단계(S820 내지 S890)는 상기 제어부(220)에서 수행될 수 있다.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 행렬 네트워크 코딩을 이용한 통신 시스템 내의 목적 노드가 수신한 패킷을 디코딩하는 동작을 나타내는 흐름도이다.

상기 도 9를 참조하여 설명되는 동작을 코셋(coset) 디코딩으로 명명한다.

상기 코셋 디코딩은 전술된 변형된 스피어 디코딩 단계 및 맵 디코딩 단계를 이진 대칭 채널(binary symmetric channel)들로 일반화 시킨 것이다.

상기 코셋 디코딩을 사용하는 목적 노드(150)는 수신된 워드에 대해서 경성 결정 디코딩을 우선적으로 수행한다. 따라서, 상기 코셋 디코딩은 전술된 변형된 스피어 디코딩에 비해 상기 디코딩의 처리(processing)로 인한 전력 소모(power consumption)를 감소시킬 수 있다.

,

는 경성 결정에 의해 생성된 벡터이다. 예컨대 상기 벡터는 목적 노드(150)에서 수신된 신호에 경성 결정을 적용한 결과로 생성된 것이다.

이러한 경우, 상기

는

를 입력으로 갖고, 전이 확률(transition probability)이 P _err 인 이진 대칭 채널의 출력으로서 모델링(modeling)될 수 있다.

목적 노드(150)은 생성자 행렬 G의 패리티 체크 행렬 H를 생성한다(S910).

상기 행렬 G에 의해 만들어지는 코드북을

라 하고, 최소 해밍 무계(minimal Hamming weight)를 갖는 이진 스트링을

라고 하면, 목적 노드는 모든

코셋(coset)들인

을 열거(list)하며, 또한

도

에 대해 열거한다.

다음, 목적 노드(150)는 각각의 j = 1, 2, ... , q에 따라 주어진

에 대해, 신드롬 벡터(syndrome vector)

를 산출하여 생성한다(S920).

목적 노드(150)는 모든

에 대해서

를 만족하는 고유(unique)의 벡터

를 찾는다(S930).

목적 노드(150)는 G의 코드워드인

를 생성한다(S940).

다음, 목적 노드(150)는 생성자 행렬 G에 의해 인코딩됨으로써 코드워드

을 생성하는 입력 비트 벡터 v _j 를 계산하여 생성한다. 상기 v _j 는

의 추정(estimate)이다.

전술된 단계를 통해서, P _i , i = 1, 2, ... , N의 모든 비트들의 추정을 계산할 수 있다.

목적 노드는 상기 추정값들과

를 위한 경성 결정 디코더를 이용하여 소스 노드(110 내지 118)가 생성하였던 메시지 T ₁ 내지 T _n 을 생성한다(S890).

전술된 단계 중 패킷의 수신에 관계된 단계(S910)은 상기 송수신부(210)에서 수행될 수 있고, 다른 단계(S920 내지 S960)는 상기 제어부(220)에서 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적 노드(150)는 상기 노드의 상태에 따라 전술된 변형된 스피어 디코딩 및 코셋 디코딩 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.

상기 선택의 기준이 되는 목적 노드의 상태는 전력 공급이 충분한지 여부가 될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (68)

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38. 각각이 차원 벡터들(dimensional vectors)을 포함하는 입력 패킷들을 수신하는 송수신부; 및
    각 입력 패킷에 대응하는 행렬과 각 벡터의 곱(product)을 생성하고, 인코딩된 패킷을 생성하기 위하여 각 벡터의 곱의 결과와 각 입력 패킷에 대응하는 행렬을 조합(combining)하는 제어부
    를 포함하는 통신 장치.
39. 제38항에 있어서,
    각 입력 패킷은 길이가 q인 p-차원 벡터들의 시퀀스(sequence)를 포함하고, 각 입력 패킷은 길이가 pq이고, p와 q는 0보다 큰 정수인 통신 장치.
40. 제38항에 있어서,
    각 p-차원 벡터는 서브-입력 패킷(sub-input packet)인 통신 장치.
41. 송수신부가 각각이 차원 벡터들(dimensional vectors)을 포함하는 입력 패킷들을 수신하는 단계; 및
    제어부가 각 입력 패킷에 대응하는 행렬과 각 벡터의 곱(product)을 생성하고, 인코딩된 패킷을 생성하기 위하여 각 벡터의 곱의 결과와 각 입력 패킷에 대응하는 행렬을 조합(combining)하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
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50. 각각이 차원 벡터들(dimensional vectors)을 포함하는 메시지들을 생성하고, 각 메시지에 대응하는 행렬과 각 벡터의 곱(product)을 생성하고, 인코딩된 패킷을 생성하기 위하여 각 벡터의 곱의 결과와 각 메시지에 대응하는 행렬을 조합(combining)하는 제어부; 및
    상기 인코딩된 패킷을 출력하는 송수신부
    를 포함하는 통신 장치.
51. 프로세서가 각각이 차원 벡터들(dimensional vectors)을 포함하는 메시지들을 생성하는 단계;
    각 메시지에 대응하는 행렬과 각 벡터의 곱(product)을 생성하고, 인코딩된 패킷을 생성하기 위하여 각 벡터의 곱의 결과와 각 메시지에 대응하는 행렬을 조합(combining)하는 단계; 및
    상기 인코딩된 패킷을 출력하는 단계
    를 포함하는 네트워크 코딩 방법.
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