We derive the degrees of freedom (DoF) region of the two-user Gaussian fading interference channel with a cognitive relay (IC-CR) for three types of delayed feedback information - delayed channel state information at the transmitter (CSIT), delayed output feedback, and delayed Shannon feedback - and no CSIT. Firstly, we derive outer bounds of the DoF region of the two user multiple-input multiple-output (MIMO) IC-CR with delayed feedback information and without any feedback information, respectively. Then, focusing on the single-input single-output (SISO) case as a special case of the MIMO scenario, we propose the outer bound achieving schemes based on the retrospective IA for delayed CSIT, delayed output feedback, and delayed Shannon feedback, respectively. The derived DoF region shows that the sum DoF of the two-user SISO IC-CR is $4/3$ if we exploit delayed feedback information, but a cognitive relay is useless in terms of DoF if any kind of CSIT is not available. Extending the proposed retrospective IA schemes to the general MIMO scenario, we show that the three types of delayed feedback information result in the same achievable DoF region which is the optimal DoF region except when $M
2명의 사용자, 협력적 중계기가 존재하는 간섭 채널의 기존 연구들은 송신기에서 채널 정보에 대해 완벽하게 알고 있다는 가정을 바탕으로 이루어졌다. 하지만 실제 환경에서는 송신기가 수신기로부터 채널 정보를 피드백 (feedback) 받게 되는데, 이 때 피드백 지연으로 인해서 송신기가 채널이 변한 후에 채널 정보를 받는 상황이 많이 일어날 수 있다. 이러한 피드백 지연 시간을 고려하여, 본 학위논문에서는 지연된 채널 정보, 지연된 수신신호 피드백, 지연된 샤논 (Shannon) 피드백, 피드백이 없는 상황의 네 가지의 경우에 대해서 각각 2명의 사용자, 협력적 중계기가 존재하는 간섭 채널의 자유도 (Degrees of Freedom) 영역을 구하였다. 사용자와 협력적 중계기는 각각 다수의 안테나를 가지고 있고 송신기에 지연된 피드백이 있는 환경에 맞는 회고적 간섭 정렬 기법 (retrospective interference alignment)을 제안하였다. 회고적 간섭 정렬 기법은 송신기가 동시에 지연된 채널 피드백 정보를 이용하여 수신기에서 이전 시간에 받았던 간섭 신호를 만들어 전송한다. 각 수신기에서는 간섭신호를 이미 알고 있기 때문에 간섭을 제거할 수 있게 되고 따라서 원하는 메시지들로 구성된 신호를 얻을 수 있게 된다. 우리는 네 가지 경우에 대해 수신 신호들의 통계적 등가성을 이용하여 자유도의 상계 (DoF outer bound)를 구하고 회고적 간섭 정렬 기법으로 얻을 수 있는 자유도와 비교하였다. 지연된 피드백이 있는 환경에서는 특정 영역에서 회고적 간섭 정렬 기법이 자유도 관점에서의 최적의 기법임을 밝혔다. 피드백이 없는 환경에서는 시분할 다중화 기법 (time division multiplexing)이 모든 영역에서 최적의 기법이다. 그리고 우리는 송신기뿐만 아니라 협력적 중계기에도 지연된 피드백이 존재하는 상황도 고려하였다. 협력적 중계기가 각 수신기가 미리 알고 있는 간섭을 재전송 해주는데 도움을 줌으로써 특정 영역에서 더 높은 자유도를 얻을 수 있었고 제안된 기법이 모든 영역에서 최적이라는 것을 보였다.
