KR100958227B1

KR100958227B1 - 통신 단말들 사이의 간섭을 제어하는 방법

Info

Publication number: KR100958227B1
Application number: KR1020077029092A
Authority: KR
Inventors: 앤소니 피터 헐버트; 크리스토퍼 헤이스
Original assignee: 노키아 지멘스 네트웍스 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2010-05-17
Also published as: EP1882335A1; CN101176304A; GB2426150B; GB2426150A; GB0509652D0; WO2006120388A1; US20090304047A1; CN101176304B; KR20080021020A; EP1882335B1

Abstract

통신 단말들(1, 2, 3, 4) 사이의 간섭을 제어하는 방법은, 제1 단말(2)로부터 무선 네트워크를 통해 전송신호를 전송하기 위한 요구의 통지신호(REQ)를 송신하는 단계; 수신 과정 중의 임의의 단말(2)가 상기 통지신호(REQ)에 대한 응답으로 거부신호(NCTS)를 송신하였는지의 여부를 결정하는 단계; 거부신호가 수신되지 않은 경우 상기 전송신호를 송신하는 단계; 및 거부신호가 수신되는 경우 상기 전송을 변경하는 단계를 포함한다.

Description

통신 단말들 사이의 간섭을 제어하는 방법 {A METHOD OF CONTROLLING INTERFERENCE BETWEEN COMMUNICATION TERMINALS}

본 발명은 예를 들어 무선 근거리통신망(LAN)을 위하여 특히 스펙트럼 공유가 요구되는 통신 단말들 사이의 간섭을 제어하는 방법에 관한 것이다.

무선 링크들이 소위 '스펙트럼 공유지(spectrum commons)'에서 함께 존재할 수 있도록 하는 프로토콜들의 생성에 상당한 관심이 존재한다. 점점 더 많은 무선 링크들 또는 시스템들이 스펙트럼을 공유함에 따라, 적합한 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 통하여 무선 매체에 대한 액세스를 제어하기 위한 소정의 방법 없이는 혼잡이 피해질 수 없고 파국적이 될 수 있다는 것이 잘 이해된다. 스펙트럼 공유지의 한 예는 2.4GHz의 비허가 산업, 과학 및 의학(ISM) 대역이다. 여기서, 우리는 Wifi 802.11, 블루투스 및 지그비(Zigbee)와 같은 많은 시스템들이 모두 상기 스펙트럼을 공유함을 알고 있다.

상기 시스템들 중에서 많은 시스템들은 스펙트럼의 다른 사용자들에 따를 수 있다는 점에서 '공손한(polite)' 일정 종류의 MAC 프로토콜을 이미 운영한다. 그러나, 이러한 종래 프로토콜들은 일반적으로 시스템들 사이가 아니라 하나의 시스템 내에서 간섭에 대한 최적 제어를 위해 설계된다. 상기 프로토콜들의 적어도 일부의 운영을 통해 발생하는 스펙트럼의 임의의 공유는 잘해야 우연일 수 있다. 따라서, 더욱 효율적으로 스펙트럼의 공유가 이루어지게 하는 새로운 공손한 프로토콜들의 생성에 실질적 관심이 모이고 있다. 현재의 비허가 대역들의 용도에 관한 종래 프로토콜들 및 가정들은 전송 전력에 대한 고정 한계치들을 설정함으로써 종종 조잡하게 실행되는 단거리 통신을 전제로 동작하는 경향이 있다. 다른 시스템은 한 쌍의 단말들 중에서 한 단말이 전송중인 때에 관하여 인지하는 것과, 상기 쌍의 다른 단말이 전송할 때에 관하여 가정하는 것과, 그런 다음 상기 어느 쪽 단말도 전송하지 않을 것으로 가정되는 때 상기 쌍 외부로부터의 전송들에 맞추는 것에 의존한다. 그러나, 이는 여전히 상당히 계획성 없는 접근법이다. 스펙트럼 공유가 상이한 시스템들 사이에서 고려되는 경우에도, 예를 들면 전통적인 사용자들을 간섭하지 않고서 스펙트럼을 더욱 잘 사용하기 위하여, 네트워크상에서 노드들을 중앙 감시 및 제어할 필요가 여전히 존재한다.
US6058106에는 액세스 포인트 장치를 통한 피어-투-피어 통신이 개시되어 있는데, 액세스 포인트 장치는 전송하고자 하는 소스 장치로부터의 요청에 따라 블록 할당을 정하고 또한 블록이 목적 장치에서 수신되었는지 여부에 대한 피드백을 소스 장치에 제공하며, 그로 인해서 소스는 적절히 그 블록을 재전송하거나 혹은 그 다음 블록을 전송할 수 있다.

본 발명에 따르면, 통신 단말들 사이의 간섭을 제어하는 방법은 제1 단말로부터 무선 네트워크를 통해 전송신호를 전송하기 위한 요구의 통지신호를 송신하는 단계; 수신 과정 중의 임의의 단말이 상기 통지신호에 대한 응답으로 거부신호를 송신하였는지의 여부를 결정하는 단계; 거부신호가 수신되지 않은 경우 상기 전송신호를 송신하는 단계; 및 거부신호가 수신되는 경우 상기 전송신호를 변경하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 전송중인 단말이 현재 수신중이든지 또는 긴급하게 수신할 예정이든지 간에 수신 과정 중인 임의의 다른 단말이 자신의 의도를 인지하도록 하는 요청을 송신함으로써 전송들에 대한 중앙 제어가 필요하지 않도록 하고, 상기 제안된 전송에 대하여 거부할 기회를 상기 다른 단말에 제공한다. 상기 단말들은 이종일 수도 있고 이종이 아닐 수 있으며 스펙트럼 공유지에서 동작한다.

본 발명은, 먼저 한 측의 통신 링크가 다른 링크들에 대하여 임의의 가능한 간섭 문제점들을 결정할 수 있도록 함으로써, 상기 다른 무선 링크들을 간섭하지 않는 동작을 보장하는 상기 통신 링크들이 설정될 수 있도록 한다.

바람직하게는, 통지신호가 전송들의 목적지의 식별자를 포함한다.

상기 목적지가 수신중일 경우, 상기 목적지는 거부신호를 송신하거나 상기 통지신호를 무시할 수 있으나, 바람직하게 상기 목적지는 긍정응답신호를 상기 제1 단말에 송신한다.

바람직하게는, 정규 데이터 전송신호들이 순방향 오류 정정(FEC) 및 인터리빙에 의해 인코딩된다.

바람직하게는, 확산 스펙트럼이 통지신호, 거부신호 또는 긍정응답신호 중에서 임의의 하나를 인코딩하기 위해 이용된다.

바람직하게는, 다수의 인코딩된 거부신호들 사이의 식별이 랜덤 시간 오프셋들 또는 유사-랜덤 시간 오프셋들에 의해 제공된다.

다양한 인코딩 방법들이 존재하지만, 바람직하게는 통지신호, 거부신호들, 또는 긍정응답신호 중에서 임의의 하나가 짧은 확산 코드들, 긴 확산 코드들, 또는 긴 코드들과 오버레이된 짧은 코드들 중에서 임의의 하나에 의해 인코딩된다.

바람직하게는, 상기 짧은 코드들은 왈쉬-아다마르(Walsh-Hadamard) 코드들이다.

모든 코드들이 랜덤으로 선택될 수 있더라도, 바람직하게는 개별 특정 코드가 통지신호 및 긍정응답신호 중에서 하나를 위해 또는 각각을 위해 예약되고 거부신호가 모든 비-예약된 코드들로부터 랜덤으로 선택된다.

통지신호 및 긍정응답신호 각각을 위해 특정 코드들을 예약함으로써, 사용되고 있는 코드에 의해 통지신호 및 긍정응답신호를 암시적으로 식별하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 포맷은 차분 변조(differential modulation); 다중 앰블들; 또는 파일럿 심볼들 중에서 하나의 사용을 포함한다.

다중 앰블들은 메시지에서 중간-앰블들로서 제공될 수도 있으나, 바람직하게는 프리앰블과 포스트앰블이 데이터 전송신호들에 적용된다.

이것은 거부신호가 메시지를 통해 어느 곳에든 송신되는 경우 상기 메시지의 나머지 부분의 반송파 위상이 여전히 결정될 수 있음을 보장한다.

바람직하게는, 목적지는 메시지 수신 동안의 전송 수행으로 인해 이용될 수 없게 된 수신 변조 심볼들을 이레이저들로 대체한다.

이것은, 수신중인 일정 개수의 정확한 서브-패킷들에 의존하는 파운틴 코드(fountain code)들과 같은 방법들이 사용될 수 있도록 하고, 이레이저들을 갖는 패킷들을 간단히 무시할 수 있고 원래 메시지를 재구성하기 위하여 정확한 서브-패킷들이 충분히 수신되기 전까지 수행할 수 있다.

바람직하게는, 목적지는 단말, 단말들의 그룹, 또는 네트워크 중에서 하나를 포함한다.

제1 단말은 다른 특정 단말에 송신할 수도 있고, 또는 다른 네트워크들을 간섭하지 않고 자신의 고유 네트워크 내에서 브로드캐스팅하기를 원할 수도 있다.

바람직하게는, 상기 제1 단말은 자신의 통지신호를 최대 전력으로 송신한다.

이것은, 통지신호가 자신의 원하는 목적지에 처음으로 도달할 수 있는 최대 기회를 갖도록 보장한다. 그러나, 일단 단말이 통신했었다면, 제1 단말은 추정되는 경로 손실을 기억할 수 있고 전체 간섭을 최소화하기 위해 자신의 통지신호를 최저 레벨로 송신할 수 있다.

바람직하게는, 통지신호는 제1 단말의 주소; 목적지의 주소; 통지신호를 송신하기 위해 사용된 전력 레벨; 및 통지신호 송신시 제1 단말에서의 간섭의 수신 레벨을 포함한다.

바람직하게는, 전력 레벨 및 간섭 레벨이 제1 단말에서의 전송된 전력 및 간섭을 나타내는 이진 시퀀스들로서 인코딩된다.

바람직하게는, 긍정응답신호가 전력 제어를 이용하여 송신된다.

긍정응답신호를 송신하기 위해 사용된 전력은 필요한 최소치로 제어되어 충분한 전력만이 응답하기 위해 사용됨을 보장하고 불필요한 간섭을 줄이는데 도움을 준다.

바람직하게는, 긍정응답신호는 목적지가 통신신호를 수신하기에 요구되는 전송기에서의 최소 전송 전력 레벨을 포함한다.

이것은 전송이 성공적으로 이루어지기 위해 요구되는 전송 전력 레벨에 대한 지시를 목적지 단말로부터 제공하고, 그래서 상기 레벨로 송신할 수 없다면 자원들을 낭비하기보다는 전혀 송신하지 않기로 선택할 수 있거나, 또는 그렇지 않다면 제1 단말은 이용될 수 있는 전력 레벨로 성공적인 데이터 전달이 이루어지도록 하기 위해 충분하게 전송 속도를 변경한다.

바람직하게는, 긍정응답신호는 제1 단말이 아닌 임의의 단말로부터 목적지에 송신되고 있는 현재 메시지가 언제 완료될 것이며 전송이 언제 시작될 수 있는지에 대한 지시를 포함한다.

긍정응답신호는 목적지의 현재 상황을 고려하도록 적응될 수 있고, 결과적으로 목적지가 현재 바쁘다면 제1 단말이 전송하려는 시도를 간단히 포기하게 된다.

많은 양의 간섭이 이미 존재하고 긍정응답신호들 및 거부신호들이 들리기 위해서는 높은 전력으로 송신될 필요가 있을 수 있는 상황이 존재할 수 있으며, 그래서 바람직하게는 제1 단말은 간섭 임계치 초과하여서는 통지신호를 송신하지 않게 될 상기 간섭 임계치를 설정한다.

바람직하게는, 상기 임계치는 적응성 임계치이다.

이것은 고정된 임계치를 설정하는 것보다 특정한 조건들을 고려하기에 더욱 많은 유연성을 제공한다.

바람직하게는, 제1 단말은 차후 통지신호를 위해 사용될 전력 레벨을 결정하기 위하여 변화하는 간섭 레벨들에서의 전송에 대한 성공 비율들을 로그한다.

이것은 통지신호가 처음으로 응답될 가능성을 높이고 거부 가능성을 감소시킨다.

바람직하게는, 변경 단계는 수신된 모든 거부신호들에서 지시된 최저 최대치까지 전송 전력을 감소시키는 단계를 포함한다.

상기 최대치가 성공적으로 수신하도록 목적지에 의해 요구되는 최소 레벨을 초과하는 경우, 상기 전송은 거부신호들에도 불구하고 여전히 진행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 무선 링크들 사이의 비-간섭이 보장되는 곳에서, 즉 거부신호들이 수신되지 않는 곳에서 때때로 더 높은 전송 전력들을 허용하지만, 필요하다면 거부신호들을 처리하기 위해 전력을 감소시킬 수 있다.

제1 단말에 의해 제공되는 변경 단계가 전송을 취소하게 되는 일정 조건이 있을 것인데 그 이유는 상황들이 매우 부적당하기 때문이며, 그러나 바람직하게는 간섭이 수용될 수 있는 레벨까지 낮아질 수 없다면 상기 변경 단계는 지연을 제공하는 단계와 상기 전송이 이루어질 수 있는지의 여부를 확인하기 위해 통지신호를 재송신하는 단계를 포함한다.

대안적으로, 상기 변경 단계는 무선을 통한 전송 속도를 감소시키는 단계를 포함한다.

본 발명이 공동 동작성 행동으로 지향되므로, 단말이 다른 단말의 전송을 영구적으로 금지하는 것은 불가능해야 하고, 그래서 바람직하게는 소정의 시간 주기 내에서 임의의 단말이 얼마나 자주 거부신호를 다른 단말에 송신하여 전송을 금지할 수 있는지에 대한 한계치가 설정된다.

본 발명은 임의의 관심대상 측(interested party)이 다른 측의 전송 행동에 영향을 끼치지만 관심대상 측이 불합리하게 행동하는 것을 금지할 수 있도록 함으로써 공평하게 무선 매체를 공유할 수 있도록 한다.

이 경우, 바람직하게는, 변경 단계는 목적지에 의해 그것의 긍정응답신호(acknowledge)를 통해 지시된 레벨로 전송 전력 레벨을 적응시키는 단계와 상기 레벨에서 전송하는 단계를 포함한다.

이것은 목적지에 의해 지시된 레벨이 임의의 거부신호를 통해 설정된 최대치 미만일 경우와 또한 연속적인 거부신호들의 개수가 허용된 값을 초과한 경우의 상황을 처리한다.

바람직하게는, 거부신호는 거부중인 단말을 간섭하지 않기 위한 제1 단말에서의 최대 허용 가능 전송 전력을 포함한다.

상기 방법이 시스템-내 통신을 위해 사용되더라도, 바람직하게는 거부신호는 제1 단말 및 목적지가 동작하고 있는 시스템과 상이한 시스템의 임의의 단말로부터 수신된다.

바람직하게는, 전송신호들은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 전송신호들이다.

본 발명에 따른 통신 방법의 실시예가 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예를 도시한다.

본 발명은 다수의 단말 국들(TS) 모두가 무선 스펙트럼의 공유 블록을 사용하여 동작함으로써 야기되는 문제점들을 처리한다. TS들은 동일한 통신 시스템의 일부분일 수 있거나 무선랜, 블루투스 또는 셀룰러 이동 시스템들과 같은 상이한 통신 시스템에 소속될 수 있다. 단말들 중 임의의 단말이 다른 임의의 단말와 데이터를 공유하고 싶어할 수 있고, 그래서 본 발명이 시스템-간 간섭 및 시스템-내 간섭을 다루기 위해 제공될 수 있으나, 대부분의 경우에 이중으로 쓸 수 있는 장치들 사이의 통신보다는 시스템-간 간섭이 이슈가 된다. TS들 중의 일부는 고정되어 일정한 백홀 접속을 통해 고정 인프라구조에 접속될 수 있다. 즉, 상기 일부 TS들은 액세스 포인트들(AP)로서 작동할 수 있다. 그러나, 전달되는 트래픽 레벨들의 소정 차이들 및 상위 계층(즉, 계층 2보다 상위 계층) 프로토콜들의 작동과 별개로, 상기 일부 TS들은 다른 TS들과 상이한 방식으로 동작하지 않는다.

일반적으로, 데이터가 유한 지속기간의 패킷 형태로 TS들 사이에 전달되고 각각의 TS가 자신에게, 그리고 자신에게 데이터를 송신하길 원할 수도 있는 임의의 다른 TS에 알려져 있는 주소를 갖는 것이 가정된다. 이러한 주소 데이터를 교환할 수 있는 상위 계층 프로토콜들은 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP)과 같이 종래기술에 공지되어 있다. 부가하여, 추가의 상위 계층 프로토콜들은 소위 '메쉬' 네트워크를 생성하는 저장 및 전달 링크들을 통해 데이터 전달을 처리할 수 있다. 여기서 다시, 상위 계층들에서 동작하는 애드-혹 주문형 거리 벡터 라우팅(ad-hoc on-demand distance vector routing; AODV)과 같은 공지된 라우팅 알고리즘들의 제공이 적용될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 하나의 TS로부터 다른 TS로 패킷을 송신하는 것에 대한 임의의 참조는 계층 1 및 계층 2 동작들만을 참조한다.

하기에 기술되는 본 발명의 예시들은 정의된 특별한 제어 패킷을 참조한다. 상기 특별한 제어 패킷들은 요청신호(REQ), 송신 비허가 신호(NCTS : not clear to send) 및 목적지가 상기 요청신호를 수신했다는 신호(REP)이다. 상기 제어 패킷들은 높은 간섭 환경들에서의 동작을 허용하거나/허용하고 다중 패킷들의 동시적 수신을 허용하기 위하여 일정 형태의 확산 스펙트럼에 의해 전송된다. 확산 스펙트럼의 바람직한 방법이 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DSSS)이다.

도 1은 네 개의 TS들(1 내지 4)을 나타낸다. TS(1)로부터 TS(2)로 무선 링크(5)를 통해 데이터가 현재 전송되고 있고 TS(3)가 자신이 TS(4)에 송신하길 원하는 데이터를 갖고 있다. 따라서, TS(3)는 도 2에 도시된 바와 같이 REQ를 브로드캐스팅한다. 다른 TS에 패킷을 송신하길 원하는 임의의 단말 국이 자신의 고유 주소(주소들의 일부 또는 전부가 종래 기술에 공지된 바와 같이 적합한 곳에서 대역폭을 절약하기 위해 임시 주소들로 짧아질 수도 있다), 목적지 주소, REQ를 전송하기 위해 사용된 전력의 인코딩 및 전송중인 TS에서의 간섭의 현재 수신 레벨의 인코딩을 포함하는 DSSS를 이용하여 최대 전력으로 처음에 REQ를 송신한다.

응답으로, TS(4), 목적지는 도 3에 도시된 바와 같이 REP 메시지를 송신하고 TS(2)는 NCTS 메시지를 브로드캐스팅한다. 목적지 TS(4)는 수신 전력을 측정하고, 상호관계(reciprocity)에 기초하여 적합한 전력으로 그리고 수용될 수 있는 오차로 단지 상기 목적지까지 도달하기 위해 필요한 전력을 지시하기 위한 메시지를 이용하여 회신으로 REP 메시지를 시그널링한다. 영역 내 다른 수신기들도 REQ를 수신하고, 상기 REQ가 상기 다른 수신기들에 대한 간섭을 일으키는 경우(왜냐하면 간섭하기에 충분히 강력하고 그리고 상기 다른 수신기들이 자신들이 수신하길 원하는 무엇인가를 수신중이기 때문이다) 상기 다른 수신기들은 발신자에 도달하기 위해 필요한 최소 전력으로 역시 DSSS를 이용하여 NCTS 메시지를 회신으로 송신하는데, 상기 NCTS 메시지는 발신자가 수용될 수 없는 간섭을 유발하지 않으면서 전송하도록 허용되는 최대 전력을 알려주는 정보를 포함한다.

최종적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, TS(3)는 REP 및 NCTS 메시지에 포함된 데이터를 해석한다. TS(3)가 전송하도록 허용되는 최대 전력이 NCTS 메시지로부터 알려진다. 또한, TS(4)에 도달하기 위해 필요한 전력이 REP 메시지로부터 알려진다. 본 특정한 예시의 경우, TS(4)에 도달하기 위해 요구되는 전력이 NCTS 메시지로부터 설정되는 전력 한계치 미만이거나 상기 전력 한계치와 동일하게 결정되고, 그래서 TS(3)는 자유롭게 TS(4)에 전송한다. TS(1)와 TS(2) 사이 그리고 TS(3)와 TS(4) 사이에서 데이터의 동시적 전송이 수행되는 것을 도 4로부터 볼 수 있다. 따라서, 주파수의 공간적 재사용이 제1 링크의 동작을 위태롭게 할 위험 없이 가능해진다. 그렇지 않으면 간섭하게 될 수 있는 상이한 시스템들 사이의 통신에 제공하는 것은 물론, 본 방법은 임의의 시스템 내에서 간섭을 감소시키고 그래서 요구되는 중앙 제어의 정도를 감소시키기 위해 사용되기에 충분히 유연하거나, 또는 자신들에게 이용 가능한 대역폭을 더 이상 완전히 활용하지 않고 있는 종래 사용자들에 이미 할당된 스펙트럼 영역에서 새로운 사용자들의 문제점들을 다루기 에 충분히 유연하다.

정규 통신 버스트들은 수신기들이 NCTS 메시지를 송신하기 위하여 수신중인 상기 버스트를 단절할 수 있기에 충분한 코딩 또는 인터리빙이 이루어지도록 설계된다. TS가 NCTS를 송신하기 위하여 자신이 현재 원하는 메시지의 수신을 단절하는 경우, TS는 일시적으로 자신의 수신 동작을 대기시켜야 한다. 수신기는 디-인터리버에서의 후속 처리를 위한 데이터 버퍼와 순방향 오류 정정 오류 디코더에 이레이저들을 삽입한다. NCTS의 전송 완료 이후에, 수신기는 수신 동작을 다시 시작한다. 임의의 실제적 수신기의 경우, 상기 NCTS의 전송 이후에 로컬 발진기가 NCTS의 전송 이전의 자신의 동작에 의해 반송파 위상 코히어런트 하게 될 가능성이 거의 없다. 따라서, 상기 시스템 내에서 패킷들을 위해 사용된 전송 포맷은 수신이 이러한 코히어런스 없이 가능하도록 해야 한다. 이것은 다수의 방식에서 예를 들면 차동 위상 변조, 주파수 편이 변조(FSK), 최소 편이 변조(MSK) 등과 같은 비-코히어런트 변조를 이용함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 여러 '앰블들'이 임의의 버스트 내에서 제공될 수 있다 ― 통상적으로 정규 시스템의 버스트는 프리앰블 또는 중간앰블을 가질 수 있지만, 오버헤드와는 별개로, 하나 이상의 '앰블'이 제공될 수 없는 이유가 없다. 다중 앰블들에 대한 바람직한 배열은 프리앰블과 포스트앰블을 갖는 것일 수 있으며, 결과적으로 임의의 시점에 버스트로 전송하기 위하여 수신을 중지하는 것은 위상이 각각의 측에서 결정되는 것을 금지하지 않는다. 다중 중간앰블들이 사용되는 경우, 전송은 최종 앰블 이전의 임의의 지점에서 존재해야할 수도 있다. 다른 옵션은 공지된 반송파 위상 또는 진폭을 갖는 심볼들의 상대적으로 빈번한 삽입에 기초한 파일럿 심볼 보조 변조를 사용하는 것이다. 상기 옵션들 중 마지막 옵션이 바람직하다. 이것은 예를 들면 변조가 점점 인기를 얻고 있는 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)에 기초하는 시스템들에 적합할 수 있다.

REQ의 통지신호가 송신될 때 NCTS 거부신호를 송신하는 단말이 수신중인 메시지들을 위해 파운틴 코드(fountain code)들이 사용되는 경우, 상기 단말이 정수 개의 서브-패킷들 내에서, 바람직하게는 한 개의 자신의 거부신호를 전송하는 것이 최선이며, 그럼으로써 성공적으로 수신되는 서브-패킷들의 개수와 수신된 메시지를 정확하게 해석할 자신의 기회들을 최대화할 수 있다.

REP 메시지는 선택적으로, 두 개의 전력 레벨들 모두를, 즉 발신자가 현재 간섭 환경에서 목적지에 도달하기 위해 사용할 필요가 있는 전력; 및 간섭이 없을 경우 발신자가 목적지에 도달하기 위해 사용할 필요가 있는 전력을 나타내는 디지털 인코딩된 데이터를 포함할 수 있다. 부가하여, 목적지가 다른 TS로부터 원하는 전송신호를 수신하고 있는 동안에 REQ를 수신하는 경우, 상기 목적지는 이를 지시하는 변경된 REP 메시지를 송신한다. 또한, 상기 변경된 REP 메시지는 현재 메시지를 수신하기 위해 예상되는 잔여 시간을 포함할 수 있다.

발신자는 임의의 REP 및/또는 NCTS 메시지들을 수집한다. 발신자가 REP만을 수신하는 경우, 상기 발신자는 REP 메시지에서 특정된 최소 전력으로 목적지에 전송한다. 또한, 발신자가 하나 또는 그 이상의 NCTS 메시지들을 수신하는 경우, 상기 발신자는 자신이 수신했던 제약들의 최소치에 기초하여 전송을 위해 허용되는 최대 전력을 계산한다. 최대 허용 가능 전력이 REP 메시지를 통해 전달된 최소 전력 요구사항보다 크거나 그와 동일할 경우, TS는 상기 최소 전력으로 전송할 것이다. 그렇지 않다면, TS는 백오프(어쩌면 랜덤으로)를 수행할 것이고 다시 시도할 것이다. 대안적으로, TS는 요구되는 전송 전력이 허용 가능 간섭의 한계치 미만으로 낮아짐을 보장하기 위하여 감소된 데이터 전송 속도를 이용하여 전송하기로 결정할 수 있다.

TS는 다른 특정 TS가 간섭받지 않을 때 상기 다른 특정 TS에 도달하기 위해 필요한 최소 전력들에 대한 테이블을 구성할 수 있고, REQ를 송신하기 위한 자신들의 초기 레벨들로서 상기 전력들(또는 페이딩 또는 이동을 허용하기 위해 살짝 더 높은 전력들)을 사용할 수 있다. 이것은 NCTS 전송신호들의 발생을 감소시키도록 의도된다.

공평함을 이루기 위해, 소정의 TS가 임의의 소정의 TS에게 연속으로 NCTS를 송신할 수 있는 횟수에 대하여 최대 한계치가 설정될 수 있다. 대안적으로, TS에는 (특정한 TS로부터이든 또는 임의의 TS로부터이든) 일정 개수의 NCTS들이 수신된 이후에는 또는 일정 시간 이후에는 NCTS들을 무시하고서 다른 TS에 패킷을 전송하는 것이 허용된다.

주소(Add)를 갖는 TS에 의해 송신된 REQ 메시지가 하기의 필드들을 갖는 경우를 생각해보자 : Add, 상기 주소에서의 전송 전력 - TxPwr(Add), 상기 주소에서의 수신 간섭 - RxInt(Add), 목적지의 주소 - Dest. TxPwr와 RxInt가 데시벨 값들로서 인코딩되는 경우를 가정해보자. 주소(Dest)를 갖는 TS가 아닌 임의의 TS에 메시지가 수신되는 경우, 상기 TS가 현재 수신중이지 않다면 상기 TS는 전송신호를 무시할 것이다. 또한, TS가 수신중이지만 REQ가 허용될 수 없는 간섭을 유발하지 않는다면, 상기 TS는 전송신호를 무시할 것이다. 그러나, 적시에 지속된다면 허용될 수 없는 간섭을 유발할 수 있는 이러한 레벨로 REQ가 수신되는 경우, NCTS 메시지가 상기 TS에 의해 생성된다.

비-목적지 수신중인 TS는 REQ 메시지의 수신 신호 세기 - RxLev(REQ)를 측정한다. 상기 TS는 그런 다음 상기 수신 신호 세기를 REQ를 발신한 TS로부터의 경로 손실(PL)을 추정하기 위해 사용할 수 있고, 경로 손실(PL)은 하기와 같다 :

PL = TxPwr(Add) - RxLev(REQ).

상기 TS는 데이터 버스트를 수신하기 위해 요구되는 알려진 보호비(protection ratio), g(Data) 및 현재 데이터 신호의 알려진 수신 신호 레벨, RxLev(Data)에 기초하여 최대 허용 가능 간섭 전력을 계산할 수 있다. 따라서, 상기 최대 허용 가능 간섭 레벨(MaxInt)은 다음과 같다 :

MaxInt = RxLev(Data) - g(Data).

이를 이용함으로써, TS는 REQ의 발신자를 위해 최대로 허용되는 다음과 같은 전송 전력(MaxTx)을 계산할 수 있다 :

MaxTx = MaxInt + PL.

값(MaxTx)은 NCTS 메시지의 필드들 중에서 하나에 삽입된다. NCTS 메시지는 RxInt(Add) + g(NCTS) + PL로서 설정된 전력으로 전송되는데, 여기서 g(NCTS)는 NCTS 메시지의 수신을 위해 필요한 보호비이다(상기 보호비는 확산 이득으로 인해 음의 데시벨일 수 있다).

상기에 부가하여, 잘 알려진 '전송 전 청취' 프로토콜의 엘리먼트를 포함하기 위해 상기 프로토콜이 확장될 수 있다. 상기 프로토콜은 제한들을 갖는데, 그 이유는 상기 프로토콜이 종래 링크의 수신기보다 장래의 스펙트럼 공유자의 무선 환경을 감지하기 때문이다. 그러나, 그럼에도 불구하고, 상당한 비율의 경우들에서, 장래의 공유자의 영역에서의 강한 간섭의 출현이 채널이 상기 영역에서 사용중임을 지시하기가 용이하게 된다. 그러므로, REQ 전송신호를 송신하지 않기 위한 수신 신호 레벨 임계치가 종래의 '전송 전 청취' 프로토콜보다 더 높게 되는 프로토콜에 '전송 전 청취'의 엘리먼트를 도입하는 것이 유익할 수 있다. 상기 임계치를 설정함에 있어서 교환 조건은 한편으로 임계치가 너무 낮게 설정되는 경우 스펙트럼 공유를 위해 가능한 유용한 기회들을 낭비하는 것이고 다른 한편으로 유용한 데이터 전달을 유도하지 않는 너무 많은 REQ, REP 및 NCTS 메시지의 교환으로부터 발생되는 과도한 간섭 사이에 있다. 최적 임계치 레벨은 상기 두 효과들 사이의 중재안이다.

임계치는 NCTS들의 수신에 대한 측정치를 이용하고 전달된 데이터 패킷들의 개수 및 송신된 REQ들의 개수 사이의 비율과 바람직한 임계치를 비교함으로써 적응적으로 설정될 수 있다. 임계치는 여기서 또한 유용한데, 그 이유는 발신자에서의 수신 신호 세기가 높을 경우 REP 및 NCTS 메시지들로 자신에 도달하기 위해 전송하는데 더욱 높은 전력이 필요할 것이기 때문이다.

Claims

통신 단말들(1, 2, 3, 4) 사이의 간섭을 제어하는 방법으로서,

제1 단말(3)로부터 무선 네트워크를 통해 전송신호(transmission)를 전송하고자 하는 요구에 대한 통지신호(REQ)를 송신하는 단계;

수신 과정 중의 임의의 단말이 상기 통지신호에 대한 응답으로 거부신호(NCTS)를 송신하였는지의 여부를 상기 제 1 단말에서 결정하는 단계;

상기 제 1 단말에 거부신호가 수신되지 않은 경우, 상기 제 1 단말로부터 상기 전송신호를 송신하는 단계; 및

상기 제 1 단말에 거부신호가 수신되는 경우, 상기 제 1 단말에서 상기 전송신호의 전송 전력, 전송 속도 또는 스케쥴링 결정을 변경하는 단계를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 통지신호(REQ)는 상기 전송신호의 목적지(4)의 식별자를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 목적지(4)는 긍정응답신호(HEARD)를 상기 제1 단말(3)에 송신하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

정규 데이터 전송신호들이 순방향 오류 정정(FEC) 및 인터리빙을 사용하여 인코딩되는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

확산 스펙트럼이 상기 통지신호, 거부신호 또는 긍정응답신호 중에서 임의의 하나를 인코딩하기 위해 사용되는,

간섭 제어 방법.
제 5 항에 있어서,

다수의 인코딩된 거부신호들 사이의 식별이 랜덤 시간 오프셋들 또는 의사(pseudo)-랜덤 시간 오프셋들에 의해 적용되는,

간섭 제어 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 통지신호(REQ), 거부신호들(NCTS), 또는 긍정응답신호(HEARD) 중에서 임의의 하나가 짧은 확산 코드들, 긴 확산 코드들, 또는 긴 코드들과 오버레이된 짧은 코드들 중에서 임의의 하나를 사용하여 인코딩되는,

간섭 제어 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 짧은 코드들은 왈쉬-아다마르(Walsh-Hadamard) 코드들인,

간섭 제어 방법.
제 7 항에 있어서,

단일 특정 코드가 상기 통지신호(REQ) 및 긍정응답신호(HEARD) 중에서 하나를 위해 또는 각각을 위해 예약되고, 상기 거부신호(NCTS)가 모든 비-예약된 코드들로부터 랜덤으로 선택되는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

통신은 차분 변조(differential modulation); 다중 앰블들; 또는 파일럿 심볼들 중에서 하나의 포맷의 사용을 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 10 항에 있어서,

프리앰블 및 포스트앰블이 데이터 전송신호들에 적용되는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

목적지(4)는 메시지 수신 동안의 전송 수행으로 인해 이용될 수 없게 된 수신 변조 심볼들을 이레이저들로 대체하는,

간섭 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 목적지(4)는 단말, 단말들의 그룹, 또는 네트워크 중에서 하나를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 단말(3)은 자신의 통지신호(REQ)를 최대 전력으로 송신하는,

간섭 제어 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 통지신호(REQ)는 상기 제1 단말(3)의 주소; 상기 목적지(4)의 주소; 상기 통지신호를 송신하기 위해 사용된 전력 레벨; 및 상기 통지신호 송신시 상기 제1 단말에서의 간섭의 수신 레벨을 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 전력 레벨 및 간섭 레벨은 상기 제1 단말(3)에서의 전송된 전력 및 간섭을 나타내는 이진 시퀀스들로서 인코딩되는,

간섭 제어 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 긍정응답신호(HEARD)는 전력 제어를 사용하여 송신되는,

간섭 제어 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 긍정응답신호(HEARD)는 상기 목적지(4)가 통신신호를 수신하기 위해 요구되는 상기 제 1 단말(3)에서의 최소 전송 전력 레벨을 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 긍정응답신호(HEARD)는 상기 제1 단말(3)이 아닌 단말로부터 상기 목적지(4)에 송신중인 현재 메시지가 언제 완료되어 전송이 시작될 수 있는지에 대한 지시를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 단말(3)은 자신이 간섭 임계치를 초과하여서는 통지신호(REQ)를 송신하지 않게 될 상기 간섭 임계치를 설정하는,

간섭 제어 방법.
제 20 항에 있어서,

상기 임계치는 적응성 임계치인,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 단말(3)은 차후 통지신호를 위해 사용될 전력 레벨을 결정하기 위하여 변화하는 간섭 레벨들에서의 전송에 대한 성공 비율을 로그(log)하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변경 단계는 상기 전송 전력을 수신된 모든 거부신호들에서 지시된, 가장 낮은 최대치까지 감소시키는 단계를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변경 단계는 지연을 적용하는 단계와 상기 전송신호가 송신될 수 있는지의 여부를 확인하기 위해 상기 통지신호(REQ)를 재전송하는 단계를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 변경 단계는 무선을 통과하는 전송 속도를 감소시키는 단계를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

소정 시간 주기 내에서 임의의 단말(2)이 얼마나 자주 다른 단말(3)에 거부신호를 송신하여 전송을 금지할 수 있는지에 대한 한계치가 설정되는,

간섭 제어 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 변경 단계는 상기 전송 전력을 상기 목적지(4)에 의해 상기 목적지의 긍정응답신호에 지시된 레벨로 적응시키는 단계와 상기 레벨로 전송하는 단계를 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 거부신호(NCTS)는 거부한 단말(2)과의 간섭을 피하기 위해 상기 제1 단말(3)에서의 최대 허용 가능 전송 전력을 포함하는,

간섭 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 거부신호(NCTS)는 상기 제1 단말(3)과 상기 목적지(4)가 동작하는 시스템과는 상이한 시스템 내의 단말로부터 수신되는,

간섭 제어 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전송신호들은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 전송신호들인,

간섭 제어 방법.