KR20060120483A - Wireless communication using a repeater - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 무선 통신 시스템의 일 섹션을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating one section of a wireless communication system.
도 2a는 본 발명에 따른 제 1의 메시지 분할을 나타낸 표이다.2A is a table illustrating first message partitioning in accordance with the present invention.
도 2b는 본 발명에 따른 제 2의 메시지 분할을 나타낸 표이다.2B is a table illustrating a second message partition according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 메시지 전송의 제 1의 시간에 따른 진행을 나타낸 표이다.3 is a table showing progression over a first time of message transmission according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 메시지 전송의 제 2의 시간에 따른 진행을 나타낸 표이다.4 is a table showing progress over a second time of message transmission in accordance with the present invention.
*도면의 주요 부호 설명** Description of the major symbols in the drawings *
SOURCE: 송신기SOURCE: transmitter
DESTINATION: 수신기DESTINATION: Receiver
CODEWORD: 정보CODEWORD: information
RELAY 1 및 RELAY 2: 정보를 전달하는 무선국
TO DESTINATION: 정보의 제 1 부분TO DESTINATION: the first part of the information
TO RELAY: 정보의 제 2 부분TO RELAY: the second part of the information
TO DESTINATION 2: 정보의 제 3 부분TO DESTINATION 2: The third part of the information
TO RELAY 2: 정보의 제 4 부분TO RELAY 2: Fourth part of the information
본 발명은 송신기로부터 수신기로 정보를 무선 전송하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 송신기 및 무선 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method for wirelessly transmitting information from a transmitter to a receiver. The invention also relates to a transmitter and a wireless communication system for performing the method.
무선 통신 시스템에서는 예컨대 음성 정보, 화상 정보, 비디오 정보, SMS(Short Message Service), MMS(Multimedia Messaging Service) 또는 다른 데이터를 포함하는 메시지가 전자기파를 이용하여 송신국과 수신국 사이의 인터페이스를 통해 전송된다. 이 경우, 국(station)은 무선 통신 시스템의 구체적인 설계에 따라 다양한 유형의 가입자측 무선국이거나 또는 중계기, 무선 액세스 포인트와 같은 네트워크측 무선 장치이거나 기지국일 수 있다. 이동 무선 통신 시스템에서 가입자측 무선국의 적어도 일부분은 이동 무선국이다. 전자기파의 방사는 각각의 시스템에 제공된 주파수 대역 내에 놓이는 반송 주파수로 이루어진다. In a wireless communication system, messages including, for example, voice information, image information, video information, Short Message Service (SMS), Multimedia Messaging Service (MMS) or other data are transmitted via an interface between a transmitting station and a receiving station using electromagnetic waves. do. In this case, the station may be various types of subscriber-side radio stations or network-side radio devices such as repeaters or wireless access points or base stations, depending on the specific design of the wireless communication system. At least a portion of the subscriber-side radio station in the mobile radio communication system is a mobile radio station. Radiation of electromagnetic waves consists of carrier frequencies that lie within the frequency bands provided for each system.
이동 무선 통신시스템은 흔히 예컨대 GSM(Global System for Mobile Communication) 표준 또는 예컨대 기지국, 기지국 감독 및 제어 장치 및 추가의 네트워크측 장치로 구성되는 네트워크 인프라스트럭처(Network Infrastructure)를 가진 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 표준에 따른 셀룰러 시스템으로서 형성된다. 이와 같이 광범위에 걸쳐 편성되는(supralocal) 계층적 셀룰러 무선 네트워크 외에도 통상 공간적으로 훨씬 더 엄격히 제한된 무선 커버리지를 갖 는 무선 로컬 네트워크(WLANs, Wireless Local Area Networks)가 있다. WLANs의 다양한 표준의 예로 HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth 및 WATM이 있다.Mobile wireless communication systems are often UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) with a network infrastructure consisting of, for example, the Global System for Mobile Communication (GSM) standard or, for example, base stations, base station supervision and control devices, and additional network-side devices. It is formed as a cellular system according to the standard. Besides such hierarchical hierarchical cellular wireless networks, there are usually Wireless Local Area Networks (WLANs) with wireless coverage that is much more strictly limited in space. Examples of various standards of WLANs include HiperLAN, DECT, IEEE 802.11, Bluetooth, and WATM.
무선국들은 각각 다른 무선국의 무선 커버리지 내에 존재하는 경우에만 서로 직접 통신을 할 수 있다. 직접 통신이 불가능하면, 상기 무선국들 간의 메시지 전송은 (메시지를 전달하는) 중계기로서 작용하는 다른 무선국들을 통해 이루어질 수 있다. 그러한 방식의 메시지 전달은 무선 통신 시스템의 구체적인 설계에 따라 가입자국에 의해서 수행될 수도 있고, 네트워크측 무선국에 의해서 수행될 수도 있다. 메시지는 예컨대 무선 액세스 포인트와 상기 무선 액세스 포인트로부터 멀리 떨어져 있는 가입자 무선국 사이의 WLAN을 통해 전달될 수 있다. 무선 통신 시스템의 Adhoc 모드에서도 가입자 무선국들은 예컨대 기지국이나 무선 액세스 포인트와 같은 중계 장치를 매개로 하지 않고 하나 이상의 도약(hop 내지는 multihop)을 통해 서로 통신을 할 수 있다.Wireless stations can communicate directly with each other only if they are within wireless coverage of each other. If direct communication is not possible, message transmission between the stations may be via other stations acting as relays (delivering messages). Message delivery in such a manner may be performed by the subscriber station according to the specific design of the wireless communication system, or may be performed by the network side radio station. The message may, for example, be communicated over a WLAN between a wireless access point and a subscriber radio station remote from the wireless access point. Even in the Adhoc mode of a wireless communication system, subscriber stations can communicate with each other through one or more hops or multihops without the need for a relay device, such as a base station or a wireless access point.
본 발명의 목적은, 전달 기능을 하는 무선국이 사용되는 무선 통신 방법 및 그러한 방법을 수행하기 위한 송신기와 무선 통신 시스템을 소개하는 것이다.It is an object of the present invention to introduce a radio communication method in which a radio station with a transfer function is used and a transmitter and a radio communication system for performing such a method.
상기 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 방법 및 종속 청구항들의 특징들을 갖는 장치를 통해 달성된다. 바람직한 실시예 및 개선예는 종속 청구항에 제시된다. This object is achieved through a method having the features of
송신기로부터 수신기로 정보를 무선 전송하기 위한 본 발명에 따른 방법에서 는 송신기가 정보를 적어도 제 1 부분과 제 2 부분으로 나눈다. 본 발명에 따르면 송신기는 무선으로 제 1 정보 부분을 수신기로 직접 전송하고, 그와 동시에 제 2 정보 부분은 수신기로의 전달을 위해 무선국으로 전송한다. In a method according to the invention for wirelessly transmitting information from a transmitter to a receiver, the transmitter divides the information into at least a first part and a second part. According to the invention the transmitter wirelessly transmits the first part of the information directly to the receiver and at the same time the second part of the information is sent to the radio station for delivery to the receiver.
송신기로는 바람직하게 예컨대 UMTS, GSM, WiMAX 또는 WLAN 시스템과 같은 네트워크측 장치가 사용된다. 수신기로는 특히 이동 가입자 무선국이 사용되는 것이 바람직하다. 제 2 정보 부분이 전송되는 무선국은 적어도 특히 정보의 전달에 사용되며, 이 경우 네트워크측 또는 가입자측 중계기가 사용된다. As the transmitter, network-side devices such as, for example, UMTS, GSM, WiMAX or WLAN systems are used. It is particularly preferred that mobile subscriber stations be used as receivers. The radio station on which the second piece of information is transmitted is used at least in particular for the transfer of information, in which case a network side or subscriber side repeater is used.
송신기에는 상기 송신기에 의해 여러 부분으로, 적어도 제 1 부분과 제 2 부분으로 나뉘는 정보들이 존재한다. 상기 정보는 예컨대 무선 전송의 목적으로 이미 채널 부호화된 정보일 수 있다. 정보 분할은 두 정보 부분 사이에 중복이 없도록, 즉 제 1 정보 부분의 구성 요소이면서 제 2 정보 부분의 구성 요소이기도 한 정보 요소가 없도록 이루어지는 것이 바람직하다. 정보들은 완전히 분할될 수 있고, 이 경우 제 1 정보 부분 및/또는 제 2 정보 부분의 구성 요소가 아닌 정보 구성 요소는 존재하지 않는다. 그 대안으로, 제 1 정보 부분과 제 2 정보 부분이 합쳐져서 완전한 정보를 이루지 않고 제 1 정보 부분 및/또는 제 2 정보 부분의 구성 요소가 아닌 적어도 하나의 정보 구성 요소가 존재하도록 정보 분할이 이루어질 수 있다. 상기 두 정보 부분이 서로 차이가 남에 따라, 정보가 분할되면 송신기로부터 수신기로 직접 전송되는 내용이 송신기로부터 무선국을 통해 수신기로 전송되는 내용과 차이가 나게 된다. 상기 정보는 다수의 제 1 정보 부분과 제 2 정보 부분으로 분할될 수 있는데, 이러한 경우 본 발명에 따른 방법이 다수의 제 1 정보 부 분 및 제 2 정보 부분에 적용될 수 있다.The transmitter has information divided by the transmitter into various parts, and divided into at least a first part and a second part. The information may be channel coded information, for example, for the purpose of wireless transmission. The information partitioning is preferably made such that there is no overlap between the two information parts, i.e. there is no information element which is a component of the first information part and also a component of the second information part. The information may be completely partitioned, in which case there is no information component that is not a component of the first and / or second information portion. Alternatively, information partitioning may be such that the first information portion and the second information portion are combined to form at least one information component that does not form complete information and is not a component of the first information portion and / or the second information portion. have. As the two pieces of information remain different from each other, when the information is divided, contents transmitted directly from the transmitter to the receiver are different from contents transmitted from the transmitter to the receiver through the radio station. The information can be divided into a plurality of first information portions and a second information portion, in which case the method according to the invention can be applied to a plurality of first information portions and second information portions.
송신기와 수신기 사이의 무선 전송 및 송신기와 무선국 사이의 무선 전송을 위해 동일한 무선 기술, 예컨대 동일한 무선 표준이 사용되는 것이 바람직하다. 이 무선 기술은 무선국과 수신기 사이의 전송에도 사용될 수 있다.It is preferable that the same radio technology is used for the radio transmission between the transmitter and the receiver and the radio transmission between the transmitter and the radio station, eg the same radio standard. This radio technology can also be used for transmission between stations and receivers.
본 발명의 개선예에서는 송신기가 송신을 수행하기 전에 제 1 정보 부분과 제 2 정보 부분의 전치왜곡(pre-distortion) 기법을 수행하는데, 이때 송신기와 수신기 사이 그리고 송신기와 무선국 사이의 무선 채널들에 대한 정보가 이용된다. 전치왜곡을 통해 특히, 수신기는 실질적으로 제 1 정보 부분을 수신하고 무선국은 실질적으로 제 2 정보 부분을 수신하게 됨으로써 수신기측에서 상기 두 정보 부분이 분리될 필요가 없다. 전치왜곡 기법으로는 바람직하게 더티 페이퍼 프리코딩(dirty paper precoding) 기법이 사용된다.In a refinement of the invention, the transmitter performs a pre-distortion technique of the first information portion and the second information portion before performing the transmission, wherein the radio channels between the transmitter and the receiver and between the transmitter and the radio station are Information is used. With predistortion, in particular, the receiver substantially receives the first information portion and the radio station receives substantially the second information portion so that the two pieces of information do not need to be separated at the receiver side. As a predistortion technique, a dirty paper precoding technique is preferably used.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 정보 분할은 채널 부호화된 메시지의 펑쳐링을 포함한다. 채널 부호화를 통해 정보에 리던던시(redundancy)가 추가된다. 펑쳐링을 통해 구성 요소들이 탈락됨으로써 메시지의 길이가 감소하며, 이때 예컨대 메시지로부터 매 n 번째 비트가 제거된다. 펑쳐링에 의한 분할은, 펑쳐링된 메시지로 제 1 정보 부분이 구성되고, 펑쳐링되어 제거된 메시지 구성 요소들로 제 2 정보 부분이 구성되는 방식으로 이루어질 수 있다.According to one preferred embodiment of the present invention, information segmentation comprises puncturing of channel coded messages. Redundancy is added to the information through channel coding. The puncturing causes components to fall off, reducing the length of the message, for example, removing every nth bit from the message. Partitioning by puncturing may be done in such a way that the first information portion consists of a punctured message and the second information portion consists of the punctured and removed message components.
바람직하게는 수신기가 먼저 제 1 부분을 수신한 다음 제 2 부분을 수신하여 이들을 결합한다. 그럼으로써 수신기측에서 상기 두 부분으로 이루어진 정보가 얻어질 수 있다.Preferably the receiver first receives the first part and then receives the second part to combine them. This allows information on the two parts to be obtained at the receiver side.
송신기가 다수의 송신 안테나를 포함하고, 제 1 부분의 수신기로의 지향성 전송 및 제 2 부분의 무선국으로의 지향성 전송이 일어나는 것이 바람직하다. 또한, 수신기가 여러 방향으로부터 동시에 수신된 신호들을 분리하기 위해 다수의 수신 안테나를 포함하는 것도 바람직하다. It is desirable for the transmitter to comprise a plurality of transmit antennas, where directional transmissions to the receiver of the first part and directional transmissions to the radio station of the second part take place. It is also desirable for the receiver to include multiple receive antennas to separate signals received simultaneously from multiple directions.
본 발명의 개선예에서는 제 2 정보 부분이 무선국으로부터 수신기로 전달되는 동시에 상기 정보의 제 3 정보 부분이 송신기로부터 수신기로 전송된다. 이 경우, 송신기 및 무선국에 의한 전송은 정확히 동시에 이루어질 필요가 없고, 오히려 상기 두 정보 부분이 수신기에 의해 수신될 때 중첩되는 방식으로 전송이 이루어진다. In a refinement of the invention, the second information portion is transmitted from the radio station to the receiver while the third information portion of the information is transmitted from the transmitter to the receiver. In this case, the transmission by the transmitter and the radio station does not have to be done at exactly the same time, but rather in the manner of overlapping when the two pieces of information are received by the receiver.
본 발명의 또 다른 한 개선예에 따르면, 제 2 정보 부분이 무선국으로부터 수신기로 전달되는 동시에 제 3 정보 부분이 송신기로부터 수신기로 직접 전송되고, 제 4 정보 부분이 송신기로부터 수신기로 전달되기 전에 추가의 무선국으로 전송된다. 상기 무선국 및 추가의 무선국은 바람직하게 상이한 장소에 위치하므로, 무선국과 수신기 사이 및 추가의 무선국과 수신기 사이에 상이한 무선 채널들이 존재한다. According to another refinement of the invention, the second information portion is transmitted from the radio station to the receiver and at the same time the third information portion is transmitted directly from the transmitter to the receiver, and further before the fourth information portion is transferred from the transmitter to the receiver. Transmitted to the station. Since the radio station and further radio stations are preferably located in different places, there are different radio channels between the radio station and the receiver and between the additional radio station and the receiver.
본 발명의 실시예에서는 수신기가 송신기와 수신기 사이의 무선 채널 및 무선국과 수신기 사이의 무선 채널에 대한 정보를 이용하여 동시에 수신된 정보 부분들을 분리하는 방법이 수행된다.In an embodiment of the present invention, a method is performed in which a receiver separates portions of information simultaneously received using information on a radio channel between a transmitter and a receiver and a radio channel between a radio station and a receiver.
무선으로 정보를 전송하기 위한 본 발명에 따른 송신기는 정보를 적어도 제 1 부분과 제 2 부분으로 분할하기 위한 수단 및 상기 제 1 부분을 수신기로 직접 전송하는 동시에 상기 제 2 부분을 수신기로 전달하기 위한 무선국으로 전송하기 위한 수단을 포함한다.A transmitter according to the present invention for transmitting information wirelessly comprises means for dividing information into at least a first portion and a second portion, and for transmitting the first portion directly to a receiver while simultaneously transmitting the second portion to a receiver. Means for transmitting to the radio station.
또한, 본 발명에 따른 수신기는 특히 전송 전에 송신기와 수신기 사이의 무선 채널들 및 송신기와 무선국 사이의 무선 채널들에 대한 정보를 이용하여 제 1 정보 부분과 제 2 정보 부분의 전치왜곡을 수행하기 위한 수단, 및/또는 제 1 정보 부분은 수신기로 방사하고 제 2 정보 부분은 무선국으로 방사하기 위한 다수의 송신 안테나를 포함할 수 있다.Furthermore, the receiver according to the invention is particularly suitable for performing predistortion of the first information portion and the second information portion using information on radio channels between the transmitter and the receiver and radio channels between the transmitter and the radio station before transmission. The means and / or the first information portion may comprise a plurality of transmit antennas for radiating to the receiver and the second information portion for radiating to the radio station.
본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 송신기, 수신기 및 정보 전달을 위한 무선국을 포함한다. 또한, 상기 무선 통신 시스템은 정보를 적어도 제 1 부분과 제 2 부분으로 분할하기 위한 수단, 송신기를 통해 제 1 정보 부분을 수신기로 직접 전송하는 동시에 제 2 정보 부분을 수신기로 전달하기 위한 무선국으로 전송하는 수단, 상기 제 2 정보 부분을 무선국을 통해 수신기로 전달하는 수단 및 상기 제 1 정보 부분과 제 2 정보 부분을 수신하고, 수신기를 통해 상기 두 정보 부분을 결합하기 위한 수단을 포함한다.A wireless communication system according to the invention comprises at least one transmitter, a receiver and a radio station for information transfer. The wireless communication system also includes means for dividing information into at least a first portion and a second portion, and a first information portion directly through a transmitter to a receiver and simultaneously to a wireless station for transferring the second information portion to a receiver. Means for delivering said second information portion to a receiver via a radio station, and means for receiving said first and second information portions and combining said two information portions via a receiver.
본 발명에 따른 송신기 및 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 특히 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합하며, 실시예들과 개선예들에도 적용될 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 송신기 및 무선 통신 시스템은 추가의 적절한 수단을 포함할 수 있다.The transmitter according to the invention and the wireless communication system according to the invention are particularly suitable for carrying out the method according to the invention and can also be applied to embodiments and improvements. To this end the transmitter and the wireless communication system according to the invention may comprise further suitable means.
하기에서는 실시예를 참고로 본 발명을 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
도 1에 도시된 무선 통신 시스템의 섹션은 무선국 SOURCE, DESTINATION, RELAY 1 및 RELAY 2를 포함한다. 무선국 SOURCE는 바람직하게 셀룰러 무선 통신 시스템의 기지국이거나 WLAN의 무선 액세스 포인트이다. 무선국 DESTINATION은 바람직하게 무선 통신 시스템 이용자의 이동 전화나 이동 컴퓨터와 같은 가입자측 무선국이다. 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로 메시지가 전송되는 것으로 간주한다. 이 메시지 전송은 무선국 SOURCE와 DESTINATION 사이의 화살표로 표시된 것처럼 직접적으로 이루어질 수 있다. 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로의 메시지 전송은 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2를 통해서도 이루어질 수 있으며, 이는 무선국 SOURCE와 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2 사이의 화살표 그리고 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2와 무선국 DESTINATION 사이의 화살표로 표시되어 있다. 이와 관련하여 무선국 SOURCE는 메시지를 무선국 중 하나(RELAY 1 또는 RELAY 2)로 전송하고, 상기 무선국은 무선국 DESTINATION으로 메시지를 전달한다. 바람직하게는 제자리에 고정되어 있는, 전달하는 무선국(RELAY 1 및 RELAY 2)은 네트워크측 무선국이거나 가입자측 무선국일 수 있다.The section of the wireless communication system shown in FIG. 1 includes radio stations SOURCE, DESTINATION,
무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로 메시지가 전송되기 전에, 무선국 SOURCE가 예컨대 컨벌루션 부호화(convolution coding)를 통해 메시지를 부호화한다. 이러한 채널 부호화에 의해 메시지에 리던던시 정보가 추가된다. 도 2a 및 도 2b의 최상위 행에 따르면, 부호화 이후에 BIT 1, BIT 2, BIT 3, BIT 4, BIT 5, BIT 6, BIT 7 및 BIT 8을 구성요소로 하는 부호 워드(CODEWORD)가 생성된다. 부호 워드(CODEWORD)는, 도 2a와 도 2b의 제 2행에 따라 무선국(SOURCE)에 의해 "TO RELAY" 부분 및 도 2a와 도 2b의 제 3행에 따라 "TO DESTINATION"으로 분할된다. "TO RELAY" 부분, 즉 도 2a의 경우 부호 워드(CODEWORD)의 구성요소 BIT2, BIT4, BIT6 및 BIT8과 도 2b의 경우 구성요소 BIT3 및 BIT6은 두 무선국 중 하나(RELAY 1 또는 RELAY 2)로 전송되도록 규정된다. 부호 워드(CODEWORD)의 또 다른 "TO DESTINATION" 부분, 즉 도 2a의 경우 구성요소 BIT1, BIT3, BIT5 및 BIT7과 도 2b의 경우 BIT1, BIT2, BIT4, BIT5, BIT7 및 BIT8은 무선국 SOURCE로 부터 무선국 DESTINATION으로 직접 전송되도록 규정된다. "TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분은 서로 중첩되지 않으며, 함께 완전한 부호 워드(CODEWORD)를 형성한다. 따라서 무선국 SOURCE는 상이한 정보를 한 편으로 각 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로 전송하고, 다른 한 편으로 무선국 DESTINATION으로 전송한다.Before the message is transmitted from the radio station SOURCE to the radio station DESTINATION, the radio station SOURCE encodes the message, for example, via convolutional coding. Such channel coding adds redundancy information to the message. According to the top row of FIGS. 2A and 2B, after encoding, a code word
부호 워드(CODEWORD)는 바람직하게 펑쳐링을 통해 "TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분으로 분할된다. 즉, 예컨대 부호 워드(CODEWORD)로부터 매 n 번째 비트가 펑쳐링될 수 있고, 이때 펑쳐링된 비트들로 "TO RELAY" 부분이 구성되고, 펑쳐링된 부호 워드(CODEWORD)로 "TO DESTINATION" 부분이 구성된다. 도 2a에는 부호 워드(CODEWORD)의 매 두 번째 구성요소가 펑쳐링된 경우가 도시되어 있고, 도 2b에는 매 세 번째 구성요소가 펑쳐링된 경우가 도시되어 있다.The code word CODEWORD is preferably divided into a "TO RELAY" part and a "TO DESTINATION" part through puncturing. That is, for example, every nth bit may be punctured from the codeword CODEWORD, and the "TO RELAY" portion is formed of the punctured bits, and the "TO DESTINATION" portion is the punctured codeword CODEWORD. This is made up. FIG. 2A illustrates a case where every second component of the codeword CODEWORD is punctured, and FIG. 2B illustrates a case where every third component is punctured.
"TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분은 전송되기 전에 간섭 제거의 목적으로 추가의 부호화를 거친다(pre-interference cancellation). 이를 위해 바람직하게는 소위 더티 페이퍼 프리코딩(dirty paper precoding) 기법이 사용되며, 상기 기법은 예컨대 G. Caire, S. Shamai 저, "On the Achievable Throughput of a Multiantenna Gaussian Broadcast Channel"(IEEE Transactions on information Theory, Vol. 49, No.7, 2003년 7월)에 기술되어 있다.The "TO RELAY" part and the "TO DESTINATION" part undergo additional encoding for the purpose of interference cancellation before being transmitted (pre-interference cancellation). For this purpose, a so-called dirty paper precoding technique is preferably used, which is described, for example, by G. Caire, S. Shamai, “On the Achievable Throughput of a Multiantenna Gaussian Broadcast Channel” (IEEE Transactions on information). Theory, Vol. 49, No. 7, July 2003).
이러한 추가 부호화에서 무선국 SOURCE는 한 편으로 상기 무선국 SOURCE와 무선국 DESTINATION 사이의 무선 채널에 대한 정보를 이용하고, 다른 한 편으로 상기 무선국 SOURCE와 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2 각각의 사이의 무선 채널에 대한 정보를 이용한다. 전치왜곡을 통해 "TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분이 무선국 SOURCE에 의해 동시에, 즉 상기 두 부분("TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분)이 중첩되어 전송될 수 있으며, 이때 무선국 DESTINATION은 실질적으로 각각의 "TO DESTINATION" 부분을 수신하고, 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2 각각은 실질적으로 각각의 "TO RELAY" 부분을 수신한다.In this additional encoding, the station SOURCE uses information on the radio channel between the station SOURCE and the station DESTINATION on one side and the information on the radio channel between the station SOURCE and the
무선국 RELAY 1 및 RELAY 2 각각에 의해 "TO RELAY" 부분이 수신되면, 상기 두 무선국은 상기 "TO RELAY" 부분을 무선국 DESTINATION으로 전달한다. 따라서 무선국 DESTINATION은 먼저 무선국 SOURCE로부터 직접 "TO DESTINATION" 부분을 수신한 다음, 이어서 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2 각각으로부터 "TO RELAY" 부분을 수신한다. 상기 두 부분("TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분)이 수신되면, 무선국 DESTINATION은 이들을 결합한다. 부호 워드의 두 부분("TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분)이 결합됨으로써 무선국 DESTINATION은 전체 부호 워드(CODEWORD)를 획득할 수 있다.When the "TO RELAY" part is received by each of the
도 3에는 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로의 메시지 전송 과정이 도시되어 있다. 도 3의 2개 블록의 제 2열은 제 1 타임 슬롯(T1) 동안의 메시지 전송을 나타내고, 제 3열은 제 2 타임 슬롯(T2) 동안의 메시지 전송을 나타내 며, 제 4열은 제 3 타임 슬롯(T3) 동안의 메시지 전송을 나타내고, 제 5열은 제 4 타임 슬롯(T4) 동안의 메시지 전송을 나타낸다. 3 shows a process of transmitting a message from a radio station SOURCE to a radio station DESTINATION. The second column of the two blocks of FIG. 3 represents message transmission during the first time slot T1, the third column represents message transmission during the second time slot T2, and the fourth column is third The message transmission during time slot T3 is shown, and the fifth column shows message transmission during fourth time slot T4.
무선국 RELAY 1과 RELAY 2가 모두 메시지의 수신과 전송을 동시에 수행할 수 없도록 설계된 것으로 전제하면, 상기 두 무선국 중 하나(RELAY 1 또는 RELAY 2)를 이용하여 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로 메시지를 전송하기 위해서는, 도 3의 상단 블록에 도시된 것처럼 2개의 타임 슬롯이 사용될 수 있다. 상단 블록의 제 2행은 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로의 메시지 전송을 나타내고, 제 3행은 무선국 SOURCE로부터 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로의 메시지 전송을 나타내며, 제 4행은 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로부터 무선국 DESTINATION으로의 메시지 전송을 나타낸다. 타임 슬롯 T1 동안에는 무선국 SOURCE가 제 1 부분 (TO DESTINATION 1)을 직접 무선국 DESTINATION으로 전송하고, 제 2 부분(TO RELAY 1)을 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로 전송한다. 후속하는 타임 슬롯(T2) 동안에는 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2가 제 2 부분(TO RELAY 1)을 무선국 DESTINATION으로 전달한다. 상기 타임 슬롯 T2 동안 무선국 SOURCE는 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로 아무런 신호를 전송하지 않는데, 그 이유는 상기 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2가 "TO RELAY 1" 부분의 전송으로 인해 수신을 할 수 없기 때문이다. 다음 타임 슬롯(T3)에서는 무선국 SOURCE가 제 3 부분(TO DESTINATION 2)을 직접 무선국 DESTINATION으로 전송하고, 제 4 부분(TO RELAY 2)을 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로 전송한다. 그 다음 타임 슬롯(T4)에서는 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2가 제 4 부분(TO RELAY 2)을 무선국 DESTINATION으로 전달한다. 따라서 4개의 (정보) 부분을 전송하는데 4개의 타임 슬롯이 필요하며, 이때 무선국 SOURCE는 매 두 번째 타임 슬롯은 전송하지 않는다. 무선국 SOURCE의 이러한 "휴지기"로 인해 데이터 처리량이 이등분된다. 도 3의 상단 블록에 기초하여 기술한 방법의 경우, 도 2a에 따른 부호 워드의 분할, 즉 "TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분으로의 데이터 스트림의 분할은 1:1로 이루어지는 것이 적절하다. Assuming that both
도 3의 하단 블록은 데이터 전송 속도를 증가시키기 위한 한 바람직한 방법을 나타낸다. 하단 블록의 제 1행은 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로의 메시지 전송을 나타내고, 제 2행은 무선국 SOURCE로부터 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로의 메시지 전송을 나타내며, 제 3행은 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로부터 무선국 DESTINATION으로의 메시지 전송을 나타낸다. 제 1 타임 슬롯(T1)은 도 3의 상단 블록에서처럼 사용되며, 여기서는 무선국 SOURCE가 제 1 부분(TO DESTINATION 1)을 직접 무선국 DESTINATION으로 전송하고, 제 2 부분(TO RELAY 1)을 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2로 전송한다. 후속하는 타임 슬롯(T2) 동안에는, 도 3의 상단 블록에서처럼 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2가 제 2 부분(TO RELAY 1)을 무선국 DESTINATION으로 전달한다. 무선국 SOURCE는 타임 슬롯 T2 동안 메시지 전송을 중단하지 않고, 제 3 부분(TO DESTINATION 2)을 직접 무선국 DESTINATION으로 전송한다. 제 4 부분 및 제 5 부분(TO DESTINATION 3, TO RELAY 3), 그리고 제 6 부분(TO DESTINATION 4)의 전송은, 타임 슬롯 T1과 T2에서의 TO DESTINATION 1, TO RELAY 1 및 TO DESTINATION 2 부분의 전송에 상응하게 이루어진 다. 도 3의 하단 블록은 무선국 SOURCE로부터 무선국 DESTINATION으로 6개의 부분을 전송하기 위해 4개의 타임 슬롯이 필요함을 보여준다. 도 3의 하단 블록에 기초하여 기술한 방법의 경우, 도 2b에 따른 부호 워드의 분할, 즉 "TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분으로의 데이터 스트림의 분할은 2:1로 이루어지는 것이 적절하다. The lower block of Figure 3 represents one preferred method for increasing the data transfer rate. The first row of the lower block shows the message transmission from the station SOURCE to the station DESTINATION, the second line shows the message transmission from the station SOURCE to the
도 3의 상단 블록에서 무선국 DESTINATION이 무선국 SOURCE로부터 또는 각각의 무선국 RELAY 1이나 RELAY 2 중 하나로부터 수신하는 동안, 동시에 도 3의 하단 블록에서 타임 슬롯 T2와 T4에서 무선국 SOURCE로부터 또는 각각의 무선국 RELAY 1이나 RELAY 2 중 하나로부터 유래하는 신호가 무선국 DESTINATION에 의해 수신된다. 타임 슬롯 T2의 "TO DESTINATION 2 및 TO RELAY 1" 부분 또는 타임 슬롯 T4의 "TO DESTINATION 4 및 TO RELAY 3" 부분이 서로 분리될 수 있도록 하기 위해, 무선국 DESTINATION은 다중 사용자 검파(multi user detection) 기법을 수행한다. 이 경우, 무선국 DESTINATION은 한 편으로 무선국 SOURCE와 무선국 DESTINATION 사이의 무선 채널 정보 및 다른 한 편으로 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2와 무선국 DESTINATION 사이의 무선 채널 정보를 이용한다. 다중 사용자 검파 기법은 예컨대 A.D. Wyner 저, "Recent Results in the Shannon Theory"(IEEE Transactions on Information Theory, Vol. IT-20, No. 1, 1994년 1월)에 설명되어 있다.While station DESTINATION in the top block of FIG. 3 is receiving from station SOURCE or from each
무선국 SOURCE가 각각의 타임 슬롯에서 전송할 수 있는 메시지 전송의 또 다른 시간에 따른 과정이 도 4에 도시되어 있다. 여기서는 무선국 RELAY 1과 RELAY 2가 모두 메시지 부분의 전달에 사용된다. 도 4의 제 2열은 제 1 타임 슬롯(T1) 동안의 메시지 전송을 나타내고, 제 3열은 제 2 타임 슬롯(T2) 동안의 메시지 전송을 나타내며, 제 4열은 제 3 타임 슬롯(T3) 동안의 메시지 전송을 나타내고, 제 5열은 제 4 타임 슬롯(T4) 동안의 메시지 전송을 나타낸다. 도 4의 제 2행은 무선국 RELAY 1에 의해 수신된 메시지 부분을 나타내고, 제 3행은 무선국 RELAY 1에 의해 전송되거나 전달된 메시지 부분을 나타내며, 제 4행은 무선국 RELAY 2에 의해 수신된 메시지 부분을 나타내고, 제 5행은 무선국 RELAY 2에 의해 전송되거나 전달된 메시지 부분을 나타낸다. 제 6행은 무선국 DESTINATION에 의해 수신된 메시지 부분을 나타낸다.Another time-dependent process of message transmission that a radio station SOURCE can transmit in each time slot is shown in FIG. In this case, both
타임 슬롯 T1 동안에는 무선국 RELAY 1이 무선국 SOURCE로부터 제 1 부분 (TO RELAY 1)을 수신한다. 무선국 SOURCE는 무선국 DESTINATION으로 제 2 부분(TO DESTINATION 1)을 직접 전송하기 때문에, 무선국 DESTINATION은 타임 슬롯 T1에서 제 2 부분(TO DESTINATION 1)을 수신한다. 무선국 RELAY 1은 제 1 부분(TO RELAY 1)을 타임 슬롯 T2에서 무선국 DESTINATION으로 전달한다. 타임 슬롯 T2에서 무선국 RELAY 2는 무선국 SOURCE로부터 제 3 부분(TO RELAY 2)을 수신한다. 무선국 SOURCE는 제 3 부분(TO RELAY 2)을 무선국 RELAY 2를 전송하는 동시에 제 4 부분(TO DESTINATION 2)을 직접 무선국 DESTINATION으로 전송한다. 즉, 무선국 DESTINATION은 타임 슬롯 T2에서 2개의 메시지 부분(TO DESTINATION 2 및 TO RELAY 2)을 모두 수신한다. 타임 슬롯 T3에서는 무선국 RELAY 2가 제 3 부분(TO RELAY 2)을 무선국 DESTINATION으로 전달한다. 그와 동시에 무선국 RELAY 1은 타임 슬롯T3에서 제 5 부분(TO RELAY 3)을 무선국 SOURCE로부터 수신한다. 무선국 SOURCE는 제 3 타임 슬롯(T3)에서 제 6 부분(TO DESTINATION 3)을 직접 무선국 DESTINATION으로 전송한다. 따라서 무선국 DESTINATION은 제 3 타임 슬롯(T3)에서 무선국 RELAY 2로부터 제 3 부분(TO RELAY 2)을 수신하고, 무선국 SOURCE로부터 제 6 부분(TO DESTINATION 3)을 수신한다. 제 4 타임 슬롯(T4) 동안에는 무선국 SOURCE가 제 7 부분(TO RELAY 4)을 무선국 RELAY 2로 전송하고, 제 8 부분(TO DESTINATION 4)을 무선국 DESTINATION으로 직접 전송한다. 상기 무선국 DESTINATION은 제 4 타임 슬롯에서 제 8 부분(TO DESTINATION 4) 및 무선국 RELAY 1에 의해 전달된 제 5 부분(TO RELAY 3)을 수신한다.During time slot T1,
따라서 무선국 SOURCE는 무선국 RELAY 1과 무선국 RELAY 2로 교대로 전송한다. 무선국 SOURCE는 상기 전송과 동시에 다른 정보 부분을 무선국 DESTINATION으로 직접 전송한다. 무선국 DESTINATION은 한 편으로 무선국 SOURCE와 무선국 RELAY 1으로부터 동시에, 다른 한 편으로 무선국 SOURCE와 무선국 RELAY 2으로부터 동시에 교대로 수신을 한다. 도 4에 기초하여 기술한 방법의 경우, "TO RELAY" 부분과 "TO DESTINATION" 부분으로의 데이터 스트림의 분할은 1:1로 이루어지는 것이 적절하다. Therefore, the radio station SOURCE alternately transmits to
도 4에 따르면 무선국 RELAY 1이 전송을 하면, 무선국 RELAY 2는 수신을 하고, 그 반대로 무선국 RELAY 1이 수신을 하면, 무선국 RELAY 2는 전송을 한다. 그러므로 무선국 RELAY 1의 전송이 무선국 RELAY 2의 수신에 간섭을 발생시키고, 그 반대로 무선국 RELAY 2의 전송이 무선국 RELAY 1의 수신에 간섭을 발생시킨다. 이러한 효과를 회피하거나 방지하기 위해, 무선국 SOURCE로부터 무선국 RELAY 1 및 RELAY 2로 전송되는 메시지 부분들이 더티 페이퍼 프리코딩 기법에 따라 전치왜곡된다. 이를 위해 무선국 SOURCE는 무선국 SOURCE와 무선국 RELAY 1 사이의 무선 채널 및 무선국 SOURCE와 무선국 RELAY 2 사이의 무선 채널에 대한 정보 그리고 전송하는 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2에 의해 전달된 메시지 부분들의 정보를 이용한다. According to Fig. 4, when the
송신기측 신호 분리와 수신기측 신호 분리 모두 다수의 송신 안테나 및 수신 안테나의 사용을 통해 개선되는데, 그 이유는 그럼으로써 추가의 공간 다이버시티 (space diversity)가 수반되기 때문이다. 무선국 SOURCE가 예컨대 다수의 송신 안테나를 포함하면, "TO RELAY" 메시지 부분의 각각의 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2의 방향으로의 지향성 전송 및 "TO DESTINATION" 메시지 부분의 무선국 DESTINATION의 방향으로의 지향성 전송이 이루어질 수 있다. 그로 인해, 예컨대 더티 페이퍼 프리코딩을 통한 전치왜곡에 의해 메시지 부분들이 분리되지 않아도 되거나, 적어도 전치왜곡에 의해 야기된 신호 분리의 품질이 개선될 수 있다. 수신기의 경우에도 동일하게 적용되기 때문에, 무선국 DESTINATION이 다수의 수신 안테나의 사용을 통해 무선국 SOURCE 및 무선국 RELAY 1 또는 RELAY 2 중 하나로부터 동시에 수신된 메시지 부분들의 개선된 분리를 야기할 수 있다.Both transmitter-side signal separation and receiver-side signal separation are improved through the use of multiple transmit and receive antennas, as this entails additional space diversity. If the station SOURCE comprises, for example, a plurality of transmit antennas, the directional transmission in the direction of each
본 발명을 통해, 전달 기능을 하는 무선국이 사용되는 무선 통신 방법 및 그러한 방법을 수행하기 위한 송신기와 무선 통신 시스템이 제공된다.Through the present invention, there is provided a radio communication method in which a radio station serving a transmission function is used, and a transmitter and a radio communication system for performing such a method.
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