무선 협력통신망의 개요와 연구 방향 = A Survey:Wireless Cooperative Communications Systems

국문 초록 (Abstract)

각각 하나의 안테나를 장착한 다수의 통신 장비가 협력하여 서로의 데이터를 중계하여 주고, 송신된 데이터의 목적국은 복수의 경로를 통해 수신된 정보를 함께 활용함으로써 통신 효율을 높이는 새로운 통신 방식을 협력통신이라 한다. 협력통신 기법은 기본적으로 공간 다이버시티를 제공하며, 이를 적절한 부호화 기법 및 프로토콜과 결부하여 사용하면 시간 다이버시티도 얻을 수 있다. 협력통신의 이득은 본질적으로 가상적 MIMO 동작과 중계에서 도출되므로, 협력통신에 대한 연구는 주로 PHY 계층에 초점이 맞추어져 왔다. 그러나 협력통신 기술을 실제 시스템에 적용하기 위해서는 시스템 수준의 이득, 또는 말단 사용자의 응용 수준에서의 이득이 제공되어야 한다. 따라서 실제적 협력통신 기법은 무선 통신시스템의 여러 가지 통신망(network) 관련 사항을 면밀히 고려하여 설계되어야 한다.

본 논문에서는 협력통신을 통신망 관점에서 개괄한다. 협력통신 기법을 사용하는 무선통신망, 즉 무선 협력통신망의 MAC 계층 및 그 상위 계층에 관련된 연구 및 기술 개발 분야를 살펴보고, 향후 과제를 논의한다. 구체적으로, 복수의 중계국이 존재하는 협력통신망과 이러한 통신망을 위한 MAC 프로토콜에 관련된 기술, 각 사용자의 파트너를 정하고 관리하는 문제, 한 통신망 내에서 다단계 협력을 하는 경우 가능한 여러 경로 중 하나를 선택하는 경로선정 등이다. 또 자원 효율을 높이기 위한 cross-layer 설계/엔지니어링 기술을 협력통신 시스템에 적용하는 방안에 대해서도 알아본다.

참고문헌 (Reference)

1 A. Sendonaris, "User cooperation-diversity Part II: Implementation aspects and performance analysis" 51 (51): 1939-1948, 2003

2 A. Sendonaris, "User cooperation diversity-Part I: System description" 51 (51): 1927-1938, 2003

3 "Practical relay networks: A generalization of hybrid-ARQ" 23 (23): 7-18, 2005

4 "Packet scheduler for mobile Internet services using high speed downlink packet access" 3 (3): 1789-1801, 2004

5 A. Scaglione, "Opportunistic large arrays: Cooperative transmission in wireless multihop ad hoc networks to reach far distances" 51 (51): 2082-2092, Aug.2003

6 A. Sendonaris, "Increasing uplink capacity via user cooperation diversity" Cambridge, MA Aug.1998

7 "Hybrid-ARQ-based opportunistic cooperative communication for throughput maximization" submitted for publication 2007

8 D. G. Jeong,, "How effective is the cooperative relaying in wireless communications systems using AMC and HARQ?" submitted for publication 2006

9 "Grouping and Partner Selection in Cooperative Wireless Networks" 25 (25): 369-378, 2007

10 "Energy efficient routing based on cooperative MIMO techniques cooperative MIMO techniques" 5 : v/805-v/808, Mar.2005

11 "Distributed space-time-coded protocols for exploiting cooperative diversity in wireless networks" 49 (49): 2415-2425, 2003

12 "Cooperative wireless communications: A cross-layer approach" 84-92, Aug.2006

13 "Cooperative space-time coding for wireless networks" 53 (53): 1804-1809, Nov.2005

14 "Cooperative relay service in a wireless LAN" 25 (25): 355-368, 2007

15 J. N. Laneman, "Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behavior" 50 (50): 3062-3080, 2004

16 A. Nostratinia, "Cooperative communication in wireless networks" 42 (42): 74-80, 2004

17 "Cooperative coding for wireless networks" 52 (52): 1470-1476, 2004

18 "CoopMAC: A cooperative MAC for wireless LANs" 25 (25): 340-354, 2007

19 "Capacity theorems for the relay channel" 25 (25): 572-584, 1979

20 "Capacity bounds and power allocation for wireless relay channels" 51 (51): 2020-2040, 2005

21 "A simple cooperative diversity method based on network path selection" 24 (24): 659-672, 2006

22 "'Cooperation diversity through coding" 220-, 2002

23 "''Coded cooperation in wireless communications: Space-time transmission and iterative decoding" 52 (52): 362-371, Feb.2004