KR20100078405A - Wireless network of applying network coding scheme using random code - Google Patents

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KR20100078405A
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Abstract

PURPOSE: A mobile network for applying a network coding technique by using a random code is provided to reduce control overhead produced in the mobile network by applying the network coding technique without the control information. CONSTITUTION: One or more a first sending message is received from a first source node(S712). One or more a second sending message is received from a second source node(S722). One or more a relay message is produced with one or more a third random code by processing the first source message and the second source message. By processing a plurality of first sub messages belonging to the first source message by using one or more first random code the first source node is produced the first sending message. By processing second sub messages belonging to the second source message by using one or more second random code the second source node is produced the second sending message.

Description

랜덤 코드를 이용하여 네트워크 코딩 기법을 적용하는 무선 네트워크{WIRELESS NETWORK OF APPLYING NETWORK CODING SCHEME USING RANDOM CODE}Wireless network applying network coding technique using random code {WIRELESS NETWORK OF APPLYING NETWORK CODING SCHEME USING RANDOM CODE}

본 발명의 실시예들은 네트워크 코딩 기법을 사용하는 무선 네트워크에 관한 것으로, 특히 무선 네트워크의 컨트롤 오버헤드를 줄이고, 무선 네트워크의 성능(throughput)을 향상시키기 위한 기술에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to wireless networks using network coding techniques, and more particularly to techniques for reducing control overhead and improving throughput of wireless networks.

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.Research into communication protocols applied to wireless networks such as mesh networks, ad-hoc networks, and sensor networks has been actively conducted. In particular, each of the nodes belonging to the wireless network has a limited transmission power, and the state of the channels between the nodes is changed, so there is a limit to increasing the performance of the wireless network.

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 디코딩함 으로써, 원하는(desired) 메시지들을 추출할 수 있다.Recently, there is a growing interest in network coding techniques that can be applied to wireless networks. In a wireless network using a network coding technique, a relay node properly encodes messages corresponding to at least two nodes to generate a network coded message and forwards the network coded message to the at least two nodes. At this time, at least two nodes can extract the desired messages by properly decoding the network coding message.

네트워크 코딩 기법을 사용하는 무선 네트워크는 무선 자원(예를 들어, 시간 자원)을 비교적 효율적으로 사용할 수 있다. 다만, 네트워크 코딩 기법을 사용하는 무선 네트워크가 더 높은 성능을 달성하고, 무선 네트워크에서 발생하는 오버헤드를 줄이기 위해서는 더 많은 연구들이 이루어져야 한다.Wireless networks using network coding techniques can use radio resources (eg, time resources) relatively efficiently. However, in order to achieve higher performance of the wireless network using the network coding technique and to reduce the overhead incurred in the wireless network, more research has to be done.

본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 제1 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지에 속하는 복수의 제1 서브 메시지들을 가공하여 제1 전송 메시지를 생성하고, 제2 소스 노드는 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 제2 전송 메시지를 생성한다. The first source node according to an embodiment of the present invention generates a first transmission message by processing a plurality of first sub-messages belonging to the first source message with a first random code, and the second source node generates a second random message. The second sub-messages belonging to the second source message with the code are processed to generate a second transmission message.

그리고, 중계 노드는 제3 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 가공하여 중계 메시지를 생성할 수 있다.The relay node may generate the relay message by processing the first source message and the second source message with the third random code.

이 때, 제1 소스 노드에 대응되는 제1 목적 노드는 제2 전송 메시지를 엿듣고, 엿들은 제2 전송 메시지 및 중계 메시지를 기초로 제1 소스 메시지를 추출한다. 그리고, 제2 소스 노드에 대응되는 제2 목적 노드는 제1 전송 메시지를 엿듣고, 엿들은 제1 전송 메시지 및 중계 메시지를 기초로 제2 소스 메시지를 추출한다.At this time, the first target node corresponding to the first source node listens to the second transmission message, and extracts the first source message based on the second transmission message and the relay message. The second target node corresponding to the second source node listens to the first transmission message and extracts the second source message based on the first transmission message and the relay message.

본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드의 네트워크 코딩 방법은 제1 소스 노드로부터 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 수신하는 단계, 제2 소스 노드로부터 적어도 하나의 제2 전송 메시지들을 수신하는 단계 및 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 가공하여 적어도 하나의 중계 메시지를 생성하는 단계를 포함한다.A network coding method of a relay node according to an embodiment of the present invention includes receiving at least one first transmission message from a first source node, receiving at least one second transmission message from a second source node, and at least Processing the first source message and the second source message with one third random code to generate at least one relay message.

이 때, 상기 제1 소스 노드는 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지에 속하는 복수의 제1 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하고, 상기 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성한다.In this case, the first source node processes the plurality of first sub-messages belonging to the first source message with at least one first random code to generate the at least one first transmission message, and the second source node. Generates the at least one second transmission message by processing the second sub-messages belonging to the second source message with at least one second random code.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드의 동작 방법은 제2 소스 노드로부터 전송된 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 엿듣는 단계, 중계 노드로부터 적어도 하나의 중계 메시지를 수신하는 단계 및 상기 엿들은 적어도 하나의 제2 전송 메시지 및 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 기초로 제1 소스 메시지를 추출하는 단계를 포함한다.In addition, the method of operating a first target node according to an embodiment of the present invention, listening to at least one second transmission message transmitted from a second source node, receiving at least one relay message from a relay node; And the extracts comprise extracting a first source message based on at least one second transmission message and the at least one relay message.

이 때, 제1 소스 노드는 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 가지고 상기 제1 소스 메시지에 속하는 복수의 제1 서브 메시지들을 가공하여 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하고, 상기 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성하고, 상기 중계 노드는 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 가지고 상기 제1 소스 메시지 및 상기 제2 소스 메시지를 가공하여 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 전송한다.In this case, the first source node processes the plurality of first sub-messages belonging to the first source message with at least one first random code to generate at least one first transmission message, and the second source node Processing the second sub-messages belonging to the second source message with at least one second random code to generate the at least one second transmission message, wherein the relay node has the first random code with at least one third random code Process the source message and the second source message to transmit the at least one relay message.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드의 동작 방법은 제1 소스 노드가 복수의 제1 서브 메시지들로 제1 소스 메시지를 분할하는 단계, 상기 제1 소스 노드가 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 가지고 상기 복수의 제1 서브 메시지들 가공하여 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하는 단계 및 상기 제1 소스 노드가 중계 노드 및 제2 목적 노드로 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.In addition, the method of operating a first source node according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: splitting a first source message into a plurality of first sub-messages by a first source node; Processing the plurality of first sub-messages with one random code to generate at least one first transmission message, and wherein the first source node sends the at least one first transmission message to a relay node and a second destination node. Transmitting.

이 때, 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성하고,At this time, the second source node processes the second sub-messages belonging to the second source message with at least one second random code to generate at least one second transmission message,

상기 중계 노드는 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 가지고 상기 제1 소스 메시지 및 상기 제2 소스 메시지를 가공하여 적어도 하나의 중계 메시지를 생성하고, 상기 제1 목적 노드는 엿들은 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지 및 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 기초로 상기 제1 소스 메시지를 추출하고, 상기 제2 목적 노드는 엿들은 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지 및 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 기초로 상기 제2 소스 메시지를 추출한다.The relay node has at least one third random code to process the first source message and the second source message to generate at least one relay message, wherein the first destination node sniffs the at least one second Extracting the first source message based on the transmission message and the at least one relay message, and wherein the second destination node detects the at least one first transmission message and the at least one relay message based on the second target node; Extract the source message.

본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 랜덤 코드를 사용함으로써 목적 노드들이 어떤 서브 메시지들을 엿들었는지에 대한 컨트롤 정보 없이도 네트워크 코딩 기법을 적용할 수 있다. 이에 따라, 무선 네트워크에서 발생하는 컨트롤 오버헤드가 감소될 수 있다.The relay node according to an embodiment of the present invention can apply a network coding scheme without using control information on which sub-messages are sniffed by the target nodes by using a random code. Accordingly, control overhead incurred in the wireless network can be reduced.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 목적 노드들 각각은 소스 노드들로부터 전송된 메시지들 중 적어도 하나를 엿들음으로써, 무선 네트워크의 성능을 높일 수 있다. In addition, each of the destination nodes according to an embodiment of the present invention may increase the performance of the wireless network by sniffing at least one of the messages transmitted from the source nodes.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless network according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크는 제1 소스 노드(S1), 제2 소스 노드(S2), 중계 노드(R), 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)를 포함한다. 다만, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크는 도 1에 도시된 바와 다르게, 둘 이상의 소스 노드들, 중계 노드들 및 목적 노드들을 포함할 수 있으며, 후술하는 본 발명의 실시예들은 이러한 무선 네트워크에 동일하게 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless network according to an embodiment of the present invention includes a first source node S1, a second source node S2, a relay node R, a first destination node D1, and a second destination. Node D2. However, a wireless network according to an embodiment of the present invention may include two or more source nodes, relay nodes, and destination nodes, as illustrated in FIG. 1. The same applies to.

제1 소스 노드(S1)로부터 중계 노드(R)로의 채널을 h1R, 제2 소스 노드(S2)로부터 중계 노드(R)로의 채널을 h2R, 중계 노드(R)로부터 제1 목적 노드(D1)로의 채널을 hR1, 중계 노드(R)로부터 제2 목적 노드(D2)로의 채널을 hR2라고 한다. 또한, 제1 소스 노드(S1)로부터 제2 목적 노드(D2)로의 채널을 h12, 제2 소스 노드(S2)로부터 제1 목적 노드(D1)로의 채널을 h21이라고 한다. 이 때, h1R, h2R은 직접 채널(direct channel)이라고 부르며, h12 및 h21을 엿듣는 채널(overhearing channel)이라고 부르기로 한다.H 1R for the channel from the first source node S1 to the relay node R, h 2R for the channel from the second source node S2 to the relay node R, and the first destination node D1 from the relay node R. The channel to h) is referred to as h R1 , and the channel from the relay node R to the second target node D2 is referred to as h R2 . In addition, a channel from the first source node S1 to the second target node D2 is referred to as h 12 , and a channel from the second source node S2 to the first target node D1 is referred to as h 21 . In this case, h 1R and h 2R are called direct channels, and h 12 and h 21 are called overhearing channels.

또한, 제1 소스 노드(S1)는 제1 목적 노드(D1)와 짝(pair)을 이루며, 제1 소스 노드(S1)가 제1 목적 노드(D1)로 전송하고자 하는 메시지를 제1 소스 메시지(M1)라고 가정한다. 또한, 제2 소스 노드(S2)는 제2 목적 노드(D2)와 짝을 이루 며, 제2 소스 노드(S2)가 제2 목적 노드(D2)로 전송하고자 하는 메시지를 제2 소스 메시지(M2)라고 가정한다.In addition, the first source node S1 is paired with the first destination node D1, and the first source node S1 transmits a message that the first source node S1 wants to transmit to the first destination node D1. Assume (M1). In addition, the second source node S2 is paired with the second target node D2, and the second source node S2 transmits a message that the second source node S2 wants to transmit to the second target node D2. Suppose).

도 2는 무선 네트워크의 시간에 따른 동작들을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for describing operations of a wireless network over time.

도 2의 210은 무선 네트워크가 네트워크 코딩 기법을 사용하지 않는 경우, 무선 네트워크의 시간에 따른 동작들을 나타낸다. 210 of FIG. 2 illustrates operations over time of a wireless network when the wireless network does not use a network coding technique.

무선 네트워크가 네트워크 코딩 기법을 사용하지 않는 경우, 제1 소스 노드(S1)가 제1 소스 메시지(M1)를 제1 목적 노드(D1)로 전송하고, 제2 소스 노드(S2)가 제2 소스 메시지(M2)를 제2 목적 노드(D2)로 전송하기 위해서는 네 개의 시간 슬롯들이 필요하다.If the wireless network does not use a network coding scheme, the first source node S1 sends a first source message M1 to the first destination node D1, and the second source node S2 sends a second source. Four time slots are required to send the message M2 to the second destination node D2.

즉, 제1 소스 노드(S1)는 phase 1에 대응하는 제1 시간 슬롯에서 중계 노드(R)로 제1 소스 메시지(M1)를 전송한다. 또한, 제2 소스 노드(S2)는 phase 2에 대응하는 제2 시간 슬롯에서 중계 노드(R)로 제2 소스 메시지(M2)를 전송한다. 이 때, 중계 노드(R)는 제1 소스 메시지(M1) 및 제2 소스 메시지(M2)를 phase 3 및 phase 4에 대응하는 제3 시간 슬롯 및 제4 시간 슬롯에서 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)로 전달한다.That is, the first source node S1 transmits the first source message M1 to the relay node R in the first time slot corresponding to phase 1. In addition, the second source node S2 transmits a second source message M2 to the relay node R in a second time slot corresponding to phase 2. In this case, the relay node R may transmit the first source message M1 and the second source message M2 to the first destination node D1 in the third and fourth time slots corresponding to phases 3 and 4, respectively. And to the second destination node D2.

반면에, 도 2의 220은 무선 네트워크가 네트워크 코딩 기법을 사용하는 경우, 무선 네트워크의 시간에 따른 동작들의 일예를 나타낸다.On the other hand, 220 of FIG. 2 shows an example of operations over time of the wireless network when the wireless network uses a network coding technique.

무선 네트워크가 네트워크 코딩 기법을 사용하는 경우, 제1 소스 노드(S1)가 제1 소스 메시지(M1)를 제1 목적 노드(D1)로 전송하고, 제2 소스 노드(S2)가 제2 소스 메시지(M2)를 제2 목적 노드(D2)로 전송하기 위해서는 3 개의 시간 슬롯들이 필요하다.When the wireless network uses a network coding scheme, the first source node S1 sends the first source message M1 to the first destination node D1, and the second source node S2 sends the second source message. Three time slots are required to transmit M2 to the second destination node D2.

즉, 제1 시간 슬롯에서, 제1 소스 노드(S1)는 제1 소스 메시지(M1)를 제2 목적 노드(D2) 및 중계 노드(R)로 전송한다. 이 때, 제1 소스 메시지(M1)는 엿듣는 채널(h12)을 통하여 제2 목적 노드(D2)로 전송되며, 직접 채널(h1R)을 통하여 중계 노드(R)로 전송된다.That is, in the first time slot, the first source node S1 transmits the first source message M1 to the second destination node D2 and the relay node R. At this time, the first source message M1 is transmitted to the second target node D2 through the intercepted channel h 12 , and is transmitted to the relay node R through the direct channel h 1R .

또한, 제2 시간 슬롯에서, 제2 소스 노드(S2)는 제2 소스 메시지(M2)를 제1 목적 노드(D1) 및 중계 노드(R)로 전송한다. 이 때, 제2 소스 메시지(M2)는 엿듣는 채널(h21)을 통하여 제2 목적 노드(D1)로 전송되며, 직접 채널(h2R)을 통하여 중계 노드(R)로 전송된다.Also, in the second time slot, the second source node S2 sends a second source message M2 to the first destination node D1 and the relay node R. At this time, the second source message M2 is transmitted to the second target node D1 through the intercepting channel h 21 , and is transmitted to the relay node R through the direct channel h 2R .

이 때, 중계 노드(R)는 제1 시간 슬롯 및 제2 시간 슬롯에서 수신된 제1 소스 메시지(M1) 및 제2 소스 메시지(M2)를 네트워크 코딩 기법에 따라 인코딩한다. 예를 들어, 중계 노드(R)는 XOR 연산을 통하여 제1 소스 메시지(M1) 및 제2 소스 메시지(M2)를 인코딩하여 네트워크 코딩된 메시지(XOR(M1, M2))를 생성할 수 있다.In this case, the relay node R encodes the first source message M1 and the second source message M2 received in the first time slot and the second time slot according to a network coding scheme. For example, the relay node R may generate a network coded message XOR (M1, M2) by encoding the first source message M1 and the second source message M2 through an XOR operation.

또한, 제3 시간 슬롯에서, 중계 노드(R)는 네트워크 코딩된 메시지(XOR(M1, M2))를 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D1)로 전송한다. 이 때, 제1 목적 노드(D1)는 제2 시간 슬롯에서 엿들은(overheard) 제2 소스 메시지(M2)를 이용하여 네트워크 코딩된 메시지(XOR(M1, M2))로부터 제1 소스 메시지(M1)를 추출한다. 유사하게, 제2 목적 노드(D2)는 제1 시간 슬롯에서 엿들은(overheard) 제1 소스 메시지(M1)를 이용하여 네트워크 코딩된 메시지(XOR(M1, M2))로부터 제2 소스 메시 지(M2)를 추출한다.Also, in the third time slot, the relay node R sends a network coded message XOR (M1, M2) to the first destination node D1 and the second destination node D1. At this time, the first destination node D1 receives the first source message M1 from the network coded message XOR (M1, M2) using the second source message M2 overheard in the second time slot. ). Similarly, the second destination node D2 uses the first source message M1 overheard in the first time slot to obtain a second source message from the network coded message XOR (M1, M2). M2) is extracted.

다만, 무선 네트워크가 도 2의 220에 도시된 바와 같이 동작하는 경우, 여러 문제들이 발생할 수 있다.However, when the wireless network operates as shown at 220 in FIG. 2, various problems may occur.

일반적으로, 엿듣는 채널들(h12, h21)의 상태는 직접 채널들(h1R, h2R)의 상태보다 좋지 않다. 따라서, 제1 소스 노드(S1) 및 제2 소스 노드(S2)가 제1 시간 슬롯 및 제2 시간 슬롯에서 엿듣는 채널들(h12, h21)을 사용하는 경우, 제1 소스 노드(S1) 및 제2 소스 노드(S2)의 적용 가능한 데이터 전송률은 엿듣는 채널들(h12, h21)의 상태에 의해 제한된다.In general, the state of the eavesdropping channels h 12 , h 21 is worse than that of the direct channels h 1R , h 2R . Therefore, when the first source node S1 and the second source node S2 use the channels h 12 and h 21 that are eavesdropping in the first time slot and the second time slot, the first source node S1. And the applicable data rate of the second source node S2 is limited by the state of the intercepting channels h 12 , h 21 .

예를 들어, 제1 소스 노드(S1)가 제1 시간 슬롯에서 제1 소스 메시지(M1)를 전송하는 경우, 제1 소스 노드(S1)는 중계 노드(R)에 대해서는 높은 데이터 전송률을 적용할 수 있으나, 제2 목적 노드(R1)에 대해서는 낮은 데이터 전송률을 적용해야 하므로, 제1 소스 노드(S1)의 적용 가능한 데이터 전송률이 감소하는 문제가 발생한다. 또 다른 예를 들어, 엿듣는 채널(h12)에서 손실이 발생할 확률이 75%(전송에 성공할 확률이 25%)라고 가정하는 경우, 제1 소스 노드(S1)는 전송에 성공하기 위하여 4(=1/0.25) 번 제1 소스 메시지(M1)를 전송해야 하며, 이러한 전송 횟수의 증가는 무선 네트워크 전체의 성능을 저하시키는 원인이 된다.For example, when the first source node S1 transmits the first source message M1 in the first time slot, the first source node S1 may apply a high data rate for the relay node R. However, since a low data rate must be applied to the second target node R1, an applicable data rate of the first source node S1 may decrease. In another example, if it is assumed that the probability of loss in the eavesdropping channel h 12 is 75% (25% probability of successful transmission), the first source node S1 is 4 ( = 1 / 0.25) times the first source message (M1) should be transmitted, this increase in the number of transmission is a cause of degradation of the performance of the entire wireless network.

또한, 엿듣는 채널을 이용하여 네트워크 코딩 기법을 적용하는 일반적인 무선 네트워크에서, 중계 노드(R)가 네트워크 코딩 기법을 적용하기 위해서는 제1 소 스 메시지(M1)에 속하는 패킷들 중 제2 목적 노드(D2)가 엿들은 패킷들(또는 서브 메시지들)에 대한 정보 및 제2 소스 메시지(M2)에 속하는 패킷들 중 제1 목적 노드(D1)가 엿들은 패킷들에 대한 정보를 알아야 한다. 이러한 엿들은 패킷들에 대한 정보가 중계 노드(R)로 제공됨으로 인해 무선 네트워크에서 발생하는 오버헤드는 무선 네트워크의 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있다.In addition, in a general wireless network that applies a network coding scheme using an eavesdropping channel, in order for the relay node R to apply the network coding scheme, a second destination node (1) of packets belonging to the first source message (M1) may be used. The information on the packets (or sub-messages) intercepted by D2) and the information on the packets intercepted by the first destination node D1 among the packets belonging to the second source message M2 must be known. Since the information on the packets is provided to the relay node R, the overhead incurred in the wireless network may cause the performance of the wireless network to be degraded.

그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 중계 노드(R)는 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드가 엿들은 패킷들에 대한 정보 없이도 네트워크 코딩 기법을 적용할 수 있다. 특히, 중계 노드(R)는 랜덤 코드를 이용하여 중계 메시지를 생성함으로써, 무선 네트워크에서 발생하는 컨트롤 오버헤드를 줄일 수 있다.However, according to embodiments of the present invention, the relay node R may apply a network coding technique without information about packets intercepted by the first and second destination nodes D1 and D2. In particular, the relay node R may generate a relay message using a random code, thereby reducing control overhead incurred in the wireless network.

도 3은 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드에 의해 엿들은(overheard) 서브 메시지들 및 엿듣지 못한 서브 메시지들을 도시한 도면이다.FIG. 3 shows sub-messages overheard and sub-messages overheard by a first target node and a second target node. FIG.

도 3을 참조하면, 제1 소스 노드(S1)의 제1 소스 메시지(M1)는 8개의 제1 서브 메시지들로, 제2 소스 노드(S2)의 제2 소스 메시지(M2)는 8개의 제2 서브 메시지들로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 3, the first source message M1 of the first source node S1 may be eight first sub-messages, and the second source message M2 of the second source node S2 may have eight first sub-messages. It can be represented by 2 sub messages.

제1 시간 슬롯에서, 제1 소스 노드(S1)는 제1 소스 메시지(M1)를 전송하고, 제2 목적 노드(D2)는 제1 소스 메시지(M1)를 엿듣는다. 이 때, 일반적으로 제1 소스 노드(S1)로부터 제2 목적 노드(D2)까지의 엿듣는 채널의 상태는 좋지 않으므로, 제2 목적 노드(D2)는 제1 소스 메시지(M1)를 완전히 수신하지 못한다. 즉, 제2 목적 노드(D2)는 제1 서브 메시지들 중 1, 3, 6, 7 번째 제1 서브 메시지들만을 성공적으로 수신하고, 2, 4, 5, 8 번째 제1 서브 메시지들을 수신하는 데에는 실패한 다.In the first time slot, the first source node S1 sends the first source message M1 and the second destination node D2 overhears the first source message M1. At this time, since the state of the eavesdropping channel from the first source node S1 to the second target node D2 is generally not good, the second target node D2 does not completely receive the first source message M1. can not do it. That is, the second destination node D2 successfully receives only the first, third, sixth, and seventh first sub-messages among the first sub-messages, and receives the second, fourth, fifth, and eighth first sub-messages. It fails.

이와 유사하게, 제2 시간 슬롯에서 제2 소스 노드(S2)는 제2 소스 메시지(M2)를 전송하고, 제1 목적 노드(D1)는 제2 소스 메시지(M2)를 엿듣는다. 이 때, 제1 목적 노드(D1)는 제1 소스 메시지(M1)를 완전히 수신하지 못한다. 즉, 제2 목적 노드(D2)는 제2 서브 메시지들 중 1, 3, 5 번째 제2 서브 메시지들만을 성공적으로 수신하고, 2, 4, 6, 7, 8 번째 제2 서브 메시지들을 수신하는 데에는 실패한다.Similarly, in the second time slot, the second source node S2 sends the second source message M2 and the first destination node D1 overhears the second source message M2. At this time, the first destination node D1 does not receive the first source message M1 completely. That is, the second destination node D2 successfully receives only the first, third and fifth second sub-messages of the second sub-messages, and receives the second, fourth, sixth, seventh and eighth second sub-messages. It fails.

또한, 중계 노드(R)는 제1 목적 노드(D1)가 엿들은 1, 3, 6, 7 번째 제1 서브 메시지들에 관한 정보 및 제2 목적 노드(D2)가 엿들은 1, 3, 5 번째 제2 서브 메시지들에 관한 정보를 파악한다. 그리고, 중계 노드(R)는 상기 정보를 기초로 제1 서브 메시지들의 일부(도 3에서 1, 3, 6 번째 제1 서브 메시지들) 및 제2 서브 메시지들의 일부(도 3에서 1, 3, 5 번째 제2 서브 메시지들)를 XOR 연산에 따라 인코딩한다. 그리고, 중계 노드(R)는 인코딩된 메시지들과 제1 서브 메시지들의 나머지 및 제2 서브 메시지들의 나머지를 포함하는 중계 메시지를 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)로 전송한다.In addition, the relay node R may include information about the first, third, sixth and seventh first sub-messages intercepted by the first target node D1 and the first, third, and fifth intercepted by the second target node D2. Information about the first second sub-messages is obtained. And, the relay node R is based on the information, part of the first sub-messages (1, 3, 6th first sub-messages in FIG. 3) and part of the second sub-messages (1, 3, Fifth second sub-messages) are encoded according to the XOR operation. In addition, the relay node R transmits a relay message including the encoded messages, the remainder of the first sub-messages, and the remainder of the second sub-messages to the first destination node D1 and the second destination node D2. .

이 때, 중계 노드(R)가 중계 메시지를 생성하기 위해서는 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)가 어떤 서브 메시지들을 성공적으로 수신하였는지를 파악해야 함을 알 수 있다. 즉, 이것은 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)가 어떤 서브 메시지들을 성공적으로 엿들었는지에 대한 컨트롤 정보를 중계 노드(R)로 제공해야 한다는 것을 의미한다. 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)가 컨트롤 정보를 중계 노드(R)로 제공하는 것은 무선 네트워크에 많은 오버헤드를 발생시키는 원인이 될 수 있다.At this time, it can be seen that in order for the relay node R to generate a relay message, it is necessary to determine which sub-messages the first target node D1 and the second target node D2 have successfully received. In other words, this means that the relay node R should provide control information on which sub-messages the first target node D1 and the second target node D2 have successfully overheard. Providing the control information to the relay node R by the first and second destination nodes D1 and D2 may cause a lot of overhead in the wireless network.

아래에서 설명하겠지만, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 목적 노드(D1) 및 제2 목적 노드(D2)가 어떤 서브 메시지들을 성공적으로 엿들었는지에 대한 컨트롤 정보를 중계 노드(R)로 제공하지 않더라도, 중계 노드(R)는 랜덤 코드를 사용하여 네트워크 코딩된 중계 메시지를 생성할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예들에 따르면, 무선 네트워크에서 발생하는 오버헤드를 줄일 수 있다.As will be described below, according to embodiments of the present invention, the relay node R provides control information on which sub-messages the first target node D1 and the second target node D2 have successfully overheard. If not, the relay node R may generate a network coded relay message using a random code. According to the embodiments of the present invention, it is possible to reduce the overhead incurred in the wireless network.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of operating a first source node according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 제1 소스 메시지(M1)를 N1 개의 제1 서브 메시지들(M11, M12, M13, . . ., M1N1)로 분할한다(S400).4, a first source node according to an embodiment of the present invention transmits a first source message M1 to N1 first sub-messages M 11 , M 12 , M 13 ,..., M 1N1. (S400).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 j를 1로 셋팅한다 (S410).In addition, the first source node according to an embodiment of the present invention sets j to 1 (S410).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 제1 랜덤 코드 C1 j를 생성한다(S420).In addition, the first source node according to an embodiment of the present invention generates a first random code C 1 j (S420).

여기서, j는 제1 소스 노드가 제1 소스 메시지(M1)를 전송하는 횟수를 나타내는 인덱스이다. 즉, 중계 노드가 N1 개의 제1 서브 메시지들 모두를 성공적으로 수신할 수 있도록 제1 소스 노드는 제1 소스 메시지(M1)와 관련된 제1 전송 메시지 를

Figure 112008090395536-PAT00001
번 전송한다고 가정하는 경우, C1 j는 제1 소스 노드가 j 번째 전송되는 제1 전송 메시지를 생성하는 과정에서 사용되는 제1 랜덤 코드를 의미한다.Here, j is an index indicating the number of times the first source node transmits the first source message M1. That is, the first source node receives the first transmission message related to the first source message M1 so that the relay node can successfully receive all of the N1 first sub-messages.
Figure 112008090395536-PAT00001
If it is assumed that the second transmission, C 1 j means the first random code used in the process of generating the first transmission message is transmitted j j the first source node.

이 때, 제1 랜덤 코드 C1 j는 N1 개의 계수들을 포함하는 벡터의 형태를 가질 수 있다. 특히, 제1 랜덤 코드 C1 j에 포함되는 N1 개의 계수들은 2m(m은 양의 정수임)의 사이즈를 갖는 유한체(Finite Field)로부터 랜덤하게 선택될 수 있다. 그리고, 제1 랜덤 코드 C1 j에 포함되는 N1 개의 계수들 각각이 선택되는 확률은 균일 분포(uniform distribution)를 가질 수 있다.In this case, the first random code C 1 j may have a form of a vector including N 1 coefficients. In particular, N1 coefficients included in the first random code C 1 j may be randomly selected from a finite field having a size of 2 m (m is a positive integer). The probability that each of the N1 coefficients included in the first random code C 1 j is selected may have a uniform distribution.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 제1 랜덤 코드 C1 j를 가지고 제1 서브 메시지들(M11, M12, M13, . . ., M1N1)을 가공하여 제1 전송 메시지 X1 j를 생성한다(S430).In addition, the first source node according to an embodiment of the present invention processes the first sub-messages M 11 , M 12 , M 13 ,... M 1N1 with the first random code C 1 j to generate the first source node. 1 generates a transmission message X 1 j (S430).

이 때, 생성된 제1 전송 메시지 X1 j는 제1 시간 슬롯에서 멀티캐스트 또는 브로드캐스트된다. 따라서, 제1 전송 메시지 X1 j는 직접 채널을 통하여 중계 노드로 전달되고, 제2 목적 노드는 엿듣는 채널을 통하여 제1 전송 메시지 X1 j의 전부 또는 일부를 엿듣는다.At this time, the generated first transmission message X 1 j is multicasted or broadcasted in the first time slot. Accordingly, the first transmission message X 1 j is delivered to the relay node through the direct channel, and the second target node overhears all or part of the first transmission message X 1 j through the intercepting channel.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 중계 노드로부터 확인 메시지(ACK)를 수신하였는지 여부를 판단한다(S440).In addition, the first source node according to an embodiment of the present invention determines whether or not an acknowledgment message (ACK) from the relay node (S440).

예를 들어, 중계 노드는 N1 개의 제1 서브 메시지들을 수신함에 응답하여 확인 메시지를 제1 소스 노드로 제공할 수 있고, 제1 소스 노드는 확인 메시지가 수신될 때까지 제1 전송 메시지를 반복적으로 전송할 수 있다.For example, the relay node may provide an acknowledgment message to the first source node in response to receiving the N1 first sub-messages, and the first source node may repeatedly provide the first transmission message until an acknowledgment message is received. Can transmit

이 때, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 중계 노드로부터 확인 메시지를 수신하는 경우, 제1 시간 슬롯에서의 동작을 종료한다. 다만, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 중계 노드로부터 확인 메시지를 수신하는 경우, j를 1만큼 증가시킨다(S450). 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드는 j+1 번째 제1 랜덤 코드를 가지고 j+1 번째 제1 전송 메시지를 생성한다.In this case, when the first source node receives the confirmation message from the relay node, the first source node ends the operation in the first time slot. However, when receiving the confirmation message from the relay node, the first source node according to an embodiment of the present invention increases j by 1 (S450). The first source node according to an embodiment of the present invention generates a j + 1 th first transmission message with a j + 1 th first random code.

상술한 내용을 기초로 제1 전송 메시지 X1 j는 하기 수학식 1을 통하여 표현될 수 있다.Based on the above description, the first transmission message X 1 j may be expressed through Equation 1 below.

X1 j = C1 jM1X 1 j = C 1 j M1

C1 j = [c11 j c12 j c13 j c14 j . . . c1N1 j]C 1 j = [c 11 j c 12 j c 13 j c 14 j . . . c 1N1 j ]

M1 = [M11 M12 M13 . . . M1N1]M1 = [M 11 M 12 M 13 . . . M 1N1 ]

여기서, C1 j는 유한체

Figure 112008090395536-PAT00002
의 원소이고,
Figure 112008090395536-PAT00003
은 2m(m은 양의 정수임)의 사이즈를 가지며,
Figure 112008090395536-PAT00004
에 속하는 원소들 각각은 N1개의 원소들로 이루어진 벡터이다.Where C 1 j is a finite field
Figure 112008090395536-PAT00002
Is an element of
Figure 112008090395536-PAT00003
Has a size of 2 m (m is a positive integer),
Figure 112008090395536-PAT00004
Each element of is a vector of N1 elements.

이 때, 제1 소스 노드가

Figure 112008090395536-PAT00005
번 제1 전송 메시지를 전송하는 경우,
Figure 112008090395536-PAT00006
개의 제1 랜덤 코드들로 구성된 코딩 행렬 C1이 하기 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.At this time, the first source node is
Figure 112008090395536-PAT00005
If you send the first send message,
Figure 112008090395536-PAT00006
A coding matrix C 1 composed of four first random codes may be defined as in Equation 2 below.

Figure 112008090395536-PAT00007
Figure 112008090395536-PAT00007

여기서, 제1 전송 메시지가 제1 소스 노드로부터 중계 노드로 전송되는 과정에서 발생하는 손실과 관련된 손실 행렬을 L1R이라고 가정한다. 손실 행렬 L1R은 제 1 소스 노드 및 중계 노드 사이의 채널에 따라 변한다.Here, it is assumed that a loss matrix related to a loss generated in the process of transmitting the first transmission message from the first source node to the relay node is L 1R . The loss matrix L 1R varies with the channel between the first source node and the relay node.

이 때, 중계 노드에서 수신된 제1 전송 메시지 X1R는 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.At this time, the first transmission message X 1R received at the relay node may be represented by Equation 3 below.

X1R=L1RC1M1X 1R = L 1R C 1 M1

이 때,

Figure 112008090395536-PAT00008
개의 제1 랜덤 코드들로 구성된 코딩 행렬 C1은 L1RC1의 역행렬이 존재하도록 생성될 수 있다. 특히,
Figure 112008090395536-PAT00009
개의 제1 랜덤 코드들은 서로 선형 독립일 수 있다. 여기서, m이 무한대로 증가함에 따라 L1RC1의 역행렬이 존재할 확률은 1로 가까워진다.At this time,
Figure 112008090395536-PAT00008
The coding matrix C 1 composed of the first random codes may be generated such that an inverse of L 1R C 1 exists. Especially,
Figure 112008090395536-PAT00009
First random codes may be linearly independent of each other. Here, as m increases to infinity, the probability that there is an inverse of L 1R C 1 approaches 1.

또한, 제2 목적 노드가 엿들은 제1 전송 메시지 X12는 상술한 내용과 유사하게 하기 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.In addition, the first transmission message X 12 which the second target node intercepts may be expressed as in Equation 4 below.

X12=L12C1M1X 12 = L 12 C 1 M1

여기서, 제1 전송 메시지가 제1 소스 노드로부터 제2 목적 노드로 전송되는 과정에서 발생하는 손실과 관련된 손실 행렬을 L12이라고 가정한다. 이 때, 후술하겠지만, 제2 목적 노드는 엿들은 제1 전송 메시지 X12를 저장하고 있다가, 중계 노드로부터 전송된 중계 메시지와 엿들은 제1 전송 메시지 X12를 함께 이용하여 제2 소스 메시지를 추출한다.Here, it is assumed that a loss matrix associated with a loss generated in the process of transmitting the first transmission message from the first source node to the second destination node is L 12 . At this time, as will be described later, the second target node stores the tampered first transmission message X 12 , and then uses the relay message transmitted from the relay node and the tampered first transmission message X 12 together with the second source message. Extract.

또한, 도 4에 도시되지 아니하였으나, 제1 소스 노드의 동작과 유사하게 본 발명의 일실시예에 따른 제2 소스 노드는 제2 소스 메시지 M2를 N2 개의 제2 서브 메시지들로 분할한다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 제2 소스 노드는 N2 개의 제2 서브 메시지들과 제2 랜덤 코드 C2 j를 이용하여 제2 전송 메시지를 생성하고, 제2 전송 메시지를 전송한다. 이 때, 중계 노드는 제2 전송 메시지를 직접 채널을 통해 수신하고, 제1 목적 노드는 제2 전송 메시지를 엿듣는 채널을 통해 엿듣는다.Although not shown in FIG. 4, similar to the operation of the first source node, the second source node according to an embodiment of the present invention divides the second source message M2 into N2 second sub-messages. The second source node according to an embodiment of the present invention generates a second transmission message by using N2 second sub-messages and a second random code C 2 j , and transmits the second transmission message. At this time, the relay node receives the second transmission message directly through the channel, and the first target node listens through the channel for listening to the second transmission message.

도 5는 제1 소스 노드가 제1 전송 메시지를 생성하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram conceptually illustrating a process of generating a first transmission message by a first source node.

도 5를 참조하면, 제1 소스 노드는 N1 개의 제1 서브 메시지들을 준비한다. 그리고, 제1 소스 노드는 N1 개의 계수들로 이루어진 제1 랜덤 코드 C1 j를 가지고 N1 개의 제1 서브 메시지들을 가공하여 제1 전송 메시지 X1 j를 생성한다.Referring to FIG. 5, the first source node prepares N1 first sub-messages. The first source node processes the N1 first sub-messages with the first random code C 1 j of N 1 coefficients to generate a first transmission message X 1 j .

이 때, 제1 전송 메시지 X1 j에는 제1 랜덤 코드 C1 j에 관한 정보 및 헤더 정보가 부가된다. 즉, 중계 노드 및 제2 목적 노드는 부가된 제1 랜덤 코드 C1 j에 관한 정보를 기초로 제1 랜덤 코드 C1 j가 무엇인지 파악할 수 있다.At this time, information about the first random code C 1 j and header information are added to the first transmission message X 1 j . That is, the relay node and the second destination node may determine, based on information on the addition of the first random code C j 1 what the first random code C j 1.

제2 목적 노드가 최종적으로 제2 소스 메시지를 추출하거나, 제1 목적 노드가 제1 소스 메시지를 추출하는 과정에 대해서는 후술하기로 한다.A process in which the second target node finally extracts the second source message or the first target node extracts the first source message will be described later.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드가 수신된 제1 전송 메시지들을 기초로 제1 소스 메시지를 추출하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.6 is a diagram conceptually illustrating a process of extracting a first source message based on a received first transmission message by a relay node according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제1 소스 노드는 N1 개의 제1 랜덤 코드들 및 제1 서브 메시지들을 이용하여 N1 개의 제1 전송 메시지들을 생성하고, N1 개의 제1 전송 메시지들을 중계 노드로 전송한다.Referring to FIG. 6, the first source node generates N1 first transmission messages using N1 first random codes and first sub messages, and transmits N1 first transmission messages to the relay node.

N1 개의 제1 전송 메시지들은 채널을 통하여 제1 소스 노드에서 수신된다. 잡음을 무시하는 경우, 제1 소스 노드에서 수신되는 제1 전송 메시지들은 L1RX1이다.N1 first transmission messages are received at the first source node via the channel. In the case of ignoring the noise, the first transmission messages received at the first source node are L 1R X 1 .

중계 노드는 N1 개의 제1 랜덤 코드들로 이루어진 코딩 행렬 C1과 손실 행렬 L1R에 대해 내적을 수행한 결과의 역행렬 (L1RC1)-1을 계산한다. 그리고, 중계 노드는 계산된 역행렬 (L1RC1)-1을 이용하여 수신된 N1 개의 제1 전송 메시지들로부터 제 1 소스 메시지 M1을 추출할 수 있다.The relay node calculates an inverse matrix (L 1R C 1 ) −1 of the result of performing the dot product on the coding matrix C 1 and the loss matrix L 1R including N1 first random codes. The relay node may extract the first source message M1 from the received N1 first transmission messages using the calculated inverse L 1 R C 1 −1 .

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.7 is an operation flowchart showing a method of operating a relay node according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 최초에 제1 소스 메시지의 전송 횟수를 나타내는 인덱스 j를 1로 셋팅한다(S711).Referring to FIG. 7, the relay node according to an embodiment of the present invention initially sets the index j representing the number of transmissions of the first source message to 1 (S711).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 제1 시간 슬롯에서 제1 소스 노드로부터 j 번째 제1 전송 메시지를 수신한다(S712).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention receives the j-th first transmission message from the first source node in the first time slot (S712).

여기서, 제1 전송 메시지는 제1 소스 노드가 제1 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지에 속하는 N1 개의 제1 서브 메시지들을 가공함으로써 생성된 것이다.Here, the first transmission message is generated by processing the N 1 first sub-messages belonging to the first source message with the first source node having the first random code.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 지금까지 성공적으로 수신된 제1 서브 메시지들의 개수가 N1 개인지 여부를 판단한다(S713).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention determines whether the number of first sub-messages successfully received so far is N 1 (S713).

만약, 지금까지 성공적으로 수신된 제1 서브 메시지들의 개수가 N1 개보다 작다면, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 j를 1만큼 증가시킨다(S714). 이 때, 제1 소스 노드는 중계 노드로부터 확인 메시지를 수신하지 못하였으므로, j+1 번째의 제1 전송 메시지를 중계 노드로 전송한다.If the number of first sub messages successfully received so far is smaller than N 1 , the relay node according to an embodiment of the present invention increases j by 1 (S714). At this time, since the first source node has not received the confirmation message from the relay node, the first source node transmits the j + 1 th first transmission message to the relay node.

반대로, 지금까지 성공적으로 수신된 제1 서브 메시지들의 개수가 N1 개인 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 제1 소스 노드로 확인 메시지를 전송한다(S713). 이 때, 제1 소스 노드는 확인 메시지에 응답하여 제1 전송 메시지 의 전송을 중단한다. 그리고, 중계 노드는 N1 개의 제1 서브 메시지들을 추출한다.On the contrary, when the number of successfully received first sub-messages is N 1 , the relay node according to an embodiment of the present invention transmits a confirmation message to the first source node (S713). At this time, the first source node stops transmitting the first transmission message in response to the confirmation message. The relay node extracts N 1 first sub-messages.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 j를 1로 셋팅한다(S721).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention sets j to 1 (S721).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 제2 시간 슬롯에서 j 번째 제2 전송 메시지를 수신한다(S722).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention receives the j-th second transmission message in the second time slot (S722).

여기서, 제2 전송 메시지는 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 N2 개의 제2 서브 메시지들을 가공함으로써 제2 소스 노드에 의해 생성된 것이다.Here, the second transmission message is generated by the second source node by processing N 2 second sub messages belonging to the second source message with the second random code.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 N2 개의 제2 서브 메시지들을 성공적으로 수신하였는지 여부를 판단한다(S723).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention determines whether the N 2 second sub-messages successfully received (S723).

만약, N2 개의 제2 서브 메시지들을 성공적으로 수신하지 못한 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 j를 1만큼 증가시킨다(S724). 이 때, 제2 소스 노드는 중계 노드로부터 확인 메시지를 수신하지 못하였으므로, j+1 번째 제2 전송 메시지를 중계 노드로 전송한다.If N 2 second sub-messages are not successfully received, the relay node according to an embodiment of the present invention increases j by 1 (S724). At this time, since the second source node has not received the confirmation message from the relay node, the second source node transmits the j + 1th second transmission message to the relay node.

반대로, N2 개의 제2 서브 메시지들을 성공적으로 수신한 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 제2 소스 노드로 확인 메시지를 전송한다(S725). 이 때, 제2 소스 노드는 확인 메시지에 응답하여 제2 전송 메시지의 전송을 중단한다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 N2 개의 제2 서브 메시지들을 추출한다.In contrast, when N 2 second sub-messages are successfully received, the relay node according to an embodiment of the present invention transmits a confirmation message to the second source node (S725). At this time, the second source node stops transmitting the second transmission message in response to the confirmation message. In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention extracts N 2 second sub-messages.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 제1 랜덤 코드 및 제2 랜덤 코드에 대하여 독립적인 별도의 제3 랜덤 코드 Cj R를 생성한다(S731).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention generates a separate third random code C j R independent of the first random code and the second random code (S731).

여기서, 제3 랜덤 코드는 N1+N2 개의 계수들을 포함하고, N1+N2 개의 계수들은 유한체로부터 임의로 선택된다. 특히, N1+N2 개의 계수들이 선택될 확률은 균일 분포를 갖는다. 또한, 모든 j에 대하여, Cj R는 선형 독립적이다.Here, the third random code includes N1 + N2 coefficients, and the N1 + N2 coefficients are arbitrarily selected from finite bodies. In particular, the probability that N1 + N2 coefficients are selected has a uniform distribution. In addition, for all j, C j R is linearly independent.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 생성된 제3 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 가공하여 중계 메시지 Xj R를 생성하고, 생성된 중계 메시지를 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드로 전송한다(S732).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention processes the first source message and the second source message with the generated third random code to generate a relay message X j R , and generates the relay message as a first object. Transmit to the node and the second target node (S732).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드로부터 확인 메시지를 수신할 때까지 중계 메시지를 전송한다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 확인 메시지를 수신하였는지 여부를 판단한다(S733).In addition, the relay node according to an embodiment of the present invention transmits the relay message until the confirmation message is received from the first target node and the second target node. That is, the relay node according to an embodiment of the present invention determines whether or not a reception message has been received (S733).

만약, 확인 메시지를 수신하지 못하였다면, 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드는 j를 1만큼 증가시키고, j+1 번째 중계 메시지를 생성한다. 반대로, 확인 메시지를 수신한 경우, 중계 노드는 중계 메시지의 생성 및 전송을 중단한다.If the acknowledgment message is not received, the relay node according to an embodiment of the present invention increases j by 1 and generates a j + 1 th relay message. In contrast, when receiving the confirmation message, the relay node stops generating and transmitting the relay message.

중계 메시지를 생성하는 과정에 대해서는 도 9와 관련하여 상세히 설명한다.A process of generating a relay message will be described in detail with reference to FIG. 9.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a first target node according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 j를 1로 셋팅 한다(S810).Referring to FIG. 8, the first target node according to an embodiment of the present invention sets j to 1 (S810).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 제2 소스 노드로부터 전송된 j 번째 제2 전송 메시지를 엿듣는다(S820). 여기서, 제2 전송 메시지는 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 N2 개의 제2 서브 메시지들을 가공함으로써, 제2 소스 노드에 의해 생성된 것이다.In addition, the first target node according to the embodiment of the present invention overhears the j-th second transmission message transmitted from the second source node (S820). Here, the second transmission message is generated by the second source node by processing N2 second sub messages belonging to the second source message with the second random code.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 j를 1로 셋팅한다(S830).In addition, the first target node according to an embodiment of the present invention sets j to 1 (S830).

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 직접 채널을 통하여 중계 노드로부터 j 번째 중계 메시지를 수신한다(S840). 여기서, 중계 메시지는 제3 랜덤 코드를 가지고 N1 개의 제1 서브 메시지들 및 N2 개의 제2 서브 메시지들을 가공함으로써, 중계 노드에 의해 생성된 것이다.In addition, the first target node according to an embodiment of the present invention receives the j-th relay message from the relay node through a direct channel (S840). Here, the relay message is generated by the relay node by processing the N1 first sub-messages and the N2 second sub-messages with the third random code.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 N1+N2 개의 서브 메시지들을 성공적으로 수신하였는지 여부를 판단한다(S850).In addition, the first target node according to an embodiment of the present invention determines whether the N1 + N2 sub-messages successfully received (S850).

만약, 성공적으로 수신된 서브 메시지들의 개수가 N1+N2 개보다 작다면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 j를 1만큼 증가시킨다(S870). 반대로, 성공적으로 수신된 서브 메시지들의 개수가 N1+N2 개인 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드는 중계 노드로 확인 메시지를 전송하고, N1 개의 제1 서브 메시지들 및 N2 개의 제2 서브 메시지들을 추출한다(S860).If the number of successfully received sub-messages is smaller than N1 + N2, the first target node according to an embodiment of the present invention increases j by 1 (S870). On the contrary, when the number of successfully received sub messages is N1 + N2, the first target node according to an embodiment of the present invention transmits a confirmation message to the relay node, and the N1 first sub-messages and the N2 first sub-messages. 2 sub-messages are extracted (S860).

도 8과 관련하여 제1목적 노드의 동작 방법에 대하여 설명된 내용은 제2 목적 노드의 동작 방법에도 유사하게 적용될 수 있다. 따라서, 제2 목적 노드의 동작 방법에 대한 상세한 설명은 생략한다.8 may be similarly applied to a method of operating a second target node in relation to FIG. 8. Therefore, detailed description of the operation method of the second target node will be omitted.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드가 중계 메시지를 생성하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.9 is a diagram conceptually illustrating a process of generating a relay message by a relay node according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 중계 노드는 적어도 하나의 제1 전송 메시지로부터 N1 개의 제1 서브 메시지들을 추출하고, 적어도 하나의 제2 전송 메시지로부터 N2 개의 제2 서브 메시지들을 추출한다.Referring to FIG. 9, the relay node extracts N1 first sub-messages from at least one first transmission message and extracts N2 second sub-messages from at least one second transmission message.

이 때, 중계 노드는 N1 개의 제1 서브 메시지들 및 N2 개의 제2 서브 메시지들을 가공하는 데에 사용하기 위한 제3 랜덤 코드 Cj R를 생성한다.At this point, the relay node generates a third random code C j R for use in processing the N1 first sub-messages and the N2 second sub-messages.

도 9를 간단하게 표현하기 위하여 도 9에는 제3 랜덤 코드 Cj R에 포함되는 계수들이 c11, c12, c13, . . ., c1N1, c21, c22, c23, . . ., c2N2으로 표현되었다. 다만, 도 9의 표현과 달리 설명의 편의를 위해 j 번째 제3 랜덤 코드 Cj R은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.9, coefficients included in the third random code C j R include c 11, c 12, c 13 ,. . . , c 1N1, c 21, c 22, c 23 ,. . , c 2N 2 . However, unlike the representation of FIG. 9, for convenience of description, the j th third random code C j R may be represented by Equation 5 below.

Cj R = [cj R1 cj R2 cj R3 cj R4 . . . cj R(N1+ N2)]C j R = [c j R1 c j R2 c j R3 c j R4 . . . c j R (N1 + N2) ]

상기 수학식 5에서, 제3 랜덤 코드 Cj R에 속하는 계수들 각각은 유한체로부 터 선형 독립적으로 균일 분포를 가지고 선택된다.In Equation 5, each of the coefficients belonging to the third random code C j R is selected with a uniform distribution independently from a finite body.

이 때, 중계 노드는 하기 수학식 6과 같이 j 번째 제3 랜덤 코드 Cj R를 가지고 M1 및 M2를 가공하여 j 번째 중계 메시지 Xj R를 생성하고, 제3 시간 슬롯에서 j 번째 중계 메시지 Xj R를 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드로 전송한다.At this time, the relay node processes the M1 and M2 with the j th third random code C j R as in Equation 6 to generate the j th relay message X j R , and the j th relay message X in the third time slot. Send j R to the first and second destination nodes.

Figure 112008090395536-PAT00010
Figure 112008090395536-PAT00010

중계 노드는 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드로부터 확인 메시지를 수신할 때까지, 중계 메시지를 생성한다. 여기서, 중계 노드가

Figure 112008090395536-PAT00011
개의 중계 메시지들을 생성한다고 가정한다. 그리고, 중계 노드가
Figure 112008090395536-PAT00012
개의 중계 메시지들을 전송하는 동안, 제1 목적 노드는
Figure 112008090395536-PAT00013
개의 메시지들을 성공적으로 수신한다고 가정한다.The relay node generates a relay message until it receives a confirmation message from the first target node and the second target node. Where the relay node
Figure 112008090395536-PAT00011
Assume that we generate two relay messages. And the relay node
Figure 112008090395536-PAT00012
While sending three relay messages, the first destination node
Figure 112008090395536-PAT00013
Assume that we have successfully received two messages.

이 때, 제1 목적 노드에서 중계 노드로부터 수신된 중계 메시지들로 이루어 진 행렬은 하기 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.At this time, the matrix consisting of the relay messages received from the relay node in the first target node can be expressed as shown in Equation 7 below.

Figure 112008090395536-PAT00014
Figure 112008090395536-PAT00014

여기서,

Figure 112008090395536-PAT00015
,
Figure 112008090395536-PAT00016
이고, CR1은 M1을 가공하는 데에 사용되는 것이고, CR2는 M2를 가공하는 데에 사용되는 것이라고 가정한다. 이 때, LR1은 중계 메시지가 중계 노드로부터 제1 목적 노드로 전송되는 과정에서 발생하는 손실과 관련된 손실 행렬이다.here,
Figure 112008090395536-PAT00015
,
Figure 112008090395536-PAT00016
It is assumed that C R1 is used to machine M1 and C R2 is used to machine M2. In this case, L R1 is a loss matrix associated with a loss generated in the process of transmitting the relay message from the relay node to the first target node.

이 때, 제1 목적 노드는 제1 시간 슬롯에서 제2 소스 노드로부터 엿들은 제2 전송 메시지들과 제3 시간 슬롯에서 수신된 중계 메시지들을 결합할 수 있다. 이 때, 결합된 메시지들로 이루어진 행렬을 Y1이라고 가정하는 경우, Y1은 하기 수학식 8을 통하여 표현될 수 있다.At this time, the first destination node may combine the relay messages received in the third time slot with the second transmission messages intercepted from the second source node in the first time slot. In this case, when it is assumed that the matrix composed of the combined messages is Y 1 , Y 1 may be expressed through Equation 8 below.

Figure 112008090395536-PAT00017
Figure 112008090395536-PAT00017

여기서, L21은 제1 목적 노드가 제2 소스 노드로부터 제2 전송 메시지들을 엿듣는 과정에서 발생하는 손실과 관련된 손실 행렬이고, C2는 제2 소스 노드에 의해 사용된 제2 랜덤 코드들로 이루어진 코딩 행렬이다.Where L 21 is a loss matrix associated with the loss occurring in the process of the first destination node listening to the second transmission messages from the second source node, and C 2 is the second random codes used by the second source node. Coding matrix.

이 때, CR1, C2, CR2는 T1의 역행렬이 존재하도록 생성된다. 따라서, 제1 목적 노드는 T1의 역행렬을 계산함으로써, 쉽게 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 추출할 수 있다.At this time, C R1 , C 2 , and C R2 are generated such that an inverse of T 1 exists. Thus, the first destination node can easily extract the first source message and the second source message by calculating the inverse of T 1 .

제2 목적 노드 또한 제1 목적 노드와 동일한 방법을 사용하여 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 추출할 수 있으므로, 제2 목적 노드의 동작 방법에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the second target node can also extract the first source message and the second source message using the same method as the first target node, a detailed description of the operation method of the second target node will be omitted.

결국, 본 발명의 실시예들에 따르면, 중계 노드는 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드가 어떤 서브 메시지들을 제대로 수신하였는지에 대한 정보 없이도 네트워크 코딩된 중계 메시지를 생성할 수 있다. 또한, 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드 각각은 엿들은 서브 메시지들 및 중계 메시지를 기초로 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 추출할 수 있음을 알 수 있다.As a result, according to embodiments of the present invention, the relay node may generate a network coded relay message without information on which sub-messages the first and second destination nodes correctly received. Also, it can be seen that each of the first and second destination nodes can extract the first source message and the second source message based on the intercepted sub-messages and the relay message.

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.Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means and may be recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

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.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해 져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by those equivalent to the claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 네트워크를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless network according to an embodiment of the present invention.

도 2는 무선 네트워크의 시간에 따른 동작들을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for describing operations of a wireless network over time.

도 3은 제1 목적 노드 및 제2 목적 노드에 의해 엿들은(overheard) 서브 메시지들 및 엿듣지 못한 서브 메시지들을 도시한 도면이다.FIG. 3 shows sub-messages overheard and sub-messages overheard by a first target node and a second target node. FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 소스 노드의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of operating a first source node according to an embodiment of the present invention.

도 5는 제1 소스 노드가 제1 전송 메시지를 생성하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram conceptually illustrating a process of generating a first transmission message by a first source node.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드가 수신된 제1 전송 메시지들을 기초로 제1 소스 메시지를 추출하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.6 is a diagram conceptually illustrating a process of extracting a first source message based on a received first transmission message by a relay node according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.7 is an operation flowchart showing a method of operating a relay node according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 목적 노드의 동작 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a first target node according to an embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 중계 노드가 중계 메시지를 생성하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.9 is a diagram conceptually illustrating a process of generating a relay message by a relay node according to an embodiment of the present invention.

Claims (17)

제1 소스 노드로부터 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 수신하는 단계;Receiving at least one first transmission message from a first source node; 제2 소스 노드로부터 적어도 하나의 제2 전송 메시지들을 수신하는 단계; 및Receiving at least one second transmission message from a second source node; And 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지 및 제2 소스 메시지를 가공하여 적어도 하나의 중계 메시지를 생성하는 단계Processing the first source message and the second source message with at least one third random code to generate at least one relay message 를 포함하고,Including, 상기 제1 소스 노드는 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 가지고 제1 소스 메시지에 속하는 복수의 제1 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하고, 상기 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.The first source node processes the plurality of first sub-messages belonging to the first source message with at least one first random code to generate the at least one first transmission message, wherein the second source node is at least one. And generating the at least one second transmission message by processing the second sub-messages belonging to the second source message with the second random code of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 소스 노드에 대응되는 제1 목적 노드 및 상기 제2 소스 노드에 대응되는 제2 목적 노드로 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 전송하는 단계Transmitting the at least one relay message to a first destination node corresponding to the first source node and a second destination node corresponding to the second source node. 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.Network coding method of the relay node, characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 소스 노드에 대응되는 제1 목적 노드는 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 엿듣고(overhearing), 상기 엿들은(overheard) 적어도 하나의 제2 전송 메시지 및 상기 중계 메시지를 기초로 상기 제1 소스 메시지를 추출하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.A first destination node corresponding to the first source node overhears the at least one second transmission message and overhears the at least one second transmission message and the relay message based on the relay message. A network coding method of a relay node, characterized in that it extracts one source message. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 소스 노드에 대응되는 제2 목적 노드는 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 엿듣고, 상기 엿들은 적어도 하나의 제1 전송 메시지 및 상기 중계 메시지를 기초로 상기 제2 소스 메시지를 추출하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.A second destination node corresponding to the second source node listens to the at least one first transmission message, and the eavesdroppers extract the second source message based on the at least one first transmission message and the relay message. Network coding method of a relay node, characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 생성하는 단계는Generating the at least one relay message 각각 선형 독립적인(linearly independent) 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 생성하는 단계Generating each of the at least one third random code linearly independent; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.Network coding method of a relay node comprising a. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 생성하는 단계는Generating the at least one third random code 상기 제1 소스 노드에 대응되는 제1 목적 노드 및 상기 제2 소스 노드에 대응되는 제2 목적 노드가 성공적으로 상기 중계 메시지를 디코딩할 수 있도록 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.Generating the at least one third random code so that a first destination node corresponding to the first source node and a second destination node corresponding to the second source node can successfully decode the relay message. Network coding method of a relay node characterized in. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 생성하는 단계는Generating the at least one third random code 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 포함하는 코딩 행렬 및 손실 행렬(Loss Matrix)에 대해 내적(inner-product)을 수행한 결과의 역행렬이 존재하도록 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 생성하는 단계이고,Generating the at least one third random code such that a coding matrix including the at least one third random code and an inverse of a result obtained by performing an inner-product on a loss matrix exist; , 상기 손실 행렬은 상기 중계 메시지가 전송되는 과정에서 발생하는 손실과 관련된 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.The loss matrix is a network coding method of a relay node, characterized in that the loss occurs in the process of transmitting the relay message. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 제1 랜덤 코드, 상기 적어도 하나의 제2 랜덤 코드 및 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드 각각은 유한체(Finite Field)로부터 임의적으로 선택된 복수의 계수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.Each of the at least one first random code, the at least one second random code and the at least one third random code comprises a plurality of coefficients randomly selected from a finite field Network coding method. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 복수의 계수들이 선택되는 확률은 균일 분포(uniform distribution)를 갖는 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.The probability that the plurality of coefficients is selected has a uniform distribution. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 수신하는 단계는Receiving the at least one first transmission message 제1 시간 슬롯에서 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 수신하는 단계이고,Receiving the at least one first transmission message in a first time slot; 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 수신하는 단계는Receiving the at least one second transmission message 상기 제1 시간 슬롯과 구별되는 제2 시간 슬롯에서 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 수신하는 단계인 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.Receiving the at least one second transmission message in a second time slot that is distinct from the first time slot. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 전송하는 단계는Transmitting the at least one relay message 상기 제1 목적 노드 또는 상기 제2 목적 노드로부터 확인(ACKnowledgment) 메시지를 수신할 때까지 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 중계 노드의 네트워크 코딩 방법.Transmitting the at least one relay message until an acknowledgment message is received from the first target node or the second target node. 제2 소스 노드로부터 전송된 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 엿듣는 단계;Listening to at least one second transmission message sent from a second source node; 중계 노드로부터 적어도 하나의 중계 메시지를 수신하는 단계; 및Receiving at least one relay message from a relay node; And 상기 엿들은 적어도 하나의 제2 전송 메시지 및 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 기초로 제1 소스 메시지를 추출하는 단계Extracting a first source message based on the at least one second transmission message and the at least one relay message; 를 포함하고,Including, 제1 소스 노드는 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 가지고 상기 제1 소스 메시지에 속하는 복수의 제1 서브 메시지들을 가공하여 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하고, 상기 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성하고, 상기 중계 노드는 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 가지고 상기 제1 소스 메시지 및 상기 제2 소스 메시지를 가공하여 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 제1 목적 노드의 동작 방법.The first source node processes the plurality of first sub-messages belonging to the first source message with at least one first random code to generate at least one first transmission message, and the second source node includes at least one Processing the second sub-messages belonging to the second source message with a second random code to generate the at least one second transmission message, wherein the relay node has the first source message and the at least one third random code; Processing the second source message to transmit the at least one relay message. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 소스 메시지를 추출하는 단계는Extracting the first source message 상기 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 인지하는 단계;Recognizing the at least one second random code; 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 인지하는 단계; 및Recognizing the at least one third random code; And 상기 적어도 하나의 제2 랜덤 코드 및 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 이용하여 상기 제1 소스 메시지를 추출하는 단계Extracting the first source message using the at least one second random code and the at least one third random code 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 목적 노드의 동작 방법.Method of operation of the first destination node comprising a. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 적어도 하나의 제1 랜덤 코드, 상기 적어도 하나의 제2 랜덤 코드 및 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드 각각은 유한체(Finite Field)로부터 임의적으로 선택된 복수의 계수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 목적 노드의 동작 방법.Each of the at least one first random code, the at least one second random code, and the at least one third random code includes a plurality of coefficients randomly selected from a finite field. How the destination node works. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 소스 메시지를 추출하는 단계는Extracting the first source message 상기 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 포함하는 코딩 행렬 및 손실 행렬(Loss Matrix)에 대해 내적(inner-product)을 수행한 결과의 역행렬을 계산하고, 상기 계산된 역행렬을 이용하여 상기 제1 소스 메시지를 추출하는 단계이고,Compute an inverse of a result of performing an inner-product on a coding matrix and a loss matrix including the at least one third random code, and use the calculated inverse to perform the first source message. Extracting the 상기 손실 행렬은 상기 중계 메시지가 전송되는 과정에서 발생하는 손실과 관련된 것을 특징으로 하는 제1 목적 노드의 동작 방법.And the loss matrix is related to a loss occurring in the process of transmitting the relay message. 제1 소스 노드가 복수의 제1 서브 메시지들로 제1 소스 메시지를 분할하는 단계;Splitting, by the first source node, the first source message into a plurality of first sub-messages; 상기 제1 소스 노드가 적어도 하나의 제1 랜덤 코드를 가지고 상기 복수의 제1 서브 메시지들 가공하여 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 생성하는 단계; 및The first source node processing the plurality of first sub-messages with at least one first random code to generate at least one first transmission message; And 상기 제1 소스 노드가 중계 노드 및 제2 목적 노드로 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지를 전송하는 단계Sending, by the first source node, the at least one first transmission message to a relay node and a second destination node. 를 포함하고,Including, 제2 소스 노드는 적어도 하나의 제2 랜덤 코드를 가지고 제2 소스 메시지에 속하는 제2 서브 메시지들을 가공하여 적어도 하나의 제2 전송 메시지를 생성하고,The second source node processes the second sub-messages belonging to the second source message with at least one second random code to generate at least one second transmission message, 상기 중계 노드는 적어도 하나의 제3 랜덤 코드를 가지고 상기 제1 소스 메 시지 및 상기 제2 소스 메시지를 가공하여 적어도 하나의 중계 메시지를 생성하고,The relay node has at least one third random code to process the first source message and the second source message to generate at least one relay message, 상기 제1 목적 노드는 엿들은 상기 적어도 하나의 제2 전송 메시지 및 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 기초로 상기 제1 소스 메시지를 추출하고,The first destination node extracts the first source message based on the at least one second transmission message and the at least one relay message; 상기 제2 목적 노드는 엿들은 상기 적어도 하나의 제1 전송 메시지 및 상기 적어도 하나의 중계 메시지를 기초로 상기 제2 소스 메시지를 추출하는 것을 특징으로 하는 제1 소스 노드의 동작 방법.And said second destination node extracts said second source message based on said at least one first transmission message and said at least one relay message. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of any one of claims 1 to 16.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7660301B2 (en) * 2006-06-01 2010-02-09 Lockheed Martin Corporation System and method for network coding and/or multicast
KR100787969B1 (en) * 2006-10-25 2007-12-24 연세대학교 산학협력단 Cellular communication system and the method for tdd transmission using network coding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8917666B2 (en) 2011-08-24 2014-12-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless network using network coding, and method of adaptively adjusting buffering time in wireless network
KR101412036B1 (en) * 2013-01-11 2014-06-26 이화여자대학교 산학협력단 Method for predicting decoding performance of approximate decoding of network coded source data using position similarity information

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