KR100958874B1 - Cooperative diversity based wireless communication system, cooperative relay method and relay apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템에서 송신단에서 수신단으로 전송되는 메시지를 중계하는 방법 및 이 방법을 수행하는 중계기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 중계 방법은 무선통신 시스템에 포함되는 복수의 중계기에 의해 각각 수행된다. 본 발명에 따른 협력형 중계 방법에서는 메시지를 실은 전송 신호를 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널에 의한 신호 왜곡을 사전에 보상하되, 진폭 보상 없이 위상 보상을 수행하여 상기 수신단으로 포워딩한다. 본 발명에 의하면, 단순하고 구현이 용이한 중계방법 및 중계기와, 이를 이용한 새롭고 현실적인 협력형 중계 모델을 제공할 수 있다.The present invention relates to a method for relaying a message transmitted from a transmitter to a receiver in a cooperative diversity based wireless communication system, and a repeater for performing the method. The relay method according to the present invention is performed by a plurality of repeaters included in the wireless communication system, respectively. In the cooperative relay method according to the present invention, signal distortion due to a radio channel for forwarding a transmission signal carrying a message to a receiver is compensated in advance, but phase compensation is performed without amplitude compensation to be forwarded to the receiver. According to the present invention, a simple and easy to implement relay method and repeater, and a new and realistic cooperative relay model using the same can be provided.

협력형 다이버시티, 협력형 중계, 중계기, 무선통신, MRT, 기회주의적 중계기 선택. Cooperative Diversity, Cooperative Repeaters, Repeaters, Wireless Communications, MRT, Opportunistic Repeaters.

Description

협력형 다이버시티 기반 무선통신 시스템, 협력형 중계 방법 및 중계기{COOPERATIVE DIVERSITY BASED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, COOPERATIVE RELAY METHOD AND RELAY APPARATUS}Cooperative diversity based wireless communication system, cooperative relay method and repeater {COOPERATIVE DIVERSITY BASED WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, COOPERATIVE RELAY METHOD AND RELAY APPARATUS}

본 발명은 지리적으로 분산 배치된 복수의 중계기에 의해 송신단에서 수신단으로 전송되는 메시지를 중계하는, 소위 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a so-called cooperative diversity based wireless communication system for relaying a message transmitted from a transmitting end to a receiving end by a plurality of geographically distributed repeaters.

무선통신 시스템에 적용되는 다이버시티(diversity) 기술이란, 상호 연관성이 적은 복수의 채널을 이용하여 데이터를 송수신함으로써 수신되는 메시지의 신뢰성을 향상시키고 페이딩 효과(fading effect)를 보상하기 위한 기술을 의미한다. 공간 다이버시티, 시간 다이버시티, 주파수 다이버시티 등 다양한 종류의 다이버시티 기술이 제안되어 현재 다양한 무선통신 시스템에 널리 적용되고 있다.Diversity technology applied to a wireless communication system refers to a technology for improving reliability of a received message and compensating for a fading effect by transmitting and receiving data using a plurality of channels having low correlation. . Various types of diversity technologies, such as space diversity, time diversity, and frequency diversity, have been proposed and widely applied to various wireless communication systems.

이 중에서 특히 공간 다이버시티(space diversity)는 송신단 또는 수신단 측에, 2기 이상의 안테나를 페이딩의 상관이 적은 위치에 이격 설치하여 페이딩의 영향을 억제하는 기술이다. 복수의 안테나를 이용하기 때문에 안테나 다이버시티라고도 불리며, 이 기술이 적용된 대표적인 예로는 MIMO(multi-input multi-output) 시스템이 있다.Among them, in particular, space diversity is a technique for suppressing the effects of fading by installing two or more antennas spaced apart from each other at a position where the correlation between fading is small at a transmitting end or a receiving end. Also referred to as antenna diversity because it uses multiple antennas, a representative example of this technology is a multi-input multi-output (MIMO) system.

앞서 언급한 것처럼, 전통적으로 공간 다이버시티 기술은 송신단 또는 수신단 측에 설치된 복수의 안테나를 통해 또는 지리적으로 분산 배치된 복수의 기지국을 통해 데이터를 송신 또는 수신하는 것을 의미하는 것으로 이해되어 왔다. 그러나 최근, 지리적으로 분산되어 있는 복수의 중계 노드를 통해 송신단과 수신단간의 데이터 전송을 중계하는, 이른바 협력형 다이버시티에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 대표적인 성과로서 IEEE 802.16 MMR(mobile multi-hop relay) 등의 표준화 작업이 진행중이다.As mentioned above, traditionally, the spatial diversity technique has been understood to mean transmitting or receiving data through a plurality of antennas installed at a transmitting end or a receiving end, or through a plurality of geographically distributed base stations. Recently, however, research on so-called cooperative diversity, which relays data transmission between a transmitting end and a receiving end through a plurality of geographically dispersed relay nodes, has been actively conducted. As a representative example, IEEE 802.16 MMR (mobile multi-hop) is a representative achievement. standardization work is in progress.

협력형 다이버시티(cooperative diversity) 또는 협력형 중계(cooperative relay)(이하에서 같은 의미로 사용된다) 기반의 무선통신 시스템은 도 1에 도시되어 있는 것처럼 송신단(10), 수신단(20), 그리고 복수의 중계기(30)에 의해 구성된다. 도 1(a)에 도시된 것처럼 제1 홉(hop)에서 송신단(10)은 수신단(20)과 복수의 중계기(30)를 향해 메시지를 실은 전송 신호를 브로드캐스트한다. 각 중계기(30)는 송신단(10)으로부터 수신된 전송 신호를 디코딩하여 메시지를 복원한다. 다음으로, 디코딩에 성공한 중계기(30) 전부 또는 그 중 일부는 중계기(30)와 수신단(20)간의 채널 특성을 고려하여 전송 신호를 적절히 보상한 뒤, 보상된 전송 신호를 도 1(b)의 제2 홉에서 수신단(20)으로 포워딩한다. 수신단(20)은 제1 홉에서 송신단(10)으로부터 수신한 신호와 제2 홉에서 중계기(30)로부터 수신한 신호를 조 합하여 송신단(10)이 전송한 메시지를 복원한다.A wireless communication system based on cooperative diversity or cooperative relay (hereinafter, used in the same sense) may have a transmitter 10, a receiver 20, and a plurality of receivers as shown in FIG. The repeater 30 is configured. As shown in FIG. 1 (a), in the first hop, the transmitting end 10 broadcasts a transmission signal carrying a message toward the receiving end 20 and the plurality of repeaters 30. Each repeater 30 decodes the transmitted signal received from the transmitter 10 to recover the message. Next, all or some of the repeaters 30 that have successfully decoded properly compensate for the transmission signal in consideration of the channel characteristics between the repeater 30 and the receiving end 20, and then compensates for the transmitted signal of FIG. 1 (b). Forward to the receiving end 20 in the second hop. The receiver 20 combines the signal received from the transmitter 10 in the first hop with the signal received from the repeater 30 in the second hop and restores the message transmitted by the transmitter 10.

상술한 협력형 다이버시티 기반의 중계 방법은 그 구체적인 구현 방법에 따라 몇 가지 방식으로 구분된다. 그 중 하나인 MRT(maximal ratio transmission) 방식은 디코딩에 성공한 모든 중계기(30)를 이용하여 메시지를 중계하는 방식이다. MRT 방식에 의하면 디코딩에 성공한 각 중계기(30)는 제2 홉에서 해당 중계기(30)로부터 수신단(20)으로 전송될 신호에 대해, 중계기(30)로부터 수신단(20)으로의 송신 채널의 특성을 참조하여 진폭 및 위상 보상을 수행한다. 예를 들어, 디코딩에 성공한 i-번 중계기(30)와 수신단(20)간의 송신 채널의 특성이 복소수 hi,d로 나타내어진다고 하면, i-번 중계기(30)는 수신단(20)으로 전송될 신호 x를 다음 수학식에 따라 사전 보상한다.The aforementioned cooperative diversity-based relay method is divided into several methods according to its specific implementation method. One of them is a maximum ratio transmission (MRT) scheme, in which a message is relayed using all the repeaters 30 that have been successfully decoded. According to the MRT scheme, each repeater 30 that has successfully decoded the transmission channel characteristics from the repeater 30 to the receiver 20 with respect to a signal to be transmitted from the repeater 30 to the receiver 20 in the second hop. Perform amplitude and phase compensation with reference. For example, if the characteristics of the transmission channel between the i-th repeater 30 and the receiving end 20 which have been successfully decoded are represented by a complex number h i, d , the i-th repeater 30 may be transmitted to the receiving end 20. The signal x is precompensated according to the following equation.

Figure 112007071842339-pat00001
Figure 112007071842339-pat00001

위 수학식 1에서 xcomp는 보상된 신호, hi,d *는 hi,d의 복소 공액, K는 중계기의 총 수를 각각 의미하며, g(k)는 k-번 중계기가 디코딩에 성공한 경우 1, 실패한 경우 0 값을 갖는 함수이다.In Equation 1, x comp denotes a compensated signal, h i, d * denotes a complex conjugate of h i, d , and K denotes the total number of repeaters, and g (k) denotes that the k-repeater succeeded in decoding. This function has 1 value in case 1 and 0 in case of failure.

즉, 전송 신호를 포워딩하게 되는 중계기(30)는 진폭 및 위상 보상을 위해 디코딩에 성공한 중계기(30) 집합(이하, "디코드 셋")에 관한 정보와, 각 중계 기(30)로부터 수신단(20)으로의 송신 채널에 관한 정보를 필요로 한다. FDD(frequency division duplexing) 방식의 비가역(non-reciprocal) 채널의 경우 이처럼 많은 정보가 수신단(20)으로부터 각 중계기(30)로 피드백되어야 하므로, 피드백 채널의 부하가 과다해진다고 하는 문제가 있다. 또한, 상기 수학식 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, MRT 방식에서는 일정한 크기의 송신 전력을 디코드 셋에 포함된 중계기(30)들에게 중계기(30)와 수신단(20) 사이의 채널 이득에 비례하여 분배하여야 하는데, 이는 중계기마다 최대 송신 전력의 제약이 있는 경우, 현실적으로 구현하기가 매우 어렵다는 문제가 있다. 또한, 수신단(20)이 제 1 홉에서의 디코드 셋을 사전에 파악해야 하는 문제점이 존재한다. 즉, MRT 방식은 이론적으로는 최대의 다이버시티 이득을 갖는 최적 기법이지만 실제로 구현 적합성은 떨어진다고 할 수 있다.That is, the repeater 30 that forwards the transmission signal includes information about a set of repeaters 30 (hereinafter, referred to as "decode sets") that have been successfully decoded for amplitude and phase compensation, and the receiver 20 from each repeater 30. Information about the transmission channel to In the case of a frequency division duplexing (FDD) non-reciprocal channel, such a large amount of information must be fed back from the receiving end 20 to each repeater 30, thereby causing a problem that the load of the feedback channel becomes excessive. Also, as can be seen from Equation 1, in the MRT method, a predetermined amount of transmission power is proportional to the channel gain between the repeater 30 and the receiver 20 to the repeaters 30 included in the decode set. This has to be distributed, which has a problem in that it is very difficult to implement in reality when there is a limit of the maximum transmission power for each repeater. In addition, there is a problem that the receiving end 20 must determine in advance the decode set in the first hop. That is, the MRT method is theoretically an optimal technique having the maximum diversity gain, but in practice, the implementation suitability is inferior.

한편, MRT 방식의 문제점을 해결하기 위해 제안된 기회주의적 중계기 선택(opportunistic relay selection) 방식(이하, "기회 방식")은 디코드 셋 가운데 가장 양호한 특성의 송신 채널을 갖는 중계기(30)를 선택하여, 이 중계기(30)로만 메시지를 중계하는 방식이다. 기회 방식은 MRT 방식에 비해 피드백 정보의 양을 큰 폭으로 줄일 수 있고, 전력 분배를 필요로 하지 않으므로 용이하게 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 기회 방식은 단일한 경로를 통해 메시지를 중계하므로 MRT 방식에 비해 얻을 수 있는 다이버시티 이득이 적다는 문제가 있다. 또한, 중계에 참여할 중계기(30)를 선택하기 위해 수신단(20)은 제1 홉에서 디코드 셋을 파악해야 하는데, 이것을 어떻게 구현할 것인지도 문제가 된다.Meanwhile, the opportunistic relay selection method (hereinafter, referred to as an "opportunity method") proposed to solve the problem of the MRT method selects the repeater 30 having the transmission channel having the best characteristic among the decode sets. Only the relay 30 relays the message. Compared to the MRT method, the opportunity method can significantly reduce the amount of feedback information and can be easily implemented since it does not require power distribution. However, the opportunity method has a problem in that the diversity gain is less than that of the MRT method because the message is relayed through a single path. In addition, in order to select the repeater 30 to participate in the relay, the receiving end 20 needs to know the decode set in the first hop, which is also a problem.

본 발명은 MRT 방식과 기회 방식의 문제점을 해결하고 이 두 가지 중계 방식의 장점만을 결합한 새로운 형태의 협력형 중계 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a new type of cooperative relay method that solves the problems of the MRT method and the opportunity method and combines only the advantages of the two relay methods.

구체적으로, 본 발명은 피드백 정보의 양을 최소화하여, 구현이 용이하고 향상된 성능을 갖는 협력형 중계 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, an object of the present invention is to provide a cooperative relay method that is easy to implement and has improved performance by minimizing the amount of feedback information.

또한, 본 발명은 디코드 셋에 포함된 중계기들간의 송신 전력 분배를 고려하지 않아도 되는, 보다 현실적이며 구현 적합성을 갖춘 협력형 중계 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a cooperative relay method with more realistic and practical implementation that does not have to consider transmission power distribution among repeaters included in a decode set.

또한, 본 발명은 수신단에서 디코드 셋에 관한 정보를 사전에 파악할 필요가 없는, 단순하고 구현이 용이한 협력형 중계 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a simple and easy to implement cooperative relay method, which does not require the receiver to know information about a decode set in advance.

더 나아가, 본 발명은 상기 협력형 중계 방법에 따라 메시지를 중계하기 위한 중계기의 구성과 이러한 구성을 갖는 복수의 중계기를 포함하는 새로운 형태의 무선통신 시스템을 제안하는 것을 그 목적으로 한다. Furthermore, an object of the present invention is to propose a new type of wireless communication system including a configuration of a relay for relaying messages according to the cooperative relay method and a plurality of relays having such a configuration.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 협력형 중계 방법은 송신단에서 수신단으로 전송되는 메시지를 중계하기 위한 무선통신 시스템의 협력형 중계 방법에 있어서, 상기 송신단으로부터 전송된 신호를 수신하는 단계와, 수신한 상기 신호를 디코딩하여 상기 메시지를 복원하는 단계와, 복원한 상기 메시지를 상기 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널이 송수신 특성이 동일하지 않은 비가역 채널일 경우에 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 상기 수신단으로부터 피이드백 받는 단계와, 복원한 상기 메시지를 인코딩하여 상기 무선채널을 통해 송신할 포워딩 신호를 생성하는 단계와, 피이드백 받은 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는 단계와, 위상 보상을 수행한 상기 포워딩 신호를 상기 수신단에게 상기 무선채널을 통해 포워딩하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the cooperative relay method according to an aspect of the present invention is a cooperative relay method of a wireless communication system for relaying a message transmitted from a transmitter to a receiver, the transmitter Receiving a signal transmitted from a signal; decoding the received signal to restore the message; and a wireless channel for forwarding the restored message to the receiving end is an irreversible channel having identical transmission and reception characteristics. Receiving feedback about the phase characteristic of the irreversible channel from the receiving end, generating a forwarding signal to be transmitted over the wireless channel by encoding the restored message, and receiving the phase characteristic of the irreversible channel received Perform phase compensation of the forwarding signal with reference to It may be a step and, performing a phase compensation signal to the receiver to the forwarding comprises forwarding the wireless channel.

본 발명의 다른 측면에 따른 중계기는 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템에서 송신단과 수신단간의 메시지 전송을 중계하는 중계기에 있어서, 상기 송신단으로부터 전송된 신호를 수신하며, 상기 메시지를 상기 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널이 송수신 특성이 동일하지 않은 비가역 채널일 경우에 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 상기 수신단으로부터 피이드백 받는 수신기와, 수신한 상기 신호를 디코딩하여 상기 메시지를 복원하는 디코더와, 복원한 상기 메시지를 인코딩하여 상기 무선채널을 통해 송신할 포워딩 신호를 생성하며, 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는 위상 보상기와, 위상 보상을 수행한 상기 포워딩 신호를 상기 수신단에게 상기 무선채널을 통해 포워딩하는 송신기를 포함할 수 있다.A repeater according to another aspect of the present invention is a repeater for relaying a message transmission between a transmitter and a receiver in a cooperative diversity based wireless communication system, receiving a signal transmitted from the transmitter, and forwarding the message to the receiver. A receiver receiving feedback from the receiving end of information about a phase characteristic of the irreversible channel when the wireless channel is a non-reversible channel having identical transmission and reception characteristics, a decoder for decoding the received signal and restoring the message; A phase compensator for encoding a message to generate a forwarding signal to be transmitted through the wireless channel, and performing phase compensation of the forwarding signal with reference to information on phase characteristics of the irreversible channel; Forwarding signal to the receiver; Through it may include a transmitter for forwarding.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템은, 메시지를 송신하는 송신단과, 상기 메시지를 수신하는 수신단과, 상기 송신단으로부터 상기 메시지를 수신하여 상기 수신단으로 포워딩하는 복수의 중계기를 포함하고, 상기 중계기는, 상기 송신단으로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신한 상기 신호를 디코딩하여 상기 메시지를 복원하며, 복원한 상기 메시지를 상기 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널이 송수신 특성이 동일하지 않은 비가역 채널일 경우에 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 상기 수신단으로부터 피이드백 받고, 복원한 상기 메시지를 인코딩하여 상기 무선채널을 통해 송신할 포워딩 신호를 생성하며, 피이드백 받은 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하고, 위상 보상을 수행한 상기 포워딩 신호를 상기 수신단에게 상기 무선채널을 통해 포워딩할 수 있다.According to another aspect of the present invention, a cooperative diversity-based wireless communication system includes a transmitter for transmitting a message, a receiver for receiving the message, and a plurality of relays for receiving the message from the transmitter and forwarding the message to the receiver. Wherein the repeater is configured to receive a signal transmitted from the transmitting end, decode the received signal to restore the message, and the wireless channel for forwarding the restored message to the receiving end has a same transmit / receive characteristic. In the case of the non-reversible channel, information about the phase characteristics of the non-reversible channel is fed back from the receiving end, and the recovered message is encoded to generate a forwarding signal to be transmitted through the wireless channel. The forwarding scene with reference to the information on the phase characteristic Performing a phase compensation and may be forwarded to the signal obtained by performing phase compensation for the receiver to be forwarded over the wireless channel.

본 발명에 의하면 수신단에서는 디코드 셋에 관한 정보를 사전에 파악할 필요가 없게 되고, 중계기에서는 중계기와 수신단간의 송신 채널의 진폭 특성에 관한 정보를 필요로 하지 않게 되므로, 피드백 정보의 양을 현격하게 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 종래의 중계 방식에 비해 향상된 성능 및 구현 용이성을 갖는다. According to the present invention, the receiving end does not need to know the information about the decode set in advance, and the repeater does not need the information on the amplitude characteristics of the transmission channel between the repeater and the receiving end, thereby significantly reducing the amount of feedback information. Can be. Thus, the present invention has improved performance and ease of implementation over conventional relaying methods.

또한, 본 발명에 의하면 중계기들간의 송신 전력 분배의 필요성을 제거함으로써, 보다 현실적이고 구현 적합성을 갖춘 협력형 중계 모델을 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, by eliminating the need for transmission power distribution between repeaters, a more realistic and implementable cooperative relay model can be obtained.

또한, 본 발명에 의하면 상대적으로 피드백 에러에 취약한 채널 진폭 정보를 피드백하지 않도록 함으로써, 전체적으로 피드백 에러에 대한 취약성을 감소시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, by not feeding back channel amplitude information that is relatively vulnerable to feedback errors, the overall vulnerability to feedback errors can be reduced.

요컨대, 본 발명은 기회 방식에 비해서는 월등하고 MRT 방식에도 거의 근접하는 성능을 가지면서, 동시에 이들 종래의 방식에 비해 구현이 용이한 협력형 중계 방법을 제안한다.In short, the present invention proposes a cooperative relay method that is superior to the opportunity method and has a performance close to the MRT method, and is easier to implement than these conventional methods.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템, 협력형 중계 방법 및 중계기에 대해 설명한다. 이하의 설명에서 동일하거나 대응하는 구성에 대해서는 도면에 같은 부재번호를 이용하여 표시하고 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, a cooperative diversity based wireless communication system, a cooperative relay method, and a repeater according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant descriptions are omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 협력형 중계 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다. 도 2의 단계들에 따라 중계를 수행하는 중계기는 도 3 또는 도 4에 도시된 내부 구성을 가질 수 있으며, 도 1의 각 중계기(30)에 해당하는 역할을 수행한다. 설명의 편의를 위해, 종래의 MRT 방식 및 기회 방식의 설명에 이용된 도 1의 무선통신 시스템에 기초하여 이하의 설명을 진행하도록 한다.2 is a flowchart showing step by step a cooperative relay method according to an embodiment of the present invention. The repeater performing the relay in accordance with the steps of FIG. 2 may have an internal configuration shown in FIG. 3 or 4, and performs a role corresponding to each repeater 30 of FIG. 1. For convenience of description, the following description will be made based on the wireless communication system of FIG. 1 used in the conventional MRT scheme and the opportunity scheme.

도 1(a)에 도시된 제1 홉에서 송신단(10)은 각 중계기(30)와 수신단(20)을 향해 메시지를 브로드캐스트한다. 도시되어 있는 바와 같이, 송신단(10)과 각 중계기(30)간의 송신 채널은 총 K개의 중계기(30)에 대한 채널 특성을 각각 나타내는 복소수 hs,1, hs,2, ... hs,K로, 송신단(10)과 수신단(20)을 직접 연결하는 송신 채널은 hs,d로 각각 표현된다.In the first hop shown in FIG. 1A, the transmitting end 10 broadcasts a message toward each repeater 30 and the receiving end 20. As shown, the transmission channel between the transmitter 10 and each repeater 30 is a complex number h s, 1 , h s, 2 , ... h s representing the channel characteristics for a total of K repeaters 30, respectively. With, K , a transmission channel directly connecting the transmitter 10 and the receiver 20 is represented by h s, d , respectively.

단계(S110)에서 각 중계기(30)는 채널 hs,1, hs,2, ... hs.K를 통해 송신단(10)으로부터 전송된 신호를 수신한다. 다음 단계(S120)에서, 중계기(30)는 단계(S110)에서 수신된 신호를 디코딩하여 메시지를 복원한다. 단계(S110)는 도 3 또는 도 4의 수신기(100)에 의해, 단계(S120)는 도 3 또는 도 4의 디코더(200)에 의해 수행된다.In step S110, each repeater 30 receives a signal transmitted from the transmitter 10 through channels h s, 1 , h s, 2 , ... h sK . In a next step S120, the repeater 30 decodes the signal received in step S110 to recover the message. Step S110 is performed by the receiver 100 of FIG. 3 or 4, and step S120 is performed by the decoder 200 of FIG. 3 or 4.

디코딩에 성공한 경우에는 메시지를 수신단(20)으로 포워딩하기 위해 단계(S130) 내지 단계(S150)를 수행하게 되며, 디코딩에 실패한 경우에는 메시지를 포워딩하지 않는다.If the decoding is successful, steps S130 to S150 are performed to forward the message to the receiving end 20. If the decoding fails, the message is not forwarded.

디코딩에 성공한 중계기(30)는 먼저 단계(S130)에서, 자신(i-번 중계기라 한다)과 수신단(20)을 연결하는 송신 채널 hi,d의 위상 특성을 추출한다. FDD 방식의 비가역 채널의 경우, 중계기(30)는 채널 hi,d의 위상 특성에 관한 정보를 피드백 채널을 통해 수신단(20)으로부터 피드백 받는다. 도 3은 이러한 경우의 중계 기(30)의 구조를 나타낸 것이다. 이와 달리, TDD(time-division duplexing) 방식의 가역(reciprocal) 채널의 경우에는 송신 채널과 수신 채널의 특성이 동일하기 때문에 각 중계기(30)에서 직접 자신의 송신 채널 hi,d의 특성에 관한 정보를 수집할 수 있다. 즉, 수신단(20)으로부터 전송된 파일럿 신호 등을 통해 자신의 송신 채널 hi,d의 특성을 측정할 수 있다. 도 4는 이러한 경우의 중계기(30)의 구조를 나타낸 것이며, 채널 측정기(500)에 의해 상기 위상 특성이 추출된다.The repeater 30, which has successfully decoded, first extracts phase characteristics of the transmission channels h i, d connecting the self (referred to as the i-th repeater) and the receiver 20 in step S130. In the case of the non-reciprocal channel of the FDD scheme, the repeater 30 receives the feedback on the phase characteristics of the channels h i, d from the receiving end 20 through the feedback channel. 3 shows the structure of the repeater 30 in this case. On the other hand, in the case of a time-division duplexing (TDD) reversible channel, since the characteristics of the transmission channel and the reception channel are the same, each relay 30 directly relates to the characteristics of its own transmission channel h i, d . Information can be collected. That is, it is possible to measure the characteristics of its own transmission channel h i, d through the pilot signal transmitted from the receiving end 20. 4 shows the structure of the repeater 30 in this case, and the phase characteristic is extracted by the channel measurer 500.

다음으로, 단계(S140)에서는 추출된 채널 hi,d의 위상 특성을 참조하여 전송 신호의 위상 보상을 수행한다. 더욱 구체적으로 설명하면, 단계(S140)에서 중계기(30)는 먼저 단계(S120)의 디코딩에 의해 복원된 메시지를 다시 인코딩하여 수신단(20)으로 전송될 신호(이하, "포워딩 신호") x를 생성한다. 다음으로, 중계기(30)는 채널 hi,d의 위상 왜곡을 고려하여, 포워딩 신호 x의 위상을 사전에 해당 위상 왜곡값만큼 보상함으로써 수신단(20)에서 위상이 왜곡되지 않은 신호가 수신될 수 있도록 한다.Next, in step S140, the phase compensation of the transmission signal is performed by referring to the phase characteristics of the extracted channels h i and d . In more detail, in step S140, the repeater 30 first re-encodes the message restored by the decoding in step S120, and then transmits a signal x (hereinafter, a “forwarding signal”) x to be transmitted to the receiving end 20. Create Next, the repeater 30 may compensate for the phase of the forwarding signal x by a corresponding phase distortion value in consideration of the phase distortion of the channels h i and d , so that the signal having no phase distortion may be received at the receiver 20. Make sure

이 단계(S140)는 도 3 또는 도 4의 위상 보상기(300)에 의해 행해진다. 채널 hi,d에 의한 위상 왜곡을 ∠hi,d라고 하면, 디코딩에 성공한 i-번 중계기(30)의 위상 보상기(300)는 다음 수학식에 따라 위상 보상된 포워딩 신호 xcomp를 생성한다.This step S140 is performed by the phase compensator 300 of FIG. 3 or 4. If the phase distortion caused by the channels h i, d is ∠h i, d , the phase compensator 300 of the i-th repeater 30 that has successfully decoded generates the phase-compensated forwarding signal x comp according to the following equation. .

Figure 112007071842339-pat00002
Figure 112007071842339-pat00002

마지막으로 단계(S150)에서, i-번 중계기(30)는 위와 같이 위상 보상된 포워딩 신호 xcomp를 수신단(20)으로 전송한다. 이 과정은 도 1(b)에 도시되어 있으며, 도 3 또는 도 4의 송신기(400)에 의해 수행된다. 참고로, 단계(S150)에서의 제2 홉은 제1 홉과 시간적으로 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 즉, 모든 중계기(30)에 대해 제1 홉이 완료된 뒤에, 디코딩에 성공한 중계기(30)에 대해 제2 홉이 일제히 수행되는 것이 바람직하다는 것이다.Finally, in step S150, the i-th repeater 30 transmits the phase-compensated forwarding signal x comp to the receiver 20 as described above. This process is illustrated in FIG. 1 (b) and is performed by the transmitter 400 of FIG. 3 or 4. For reference, it is preferable that the second hop in step S150 does not overlap in time with the first hop. That is, after the first hop is completed for all the repeaters 30, it is preferable that the second hops are performed in unison for the repeater 30 that has successfully decoded.

상술한 단계(130) 내지 단계(150)의 과정은 디코드 셋에 포함된 모든 중계기(30)에 의해 각각 수행된다. 수신단(20)은 제1 홉에서 송신단(10)으로부터 직접 수신된 신호와 제2 홉에서 디코딩에 성공한 중계기(30)들로부터 수신된 신호를 조합하여 메시지를 복원한다.The processes of steps 130 to 150 described above are performed by all the repeaters 30 included in the decode set, respectively. The receiving end 20 restores the message by combining the signal received directly from the transmitting end 10 in the first hop with the signal received from the repeaters 30 that have successfully decoded in the second hop.

본 발명에 의하면 각 중계기(30)는 디코드 셋에 관한 정보 없이 포워딩 신호의 사전 보상을 수행할 수 있게 된다. 따라서, FDD 방식의 비가역 채널에 적용될 경우 수신단(20)으로부터의 피드백 정보가 디코드 셋에 관한 정보를 포함하지 않으므로 피드백 정보의 양이 줄어들게 된다. 더욱이, 수신단(20)에서 디코드 셋에 관해 사전에 어떻게 파악할 것인가의 문제도 더 이상 존재하지 않게 되어, 중계기(30)와 수신단(20)의 구현이 용이해진다.According to the present invention, each repeater 30 may perform precompensation of the forwarding signal without information on the decode set. Therefore, when applied to the non-reversible channel of the FDD scheme, since the feedback information from the receiver 20 does not include the information on the decode set, the amount of feedback information is reduced. Moreover, the problem of how to determine in advance about the decode set at the receiving end 20 no longer exists, so that the repeater 30 and the receiving end 20 can be easily implemented.

또한, 본 발명에서는 채널의 진폭 특성에 대한 정보를 피드백할 필요가 없게 되므로, 피드백 정보의 양을 더욱 줄일 수 있다. 한편, 진폭 정보는 특성상 위상 정보에 비해 상대적으로 피드백 에러에 취약한데, 본 발명에 따르면 이러한 진 폭 정보를 피드백하지 않기 때문에 전체적으로 피드백 에러에 대한 취약성을 감소시킬 수 있다. [-π, π]로 그 범위가 제한되어 있는 채널 위상 특성에 비해, 채널 진폭 특성은 그 값이 가질 수 있는 범위가 이론적으로 제한되어 있지 않다. 따라서, 수신단(20)은 각 중계기(30)로 해당 중계기(30)와 연관된 송신 채널의 진폭 특성을 피드백 전달하기 위해, 진폭이 작은 범위에서는 양자화 레벨을 작게 하고 진폭이 큰 범위에서는 크게 하는, 이른바 비선형 양자화 기법을 택하게 되고, 이 때 진폭이 큰 범위에서 피드백 에러가 발생하는 경우 그 영향이 매우 크게 나타난다는 문제점이 있다. 따라서, 채널 진폭 정보를 피드백하지 않는 본 발명에 의하면, 채널 진폭 정보의 피드백 에러에 대한 취약성이라는 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.In addition, in the present invention, since it is not necessary to feed back information on the amplitude characteristics of the channel, the amount of feedback information can be further reduced. On the other hand, the amplitude information is relatively vulnerable to feedback error in comparison with the phase information, and according to the present invention, since the amplitude information is not fed back, the vulnerability to the feedback error as a whole can be reduced. Compared with the channel phase characteristic whose range is limited to [-π, π], the channel amplitude characteristic is not theoretically limited in the range that the value can have. Accordingly, the receiver 20 feeds back the amplitude characteristics of the transmission channel associated with the repeater 30 to each repeater 30 so as to reduce the quantization level in a small amplitude range and to increase a large amplitude range. The nonlinear quantization technique is adopted, and when the feedback error occurs in a large amplitude range, the effect is very large. Therefore, according to the present invention which does not feed back channel amplitude information, the problem of vulnerability to feedback error of channel amplitude information can be fundamentally solved.

또한, 매우 중요한 것으로서, 본 발명은 디코딩에 성공한 중계기(30)들간의 송신 전력 분배를 필요로 하지 않는다. 수학식 2에서도 확인할 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 중계기(30)의 위상 보상기(300)는 디코드 셋에 관한 정보를 참조하지 않고 단순히 자신의 송신 채널에 의한 위상 왜곡만을 사전 보상한다. 따라서, 다른 중계기(30)와 송신 전력을 분배할 필요없이 일정한 송신 전력을 사용할 수 있다. Also very importantly, the present invention does not require transmission power distribution between repeaters 30 that have successfully decoded. As can be seen from Equation 2, the phase compensator 300 of the repeater 30 according to the present invention does not refer to the information on the decode set, but simply compensates only the phase distortion by its transmission channel. Thus, constant transmission power can be used without the need to distribute transmission power with other repeaters 30.

설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 각 중계기(30)는 타 중계기(30)의 송신 채널 특성에 대한 고려 없이 자신의 송신 채널의 위상 특성만을 고려하여 포워딩 신호의 사전 보상을 수행한다. 따라서, 도 3 또는 도 4의 송신기(400)는 자신의 송신 채널 또는 타 중계기(30)의 송신 채널의 특성을 고려하지 않고 일정한 송신 전력으로 위상 보상된 포워딩 신호 xcomp를 수신단(20)을 향해 전송한다. As described above, each repeater 30 according to the present invention performs precompensation of the forwarding signal by considering only the phase characteristics of its own transmission channel without considering the transmission channel characteristics of the other repeaters 30. Accordingly, the transmitter 400 of FIG. 3 or 4 transmits the phase-compensated forwarding signal x comp toward the receiver 20 without considering the characteristics of its own transmission channel or the transmission channel of the other repeater 30. send.

지금까지 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 협력형 중계 방법, 중계기 및 무선통신 시스템에 대해 설명하였다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 각각 하나의 송신단(10)과 수신단(20), 그리고 이들 송신단(10) 및 수신단(20)과 단일-홉 채널을 통해 직접 연결된 복수의 중계기(30)를 포함하는 무선통신 시스템을 가정하였다. 그러나 본 발명은 송신단(10)과 수신단(20)이 복수인 경우와 같이 보다 복잡한 형태의 네트워크에도 적용될 수 있다.So far, the cooperative relay method, the repeater, and the wireless communication system according to the present invention have been described with reference to FIGS. 1 to 4. In FIG. 1, for convenience of description, each of the transmitter 10 and the receiver 20 includes a plurality of repeaters 30 directly connected to the transmitter 10 and the receiver 20 through a single-hop channel. A wireless communication system is assumed. However, the present invention can be applied to a more complex network such as the case where the transmitting end 10 and the receiving end 20 are plural.

본 발명을 설명하기 위해 이용된 송신단(10), 수신단(20)이라는 용어는 일차적으로 각각 메시지의 송신과 수신이라는 고정된 역할을 수행하는 통신기기를 의미한다. 그러나 더 넓은 의미로, 이 용어는 중계기(30)로 메시지를 송신하는 측과 중계기(30)로부터 포워딩된 메시지를 수신하는 측을 일컫는 것으로서, 송신단(10)과 수신단(20)은 메시지의 종국적인 송신측 또는 수신측과 중계기(30)간을 중계하는 또 다른 중계기를 의미할 수도 있다. 즉, 본 발명은 메시지의 종국적인 송신측과 수신측이 메시지 전송 경로상에 배치된 복수의 중계기(30)를 통해 멀티-홉으로 메시지를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다.The terms transmitting end 10 and receiving end 20 used to describe the present invention mean a communication device that performs a fixed role of transmitting and receiving messages, respectively. However, in a broader sense, the term refers to the side sending the message to the repeater 30 and the side receiving the forwarded message from the repeater 30, wherein the sending end 10 and the receiving end 20 are the terminal of the message. It may also mean another repeater for relaying between the transmitting side or the receiving side and the repeater 30. That is, the present invention can also be applied to the case where the ultimate transmitting side and the receiving side of the message transmit the message in multi-hop through the plurality of relays 30 arranged on the message transmission path.

한편, 본 발명에 따른 중계기(30)는 고정 배치되어 송신단(10)과 수신단(20)간에 지속적으로 중계를 수행하는 고정형(fixed) 중계기, 재난 현장이나 이벤트 장소와 같이 일시적으로 송신단(10) 또는 수신단(20)이 밀집하는 지역에 배치되는 유목형(nomadic) 중계기, 또는 달리는 열차나 버스 안에 배치되어 이동하는 다수의 송신단(10) 또는 수신단(20)을 위한 중계 기능을 수행하는 이동형(mobile) 중계기에 모두 적용될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 것처럼 별도의 기지국을 포함하지 않고 네트워크상의 각각의 노드가 중계기(30)의 기능을 수행하는 애드혹 네트워크에도 훌륭하게 적용될 수 있다.On the other hand, the repeater 30 according to the present invention is fixed fixed repeater that is fixedly arranged to perform the relay between the transmitting end 10 and the receiving end 20 (transmitted end 10 or temporarily, such as disaster site or event site) A nomadic repeater disposed in a densely populated area of the receiver 20, or a mobile that performs a relay function for a plurality of transmitters 10 or receivers 20 that are disposed and moved in a running train or bus. It can be applied to both repeaters. In addition, as described above, it can be excellently applied to an ad hoc network in which each node on the network performs the function of the relay 30 without including a separate base station.

도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 성능 향상 효과를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.5 to 8 are simulation results showing the performance improvement effect according to the present invention.

먼저, 도 5와 도 6은 각 중계 방식별로 송신 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR) 및 중계기(30) 수에 따른 메시지 수신 실패 확률(outage probability)을 각각 도시한 것이다. 도 5는 전송율을 0.5bps/Hz로, 중계기(30) 수를 5로, 송신단(10)으로부터 각 중계기(30)로의 채널 hs,r의 평균 이득을 -10dB로, 각 중계기(30)로부터 수신단(20)으로의 채널 hr,d의 평균 이득을 -20dB로, 송신단(10)으로부터 수신단(20)으로의 채널 hs,d의 평균 이득을 -30dB로 설정한 상태에서 송신 SNR을 바꾸어 가며 시뮬레이션을 수행한 결과이다. 도 6은 도 5의 그것과 동일한 전송율 및 채널 환경에서 송신 SNR을 30dB로 설정한 상태에서 중계기(30) 수를 1에서 5까지 바꾸어 가며 시뮬레이션을 수행한 것이다. First, FIG. 5 and FIG. 6 illustrate message reception failure probability according to the signal-to-noise ratio (SNR) and the number of repeaters 30 for each relay scheme. 5 shows a transmission rate of 0.5bps / Hz, a number of repeaters 30 at 5, an average gain of channels h s, r from the transmitter 10 to each repeater 30 at -10dB, and from each repeater 30. The transmission SNR is changed while the average gain of the channels h r, d to the receiver 20 is set to -20 dB, and the average gain of the channels h s, d to the receiver 20 from the transmitter 10 to -30 dB. This is the result of simulation. FIG. 6 is a simulation in which the number of repeaters 30 is changed from 1 to 5 with the transmission SNR set to 30 dB in the same rate and channel environment as that of FIG. 5.

도 5와 도 6을 참조하면, 수신 실패 확률은 중계 방식에 관계없이 송신 SNR이 클수록, 중계기(30) 수가 많을수록 낮아지는 경향을 보인다. 도 5와 도 6에 도시된 그래프에서 본 발명에 따른 중계 방법(이하, "위상 조정(phase steering) 방식")은 별(*) 기호로 표시되어 있다. 위상 조정 방식은 동일한 송신 SNR 또는 중 계기(30) 수에 있어서, 네모(□) 기호로 표시된 기회 방식에 비해 수신 실패 확률이 월등히 낮다. 실제로, 도 5와 도 6에서 위상 조정 방식은 이론적으로 최대의 다이버시티 이득을 갖는 MRT 방식(동그라미(○) 기호로 표시됨)에 거의 근접한 성능을 보이고 있다.5 and 6, the reception failure probability tends to decrease as the transmission SNR increases and the number of repeaters 30 increases, regardless of the relay scheme. In the graphs shown in Figs. 5 and 6, the relay method according to the present invention (hereinafter, "phase steering scheme") is indicated by a star (*) symbol. The phase adjustment scheme has a much lower probability of reception failure compared to the opportunity scheme indicated by the square (□) symbol in the same transmission SNR or number of intermediate instruments 30. In practice, the phase adjustment scheme in FIGS. 5 and 6 shows a performance close to that of the MRT scheme (denoted by a circle symbol) with the maximum diversity gain in theory.

마찬가지로, 도 7 및 도 8은 송신 SNR 및 중계기(30) 수에 따른 에르고딕 용량(ergodic capacity)의 관점에서 시뮬레이션 결과를 각각 도시한 것이다. 도 7은 도 5의 그것과 동일한 중계기(30) 수 및 채널 환경에서 시뮬레이션을 수행한 결과이고, 도 8은 도 6의 그것과 동일한 송신 SNR 및 채널 환경에서 시뮬레이션을 수행한 결과이다.Similarly, FIGS. 7 and 8 show simulation results in terms of ergodic capacity depending on the transmission SNR and the number of repeaters 30, respectively. FIG. 7 shows simulation results in the same number of repeaters 30 and channel environment as that of FIG. 5, and FIG. 8 illustrates simulation results in the same transmission SNR and channel environment as that of FIG. 6.

적응 변조 및 부호화 (adaptive modulation and coding, AMC) 방식의 무선통신 시스템의 성능을 평가하기 위해 주로 이용되는 에르고딕 용량은, 도 7과 도 8에 도시된 것처럼 중계 방식에 관계없이 송신 SNR과 중계기(30) 수가 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 보인다. 주목할 만한 것은, 도 7과 도 8에서 위상 조정 방식의 경우 기회 방식에 비해 월등히 높은 에르고딕 용량을 가진다는 점과, 실제로 그 에르고딕 용량이 MRT 방식의 그것에 매우 근접한다는 점이다.Ergodic capacity, which is mainly used for evaluating the performance of adaptive modulation and coding (AMC) wireless communication system, is based on the transmission SNR and the repeater (regardless of the relay method) as shown in FIGS. 30) As the number increases, it tends to increase together. It is noteworthy that the phase adjustment schemes in Figures 7 and 8 have significantly higher ergodic capacities than the opportunistic schemes, and indeed the ergodic capacities are very close to that of the MRT scheme.

이상의 시뮬레이션 결과를 종합하면, 본 발명은 종래의 기회 방식에 비해 매우 향상된 성능을 가지고, MRT 방식에도 거의 근접한 성능을 갖게 됨과 동시에, 이들 두 방식이 갖는 구현상의 문제점을 해결하여, 단순하고 용이하게 구현 가능한 협력형 중계 방법을 가능케 한다는 점을 알 수 있다.According to the above simulation results, the present invention has much improved performance compared to the conventional opportunity method, and has a performance close to that of the MRT method, and at the same time solves an implementation problem of these two methods, and is simple and easy to implement. It can be seen that it makes possible a cooperative relay method.

이상의 설명은 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이 며, 본 발명이 상기 설명된 실시형태와 동일한 구조로만 제한적으로 해석되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 형태의 수정 및 변형을 가할 수 있다. 따라서 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 대상은 본 발명이 포괄하는 범위에 속한다고 할 것이다.The above description is provided to aid the overall understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the same structure as the above-described embodiment. Those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications and variations from this description. Therefore, not only the claims to be described later but also all subjects having equivalent or equivalent modifications to the claims will be included in the scope of the present invention.

도 1은 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템의 구성 및 이 시스템에 포함된 복수의 중계기를 통해 메시지 전송이 중계되는 과정을 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a cooperative diversity based wireless communication system and a process of relaying a message through a plurality of repeaters included in the system.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 협력형 중계 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart showing step by step a cooperative relay method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 중계기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing an internal configuration of a repeater according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 중계기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing an internal configuration of a repeater according to another embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 성능 향상을 보여주는 시뮬레이션 결과이다.5 to 8 are simulation results showing the performance improvement according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 송신단 20: 수신단10: transmitting end 20: receiving end

30: 중계기 100: 수신기30: repeater 100: receiver

200: 디코더 300: 위상 보상기200: decoder 300: phase compensator

400: 송신기 500: 채널 측정기 400: transmitter 500: channel meter

Claims (12)

송신단에서 수신단으로 전송되는 메시지를 중계하기 위한 무선통신 시스템의 협력형 중계 방법에 있어서,In the cooperative relay method of a wireless communication system for relaying a message transmitted from a transmitter to a receiver, 상기 송신단으로부터 전송된 신호를 수신하는 단계와,Receiving a signal transmitted from the transmitting end; 수신한 상기 신호를 디코딩하여 상기 메시지를 복원하는 단계와,Restoring the message by decoding the received signal; 복원한 상기 메시지를 상기 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널이 송수신 특성이 동일하지 않은 비가역 채널일 경우에 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 상기 수신단으로부터 피이드백 받는 단계와,Receiving information about the phase characteristic of the irreversible channel from the receiver when the radio channel for forwarding the restored message to the receiver is an irreversible channel whose transmission and reception characteristics are not the same; 복원한 상기 메시지를 인코딩하여 상기 무선채널을 통해 송신할 포워딩 신호를 생성하는 단계와,Generating a forwarding signal to be transmitted over the wireless channel by encoding the recovered message; 피이드백 받은 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는 단계와,Performing phase compensation of the forwarding signal with reference to information on phase characteristics of the irreversible channel received feedback; 위상 보상을 수행한 상기 포워딩 신호를 상기 수신단에게 상기 무선채널을 통해 포워딩하는 단계Forwarding the forwarding signal on which the phase compensation has been performed to the receiver through the wireless channel; 를 포함하는 협력형 중계 방법.Cooperative relay method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 협력형 중계 방법은,The cooperative relay method, 상기 무선채널이 송수신 특성이 동일한 가역 채널일 경우에 상기 가역 채널을 통해 수신되는 신호로부터 상기 가역 채널의 위상 특성을 측정하는 단계와,Measuring phase characteristics of the reversible channel from a signal received through the reversible channel when the wireless channel is a reversible channel having the same transmission and reception characteristics; 측정한 상기 가역 채널의 위상 특성을 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는 단계Performing phase compensation of the forwarding signal with reference to the measured phase characteristic of the reversible channel 를 더 포함하는 협력형 중계 방법.Cooperative relay method further comprising. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 포워딩 신호를 상기 무선채널을 통해 상기 수신단에게 포워딩하는 단계는, 일정한 송신 전력으로 상기 포워딩 신호를 포워딩하는The forwarding of the forwarding signal to the receiver through the wireless channel may include forwarding the forwarding signal with a constant transmission power. 협력형 중계 방법.Cooperative relay method. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가역 채널의 위상 특성를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는 단계는,Performing phase compensation of the forwarding signal with reference to the phase characteristic of the reversible channel, 다음 수식에 따라 상기 위상 보상을 수행하는To perform the phase compensation according to the following formula
Figure 112009027039879-pat00003
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 (여기서, x는 포워딩 신호, xcomp 는 위상 보상된 전송 신호, ∠hf 는 무선채널 hf 의 위상 왜곡)(Where x is the forwarding signal, x comp is the phase-compensated transmission signal, and ∠ h f is the phase distortion of the radio channel h f ) 협력형 중계 방법.Cooperative relay method. 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템에서 송신단과 수신단간의 메시지 전송을 중계하는 중계기에 있어서,In the repeater for relaying the message transmission between the transmitting end and the receiving end in a cooperative diversity-based wireless communication system, 상기 송신단으로부터 전송된 신호를 수신하며, 상기 메시지를 상기 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널이 송수신 특성이 동일하지 않은 비가역 채널일 경우에 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 상기 수신단으로부터 피이드백 받는 수신기와,A receiver which receives a signal transmitted from the transmitter and receives feedback from the receiver on phase characteristics of the irreversible channel when the radio channel for forwarding the message to the receiver is an irreversible channel having identical transmission and reception characteristics Wow, 수신한 상기 신호를 디코딩하여 상기 메시지를 복원하는 디코더와,A decoder for recovering the message by decoding the received signal; 복원한 상기 메시지를 인코딩하여 상기 무선채널을 통해 송신할 포워딩 신호를 생성하며, 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는 위상 보상기와,A phase compensator for encoding a reconstructed message to generate a forwarding signal to be transmitted through the wireless channel, and performing phase compensation of the forwarding signal with reference to information about phase characteristics of the irreversible channel; 위상 보상을 수행한 상기 포워딩 신호를 상기 수신단에게 상기 무선채널을 통해 포워딩하는 송신기A transmitter for forwarding the forwarding signal on which the phase compensation has been performed to the receiver through the wireless channel 를 포함하는 중계기.Repeater comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 중계기는,The repeater, 상기 무선채널이 송수신 특성이 동일한 가역 채널일 경우에 상기 가역 채널을 통해 수신되는 신호로부터 상기 가역 채널의 위상 특성을 측정하는 채널 측정기A channel measurer measuring a phase characteristic of the reversible channel from a signal received through the reversible channel when the wireless channel is a reversible channel having the same transmission / reception characteristics 를 더 포함하며,More, 상기 위상 보상기는, 측정한 상기 가역 채널의 위상 특성을 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는The phase compensator performs phase compensation of the forwarding signal with reference to the measured phase characteristic of the reversible channel. 중계기.Repeater. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 송신기는, 일정한 송신 전력으로 상기 포워딩 신호를 포워딩하는The transmitter forwards the forwarding signal with a constant transmit power. 중계기.Repeater. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 위상 보상기는,The phase compensator, 다음 수식에 따라 상기 위상 보상을 수행하는To perform the phase compensation according to the following formula
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 (여기서, x는 포워딩 신호, xcomp 는 위상 보상된 전송 신호, ∠hf 는 무선채널 hf 의 위상 왜곡)(Where x is the forwarding signal, x comp is the phase-compensated transmission signal, and ∠ h f is the phase distortion of the radio channel h f ) 중계기.Repeater. 메시지를 송신하는 송신단과, 상기 메시지를 수신하는 수신단과, 상기 송신단으로부터 상기 메시지를 수신하여 상기 수신단으로 포워딩하는 복수의 중계기를 포함하고,A transmitter for transmitting a message, a receiver for receiving the message, and a plurality of repeaters for receiving the message from the transmitter and forwarding the message to the receiver; 상기 중계기는, 상기 송신단으로부터 전송된 신호를 수신하고, 수신한 상기 신호를 디코딩하여 상기 메시지를 복원하며, 복원한 상기 메시지를 상기 수신단으로 포워딩하기 위한 무선채널이 송수신 특성이 동일하지 않은 비가역 채널일 경우에 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 상기 수신단으로부터 피이드백 받고, 복원한 상기 메시지를 인코딩하여 상기 무선채널을 통해 송신할 포워딩 신호를 생성하며, 피이드백 받은 상기 비가역 채널의 위상 특성에 관한 정보를 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하고, 위상 보상을 수행한 상기 포워딩 신호를 상기 수신단에게 상기 무선채널을 통해 포워딩하는The repeater is a radio channel for receiving a signal transmitted from the transmitter, decoding the received signal to recover the message, and forwarding the recovered message to the receiver. In this case, information about the phase characteristics of the irreversible channel is fed back from the receiving end, and the recovered message is encoded to generate a forwarding signal to be transmitted through the wireless channel. Performing phase compensation on the forwarding signal with reference to information, and forwarding the forwarding signal on which the phase compensation has been performed to the receiver through the wireless channel; 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템.Cooperative diversity based wireless communication system. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 중계기는, 상기 무선채널이 송수신 특성이 동일한 가역 채널일 경우에 상기 가역 채널을 통해 수신되는 신호로부터 상기 가역 채널의 위상 특성을 측정하며, 측정한 상기 가역 채널의 위상 특성을 참조하여 상기 포워딩 신호의 위상 보상을 수행하는The repeater may measure phase characteristics of the reversible channel from a signal received through the reversible channel when the wireless channel is a reversible channel having the same transmission and reception characteristics, and the forwarding signal may be referred to by referring to the measured phase characteristics of the reversible channel. To perform phase compensation of 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템.Cooperative diversity based wireless communication system. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,11. The method according to claim 9 or 10, 상기 중계기는, 일정한 송신 전력으로 상기 포워딩 신호를 포워딩하는The repeater forwards the forwarding signal with a constant transmission power. 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템.Cooperative diversity based wireless communication system. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 중계기는, 다음 수식에 따라 상기 위상 보상을 수행하는The repeater performs the phase compensation according to the following formula
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 (여기서, x는 포워딩 신호, xcomp 는 위상 보상된 전송 신호, ∠hf 는 무선채널 hf 의 위상 왜곡)(Where x is the forwarding signal, x comp is the phase-compensated transmission signal, and ∠ h f is the phase distortion of the radio channel h f ) 협력형 다이버시티 기반의 무선통신 시스템.Cooperative diversity based wireless communication system.
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