KR20140051770A - 협력 전송을 수행하는 소스, 릴레이 및 데스티네이션 및 각각의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
송신 메시지를 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 제 1 노드의 제어 방법이 제공된다. 제어 방법은, 상기 송신 메시지를 적어도 하나의 서브 메시지로 분리하는 단계, 상기 적어도 하나의 서브 메시지 각각을 적어도 하나의.데이터 스트림(data stream)으로 인코딩(encoding)하는 단계, 상기 적어도 하나의 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 2 노드로의 제 1 전송 방향을, 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 단계 및 상기 결정된 제 1 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 단계를 포함한다.
Description
아래의 설명은 협력 전송을 수행하는 소스, 릴레이 및 데스티네이션 및 각각의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 협력 전송 수행 시 간섭을 중화하는 소스, 릴레이 및 데스티네이션 및 각각의 제어 방법에 관한 것이다.
근자에 들어서 협력 전송의 개발이 활발히 진행되고 있다. 협력 전송은 복수 개의 소스 노드(Source) 각각에서 신호를 전송하여 복수 개의 데스티네이션 노드(destination)에서 수신되는 것을 의미할 수 있다. 특히, 소스로부터 데스티네이션으로의 전송이 다중 홉(multiple hop)인 경우에는, 소스 및 데스티네이션 사이를 중계하는 릴레이 노드(relay)가 구비될 수 있다.
종래의 릴레이 관련 기술은, 주로 소스 및 데스티네이션이 각각 1개인 경우를 상정하여 발전하였다. 이에 따라, 종래의 릴레이 관련 기술은 다이버시티 이득(diversity gain)이나 멀티플렉싱 이득(multiplexing gain)의 개선에 치중하였다.
일 실시 예에 의한 송신 메시지를 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 제 1 노드의 제어 방법은, 상기 송신 메시지를 적어도 하나의 서브 메시지로 분리하는 단계; 상기 적어도 하나의 서브 메시지 각각을 적어도 하나의.데이터 스트림(data stream)으로 인코딩(encoding)하는 단계; 상기 적어도 하나의 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 2 노드로의 제 1 전송 방향을, 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제 1 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 1 노드는 복수 개의 소스 노드(Source) 노드 중 하나일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 전송 방향은, 상기 복수 개의 소스 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 2 노드 각각 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 의하여 결정될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 인코딩하는 단계는, 가우시안 랜덤 코드북(Gaussian random codebook)에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 메시지를 인코딩할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며, 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 단계는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 송신할 수 있다.
한편, 다른 측면에 의한 송신 메시지를 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 제 1 노드는, 입력받은 송신 메시지를 적어도 하나의 서브 메시지로 분리하고, 상기 적어도 하나의 서브 메시지 각각을 적어도 하나의 데이터 스트림(data stream)으로 인코딩(encoding)하며, 상기 적어도 하나의 데이터 스트림 각각의 상기 복수 개의 제 2 노드로의 전송 방향을 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 제어부; 및 상기 결정된 제 1 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 통신부를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 1 노드는 복수 개의 소스 노드(source) 노드 중 하나일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제어부는, 상기 복수 개의 소스 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 2 노드 각각 사이의 채널 이득의 폴리노미알에 의하여 상기 전송 방향을 결정할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제어부는, 가우시안 랜덤 코드북(Gaussian random codebook)에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 메시지를 인코딩할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며, 상기 제어부는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 송신할 수 있다.
아울러, 다른 실시 예에 의한 복수 개의 제 1 노드 및 복수 개의 제 3 노드 사이에서 신호를 중계하는 제 2 노드의 제어 방법은, 상기 복수 개의 제 1 노드 각각으로부터 데이터 스트림을 수신하는 단계; 수신된 데이터 스트림으로부터, 적어도 하나의 중계 신호를 추출하는 단계; 상기 적어도 하나의 중계 신호 각각의 상기 복수 개의 제 3 노드로의 제 2 전송 방향을, 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제 2 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 중계 신호를 상기 복수 개의 제 3 노드로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 적어도 하나의 중계 신호를 추출하는 단계는, 상기 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 1 노드에서의 송신 스킴(scheme)과 동일한 송신 스킴을 가지도록 하는 상기 적어도 하나의 중계 신호를 추출할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 2 노드는 복수 개의 릴레이 노드(relay) 노드 중 하나일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 2 전송 방향을 결정하는 단계는, 상기 복수 개의 릴레이 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 3 노드 각각 사이의 채널 이득을 확인하는 단계; 상기 채널 이득을 행렬화하여 제 1 행렬을 생성하는 단계; 상기 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬을 생성하는 단계; 및 상기 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알을 기초로 상기 제 2 전송 방향으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며, 상기 적어도 하나의 중계 신호를 상기 복수 개의 제 3 노드로 송신하는 단계는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 송신할 수 있다.
아울러, 또 다른 측면에 의한 복수 개의 제 1 노드 및 복수 개의 제 3 노드 사이에서 신호를 중계하는 제 2 노드는, 상기 복수 개의 제 1 노드 각각으로부터 데이터 스트림을 수신하는 통신부; 및 수신된 데이터 스트림으로부터, 적어도 하나의 중계 신호를 추출하고, 상기 적어도 하나의 중계 신호 각각의 상기 복수 개의 제 3 노드로의 제 2 전송 방향을, 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 제어부;를 포함하며, 상기 통신부는, 상기 결정된 제 2 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 중계 신호를 상기 복수 개의 제 3 노드로 송신할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제어부는, 상기 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 1 노드에서의 송신 스킴(scheme)과 동일한 송신 스킴을 가지도록 하는 상기 적어도 하나의 중계 신호를 추출할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 2 노드는 복수 개의 릴레이 노드(relay) 노드 중 하나일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제어부는, 상기 복수 개의 릴레이 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 3 노드 각각 사이의 채널 이득을 확인하고, 상기 채널 이득을 행렬화하여 제 1 행렬을 생성하며, 상기 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬을 생성하고, 상기 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알을 기초로 상기 제 2 전송 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며, 상기 제어부는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 송신하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 복수 개의 제 1 노드에서 인코딩된 메시지를 중계하는 복수 개의 제 2 노드와 통신하는, 제 3 노드의 제어 방법은, 상기 복수 개의 제 2 노드 각각으로부터 중계 신호를 수신하는 단계; 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득에 기초하여, 상기 복수 개의 제 2 노드로부터 수신된 중계 신호로부터 데이터스트림을 추정하는 단계; 상기 추적된 데이터스트림을 디코딩(decoding)하는 단계; 및 디코딩된 메시지를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 3 노드는 복수 개의 데스티네이션 노드(source) 노드 중 하나일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 데이터스트림을 추정하는 단계는, 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 복수의 데스티네이션 노드 사이의 중계 방향을 판단하는 단계; 상기 중계 방향을 기초로 하는 제 3 행렬을 결정하는 단계; 상기 제 3 행렬의 역행렬을 상기 수신된 중계 신호와 벡터 곱하는 단계; 및 상기 벡터 곱 결과로부터 상기 데이터스트림을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 중계 방향은, 상기 복수 개의 제 2 노드 각각 및 상기 복수 개의 데스티네이션 노드 각각 사이의 채널 이득을 행렬화한 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알에 기초한 것일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며, 상기 중계 신호를 수신하는 단계는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 수신할 수 있다.
또 다른 측면에 의한 복수 개의 제 1 노드에서 인코딩된 메시지를 중계하는 복수 개의 제 2 노드와 통신하는 제 3 노드는, 상기 복수 개의 제 2 노드 각각으로부터 중계 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득에 기초하여, 상기 복수 개의 제 2 노드로부터 수신된 중계 신호로부터 데이터스트림을 추정하고, 상기 추적된 데이터스트림을 디코딩(decoding)하여 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제 3 노드는 복수 개의 데스티네이션 노드(source) 중 하나일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 제어부는, 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 복수의 데스티네이션 노드 사이의 중계 방향을 판단하고, 상기 중계 방향을 기초로 하는 제 3 행렬을 결정하여, 상기 제 3 행렬의 역행렬을 상기 수신된 중계 신호와 벡터 곱하여 그 결과로부터 상기 데이터스트림을 추정할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 중계 방향은, 상기 복수 개의 제 2 노드 각각 및 상기 복수 개의 데스티네이션 노드 각각 사이의 채널 이득을 행렬화한 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알에 기초한 것일 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며, 상기 통신부는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 수신할 수 있다.
도 1a는 일 실시 예에 의한 협력 전송을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1b는 구현 예시를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 일 실시 예에 의한 노드의 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 의한 소스 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 일 실시 예에 의하여 분리된 서브 메시지를 설명하는 개념도이다.
도 5는 일 실시 예에 의한 가우시안 랜덤 코드북 인코딩을 설명하는 개념도이다.
도 6과 같은 2×2×2의 소스-릴레이-데스티네이션이 협력 전송에 참여하는 상황을 설명하는 개념도이다.
도 7은 일 실시 예에 의한 릴레이 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 상술한 바를 바탕으로 하는 릴레이 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 중계 전송 방향을 결정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 데스티네이션 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 1b는 구현 예시를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 일 실시 예에 의한 노드의 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 의한 소스 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 일 실시 예에 의하여 분리된 서브 메시지를 설명하는 개념도이다.
도 5는 일 실시 예에 의한 가우시안 랜덤 코드북 인코딩을 설명하는 개념도이다.
도 6과 같은 2×2×2의 소스-릴레이-데스티네이션이 협력 전송에 참여하는 상황을 설명하는 개념도이다.
도 7은 일 실시 예에 의한 릴레이 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 상술한 바를 바탕으로 하는 릴레이 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 중계 전송 방향을 결정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 데스티네이션 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a는 일 실시 예에 의한 협력 전송을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 소스 노드(S1)는 제 1 릴레이 노드(V1), 제 2 릴레이 노드(V2) 및 제 3 릴레이 노드(V3) 각각과 통신을 수행할 수 있다. 아울러, 제 2 소스 노드(S2)는 제 1 릴레이 노드(V1), 제 2 릴레이 노드(V2) 및 제 3 릴레이 노드(V3) 각각과 통신을 수행할 수 있다. 제 3 소스 노드(S3) 또한 제 1 릴레이 노드(V1), 제 2 릴레이 노드(V2) 및 제 3 릴레이 노드(V3) 각각과 통신을 수행할 수 있다.
여기에서, 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3)와 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3) 사이의 통신 방식에는 제한이 없다. 예를 들어, 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3)는 무선랜 모듈과 근거리 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선랜 모듈은 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3)의 제어에 따라서 인터넷에 연결될 수 있다. 무선랜 모듈은 미국전기전자학회(IEEE)의 무선랜 규격(IEEE802.11x)을 지원한다. 근거리통신 모듈은 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3)의 제어에 따라 무선으로 근거리 통신을 할 수 있다. 근거리 통신방식은 블루투스(bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), 와이파이 다이렉트(Wi-fi direct), 지그비(Zig-bee) 통신, 블루투스 저에너지(bluetooth low energy), NFC(near field communication), 가시광 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 근거리 통신 방식에 의하여 권리범위가 제한되지 않음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
한편, 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3)가 특정 통신 방식에 기초하여 통신을 수행하는 경우, 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3)와 제 1 데스티네이션 노드(D1) 내지 제 3 데스티네이션 노드(D3) 또한 해당 통신 방식 수행을 위한 모듈을 포함할 수 있다.
또는, 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3)는 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3)와 유선으로 연결될 수도 있다. 아울러, 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3)는 제 1 데스티네이션 노드(D1) 내지 제 3 데스티네이션 노드(D3)와 유선으로 연결될 수도 있다.
제 1 소스 노드(S1)는 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3) 각각에 데이터 스트림(data stream)을 전송할 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 1 소스 노드(S1)는 제 1 릴레이 노드(V1)에는 제 1 데이터 스트림을 전송하며, 제 2 릴레이 노드(V2)에는 제 2 데이터 스트림을 전송하며, 제 3 릴레이 노드(V3)에는 제 3 데이터 스트림을 전송할 수 있다.
제 1 소스 노드(S1)는 입력된 송신 메시지를 분할 및 인코딩(encoding)하여 데이터 스트림을 생성할 수 있다.
제 1 소스 노드(S1)는 생성된 데이터 스트림의 전송 방향을 결정할 수 있다. 제 1 소스 노드(S1)는, 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3) 및 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3) 사이의 채널 이득에 기초하여 생성된 적어도 하나의 데이터 스트림 각각의 전송 방향을 결정할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
제 1 소스 노드(S1)는 결정된 전송 방향에 대응하여 제 1 릴레이 노드(V1)에는 제 1 데이터 스트림을 전송하며, 제 2 릴레이 노드(V2)에는 제 2 데이터 스트림을 전송하며, 제 3 릴레이 노드(V3)에는 제 3 데이터 스트림을 전송할 수 있다. 여기에서, 제 1, 제 2 및 제 3 데이터 스트림의 서수는 생성 순서를 지시하는 것이 아니며, 각각 제 1, 제 2 및 제 3 릴레이 노드로 전송되는 데이터 스트림임을 지시할 수 있다.
한편, 제 2 소스 노드(S2) 및 제 3 소스 노드(S3) 각각 또한 제 1 소스 노드(S1)의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 2 소스 노드(S2)는 제 1 릴레이 노드(V1)에는 제 4 데이터 스트림을 전송하며, 제 2 릴레이 노드(V2)에는 제 5 데이터 스트림을 전송하며, 제 3 릴레이 노드(V3)에는 제 6 데이터 스트림을 전송할 수 있다. 예를 들어, 제 3 소스 노드(S3)는 제 1 릴레이 노드(V1)에는 제 7 데이터 스트림을 전송하며, 제 2 릴레이 노드(V2)에는 제 8 데이터 스트림을 전송하며, 제 3 릴레이 노드(V3)에는 제 9 데이터 스트림을 전송할 수 있다.
제 1 릴레이 노드(V1)는 제 1 소스 노드(S1)로부터 제 1 데이터 스트림을 수신하며, 제 2 소스 노드(S2)로부터 제 4 데이터 스트림을 수신하여, 제 3 소스 노드(S3)로부터 제 7 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 제 2 릴레이 노드(V2)는 제 1 소스 노드(S1)로부터 제 2 데이터 스트림을 수신하며, 제 2 소스 노드(S2)로부터 제 5 데이터 스트림을 수신하여, 제 3 소스 노드(S3)로부터 제 8 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 제 3 릴레이 노드(V3)는 제 1 소스 노드(S1)로부터 제 3 데이터 스트림을 수신하며, 제 2 소스 노드(S2)로부터 제 6 데이터 스트림을 수신하여, 제 3 소스 노드(S3)로부터 제 9 데이터 스트림을 수신할 수 있다.
제 1 릴레이 노드(V1)는 수신된 데이터 스트림들로부터 정렬된 중계 신호를 추출할 수 있다. 여기에서, 중계 신호는 제 1 릴레이 노드(V1)로부터 제 1 데스티네이션 노드(D1) 내지 제 3 데스티네이션 노드(D3) 중 적어도 하나로 송신되는 신호일 수 있다.
제 1 릴레이 노드(V1)는, 제 1 소스 노드(S1)와 제 1 릴레이 노드(V1) 사이의 채널 이득, 제 2 소스 노드(S2)와 제 1 릴레이 노드(V1) 사이의 채널 이득, 제 3 소스 노드(S3)와 제 1 릴레이 노드(V1) 사이의 채널 이득을 확인할 수 있다.
제 1 릴레이 노드(V1)는 데이터 스트림의 전송 방향 및 확인된 채널 이득에 기초하여 정렬된 중계 신호를 추출할 수 있다. 특히, 제 1 릴레이 노드(V1)는 제 1 소스 노드(S1) 내지 제 3 소스 노드(S3) 각각에서의 전송 스킴(cheme)과 동일한 전송 스킴을 가지도록 중계 신호를 추출할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 즉, 정렬된 중계 신호의 정렬의 의미는, 소스에서의 전송 스킴과 동일하도록 중계 신호가 정렬되었다는 것을 의미할 수 있다.
제 1 릴레이 노드(V1)는 추출된 중계 신호 각각의 전송 방향을 결정할 수 있다. 제 1 릴레이 노드(V1)는, 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3) 각각과 제 1 데스티네이션 노드(D1) 내지 제 3 데스티네이션 노드(D3) 각각 사이의 채널 이득에 기초하여 중계 신호의 전송 방향을 결정할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
제 1 릴레이 노드(V1)는 결정된 전송 방향에 기초하여 중계 신호를 전송할 수 있다.
한편, 제 2 릴레이 노드(V2) 및 제 3 릴레이 노드(V3) 각각 또한 제 1 릴레이 노드(V1)의 동작을 수행할 수 있다.
제 1 데스티네이션 노드(D1)은 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3) 각각으로부터 중계 신호를 수신할 수 있다.
제 1 데스티네이션 노드(D1)은 제 1 릴레이 노드(V1) 내지 제 3 릴레이 노드(V3) 각각과 제 1 데스티네이션 노드(D1) 내지 제 3 데스티네이션 노드(D3) 각각 사이의 채널 이득에 기초하여 데이터 스트림을 추정할 수 있으며, 이에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
제 1 데스티네이션 노드(D1)은 추정된 데이터 스트림을 디코딩(decoding)할 수 있으며, 디코딩된 메시지를 출력할 수 있다.
한편, 제 2 데스티네이션 노드(D2) 및 제 3 데스티네이션 노드(D3) 각각 또한 제 1 데스티네이션 노드(D1)의 동작을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 바에서는 소스, 릴레이 및 데스티네이션 각각이 3개인 경우에 대하여 설명하였지만, 3개는 단순히 예시적인 것으로 당업자는 용이하게 소스, 릴레이 및 데스티네이션 각각의 개수를 변경할 수 있을 것이다.
도 1b는 구현 예시를 설명하기 위한 개념도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이 제 A 단말(101) 내지 제 H 단말(109)은 통신 가능한 거리에 배치될 수 있다. 아울러, 라우터(router)(104)가 제 A 단말(101) 내지 제 H 단말(109)과 통신 가능한 거리에 배치될 수 있다.
여기에서, 제 A 단말(101), 제 B 단말(102) 및 제 C 단말(103) 각각은 소스 노드로서, 소정의 메시지를 전송할 수 있다. 제 A 단말(101), 제 B 단말(102) 및 제 C 단말(103)은 데이터 스트림을 송신할 수 있다.
한편, 제 D 단말(105) 및 제 E 단말(106)은 릴레이 노드로서, 제 A 단말(101), 제 B 단말(102) 및 제 C 단말(103)로부터 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 제 D 단말(105) 및 제 E 단말(106) 각각은 제 A 단말(101), 제 B 단말(102) 및 제 C 단말(103) 각각과 D2D(device to device) 연결될 수 있다.
라우터(104) 또한 릴레이 노드로서, 제 A 단말(101), 제 B 단말(102) 및 제 C 단말(103)로부터 데이터 스트림을 수신할 수 있다.
라우터(104), 제 D 단말(105) 및 제 E 단말(106) 각각은 중계 신호를 추출하여 제 F 단말(107), 제 G 단말(108) 및 제 H 단말(109) 각각에 전송할 수 있다. 제 D 단말(105) 및 제 E 단말(106) 각각은 제 F 단말(107), 제 G 단말(108) 및 제 H 단말(109) 각각과 D2D(device to device) 연결될 수 있다.
제 F 단말(107), 제 G 단말(108) 및 제 H 단말(109) 각각은 데스티네이션 노드로서 라우터(104), 제 D 단말(105) 및 제 E 단말(106) 각각으로부터 중계 신호를 수신할 수 있다.
제 F 단말(107), 제 G 단말(108) 및 제 H 단말(109) 각각은 수신된 중계 신호로부터 데이터 스트림을 추정할 수 있다. 아울러, 제 F 단말(107), 제 G 단말(108) 및 제 H 단말(109) 각각은 추정된 데이터 스트림에 기초하여 제 A 단말(101), 제 B 단말(102) 및 제 C 단말(103) 각각에서 전송한 메시지를 출력할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 의한 노드(200)의 블록도이다. 여기에서의 노드(200)는 소스 노드, 릴레이 노드 또는 데스티네이션 노드로 동작할 수 있다. 노드(200)는 제어부(201) 및 통신부(202)를 포함할 수 있다.
제어부(201)는 CPU, 노드(200)의 제어를 위한 제어프로그램이 저장된 롬(ROM) 및 노드(200)의 외부로부터 입력되는 신호 또는 데이터를 기억하거나, 노드(200)에서 수행되는 작업을 위한 기억영역으로 사용되는 램(RAM)을 포함할 수 있다. CPU는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 또는 쿼드 코어를 포함할 수 있다. CPU, 롬 및 램은 내부버스(bus)를 통해 상호 연결될 수 있다.
제어부(201)는 통신부(202)를 제어할 수 있다.
아울러, 제어부(201)는 노드(200)에서 수행되는 인코딩, 디코딩을 수행할 수 있다. 또는 제어부(201)는 메시지의 분리, 전송 방향 결정, 중계 신호 추출, 채널 이득 확인과 같은 연산 동작을 수행할 수도 있다.
통신부(202)는 무선랜 모듈과 근거리통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신부(202)는 데이터 스트림의 전송, 데이터 스트림의 수신, 중계 신호의 전송, 중계 신호의 수신을 수행할 수도 있다.
도 3은 일 실시 예에 의한 소스 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
소스 노드는 송신 메시지를 입력받을 수 있다(단계(301)).
한편, 도 3에서의 소스 노드는 복수 개의 소스 노드 중 하나일 수 있다. 이에 따라, i번째 인덱스를 가지는 소스 노드를 Si로 표시하도록 한다. i는 1부터 K 이하의 정수일 수 있다. 즉, 복수 개의 소스 노드의 개수는 K개일 수 있다.
아울러, Si의 소스 노드에 입력되는 송신 메시지를 Wi라고 표시하도록 한다.
소스 노드는 송신 메시지를 복수 개의 서브 메시지를 분리할 수 있다(단계(303)). 예를 들어, 소스 노드는 Wi의 송신 메시지를 L개로 분리할 수 있다. 예를 들어, L은 
일 수 있으며, N은 임의의 정수일 수 있다.
소스 노드는 분리된 서브 메시지를 데이터 스트림으로 인코딩할 수 있다(단계(305)). 소스 노드는 예를 들어 n의 길이의 가우시안 랜덤 코드북(Gaussian random codebook)을 이용하여 인코딩을 수행할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 의하여 분리된 서브 메시지를 설명하는 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, S1의 소스 노드에 입력된 W1의 송신 메시지는 3개의 서브 메시지로 분리되어 인코딩될 수 있다. 인코딩된 데이터 스트림은 cij와 같이 표시될 수 있다. 여기에서, i는 i번째 인덱스를 가지는 소스 노드에서 인코딩되었다는 의미이며, j는 분리된 서브 메시지 중 j번째 인덱스임을 나타낸다. 예를 들어, c22는 2번째 소스 노드(S2)에 입력된 송신 메시지가 분리된 서브 메시지 중, 2번째인 서브 메시지가 인코딩된 데이터 스트림을 의미할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 의한 가우시안 랜덤 코드북 인코딩을 설명하는 개념도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 블록은 세로 축과 같이 복수 개의 코드 워드로 분할되며, 분할된 코드 워드 각각은 n의 길이를 가질 수 있다. 한편, 하나의 단위의 길이를 가지는 코드 워드는 d개의 타임 스텝 동안 순차적으로 전송될 수 있으며, d는 
일 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 소스 노드는 데이터 스트림의 전송 방향을 결정할 수 있다(단계(307)). 소스 노드는 데이터 스트림의 전송 방향을 복수 개의 소스 노드 각각 및 복수 개의 릴레이 노드 각각 사이의 채널 이득에 기초하여 결정할 수 있다.
예를 들어, 소스 노드는 수학식 1와 같은 전송 방향, T를 결정할 수 있다.
수학식 1에서, s11, s12 내지 sKK는 0 내지 N-1 중 하나의 정수일 수 있다.
한편, 수학식 1의 우변에서의 Si는 i번째 소스 노드를 의미하며, Vj는 j번째 릴레이 노드를 의미할 수 있다. 즉, hSiVj는 i번째 소스 노드 및 j번째 릴레이 노드 사이의 채널 이득을 의미할 수 있다. 아울러, 
는 시간에 따라서 채널 이득이 변경됨을 의미할 수 있다.
수학식 1의 우변에서, 전송 방향은 소스-릴레이 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)의 형태로 표시됨을 확인할 수 있다. 즉, 채널 이득의 폴리노미알은 채널 이득을 밑으로 하는 지수 다항식의 곱의 형태를 의미할 수 있다.
아울러, 상술한 전송 방향의 집합은 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.
수학식 2에서 
은 전송 방향의 집합을 의미할 수 있으며, 
이다.
이에 따라, 가능한 전송 방향의 수, L은 수학식 3과 같을 수 있다.
한편, 편의를 위하여 
는 벡터 
로 표시하도록 한다. 아울러, 
또한 
로 표시하도록 한다.
소스 노드는 전송 방향에 대응하여 데이터 스트림을 송신할 수 있다(단계(309)).
소스 노드는 예를 들어 nd의 타임 슬롯(time slot) 동안 데이터 스트림을 송신할 수 있으며, 
일 수 있다. 아울러, i번째 소스 노드의 스트림 
의 서브 메시지와 관련된 코드워드(codeword)의 m+1번째 심볼(ymbol)을 
라고 표시하도록 한다. 여기에서, m은 0 이상 n-1 이하의 정수일 수 있다.
소스 노드는 타임 슬롯 t=md+j에서, 수학식 4와 같은 신호를 송신할 수 있다. 한편, m은 0 이상 n-1 이하의 정수이며, j는 0 이상 d-1 이하의 정수이다.
이하에서는 릴레이 노드에서 데이터 스트림을 수신하여 데스티네이션 노드로 중계하는 것에 대하여 설명하도록 한다.
도 7은 일 실시 예에 의한 릴레이 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
릴레이 노드는 복수의 소스 노드 각각으로부터 데이터 스트림을 수신할 수 있다(단계(701)).
예를 들어, t=md+j의 시간에서, j번째 릴레이인 Vj가 수신한 신호는 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
수학식 5에서, 좌변의 
는 j번째 릴레이 노드(Vj)에서 t의 시간에 수신한 신호를 의미한다. 아울러, 
과 같이 i에 대한 서메이션(ummation)에 의하여 i가 1부터 K까지인 Si의 소스 노드들로부터 전송된 신호가 모두 고려되었음을 확인할 수 있다. 특히, 
는 i에 대하여 인디펜던트(independent)하며, 이에 따라 
가 i에 대한 서메이션 밖으로 정리될 수 있음 또한 확인할 수 있다. 한편, 
은 j번째 릴레이 노드(Vj)에서 t의 시간에 존재하는 노이즈 성분을 의미할 수 있다.
상기 수학식 5는 변수 치환을 통하여 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
수학식 6은, 
의 치환 관계를 가진다.
한편, 수학식 6에서의 
의 성분(component)이 -1 또는 N을 가지면, 
을 0으로 설정할 수 있다.
릴레이 노드는 수신된 데이터 스트림으로부터 정렬된 중계 신호를 추출할 수 있다(단계(703)).
상술한 바와 같이, 릴레이 노드는 소스 노드 각각에서의 전송 스킴(cheme)과 동일한 전송 스킴을 가지도록 중계 신호를 추출할 수 있으며, 이에 대하여서는 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 즉, 정렬된 중계 신호의 정렬의 의미는, 소스에서의 전송 스킴과 동일하도록 중계 신호가 정렬되었다는 것을 의미할 수 있다.
릴레이 노드는 중계 신호들의 중계 전송 방향을 결정할 수 있으며(단계(705)), 결정된 중계 전송 방향으로 중계 신호를 전송할 수 있다(단계(707)). 이와 관련하여서도 도 6을 참조하여 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
이상에서는, 송신 노드에서 데이터 스트림을 전송하고, 릴레이 노드에서 복수 개의 송신 노드로부터 데이터 스트림을 수신 및 중계하는 과정에 대하여 상술하였다. 상술한 바를, 상세하게 설명하도록 도 6과 같은 2×2×2의 소스-릴레이-데스티네이션이 협력 전송에 참여하는 상황을 상정하도록 한다.
제 1 소스 노드(S1) 및 제 1 릴레이 노드(V1) 사이의 채널 이득은 g11일 수 있다. 제 1 소스 노드(S1) 및 제 2 릴레이 노드(V2) 사이의 채널 이득은 g12일 수 있다. 제 2 소스 노드(S2) 및 제 1 릴레이 노드(V1) 사이의 채널 이득은 g21일 수 있다. 제 2 소스 노드(S2) 및 제 2 릴레이 노드(V2) 사이의 채널 이득은 g22일 수 있다. 제 1 릴레이 노드(V1) 및 제 1 데스티네이션 노드(D1) 사이의 채널 이득은 f11일 수 있다. 제 1 릴레이 노드(V1) 및 제 2 데스티네이션 노드(D2) 사이의 채널 이득은 f12일 수 있다. 제 2 릴레이 노드(V2) 및 제 1 데스티네이션 노드(D1) 사이의 채널 이득은 f21일 수 있다. 제 2 릴레이 노드(V2) 및 제 2 데스티네이션 노드(D2) 사이의 채널 이득은 f22일 수 있다.
여기에서의, 제 1 소스 노드(S1) 및 제 2 소스 노드(S2)의 시간 t에서의 전송 방향은 수학식 1에 의하여 하기 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
즉, 수학식 7에서 s11, s12, s21, s22는 0 이상 N-1 이하의 정수이며, N은 충분히 큰 숫자일 수 있다.
이 경우, i번째 소스 노드(Si)에서 송신하는 신호는 수학식 4와 같을 수 있다. 수학식 4에서의 
는 수학식 7로 대체될 수 있다.
상술한 바와 같이, 소스 노드는 전송 방향을 채널 이득에 기초하여 결정할 수 있으며, 결정된 전송 방향에 대응하여 데이터 스트림을 전송할 수 있다.
1번째 릴레이 노드(V1)에서 수신되는 신호는 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
수학식 8에서, 
가 채널 이득, g11[t], g12[t], g21[t], g22[t]의 폴리노미알(polynomial) 형태를 가지므로, 
와 같은 형태로 정리될 수 있다. 더욱 상세하게는, 제 1 소스 노드(S1)로부터 수신된 신호의 
가 
와 함께 정리되어 로 표현될 수 있으며, 제 2 소스 노드(S2)로부터 수신된 신호의 
가 
와 함께 정리되어 
로 표현될 수 있다.
수학식 8을 재정리하면 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.
아울러, 동일한 방식으로 제 2 릴레이 노드(V2)에서 수신한 신호는 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.
상술한 바를 바탕으로, j번째 릴레이 노드(Vj)에서 t=md, md+1,…, (m+1)d-1 시간 동안에 수신한 데이터를 d-차원 수신 신호 벡터로 표현하면 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.
수학식 11에서, 
는 
변수의 서로 다른 단항식 형태이며, 수학식 12과 같이 표현될 수 있다.
릴레이 노드는 d > d1의 크기를 가지는 행렬 
을 정의할 수 있다. 여기에서 
의 컬럼은 
일 수 있다.
행렬 
을 이용하여, 
을 정리하면 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
릴레이 노드는 수신 신호 벡터에 행렬 
의 역수를 곱할 수 있으며, 정렬된 중계 신호를 추출할 수 있다. 추출된 중계 신호는 수학식 14와 같이 표현될 수 있다.
상술한 바에 따라서, 릴레이 노드는 중계 신호를 추출할 수 있다. 이하에서는, 릴레이 노드가 중계 신호의 중계 전송 방향을 결정하는 것에 대하여 설명하도록 한다.
우선, 중계 전송 방향을 결정하기 위하여 수학식 15와 같은 행렬을 정의할 수 있다.
수학식 15에서의 우변의 성분(component)들은 릴레이-데스티네이션 사이의 채널 이득일 수 있다. 특히 우변의 
행렬의 성분들은 모두 독립하여 역행렬가능(invertable)하므로, 수학식 15의 좌변의 행렬의 정의가 가능하다.
릴레이 노드는 정의한 
의 성분들의 폴리노미알(polynomial)에 기초한 중계 전송 방향을 수학식 16과 같이 결정할 수 있다.
아울러, 상술한 중계 전송 방향의 집합은 수학식 17과 같이 결정될 수 있다.
j번째 릴레이 노드(Vj)는 t=(m+1)d, (m+1)d+1, …, (m+2)d-1의 시간에서 중계 신호 
를 인코딩한 수학식 18의 신호를 전송할 수 있다.
수학식 18에서의 
은 릴레이 최대 송신 전력을 고려한 전력 계수(power coefficient)를 의미할 수 있으며, 
은 j번째 릴레이 노드(Vj)에 영향을 미치는 노이즈 성분을 의미할 수 있다.
전송되는 중계 신호는 기존의 전송 방향 영역(transmit direction domain) 
으로 변형하여 수학식 19와 같이 표현될 수 있다.
상술한 바를 바탕으로, j번째 릴레이 노드(Vj)에서 t=md, md+1,…, (m+1)d-1 시간 동안에 전송한 신호를 d-차원 수신 신호 벡터로 표현하면 수학식 20과 같이 표현될 수 있다.
상술한 바에 따라서, 릴레이 노드는 중계 신호를 추출하고, 중계 전송 방향을 결정한 이후, 결정된 중계 전송 방향으로 중계 신호를 송신할 수 있다.
도 8은 상술한 바를 바탕으로 하는 릴레이 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
릴레이 노드는 복수의 소스 노드 각각으로부터 데이터 스트림을 수신할 수 있다(단계(801)).
릴레이 노드는 소스 노드-릴레이 노드 사이의 채널 이득을 확인할 수 있다(단계(803)).
릴레이 노드는 소스-릴레이 전송 방향 및 채널 이득에 기초하여 정렬된 중계 신호를 추출할 수 있다(단계(805)).
릴레이 노드는 릴레이-데스티네이션 채널 이득을 확인할 수 있다(단계(807)).
릴레이 노드는 릴레이-데스티네이션 채널 이득에 대응하는 릴레이-데스티네이션 전송 방향을 결정할 수 있다(단계(809)).
릴레이 노드는 릴레이-데스티네이션 전송 방향에 기초하여 중계 신호를 전송할 수 있다(단계(811)).
도 9는 일 실시 예에 따른 중계 전송 방향을 결정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
릴레이 노드는 릴레이-데스티네이션 사이의 채널 이득을 확인할 수 있다(단계(901)).
릴레이 노드는 릴레이-데스티네이션 사이의 채널 이득을 행렬화하여 제 1 행렬을 생성할 수 있으며(단계(903)), 생성된 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬을 결정할 수 있다(단계(905)).
릴레이 노드는 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알인 릴레이-데스티네이션 전송 방향을 결정할 수 있다(단계(907)).
이상에서는 릴레이 노드에서 중계 신호를 중계하는 구성에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 데스티네이션 노드에서 중계 신호를 수신하여 디코딩하는 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 10은 일 실시 예에 따른 데스티네이션 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
데스티네이션 노드는 복수 릴레이로부터 중계 신호를 수신할 수 있다(단계(1001)).
시간 t에서 1 내지 K 번째 데스티네이션 노드에서 수신된 신호는 수학식 21과 같이 표현될 수 있다.
수학식 21의
의 등식에서는, 
에 대하여 수학식 20의 관계가 대입되어 정리될 수 있다.
상술한 바를 바탕으로, j번째 데스티네이션 노드(Dj)에서 t=md, md+1,…, (m+1)d-1 시간 동안에 수신한 신호는 수학식 22와 같이 표현될 수 있다.
수학식 22의 
는 
일 수 있다.
상술한 바를 바탕으로, j번째 데스티네이션 노드(Dj)에서 수신한 신호를 d-차원 수신 신호 벡터로 표현하면 수학식 23과 같이 표현될 수 있다.
수학식 23에서의 
가 채널 이득 
에 대한 단항식으로 표현됨에 따라서, 수학식 24의 
는 리니어 인디펜던트(linear independent)할 수 있다.
이에 따라, 데스티네이션 노드는 d개의 수신 신호 중, 
개의 심볼만을 디코딩할 수 있다.
데스티네이션 노드는 릴레이-데스티네이션 채널 이득에 기초하여 데이터 스트림을 추정할 수 있다(단계(1003)).
데스티네이션 노드는 행렬 
을 정의할 수 있으며, 행렬 
의 컬럼은 
의 첫 
개의 원소로 구성할 수 있다.
데스티네이션 노드는 수학식 25와 같이 데이터 스트림 
을 추정할 수 있다.
수학식 25에서와 같이 데스티네이션 노드는, 행렬 
의 역행렬 및 상기 수신된 신호의 벡터 곱을 수행할 수 있다. 데스티네이션 노드는, 벡터 곱 결과에 기초하여 데이터 스트림 
을 추정할 수 있다.
데스티네이션 노드는 추정한 데이터 스트림을 디코딩할 수 있으며(단계(1005)), 디코딩된 메시지를 출력할 수 있다(단계(1007)). 예를 들어, 데스티네이션 노드는 가우시안 랜덤 코드북(Gaussian random codebook)을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다.
상술한 바에 의한 협력 전송의 자유도(degrees of freedom)은 수학식 26과 같이 결정될 수 있다.
수학식 26에서 N이 무한대로 발산할수록 자유도가 1로 수렴하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라 협력 전송에 의한 간섭이 중화되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (36)
- 송신 메시지를 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 제 1 노드의 제어 방법에 있어서,
상기 송신 메시지를 적어도 하나의 서브 메시지로 분리하는 단계;
상기 적어도 하나의 서브 메시지 각각을 적어도 하나의.데이터 스트림(data stream)으로 인코딩(encoding)하는 단계;
상기 적어도 하나의 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 2 노드로의 제 1 전송 방향을, 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 단계; 및
상기 결정된 제 1 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 단계를 포함하는 제 1 노드의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 노드는 복수 개의 소스 노드(source) 노드 중 하나인 것을 특징으로 하는 제 1 노드의 제어 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 전송 방향은, 상기 복수 개의 소스 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 2 노드 각각 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 제 1 노드의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 인코딩하는 단계는, 가우시안 랜덤 코드북(Gaussian random codebook)에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 메시지를 인코딩하는 것을 특징으로 하는 제 1 노드의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제 1 노드의 제어 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며,
상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 단계는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 송신하는 것을 특징으로 하는 제 1 노드의 제어 방법. - 송신 메시지를 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 제 1 노드에 있어서,
입력받은 송신 메시지를 적어도 하나의 서브 메시지로 분리하고, 상기 적어도 하나의 서브 메시지 각각을 적어도 하나의 데이터 스트림(data stream)으로 인코딩(encoding)하며, 상기 적어도 하나의 데이터 스트림 각각의 상기 복수 개의 제 2 노드로의 전송 방향을 상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득의 폴리노미알(polynomial)에 기초하여 결정하는 제어부; 및
상기 결정된 제 1 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 상기 복수 개의 제 2 노드로 송신하는 통신부를 포함하는 제 1 노드. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 노드는 복수 개의 소스 노드(source) 노드 중 하나인 것을 특징으로 하는 제 1 노드. - 제 8 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수 개의 소스 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 2 노드 각각 사이의 채널 이득의 폴리노미알에 의하여 상기 전송 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 제 1 노드. - 제 7 항에 있어서,
상기 제어부는, 가우시안 랜덤 코드북(Gaussian random codebook)에 기초하여 상기 적어도 하나의 서브 메시지를 인코딩하는 것을 특징으로 하는 제 1 노드. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제 1 노드. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 노드 및 상기 복수 개의 제 2 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며,
상기 제어부는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 데이터 스트림을 송신하는 것을 특징으로 하는 제 1 노드. - 복수 개의 제 1 노드 및 복수 개의 제 3 노드 사이에서 신호를 중계하는 제 2 노드의 제어 방법에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 노드 각각으로부터 데이터 스트림을 수신하는 단계;
수신된 데이터 스트림으로부터, 적어도 하나의 중계 신호를 추출하는 단계;
상기 적어도 하나의 중계 신호 각각의 상기 복수 개의 제 3 노드로의 제 2 전송 방향을, 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득에 기초하여 결정하는 단계; 및
상기 결정된 제 2 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 중계 신호를 상기 복수 개의 제 3 노드로 송신하는 단계를 포함하는 제 2 노드의 제어 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 중계 신호를 추출하는 단계는, 상기 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 1 노드에서의 송신 스킴(scheme)과 동일한 송신 스킴을 가지도록 하는 상기 적어도 하나의 중계 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드의 제어 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 2 노드는 복수 개의 릴레이 노드(relay) 노드 중 하나인 것을 특징으로 하는 제 2 노드의 제어 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 전송 방향을 결정하는 단계는,
상기 복수 개의 릴레이 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 3 노드 각각 사이의 채널 이득을 확인하는 단계;
상기 채널 이득을 행렬화하여 제 1 행렬을 생성하는 단계;
상기 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬을 생성하는 단계; 및
상기 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알을 기초로 상기 제 2 전송 방향으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드의 제어 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제 2 노드의 제어 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며,
상기 적어도 하나의 중계 신호를 상기 복수 개의 제 3 노드로 송신하는 단계는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드의 제어 방법. - 복수 개의 제 1 노드 및 복수 개의 제 3 노드 사이에서 신호를 중계하는 제 2 노드에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 노드 각각으로부터 데이터 스트림을 수신하는 통신부; 및
수신된 데이터 스트림으로부터, 적어도 하나의 중계 신호를 추출하고, 상기 적어도 하나의 중계 신호 각각의 상기 복수 개의 제 3 노드로의 제 2 전송 방향을, 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득에 기초하여 결정하는 제어부;를 포함하며,
상기 통신부는, 상기 결정된 제 2 전송 방향에 기초하여 상기 적어도 하나의 중계 신호를 상기 복수 개의 제 3 노드로 송신하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드. - 제 19 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 데이터 스트림의 상기 복수 개의 제 1 노드에서의 송신 스킴(scheme)과 동일한 송신 스킴을 가지도록 하는 상기 적어도 하나의 중계 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드. - 제 19 항에 있어서,
상기 제 2 노드는 복수 개의 릴레이 노드(relay) 노드 중 하나인 것을 특징으로 하는 제 2 노드. - 제 21 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수 개의 릴레이 노드 각각 및 상기 복수 개의 제 3 노드 각각 사이의 채널 이득을 확인하고, 상기 채널 이득을 행렬화하여 제 1 행렬을 생성하며, 상기 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬을 생성하고, 상기 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알을 기초로 상기 제 2 전송 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드. - 제 21 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제 2 노드. - 제 23 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이의 채널 이득과 상기 제 2 노드 및 상기 복수 개의 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며,
상기 제어부는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 송신하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 제 2 노드. - 복수 개의 제 1 노드에서 인코딩된 메시지를 중계하는 복수 개의 제 2 노드와 통신하는, 제 3 노드의 제어 방법에 있어서,
상기 복수 개의 제 2 노드 각각으로부터 중계 신호를 수신하는 단계;
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득에 기초하여, 상기 복수 개의 제 2 노드로부터 수신된 중계 신호로부터 데이터스트림을 추정하는 단계;
상기 추적된 데이터스트림을 디코딩(decoding)하는 단계; 및
디코딩된 메시지를 출력하는 단계를 포함하는 제 3 노드의 제어 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 제 3 노드는 복수 개의 데스티네이션 노드(source) 노드 중 하나인 것을 특징으로 하는 제 3 노드의 제어 방법. - 제 26 항에 있어서,
데이터스트림을 추정하는 단계는,
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 복수의 데스티네이션 노드 사이의 중계 방향을 판단하는 단계;
상기 중계 방향을 기초로 하는 제 3 행렬을 결정하는 단계;
상기 제 3 행렬의 역행렬을 상기 수신된 중계 신호와 벡터 곱하는 단계; 및
상기 벡터 곱 결과로부터 상기 데이터스트림을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 3 노드의 제어 방법. - 제 27 항에 있어서,
상기 중계 방향은,
상기 복수 개의 제 2 노드 각각 및 상기 복수 개의 데스티네이션 노드 각각 사이의 채널 이득을 행렬화한 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알에 기초한 것을 특징으로 하는 제 3 노드의 제어 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제 3 노드의 제어 방법. - 제 29 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며,
상기 중계 신호를 수신하는 단계는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 제 3 노드의 제어 방법. - 복수 개의 제 1 노드에서 인코딩된 메시지를 중계하는 복수 개의 제 2 노드와 통신하는, 제 3 노드에 있어서,
상기 복수 개의 제 2 노드 각각으로부터 중계 신호를 수신하는 통신부; 및
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득에 기초하여, 상기 복수 개의 제 2 노드로부터 수신된 중계 신호로부터 데이터스트림을 추정하고, 상기 추적된 데이터스트림을 디코딩(decoding)하여 출력하는 제어부를 포함하는 제 3 노드. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 3 노드는 복수 개의 데스티네이션 노드(source) 노드 중 하나인 것을 특징으로 하는 제 3 노드. - 제 32 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 복수의 데스티네이션 노드 사이의 중계 방향을 판단하고, 상기 중계 방향을 기초로 하는 제 3 행렬을 결정하여, 상기 제 3 행렬의 역행렬을 상기 수신된 중계 신호와 벡터 곱하여 그 결과로부터 상기 데이터스트림을 추정하는 것을 특징으로 하는 제 3 노드. - 제 33 항에 있어서,
상기 중계 방향은,
상기 복수 개의 제 2 노드 각각 및 상기 복수 개의 데스티네이션 노드 각각 사이의 채널 이득을 행렬화한 제 1 행렬의 역행렬인 제 2 행렬의 원소의 폴리노미알에 기초한 것을 특징으로 하는 제 3 노드. - 제 31 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 시간에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 제 3 노드. - 제 35 항에 있어서,
상기 복수 개의 제 2 노드 및 상기 제 3 노드 사이의 채널 이득은 기설정된 개수의 타임 슬롯(time slot)의 단위에 따라서 변경되며,
상기 통신부는, 상기 타임 슬롯 동안에 상기 적어도 하나의 중계 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 제 3 노드.
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