KR20120018129A - 데이터 패킷 중계 및 데이터 패킷 디코딩을 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

데이터 패킷 중계 및 데이터 패킷 디코딩을 위한 방법 및 디바이스 Download PDF

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KR20120018129A
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용강 왕
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Abstract

본 발명은 중계국에서 하나 이상의 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하기 위한 기술적인 방식 및 기지국에서 사용자 단말들로부터 복수의 데이터 패킷들을 디코딩하기 위한 기술적인 방식을 제공한다. 중계국은 네트워크 코딩된 데이터 패킷을 획득하기 위해, 하나 이상의 사용자 단말들로부터 복수의 데이터 패킷들의 복제들에 대해 네트워크 코딩을 수행하고, 데이터 패킷들을 기지국에 전달한다. 기지국은 중계국으로부터 네트워크 코딩된 데이터 패킷뿐만 아니라, 하나 이상의 사용자 단말들로부터 각각 사용자 단말들의 복수의 데이터 패킷들의 복제들을 수신하고, 그것들에 대해 조인트 소프트 조합 디코딩을 수행한다.

Description

데이터 패킷 중계 및 데이터 패킷 디코딩을 위한 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR DATA PACKET RELAYING AND DATA PACKET DECODING}
본 발명은 무선 중계 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히, 무선 중계 통신 네트워크에서, 중계국에서의 데이터 패킷 포워딩 및 기지국에서의 데이터 패킷 디코딩에 관한 것이다.
LTE-A 무선 통신 네트워크에서, 중계는 용량을 증가시키는 것 및 커버리지 범위를 확대하는 것을 지원하는 중요한 기술적인 의미로서 고려된다. 업링크 중계에서, 다수의 사용자 단말들로부터의 정보가 중계될 필요가 있다. 일반적으로, 각각의 사용자 단말로부터의 정보는 eNodeB 노드에 각각 중계된다. 예를 들어, 도 1에서, 중계국(21)은 각각 사용자 단말들(11,12)로부터 eNodeB 노드(31)로 데이터 패킷들(P1, P2)을 중계한다. 두 개의 데이터 패킷들(P1, P2)에 대해, 두 개의 패킷들의 길이와 비교가능한 리소스들은 그것들을 전달하는데 요구된다. 통신 링크들의 라디오 리소스들(radio resources)이 무선 통신 네트워크에 매우 제한되기 때문에, 중계를 수행하기 위해 라디오 리소스들을 세이브하기 위한 몇몇 방식들을 적용하는 것이 필요하다.
기술적인 배경에 기초하여, 본 발명은 중계국에서의 하나 이상의 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하기 위한 기술적인 방식, 및 기지국에서의 사용자 단말로부터 데이터 패킷들을 조인트 소프트 조합 및 디코딩(joint soft combining and decoding)하기 위한 기술적인 방식을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따라, 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 하나 이상의 사용자 단말들로부터의 다수의 사용자 단말 패킷들 및 중계국으로부터의 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 카피들(copies)을 수신하는 단계로서, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷은, 상기 중계국이 상기 하나 이상의 단말로부터 각각 수신된 다수의 사용자 단말 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩을 수행한 후에, 얻어지는, 상기 수신 단계; 상기 다수의 사용자 단말 패킷들의 카피들 및 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에 대해 조인트 소프트 조합 및 디코딩을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 무선 통신 네트워크의 중계국에서 다수의 사용자 단말들로부터의 데이터 패킷들을 포워딩하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 하나 이상의 사용자 단말들로부터의 다수의 데이터 패킷들의 카피들을 각각 수신하는 단계; 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 획득하기 위해, 상기 다수의 데이터 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩 프로세싱을 수행하는 단계; 및 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 기지국에 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 디코딩하기 위한 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는: 하나 이상의 사용자 단말들로부터의 다수의 사용자 단말 패킷들 및 중계국으로부터의 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 카피들을 수신하기 위한 제 1 수신 유닛으로서, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷은, 상기 중계국이 상기 하나 이상의 사용자 단말들로부터 각각 수신된 상기 다수의 사용자 단말 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩을 수행한 후 획득되는, 상기 제 1 수신 유닛; 및 상기 다수의 사용자 단말 패킷들의 카피들 및 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에 대해 조인트 소프트 조합 및 디코딩을 수행하기 위한 소프트 조합 및 디코딩 유닛을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 무선 통신 네트워크의 중계국에서 다수의 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하기 위한 포워딩 장치가 제공된다. 상기 포워딩 장치는: 하나 이상의 사용자 단말들로부터 다수의 데이터 패킷들의 카피들을 각각 수신하기 위한 제 2 수신 유닛; 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 획득하기 위해, 상기 다수의 데이터 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩 프로세싱을 수행하기 위한 네트워크 인코딩 유닛; 및 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 기지국에 전달하기 위한 전달 유닛을 포함한다.
본 발명의 방법들 및 장치를 사용함으로써, 업링크 통신 링크들의 라디오 주파수 리소스들이 효과적으로 세이브되고, 중계국에서의 파워 소모가 효과적으로 감소된다.
본 발명의 다른 특징들, 목적들, 및 이점들이 첨부된 도면들과 연계하여 비제한적인 실시예들의 상세한 설명으로부터 보다 명백해진다.
본 발명의 방법들 및 장치를 사용함으로써, 업링크 통신 링크들의 라디오 주파수 리소스들이 효과적으로 세이브되고, 중계국에서의 파워 소모가 효과적으로 감소된다.
도 1은 종래 기술에서 네트워크 토폴로지 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 상세한 실시예들에 따른 무선 통신 네트워크의 중계국에 의해 데이터 패킷들을 포워딩하는 것을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 상세한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 중계국에서 다수의 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하는 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 상세한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법의 흐름도.
도 5는 도 4에 도시된 스텝 S402의 서브-스텝의 흐름도.
도 6은 본 발명의 상세한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 기지국에서의 디코딩의 블록도.
도 7은 본 발명의 또 다른 상세한 실시예에 따른 중계국에 의해 데이터 패킷들을 포워딩하는 것을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 상세한 실시예에 따른 프레임 에러 레이트(frame error rate)의 시뮬레이션 결과들을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 상세한 실시예에 따른 어플리케이션 시나리오를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 상세한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 중계국에서 데이터 패킷들을 포워딩하기 위한 포워딩 장치(100)의 구조도.
도 11은 본 발명의 상세한 실시예에 따라 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 디코딩하기 위한 디코딩 장치(110)의 구조도.
여기서, 동일하거나 유사한 참조부호들은 동일한 또는 유사한 단계 특징들 또는 장치(모듈들)을 말한다.
본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명이 첨부된 도면들과 연계하여 아래에서 주어진다.
도 2는 본 발명의 상세한 실시예에 따르는 중계국(21)의 포워딩 방식을 도시한 도면이다. 두 개의 사용자 단말들(11, 12)만이 도 2에 도시되어 있지만, 기술분야의 당업자들이 본 발명의 기술적인 방식이 아래에서 설명되는, 다수의 사용자 단말들의 시나리오에 적용가능함을 이해할 것이다.
도 3은 도 2에서 중계국(21)에 의해 다수의 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하는 방법의 흐름도를 도시한다. 도 3에 도시된 스텝들의 상세한 설명은 도 2와 연계하여 아래에서 주어진다.
우선, 스텝 S301에서, 중계국(21)은 사용자 단말들(11,12)로부터 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들을 수신한다. 사용자 단말(11)에 의해 데이터 패킷(P1)을 전달하고, 사용자 단말(12)에 의해 데이터 패킷(P2)을 전달하는 순서가 제한되지 않으며, 중계국(21)이 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들을 수신할 뿐만 아니라, 기지국(31)이 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들을 수신하는 것이 설명된다.
다음으로, 스텝 S302에서, 중계국(21)은 네트워크 인코딩된 패킷(PNC)을 획득하기 위해, 사용자 단말(11,12)로부터 각각 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들에 대해 네트워크 인코딩을 수행한다. 네트워크 인코딩의 의미는, 복조 및 채널 디코딩 프로세싱이 다수 소스들의 데이터 패킷들에 대해 수행된 후에, 다수 소스들의 데이터를 인코딩함으로써 전송 리소스들을 세이브하는 것을 말한다. 예를 들어, 2진 도메인(binary domain)에서, 네트워크 인코딩은 적어도 두 개의 다음 스텝들을 포함하는데: 즉, 하나는 다수의 사용자 단말 데이터 패킷들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어지는 다수의 비트 시퀀스에 대해 비트(bitwise) XOR 또는 XNOR 프로세싱을 수행하는 것이며, 각각의 비트 시퀀스의 길이가 동일하지 않으면, 보다 짧은 비트 시퀀스들은 가장 긴 비트 시퀀스의 길이를 달성하기 위해 0들 또는 다른 미리 규정된 정보로 패딩(padded)되며, 나머지 하나는 다수의 사용자 단말 데이터 패킷들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어지는 다수 비트 시퀀스들 중 적어도 하나에 대해 2진 도메인에서 승산 변환(multiplication transforming)을 수행하고, 이어서, 다른 비트 시퀀스들로 2진 도메인에서 변환 프로세싱을 부가하는 것을 수행하는 것이다. 예를 들어, 상기 두 개의 네트워크 인코딩 방식들은 각각 아래에서 설명된다.
일반성의 손실 없이, 중계국(21)이 데이터 패킷(P1)에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어지는 비트 시퀀스는 총 10 비트들인, 0101100110이라고 가정하고, 비트 시퀀스가 정확한 비트 시퀀스이고; 중계국(21)이 데이터 패킷(P2)에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어지는 비트 시퀀스는 총 10 비트들인 1100001100이다.
위의 두 개의 비트 시퀀스에 대해 비트 XOR 프로세싱을 수행함으로써, 얻어진 데이터 패킷(PNC)의 비트 시퀀스는 1001101010이고; 만약 XNOR 프로세싱이 수행되면, 얻어진 데이터 패킷(PNC)의 비트 시퀀스는 0110010101이다.
데이터 패킷(P1)의 비트 시퀀스에 대해 2진 도메인에서 3으로 승산하는 동작을 수행함으로써, 총 11 비트들인 10000110010이 얻어진다. 데이터 패킷(P2)의 비트 시퀀스 및 그것에 대해 2진 부가 프로세싱(binary adding processing)을 수행함으로써, 얻어진 데이터 패킷(PNC)의 비트 시퀀스는 11100111110이다.
마지막으로, 스텝 S303에서, 중계국(21)은 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 기지국(31)에 전달한다. 특히, 중계국(21)은 그것을, 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에 대해 채널 인코딩 및 심볼 변조를 수행한 후에 전송기를 통해 전달한다.
네트워크 인코딩 프로세스가 2진 도메인에서 수행되도록 제한되지 않으며, 예컨대 8진 도메인(octal domain), 6진 도메인(hex domain), 또는 10진 도메인으로 수행될 수 있다는 것이 설명된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 기지국에서, 사용자 단말들로부터 데이터 패킷을 디코딩하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 도 2와 연계하여 아래에서, 도 2에 위치하는 기지국(31)에 의해 사용자 단말(11 또는 12)로부터의 데이터 패킷들에 대한 디코딩 과정이 상세히 설명된다.
우선, 스텝 S401에서, 기지국(31)은 사용자 단말(11,12)로부터 데이터 패킷들(P1,P2) 각각의 카피들 및 중계국(21)로부터 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 수신하고, 여기에서, 중계국(21)으로부터의 네트워크 인코딩된 데이터 패킷은, 중계국(21)이 각각 사용자 단말(11,12)로부터 수신된 두 개의 사용자 단말 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들에 대해 위에서 언급된 상기 네트워크 인코딩을 수행한 후에, 얻어진다.
일반적으로, 중계국(21)에서의 프로세싱 지연으로 인해, 기지국(31)은 우선, 사용자 단말(11,12)로부터 데이터 패킷들(P1,P2) 각각의 카피들을 수신한다. 사용자 단말(11 또는 12)로부터 중계국(21)으로 그리고 사용자 단말(11 또는 12)로부터 기지국(21)으로 무선 통신 링크들 간의 차이로 인해, 중계국(21) 및 기지국(31)에 의해 수신되는 동일한 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 카피들은 상이할 수 있다. 예를 들어, 중계국(21)이 사용자 단말(11 또는 12)에 근접하기 때문에, 그것이 수신된 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 카피가 완벽하고 정확하게 수신될 수 있고; 기지국(31)이 사용자 단말(11 또는 12)로부터 더 멀기 때문에, 그것이 수신된 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 카피가 실수로 수신될 수 있다.
상기 분야에서 숙련자들은 특히, 데이터 패킷들(P1,P2)을 전달한다는 것의 의미가 시분할, 코드 분할, 주파수 분할, 공간 분할 등일 수 있음을 이해해야 한다는 것이 설명된다. 데이터 패킷들을 전달한다는 것의 의미가 본 발명과의 직접적인 관련을 갖지 않기 때문에, 여기에서는 상세히 설명되지 않는다.
그 후에, 스텝 S402에서, 조인트 소프트 조합 및 디코딩 프로세싱이 사용자 단말 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들 및 상기 네트워크 인코딩 데이터 패킷(PNC)에 대해 수행된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 스텝 S402의 서브-스텝의 흐름도를 도시한다.
우선, 스텝 S501에서, 기지국(31)은 네트워크 인코딩 데이터 패킷(PNC)의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스 및 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 시퀀스 또는 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스를 얻는다.
다음은, 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보에 대한 계산 과정(computation procedure)을 상세히 설명한다.
일반성의 손실 없이, 예컨대, 초기 비트 가능성 비(initial bit likelihood ratio)는 초기 소프트 정보로서 취해진다. 사용자 단말(11)에 의해 전달되는 데이터 패킷(P1)에서의 심볼이 s1이라고 가정하면, 이후 기지국(31)에 의해 수신되는 심볼은 yU1 ,B이다:
Figure pct00001
여기에서, hU1 ,B는 사용자 단말(11)로부터 기지국(31)으로의 채널 전송 계수이고, nU1 ,B는 변수(σ2)를 갖는 가우시한 분포 노이즈(Gaussian distributed noise)이고, 심볼(s1)의 가능성 비는 다음과 같다:
Figure pct00002
여기에서, s1i는 심볼(s1)의 모든 가능한 값들이다. 예를 들어, QPSK 심볼에 대해, i = 1~4이다.
심볼(s1)의 비트(j)의 초기 비트 가능성 비는 다음 수식으로부터 얻어질 수 있다:
Figure pct00003
여기에서, j,k는 각각의 심볼에 의해 조합되는 비트이다. 예를 들어, QPSK 심볼에 대해, j,k = 1~2이다.
인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스가 채널 디코더에 입력된 후에 채널 디코딩을 수행함으로써, 채널 디코더는 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 시퀀스를 출력한다.
네트워크 인코딩된 데이터 패킷들에 대해 수식들 (2) 및 (3)의 프로세싱을 수행함으로써, 네트워크 인코딩된 데이터 패킷들의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스가 얻어진다.
스텝 S502에서, 기지국(31)은, 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들 외의 적어도 하나의 사용자 단말 데이터 패킷의 비트 시퀀스의 소프트 조합된 비트 가능성 비를 얻기 위해서, 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC)의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스 및 사용자 단말 패킷들(P1,P2)의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 시퀀스 또는 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스에 대해 조인트 소프트 조합 프로세싱을 수행한다.
선택적으로, 본 발명의 실시예에서, 기지국(21)에서 수행되는 네트워크 인코딩은 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들(P1,P2)에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에, 두 개의 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 프로세싱하는 것이다. 조인트 소프트 조합은 아래 수식에 따라 기지국(31)에서 수행될 수 있다.
Figure pct00004
여기에서, b1는 사용자 단말 데이터 패킷(P1)에서 인코딩된 비트이고,
Figure pct00005
는 인코딩된 비트에 대해 소프트 조합을 수행한 후의 조인트 소프트 조합 가능성 비이고,
Figure pct00006
는 인코딩된 비트의 초기 비트 가능성 비 또는 추정된 비트 가능성 비이고,
Figure pct00007
는 사용자 단말 데이터 패킷에서 대응하는 인코딩된 비트(b2)의 추정된 가능성 비이고, 여기에서, XOR 프로세싱은 인코딩된 비트(b1)로 수행되고,
Figure pct00008
는 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC)에서 대응하는 인코딩된 비트(bNC)의 초기 비트 가능성 비이다.
근사 정리를 취함으로써,
Figure pct00009
이고, 상기 수식은 수식 (5)로 단순화될 수 있어, 기지국(31)의 계산 노력은 상당히 감소될 수 있다.
Figure pct00010
이어서, 스텝 S503에서, 기지국(31)은 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 비트 시퀀스를 획득하기 위해, 수식(4) 또는 수식(5)에 따라 얻어진 소프트 조합 비트 가능성 비에 대해 채널 디코딩을 수행한다.
다음은, 수식(4)의 유도 프로세스를 상세히 설명한다.
s3는 중계국(21)에 의해 전달되는 데이터 패킷(PNC)의 심볼이다. 기지국(31)이 수신한 심볼은 yR ,B이고;
Figure pct00011
예를 들어, MAP(Maximum A Posteriori) 원리에 따라, 데이터 패킷(P1)에서의 비트(b1) 및 데이터 패킷(P2)에서의 비트(b2)에 대해 XOR 프로세싱을 수행한 후에 얻어지는 데이터 패킷(PNC)에서 비트(bNC)에 대해, 비트(b1)의 비트 가능성은 다음 수식에 의해 표현될 수 있다.
Figure pct00012
여기에서, yNC는, s3가 중계국(21)에 의해 전달되는 심볼일 때, 채널에 의해 간섭되고, 감쇠되고, 기지국(31)에 의해 수신되는 심볼의 값이다. 여기에서, 문자 s3는 비트(bNC)를 포함하는 비트 시퀀스에 대한 변조를 수행한 후의 심볼이다. 예를 들어, QPSK에 대해, bNC ,1 및 bNC ,2인 두 개의 비트들은 하나의 심볼 s3으로 변조된다.
Figure pct00013
bNC가 데이터 패킷(P1)에서의 비트(b1) 및 데이터 패킷(P2)에서의 비트(b2)에 대해 XOR를 수행함으로써 얻어지므로, 수식(7)의 오른쪽 상의 조인트 확률(joint probability)은 b1 및 b2의 확률들에 관련된다. 테이블 1은 b1, b2 및 bNC의 모든 가능한 값들을 보여준다. 수식(7)의 오른쪽 항에서의 분자는 테이블 1에서 두 개의 하부 라인들의 확률들을 보여주고, 분모는 두 개의 상부 라인들의 확률들을 표현한다.
테이블 1에 따라, 수식(8)은 수식(7)에 따라 얻어질 수 있다:
Figure pct00014
P[yNC｜bNC =0]P(b1=0)P(b2=0)에 의해 수식(8)의 분자와 분모 둘 모두를 분리하여, 다음 수식을 얻는다.
Figure pct00015
여기에서,
Figure pct00016
는 수식(3)에 따라 결정되는 비트(bNC)의 초기 비트 가능성 비이고,
Figure pct00017
이고, n=1,2는 비트(bN)의 비트 가능성 비이다. 비트(bN)가 수신되지 않으면, P(bn=1)=P(bn=0),La(bn)=0이라고 하자. b1 및 b2가 이미 수신되었으므로, 비트(b1,b2)의 초기 비트 가능성 비들 또는 채널 디코더에 의해 출력된 추정된 비트 가능성 비는 La(bn)를 교체하는데 사용될 수 있고, 후자가 바람직하다. 그러므로, 수식(4) 또는 수식(5)이 얻어질 수 있다.
Figure pct00018
선택적으로, 도 5에 도시된 바와 같이 스텝 S502 전에, 기지국(31)은 데이터 패킷들(P1,P2)의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 비트 가능성 비 시퀀스에 대해 채널 디코딩을 수행한다. 채널 디코딩이 데이터 패킷들 둘 모두에 대해 정확하게 수행되면, 예컨대, CRC 입증 결과들은 정확하고, 채널 디코딩이 저장된 후의 P1 및 P2의 데이터 비트 시퀀스들 및 스텝 S502에서 설명되는 바와 같은 상기 소프트 조합 프로세싱은 수행될 필요가 없다. 임의의 데이터 패킷, 예컨대 데이터 패킷(P1)의 채널 디코딩이 정확하지 않으면, 스텝 S502에서 언급된 바와 같은 상기 소프트 조합 프로세싱은 데이터 패킷(P1)에 대해 수행될 필요가 있다. 이때에, 기지국(31)은, 차후에 수신되는 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스에 대해 스텝 S502에서 도시되는 바와 같은 소프트 조합 프로세싱을 이미 준비하는, P1 및 P2의 인코딩 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스 또는 추정된 소프트 정보 시퀀스를 저장한다.
도 6은 그 때에 기지국(31)에서 디코딩의 도면을 도시한다.
상기는 도 1에 도시된 어플리케이션 시나리오에 대한 수식(4)의 유도 과정을 상세히 설명한다. 상기 유도 과정에 따라, 기술분야의 숙련자들은 일반적인 어플리케이션 시나리오들로 본 발명을 확대할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 어플리케이션 시나리오에 대해, 네트워크 인코딩된 PNC는 테이블 2에 따라, 사용자 단말들(11, 12, 13)로부터 3개의 데이터 패킷들의 카피들에 대해 비트 XOR를 수행함으로써 형성되고, 다음 수식은 얻기 어렵지 않다:
Figure pct00019
따라서, 사용자 단말들의 수가 m인 일반 수식(11)을 유도하기 어렵지 않다:
Figure pct00020
여기에서, LLR(oddc)는, XOR 프로세싱이 인코딩된 비트(b1)에 대해 수행되는 다른 사용자 단말 데이터 패킷들의 대응하는 인코딩된 비트(b2, b3,...,bm)의 추정된 가능성 비
Figure pct00021
,
Figure pct00022
,
Figure pct00023
의 비트 가능성 비들의 홀수와, 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에서 대응하는 인코딩된 비트(bNC)의 초기 비트 가능성 시퀀스의 비트 가능성 비 LLR(bNC)의 조합이고,
Figure pct00024
는 모든 e에 대한 비트 가능성 비들의 홀수들의 조합들(
Figure pct00025
)의 거듭제곱의 합이고, m은 사용자 단말들의 총 수이고; LLR(evenc)은 XOR 프로세싱이 상기 인코딩된 비트(b1)에 대해 수행되는, 다른 사용자 단말 데이터 패킷들의 대응하는 인코딩된 비트들(b2, b3,...,bm)의 추정된 가능성 비들
Figure pct00026
,
Figure pct00027
,
Figure pct00028
의 비트 가능성 비들의 짝수와, 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 인코딩된 비트(bNC)에 대응하는 초기 비트 가능성 비의 비트 가능성 비의 조합이고,
Figure pct00029
는 모든 e에 대한 비트 가능성 비들의 조합들의 거듭제곱의 총 합이다.
수식(4), (5), (10), (11)이 비트 XOR 프로세싱을 겨냥하여 얻어지는 소프트 조합 프로세싱 수식들임이 설명된다. XNOR은 XOR과 유사한 연산이다. 수식들(4), (5), (10), (11)에 기초하여, 기술분야의 숙련자들은, 비트 XNOR 프로세싱이 수행되고, 여기에서 상세히 설명되지는 않은, 시나리오에서 수식(4), (5), (10), (11)에 대응하는 소프트 조합 프로세싱 수식을 쉽게 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 가중 계수는 수식들(4), (5), (10), (11)에서 각각의 비트 가능성 비에 부가될 수 있다. 예를 들어, 비트 가능성 비 계수는, 각각의 데이터 패킷을 전송하기 위한 채널들의 채널 품질이 양호한지 또는 나쁜지에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 데이터 패킷(P1)을 전송하기 위한 채널의 채널 품질이 데이터 패킷(PNC)을 전송하기 위한 채널의 채널 품질보다 나쁘면,
Figure pct00030
전의 가중 계수는
Figure pct00031
전의 가중 계수보다 작다.
상기가, 사용자 단말들(11,12)로부터 데이터 패킷들(P1,P2) 각각에 대해 중계국(21)에서의 네트워크 인코딩 과정 및 기지국(31)에서의 디코딩 과정을 상세히 개시하고 있음이 부가적으로 설명된다. 데이터 패킷들(P1,P2) 둘 모두가 사용자 단말(11 또는 12)로부터 기인하면, 중계국(21)에서의 네트워크 인코딩 과정 및 기지국(31)에서의 디코딩 과정이 위의 텍스트와 동일하다.
특별히 채택된, 상이한 네트워크 인코딩에 따라, 기지국(21)에서 수행되는 디코딩 및 조인트 소프트 조합의 스타일이 또한 다양하고, 상기 실시예에서 위의 설명들로 제한되지 않음이 추가적으로 설명된다.
수식(4) 또는 수식(5)에서 소프트 조합 알고리즘은 또한 도 2에 도시된 어플리케이션 시나리오에 대한 실험으로써 검증된다. 도 8은 실험의 결과들을 도시한다. 유닛 변화를 갖는 부가적인 가우시안 화이트 노이즈 레일리 무선 통신 채널 시뮬레이션 모델(additive Gaussian white noise Rayleigh wireless communication channel simulation model)은 도 8의 실험에서 채택된다. 편의를 위해, 중계국(21) 또는 기지국(31)에 대한 사용자 단말들(11,12)의 채널 전송 계수들이 동일하고 가정하면, 기지국(31)의 통신 링크에 대한 사용자 단말(11 또는 12)의 신호 노이즈 비는 기지국(31)에 대한 중계국(21)의 통신 링크의 신호 노이즈 비보다 나쁜 6dB이다. 3460 비트들 UMTS 1/3 터보 코드들 및 QPSK 심볼 변조는 채널 인코딩에서 채택된다. 수식(4) 또는 수식(5)에서 보여지는 바와 같이 조합 알고리즘을 채택하는 중계기를 갖고, 그리고 중계기 없이, 도 1에 도시된 바와 같은 제공된 중계기를 갖춘 기지국(31)에서 프레임 에러 레이트(Frame Error Rates: FER)가 도 8에 각각 도시된다. 도 2에 도시된 어플리케이션 시나리오에 대해, 기지국(31)에서 프레임 에러 레이트가 중계기 없이, 프레임 에러 레이트보다 분명히 낮지만, 도 1에 도시된 것과 같은 제공된 중계기의 프레임 에러 레이트보다 약간 높다는 것을 도 8로부터 명백히 알 수 있다. 하지만, 후자와의 비교에서, 도 2에 도시된 어플리케이션 시나리오에서, 대략 50% 중계 리소스들이 세이브되고, 중계국(21)에서의 전력 손실이 대응하여 감소된다.
본 발명이 도 2 및 도 7에 도시된 어플리케이션 시나리오들에 제한되지 않음이 설명된다. 예를 들어, 기지국(31)에 의해 수신되는 데이터 패킷들(P1,P2)이, 도 9에 도시된 바와 같이, 중계국(22)에 의해 중계되는 것과 같이, 각각의 사용자 단말에 의해 직접 전달되거나, 임의의 중계국에 의해 아마도 전달되는 것에 제한되지 않는다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 무선 통신 네트워크의 중계국에서 다수의 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하는데 사용되는 포워딩 유닛(100)의 구조도를 도시한다. 도 10에서, 포워딩 유닛(100)은 제 2 수신 유닛(101), 네트워크 인코딩 유닛(102) 및 전달 유닛(103)을 포함한다.
아래에서, 예로서, 도 2에 도시된 어플리케이션 시나리오를 취함으로써, 사용자 단말(11,12)로부터 기인하는 데이터 패킷들(P1,P2) 각각에 대한 도 2의 중계국(21)에 의한 포워딩 과정들이 상세히 설명된다.
우선, 제 2 수신 유닛(101)은 사용자 단말(11,12)로부터 기인하는 2개의 데이터 패킷들 각각의 카피들을 수신한다. 사용자 단말(11)에 의해 데이터 패킷(P1)을 전송하고, 사용자 단말(12)에 의해 데이터 패킷(P2)을 전송하는 순서는 제한되지 않고, 제 2 수신 유닛(101)이 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들을 수신할 뿐만 아니라, 기지국(31)은 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들을 수신한다.
이어서, 네트워크 인코딩 유닛(102)은 네트워크 인코딩 데이터 패킷(PNC)을 획득하기 위해, 사용자 단말들(11,12)로부터 기인하는 데이터 패킷들(P1,P2) 각각의 카피들에 대해 네트워크 인코딩 프로세싱을 수행한다. 네트워크 인코딩의 의미는, 다수 소스들의 데이터 패킷들에 대해 복조, 채널 디코딩 프로세싱을 수행한 후에, 다수 데이터 패킷들에 대해 인코딩을 수행함으로써 전송 리소스들을 세이브한다는 것이다. 예를 들어, 2진 도메인에서, 네트워크 인코딩은 적어도 다음의 두 가지 타입들을 포함하는데, 하나는 다수 사용자 단말 데이터 패킷들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 다수 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 또는 XNOR 프로세싱을 수행하는 것이며, 각각의 비트 시퀀스의 길이가 동일하지 않으면, 보다 짧은 비트 시퀀스들의 엔드(end)가 가장 긴 비트 시퀀스의 길이를 달성하기 위해 0 또는 1로 패딩되고; 또 다른 하나는, 다수 사용자 단말들의 데이터 패킷들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어진 다수 비트 시퀀스들 중 적어도 하나에 대해 2진 도메인에서 승산 변환을 수행한 후에 다른 비트 시퀀스들로 변환 프로세싱을 부가하는 것을 수행하는 것이다. 다음의 텍스트는 예들로서 각각 두 개의 네트워크 인코딩들을 개시한다.
일반성의 손실 없이, 중계국(21)이 데이터 패킷(P1)에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어지는 비트 시퀀스가 총 10비트들인 0101100110이라고 가정하면, 비트 시퀀스는 정확한 비트 시퀀스이고; 중계국(21)이 데이터 패킷(P2)에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 얻어지는 비트 시퀀스가 총 10비트들인 1100001100이다.
위의 2 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 프로세싱을 수행함으로써, 데이터 패킷(PNC)의 비트 시퀀스 1001101010이 얻어지고; XNOR 프로세싱이 수행되면, 데이터 패킷(PNC)의 비트 시퀀스 0110010101이 얻어진다.
2진 도메인에서 3으로써, 데이터 패킷(P1)의 비트 시퀀스에 대해 승산 프로세싱을 수행함으로써, 10000110010이 얻어지고, 이것은 총 11비트들이며, 2진 도메인에서 프로세싱을 부가하는 것은, 11100111110인 데이터 패킷(PNC)의 비트 시퀀스를 획득하기 위해 데이터 패킷(P2)의 비트 시퀀스로 그것에 대해 수행된다.
마지막으로, 전달 유닛(103)은, 네트워크 인코딩 프로세싱 후에 데이터 패킷(PNC)을 기지국(30)에 전달한다. 특히, 전달 유닛(103)은 데이터 패킷에 대해 채널 인코딩 및 심볼 변조 프로세싱을 수행한 후에 전송기를 통해 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC)을 전달한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말로부터 데이터 패킷을 디코딩하는데 사용되는 디코딩 유닛(110)의 구조도를 도시한다. 도 11에서, 디코딩 유닛(110)은 제 1 수신 유닛(111) 및 소프트 조합 디코딩 유닛(112)을 포함한다. 실시예의 예에서, 소프트 조합 유닛(112)은, 도 11에 또한 함께 도시되는, 획득 유닛(1121), 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122), 및 채널 디코딩 유닛(1123)을 포함한다. 도 11에서, 단지 제 1 수신 유닛(111) 및 소프트 조합 디코딩 유닛(112)이 필수 유닛들이고, 다른 유닛들이 옵션임이 기술분야의 당업자들에 의해 이해된다.
다음은, 도 2에서의 기지국(31)이 사용자 단말(11 또는 12)로부터 기인하는 데이터 패킷들에 대해 디코딩을 수행하는 과정을 상세히 개시하기 위해, 예로서 도 2에 도시된 어플리케이션 시나리오를 취한다.
우선, 제 1 수신 유닛(111)은 사용자 단말들(11,12)로부터 각각 기인하는 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들 및 중계국(21)로부터 네트워크 인코딩된 데이터 패킷들을 수신한다. 여기에서, 중계국(21)으로부터의 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC)은 사용자 단말(11,12)로부터 중계국(21)에 의해 수신된 두 개의 사용자 단말 데이터 패킷들(P1,P2) 각각의 카피들에 대해 위에서 언급된 상기 네트워크 인코딩을 수행함으로써 얻어진다.
일반적으로, 중계국(21)에서의 프로세싱 지연 때문에, 제 1 수신 유닛(111)은 우선, 사용자 단말들(11,12)로부터 기인하는 데이터 패킷들(P1,P2) 각각의 카피들을 수신한다. 사용자 단말(11 또는 12)로부터 중계국(21)으로 그리고 사용자 단말(11 또는 12)로부터 기지국(31)으로의 무선 통신 링크들의 차이로 인해, 중계국(21) 및 기지국(31)에 의해 수신되는 동일한 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 카피들은 상이할 수 있다는 것이 설명될 것이다. 예를 들어, 중계국(21)이 사용자 단말(11 또는 12)에 근접하기 때문에, 그것이 수신한 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 카피는 완전히 정확할 수 있고; 기지국(31)이 사용자 단말(11 또는 12)로부터 더 멀기 때문에, 제 1 수신 유닛(111)이 수신한 데이터 패킷(P1 또는 P2)의 카피는 실수로 수신될 수 있다.
이어서, 소프트 조합 유닛(112)은 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC) 및 사용자 단말 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들에 대해 조인트 소프트 조합 및 디코딩을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따라, 소프트 조합 디코딩 유닛(112)은 3개의 서브-유닛들, 즉 획득 유닛(1121), 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122), 및 채널 디코딩 유닛(1123)을 포함한다. 다음은, 3개의 서브-유닛들의 조인트 소프트 조합 및 디코딩 과정을 상세히 설명한다.
우선, 획득 유닛(1121)은 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC)의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스와, 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 시퀀스 또는 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스를 획득한다. 인코딩된 비트의 추정된 소프트 정보 또는 초기 소프트 정보의 획득 과정이 위의 텍스트에서 상세히 설명되고, 여기에서 다시 언급되지 않는다.
다음으로, 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122)은, 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들에서 적어도 하나의 사용자 단말 데이터 패킷의 비트 시퀀스의 소프트 조합 가능성 비 시퀀스를 획득하기 위해서, 네트워크 인코딩된 데이터 패킷(PNC)의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보와, 다수 사용자 단말 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 또는 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보에 대해 소프트 조합 프로세싱을 수행한다.
선택적으로, 실시예에서, 중계국(21)에서 실행되는 네트워크 인코딩이 사용자 단말 데이터 패킷들(P1,P2)의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 두 개의 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 프로세싱이면, 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122)은 수식(4) 또는 수식(5)에 따라 소프트 조합 프로세싱을 수행할 수 있다.
마지막으로, 채널 디코딩 유닛(1123)은 데이터 패킷들(P1 또는 P2)의 비트 시퀀스를 획득하기 위해, 수식(4) 및 수식(5)에 따라 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122)에 의해 획득되는 소프트 조합 가능성 비 시퀀스에 대해 채널 디코딩을 수행한다.
선택적으로, 위의 동작들을 수행하는 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122) 및 채널 디코딩 유닛(1123) 전에, 채널 디코딩 유닛(1123)은 데이터 패킷들(P1,P2)의 각 비트의 초기 비트 가능성 비에 대해 채널 디코딩을 수행한다. 두 개의 데이터 패킷들의 채널 디코딩이 정확하면, 예컨대 CRC 검증 결과들이 정확하면, 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122)은 수식(4) 또는 수식(5)에 따라 위에서 개시된 상기 소프트 조합 프로세싱을 수행하는 것을 필요로 하지 않는다. 데이터 패킷(P1)과 같은 데이터 패킷의 채널 디코딩이 부정확하면, 소프트 조합 프로세싱 유닛(1122)은 상기 데이터 패킷(P1)에 대해 소프트 조합 프로세싱을 수행하는 것을 필요로 한다.
상기는, 본 발명의 실시예들을 상세히 개시한다. 본 발명이 위의 특정 실시예들에 제한되지 않으며, 임의의 변형 또는 수정이 첨부된 청구범위의 범위에서 벗어남이 없이 기술분야의 숙련자들에 의해 행해질 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 기술적인 방식들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 의해 구현될 수 있다.
11,12: 사용자 단말 21: 중계국
31: 기지국 100: 포워딩 장치
101: 제 2 수신 유닛 102: 네트워크 인코딩 유닛
103: 제 3 판단 유닛 110: 디코딩 장치
111: 제 1 수신 유닛 112: 획득 유닛
1122: 소프트 조합 프로세싱 유닛 1123: 채널 디코딩

Claims (16)

  1. 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법에 있어서,
    A. 중계국으로부터의 네트워크 인코딩된 데이터 패킷 및 하나 이상의 사용자 단말로부터의 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들(copies)을 수신하는 단계로서, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷은, 상기 중계국이 상기 하나 이상의 사용자 단말들로부터 각각 수신된 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 코딩을 수행한 후에, 획득되는, 상기 수신 단계; 및
    B. 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷 및 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들에 대해 조인트 소프트 조합 및 디코딩(joint soft combining and decoding)을 수행하는 단계를 포함하는, 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조인트 소프트 조합 및 디코딩을 수행하는 단계는:
    B1. 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스(initial soft information sequence) 및 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스 또는 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 시퀀스를 획득하는 단계;
    B2. 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들 중 적어도 하나의 사용자 단말 데이터 패킷의 비트 시퀀스의 소프트 조합된 비트 가능성 비 시퀀스(soft combined bit likelihood ratio sequence)를 획득하기 위해서, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 인코딩된 비트 시퀀스의 상기 초기 소프트 정보 시퀀스 및 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 상기 초기 소프트 정보 시퀀스 또는 상기 인코딩된 비트 시퀀스의 상기 추정된 소프트 정보 시퀀스에 대해 조인트 소프트 조합 프로세싱을 수행하는 단계; 및
    B3. 상기 소프트 조합된 비트 가능성 비 시퀀스에 채널 디코딩을 수행하는 단계를 포함하는, 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 인코딩은, 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 획득된 다수 비트 시퀀스에 대해 비트(bitwise) XOR 프로세싱을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 B2는:
    수식
    Figure pct00032
    에 따라 소프트 조합 프로세싱을 수행하는 단계를 포함하고,
    b1가 사용자 단말 데이터 패킷에서 인코딩된 비트이고,
    Figure pct00033
    가 상기 인코딩된 비트에 대해 소프트 조합을 수행한 후에 상기 소프트 조합된 비트 가능성 비이고,
    Figure pct00034
    이 상기 인코딩된 비트의 추정된 비트 가능성 비이고, LLR(oddc)가, XOR 프로세싱이 상기 인코딩된 비트(b1)에 대해 수행되는 다른 사용자 단말 데이터 패킷들의 대응하는 인코딩된 비트들(b2, b3, ...,bm)의 추정된 가능성 비들(
    Figure pct00035
    ) 외의 비트 가능성 비들의 홀수와, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에서 대응하는 인코딩된 비트(bNC)의 초기 비트 가능성 비의 조합이고,
    Figure pct00036
    가 모든 e에 대한 비트 가능성 비들의 조합들(bit likelihood ratios combinations)(
    Figure pct00037
    )의 홀수의 조합들의 거듭제곱의 합이고, m이 상기 사용자 단말들의 수이고; LLR(evenc)가, XOR 프로세싱이 상기 인코딩된 비트(b1)에 대해 수행되는 다른 사용자 단말 데이터 패킷들의 대응하는 인코딩된 비트들(b2, b3, ...,bm)의 추정된 가능성 비들(
    Figure pct00038
    ) 외의 비트 가능성 비들의 짝수와, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에서 대응하는 인코딩된 비트(bNC)의 상기 초기 비트 가능성 비의 조합이고,
    Figure pct00039
    이 모든 e에 대한 비트 가능성 비들의 조합들의 거듭제곱의 합인, 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    인코딩된 비트의 상기 초기 소프트 정보는 아래 수식에 따라 결정되는 인코딩된 비트의 초기 비트 가능성 비를 포함하고:
    Figure pct00040

    LLR(bj)가 심볼(s1)에서 j번째 비트의 초기 비트 가능성 비이고,
    Figure pct00041
    이고, s1가 사용자 단말(U1) 또는 상기 중계국에 의해 전달된 심볼이고, hU1 ,B가 채널 전송 계수이고, nU1 ,B이 노이즈이고; si 및 sk가 심볼(s1)의 모든 가능한 값들인, 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크 인코딩은 상기 중계국에 의해 그것에 의해 수신되는 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 획득되는 다수 비트 시퀀스 중 적어도 하나에 대해 2진 도메인(binary domain)에서 승산 변환(multiplication transforming)을 수행하고, 이어서, 다른 비트 시퀀스들로 상기 2진 도메인에서 가산 변환 프로세싱(adding transforming processing)을 수행하거나, 또는 상기 다수 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 또는 XNOR 프로세싱을 수행하는 단계를 포함하는, 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 B2 전에:
    상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들의 상기 인코딩된 비트들의 초기 소프트 정보 시퀀스에 대해 채널 디코딩을 수행하는 단계; 및
    부정확하게 채널 디코딩되는 사용자 단말 데이터 패킷들에 대해, 상기 단계 B2, B3의 동작들을 수행하는 단계를 추가로 포함하는, 데이터 패킷들을 디코딩하는 방법.
  7. 무선 통신 네트워크의 중계국에서 다수 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 사용자 단말로부터 다수 데이터 패킷들의 카피들을 각각 수신하는 단계;
    네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 획득하기 위해, 상기 다수 데이터 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩 프로세싱을 수행하는 단계; 및
    상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 기지국에 전달하는 단계를 포함하는, 데이터 패킷들을 포워딩하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 네트워크 인코딩 프로세싱은:
    상기 다수 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 획득된 다수 비트 시퀀스들 중 적어도 하나에 대해 상기 2진 도메인에서 승산 변형을 수행하고, 이어서, 다른 비트 시퀀스들로 상기 2진 도메인에서 가산 변환 프로세싱을 수행하는 단계; 및
    상기 다수 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 다수 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 또는 XNOR 프로세싱을 수행하는 단계, 중 어느 하나를 포함하는, 데이터 패킷들을 포워딩하는 방법.
  9. 무선 통신 네트워크의 기지국에서 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 디코딩하기 위한 디코딩 장치에 있어서,
    중계국으로부터의 네트워크 인코딩된 데이터 패킷 및 하나 이상의 사용자 단말들로부터의 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들을 수신하기 위한 제 1 수신 유닛으로서, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷은, 상기 중계국이 상기 하나 이상의 사용자 단말들로부터 각각 수신된 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩을 수행한 후에 획득되는, 상기 제 1 수신 유닛; 및
    상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷 및 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들에 대해 조인트 소프트 조합 및 디코딩을 수행하기 위한 소프트 조합 및 디코딩 유닛을 포함하는, 디코딩 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 소프트 조합 및 디코딩 유닛은:
    상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스와, 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 초기 소프트 정보 시퀀스 또는 인코딩된 비트 시퀀스의 추정된 소프트 정보 시퀀스를 획득하기 위한 획득 유닛;
    상기 다수의 사용자 단말 데이터 패킷 중 적어도 하나의 사용자 단말 데이터 패킷의 비트 시퀀스의 소프트 조합된 비트 가능성 비 시퀀스를 획득하기 위해서, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷의 인코딩된 비트 시퀀스의 상기 초기 소프트 정보 시퀀스와, 상기 다수 사용자 단말 패킷들의 카피들의 인코딩된 비트 시퀀스의 상기 초기 소프트 정보 시퀀스 또는 상기 인코딩된 비트 시퀀스의 상기 추정된 소프트 정보 시퀀스에 대해 조인트 소프트 조합 프로세싱을 수행하기 위한 소프트 조합 프로세싱 유닛; 및
    상기 소프트 조합된 비트 가능성 비 시퀀스에 대해 채널 디코딩을 수행하기 위한 채널 디코딩 유닛을 포함하는, 디코딩 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 네트워크 인코딩은, 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 획득되는 다수의 비트 시퀀스에 대해 비트 XOR 프로세싱을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 소프트 조합 프로세싱 유닛은:
    수식
    Figure pct00042
    에 따라 소프트 조합 프로세싱을 수행하기 위한 것이며,
    b1가 사용자 단말 데이터 패킷에서 인코딩된 비트이고,
    Figure pct00043
    가 상기 인코딩된 비트에 대해 소프트 조합을 수행한 후에 상기 소프트 조합된 비트 가능성 비이고,
    Figure pct00044
    이 상기 인코딩된 비트의 추정된 비트 가능성 비이고, LLR(oddc)가, XOR 프로세싱이 상기 인코딩된 비트(b1)에 대해 수행되는 다른 사용자 단말 데이터 패킷들의 대응하는 인코딩된 비트들(b2, b3, ...,bm)의 추정된 가능성 비들(
    Figure pct00045
    ) 외의 비트 가능성 비들의 홀수와, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에서 대응하는 인코딩된 비트(bNC)의 초기 비트 가능성 비의 조합이고,
    Figure pct00046
    가 모든 e에 대한 비트 가능성 비들의 조합들(bit likelihood ratios combinations)(
    Figure pct00047
    )의 홀수의 조합들의 거듭제곱의 합이고, m이 상기 사용자 단말들의 수이고; LLR(evenc)가, XOR 프로세싱이 상기 대응하는 인코딩된 비트(b1)에 대해 수행되는 다른 사용자 단말 데이터 패킷들의 인코딩된 비트들(b2, b3, ...,bm)의 추정된 가능성 비들(
    Figure pct00048
    ) 외의 비트 가능성 비들의 짝수와, 상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷에서 대응하는 인코딩 비트(bNC)의 상기 초기 비트 가능성 비의 조합이고,
    Figure pct00049
    이 모든 e에 대한 비트 가능성 비들의 조합들의 짝수 조합들의 거듭제곱의 합인, 디코딩 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    인코딩된 비트의 상기 초기 소프트 정보는 다음 수식에 따라 결정되는 상기 인코딩된 비트의 초기 비트 가능성 비를 포함하고;
    Figure pct00050

    LLR(bj)가 심볼(s1)에서 j번째 비트의 상기 초기 비트 가능성 비이고,
    Figure pct00051
    이고, s1가 사용자 단말(U1) 또는 상기 중계국에 의해 전달된 심볼이고, hU1 ,B가 채널 전송 계수이고, nU1 ,B이 노이즈이고; si 및 sk가 심볼(s1)의 모든 가능한 값들인, 디코딩 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 네트워크 인코딩은, 상기 중계국에 의해, 그것에 의해 수신되는 상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 획득되는 다수 비트 시퀀스들 중 적어도 하나에 대해 2진 도메인(binary domain)에서 승산 변환(multiplication transforming)을 수행하고, 이어서, 다른 비트 시퀀스들로 상기 2진 도메인에서 가산 변환 프로세싱(adding transforming processing)을 수행하거나, 또는 상기 다수 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 또는 XNOR 프로세싱을 수행하는 것을 포함하는, 디코딩 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 채널 디코딩 유닛은 또한:
    상기 다수 사용자 단말 데이터 패킷들의 카피들의 상기 인코딩된 비트들의 초기 소프트 정보 시퀀스에 대해 채널 디코딩을 수행하고;
    부정확하게 채널 디코딩되는 사용자 단말 데이터 패킷들에 대해, 상기 소프트 조합 프로세싱 유닛에 의해 소프트 조합 프로세싱을 수행하고, 상기 소프트 조합 프로세싱 유닛에 의해 수행한 후에 획득된 상기 비트 가능성 시퀀스에 대해 채널 디코딩을 수행하기 위한 것인, 디코딩 장치.
  15. 무선 통신 네트워크의 중계국에서 다수 사용자 단말들로부터 데이터 패킷들을 포워딩하기 위한 포워딩 장치에 있어서,
    하나 이상의 사용자 단말로부터 다수 데이터 패킷들의 카피들을 각각 수신하기 위한 제 2 수신 유닛;
    네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 획득하기 위해, 상기 다수 데이터 패킷들의 카피들에 대해 네트워크 인코딩 프로세싱을 수행하기 위한 네트워크 인코딩 유닛; 및
    상기 네트워크 인코딩된 데이터 패킷을 기지국에 전달하기 위한 전달 유닛을 포함하는, 포워딩 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 네트워크 인코딩 프로세싱은:
    상기 다수 데이터 패킷들의 상기 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 획득된 다수 비트 시퀀스들 중 적어도 하나에 대해 상기 2진 도메인에서 승산 변환을 수행하고, 이어서, 다른 비트 시퀀스들로 상기 2진 도메인에서 가산 변환 프로세싱을 수행하는 것; 및
    상기 네트워크 인코딩이 상기 다수 데이터 패킷들의 카피들에 대해 채널 디코딩을 수행한 후에 다수 비트 시퀀스들에 대해 비트 XOR 또는 XNOR 프로세싱을 수행하는 것, 중 어느 하나를 포함하는, 포워딩 장치.
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