KR20080027278A - 협력 코딩된 시스템에 관한 적응 변조 - Google Patents

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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

소스(1301)로부터 목적지(1304)로 메시지의 적어도 일부를 송신하기 위해, 소스가 적어도 하나의 후보(1302)(1303)로부터 파트너/릴레이를 선택하기 위한 시스템(1300), 방법 및 장치(1900)가 제공된다. 이 선택은 소스(1301)의 채널 조건에 의존하고, 소스가 목적지로의 열악한 채널 품질을 가질 때에는, 소스(1301)의 프레임 에러율(FER)이 낮아지도록, 소스(1301)와 파트너/릴레이(1302)(1303)의 후보 및 변조 모드를 선택한다. 그렇지 않으면, 소스(1301)의 처리량 이득을 가장 많이 개선하는 소스(1301) 및 파트너/릴레이(1302)(1303) 각각에 관한 변조 모드가 선택된다. 본 발명은 이진 위상 편이 변조(BPSK), 직교 위상 편이 변조(QPSK), 및 16-상태 직교 진폭 변조(16-QAM)로 이루어지는 모드에 응용된다.

Description

협력 코딩된 시스템에 관한 적응 변조{ADAPTIVE MODULATION FOR COOPERATIVE CODED SYSTEMS}
본 발명은 사용자가 데이터 처리량을 최대화하기 위해 사용자의 채널 품질에 기초하여 변조 모드를 적응시킬 수 있는 코딩된 협력 무선 통신 시스템에 관한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
시변 다중경로의 파괴적인 추가와 다른 사용자로부터의 간섭은 수신기 측에서 송신된 신호의 심각한 감쇠를 야기한다. 다이버시티(diversity) 기술은 수신기에 동일한 정보 신호의 몇 개의 독립적인 (적어도 상관되지 않은) 복사본을 제공하여, 모든 신호 성분이 동시에 페이딩(fading)될 확률이 상당히 줄어든다. 무선 네트워크에서, 이동국 간의 협력이 다이버시티를 도입하는 효율적인 방식으로 보여졌다. 그러한 무선 시스템은 무선 LAN 시스템에서의 액세스 포인트(AP)와 같은 공통 목적지와, 셀룰러 시스템에서의 기지국과 통신하는 독립적인 노드를 가진다. 낮은 이동성의 노드의 경우, 인터리빙(interleaving)을 통해 시간(temporal) 다이버시티를 이용하는 것이 어렵다. 또한, 단일 디바이스에 놓인 다수의 안테나를 통한 공간 다이버시티는 노드의 크기 제약으로 인해 제한될 수 있다. 협력적 무선 통신은 공간 다이버시티의 효율적인 형태를 얻기 위해, 노드가 각각의 다른 안테나를 사용하 는 것을 가능하게 한다. 파트너 관계의(partnering) 노드는 본래의 소스로부터의 도청된 신호를 처리한 다음, 그것들을 AP와 같은 목적지로 송신한다. AP와 같은 목적지는 본래의 노드로부터 수신된 신호와 파트너를 결합하여 공간 다이버시티의 효율적인 형태를 생성한다.
일반적으로, 파트너는 미리 선택되고, 분석이 협력이 정전시간 확율이나 프레임 에러율(FER; frame error rate) 측면에서 전반적인 성능을 개선하면서, 완전한 다이버시티를 제공하는 것을 보여주었으며, 예컨대 그 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있고, 2003년 11월에 IEEE Trans.Commun. Vol. 51, No. 11, pp. 1927-1938에 실린 A. Sendonaris 등의 "User Cooperation Diversity-Part Ⅰ: System Description,"과 2003년 11월에 IEEE Trans.Commun. vol. 51, No. 11, pp. 1939-1948에 실린 "User Cooperation Diversity-Part Ⅱ: Implementation Aspects and Performance Analysis,"를 보라. 또한 Z.Lin 등에서는 Stefanov 등의 코딩된 협력적 알고리즘이 사용될 때 협력이 본래의 사용자의 FER 성능을 개선하는 조건이 유도되고, 2004년 가을 로스 앤젤레스에서 열린 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Z.Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"와 2004년 9월에 IEEE Trans.Commun. vol. 52, No. 9, pp. 1470-1476에 실린 A. Stefanov 등의 "Cooperative Coding For Wireless Networks"를 보고, 그 전문 역시 본 명세서에 참조로 통합되어 있다. 또한 인용된 참조 문헌은 파트너의 높은 채널 품질이 사용자가 협력적 코딩으로부터 이익을 얻는 것을 보장한다는 것을 보여준다. 하지만, 위에서 인용된 모든 문헌들 은 현재의 연구에서도 적용되고, 파트너 관계의 사용자는 고정되고 공통인 변조 모드를 사용하는 것으로 가정된다.
무선 서비스에서, 더 높은 데이터 속도는 주된 설계 고려 사항 중 하나이다. 또한, IEEE 802.11과 같은 일부 무선 시스템에서는 노드가 자신의 데이터를 다수의 속도로 송신할 수 있고, 자신의 주어진 채널 조건을 통한 처리량이 최대가 되도록 자신의 채널 조건을 매칭하도록 데이터 속도를 적응시키는 것이 허용되며, 1999년 8월 "무선 LAN MAC 및 PHY 규격, 표준"인 IEEE 802.11과, 2001년 이탈리아 로마에서 열린 모바일 컴퓨팅 및 네트워킹에 대한 제7차 연례 국제 총회의 회의록 236-251 페이지에 실린 G. Holland 등에 의한 "A Rate-Adaptive MAC Protocol for Multi-Hop Wireless Networks"를 각각 참조하되 그 전문은 모두 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
그러므로, 본래의 사용자(소스)의 데이터 처리량이 최대화되도록, 데이터 속도를 우세한 채널 조건으로 조정하기 위해 파트너와 협력하기 위한 방식이 필요하다. 본 발명은 본래의 사용자의 데이터 처리량을 AP에 대해 최적화하기 위해, 그것들의 채널 품질에 기초한 변조 모드를 선택하기 위해 코딩된 협력 시스템의 파트너와 협력하기 위한 장치 및 방법을 액세스 포인트(AP)에 제공한다.
본 발명에서는 파트너의 채널 품질뿐만 아니라, 소스의 채널 품질이 파트너의 변조 속도의 선택에서 고려된다. 또한, 본 발명에서는 소스가 소스의 변조 속도를 선택할 때와 마찬가지로 그것의 파트너의 채널 품질을 고려한다.
본 발명은
1. 한 쌍의 협력 사용자가 협력으로 인한 처리량 이득이 최대가 되도록 상이한 신호-대-잡음 비 양식으로 협력 사용자의 쌍에 의해 사용된 최상의 변조 속도 쌍과,
2. 다수의 후보 파트너가 소스에 관한 처리량 이득이 최대가 되도록 파트너를 선택하는 방법을
결정하기 위한 코딩된 협력 시스템의 파트너와 협력하기 위한 시스템 및 방법을 한정한다.
도 1은 협력 파트너의 흐름도.
도 2a는 2개의 소스와 1개의 공통 목적지에 관한 사용자-협력을 도시하는 도면.
도 2b는 직교 직접 송신을 사용하는 시분할 채널 할당을 도시하는 도면.
도 2c는 직교 협력 다이버시티 송신을 사용하는 시분할 채널 할당을 도시하는 도면.
도 2d는 직접, 멀티 홉(multi-hop) 및 협력의 3가지 송신 방식을 도시하는 도면.
도 3은 소스와 파트너 모두 BPSK 변조 모드를 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득을 도시하는 도면.
도 4는 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 QPSK 변조 모드로 바뀔 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득을 도시하는 도면.
도 5는 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S1이 16 QAM 변조 모드로 바뀔 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득을 도시하는 도면.
도 6은 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16 QAM을 각각 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득의 비교를 γ1 = -10㏈에 관해 도시하는 도면.
도 7은 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16 QAM을 각각 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득의 비교를 γ1 = -5㏈에 관해 도시하는 도면.
도 8은 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16 QAM을 각각 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득의 비교를 γ1 = 0㏈에 관해 도시하는 도면.
도 9는 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16 QAM을 각각 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득의 비교를 γ1 = 5㏈에 관해 도시하는 도면.
도 10은 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16 QAM을 각각 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득의 비교를 γ1 = 10㏈에 관해 도시하는 도면.
도 11은 S1이 BPSK 변조 모드를 사용하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16 QAM을 각각 사용할 때 S1에 관한 데이터 처리량 이득의 비교를 γ1 = 15㏈에 관해 도시하는 도면.
도 12는 S1이 BPSK를 사용하고, S2가 QBSK와 16QAM을 사용할 때의 γ1 = -5㏈, 임계 비교 및
Figure 112007093377718-PCT00001
를 도시하는 도면.
도 13은 2개의 선택이 가능한 네트워크에서의 파트너의 선택의 일 예를 도시하는 도면.
도 14는 파트너가 BPSK, QPKS 및 16QAM을 각각 사용할 때, γ1 = -5㏈, D1=1, 및 D1과 D2 사이의 각이 π/6에 대해 처리량 이득 비교를 도시하는 도면.
도 15는 파트너가 BPSK, QPKS 및 16QAM을 각각 사용할 때, γ1 = 0㏈, D1=1, 및 D1과 D2 사이의 각이 π/6에 대해 처리량 이득 비교를 도시하는 도면.
도 16은 직접 송신의 처리량을 도시하는 도면.
도 17은 직접 송신, 멀티 홉 및 D1=1.0, D2=0.6 및 Din=0.57에 관한 적응 변조를 지닌 코딩된 협력의 처리량을 도시하는 도면.
도 18은 직접 송신, 멀티 홉 및 D1=1.0, D2=0.2 및 Din=0.69에 관한 적응 변조를 지닌 코딩된 협력의 처리량을 도시하는 도면.
도 19는 본 발명에 따른 파트너 및 소스/파트너 변조 모드를 선택하기 위한 장치를 도시하는 도면.
다음 상세한 설명은 제한이 아닌 설명의 목적으로 제공된 것이라는 점을 당업자라면 이해해야 한다. 당업자라면 첨부된 청구항의 범주와 본 발명의 사상 내에 있는 많은 변형예가 존재함을 이해한다. 본 발명을 불분명하게 하지 않도록 알려진 기능이나 동작의 불필요한 세부 사항은 본 상세한 설명으로부터 생략될 수 있다.
일반적 원칙의 손실 없이, 도 2a에 도시된 것처럼 AP와 같은 동일한 목적지와 통신하는 2개의 노드(S1, S2)가 존재한다고 가정한다. γ1과 γ2는 목적지(203)에서 S1(201), S2(202)로부터의 평균 수신된 SNR을 각각 표시한다. 파트너 관계의 사용자 S1(201)과 S2(202) 사이의 채널이 대칭적이라고 가정한다. 사용자간(inter-user) 채널에 관한 평균 수신된 SNR을 γin이라고 표시한다. 협력은 도 2b에 도시된 것처럼 시분할 다중화를 경유한다고 가정하고, 밑에 있는 콘볼루션 코드(convolutional code)를 가정한다. 또한, 비협력적인 사용자가 N 코딩된 부호로 이루어지는 분리된 타임 슬롯을 가진다고 가정하고, 단계(101)에서 협력하기로 결정했을 때 각 사용자는 도 1의 흐름도에서 단계(101)에서 도시된 것처럼 각 사용자 자체의 슬롯을 2개로 분할한다고 가정한다. 도 2c의 231에 도시된 것처럼, 첫 번째 N/2에서는 채널이 231을 사용하고, 소스는 도 1의 단계(103)에서 표시된 것처럼, 소스의 코딩된 비트의 절반을 송신한다. 이러한 송신은 단계(104)에서 파트너와 목적지 모두에 의해 수신된다. 파트너는 단계(105)에서 소스의 정보 비트를 디코딩하려고 시도한다. 사이클링 리던던시 체크(CRC: cyclic Redundancy Check)와 같은 에러 검출 메커니즘은, 파트너에서의 디코딩된 복사본이 본래의 것과 동일한지를 나타낸다. 디코딩이 성공적이라면, 파트너는 상이한 패리티 비트를 사용하는 정보 비트를 다시 인코딩하고, 단계(107)에서 표시된 것처럼, 그것들을 232를 사용하는 제 2 N/2 채널에서 송신한다. 디코딩이 성공적이지 않다면, 소스는 단계(106)에서 스스로 송신을 계속한다. 목적지는 모든 N 채널 사용에서 수신된 신호를 결합하고 결합된 신호를 디코딩한다. 다음 프레임에서는, 소스와 파트너의 역할(233, 234)이 뒤바뀐다. 멀티 홉이 경로 손실 영향을 완화시키기 때문에, 멀티 홉 실시예가 본 발명의 시스템과 방법에서 제공된다. 부호마다의 송신된 에너지는 ε로서 고정되고, S1은 소스 노드이며, S2는 순수한 릴레이(relay)로서 작용한다고 가정된다. 패킷은 먼저 S1으로부터 S2로 송신된다. 성공적으로 수신되면, 릴레이(S2)는 그 패킷을 목적지로 보낸다. 멀티 홉에서는 모든 패킷이 2번의 홉을 통해 송신된다. 그러므로, 공정한 비교를 위해, S1과 S2가 멀티 홉에서 각각 절반의 송신 에너지, 즉 ε/2를 사용한다고 가정한다. 간접 송신(비협력적인 경우)과 코딩된 협력에서는, 각 패킷이 송신을 위한 1개의 타임 슬롯을 취한다. 그러므로, 직접 송신에서는, Si(i=1, 2)이 전체 패킷을 송신하기 위해 여전히 ε를 사용하고, 코딩된 협력에서 Si는 전체 패킷의 절반을 협력적으로 송신하기 위해 ε를 사용한다. 이들 3가지 방식은 도 2d에 도시되어 있다.
잡음이 0의 평균을 지닌 부가 백색 가우시안 잡음이고, 전력 스펙트럼 밀도가 N0/2라고 가정한다. 간단하게 하기 위해, 파트너에서의 처리 전력을 무시한다. 복소 가우시안(Complex Gaussian), 0의 평균을 지닌 플랫 페이딩(flat fading) 채널 및 단위 분산을 고려한다. 낮은 이동도 환경에서는, 송신 과정 동안 또는 각 타임 슬롯 동안 각 사용자가 목적지 쪽으로 오직 하나의 페이딩 레벨을 준수한다고 가정한다. 사용자 사이의 공간 분리로 인해, 이들 페이드(fade)는 독립적이다. 따라서, 사용자-목적지(user-to-destination) 채널은 준-정적(quasi-static)이고, 협력적 송신은 블록 페이딩 환경을 초래한다. 사용자간 채널은 또한 준-정적이고 사용자-목적지 링크와는 독립적이라고 가정된다. 이러한 협력 방식과 채널 모델은 2004년 9월 IEEE Transactions on Communications, vol. 52, no 9, 1470-1476페이지에 A. Stefanov 등에 의해 실린 "Cooperative coding for Wireless Networks"에서 설명되고 있고, 그 전문은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
본 발명에 따른 멀티 홉과 협력 시스템 및 방법에서 사용된 적응 변조에 있어서는, 파트너 관계의 노드 모두가 AP와 같은 목적지에서 평균 수신된 SNR에 기초한 후보로부터 노드 자체의 변조 모드를 선택할 수 있다고 가정한다. 후보에는 이진 위상 편이 변조(BPSK), 직교 위상 편이 변조(QPSK), 및 16-상태 직교 진폭 변 조(16-QAM)가 포함되지만 이들에 제한되는 것은 아니다. M1과 M2는 본 발명에 따르른 협력 프로토콜이 수행될 때의 S1(201)과 S2(202)에 의해 보내진 부호당 비트의 개수를 각각 표시하고, N1과 N2는 목적지(203)와의 직접 통신이 이루어질 때의 S1(201)과 S2(202)에 의해 송신된 부호당 비트의 개수이다. K1과 K2는 멀티 홉에서 S1과 S2에 의해 보내진 부호당 비트의 개수를 각각 표시한다. 따라서, BPSK, QPSK, 16-QAM에 있어, M1, M2, N1, N2, K1, K2∈{1, 2, 4}이다. 일반적 원칙의 손실 없이, N1=N2라고 가정한다.
코딩된 협력 시스템에서 본 발명의 적응 변조 방식을 이용하는 3가지 방식이 존재한다.
1. 파트너는 자신의 변조 모드를 변경하지만 소스는 자신의 속도를 일정하게, M1=N1로 유지한다.
2. 소스는 소스의 변조 속도를 적응시키고, 파트너는 파트너의 변조 모드를 M2=N2로 고정시킨다.
3. 소스와 파트너 모두 그들의 변조 속도를 동시에 변경시킨다.
첫 번째 2가지 경우 각각의 대응하는 처리량 성능만이 아래에 분석된다. 세 번째 경우는 첫 번째 2가지 경우에 관한 결과로부터 확장해서 바로 얻어진다.
다음 섹션에서는, 먼저 직접 송신의 처리량 성능, 멀티 홉 및 코딩된 협력 시스템이 분석되고, 그 다음 협력으로 인한 처리량 이득이 한정되고, 마지막으로 협력이 소스에 관한 처리량 이득을 초래하는 조건이 유도된다.
·AP와 같은 목적지는 각 패킷에서의 모든 에러를 검출하기 위해 CRC를 사용하고, 검출되지 않은 송신 에러의 확률을 무시할 수 있다;
·수신기로부터 송신기로의 인지(acknowledgment) 송신시 에러는 없고, 이 송신은 순간적이다;
·각 사용자에 관한 부호 송신 속도는 Rs로 고정되고, 각 사용자는 속도(R)를 지닌 동일한 콘볼루션 코드를 사용한다;
·각 데이터 패킷은 B개의 데이터 비트를 포함하고, 오버헤드 비트는 무시되어 각 프레임/패킷의 길이는 N 비트와 같고, 여기서 N=B/R이다;
·처리량은 올바르게 수신된 초당 페이로드 비트의 개수로서 정의된다
고 가정한다.
직접 송신: 비협력적인(직접) 경우에 관한 FER은
Figure 112007093377718-PCT00002
이다. 이 경우, 사용자(i)의 데이터에 관한 코딩된 비협력적인(직접 송신) 시스템의 처리량은
Figure 112007093377718-PCT00003
와 같이 쓰여진다.
Figure 112007093377718-PCT00004
은 N1과 γ1의 함수라는 점을 주목하라. 더 높은 차수 의 변조의 경우,
Figure 112007093377718-PCT00005
이 증가하지만,
Figure 112007093377718-PCT00006
에서의 곱셈 인자도 증가한다. 따라서, S1으로부터 목적지까지의 평균 수신된 SNR(γ1)에 의존하는 최적의 변조 방식(N1)이 존재한다.
멀티 홉; S1은 코딩된 패킷을, 그 패킷이 S2에 의해 성공적으로 수신될 때까지, S2에 재송신한다. 이후 S2는 그 패킷을 목적지로 릴레이한다. 목적지에서 수신된 패킷에서의 에러가 존재한다면, S2는 재송신한다. PQS m , in와 PQS m ,2는 멀티 홉에서 각각 S1에서 S2까지 및 S2에서 목적지까지의 준-정적 채널에 관한 채널 코드의 FER을 표시한다고 하자. 멀티 홉 방식에 있어, 제 1 홉(S1으로부터 S2까지)에서의 평균
Figure 112007093377718-PCT00007
개의 송신과 제 2 홉(S2로부터 목적지까지의)에서의 평균
Figure 112007093377718-PCT00008
개의 송신으로 1개의 패킷을 얻는다. 따라서, 평균적으로 제 1 홉 송신은
Figure 112007093377718-PCT00009
초가 걸리고, 제 2 홉은
Figure 112007093377718-PCT00010
초가 걸린다. 이들을 소스로부터 목적지까지 합하게 되면, 각 패킷이 성공적으로 통과하는데 총
Figure 112007093377718-PCT00011
초가 걸리게 된다. 이후 멀티 홉에서의 S1의 데이터 처리량은
Figure 112007093377718-PCT00012
이 된다.
위의 식으로부터
Figure 112007093377718-PCT00013
와
Figure 112007093377718-PCT00014
이 S1으로부터 S2까지와 S2로부터 목적지까지 독립적으로 채널 품질에 의존하기 때문에, S1과 S2는 그들의 변조 속도(K1, K2)를 S1에서 S2까지와 S2에서 목적지까지의 채널 품질에 독립적으로 기초하여 적응시킨다는 것을 알 수 있다.
도 2d에서 도시된 것처럼, 코딩된 협력 송신의 경우 코딩된 협력의 제 1 송신에서, Si는 코딩된 비트의 절반을 목적지(Sj)에 송신하고, 여기서 i≠j, i, j∈{1, 2}이다. Si가 Sj에 의해 올바르게 보내진 정보 비트를 디코딩한다면, Sj는 코딩된 비트의 나머지 절반을 목적지에 보낸다. 목적지에서 에러가 존재한다면, 모든 성공적인 패킷이 Si와 Sj에 의해 협력하여 송신된다. 반면에, Sj는 Si의 정보를 디코딩할 수 없고, Si는 나머지 코딩된 비트를 계속해서 송신한다. 이 경우, 모든 재송신은 소스로부터 직접 오게 된다. 이는 파트너의 소스를 신속하게 해방시키는 것을 허용함과 동시에 여전히 협력의 혜택을 누리게 된다.
Figure 112007093377718-PCT00015
를 준-정적 Si에서 목적지까지의 채널에 관한 FER이라고 표시하고,
Figure 112007093377718-PCT00016
를 Si에서 Sj까지의 준-정적 채널에 관한 첫 번째 절반 채널 코드의 FER이라고 표시하며,
Figure 112007093377718-PCT00017
를 목적지가 Si로부터의 패킷의 절반을 수신하고, 나머지 절반을 Sj로부터 수신할 때의 협력 블록 페이딩 채널에 관한 FER이라고 표시한다. 확률
Figure 112007093377718-PCT00018
로 일어나는 Si와 Sj가 협력하여 송신될 때, 평균적으로
Figure 112007093377718-PCT00019
개의 재송신이 필요하게 되고, 이 경우 패킷의 각 송신은
Figure 112007093377718-PCT00020
초가 걸린다. 확률
Figure 112007093377718-PCT00021
로 일어나는 Si가 스스로 송신된다면, 평균적으로
Figure 112007093377718-PCT00022
개의 재송신을 필요로 하고, 이 경우 패킷의 각 송신은
Figure 112007093377718-PCT00023
초가 걸린다. 이후.
Figure 112007093377718-PCT00024
이다.
S1과 S2가 상이한 변조 모드를 사용할 수 있으므로,
Figure 112007093377718-PCT00025
은
Figure 112007093377718-PCT00026
과 같지 않을 수 있다.
직접 송신과 협력 송신 방식을 비교하게 되면,
Figure 112007093377718-PCT00027
은 반드시
Figure 112007093377718-PCT00028
과 같지 않은데, 이는 Si가 비협력(직접) 송신에 관한 상이한 변조 방식과 협력 방식을 가질 수 있기 때문이다. 멀티 홉에서, S1는 부호마다 송신 에너지(ε/2)를 사용하여 코딩된 비트를 S2에 송신하지만, 코딩된 협력에서는, S1이 코딩된 비트의 절반만을 부호당 송신 에너지(ε)를 사용하여 보낸다. 따라서,
Figure 112007093377718-PCT00029
은
Figure 112007093377718-PCT00030
과는 상이하다. 수학식 2 로부터 코딩된 협력 시스템에서의 Si의 처리량은
Figure 112007093377718-PCT00031
,
Figure 112007093377718-PCT00032
,
Figure 112007093377718-PCT00033
에 의존하고, 이들 FER 확률은 모든 3개의 링크 SNR(γ1, γ2, γ12)에 의존한다는 것을 알 수 있게 된다. 그러므로, Γcoop를 최적화하기 위해서는, S1과 S2가 자신의 변조를 목적지로의 자체의 채널 품질에만 기초하는 것이 아니라 모든 이들 3가지 링크에 기초해야 한다.
Figure 112007093377718-PCT00034
일 때, 협력이 특정 조건 하에서 사용자에게 이득이 된다는 것이 보여졌고, 이들은 2004년 가을 로스 앤젤레스에서 열린 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Zinan Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"에 기재되어 있으며, 그 전문은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
다음 섹션은 협력으로부터 얻어진 처리량 개선을 측정하기 위해 사용자 처리량 이득을 정의한다. 협력하는 사용자(S1과 S2)가 협력 통신 중일 때 그것들의 변조 모드를 목적지로의 그것들의 채널의 품질에 기초한다고 가정한다. 고정된 채널 코드를 사용하는 그것들 사이의 협력에 관해서는, 협력으로 인한 Si에 관한 데이터 처리량 이득은
Figure 112007093377718-PCT00035
와 같이 정의되고, 여기서 Ni, Mi, Mj∈{1, 2, 4, 6}, i≠j, i 및 i, j∈{1, 2}이다. 이러한 정의에 기초하여, GΓ,i>1 일 때, 협력이 Si에 관한 데이터 처리량을 개선하고, Si에 관한 전반적인 데이터 속도가 증가된다. 파트너 관계의 사용자 모두가 동일한 변조 속도를 사용하고, 그것을 고정한다면, 즉 Mi=Ni=Mj이라면, 협력으로 인한 처리량 이득은 협력으로 인한 FER 이득과 같다는 점을 주목하라. 채널 품질이 FER 이득에 영향을 미치는 방식에 대한 모든 결과는 이러한 상황에서 유효하다.
명제(proposition) 1a: 사용자는 처리량 측면에서 코딩된 협력으로부터 이득을 얻는다. 즉,
Figure 112007093377718-PCT00036
일 때에만 GΓ,i>1이다.
명제 2a:
Figure 112007093377718-PCT00037
이라면, GΓ,i는 γin의 증가 함수(즉
Figure 112007093377718-PCT00038
의 감소 함수)이며, 즉 협력 이득은 사용자 간 채널 품질이 개선됨에 따라 증가한다.
일반적 원칙의 손실 없이, 다음 명제에서는 S1만이 고려된다.
명제 3a(파트너가 양호한 링크 품질을 가진다): 목적지에서 S1에 관한 그리고 사용자간 채널에 관해 고정된 수신된 SNR, 즉 γ1과 γin이 고정된다고 가정하 면, S1에 관한 협력 이득, GΓ,1>1은 γ2의 증가 함수이다. γ2⇒∞에 따라, GΓ,1>1, 즉 협력은 γ1과 γin에 관계없이 S1의 이득을 얻는다. 따라서, 처리량 측면에서 양호한 사용자와 협력하는 것이 항상 유익하다.
명제 4a(사용자는 양호한 링크 품질을 가진다): γ2와 γin이 고정된다고 하면, GΓ,1은 γ1의 감소 함수이다. γ1⇒∞에 따라, γ2≥γ2 *일 때에만 GΓ,1이 되는데, 이 경우 임계치(γ2 *)는 사용된 채널 코드에만 의존한다. 따라서 사용자간 채널 품질에 관계없이, 협력은 파트너가 특정 임계치를 넘는 SNR을 수신할 때에만 양호한 사용자의 이익을 취한다.
명제 5a(양호한 링크 품질을 가진 대칭 사용자들): 사용자(S1과 S2) 사이의 코딩된 협력을 고려하고, 이 두 사용자 모두 목적지와 유사한 채널 품질을 가지는데, 즉 γ1
Figure 112007093377718-PCT00039
γ2 = γ이다. γin은 고정된다고 가정한다. 이후 각 사용자에 관한 협력 이득인 GΓ,1 또는 GΓ,2는 γ의 증가 함수이다. γ1⇒∞에 따라, γin에 관계없이 GΓ,i >1이다. 따라서, 2개의 양호한 사용자 사이의 협력은 항상 그들 모두에게 이익이 된다.
하지만, 시스템의 처리량을 더 효과적으로 개선하기 위해, 사용자는 자신의 상이한 채널 품질에 기초하여 사용자의 변조 속도를 선택하는데, 즉 Mi는 반드시 Mj 또는 Ni와 같지는 않다. 그러므로, 협력으로 인한 FER 이득과 처리량 이득 사이의 등가(equivalence)는 더 이상 유지되지 않는다. 하지만, 파트너의 수신된 SNR이 처리량 이득과 FER 이득에 영향을 미치는 방법은 유사하다.
일반적 원칙의 손실 없이, S1은 모든 다음 논의에서 중심이다.
명제 1: 고정된 γ1과 γin(
Figure 112007093377718-PCT00040
) 및 선택된 N1, M1, M2에 관해, GΓ,1은 γ2에 따라 증가한다.
증명: 고정된 γ1과 γin(
Figure 112007093377718-PCT00041
) 및 선택된 N1, M1, M2에 관해, 수학식 3에서의 모든 항은
Figure 112007093377718-PCT00042
를 제외하고는 고정된다. γ2가 증가함에 따라, 1-
Figure 112007093377718-PCT00043
또한 증가한다. 따라서, S1의 처리량 이득인 GΓ,1은 γ2를 증가시킴으로써 개선된다.
명제 1은 파트너가 더 나은 상황에 있을 때, 처리량 이득이 증가함을 보여준다. 즉, "더 나은(better)" 파트너와 협력한다는 것은 본래의 사용자에게 더 많은 이득을 주고, 더 나은이라는 것은 목적지에 대해 더 나은 품질을 의미한다.
다음 섹션에서는, 파트너만이 자신의 변조 속도를 자신의 채널 조건에 적응시키고, 소스가 그것의 변조 속도를 변경하지 않고 유지한다고, 즉 M1 = N1이라고 가정된다.
명제 2: 사용자 S1(201)과 S2(202)가 협력하는 동안 각각 M1 비트/부호와 M2비트/부호를 지닌 변조 속도를 사용할 때, 사용자 1은 협력으로부터 처리량 이득을 얻는데, 즉
Figure 112007093377718-PCT00044
일 때에만 GΓ,i >1이 되고, 여기서
Figure 112007093377718-PCT00045
증명: 소스는 자신의 변조 속도를 고정하고, 따라서
Figure 112007093377718-PCT00046
이다. GΓ, 1 의 정의를 사용하여, 쉽게
Figure 112007093377718-PCT00047
을 얻을 수 있다.
명제 1에 기초하여, 협력하는 동안 소스가 자신의 변조 속도를 변경하지 않을 때, 협력으로 인한 처리량 이득은
Figure 112007093377718-PCT00048
에만 의존하고, (
Figure 112007093377718-PCT00049
의 상이한 값을 초래하는) 사용자간 채널의 품질은 소스가 협력으로부터 처리량 이득을 얻는지 여부를 결정하지 않는다. 이는 2004년 가을 로스 앤젤레스에서 열린 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Zinan Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"에서 주어진 결과와 일치하고, 협력으로 인한 사용자(i)의 FER이 개선되는지 여부는 오직
Figure 112007093377718-PCT00050
에만 의존하며, 사용자간 채널 품질에 관련되지 않는다. 하지만, 얼마나 많은 처리량 이득이 협력을 통해 얻어질 수 있는지는 사용자간 채널의 채널 품질에 의해 결정된다.
2004년 가을 로스 앤젤레스에서 열린 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Zinan Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"에서 정의된 것처럼, 사용자가 협력으로부터 혜택을 얻는 조건인 FER과 명제 2의 측면에서 (Θf<1)을 사용하면, 협력으로 인한 처리량 이득과 FER 이득 사이에 다음 관계가 성립한다.
명제 3: S1이 자신의 변조 모드를 고정하고 S2가 채널 품질에 기초하여 자신의 변조 모드를 변경하는, S1과 S2 사이의 코딩된 협력을 고려한다. S2가 S1보다 높은 변조 속도를 사용할 때, 즉 M2 > M1이라면, 협력으로 인한 S1에 관한 FER 개선은, 이 S1이 협력으로부터 초래된 더 높은 처리량을 가지는 것, 즉
Figure 112007093377718-PCT00051
을 보장한다. 하지만, S2가 S1 보다 낮은 변조 속도를 사용할 때, 즉 M2 < M1일 때에는, 협력이 S1에 더 높은 처리량을 가져온다면, 협력이 S1의 FER 성능도 개선시켜야 한다. 즉,
Figure 112007093377718-PCT00052
.
증명: 2003년 가을 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Zinan Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"에서는 도 1에 도시된 것과 같은 코딩된 협력에 관해,
Figure 112007093377718-PCT00053
일 때에만
Figure 112007093377718-PCT00054
이라는 것이 보여진다.
M2 > M1이고
Figure 112007093377718-PCT00055
>1인 경우,
Figure 112007093377718-PCT00056
일 때 그리고 명제 2를 사용하게 되면,
Figure 112007093377718-PCT00057
이다. M2 < M1이고,
Figure 112007093377718-PCT00058
<1인 경우, GΓ,1>1이라면,
Figure 112007093377718-PCT00059
이고 따라서
Figure 112007093377718-PCT00060
<1이기 때문에
Figure 112007093377718-PCT00061
이 1보다 훨씬 더 커야 한다. 그러므로, M1 > M2이고 GΓ,1>1인 경우
Figure 112007093377718-PCT00062
과
Figure 112007093377718-PCT00063
을 보장한다.
다음 섹션은 목적지와 개별 통신을 하는 것과 협력하는 동일한 변조 모드를 유지할 때, 본래 사용자의 수신된 SNR이 그것의 처리량 이득에 어떻게 영향을 미치는지를 보여준다.
명제 4: 고정된 γ2와
Figure 112007093377718-PCT00064
및 선택된 M1 과 M2에 관해, 협력이 소스에 관해 더 적은 FER을 가져온다면, 즉
Figure 112007093377718-PCT00065
이라면, S1의 데이터 처리량 이득, 즉 GΓ,1은 γ1이 증가함에 따라 감소한다.
증명:
Figure 112007093377718-PCT00066
이 되고, 여기서
Figure 112007093377718-PCT00067
이다. 2003년 가을 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Zinan Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"에서는 고정된 γin과 γ2에 관해, Θf,1은 γ1의 증가 함수라는 것이 보여진다. 그러므로,
Figure 112007093377718-PCT00068
이다.
Figure 112007093377718-PCT00069
과
Figure 112007093377718-PCT00070
이라는 사실로부터,
Figure 112007093377718-PCT00071
을 따른다. 그러므로, GΓ,1은 γ1에 따라 감소한다.
명제 4에 기초하여, 협력 코딩이 본래 사용자에게 FER 측면에서 혜택을 준다면, 협력으로 인한 처리량 이득은 소스의 채널 품질이 개선됨에 따라 감소한다. 하지만, 협력이 소스에 FER 측면에서(Θf,1>1) 혜택을 주지 못한다면, 소스의 처리량 이득이 소스의 채널 품질이 개선될 때 어떻게 변하는지를 결정하는 것이 어렵다.
다음 섹션에서는, 파트너가 목적지와 개별적으로 통신할 때와 동일한 변조 모드를 유지하지만, 소스는 그것의 변조 모드를 동적으로 변경한다. 소스가 그것이 목적지와 개별적인 통신을 할 때의 모드와 상이한 변조 모드를 사용할 수 있으므로, M1은 반드시 N1과 같을 필요는 없고,
Figure 112007093377718-PCT00072
는 항상
Figure 112007093377718-PCT00073
과 같지는 않다. 수학식 3에 기초하여, 만약 소스가 자신의 변조 모드를 적응시키면, 협력으로 인한 소스의 처리량 이득은 사용자간 채널의 FER에 의존하게 되고, 이는 소스가 자신의 변조 모드를 고정하는 경우와는 상이하게 된다. 그러므로, 협력이 소스의 처리량을 개선시키는지의 여부는, 소스가 협력하는 동안 그것의 변조 속도를 적응시킨다면 사용자간 채널 품질에 의존하게 된다.
다음 내용은 소스에 관한 데이터 처리량이 최대가 되도록, SNR의 상이한 범위에서 파트너에 의해 사용될 수 있는 최적의 변조 모드를 조사하는, 소스가 자신의 변조 모드를 고정시키고 파트너가 그것의 변조 모드를 변경하는 경우의 분석이다.
2003년 가을 IEEE Vehicular Technology Conference 회의록에 Zinan Lin 등에 의해 실린 "An Asymptotic Analysis On the Performance of Coded Cooperation Systems"에서는 목적지로의 양호한 채널 품질을 가지는 사용자와 협력하는 것이 항상 소스에 이익이 된다는 점이 나와 있다. 그러한 상황에서, 파트너는 그것의 양호한 채널 품질을 이용할 수 있고, 목적지로의 전반적인 데이터 속도가 증가될 수 있도록, 더 높은 변조 모드를 선택할 수 있다.
그 다음, 파트너에 의해 사용된 더 높은 변조 속도만이 시스템의 처리량을 증가시키는지의 여부 또는 파트너의 변조 속도 선택이 또한 소스의 SNR에 의존하는지가 결정된다.
일반적 원칙의 손실 없이, M1 ≤M2인 경우가 먼저 고려된다. 다음 섹션은 (a) 파트너가 자신의 채널 품질에만 기초하여 자신의 변조 모드를 선택하는지, (b) 본래 사용자의 채널 품질이 또한 파트너의 변조 속도 선택에 영향을 미치는지, (c) 파트너가 SNR의 상이한 범위에 따라 최상의 변조 속도를 선택하는지를 조사한다. 마지막으로, 2명의 파트너 관계의 사용자에 관한 상이한 범위의 SNR 쌍에서 선택이 소스에 관한 처리량 이득을 최대화하도록 파트너 관계의 사용자를 위한 최상의 변조 속도 쌍을 결정하기 위해, M1 > M2인 경우를 지닌 이들 3가지 경우를 결합하는 분석이 제시된다. M1 , M2∈{1, 2, 4}이고 M1 ≤M2이므로,
Figure 112007093377718-PCT00074
의 6가지 가능한 값을 가진다. 코딩된 협력 알고리즘에서는, 코딩된 비트의 처음 절반이 소스에 의해 보내지고, 파트너와 목적지 모두에 의해 수신된다. 코딩된 비트가 파트너에 의해 성공적으로 디코딩되면, 파트너는 본래 사용자가 코딩된 비트의 나머지 절반을 송신하는 것을 돕는다. 그 외의 경우에는 소스가 자체 송신을 계속한다. 그러므로, 소스에 의해 보내진 코딩된 비트의 처음 절반의 성공적인 디코딩 확률을 개선하기 위해서, 소스의 변조 모드가 BPSK로 고정된다고, 즉 M1 = 1이라고 가정한다. 소스가 자신의 목적지로의 채널 품질이 양호하다면 또 다른 변조 속도를 사용할 수 있다는 점을 주목하라. 또한, M1 = 1일 때 M2가 M1 ≤M2인 조건 하에서 그것의 값에 관해 더 많은 선택을 가진다. 수학식 4를 사용하면, M2 = 1, 2, 4일 때 각각
Figure 112007093377718-PCT00075
이 되고,
Figure 112007093377718-PCT00076
를
Figure 112007093377718-PCT00077
의 값을 지닌 각 경우에 관한 대응하는 처리량 이득으로 부르며, 여기서 n = 1, 2, 3 은 각각 M2 = 1, 2, 4에 대응한다. 이제 M1 = 1이고, γ1과 γ2가 주어진 경우
Figure 112007093377718-PCT00078
의 가장 큰 값을 선택하기 위해서는 어떻게 최상의 변조 속도인 M2를 선택해야 하는지가 문제가 된다. 주어진 γ1과 γ2에서,
Figure 112007093377718-PCT00079
의 값을 비교하기 위해서는, 사용자간 채널과 소스로부터 목적지로의 채널의 채널 품질이 동일하기 때문에, 소스에 관한
Figure 112007093377718-PCT00080
과
Figure 112007093377718-PCT00081
은 변경되지 않는다. 하지만,
Figure 112007093377718-PCT00082
의 값은 M2의 상이한 값으로 인해 상이한데, 여기서
Figure 112007093377718-PCT00083
은 M2의 상이한 값을 지닌 협력 블록 페이딩 채널에 관한 FER이고, n = 1, 2, 3 은 각각 M2 = 1, 2, 4를 나타낸다. 그러므로,
Figure 112007093377718-PCT00084
수학식 6을 사용하여
Figure 112007093377718-PCT00085
의 값을 비교하는 데 있어, 다음 조건이 유지된다.
Figure 112007093377718-PCT00086
Figure 112007093377718-PCT00087
Figure 112007093377718-PCT00088
임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해, A12, A13, A23를 비교하면,
Figure 112007093377718-PCT00089
을 얻는다.
그 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있고, 2001년 뉴욕 McGraw-Hill 출판사가 펴낸 J. Proakis의 디지털 통신 4판 264 내지 272 페이지에서는 변조 속도가 높아질수록 에러율도 더 높아지는 것이 나타나 있다. 그러므로,
Figure 112007093377718-PCT00090
수학식 10과 수학식 11 및 조건(1 내지 3)을 결합하게 되면, 본래 사용자가 BPSK 변조를 사용한다는 가정 하에 다음 결과를 얻게 된다.
1)
Figure 112007093377718-PCT00091
이고
Figure 112007093377718-PCT00092
이라면,
Figure 112007093377718-PCT00093
이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
2)
Figure 112007093377718-PCT00094
이고,
Figure 112007093377718-PCT00095
이라면
Figure 112007093377718-PCT00096
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
3)
Figure 112007093377718-PCT00097
이고,
Figure 112007093377718-PCT00098
이라면
Figure 112007093377718-PCT00099
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
4)
Figure 112007093377718-PCT00100
이고,
Figure 112007093377718-PCT00101
이라면
Figure 112007093377718-PCT00102
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
Figure 112007093377718-PCT00103
가 최대가 되며, 즉 이 경우 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
위의 결과는 소스의 데이터 처리량이 최적화되도록, 파트너에 의해 사용된 적당한 변조 속도를 결정하기 위한 수단을 제공한다. 이는 파트너의 채널 품질뿐만 아니라, 소스의 채널 품질이 파트너 변조 속도의 선택에 영향을 미친다는 것을 보여준다. 또한 소스가 자신의 변조 속도를 데이터 처리량을 최대화할 목적으로 선택할 때도 그 파트너의 채널 품질을 고려할 것을 요구한다.
당업자라면 본래 사용자에 의해 사용된 임의의 변조 모드에 이전 결과를 바로 확장할 수 있다. 예컨대, 소스가 QPSK를 사용한다면, 결과 4가 적용될 수 있는데, 즉
Figure 112007093377718-PCT00104
이라면,
Figure 112007093377718-PCT00105
가 가장 크고 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외에는
Figure 112007093377718-PCT00106
가 가장 크며 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 본래 사용자에게 가장 큰 처리량을 가져온다. 반면에, 소스가 파트너보다 높은 변조 속도를 가진다면,
Figure 112007093377718-PCT00107
의 값이 변한다. 하지만, 위 알고리즘은 소스 의 데이터 처리량을 목표로 파트너에 의해 사용된 선택된 변조 속도가 최상의 것이라는 조건을 결정하는데 사용된다.
이 섹션에서는, 소스가 그것의 변조 모드를 QPSK 또는 16-QAM로 고정할 때의 상황과 소스의 처리량이 최대가 되도록 파트너가 어떻게 그것의 변조 모드를 적응시킬 것인지에 논의의 초점을 두고 있다. 소스가 BPSK를 사용하는 경우와 유사하게, 소스가 QPSK를 사용할 때 A12, A13, A23는
Figure 112007093377718-PCT00108
,
Figure 112007093377718-PCT00109
,
Figure 112007093377718-PCT00110
이 된다.
임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
Figure 112007093377718-PCT00111
이고,
Figure 112007093377718-PCT00112
이다.
수학식 12와 수학식 13을 사용하여, 본래 사용자가 QPSK 변조를 사용한다는 가정 하에 다음 결과를 얻는다.
1)
Figure 112007093377718-PCT00113
이고
Figure 112007093377718-PCT00114
이라면,
Figure 112007093377718-PCT00115
이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
2)
Figure 112007093377718-PCT00116
이고,
Figure 112007093377718-PCT00117
이라면
Figure 112007093377718-PCT00118
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
3)
Figure 112007093377718-PCT00119
이고,
Figure 112007093377718-PCT00120
이라면
Figure 112007093377718-PCT00121
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
4)
Figure 112007093377718-PCT00122
이고
Figure 112007093377718-PCT00123
일 때,
Figure 112007093377718-PCT00124
라면
Figure 112007093377718-PCT00125
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
Figure 112007093377718-PCT00126
가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 준다.
소스가 16-QAM을 사용할 때, A12, A13, A23는
Figure 112007093377718-PCT00127
,
Figure 112007093377718-PCT00128
및
Figure 112007093377718-PCT00129
이 된다.
임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해, 여전히
A12 < A13
이 된다.
수학식 13과 수학식 14를 사용하여, 소스가 16-QAM을 사용할 때 유사한 결과를 얻는다. 즉,
1)
Figure 112007093377718-PCT00130
이고
Figure 112007093377718-PCT00131
이라면,
Figure 112007093377718-PCT00132
이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
2)
Figure 112007093377718-PCT00133
이고,
Figure 112007093377718-PCT00134
이라면
Figure 112007093377718-PCT00135
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
3)
Figure 112007093377718-PCT00136
이고,
Figure 112007093377718-PCT00137
이라면
Figure 112007093377718-PCT00138
가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 된다.
4)
Figure 112007093377718-PCT00139
이고
Figure 112007093377718-PCT00140
일 때,
Figure 112007093377718-PCT00141
라면
Figure 112007093377718-PCT00142
가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
Figure 112007093377718-PCT00143
가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 준다.
이 섹션에서는 2가지 경우가 논의된다. 즉 첫 번째 경우는 파트너가 언제 그것의 변조 속도를 고정하고 어떻게 소스가 그것의 변조 모드를 적응시키는가이고, 두 번째 경우는 파트너 관계의 사용자 모두가 그들의 변조 모드를 동시에 적응시키는 경우이다.
이들 2가지 경우, 소스가 그것의 변조 모드를 변경시키므로,
Figure 112007093377718-PCT00144
,
Figure 112007093377718-PCT00145
,
Figure 112007093377718-PCT00146
모두가 변경된다. 파트너 관계의 사용자에 의해 사용된 어느 변조 쌍이 가장 큰 처리량을 가져오는지를 얘기하기 위해, 단지 처리량 이득 표현(GΓ)에 기초하는 것은 어렵다. 하지만, 다음과 같이 진행할 수 있는데, 즉 파트너 관계의 사용자가 임의의 고정된 γ1 과 γ2에 관해 상이한 변조 모드를 사용할 때의 경우들에 관한 FER을 시뮬레이션한 다음, 이들 FER에 관한 처리량을 계산할 수 있다. 이후 파트너 관계의 사용자가 상이한 변조 모드를 사용할 때 처리량 값을 비교하고, 처리량이 상이한 γ1 과 γ2에 관해 최대화되도록 사용자에 의해 사용된 변조 모드가 무엇인지를 알 아낸다. 실제 상황에서는, 파트너 관계의 사용자가 상이한 수신된 SNR(γ1, γ2)에 관한 처리량을 최대화하기 위한 변조 모드를 선택하도록 시뮬레이션으로부터 얻은 결과에 기초할 수 있다.
다음 섹션에서는, 본 발명의 시스템 및 방법에 따른 적응 변조를 사용함으로써, 어떻게 소스의 채널 품질이 데이터 처리량 이득에 영향을 미치고, 얼마나 많은 처리량 이득이 협력을 통해 얻어질 수 있는지, 및 어떠한 추가 개선이 얻어질 수 있는지를 설명하는, 처리량 이득에 관한 수치 결과가 제시된다. 프리젠테이션을 간단하게 하기 위해, 다음 모든 시뮬레이션 예에서는, BPSK, QPSK, 16QAM 변조 모드만이 고려되고, [5, 7, 5, 7] 콘볼루션 코드가 채널 코드로서 사용된다.
고정 소스 변조 모드: 완벽한 사용자간 채널, 즉
Figure 112007093377718-PCT00147
= 0을 가정한다. 모든 예에서, γ1을 -10㏈, -5㏈, 0㏈, 10㏈, 15㏈로 각각 고정하고, γ2를 변경한다. S1은 비협력적 통신에 관해 BPSK 변조 모드를 사용한다. 완전한 사용자간 채널을 가정한다. 도 3 내지 도 5는 S1이 자신의 변조 모드를 BPSK로 고정하고, S2가 BPSK, QPSK 및 16-QAM 변조 모드를 각각 사용할 때 S1에 관한 처리량 이득을 도시한다. 이들 3개의 도면으로부터, 파트너의 SNR(γ2)이 증가함에 따라, 임의의 고정된 γ1에 관해 S1의 처리량 이득이 점점 더 개선된다고 판단할 수 있다. 이는 명제 1과 일치한다. S1이 열악한 채널 품질(낮은 SNR 양식)을 가질 때, 협력으로 인한 처리량 이득은 임 의의 고정된 γ2에 관해 가장 크다. S1이 BPSK를 사용하고 S2가 BPSK와 QPSK를 사용할 때, S1은 도 3 내지 도 5에 제공된 예에서의 협력으로부터 FER 이득을 얻는다. 도 3과 도 4로부터 임의의 고정된 γ2에 관해, S1에 관한 처리량 이득이 γ1에 따라 감소한다는 것을 관찰한다. S1이 BPSK를 사용하고, S2가 16-QAM을 사용하는 경우, 16-QAM이 BPSK와 QPSK 변조 모드에 비해 더 높은 FER을 가져오므로, 본래의 사용자는 FED 측면에서의 협력으로부터 이득, 즉 충분히 높을 때(본 예에서는 >7.5㏈)의 Pcoop<Pno - coop 만을 얻는다. 그러므로 도 5로부터 Pcoop<Pno - coop를 초래하는 γ2 > 7.5㏈일 때, S1에 관한 처리량 이득이 γ1에 따라 감소한다는 것을 관찰할 수 있다. 이는 명제 4에 부합한다. 다시, 도 5로부터 심지어 γ2 <7.5㏈일 때 S2와 협력하는 것은 S1이 낮은 SNR 상황(예컨대, γ1 = -10㏈, -5㏈)에 있을 때 여전히 처리량 측면에서 S1을 많이 개선할 수 있다는 점을 관찰할 수 있다. 이는 파트너 관계의 사용자가 상이한 속도를 가질 때 FER 이득과 처리량 이득 사이의 비등가성(non-equivalence)을 예시한다. 요약하면 이들 도면으로부터, S1이 낮은 SNR의 상황에 있을 때 협력이 본래 사용자의 처리량을 훨씬 더 개선하고, 파트너가 본래의 사용자 보다 높은 변조 모드를 사용한다면 본래의 사용자가 그것의 FER이 협력에 의해 개선되지 않을 때에도 처리량 측면에서 여전히 협력으로부터 이득을 얻을 수 있다는 결론을 얻게 된다.
도 6 내지 도 11은 S2가 BPSK, QPSK, 16-QAM을 각각 사용할 때 협력으로 인한 S2의 데이터 처리량 이득을 γ1 = -10㏈, -5㏈, 0㏈, 5㏈, 10㏈ 및 15㏈의 경우에 관해 각각 비교한다. 이들 도면을 관찰하면, γ1이 매우 낮은 SNR 상황에 있을 때, 즉 γ1 = -10㏈ 또는 -5㏈일 때, 낮은 γ2 값에 관해 S2에 의해 사용된 BPSK 변조 모드가 S1의 더 높은 처리량 이득을 초래할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이는 사용자 모두가 낮은 SNR을 가진다면, 더 낮은 변조 모드가 더 높은 변조 모드에 비해 더 낮은 FER 값을 초래하기 때문이다. 다시, γ1 = -10㏈ 또는 -5㏈인 경우, γ2 가 증가함에 따라, QPSK 변조를 사용하여 S2와 협력하는 것은 γ2 가 충분히 높을 때(즉, γ1 = -10㏈에 있어서는 γ2 > 14㏈이고, γ1 = -5㏈에 있어서는 γ2 > 13.5㏈)에는, S1에 가장 큰 처리량 이득을 가져온다. S2에 의해 사용된 16-QAM은 S1에 가장 큰 처리량 이득을 준다. γ1 > 0㏈인 경우에 있어서 γ2= -11㏈일 때, QPSK 변조를 사용하여 S2와 협력하는 것은, γ2 = 11㏈일 때, 본래의 사용자에게 가장 높은 처리량을 갖다준다. S1은 S2가 16-QAM을 사용한다면 협력으로부터 가장 큰 처리량 이득을 얻게 된다. 이는 비록 더 높은 변조 모드가 매번 더 많은 비트를 송신하더라도, 본래의 사용자가 열악한 채널 품질을 가질 때에는 더 높은 변조 모드를 가지는 파트너와의 협력으로부터의 결과 FER이 매우 높아, 모든 정보 비트에 관해 더 낮은 성공적인 송신 속도를 초래하기 때문이다. 예컨대, γ1 = 5㏈, 10㏈, 15㏈로 클 때, 도 9 내지 도 11로부터 γ2가 매우 낮지 않은 한, 파트너에 의해 사용된 16-QAM이 항상 가장 큰 처리량 이득을 S1에 가져간다는 점을 알 수 있다. 그 이유는 파트너 관계의 사용자가 충분히 양호한 채널 품질을 가질 때, 더 높은 변조 모드로 인한 결과 FER이 더 이상 매우 높지 않고, 따라서 파트너에 의해 사용된 더 높은 변조 모드가 본래의 사용자에게 더 높은 처리량 이득을 주기 때문이다. 이들 도면에 도시된 것처럼, 본래의 사용자의 처리량을 최대화하는 것을 목표로, 파트너가 채널 품질에 기초하여 변조 속도를 적응시킨다면, 협력으로 인한 처리량 이득이 더 증가될 수 있고, 파트너에 의한 변조 모드의 선택은 자체의 채널 품질뿐만 아니라 본래 사용자의 채널 품질에 의존한다는 사실을 알 수 있다. 협력이 1명이 아닌 2명의 사용자를 수반하고, 본래의 사용자가 매우 낮은 SNR을 가질 때, 파트너에 의해 사용된 더 높은 변조 모드는 본래의 사용자에게 더 높은 처리량 이득을 가져다 주지 못하고 본래의 사용자가 충분히 양호한 채널 품질을 가질 때에만 파트너에 의해 사용된 더 높은 변조 모드가 본래의 사용자에게 더 높은 처리량 이득을 가져다 주는 협력을 만들 수 있다.
파트너에 의한 변조 모드의 선택시, 처리량 이득의 직접적인 계산에 기초하거나 결과(1 내지 4)의 기준을 사용할 수 있다. 예컨대, γ1 = -5㏈이고, γ2 < 3㏈일 때, BPSK를 선택하는 S2는 S1에 도 7에 도시된 것과 같은 가장 큰 처리량 이득을 준다. 도 12는 S1이 BPSK를 사용하고 S1이 QPSK와 16-QAM을 각각 사용하는 경우의
Figure 112007093377718-PCT00148
의 값과, Λ12, Λ13, Λ23의 임계값을 도시한다. γ2 < 3㏈인 경우,
Figure 112007093377718-PCT00149
는 Λ12보다 크고, PBF , 3는 Λ23보다 크다. 결과 1에 기초하여 S2에 의해 사용된 BPSK는 처리량 측면에서 가장 큰 이득을 S1에 가져다 준다. 3㏈<γ2<10.5㏈의 경우,
Figure 112007093377718-PCT00150
<Λ12이고, PBF,3>Λ13이며, 결과 2를 사용하여 가장 큰 처리량 이득을 얻기 위해, QPSK를 사용하여 S2를 S1이 선택한다는 사실을 얻는다. 10.5㏈<<13.5㏈의 경우,
Figure 112007093377718-PCT00151
<A12, PBF ,3<A13, PBF,3>A23이다. 그러므로, 결과 4를 사용하여 S1에 관한 처리량 이득을 최대화하기 위해 S2가 QPSK를 선택해야 한다는 사실을 알게 된다. γ2>13.5㏈일 때
Figure 112007093377718-PCT00152
,
Figure 112007093377718-PCT00153
,
Figure 112007093377718-PCT00154
이고, 결과 4를 사용하여, S2는 S1에 관한 처리량을 최대화하기 위해 16-QAM을 선택한다. γ2의 모든 이들 임계치는 도 7에 도시된 결과에 부합한다.
다음 섹션은 소스에 의해 파트너를 선택하는 것, 즉 소스의 데이터 처리량이 파트너와 협력함으로써 가장 개선될 수 있도록 후보 리스트 중에서 최상의 파트너를 선택하는 방법을 다룬다. 또한 다음 섹션은 소스의 채널 품질이 어떻게 파트너 선택에 영향을 미치는지에 대한 설명이다. 일반적 원칙의 손실 없이, 가능한 파트너가, 목적지로의 매우 양호한 채널 품질을 가지지만 낮은 사용자간 SNR을 가지는 한 그룹과, 매우 양호한 사용자간 채널 품질을 가지나 목적지로의 채널이 양호한 품질을 가지지 않는 나머지 그룹의 2가지 그룹으로 분류되는 시나리오를 고려한다. 그러한 시나리오는 도 13에 도시되어 있다.
개별 파트너와 소스가 협력할 때 처리량 이득이 가장 크도록, 파트너가 이미 최상의 변조를 사용한다고 가정한다. 여기서, S2는 양호한 품질의 사용자간 채널과 소스로서의 목적지와 유사한 채널 품질을 지닌 파트너(예컨대, S2는 S1에 가까울 수 있다)를 나타내고, S1과 S3는 목적지로의 양호한 채널을 지닌 파트너(예컨대, S3는 목적지에 가깝다)를 나타낸다. S2와의 협력이 2개 레벨의 다이버시티를 초래하고, 이전 수치 예에서 예시된 것처럼 S3와의 협력은 항상 소스가 처리량을 상당히 개선하는데 도움을 준다. 그러므로, 어떤 영향이 지배적이고, 소스의 채널 품질이 그 소스의 파트너의 변조 속도의 선택에 영향을 미치는지를 알아내는 것이 관심사가 된다. 다음 수치 예는 파트너 선택 문제를 설명한다.
경로 손실 영향은 다음 예에서 편평한 레일리 페이딩(Rayleigh fading)과 통합된다. D1이 1.0으로 고정되고 S1과 S2 사이의 각이 π/6인 도 14와 도 15에 도시된 것처럼, ε/N0이 0㏈와 5㏈로 각각 가정된다면, 파트너와 목적지 사이의 상이한 거리에 관한 처리량 이득을 얻는다. 파트너와 목적지 사이의 거리가 더 작게 될 때, 즉 파트너가 목적지에 가깝지만 소스로부터는 더 떨어진 경우, 2명의 파트너 관계의 사용자 사이의 사용자간 채널은 악화되고, 따라서
Figure 112007093377718-PCT00155
은 더 높다. D2 = 0.7, D3 = 0.1로 가정한다. 도 14와 도 15에 도시된 것처럼, ε/N0 = 0㏈인 경우, S1이 S3와 협력할 때 S1에 관한 최대의 처리량 이득을 달성하기 위해서는 16QAM이 S3에 의해 사용하기 위한 최상의 변조 속도가 된다. QPSK는 S1과 S2 사이의 협력으로 인한 S1에 관한 처리량 이득이 최대가 되도록 S2에 의해 사용된 최상의 변조 속도가 된다. 이러한 상황에서, S1이 소스로의 열악한 채널 품질을 가지지 않을 때 더 양호한 사용자가 S1을 더 도울 수 있기 때문에, 더 큰 협력 이득을 달성하기 위해, S1이 S2 보다는 S3를 선택한다. 하지만, 소스가 목적지로의 매우 나쁜 링크 품질을 가짐을 의미하는 ε/N0 = -5㏈의 경우, 소스는 S2를 선호하는데 이는 S2가 협력하는 동안에는 S3 보다 더 낮은 변조 속도를 사용하기 때문이다. 소스가 이미 목적지로의 열악한 채널 품질을 가질 때에는, 소스가 더 높은 데이터 속도를 가지는 파트너보다는 더 낮은 FER 값을 달성하는 것을 도울 수 있는 파트너를 소스가 선택한다. 이러한 2가지 예로부터, 소스에 관한 처리량 이득을 최대화하기 위해 상이한 변조 모드를 사용하는 후보의 리스트가 존재할 때, 소스의 채널 품질은 자신의 처리량 이득이 가장 많이 개선될 수 있도록 자신의 최상의 파트너 선택에 영향을 미친다.
본 발명의 시스템과 방법은 소스에 관한 처리량을 최적화하기 위해 코딩된 협력 시스템에서 협력하는 사용자에 관한 적응 변조를 제공한다. 협력으로 인한 처리량 이득은 협력이 소스의 데이터 처리량을 개선하는 조건 측면에서 한정되었다. 채널 품질은 협력으로 인한 처리량 이득에 영향을 미치는 것으로 설명되었다. 고정 된 소스 변조 모드와 가변 파트너 변조 모드의 경우, 2명의 운영 사용자의 채널 품질 조건(1 내지 4)에 기초하여 파트너의 변조 속도를 선택하는 방법이 제공되었다. 협력은 소스에 관한 데이터 처리량을 개선하고, 협력 사용자에 의해 본 발명의 적응 변조가 사용될 때, 처리량이 더 증가될 수 있다.
본 발명은 또한 선택된 파트너와의 협력으로 인한 소스의 처리량 이득이 이용 가능한 각 파트너와 파트너 관계를 만듦으로써 달성될 수 있는 가장 높게 달성될 수 있는 것이 되도록, 소스에 관한 선택된 파트너 릴레이 정보를 가짐으로써, 소스가 복수의 이용 가능한 파트너 중에서 한 파트너를 선택하는 방식을 제공한다.
다음 예에서는, 각 링크에서의 경로 손실 영향이 고려되고, 처리량 성능의 수치적 결과가 직접 송신, 멀티 홉 및 코딩된 협력에 관해 제시된다. 이 예는 사용자 채널 품질이 협력과 멀티 홉으로 인한 데이터 처리량 이득에 어떻게 영향을 미치는지와 얼마나 많은 처리량 이득이 얻어질 수 있는지를 예시한다. S1과 목적지 사이 및 S2와 목적지 사이의 거리를 각각 D1과 D2로 표시하고, Din을 S1과 S2 사이의 거리로 한다.
경로 손실 성분(α)은 4이다. 정규화된 거리D1=1.0, D2=0.6, Din=0.57이라고 가정한다. 따라서, 직접 송신과 협력 송신에 관해, S1으로부터 목적지에서의 수신된 SNR은
Figure 112007093377718-PCT00156
이고, 목적지에서의 S2로부터의 수신된 SNR은
Figure 112007093377718-PCT00157
이다. 하지만, 멀티 홉의 경우, 송신기는 송신된 에 너지의 절반만을 사용하고, S2에서의 S1으로부터의 수신된 SNR은
Figure 112007093377718-PCT00158
이고, S2로부터 목적지에서의 수신된 SNR은
Figure 112007093377718-PCT00159
이다.
도 16은 직접 송신의 처리량이 어떻게 SNR과 변조 모드의 함수로서 변하는지를 도시한다. 도 16에 도시된 것처럼, BPSK, QPSK, 16QAM 중에서 수신된 SNR이 0㏈ 아래일 때에는, BPSK 변조를 사용하는 직접 송신이 가장 높은 처리량을 가진다. 수신된 SNR이 0㏈-6㏈에 있을 때에는, QPSK가 선호되는 바람직한 변조이다. 마지막으로, 수신된 SNR이 6㏈보다 높을 때에는, 16QAM 변조가 최상의 선택이다.
도 17은 직접 송신, 멀티 홉 및 협력 방식의 (Rs에 관한) 정규화된 처리량을 도시한다. 도 4는 적응형 변조를 사용하는 코딩된 협력이, 적응형 변조를 사용하는 멀티 홉 송신이나 적응형 변조를 사용하는 직접 송신 중 어느 하나보다도 훨씬 많은 처리량을 초래한다는 것을 보여준다. 본 예에서 직접 송신의 처리량 값과 협력의 처리량 값을 비교하게 되면 협력이 직접 송신에 대해 적어도 20%의 협력의 이득을 제공한다는 결과를 초래한다. SNR이 4㏈ 아래에 있을 때에는, 그 이득이 100% 정도로 많다. 이득의 소스는 수신기, 협력 채널 코딩 및 멀티 홉에서의 다이버시티를 포함한다.
오직 멀티 홉으로 인한 이득이 또한 도 17에 도시되어 있다. 적응 변조를 사용하는 멀티 홉 송신은, 협력에 비해 열등한 반면에, 저-중 SNR에 대해 적응 변조 를 사용하는 직접 송신에 비해 우수한 처리량을 제공한다. 하지만, SNR이 충분히 높을 때(본 예에서는 약 6㏈)에는, 직접 송신의 처리량이 멀티 홉 송신의 처리량보다 높다. 이러한 행동에 관한 2가지 주된 이유가 존재한다. 첫 번째, 가장 높은 변조 모드가 16QAM이고, 따라서 심지어 매 홉시 수신된 SNR이 충분히 높다하더라도, 어떠한 더 높은 차수의 변조도 사용될 수 없다. 두 번째, SNR이 증가할 때, 직접 송신의 FER 또한 감소되어 직접 송신과 각 멀티 홉 송신 사이의 FER에 있어서 더 작은 차이를 초래한다. 즉, SNR이 충분히 높을 때 경로 손실은 FER 성능에 있어서 충분한 영향을 미치지 않는다. 그 결과, 멀티 홉은 높은 SNR에 관한 처리량 측면에서 직접 송신에 비해 어떠한 장점도 가지지 않는다.
도 4로부터, 매 홉시의 최적의 변조 속도는, 각 홉의 채널 품질, 즉 S1에서 S2까지와 S2에서 목적지까지에 의해 별도로 결정된다는 결론에 이르게 된다. γm, 12이 -4+6.86=2.86㏈로부터 -2+6.86=4.86㏈까지이고, γm,2가 -4+5.86=1.86㏈로부터 -2+5.86=3.86㏈까지일 때, S1과 S2는 모두 처리량을 최대로 하기 위해 QPSK를 선택한다. SNR이 증가함에 따라, 즉
Figure 112007093377718-PCT00160
>0㏈에 대해, 16 QAM은 최상의 변조 선택이 된다. 멀티 홉과는 달리, 코딩된 협력에서는, S1과 S2가 함께 그들의 변조 모드를 적응시킬 때 그 처리량이 최대가 된다. 예컨대, γ1 = -2㏈이고 γ2 = 6.87㏈일 때, S1과 S2가 단지 목적지로의 그들 각각의 채널 품질에 그들의 변조 선택을 기초 한다면, BPSK와 16 QAM을 선택하게 된다. 하지만, 도 4에 도시된 것처럼, 모두 QPSK를 선택하게 되면, 가장 높은 처리량을 제공한다. γ1 = 4㏈이고 γ2 = 12.87㏈일 때, S1과 S2가 각각 16 QAM과 BPSK를 선택함으로써 가장 높은 처리량을 제공하게 된다.
D1=1.0, D2=0.2, Din=0.69에 관한 결과가 도 18에 도시되어 있고, 도 18에서는 협력으로 인한 처리량 이득이, 심지어 S1과 S2 사이의 사용자간 채널이 악화되더라도 도 17의 처리량 이득에 상당한다. 하지만, 릴레이가 목적지에 가깝기 때문에, 협력과 멀티 홉 모드 모두에서 항상 가장 높은 차수의 변조인 16 QAM을 사용한다는 점을 주목하라.
도 19는 소스가 후보 파트너/릴레이에 메시지를 보내고 후보 파트너/릴레이로부터 메시지를 받는 송신기(1902)와 수신기(1903)에 연결된 안테나(1901)를 포함하는 소스 및 파트너의 모드를 적응시키고 파트너를 선택하기 위한 장치(1900)를 도시한다. 수신기(1903)에 의해 수신된 메시지는 파트너 선택과 변조 모드 적응 모듈(1904)에 의해 처리되는데, 이 변조 모드 적응 모듈(1904)은 후보 파트너와 파트너 관계를 맺음으로써 가능한 처리량 이득에서의 개선과 채널의 품질을 결정한다. 변조 모드 적응 모듈은 소스에 관한 변조 모드와 함께 처리량 이득에서의 개선을 실현하기 위해 필요로 하는 후보 파트너를 결정한다. 모듈(1904)은 위에서 논의된 그들의 연관된 결정 기준과 수학식 10 내지 14의 계산에 기초한 최상의 개선점을 제공하는 후보 파트너/릴레이, 소스 및 후보 변조 모드를 선택한 다음, 그것들을 송신기(1902)에 의해 후보에 송신한다. 하지만, 닫힌 형태의 수학식(closed form equation)이 바로 유도될 수 없는 경우에는, 시뮬레이션을 통해 후보를 선택하기 위한 조건과 모드를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 것과 같은 코딩된 무선 통신 시스템에서의 적응 변조 아키텍처에 관한 시스템 및 방법이 예시적인 것이고 본 발명의 실제 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있고 그 요소가 등가물로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 중심 범주로부터 벗어나지 않으면서 특별한 상황에 본 발명의 가르침을 적응시키는 많은 수정이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실행하기 위해 계획된 최상의 모드로서 개시된 특별한 실시예에 제한되지 않고, 본 발명은 첨부한 청구항의 범주 내에 있는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 사용자가 데이터 처리량을 최대화하기 위해 그것들의 채널 품질에 기초하여 변조 모드를 적응시킬 수 있는 코딩된 협력 무선 통신 시스템에 이용 가능하다.

Claims (27)

  1. 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템(1300)으로서,
    적응 가능한 변조 모드를 가지는 소스(1301),
    목적지(1304),
    상기 소스(1301)의 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302, 1303)를
    포함하고, 상기 후보(1302, 1303)는 적응 가능한 변조 모드를 가지며 상기 소스(1301)로부터 상기 목적지(1304)에 신호를 발송하기 위해 미리 결정된 코딩된 협력 통신 프로토콜을 수행하도록 적응되고,
    상시 소스(1301)와 적어도 하나의 후보(1302, 1303) 중 하나로 이루어지는 쌍의 채널 조건에 기초하여, 상기 후보(1302, 1303)와 변조 모드 설정의 대응하는 쌍에 관한 임의의 다른 선택의 처리량 이득(throughput gain)보다 더 많이 개선되는 처리량 이득을 제공하는 상기 후보 변조 모드와 소스 변조 모드 각각에 관한 설정으로 이루어지는 상기 후보(1302, 1303)와 변조 모드 설정의 대응하는 쌍을 상기 소스가 선택하는,
    무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 다른 어느 것보다 많이 개선되는 상기 처리량 이득은
    소스(1301)가 목적지(1304)로의 열악한 채널 품질을 가질 때에는, 소스(1301)가 상기 소스(1301)의 프레임 에러율(FER: frame error rate)이 낮아지도 록 후보(1302, 1303)와 대응하는 쌍을 선택하고,
    그렇지 않을 경우, 상기 소스(1301)가, 소스(1301)로부터 목적지(1304)로 신호를 발송하기 위해 각각의 상기 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302, 1303)와 협력하는 소스(1301)로부터 생기는 모든 처리량 이득으로 이루어지는 처리량 이득의 집합 중 가장 큰 처리량 이득을 가진 대응하는 쌍과 후보(1302, 1303)를 선택하는
    것에 의해 결정되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 집합의 각 처리량 이득은
    a. 자신의 변조 모드를 적응시키는 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302, 1303)와 소스 자체의 변조 모드를 일정하게 유지시키는 소스(1301),
    b. 자신의 변조 모드를 적응시키는 소스(1301)와 자신의 변조 모드를 고정시키는 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302, 1303), 및
    c. 자신의 변조 모드를 적응시키는 소스(1301)와 동시에 그것의 변조 모드를 적응시키는 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302, 1303)
    로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 쌍에 기초하여 계산되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 쌍의 각 모드는 이진 위상 편이 변조(BPSK), 직교 위 상 편이 변조(QPSK), 및 16-상태 직교 진폭 변조(16-QAM)로 이루어지는 모드의 그룹으로부터 선택되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 BPSK로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00161
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00162
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00163
    Figure 112007093377718-PCT00164
    이고,
    소스(1301)가 BPSK 변조 모드를 사용할 때,
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00165
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00166
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00167
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00168
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00169
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00170
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00171
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00172
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00173
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00174
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00175
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00176
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00177
    가 최대가 되며, 즉 이 경우 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    여기서,
    Figure 112007093377718-PCT00178
    은 협력 블록 페이딩 채널에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304)사이의 링크 신호-대-잡음비인, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  6. 제 4항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 QPSK로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00179
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00180
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00181
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00182
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00183
    Figure 112007093377718-PCT00184
    이고,
    본래 사용자가 QPSK 변조를 사용한다는 가정하게 다음 결과, 즉
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00185
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00186
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00187
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00188
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00189
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00190
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00191
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00192
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00193
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00194
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00195
    일 때,
    Figure 112007093377718-PCT00196
    라면
    Figure 112007093377718-PCT00197
    가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00198
    가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 주고,
    여기서,
    Figure 112007093377718-PCT00199
    은 협력 블록 페이딩 채널에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  7. 제 4항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 16-QAM으로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00200
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00201
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00202
    및
    Figure 112007093377718-PCT00203
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00204
    및
    Figure 112007093377718-PCT00205
    이고,
    소스(1301)가 16-QAM을 사용할 때,
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00206
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00207
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00208
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00209
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00210
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00211
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00212
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00213
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00214
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00215
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00216
    일 때,
    Figure 112007093377718-PCT00217
    라면
    Figure 112007093377718-PCT00218
    가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00219
    가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 주고,
    여기서
    Figure 112007093377718-PCT00220
    은 협력 블록 페이딩
    Figure 112007093377718-PCT00221
    에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  8. 제 4항에 있어서, 'b'와 'c'의 경우, 최상의 변조 모드 쌍이 각각 소스(1301)와 목적지(1304)에 관한 상이한 수신된 신호-대-잡음비(SNR)(γ1과 γ2)에 기초한 미리 결정된 쌍의 세트로부터 선택되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  9. 제 9항에 있어서, 상기 미리 결정된 쌍의 세트는 상이한 수신된 SNR(γ1과 γ2)에 관한 변조 모드 쌍의 시뮬레이션에 의해 얻어지는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 적응 변조를 위한 시스템.
  10. 무선 코딩된 협력 통신 시스템(1300)에서 변조 모드를 적응시키는 방법으로서,
    적응 가능한 변조 모드를 가지는 소스(1301)에 의해 메시지를 목적지에 보내는 단계와,
    적응 가능한 변조 모드를 가지며, 목적지에 보내진 메시지의 적어도 일부를 릴레이하도록 미리 결정된 코딩된 협력 통신 프로토콜을 수행하기 위해 소스와 협력하도록 적응되는, 소스(1301)의 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302)(1303)에 의해 보내진 메시지를 수신하는 단계를 포함하고,
    소스(1301)의 채널 조건과 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302)(1303) 중 하나에 기초하여, 상기 소스(1301)는 자신의 처리량 이득이 임의의 다른 그러한 소스(1301)와 다른 후보(1302)(1303) 쌍의 개선 이득보다 더 개선되도록, 후보(1302)(1303), 소스 변조 모드와 후보 변조 모드로 이루어지는 대응하는 쌍을 선 택하는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 선택 단계는
    상기 소스(1301)가 목적지(1304)로의 열악한 채널 품질을 가질 될 때에는, 소스(1301)의 프레임 에러율(FER)이 낮아지도록 대응하는 쌍을 선택하는 단계를,
    그렇지 않은 경우, 소스(1301)가
    - 후보 파트너/릴레이(1302)(1303), 변조 모드의 대응하는 쌍 및 상기 변조 모드의 대응하는 쌍을 사용하여 상기 소스(1301)로부터 목적지(1304)로 신호를 발송하기 위해 후보(1302)(1303)와 협력하는 소스(1301)로부터 나오는 처리량 이득을 각각 포함하는 3-투플(tuple)로 이루어지는 세트를 계산하고,
    - 계산된 세트로부터 가장 큰 처리량 이득을 가지는 3-투플을 선택하는
    하위 단계를
    수행함으로써, 다른 어느 것보다 많이 개선되는 처리량 이득을 결정하는 단계를 더 포함하는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 세트의 각 처리량 이득은
    a. 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302)(1303)가 그것의 변조 모드를 적응시키지만 소스(1301)는 자신의 변조 모드를 일정하게 유지하는 것,
    b. 소스(1301)가 자신의 변조 모드를 적응시키고, 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302)(1303)가 자신의 변조 모드를 고정시키는 것, 및
    c. 소스(1301)가 자신의 변조 모드를 적응시키고, 동시에 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302)(1303)가 자신의 변조 모드를 적응시키는 것
    으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 대응하는 변조 모드 쌍에 기초하여 계산되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 대응하는 쌍의 각 모드는 이진 위상 편이 변조(BPSK), 직교 위상 편이 변조(QPSK), 및 16-상태 직교 진폭 변조(16-QAM)로 이루어지는 모드의 그룹으로부터 선택되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 BPSK로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00222
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00223
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00224
    Figure 112007093377718-PCT00225
    이고,
    소스(1301)가 BPSK 변조 모드를 사용할 때,
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00226
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00227
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00228
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00229
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00230
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00231
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00232
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00233
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00234
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00235
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00236
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00237
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00238
    가 최대가 되며, 즉 이 경우 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    여기서,
    Figure 112007093377718-PCT00239
    은 협력 블록 페이딩 채널에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 QPSK로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00240
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00241
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00242
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00243
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00244
    및
    Figure 112007093377718-PCT00245
    이고,
    본래 사용자가 QPSK 변조를 사용한다는 가정하게 다음 결과, 즉
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00246
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00247
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00248
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00249
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00250
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00251
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00252
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00253
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00254
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00255
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00256
    일 때,
    Figure 112007093377718-PCT00257
    라면
    Figure 112007093377718-PCT00258
    가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그렇지 않은 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00259
    가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 주고,
    여기서,
    Figure 112007093377718-PCT00260
    은 협력 블록 페이딩 채널에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 16-QAM으로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00261
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00262
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00263
    및
    Figure 112007093377718-PCT00264
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00265
    및
    Figure 112007093377718-PCT00266
    이고,
    소스(1301)가 16-QAM을 사용할 때,
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00267
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00268
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00269
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00270
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00271
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00272
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00273
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00274
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00275
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00276
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00277
    일 때,
    Figure 112007093377718-PCT00278
    라면
    Figure 112007093377718-PCT00279
    가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00280
    가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져 다 주고,
    여기서
    Figure 112007093377718-PCT00281
    은 협력 블록 페이딩
    Figure 112007093377718-PCT00282
    에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  17. 제 13항에 있어서, 'b'와 'c'의 경우, 변조 모드 쌍은 각각 소스(1301)와 목적지(1304)에 관한 상이한 수신된 신호-대-잡음비(SNR)(γ1과 γ2)에 기초한 미리 결정된 쌍의 세트로부터 선택되는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 미리 결정된 쌍의 세트는 상이한 수신된 SNR(γ1과 γ2)에 관한 변조 모드 쌍의 시뮬레이션에 의해 얻어지는, 무선 코딩된 협력 통신 시스템에서 변조 모드를 적응시키는 방법.
  19. 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치(1900)로서,
    적응 가능한 변조 모드를 가지고 소스(1301)로부터 목적지(1304)로 메시지를 송신하는 송신기(1902),
    적응 가능한 변조 모드를 가지고 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302)(1303)로부터 메시지를 수신하는 수신기(1903)로서, 상기 수신기(1903)는 보내진 메시지의 적어도 일부를 목적지(1304)에 릴레이하도록 후보(1302)(1303)에 관한 미리 결정된 코딩된 협력 통신 프로토콜을 수행하기 위해 후보(1302)(1303)와 협력하도록 적응되는, 수신기(1903), 및
    상기 송신기(1902)와 수신기(1903)에 동작 가능하게 연결되고, 소스(1301)의 처리량 이득이 상기 메시지를 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302)(1303)의 임의의 다른 후보(1302)(1303)와 협력하여 송신함으로써 더 개선되도록, 소스(1301)의 채널 조건에 기초하여 목적지(1304)로 메시지의 적어도 일부를 협력하여 송신하기 위해 소스 변조 모드와 후보 변조 모드로 이루어지는 대응하는 쌍과 후보를 선택하도록 구성되는, 파트너/변조 선택 모듈(1904)을
    포함하는, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 파트너/변조 선택 모듈(1904)은,
    상기 소스(1301)가 목적지(1304)로의 열악한 채널 품질을 가질 때에는, 소스(1301)가 소스(1301)의 프레임 에러율(FER)이 낮아지도록 후보(1302)(1303)를 선택하고,
    그 외의 경우에는, 소스(1301)가
    - 후보 파트너/릴레이(1302)(1303), 변조 모드의 대응하는 쌍 및 상기 변조 모드의 대응하는 쌍을 사용하여 상기 소스(1301)로부터 목적지(1304)로 메시지의 적어도 일부를 송신하기 위해 후보(1302)(1303)와 협력하는 소스(1301)로부터 나오는 처리량 이득을 각각 포함하는 3-투플(tuple)로 이루어지는 세트를 계산하고,
    - 계산된 세트로부터 가장 큰 처리량 이득을 가지는 3-투플을 선택함으로써 메시지를 적어도 하나의 후보 파트너/릴레이(1302)(1303)의 임의의 다른 후보(1302)(1303)와 협력하여 송신함으로써, 처리량 이득이 더 개선되는 후보(1302)(1303)를 결정하도록
    추가로 구성되는, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  21. 제 11항에 있어서, 상기 세트의 각 처리량 이득은
    a. 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302)(1303)가 자신의 변조 모드를 적응시키지만 소스(1301)가 자신의 변조 모드를 일정하게 유지하는 것,
    b. 소스(1301)가 자신의 변조 모드를 적응시키고, 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302)(1303)가 자신의 변조 모드를 고정시키는 것, 및
    c. 소스(1301)가 자신의 변조 모드를 적응시키고, 동시에 적어도 하나의 파트너/릴레이(1302)(1303)가 자신의 변조 모드를 적응시키는 것
    으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 대응하는 변조 모드 쌍에 기초하여 계산되는, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 대응하는 쌍의 각 모드는 이진 위상 편이 변조(BPSK), 직교 위상 편이 변조(QPSK), 및 16-상태 직교 진폭 변조(16-QAM)로 이루어지는 모드의 그룹으로부터 선택되는, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 BPSK로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00283
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00284
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00285
    및
    Figure 112007093377718-PCT00286
    이고,
    소스(1301)가 BPSK 변조 모드를 사용할 때,
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00287
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00288
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00289
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00290
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00291
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00292
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00293
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00294
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00295
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16- QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00296
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00297
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00298
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00299
    가 최대가 되며, 즉 이 경우 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    여기서,
    Figure 112007093377718-PCT00300
    은 협력 블록 페이딩 채널에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  24. 제 22항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 QPSK로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00301
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00302
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00303
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00304
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00305
    Figure 112007093377718-PCT00306
    이고,
    본래 사용자가 QPSK 변조를 사용한다는 가정하게 다음 결과, 즉
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00307
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00308
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00309
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00310
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00311
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00312
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00313
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00314
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00315
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00316
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00317
    일 때,
    Figure 112007093377718-PCT00318
    라면
    Figure 112007093377718-PCT00319
    가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00320
    가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 주고,
    여기서,
    Figure 112007093377718-PCT00321
    은 협력 블록 페이딩 채널에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  25. 제 22항에 있어서, 'a'의 경우, 소스(1301)의 변조 모드가 16-QAM으로 고정되고, 처리량 이득이
    Figure 112007093377718-PCT00322
    라면(n=1,2,3), 파트너/릴레이(1302, 1303)에 관한 최상의 변조 속도는 계산, 즉
    Figure 112007093377718-PCT00323
    ,
    Figure 112007093377718-PCT00324
    및
    Figure 112007093377718-PCT00325
    에 의해 결정되고, 임의의 주어진 γ1과 γ2에 관해,
    Figure 112007093377718-PCT00326
    및
    Figure 112007093377718-PCT00327
    이고,
    소스(1301)가 16-QAM을 사용할 때,
    1)
    Figure 112007093377718-PCT00328
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00329
    이라면,
    Figure 112007093377718-PCT00330
    이 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 BPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    2)
    Figure 112007093377718-PCT00331
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00332
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00333
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고,
    3)
    Figure 112007093377718-PCT00334
    이고,
    Figure 112007093377718-PCT00335
    이라면
    Figure 112007093377718-PCT00336
    가 가장 큰데, 즉 처리량은 파트너가 16-QAM 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되며,
    4)
    Figure 112007093377718-PCT00337
    이고
    Figure 112007093377718-PCT00338
    일 때,
    Figure 112007093377718-PCT00339
    라면
    Figure 112007093377718-PCT00340
    가 가장 큰데, 즉 그 처리량은 파트너가 QPSK 변조 모드를 사용할 경우 최대가 되고, 그 외의 경우는
    Figure 112007093377718-PCT00341
    가 최대가 되며, 즉 파트너에 의해 선택된 16-QAM 변조 모드가 소스에 가장 큰 처리량을 가져다 주고,
    여기서
    Figure 112007093377718-PCT00342
    은 협력 블록 페이딩
    Figure 112007093377718-PCT00343
    에 관한 프레임 에러율이며, γ1과 γ2는 각각 소스(1301)와 목적지(1304) 사이, 파트너/릴레이(1302)(1303)와 목적지(1304) 사이의 링크 신호-대-잡음비인, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  26. 제 22항에 있어서, 'b'와 'c'의 경우, 변조 모드 쌍은 각각 소스(1301)와 목 적지(1304)에 관한 상이한 수신된 신호-대-잡음비(SNR)(γ1과 γ2)에 기초한 미리 결정된 쌍의 세트로부터 선택되는, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 미리 결정된 쌍의 세트는 상이한 수신된 SNR(γ1과 γ2)에 관한 변조 모드 쌍의 시뮬레이션에 의해 얻어지는, 코딩된 협력 통신에 관한 무선 디바이스 변조 모드를 적응시키는 장치.
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