KR20110090286A - Communication system including decode and forward relay and communication device for the communication system - Google Patents

Communication system including decode and forward relay and communication device for the communication system Download PDF

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KR20110090286A
KR20110090286A KR1020100009980A KR20100009980A KR20110090286A KR 20110090286 A KR20110090286 A KR 20110090286A KR 1020100009980 A KR1020100009980 A KR 1020100009980A KR 20100009980 A KR20100009980 A KR 20100009980A KR 20110090286 A KR20110090286 A KR 20110090286A
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relay
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황덕동
김기일
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A communication system including decode and forward relay and communication apparatus for the communication system are provided to increase a coverage and a throughput of a cellular network using a pre-coder or a relay. CONSTITUTION: A third channel is recognized between a relay destination and a second channel of a relay using source and method of decode and forward(301). Two or more metrics corresponding to a diversity mode based on the third channel and the second channel are calculated(303). The two or more metrics corresponding to a spatial multiplexing mode based on the second channel and the third channel are calculated(305). One of MIMO mode is selected between the diversity mode and the spatial multiplexing mode based on two metrics(307). Information about the MIMO mode selected to source and a relay is received feedback(309).

Description

디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템 및 상기 통신 시스템을 위한 통신 장치{COMMUNICATION SYSTEM INCLUDING DECODE AND FORWARD RELAY AND COMMUNICATION DEVICE FOR THE COMMUNICATION SYSTEM}TECHNICAL SYSTEM INCLUDING DECODE AND FORWARD RELAY AND COMMUNICATION DEVICE FOR THE COMMUNICATION SYSTEM}

아래의 실시예들은 릴레이를 포함하는 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 디코드 앤 포워드 기법에 따라 동작하는 릴레이를 포함하는 통신 시스템에 관한 것이다.The following embodiments relate to a communication system including a relay, and more particularly to a communication system including a relay operating according to a decode and forward technique.

셀룰라 네트워크(Cellular network)의 성능(throughput)과 커버리지 (coverage)를 증대하기 위하여, 릴레이(relay)를 이용하는 통신 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 뿐만 아니라, 셀룰라 네트워크에 속하는 통신 장치들은 다중-안테나를 사용할 수 있다.In order to increase the throughput and coverage of a cellular network, research on a communication system using a relay is being actively conducted. In addition, communication devices belonging to a cellular network may use multi-antenna.

본 발명의 일실시예에 따른 데스티네이션의 통신 방법은 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널, 상기 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널 및 상기 릴레이와 상기 데스티네이션 사이의 제3 채널을 인지하는 단계; 상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 기초로 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계; 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 기초로 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계; 상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하는 단계; 및 상기 소스 및 상기 릴레이로 상기 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 피드백하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a communication method of a destination includes a first channel between a source and a destination, a second channel between the source and a decode and forward relay, and the relay and the destination. Recognizing a third channel between; Calculating at least two metrics corresponding to a diversity mode based on the first channel, the second channel and the third channel; Calculating at least two metrics corresponding to a spatial multiplexing mode based on the second channel and the third channel; Selecting one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode based on at least two metrics corresponding to the diversity mode and at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And feeding back information about the selected MIMO mode to the source and the relay.

상기 소스는 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 첫 번째 페이즈(phase)에서 상기 릴레이 및 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하며, 상기 릴레이는 상기 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩 한 경우, 두 번째 페이즈에서 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행할 수 있다.The source performs transmission to the relay and the destination in the first phase according to the selected MIMO mode, and the relay, in the second phase, if successfully decoding the signal transmitted from the source. The transmission to the destination may be performed according to the selected MIMO mode.

상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 인지하는 단계는 상기 제3 채널을 기초로 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널의 곱으로부터 상기 제2 채널을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.Recognizing the first channel, the second channel and the third channel may include estimating the second channel from a product of the second channel and the third channel based on the third channel. have.

상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계는 상기 제1 채널의 최소 특이값, 상기 제2 채널의 최소 특이값 및 상기 제1 채널 및 상기 제3 채널의 결합의 최소 특이값을 이용하여 상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계일 수 있다.Computing at least two metrics corresponding to the diversity mode may include calculating a minimum singular value of the first channel, a minimum singular value of the second channel, and a minimum singular value of a combination of the first channel and the third channel. And calculating at least two metrics corresponding to the diversity mode.

상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계는 상기 제2 채널의 프로비니어스 놈(Frobenius norm) 및 상기 제3 채널의 프로비니어스 놈을 이용하여 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계일 수 있다.Computing at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode comprises using at least one corresponding to the spatial multiplexing mode using the Probenius norm of the second channel and the Provenius norm of the third channel. It may be a step of calculating two metrics.

상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하는 단계는 상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 단계; 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 단계; 및 상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하기 위하여 상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.Selecting one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode includes: selecting a minimum metric among at least two metrics corresponding to the diversity mode; Selecting a minimum metric of at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And comparing the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode. .

상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 단계는 상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭 중 최대값(maximum)을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.Comparing the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode may include a maximum value of the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode. and selecting a maximum.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 데스티네이션의 통신 방법은 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널, 상기 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널 및 상기 릴레이와 상기 데스티네이션 사이의 제3 채널을 인지하는 단계; 상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 기초로 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계; 상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 상기 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및 상기 소스 및 상기 릴레이로 상기 선택된 프리코더에 관한 정보를 피드백하는 단계를 포함한다.In addition, according to another embodiment of the present invention, a communication method of destination includes a first channel between a source and a destination, a second channel between the source and a decode and forward relay, and the relay and the Recognizing a third channel between destinations; Calculating at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders based on the first channel, the second channel and the third channel; Selecting one of the plurality of precoders based on at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders; And feeding back information about the selected precoder to the source and the relay.

상기 소스는 상기 선택된 프리코더를 이용하여 첫 번째 페이즈(phase)에서 상기 릴레이 및 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하며, 상기 릴레이는 상기 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩 한 경우, 두 번째 페이즈에서 상기 선택된 프리코더를 이용하여 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행할 수 있다.The source performs the transmission to the relay and the destination in the first phase using the selected precoder, and if the relay has successfully decoded the signal transmitted from the source, in the second phase The transmission to the destination may be performed using the selected precoder.

상기 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하는 단계는 상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 단계; 및 상기 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하기 위하여 상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 단계를 포함할 수 있다.Selecting one of the plurality of precoders includes selecting a minimum one of at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders; And comparing a minimum metric corresponding to each of the plurality of precoders to select any one of the plurality of precoders.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 데스티네이션의 통신 장치는 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널, 상기 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널 및 상기 릴레이와 상기 데스티네이션 사이의 제3 채널을 인지하는 채널 인지부; 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하기 위하여 상기 제1 채널의 최소 특이값, 상기 제2 채널의 최소 특이값 및 상기 제1 채널 및 상기 제3 채널의 결합의 최소 특이값을 계산하는 SVD 계산부; 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하기 위하여 상기 제2 채널의 프로비니어스 놈(Frobenius norm) 및 상기 제3 채널의 프로비니어스 놈을 계산하는 NORM 계산부; 상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하는 모드 선택부; 및 상기 소스 및 상기 릴레이로 상기 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 피드백하는 전송부를 포함한다.In addition, the communication device of the destination according to another embodiment of the present invention, the first channel between the source and the destination, the second channel between the source and the decoding and forward (decode and forward) of the relay and the relay and the A channel recognition unit for recognizing a third channel between the destinations; Calculating a minimum singular value of the first channel, a minimum singular value of the second channel, and a minimum singular value of a combination of the first and third channels to calculate at least two metrics corresponding to the diversity mode. SVD calculation unit; A NORM calculator configured to calculate a Provenius norm of the second channel and a Provenus norm of the third channel to calculate at least two metrics corresponding to a spatial multiplexing mode; A mode selector configured to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode based on at least two metrics corresponding to the diversity mode and at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And a transmitter for feeding back information about the selected MIMO mode to the source and the relay.

상기 소스는 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 첫 번째 페이즈(phase)에서 상기 릴레이 및 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하며, 상기 릴레이는 상기 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩 한 경우, 두 번째 페이즈에서 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행할 수 있다.The source performs transmission to the relay and the destination in the first phase according to the selected MIMO mode, and the relay, in the second phase, if successfully decoding the signal transmitted from the source. The transmission to the destination may be performed according to the selected MIMO mode.

상기 모드 선택부는 상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 제1 선택부; 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 제2 선택부; 및 상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하기 위하여 상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.The mode selector may include a first selector configured to select a minimum metric among at least two metrics corresponding to the diversity mode; A second selector which selects a minimum metric among at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And a comparison unit comparing a minimum metric corresponding to the diversity mode and a minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 다중-안테나 기반의 통신 시스템에서 최적의 MIMO 모드 및 최적의 프리코더를 적응적으로 사용할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a technique capable of adaptively using an optimal MIMO mode and an optimal precoder in a multi-antenna based communication system including a decode and forward relay.

도 1은 첫 번째 페이즈에서 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 두 번째 페이즈에서 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데스티네이션의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데스티네이션의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데스티네이션을 위한 통신 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a view for explaining the operation of a communication system including a decode and forward relay in the first phase.
2 is a diagram for describing an operation of a communication system including a decode and forward relay in a second phase.
3 is a flowchart illustrating a communication method of the destination according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a communication method of a destination according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a communication device for destination according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the embodiments. Also, like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 첫 번째 페이즈에서 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the operation of a communication system including a decode and forward relay in the first phase.

도 2는 두 번째 페이즈에서 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for describing an operation of a communication system including a decode and forward relay in a second phase.

도 1 및 도 2를 참조하면, 통신 시스템은 소스(Source)(101), 릴레이(Relay)(103), 데스티네이션(Destination)(105)을 포함한다.1 and 2, a communication system includes a source 101, a relay 103, and a destination 105.

소스(Source)(101)은 Ns 개의 안테나들을, 릴레이(Relay)(103)는 Nr 개의 안테나들을, 데스티네이션(Destination)(105)은 Nd 개의 안테나들을 갖는다. 여기서, 설명의 편의를 위하여 Nr은 Ns이고, 릴레이(103)는 디코드 앤 포워드 방식을 사용하는 디코드 앤 포워드 릴레이(Decode & Forward Relay)이다.Source 101 has Ns antennas, relay 103 has Nr antennas, and destination 105 has Nd antennas. Here, for the convenience of description, Nr is Ns, and the relay 103 is a decode & forward relay using a decode and forward method.

H0은 소스(101)와 데스티네이션(105) 사이의 제1 채널을, H1은 소스(101)와 릴레이(103) 사이의 제2 채널을, H2는 릴레이(103)와 데스티네이션(105) 사이의 제3 채널을 나타낸다. H 0 is the first channel between the source 101 and the destination 105, H 1 is the second channel between the source 101 and the relay 103, H 2 is the relay 103 and the destination ( 105) between the third channel.

데스티네이션(105)은 적절한 채널 추정 알고리즘 및 프로토콜을 이용하여 제1 채널, 제2 채널 및 제3 채널을 정확히 인지할 수 있다고 가정한다. 이 때, 채널 추정은 통상적으로 소스(101)와 릴레이(103)로부터 전송되는 파일럿(pilot) 신호들을 이용하여 이루어질 수 있다.It is assumed that the destination 105 can correctly recognize the first channel, the second channel and the third channel using appropriate channel estimation algorithms and protocols. In this case, channel estimation may be typically performed using pilot signals transmitted from the source 101 and the relay 103.

이러한 채널 정보를 바탕으로 데스티네이션(105)은 최적의 MIMO(Multi Input Multi output) 모드를 선택하거나, 최적의 프리코더(precoder)를 선택할 수 있고, 선택된 MIMO 모드에 관한 정보 또는 선택된 프리코더의 인덱스(index)를 소스(101) 또는 릴레이(103)으로 피드백(feedback)할 수 있다. Based on the channel information, the destination 105 may select an optimal Multi Input Multi output (MIMO) mode, an optimal precoder, information about the selected MIMO mode, or an index of the selected precoder. The index may be fed back to the source 101 or the relay 103.

디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템의 동작은 두 개의 페이즈(phase)들로 구분될 수 있다.The operation of a communication system including a decode and forward relay can be divided into two phases.

첫 번째 페이즈(Phase)에서 소스(101)는 데스티네이션(105)에 의해 피드백된 MIMO 모드에 따라 신호를 전송한다. In the first phase, the source 101 transmits a signal according to the MIMO mode fed back by the destination 105.

이 때, 피드백된 MIMO 모드에 따라 소스(101)로부터 전송되는 신호는 도 1과 같이 제1 채널(H0 (Nd x Ns))를 통해서 데스티네이션(105)에 전송되고, 제2 채널(H1 (Nr x Ns))을 통해서 릴레이(103)에 전송된다.At this time, the signal transmitted from the source 101 according to the feedback MIMO mode is transmitted to the destination 105 through the first channel (H 0 (Nd x Ns)), as shown in Figure 1, the second channel (H) 1 (Nr x Ns)) to the relay 103.

만약, 릴레이(103)가 소스(101)로부터 수신된 신호를 성공적으로 디코딩(decoding)하면, 릴레이(103)는 도 2와 같이 두 번째 페이즈에서, 디코딩된 신호를 데스티네이션(105)으로 전달(forward)한다.If the relay 103 successfully decodes the signal received from the source 101, the relay 103 transmits the decoded signal to the destination 105 in the second phase as shown in FIG. 2. forward).

이 때, 릴레이(103)는 첫 번째 페이즈에서 소스(101)에 의해 사용된(즉, 데스티네이션(105)에 의해 선택된) MIMO 모드를 이용할 수 있다. 그리고, 릴레이(103)은 디코딩된 신호를 제3 채널(H2 (Nd x Nr))를 통하여 전달한다. At this time, the relay 103 may use the MIMO mode used by the source 101 (ie, selected by the destination 105) in the first phase. In addition, the relay 103 transmits the decoded signal through the third channel H 2 (Nd x Nr).

만약, 릴레이(103)가 디코딩(decoding)에 실패하면, 릴레이(103)는 두 번째 페이즈에 아무 신호도 보내지 않는다.
If the relay 103 fails to decode, the relay 103 sends no signal in the second phase.

본 발명의 실시예는 다이버시티 기법을 사용하는 다이버시티 모드와 공간 다중화 기법을 사용하는 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 적응적으로 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 다양한 랭크(rank)를 갖는 최적의 프리코더(pre-coder)를 선택할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, any one of a diversity mode using a diversity scheme and a spatial multiplexing mode using a spatial multiplexing scheme may be adaptively used as the MIMO mode. In addition, it is also possible to select an optimal pre-coder with various ranks.

아래에서는 최적의 MIMO 모드를 선택하는 기준(criterion) 및 최적의 프리코더를 선택하는 기준에 대해 예를 들어 설명한다.
Hereinafter, a criterion for selecting an optimal MIMO mode and a criterion for selecting an optimal precoder will be described as an example.

벡터 vector 심볼symbol 에러 최소화  Error Minimization CriterionCrition 1 -  One - DiversityDiversity vsvs . . MultiplexingMultiplexing

본 발명의 실시예는 최적의 MIMO 모드를 선택하기 위하여 벡터 심볼 에러를 최소화하는 기준을 사용할 수 있다. 이 때, 벡터 심볼 에러를 최소화하는 기준은 다이버시티 모드 및 공간 다중화 모드 각각에 대하여 서로 다를 수 있으며, 본 발명의 실시예는 다이버시티 모드에서 벡터 심볼 에러를 최소화하는 기준, 공간 다중화 모드에서 벡터 심볼 에러를 최소화하는 기준을 제공할 수 있다. 이러한 기준들은 아래에서 설명하는 메트릭(metric)들로 표현될 수 있다.Embodiments of the present invention may use criteria to minimize vector symbol errors in order to select the optimal MIMO mode. In this case, the criteria for minimizing the vector symbol error may be different for each of the diversity mode and the spatial multiplexing mode, and an embodiment of the present invention provides a vector symbol in the standard and spatial multiplexing mode for minimizing the vector symbol error in the diversity mode. It may provide a criterion to minimize errors. These criteria may be represented by the metrics described below.

아래에서, 공간 다중화 모드는 '모드 0'으로, 다이버시티 모드(diversity mode)는 '모드 1'로 표현한다.In the following, the spatial multiplexing mode is represented by 'mode 0' and the diversity mode is represented by 'mode 1'.

공간 다중화 모드(spatial multiplexing mode)의 메트릭(metric)은 아래의 수학식 1에 의해 표현될 수 있다. The metric of the spatial multiplexing mode may be represented by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

여기서, M은 랭크로서, M=Ns=Nr로 가정하며, Ns는 소스(101)에서의 다중 안테나의 수이고, Nr은 릴레이(105)에서의 다중 안테나의 수이다. R은 심볼 당 전송되는 bit수이며, R/M이 사용되는 성상(constellation)을 결정한다. 예를 들어, R/M= 4 이면 16QAM constellation 이 사용된다. Here, M is a rank, assuming M = Ns = Nr, where Ns is the number of multiple antennas at the source 101 and Nr is the number of multiple antennas at the relay 105. R is the number of bits transmitted per symbol, and R / M determines the constellation used. For example, if R / M = 4, 16QAM constellation is used.

dmin(M,R)은 성상 포인트(constellation point)들 사이의 최소 거리이고, 다이버시티 모드에서 랭크는 1이므로 dmin(M,R)은 R 만의 함수가 된다. d min (M, R) is the minimum distance between constellation points, and the rank is 1 in diversity mode, so d min (M, R) is a function of R only.

Ne(M, R)은 선택된 성상에 대한 가장 가까운 포인트(nearest neighbor)의 수 이다. 또한, λmin(A) 는 매트릭스 A의 최소 특이값(minimum singular value)이다.Ne (M, R) is the number of nearest neighbors for the selected constellation. In addition, λ min (A) is the minimum singular value of the matrix A.

Ps 은 소스(101)의 전력이고, Pr은 릴레이(103)의 전력이다.
P s is the power of the source 101 and P r is the power of the relay 103.

또한, 다이버시티 모드(diversity mode)의 메트릭은 아래의 수학식 2에 의해 표현될 수 있다. In addition, the metric of the diversity mode may be represented by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, R은 심볼 당 전송되는 bit수이고, ||A||F 는 매트릭스(matrix) A의 프로비니어스 놈(frobenius norm)이며, dmin(M,R)은 성상 포인트(constellation point)들 사이의 최소 거리이다.Where R is the number of bits transmitted per symbol, || A || F is the frobenius norm of matrix A, and d min (M, R) is the minimum distance between constellation points.

또한, Ps은 소스(101)의 전력이고, Pr은 릴레이(103)의 전력이다.
In addition, P s is the power of the source 101, P r is the power of the relay 103.

벡터 vector 심볼symbol 에러 최소화  Error Minimization CriterionCrition 2 -  2 - PrePre -- codercoder MatrixMatrix selectionselection

을 m 번째 프리코더라 하고, M을 그 프리코더의 랭크(rank)라 하자. Let m be the m th precoder and M be the rank of that precoder.

여기서 M은 Ns, Nr, Nd 중 최소치보다 작거나 같다. Where M is less than or equal to the minimum of Ns, Nr, and Nd.

최적의 프리코더는 프리코더들 각각에 대응하는 메트릭(metric)들 각각의 절대값을 최소화하도록 결정된다.The optimal precoder is determined to minimize the absolute value of each of the metrics corresponding to each of the precoders.

다양한 랭크(rank)를 갖는 프리코더(pre-coder)들 각각에 대응하는 메트릭들은 수학식 3에 의해 표현될 수 있다.Metrics corresponding to each of the pre-coders having various ranks may be represented by equation (3).

[수학식 3] &Quot; (3) "

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서,

Figure pat00004
은 m 번째 프리코더이고, M은 프리코더의 랭크이다. R은 심볼 당 전송되는 bit수이며, R/M이 사용되는 성상(constellation)을 결정한다. here,
Figure pat00004
Is the m th precoder and M is the rank of the precoder. R is the number of bits transmitted per symbol, and R / M determines the constellation used.

dmin(M,R)은 성상 포인트(constellation point)간의 최소 거리다. d min (M, R) is the minimum distance between constellation points.

Ne(M,R)은 선택된 성상에 대한 가장 가까운 포인트(nearest neighbor)의 수이다.Ne (M, R) is the number of nearest neighbors for the selected constellation.

N을 Ns, Nr, Nd 중 최소치라 하면의 랭크는 0,1,…,N 이 되고, 각각의 랭크에 대응하는 여러 개의 프리코더들이 있을 수 있다.
If N is the minimum value among Ns, Nr, and Nd, the rank is 0, 1,... , N, and there may be several precoders corresponding to each rank.

다이버시티Diversity 모드mode vsvs . 공간 다중화 . Spatial multiplexing 모드mode 결정( decision( DiversityDiversity vsvs . . SpatialSpatial MultiplexingMultiplexing modemode decisiondecision ))

데스티네이션(105)에서의 채널 추정(Channel estimation)은 채널들(H0, H1, H2)에서 파일럿(pilot) 등을 이용한다.Channel estimation in the destination 105 uses a pilot or the like in the channels H 0 , H 1 , and H 2 .

데스티네이션(105)는 수학식 1에 기재된 것과 같이 최소 특이값들을 구한 후, 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산한다.Destination 105 obtains the minimum singular values as described in Equation 1 and then calculates at least two metrics corresponding to the diversity mode.

또한, 데스티네이션(105)은 수학식 2에 기재된 것과 같이 프로비니어스 놈(norm)을 계산한 후, 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭(metric)들을 계산한다.Further, the destination 105 calculates a Provenance norm, as described in Equation 2, and then calculates at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode.

데스티네이션(105)는 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭과, 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭(metric)들 중 최소의 메트릭을 선택한 후, 선택된 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭과 선택된 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교함으로써, 최적의 MIMO 모드를 선택할 수 있다. 예를 들어, 선택된 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭이 선택된 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭보다 크다면, 다이버시티 모드가 MIMO 모드로 결정되며, 반대로, 선택된 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭이 선택된 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭보다 작거나 같다면, 공간 다중화 모드가 MIMO 모드로 결정될 수 있다.The destination 105 selects the minimum of at least two metrics corresponding to the diversity mode, and the minimum of at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode, and then selects the selected one of the diversity modes. By comparing the corresponding minimum metric with the minimum metric corresponding to the selected spatial multiplexing mode, an optimal MIMO mode can be selected. For example, if the minimum metric corresponding to the selected diversity mode is greater than the minimum metric corresponding to the selected spatial multiplexing mode, the diversity mode is determined as the MIMO mode, and conversely, the minimum metric corresponding to the selected diversity mode is determined. If the metric is less than or equal to the minimum metric corresponding to the selected spatial multiplexing mode, the spatial multiplexing mode may be determined as the MIMO mode.

데스티네이션(105)은 피드백(feedback) 채널을 통해 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 소스(101)와 릴레이(103)로 전송할 수 있으며, 소스(101)와 릴레이(103)는 피드백된 정보를 이용하여 데스티네이션(105)에 의해 선택된 MIMO 모드를 파악할 수 있다.
The destination 105 may transmit information about the selected MIMO mode to the source 101 and the relay 103 through a feedback channel, and the source 101 and the relay 103 may use the feedback information. The MIMO mode selected by the destination 105 can be identified.

프리코더Precoder 선택( Selection( PrecoderPrecoder selectionselection ))

데스티네이션(105)에서의 채널 추정(Channel estimation)은 채널들(H0, H1, H2)에서 파일럿(pilot) 등을 이용한다.Channel estimation in the destination 105 uses a pilot or the like in the channels H 0 , H 1 , and H 2 .

데스티네이션(105)은 수학식 3에 기재된 것과 같이 프리코더들에 대응하는 메트릭들을 계산한다.Destination 105 calculates metrics corresponding to the precoders as described in equation (3).

프리코더들에 대응하는 메트릭들 중 최소의 절대값에 대응하는 프리코더가 선택될 수 있으며, 상기 선택된 프리코더에 관한 정보가 소스(101)와 릴레이(103)로 피드백될 수 있다. 여기서, 선택된 프리코더에 관한 정보는 그 프리코더의 인덱스를 포함할 수 있다.
A precoder corresponding to a minimum absolute value among the metrics corresponding to the precoders may be selected, and information about the selected precoder may be fed back to the source 101 and the relay 103. Here, the information about the selected precoder may include an index of the precoder.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템에서 데스티네이션의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a communication method of destination in a communication system including a decode and forward relay according to an embodiment of the present invention.

여기서, 디코드 앤 포워드 릴레이를 포함하는 통신 시스템의 소스는 상술한 바와 같이 선택된 MIMO 모드에 따라 첫 번째 페이즈(phase)에서 릴레이 및 데스티네이션으로의 전송을 수행할 수 있다.Here, the source of the communication system including the decode and forward relay may perform transmission to the relay and the destination in the first phase according to the selected MIMO mode as described above.

또한, 릴레이(디코드 앤 포워드 릴레이)는 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩 한 경우, 두 번째 페이즈에서 선택된 MIMO 모드에 따라 데스티네이션으로의 전송을 수행할 수 있다. In addition, when the relay (decode and forward relay) successfully decodes the signal transmitted from the source, the relay may perform transmission to the destination according to the MIMO mode selected in the second phase.

도 3을 참조하면, 데스티네이션은 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널(H0), 소스와 릴레이 사이의 제2 채널(H1) 및 릴레이와 데스티네이션 사이의 제3 채널(H2)을 인지한다(301).Referring to FIG. 3, the destination includes a first channel H 0 between the source and the destination, a second channel H 1 between the source and the relay, and a third channel H 2 between the relay and the destination. Recognize (301).

이 때, 데스티네이션은 제3 채널을 기초로 제2 채널 및 제3 채널의 곱으로부터 제2 채널을 추정하여 각 채널들을 인지할 수 있다. At this time, the destination may recognize the respective channels by estimating the second channel from the product of the second channel and the third channel based on the third channel.

보다 구체적으로, 데스티네이션이 제2 채널을 아래와 같은 방법을 통하여 추정할 수 있다.More specifically, the destination may estimate the second channel through the following method.

소스는 파일럿을 릴레이와 데스티네이션으로 전송한다. 릴레이는 소스로부터 수신한 파일럿을 데스티네이션으로 전달한다. 여기서, 소스로부터 릴레이로 수신된 파일럿은 소스로부터 전송된 파일럿과 H1의 곱과 노이즈의 결합으로 표시될 수 있다. 또한, 릴레이는 고유의 파일럿을 데스티네이션으로 전송한다. The source sends the pilot to relays and destinations. The relay delivers the pilot received from the source to the destination. Here, the pilot received from the source to the relay may be represented as a combination of noise and a product of H 1 and a pilot transmitted from the source. The relay also sends its own pilot to the destination.

그러면, 데스티네이션은 릴레이로부터의 고유의 파일럿에 의해 제3채널(H2)을 추정한다. 그리고, 릴레이를 거쳐온 소스의 파일럿으로부터 제3 채널(H2)과 제2 채널(H1)의 곱을 추정한 후, 그 곱으로부터 제3 채널(H2)의 영향을 제거하여 제2 채널(H1)을 얻을 수 있다. The destination then estimates the third channel H 2 by a unique pilot from the relay. After estimating the product of the third channel H 2 and the second channel H 1 from the pilot of the source passed through the relay, the influence of the third channel H 2 is removed from the product to remove the influence of the second channel (H 2 ). H 1 ) can be obtained.

데스티네이션은 인지된 제1 채널(H0), 제2 채널(H1) 및 제3 채널(H2)을 기초로 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산한다(303).The destination calculates at least two metrics corresponding to the diversity mode based on the recognized first channel H 0 , the second channel H 1 , and the third channel H 2 (303).

이 때, 데스티네이션은 제1 채널의 최소 특이값(singular value), 제2 채널의 최소 특이값 및 제1 채널 및 제3 채널의 결합의 최소 특이값을 이용하여 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산할 수 있다.In this case, the destination may include at least two corresponding to the diversity mode using the minimum singular value of the first channel, the minimum singular value of the second channel, and the minimum singular value of the combination of the first channel and the third channel. Metrics can be calculated.

다이버시티 모드에 대응되는 적어도 두 개의 메트릭들은 상술한 수학식 1에 의해 표현될 수 있다.At least two metrics corresponding to the diversity mode may be represented by Equation 1 described above.

데스티네이션은 인지된 제2 채널(H1) 및 제3 채널(H2)을 기초로 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산한다(305).The destination calculates at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode based on the recognized second channel H 1 and the third channel H 2 (305).

이 때, 데스티네이션은 제2 채널(H1)의 프로비니어스 놈(Frobenius norm) 및 제3 채널(H2)의 프로비니어스 놈을 이용하여 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산할 수 있다.At this time, the destination calculates at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode by using the Provenius norm of the second channel H 1 and the Provenius norm of the third channel H 2 . Can be.

공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들은 상술한 수학식 2에 의해 표현될 수 있다.At least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode may be represented by Equation 2 described above.

데스티네이션은 계산된 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 및 계산된 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 다이버시티 모드 및 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택한다(307). The destination selects one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as the MIMO mode based on the at least two metrics corresponding to the calculated diversity mode and the at least two metrics corresponding to the calculated spatial multiplexing mode (307). ).

이 때, MIMO 모드의 선택을 위해 데스티네이션은 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하고, 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택할 수 있다.In this case, the destination may select a minimum metric among at least two metrics corresponding to the diversity mode, and select a minimum metric among at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode to select the MIMO mode. .

그 후, 데스티네이션은 다이버시티 모드 및 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하기 위하여 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하여 최종적인 MIMO 모드를 선택할 수 있다. Then, the destination compares the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as the MIMO mode, thereby selecting the final MIMO mode. You can choose.

여기서, 상기 최종적인 MIMO 모드의 선택을 위해 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭 중 최대값(maximum)을 선택할 수 있다.Here, a maximum value may be selected from a minimum metric corresponding to the diversity mode and a minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode for the final MIMO mode selection.

데스티네이션은 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 소스 및 릴레이로 피드백 하여 소스 및 릴레이가 벡터 심볼 에러를 최소화하는 모드에 의해 데이터를 전송할 수 있도록 한다(309). 이때, 예를 들어, CQI 채널로 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 소스 및 릴레이로 피드백 하기 위하여 MIMO 모드용 1bit를 할당할 수 있다.
The destination feeds back information about the selected MIMO mode to the source and the relay so that the source and the relay can transmit data in a mode that minimizes vector symbol errors (309). At this time, for example, in order to feed back information about the MIMO mode selected as the CQI channel to the source and the relay, 1 bit for the MIMO mode may be allocated.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데스티네이션의 통신 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a communication method of a destination according to another embodiment of the present invention.

여기서, 소스와 데스티네이션은 도 3에서 설명한 것과 동일한 방식으로 전송을 수행할 수 있으며, 보다 상세한 설명은 도 3의 설명을 참조하도록 한다. Here, the source and destination may perform the transmission in the same manner as described with reference to FIG. 3, and for more detailed description, refer to the description of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 데스티네이션은 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널(H0), 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널(H1) 및 릴레이와 데스티네이션 사이의 제3 채널(H2)을 인지한다(401).4, the destination is the source and the Destiny claim between Nation first channel (H 0), second channel (H 1) and a relay between the source and the decode-and-forward (decode and forward) mode of the relay and the destination A third channel H 2 in between is recognized (401).

이 때, 제3 채널을 기초로 제2 채널 및 제3 채널의 곱으로부터 제2 채널을 추정하여 각 채널들을 인지할 수 있다. In this case, each channel may be recognized by estimating the second channel from the product of the second channel and the third channel based on the third channel.

제2 채널을 추정하는 방법에 대하여는 도 3을 통해 설명한 것과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다.Since the method of estimating the second channel is the same as that described with reference to FIG. 3, the description of the corresponding part will be referred to.

데스티네이션은 인지된 제1 채널, 제2 채널 및 제3 채널을 기초로 복수의 프리코더(precoder)들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산한다(403). 여기서, 상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들은 상술한 수학식 3과 같이 표현될 수 있다. Destination calculates at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders based on the recognized first channel, second channel and third channel (403). Here, at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders may be expressed as in Equation 3 above.

데스티네이션은 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택한다(405). The destination selects any one of the plurality of precoders based on at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders (405).

이 때, 데스티네이션은 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하고, 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하기 위하여 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하여 벡터 심볼 에러를 최소화하는 어느 하나의 프리코더를 선택할 수 있다. At this time, the destination selects the minimum of at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders, and the minimum corresponding to each of the plurality of precoders to select any one of the plurality of precoders. The precoder may be selected to minimize the vector symbol error by comparing the metric of.

데스티네이션은 소스 및 릴레이로 선택된 프리코더에 관한 정보를 피드백 한다(407). Destination feeds back information about the precoder selected as the source and relay (407).

여기서, 프리코더에 관한 정보는 선택된 프리코더에 대한 인덱스를 포함할 수 있으며, 예를 들어, CQI 채널로 프리코더에 대한 인덱스를 피드백하기 위하여 log_2 L∧ bit를 할당할 수 있다. L은 프리코더의 사이즈를 나타낸다.
Here, the information about the precoder may include an index for the selected precoder. For example, a log_2 L ∧ bit may be allocated to feed back an index for the precoder to the CQI channel. L represents the size of the precoder.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데스티네이션을 위한 통신 장치를 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a communication device for destination according to another embodiment of the present invention.

여기서, 디코드 앤 릴레이를 포함하는 통신 시스템에서 소스와 릴레이의 전송 모드는 도 3과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다. Here, since the transmission mode of the source and the relay in the communication system including the decode and relay is the same as in FIG.

도 5를 참조하면, 데스티네이션을 위한 통신 장치는 채널 인지부(501), SVD 계산부(503), NORM 계산부(505), 모드 선택부(507) 및 전송부(509)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the communication device for destination includes a channel recognizer 501, an SVD calculator 503, a NORM calculator 505, a mode selector 507, and a transmitter 509.

채널 인지부(501)는 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널(H0), 소스와 릴레이 사이의 제2 채널(H1) 및 릴레이와 데스티네이션 사이의 제3 채널(H2)을 인지한다. The channel recognizer 501 recognizes the first channel H 0 between the source and the destination, the second channel H 1 between the source and the relay, and the third channel H 2 between the relay and the destination. .

여기서, 릴레이는 디코드 앤 포워드 방식을 이용하는 디코드 앤 포워드 릴레이(Decode and Forward Relay)이다.Here, the relay is a decode and forward relay using a decode and forward method.

SVD 계산부(503)는 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하기 위하여 제1 채널의 최소 특이값, 제2 채널의 최소 특이값 및 제1 채널 및 제3 채널의 결합의 최소 특이값을 계산한다. 예를 들어, SVD 계산부(503)에서 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들은 상술한 수학식 1에 의해 표현될 수 있다. The SVD calculator 503 calculates the minimum singular value of the first channel, the minimum singular value of the second channel, and the minimum singular value of the combination of the first and third channels in order to calculate at least two metrics corresponding to the diversity mode. Calculate For example, at least two metrics corresponding to the diversity mode in the SVD calculator 503 may be represented by Equation 1 described above.

NORM 계산부(505)는 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하기 위하여 제2 채널의 프로비니어스 놈(Frobenius norm) 및 제3 채널의 프로비니어스 놈을 계산한다. 예를 들어, NORM 계산부(505)에서 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들은 상술한 수학식 2에 의해 표현될 수 있다. The NORM calculator 505 calculates a probenus norm of the second channel and a provenus norm of the third channel in order to calculate at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode. For example, at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode in the NORM calculator 505 may be represented by Equation 2 described above.

모드 선택부(507)는 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 및 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 다이버시티 모드 및 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택한다. The mode selector 507 selects one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as the MIMO mode based on the at least two metrics corresponding to the diversity mode and the at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode.

이 때, 모드 선택부(507)는 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 제1 선택부, 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 제2 선택부 및 다이버시티 모드 및 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하기 위하여 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 비교부를 포함할 수 있다. In this case, the mode selector 507 selects the first of the at least two metrics corresponding to the diversity mode and the minimum of at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode. The second selection unit may include a comparison unit for comparing the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the diversity mode to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as the MIMO mode. have.

전송부(509)는 소스 및 릴레이로 모드 선택부(507)에서 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 피드백 한다. The transmitter 509 feeds back information about the MIMO mode selected by the mode selector 507 to the source and the relay.

따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 이상 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 내용은 도 5에 도시된 데스티네이션을 위한 통신 장치에도 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 여러 유닛들에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Therefore, even if omitted below, the contents described with reference to FIGS. 1 to 4 may be applied to the communication apparatus for the destination shown in FIG. 5 as it is. Therefore, detailed description of the various units shown in FIG. 5 will be omitted.

상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 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.The above-described methods may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded on 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 가지 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 various modifications and variations will be made to those skilled in the art to which the present invention pertains. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 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.

101 : 소스(Source)
103 : 릴레이(Relay)
105 : 데스티네이션(Destination)101: Source
103: relay
105: Destination

Claims (14)

소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널, 상기 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널 및 상기 릴레이와 상기 데스티네이션 사이의 제3 채널을 인지하는 단계;
상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 기초로 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계;
상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 기초로 공간 다중화(spatial multiplexing) 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계;
상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하는 단계; 및
상기 소스 및 상기 릴레이로 상기 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 피드백하는 단계
를 포함하는 데스티네이션의 통신 방법.Recognizing a first channel between a source and a destination, a second channel between the source and a decode and forward relay and a third channel between the relay and the destination;
Calculating at least two metrics corresponding to a diversity mode based on the first channel, the second channel and the third channel;
Calculating at least two metrics corresponding to a spatial multiplexing mode based on the second channel and the third channel;
Selecting one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode based on at least two metrics corresponding to the diversity mode and at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And
Feeding back information about the selected MIMO mode to the source and the relay;
Communication method of the destination comprising a. 제1항에 있어서,
상기 소스는 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 첫 번째 페이즈(phase)에서 상기 릴레이 및 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하며,
상기 릴레이는 상기 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩한 경우, 두 번째 페이즈에서 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하는 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 1,
The source performs transmission to the relay and the destination in a first phase according to the selected MIMO mode,
And when the relay successfully decodes the signal transmitted from the source, performing a transmission to the destination according to the selected MIMO mode in a second phase. 제1항에 있어서,
상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 인지하는 단계는
상기 제3 채널을 기초로 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널의 곱으로부터 상기 제2 채널을 추정하는 단계
를 포함하는 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 1,
Recognizing the first channel, the second channel and the third channel is
Estimating the second channel from the product of the second channel and the third channel based on the third channel
Communication method of the destination comprising a. 제1항에 있어서,
상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계는
상기 제1 채널의 최소 특이값, 상기 제2 채널의 최소 특이값 및 상기 제1 채널 및 상기 제3 채널의 결합의 최소 특이값을 이용하여 상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계인 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 1,
Computing at least two metrics corresponding to the diversity mode
Calculating at least two metrics corresponding to the diversity mode using the minimum singular value of the first channel, the minimum singular value of the second channel, and the minimum singular value of the combination of the first and third channels. Communication method of destination. 제1항에 있어서,
상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계는
상기 제2 채널의 프로비니어스 놈(Frobenius norm) 및 상기 제3 채널의 프로비니어스 놈을 이용하여 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계인 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 1,
Computing at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode
And calculating at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode using the Probenius norm of the second channel and the Provenius norm of the third channel. 제1항에 있어서,
상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하는 단계는
상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 단계;
상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 단계; 및
상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하기 위하여 상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 단계
를 포함하는 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 1,
Selecting one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode
Selecting a minimum metric of at least two metrics corresponding to the diversity mode;
Selecting a minimum metric of at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And
Comparing the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode;
Communication method of the destination comprising a. 제6항에 있어서,
상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 단계는
상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭 중 최대값(maximum)을 선택하는 단계
를 포함하는 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 6,
Comparing the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode
Selecting a maximum of a minimum metric corresponding to the diversity mode and a minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode
Communication method of the destination comprising a. 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널, 상기 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널 및 상기 릴레이와 상기 데스티네이션 사이의 제3 채널을 인지하는 단계;
상기 제1 채널, 상기 제2 채널 및 상기 제3 채널을 기초로 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하는 단계;
상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 상기 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및
상기 소스 및 상기 릴레이로 상기 선택된 프리코더에 관한 정보를 피드백하는 단계
를 포함하는 데스티네이션의 통신 방법.Recognizing a first channel between a source and a destination, a second channel between the source and a decode and forward relay and a third channel between the relay and the destination;
Calculating at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders based on the first channel, the second channel and the third channel;
Selecting one of the plurality of precoders based on at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders; And
Feeding back information about the selected precoder to the source and the relay;
Communication method of the destination comprising a. 제8항에 있어서,
상기 소스는 상기 선택된 프리코더를 이용하여 첫 번째 페이즈(phase)에서 상기 릴레이 및 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하며,
상기 릴레이는 상기 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩한 경우, 두 번째 페이즈에서 상기 선택된 프리코더를 이용하여 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하는 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 8,
The source uses the selected precoder to perform a transfer to the relay and the destination in the first phase,
And when the relay successfully decodes the signal transmitted from the source, performing the transmission to the destination using the selected precoder in the second phase. 제8항에 있어서,
상기 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하는 단계는
상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 단계; 및
상기 복수의 프리코더들 중 어느 하나를 선택하기 위하여 상기 복수의 프리코더들 각각에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 단계
를 포함하는 데스티네이션의 통신 방법.The method of claim 8,
Selecting any one of the plurality of precoder
Selecting a minimum metric of at least two metrics corresponding to each of the plurality of precoders; And
Comparing a minimum metric corresponding to each of the plurality of precoders to select one of the plurality of precoders
Communication method of the destination comprising a. 제1항 내지 제10항의 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 claim 1. 소스와 데스티네이션 사이의 제1 채널, 상기 소스와 디코드 앤 포워드(decode and forward) 방식의 릴레이 사이의 제2 채널 및 상기 릴레이와 상기 데스티네이션 사이의 제3 채널을 인지하는 채널 인지부;
다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하기 위하여 상기 제1 채널의 최소 특이값, 상기 제2 채널의 최소 특이값 및 상기 제1 채널 및 상기 제3 채널의 결합의 최소 특이값을 계산하는 SVD 계산부;
공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 계산하기 위하여 상기 제2 채널의 프로비니어스 놈(Frobenius norm) 및 상기 제3 채널의 프로비니어스 놈을 계산하는 NORM 계산부;
상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들을 기초로 상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하는 모드 선택부; 및
상기 소스 및 상기 릴레이로 상기 선택된 MIMO 모드에 관한 정보를 피드백하는 전송부
를 포함하는 데스티네이션을 위한 통신 장치.A channel recognition unit recognizing a first channel between a source and a destination, a second channel between the source and a decode and forward relay, and a third channel between the relay and the destination;
Calculating a minimum singular value of the first channel, a minimum singular value of the second channel, and a minimum singular value of a combination of the first and third channels to calculate at least two metrics corresponding to the diversity mode. SVD calculation unit;
A NORM calculator configured to calculate a Provenius norm of the second channel and a Provenus norm of the third channel to calculate at least two metrics corresponding to a spatial multiplexing mode;
A mode selector configured to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode based on at least two metrics corresponding to the diversity mode and at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And
A transmitter for feeding back information on the selected MIMO mode to the source and the relay
Communication device for the destination comprising a. 제11항에 있어서,
상기 소스는 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 첫 번째 페이즈(phase)에서 상기 릴레이 및 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하며,
상기 릴레이는 상기 소스로부터 전송된 신호를 성공적으로 디코딩한 경우, 두 번째 페이즈에서 상기 선택된 MIMO 모드에 따라 상기 데스티네이션으로의 전송을 수행하는 데스티네이션을 위한 통신 장치.The method of claim 11,
The source performs transmission to the relay and the destination in a first phase according to the selected MIMO mode,
And when the relay successfully decodes a signal transmitted from the source, performing a transmission to the destination according to the selected MIMO mode in a second phase. 제11항에 있어서,
상기 모드 선택부는,
상기 다이버시티 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 제1 선택부;
상기 공간 다중화 모드에 대응하는 적어도 두 개의 메트릭들 중 최소의 메트릭을 선택하는 제2 선택부; 및
상기 다이버시티 모드 및 상기 공간 다중화 모드 중 어느 하나를 MIMO 모드로 선택하기 위하여 상기 다이버시티 모드에 대응하는 최소의 메트릭 및 상기 공간 다중화 모드에 대응하는 최소의 메트릭을 비교하는 비교부
를 포함하는 데스티네이션을 위한 통신 장치.The method of claim 11,
The mode selector,
A first selector configured to select a minimum metric among at least two metrics corresponding to the diversity mode;
A second selector which selects a minimum metric among at least two metrics corresponding to the spatial multiplexing mode; And
A comparison unit for comparing the minimum metric corresponding to the diversity mode and the minimum metric corresponding to the spatial multiplexing mode to select one of the diversity mode and the spatial multiplexing mode as a MIMO mode
Communication device for the destination comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015199252A1 (en) * 2014-06-24 2015-12-30 엘지전자 주식회사 Method for transmitting signal through high-frequency band in wireless communication system, and apparatus therefor
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