JP5495395B2

JP5495395B2 - 連携マルチアンテナ通信方法

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Publication number: JP5495395B2
Application number: JP2011516098A
Authority: JP
Inventors: サン−ウンジョン，; セ−ヨンジョン，; ゾン−ブリム，
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: EP2291928A4; EP2291928B1; US9461717B2; JP2011526116A; WO2009157624A1; KR20100001678A; KR101504506B1; EP2291928A1; US20090323643A1; EP3751751A1

Description

本発明は、マルチユーザの多重入出力（Ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒＭＩＭＯ）通信に関し、より詳細には、無線ネットワーク上に存在する基地局とノードとの間の連携マルチアンテナ通信方法に関する。

最近、無線通信システムにおいて発生する干渉を除去する技術の研究が活発に行なわれている。特に、セルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）基盤の通信システムにおいてセル内の干渉とセルとの間の干渉を除去し、通信品質を向上させようとする研究が盛んに行なわれている。しかし、このようにセル間の干渉やセル内の干渉を除去することで、セル全体の通信品質は向上するものの、セルエッジ（ｅｄｇｅ）のユーザはこのような干渉除去を行なってもセル中心のユーザに比べてデータ送信率が著しく低いことから通信品質が非常に落ちる恐れがある。

このようなセルエッジユーザのデータ送信率を向上させるためにはセルの容量改善が必要であるが、セルの容量改善のための核心技術として多重入出力（ＭｕｌｔｉＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉＯｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ）通信方式が多くの注目を浴びている。多重入出力通信方式によってセルの容量を画期的に改善させるためには、基地局に複数のアンテナを設置しなければならない。しかし、端末の場合、空間的、費用的な側面で複数のアンテナを設置するには限界が存在する。従って、このような限界を克服するために最近の基地局のアンテナ数が端末のアンテナ数を大きく上回るマルチユーザマルチアンテナ技術（Ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒＭＩＭＯ）が導入されている。マルチユーザマルチアンテナ技術は、送信端で各受信端のチャネル情報を完全に把握しなければならない。しかし、送信端は、チャネルフィードバックによるオーバーヘッド（ｏｖｅｒｈｅａｄ）と時変チャネルの特性上、全ての受信端のチャネル情報を完全に確保することは不可能である。

従って、送信端が受信端のチャネル情報のフィードバックを必要としないマルチユーザマルチアンテナ技術の研究が求められる。特に、送信端でマルチアンテナを考慮する場合には同時に支援可能な端末数も増加することから、この場合、送信端は受信端のチャネル情報が全てフィードバックされることは現実的に困難であり、これを克服するための研究が必要である。

大韓民国公開特許第第２００６−０１１１２３８号明細書大韓民国公開特許第第２００７−００５５３１３号明細書国際公開特許第ＷＯ２００６−０６３１３８号パンフレット米国公開特許第２００８−００１４８８４号明細書大韓民国公開特許第第２００６−０１３２１４９号明細書米国公開特許第２００３−０１９０８９７号明細書米国公開特許第２００２−０１０２９５０号明細書

本発明の目的は、マルチユーザ多重入出力通信に関し、無線ネットワーク上に存在する基地局とノードとがチャネルフィードバックすることなく連携マルチアンテナ通信を行なう方法を提供する。

本発明は、基地局から送信されたデータを、連携マルチアンテナ通信システムにおける１つのノードが受信し、受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理を行ない、ターゲットノードに多重入出力信号処理されたデータを送信することによって、基地局のアンテナの数に比例するセルの容量増大とチャネルフィードバックが必要のない連携マルチアンテナ通信方法を提供できるようにする。

本発明の一態様による連携マルチアンテナ通信方法は、基地局からデータを受信するノードグループの少なくとも１つのノードからデータを受信するステップと、前記受信したデータを多重入出力（ＭＩＭＯ）システムの受信端で多重入出力信号処理を行なうステップと、前記信号処理されたデータを同じノードグループに属する少なくとも１つのターゲットノードに送信するステップと、を有し、
前記データを受信するステップは、無線ネットワーク上の前記基地局からデータを受信するノードグループの少なくとも１つのノードグループからＴＤＭＡ方式で前記データを受信し、前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記ノードグループはセルのエッジに位置する少なくとも１つのノードの組合せである。

本発明の他の態様による連携マルチアンテナ通信方法は、基地局からデータを受信するステップと、前記受信したデータを符号化するステップと、前記符号化したデータをノードグループ内に存在するデータ収集ノードに送信するステップと、を有し、前記データ収集ノードは、前記ノードグループ内に存在する少なくとも１つのノードから前記符号化されたデータを受信し、該符号化されたデータを多重入出力（ＭＩＭＯ）システムの受信端で多重入出力信号処理を行ない、該多重入出力信号処理されたデータを同じノードグループに属する少なくとも１つのターゲットノードに送信し、前記データを受信するステップは、無線ネットワーク上の前記基地局からＴＤＭＡ方式でデータを受信し、
前記通信ネットワーク上の少なくとも１つのノードとノードグループを形成するステップを更に有し、
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記ノードグループを形成するステップは、セルのエッジに位置する少なくとも１つのノードとノードグループを形成する。

また、本発明の他の態様による連携マルチアンテナ通信方法は、無線ネットワーク上に存在する少なくとも１つのノードを用いて少なくとも１つのノードグループを形成するステップと、前記少なくとも１つのノードグループに対して時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式でデータを送信するステップと、を有し、前記少なくとも１つのノードグループに属する少なくとも１つのノードは、前記データをＴＤＭＡ方式で各ノードグループに属するデータ収集ノードに送信し、前記データ収集ノードは、受信したデータを多重入出力（ＭＩＭＯ）システムの受信端で多重入出力信号処理を行い、該多重入出力信号処理されたデータを同じノードグループに属する少なくとも１つのターゲットノードに送信し、
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記少なくとも１つのノードグループを形成するステップは、セルのエッジに位置する少なくとも１つのノードを用いて前記少なくとも１つのノードグループを形成する。

本発明は、基地局から送信されたデータを１つのノードが収集して受信端の多重入出力の信号処理を行なった後、ターゲットノードにデータを送信することによって、基地局のアンテナ数に比例するセル容量増大とチャネルフィードバックが必要ではない連携マルチアンテナ通信方法を提供することができる。

本発明は、基地局から送信されたデータを１つのノードが収集して受信端の多重入出力信号を処理した後、ターゲットノードにデータを送信することによって、基地局のアンテナ数に比例するセルの容量増大、及びチャネルフィードバックを必要とない連携マルチアンテナ通信方法を提供することができる。

本発明の一実施形態による無線ネットワーク環境を示す図である。本発明の一実施形態による基地局が少なくとも１つのノードグループにデータを送信することを示す図である。本発明の一実施形態によるノードグループに属するノードの動作を示す図である。本発明の一実施形態による基地局が隣接する２つのセルの境界（ｂｏｕｎｄａｒｙ）に位置する少なくとも１つのノードグループにデータを送信することを示す図である。本発明の一実施形態による隣接する２つのセルの基地局が少なくとも１つのノードグループにデータを送信することを示す図である。本発明の一実施形態による隣接する２つのセルの境界に位置するノードグループ内のノードの動作を示す図である。本発明の一実施形態による連携マルチアンテナ通信方法を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態による連携マルチアンテナ通信方法を示すフローチャートである。本発明の更に他の実施形態による連携マルチアンテナ通信方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態の具体例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による無線ネットワーク環境を示す図である。

図１を参照すると、基地局１１０、ノードグループ（１）１２０、ノードグループ（２）１３０、ノードグループ（１）１２０に属する少なくとも１つのノード１２１、１２２、１２３、１２４、及びノードグループ（２）１３０に属する少なくとも１つのノード１３１、１３２、１３３、１３４が図示されている。

先ず、基地局１１０は、無線ネットワーク上に存在する少なくとも１つのノードのうちのノードグループに属するノードを選択してノードグループ１２０、１３０を形成する。本実施形態によると、ノードグループに属するノードの数は基地局のアンテナ数に応じて決定される。その後、基地局１１０は、形成されたノードグループ１２０、１３０にデータを送信する。結果、基地局１１０のアンテナ数に応じてノードグループ内のノードの数が決定されることから、基地局１１０のアンテナ数がｍ個であると、ｍ×ｍの連携多重入出力チャネルが形成され得る。図１では、ノードグループに属するノードの数を４個と決めたが、必ずしもこれに限定されるものではない。

本発明の一実施形態によると、基地局１１０は、時分割多重接続（ｔｉｍｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）方式でノードグループ１２０、１３０にデータを送信してもよい。例えば、図１では、基地局が２−ＴＤＭＡに基づいてデータを送信する。この場合、各時間スロット（Ｔｉｍｅｓｌｏｔ）をｋ及びｋ＋１スロットと仮定すると、基地局１１０は、ｋスロットからノードグループ（１）１２０にデータを送信し、ｋ＋１スロットではノードグループ（２）１３０にデータを送信する。

次に、ノードグループ（１）１２０及びノードグループ（２）１３０のそれぞれはデータ収集ノードを決定する。ここで、ノードグループ（１）１２０のデータ収集ノードはノード１２２に、ノードグループ（２）１３０のデータ収集ノードはノード１３４と仮定する。

その後、ノードグループ（１）１２０とノードグループ（２）１３０にそれぞれ属するノード１２１、１２３、１２４、１３１、１３２、１３３は、基地局から受信したデータを量子化し、符号化して各データ収集ノード１２２、１３４に対してＴＤＭＡ方式で送信する。

その後、データ収集ノード１２２、１３４は、各ノードグループ（１）１２０及びノードグループ（２）１３０に属する少なくとも一つのノードから受信したデータを多重入出力信号処理した後、例えば逐次干渉除去（ＳＩＣ）を用いることによって、干渉の除去されたデータを獲得する。

本実施形態によると、ノードグループ（１）１２０とノードグループ（２）１３０に、データ収集ノード１２２、１３４の他に多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理されて干渉の除去されたデータを最終的に受信する別の信号受信ノード（以下、ターゲットノードとする）が存在すると、データ収集ノード１２２、１３４は、各ノードグループ（１）１２０及びノードグループ（２）１３０に属する少なくとも一つのノードから受信したデータを多重入出力信号処理し、ターゲットノードに対して処理されたデータをＴＤＭＡ方式により送信する。

以上の過程をノードグループ（１）１２０を用いて詳しく説明すると、ノード１２１、ノード１２３、ノード１２４は、基地局から受信したデータを量子化して符号化し、ＴＤＭＡ方式でデータ収集ノード１２２に符号化したデータを送信する。この場合、時間スロットは、３Ｑ_１スロットが使用される。Ｑ_１は量子化ステップによって決定される。もし、Ｑ_１を１と仮定すると、ノード１２１、ノード１２３、ノード１２４は、スロットｋ＋１、ｋ＋２、ｋ＋３を介してデータ収集ノード１２２にデータを送信する。ここで、スロットｋは基地局１１０がノードグループ（１）１２０にデータを送信するために用いられたため、スロットｋ＋１+から使用する。その後、データ収集ノード１２２は、受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理によって干渉を除去し、自身が受信しなければならないデータを獲得する。もし、データ収集ノード１２２の他にデータを受信する別のターゲットノード（ここで、ターゲットノードはノード１２１と仮定する）が存在すると、データ収集ノード１２２は、受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理し、ターゲットノード１２１に対して、Ｑ_２スロットを用いて信号処理されたデータを送信する。もし、Ｑ_２を１と仮定すると、データ収集ノード１２２はｋ＋４スロットでターゲットノード１２１に処理されたデータを送信する。結果、ノードグループ（１）１２０に属するノード１２１、１２２、１２３、１２４がデータを処理して送受信し、ターゲットノード１２１に最終のデータが送信されるまで総４個の時間スロットが使用される。

本発明の一実施形態によると、基地局１１０がノードグループ（１）１２０とノードグループ（２）１３０にＴＤＭＡ方式でデータを送信することと、ノードグループ（１）１２０とノードグループ（２）１３０にそれぞれ属するノードがデータを送受信する過程は並列的に行われてもよい。即ち、ｋスロットで基地局１１０がノードグループ（１）１２０にデータを送信すると、ノードグループ（１）１２０に属するノード１２１、１２２、１２３、１２４はｋ＋１スロットからデータを送受信し始めるが、これと同時に、基地局１１０もｋ＋１スロットを用いてノードグループ（２）１３０に属するノード１３１、１３２、１３３、１３４にデータを送信する。その後、ノードグループ（２）１３０に属するノード１３１、１３２、１３３、１３４はｋ＋２スロットからデータを送受信し始める。

本実施形態によると、基地局１１０は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、第１時間スロットを用いてノードグループ１２０、１３０にデータを送信し、ノードグループ１２０、１３０に属するノードは、第２時間スロットを用いてデータを送受信する。結果、基地局１１０がノードグループ１２０、１３０にデータを送信する過程とノードグループ１２０、１３０に属するノードがデータを送受信する過程とが互いに異なる時間の間に行われる。

また、本発明の一実施形態によると、第１時間スロットと第２時間スロットの長さは様々に調整してもよい。

これについて詳しく説明すると、基地局１１０は、ｋスロットとｋ＋１スロットを用いてノードグループ（１）１２０とノードグループ（２）１３０にデータを送信し、各スロットの第１時間スロットを用いてデータを送信する。また、ノードグループ（１）１２０に属するノード１２１、１２３、１２４は、データ収集ノード１２２に、ｋスロット、ｋ＋１スロット、ｋ＋２スロットを用いてデータを送信し、各スロットの第２時間スロットを用いてデータを送信する（ここでＱ_１は１と仮定する）。その後、データ収集ノード１２２は、ターゲットノード１２１にｋ＋３時間スロットを用いてデータを送信し、ｋ＋３時間スロットの第２時間スロットを用いてデータを送信する（ここでＱ_２は１と仮定する）。ノードグループ（２）１３０に属するノード１３１、１３２、１３３、１３４は、基地局１１０がｋ＋１スロットの第１時間スロットを用いてデータを送信したため、ｋ＋１時間スロットからデータを送受信し、各スロットの第２時間スロットを用いてデータを送受信する。

本発明の一実施形態によると、無線ネットワークは、セルラー基盤の通信システム、アドホック（ａｄ−ｈｏｃ）ネットワーク、又はセンサネットワークなどであってもよい。

以下は、セルラー基盤の通信システムに適用される実施形態を中心に詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施形態によるセルラー基盤の通信システムにおいて、基地局がＴＤＭＡ方式で少なくとも１つのノードグループにデータを送信することを示す図である。

本実施形態によると、基地局２１０は、セルのエッジに位置する少なくとも１つのノードを用いてノードグループを形成する。図２を参照すると、セルのエッジは６個の領域に区分され、各領域には各領域に分布している少なくとも１つのノードを用いて構成されたノードグループ２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０を図示している。

基地局２１０は、データをＴＤＭＡ方式で各ノードグループ（１〜６）２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０に送信する。図２には、セルのエッジを６個の領域に区分し、各領域に１つのノードグループが存在するため、６−ＴＤＭＡに基づいて各ノードグループ２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０にデータを送信する。図２では、基地局２１０がノードグループ（１）２２０にｋ時間スロットを用いてデータを送信し、ｋ＋１時間スロットではノードグループ（２）２３０に、ｋ＋２時間スロットではノードグループ（３）２４０に、ｋ＋３時間スロットではノードグループ（４）２５０に、ｋ＋４時間スロットではノードグループ（５）２６０に、ｋ＋５時間スロットではノードグループ（６）２７０にデータを送信する。基地局２１０がノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信すると、ノードグループに属するノードは、受信したデータを用いて信号処理及びデータ送受信過程を行なう。これについては図３を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態によるセルラー基盤の通信システムにおいて、ノードグループに属するノードの動作を示す図である。

本発実施形態によると、ノードグループ３２０に属するノードの数は基地局３１０のアンテナ数に応じて決定される。図３では、基地局３１０のアンテナ数を４個と仮定し、ノードグループ３２０に属するノードの数も４個に仮定した。

基地局３１０がＴＤＭＡ方式でノードグループ３２０にデータを送信すると、ノードグループ３２０に属する少なくとも１つのノードは、データを量子化して符号化し、符号化されたデータをデータ収集ノードに送信する。この場合、ノードグループ３２０に属するノードの数がｍ個であると、（ｍ−１）Ｑ_１個の時間スロットが用いられる。また、Ｑ_１は量子化ステップで決定される。もし、ノードグループ３２０に属するノード３２１、３２２、３２３、３２４のうちのノード３２３をデータ収集ノードであると仮定すると、ノード３２１、３２２、３２４は、基地局３１０から受信したデータを量子化して符号化し、符号化されたデータをＴＤＭＡ方式でデータ収集ノード３２３に送信する。また、Ｑ_１＝１と仮定すると、ノード３２１、３２２、３２４がデータ収集ノード３２３にデータを送信するために用いられる時間スロットは、ｋ＋１、ｋ＋２、ｋ＋３になる（ここで、基地局３１０がｋスロットを用いてノードグループ３２０にデータを送信した場合を仮定する）。

その後、データ収集ノード３２３は、符号化されたデータを受信すると、受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理を行って干渉を除去し、自身が受信しなければならないデータを獲得する。もし、データ収集ノード３２３の他に処理されたデータを受信する別のターゲットノードが存在すると、データ収集ノード３２３は、受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理し、ＴＤＭＡ方式でターゲットノードに対して信号処理データを送信する。ここで、Ｑ_２個の時間スロットが用いられる。もし、ターゲットノードがノード３２１であると、データ収集ノード３２３は、受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理し、信号処理データをＴＤＭＡ方式でターゲットノード３２１に送信する。また、Ｑ_２＝１と仮定すると、データ収集ノード３２３がターゲットノード３２１に信号処理されたデータを送信するために用いられる時間スロットはｋ＋４となる。

本発明の一実施形態によると、基地局３１０がセル内に存在する少なくとも１つのノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信する過程と、ノードグループに属するノードがデータを送受信する過程を並列的に行なってもよい。

本実施形態によると、基地局３１０は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、第１時間スロットを用いて少なくとも１つのノードグループにデータを送信し、少なくとも１つのノードグループに属するノードは第２時間スロットを用いてデータを送受信する。

また、本発明の一実施形態によると、前記第１時間スロットと第２時間スロットの長さは様々に調整してもよい。

本発明の一実施形態によると、セルラー基盤の通信システムにおいて隣接する２つのセルの境界に位置する少なくとも１つのノードグループに対して連携マルチアンテナ通信方法を適用し、セル境界に位置する少なくとも１つのノードの通信品質を向上させることができる。上述したセルエッジだけ考慮した方法がチャネルフィードバックすることなくセル内の干渉を除去するための方法であり、これから後述するセル境界を考慮した方法は、チャネルフィードバックすることなくセル内の干渉のみならずセル間の干渉を全て除去するための方法であり、セル境界のユーザの通信品質をより向上させることができる。これについては図４〜図６を参照して詳細に説明する。

図４は、本発明の一実施形態によるセルラー基盤の通信システムにおいて、基地局が、隣接する２つのセル境界に位置する少なくとも１つのノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信することを示す図である。

図４を参照すると、基地局４１０は、基地局４１０が属するセルと、隣接セルの境界に位置する少なくとも１つのノードを用いてノードグループを形成する。図４では、セルのエッジを６個の領域に区分し、基地局４１０が属するセルと、隣接セルの境界に位置する少なくとも１つのノードを用いて６個のノードグループ（１〜６）４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０を形成する。

基地局４１０と隣接セルの基地局（図示せず）は、ＴＤＭＡ方式でノードグループ４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０にデータを送信する。図４では、セルの境界を６個の領域に区分したため、６−ＴＤＭＡを基盤にしてデータを送信する。

基地局４１０及び隣接セルの基地局がノードグループ（１〜６）４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０にデータを送信する過程について、図４を参照して本実施形態を詳細に説明すると、基地局４１０と、ノードグループ（１）４２０の隣接セルの基地局は、ｋ時間スロットでノードグループ（１）４２０にデータを送信し、基地局４１０と、ノードグループ（２）４３０の隣接セルの基地局はｋ＋１時間スロットでノードグループ（２）４３０にデータを送信し、基地局４１０と、ノードグループ（３）４４０の隣接セルの基地局はｋ＋２時間スロットでノードグループ（３）４４０にデータを送信し、基地局４１０と、ノードグループ（４）４５０の隣接セルの基地局はｋ＋３時間スロットでノードグループ（４）４５０にデータを送信し、基地局４１０と、ノードグループ（５）４６０の隣接セルの基地局はｋ＋４時間スロットでノードグループ（５）４６０にデータを送信し、基地局４１０と、ノードグループ４７０の隣接セルの基地局はｋ＋５時間スロットでノードグループ（６）４７０にデータを送信する。基地局４１０と隣接セルの基地局がノードグループ４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０にデータを送信する過程については図５によって明確に把握できる。

図５は、本発明の一実施形態によるセルラー基盤の通信システムにおいて、隣接する２つのセルの基地局が少なくとも１つのノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信することを示す図である。

図５を参照すると、時間スロットがｋ（５１０）、ｋ＋１（５２０）、ｋ＋３（５３０）に変わる毎にセルの隣接する部分を変えながら、隣接した２つのセルの基地局が隣接する２つのセルの境界に位置するノードグループにデータを送信する過程を示している。

以下では、図６を参照して隣接する２つのセルの境界に位置するノードグループ内のノードの動作を詳細に説明する。

図６は、本発明の一実施形態によるセルラー基盤の通信システムにおいて、隣接する２つのセルの境界に位置するノードグループ内のノード動作を示す図である。

図６を参照すると、ノードグループ６３０に属するノードの数は、隣接する２つのセルの基地局６１０、６２０のアンテナの総数に応じて決定してもよい。従って、隣接する２つのセルの基地局６１０、６２０のアンテナ数がそれぞれｍ個であると、ノードグループに属するノードの数は２ｍ個になって、２ｍ×２ｍの連携多重入出力チャネルが形成され得る。図６において、基地局６１０、６２０のアンテナ数をそれぞれ２個と仮定し、ノードグループ６３０に属するノードの数も４個と仮定する。

基地局６１０、６２０がＴＤＭＡ方式でノードグループ６３０にデータを送信すると、ノードグループ６３０に属する少なくとも１つのノードは、データを量子化して符号化し、符号化されたデータをＴＤＭＡ方式でデータ収集ノードに送信する。この場合、ノードグループ６３０に属するノードの数が２ｍ個であると、（２ｍ−１）Ｑ_１個の時間スロットが用いられる。また、Ｑ_１は量子化ステップにおいて決定される。もし、ノードグループ６３０に属するノード６３１、６３２、６３３、６３４のうちのノード６３４をデータ収集ノードであると仮定すると、ノード６３１、６３２、６３３は、基地局６１０、６２０から受信したデータを量子化して符号化し、符号化されたデータをＴＤＭＡ方式でデータ収集ノード６３４に送信する。また、Ｑ_１＝１と仮定すると、ノード６３１、６３２、６３３がデータ収集ノード６３４にデータを送信するために用いる時間スロットはｋ＋１、ｋ＋２、ｋ＋３になる（ここで、基地局６１０、６２０がｋスロットを用いてノードグループ６３０にデータを送信した場合を仮定する）。

その後、データ収集ノード６３４は、データを受信すると、受信したデータを受信端の多重入出力の信号処理によって干渉を除去し、自身が受信しなければならないデータを獲得する。もし、データ収集ノード６３４の他にデータを受信する別のターゲットノードが存在すると、データ収集ノード６３４は受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理し、ＴＤＭＡ方式でターゲットノードに対して、信号処理されたデータを送信する。ここで、Ｑ_２個の時間スロットが用いられる。もし、ターゲットノードがノード６３１であると、データ収集ノード６３４は受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理し、信号処理データをＴＤＭＡ方式でターゲットノード６３１に送信する。また、Ｑ_２＝１と仮定すると、データ収集ノード６３４がターゲットノード６３１に信号処理されたデータを送信するために用いる時間スロットはｋ＋４となる。

本発明の一実施形態によると、基地局６１０、６２０がセル内に存在する少なくとも１つのノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信する過程と、ノードグループに属するノードがデータを送受信する過程を並列的に行なってもよい。

また、本実施形態によると、基地局６１０、６２０は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、第１時間スロットを用いて少なくとも１つのノードグループにデータを送信し、少なくとも１つのノードグループに属するノードは第２時間スロットを用いてデータを送受信する。

図７は、本発明の一実施形態による連携マルチアンテナ通信方法を示すフローチャートである。

ステップＳ７１０において、無線ネットワーク上の基地局からデータを受信するノードグループに属する少なくとも１つのノードからＴＤＭＡ方式でデータが受信される。

本実施形態によると、基地局は、無線ネットワーク上に存在する少なくとも１つのノードグループに対して、例えばＴＤＭＡ方式でデータを送信する。

また、本実施形態によると、ノードグループの少なくとも１つのノードは、受信したデータを量子化して符号化し、符号化されたデータを送信する。この場合、もし、ノードグループを構成しているノードの数がｍ個であると、（ｍ−１）Ｑ_１の時間スロットが用いられ、Ｑ_１は量子化ステップで決定される。

また、本実施形態によると、ノードグループを構成しているノードの数は基地局のアンテナ数に応じて決定される。もし、基地局のアンテナ数がｍ個であると、ｍ×ｍの連携多重入出力チャネルが形成される。

ステップＳ７２０において、ステップＳ７１０で受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理を行なう。

ステップＳ７３０において、ステップＳ７２０で信号処理されたデータを受信する少なくとも１つのターゲットノードが存在すると、信号処理されたデータをＴＤＭＡ方式で少なくとも１つのターゲットノードに送信する。

本実施形態によると、基地局は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、第１時間スロットを用いて少なくとも１つのノードグループにデータを送信し、少なくとも１つのノードグループに属するノードは第２時間スロットを用いてデータを送受信する。

また、本発明の一実施形態によると、無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであってもよく、この場合、ノードグループはセルのエッジに存在する少なくとも１つのノードの組み合せであってもよく、隣接する２つのセルの境界に存在する少なくとも１つのノードの組み合せであってもよい。もし、ノードグループが隣接する２つのセルの境界に存在する少なくとも１つのノードの組み合であると、ノードグループに属するノードは隣接する２つのセルの基地局からデータが送信され、ノードの数は隣接する２つのセルの基地局のアンテナ数の総合に応じて決定される。

図８は、本発明の他の実施形態による連携マルチアンテナ通信方法を示すフローチャートである。

ステップＳ８１０において、無線ネットワーク上の少なくとも１つのノードとノードグループを形成する。

本発明の一実施形態によると、無線ネットワークは、セルラー基盤の通信システムであってもよく、この場合、ステップＳ８１０において、セルのエッジに存在する少なくとも１つのノードと前記ノードグループを形成し、隣接する２つのセルの境界に存在する少なくとも１つのノードとノードグループを形成する。

ステップＳ８２０において、基地局からデータが受信される。

本実施形態によると、ノードグループ内に存在するノードの数は基地局のアンテナ数に応じて決定される。

また、本実施形態によると、基地局は、無線ネットワーク上に存在する少なくとも１つのノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信する。

また、本実施形態によると、前記無線ネットワークがセルラー基盤の通信システムであり、もし、ノードグループが隣接する２つのセルの境界に存在する少なくとも１つのノードと形成されたとすると、ノードグループに属するノードは隣接する２つのセルの基地局からデータが送信され、ノードの数は隣接する２つのセルの基地局のアンテナ数の総合に応じて決定される。

ステップＳ８３０において、ステップＳ８２０で受信したデータを信号処理し、信号処理されたデータをＴＤＭＡ方式でノードグループ内に存在するデータ収集ノードに送信する。

本発実施形態によると、ステップＳ８３０において、ステップＳ８２０で受信したデータを量子化して符号化し、符号化されたデータをデータ収集ノードに送信する。

データ収集ノードは、ノードグループ内に存在する少なくとも１つのノードから信号処理されたデータを受信し、多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理することによって干渉を除去し、自身が受信しなければならないデータを獲得する。もし、データ収集ノード以外にノードグループ内で処理されたデータを受信する少なくとも１つのターゲットノードが別に存在すると、データ収集ノードは受信したデータを多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理し、ＴＤＭＡ方式で少なくとも１つのターゲットノードに対して、信号処理されたデータを送信する。

本実施形態によると、基地局は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、第１時間スロットを用いて無線ネットワークに存在する少なくとも１つのノードグループにデータを送信し、少なくとも１つのノードグループ内に存在するノードは第２時間スロットを用いてデータを送受信する。

図９は、本発明の更に他の実施形態による連携マルチアンテナ通信方法を示すフローチャートである。

ステップＳ９１０において、無線ネットワーク上に存在する少なくとも１つのノードを用いて少なくとも１つのノードグループを形成する。

本発明の一実施形態によると、無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであってもよく、この場合、少なくとも１つのノードグループは、セルエッジに存在する少なくとも１つのノードを用いて形成される。

また、本実施形態によると、少なくとも１つのノードグループに含まれるノードの数は、基地局のアンテナ数に応じて決定される。

ステップＳ９２０において、ステップＳ９１０で形成した少なくとも１つのノードグループにＴＤＭＡ方式でデータを送信する。

ステップＳ９２０でデータを受信した少なくとも１つのノードグループに属する少なくとも１つのノードは、データをＴＤＭＡ方式でデータ収集ノードに送信し、データ収集ノードは、多重入出力システムの受信端で多重入出力信号処理することによって干渉を除去し、自身が受信しなければならないデータを獲得する。もし、データ収集ノードの他に少なくとも１つのノードグループ内に信号を受信する少なくとも１つのターゲットノードが別に存在すると、データ収集ノードはデータを多重入出力信号を処理し、少なくとも１つのターゲットノードに対して処理されたデータを送信する。

本実施形態によると、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、ステップＳ９２０は第１時間スロットを用いて行なわれ、少なくとも１つのノードグループに属するノードは第２時間スロットを用いてデータを送受信する。

本発明による連携マルチアンテナ通信方法は、多様なコンピュータ手段を介して実行することができるプログラム命令形態に具現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録することができる。コンピュータ読取可能な媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせて含むこともできる。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。上述のハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェア階層で作動するように構成され、その逆も同様である。

上述したように本発明は、限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような構成から多様な修正及び変形が可能である。

従って、本発明の範囲は説明された実施形態に限定されて決められてはならず、特許請求の範囲だけではなく、特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。

１１０、２１０、３１０、４１０、６１０、６２０基地局
１２０、１３０ノードグループ（１）、（２）
１２１〜１２４ノードグループ（１）に属するノード
１３１〜１３４ノードグループ（２）に属するノード
２１０〜２７０、３２０、４１０〜４７０、６３０ノードグループ
３２１〜３２４ノードグループ３２０に属するノード
６３１〜６３４ノードグループ６３０に属するノード

Claims

基地局からデータを受信するノードグループの少なくとも１つのノードからデータを受信するステップと、
前記受信したデータを多重入出力（ＭＩＭＯ）システムの受信端で多重入出力信号処理を行なうステップと、
前記信号処理されたデータを同じノードグループに属する少なくとも１つのターゲットノードに送信するステップと
を有し、
前記データを受信するステップは、無線ネットワーク上の前記基地局からデータを受信するノードグループの少なくとも１つのノードグループからＴＤＭＡ方式で前記データを受信し、
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記ノードグループはセルのエッジに位置する少なくとも１つのノードの組合せである
ことを特徴とする連携マルチアンテナ通信方法。
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記ノードグループは前記基地局が属するセルと隣接セルとの境界に位置する少なくとも１つのノードの組合せであることを特徴とする請求項１に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記ノードグループは、前記基地局及び前記隣接セルに位置する第２基地局から前記データを受信することを特徴とする請求項２に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記ノードグループを構成するノードの数は、前記基地局のアンテナ数に応じて決定されることを特徴とする請求項１に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記ノードグループを構成するノードの数は、前記基地局及び前記第２基地局のアンテナ数に応じて決定されることを特徴とする請求項３に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記基地局は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、前記第１時間スロットを用いて前記ノードグループに前記データを送信し、前記ノードグループを構成しているノードは、前記第２時間スロットを用いて前記データを送受信することを特徴とする請求項１に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
基地局からデータを受信するステップと、
前記受信したデータを符号化するステップと、
前記符号化したデータをノードグループ内に存在するデータ収集ノードに送信するステップと、を有し、
前記データ収集ノードは、前記ノードグループ内に存在する少なくとも１つのノードから前記符号化されたデータを受信し、該符号化されたデータを多重入出力（ＭＩＭＯ）システムの受信端で多重入出力信号処理を行い、該多重入出力信号処理されたデータを同じノードグループに属する少なくとも１つのターゲットノードに送信し、
前記データを受信するステップは、無線ネットワーク上の前記基地局からＴＤＭＡ方式でデータを受信し、
前記通信ネットワーク上の少なくとも１つのノードとノードグループを形成するステップを更に有し、
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記ノードグループを形成するステップは、セルのエッジに位置する少なくとも１つのノードとノードグループを形成することを特徴とする連携マルチアンテナ通信方法。
前記通信ネットワーク上の少なくとも１つのノードとノードグループを形成するステップを更に有し、
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記ノードグループを形成するステップは、前記基地局が属するセルと隣接セルとの境界に位置する少なくとも１つのノードとノードグループを形成することを特徴とする請求項７に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記基地局からデータを受信するステップは、前記基地局及び前記隣接セルに位置する第２基地局から前記データを受信することを特徴とする請求項８に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記ノードグループを構成するノードの数は、前記基地局のアンテナ数に応じて決定されることを特徴とする請求項７に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記ノードグループを構成するノードの数は、前記基地局及び前記第２基地局のアンテナ数に応じて決定されることを特徴とする請求項９に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記基地局は、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分し、前記第１時間スロットを用いて前記ノードグループに前記データを送信し、前記ノードグループを構成しているノードは、前記第２時間スロットを用いて前記信号処理されたデータを送受信することを特徴とする請求項７に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
無線ネットワーク上に存在する少なくとも１つのノードを用いて少なくとも１つのノードグループを形成するステップと、
前記少なくとも１つのノードグループに対して時分割多重接続（ＴＤＭＡ）方式でデータを送信するステップと、を有し、
前記少なくとも１つのノードグループに属する少なくとも１つのノードは、前記データをＴＤＭＡ方式で各ノードグループに属するデータ収集ノードに送信し、前記データ収集ノードは、受信したデータを多重入出力（ＭＩＭＯ）システムの受信端で多重入出力信号処理を行い、該多重入出力信号処理されたデータを同じノードグループに属する少なくとも１つのターゲットノードに送信し、
前記無線ネットワークはセルラー基盤の通信システムであり、前記少なくとも１つのノードグループを形成するステップは、セルのエッジに位置する少なくとも１つのノードを用いて前記少なくとも１つのノードグループを形成することを特徴とする連携マルチアンテナ通信方法。
前記少なくとも１つのノードグループを形成するステップは、基地局のアンテナ数に応じて前記少なくとも１つのノードグループに含まれるノードの数を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の連携マルチアンテナ通信方法。
前記ＴＤＭＡ方式でデータを送信するステップは、単一の時間スロットを第１時間スロットと第２時間スロットとに区分した後に該第１時間スロットを用いて前記データを前記少なくとも１つのノードグループに送信し、前記少なくとも１つのノードグループに属するノードは、前記第２時間スロットを用いて前記データを送受信することを特徴とする請求項１３に記載の連携マルチアンテナ通信方法。