KR101207615B1 - Node and controll method for receiving signal for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 분산 네트워크를 구성하는 노드 및 이의 신호 수신 제어 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 전체 통신 용량을 감소시키지 않으면서도 다수의 소스 노드-목적 노드 링크에서의 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 노드 및 이의 신호 수신 제어 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a node constituting a distributed network and a method for controlling signal reception thereof, and more particularly, to minimize interference at a plurality of source node-purpose node links without reducing overall communication capacity. It relates to a node and a method for controlling signal reception thereof.
도 1에 도시된 애드혹 네트워크와 같은 분산 네트워크에서, 소스 노드(SN: Source Node)와 목적 노드(DN: Destination Node)는 쌍을 이루어 통신을 수행한다. 즉, 하나의 소스 노드는 하나의 목적 노드를 타겟 노드로 하여 무선 신호를 전송한다. 이 때, 소스 노드에서 전송된 무선 신호는 자신과 쌍을 이루는 목적 노드에서는 원하는 무선신호로서 수신되지만, 자신과 쌍을 이루지 않는 다른 목적 노드에서는 간섭으로 작용한다. In a distributed network such as the ad hoc network shown in FIG. 1, a source node (SN) and a destination node (DN) are paired to perform communication. That is, one source node transmits a radio signal using one target node as a target node. At this time, the radio signal transmitted from the source node is received as a desired radio signal in the target node paired with itself, but acts as an interference in another target node not paired with itself.
예를 들어, SN1과 DN1이 쌍을 이루고, SN2와 DN2가 다른 하나의 쌍을 이루어 통신이 수행되는 경우, SN1에서 전송된 무선 신호는 DN2에서 간섭으로 작용하며, SN2에서 전송된 무선 신호는 DN1에서 간섭으로 작용한다. For example, when communication is performed by pairing SN1 and DN1, and pairing SN2 and DN2 with each other, the radio signal transmitted from SN1 acts as interference at DN2, and the radio signal transmitted from SN2 is DN1. Acts as interference in
이러한 간섭을 방지하기 위해, 종래에는 SN1과 SN2가 상호간에 정보를 교환함으로써 동시에 무선 신호를 전송하지 않도록 설정하여(즉, 시간을 나누어 서로 번갈아 가면서 무선 신호를 전송하도록 함으로써) 간섭 현상을 최소화하였다. In order to prevent such interference, conventionally, the SN1 and the SN2 exchange information with each other so as not to transmit a radio signal at the same time (that is, by transmitting time alternately with each other to minimize the interference).
그러나, 상기한 종래 기술은 SN1과 SN2가 상호간의 정보를 교환하는데 추가적인 비트를 사용하여야 했으며, 이에 따라 전체 통신 용량이 감소되는 문제점이 있었다. However, the above-described prior art had to use an additional bit for SN1 and SN2 to exchange information with each other, thereby reducing the overall communication capacity.
한편, 분산 네트워크에서의 협력 전송 기법에 따르면, 제1 시간 구간에서 소스 노드는 자신과 가까이 위치하고 있는 협력 노드(CN: Cooperative Node)들로 무선 신호를 먼저 전송하고, 제2 시간 구간에서 소스 노드와 협력 노드는 제1 시간 구간에서 전송한 무선 신호와 동일한 무선 신호를 동시에 목적 노드로 전송한다. Meanwhile, according to a cooperative transmission scheme in a distributed network, a source node first transmits a radio signal to cooperative nodes (CNs) located close to itself in a first time interval, and then communicates with a source node in a second time interval. The cooperative node simultaneously transmits the same radio signal to the destination node as the radio signal transmitted in the first time interval.
그러나, 이러한 협력 통신 기법에 따른 무선 신호의 전송에 있어서도 앞서 설명한 바와 같은 간섭 현상이 발생한다. 일례로, SN1으로부터 데이터를 수신한 CN1이 DN1으로 전송하는 신호는 DN2에서 간섭으로 작용하게 되는 문제점이 발생한다. However, the interference phenomenon as described above also occurs in the transmission of a radio signal according to such a cooperative communication technique. For example, a signal that CN1 receiving data from SN1 transmits to DN1 may cause interference in DN2.
따라서, 협력 통신 기법에 따른 무선 신호의 전송에 있어서도 간섭이 최소화되도록 소스 노드와 협력 노드의 신호 전송을 스케쥴링할 필요성이 있다. Therefore, there is a need to schedule signal transmission between the source node and the cooperative node so that interference is minimized even in the transmission of the radio signal according to the cooperative communication technique.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 전체 통신 용량을 감소시키지 않으면서도 다수의 소스 노드-목적 노드 링크에서의 간섭을 최소화할 수 있도록 하는 노드 및 이의 신호 수신 제어 방법을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a node and its signal reception control method that can minimize the interference in a plurality of source node-purpose node link without reducing the overall communication capacity I would like to.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 분산 네트워크를 구성하는 노드의 신호 수신 제어 방법에 있어서, i번째 시간 구간(i는 1 이상의 정수임)에서 상기 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 상기 분산 네트워크 내의 상기 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량을 산출하는 단계; 상기 통신 용량이 기 설정된 임계 통신 용량보다 작은 경우, 간섭 신호를 생성하는 단계; i+1번째 시간 구간에서 상기 무선 신호를 수신하지 않고, 상기 간섭 신호를 브로드캐스트하는 단계; 및 i+2번째 시간 구간부터 상기 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하는 단계를 포함하는 노드의 신호 수신 제어 방법이 제공된다. According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object, in the signal reception control method of a node constituting a distributed network, transmitting from the source node of the node in the i th time interval (i is an integer of 1 or more) Receiving a wireless signal comprising a first signal transmitted and a second signal transmitted from at least one other node other than the source node in the distributed network; Calculating a communication capacity of a link between the node and the source node using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal; Generating an interference signal when the communication capacity is less than a preset threshold communication capacity; broadcasting the interference signal without receiving the wireless signal in an i + 1th time interval; And repeating reception and non-reception of the radio signal from an i + 2 th time period.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 분산 네트워크를 구성하는 노드의 신호 수신 제어 방법에 있어서, i번째 시간 구간(i는 1 이상의 정수임)에서 상기 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 상기 분산 네트워크 내의 상기 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 i번째 시간 구간에서 수신된 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 i번째 시간 구간에서의 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량(i번째 통신 용량)을 산출하는 단계; i+a번째 시간 구간(a는 1 이상의 정수임)에서 상기 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 i+a번째 시간 구간에서 수신된 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 i+a번째 시간 구간에서의 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량(i+a번째 통신 용량)을 산출하는 단계; 및 상기 i번째 통신 용량과 상기 i+a번째 통신 용량 사이의 변화율이 기 설정된 통신 용량 변화율보다 큰 경우, i+a+1번째 시간 구간부터 상기 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하는 단계를 포함하는 노드의 신호 수신 제어 방법이 제공된다. Further, according to another embodiment of the present invention, in the method for controlling signal reception of a node constituting a distributed network, the first signal transmitted from a source node of the node and the first signal in an i th time interval (i is an integer of 1 or more) Receiving a wireless signal including a second signal transmitted from one or more other nodes other than the source node in a distributed network; The communication capacity of the link between the node and the source node in the i-th time interval by using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal received in the i-th time interval (i-th communication capacity) Calculating; receiving the wireless signal in an i + ath time interval (a is an integer of 1 or more); The communication capacity of the link between the node and the source node in the i + a-th time interval by using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal received in the i + a-th time interval (i calculating a + a th communication capacity; And repeating reception and non-reception of the radio signal from an i + a + 1th time interval when a change rate between the i th communication capacity and the i + a th communication capacity is greater than a preset communication capacity change rate. A signal reception control method of a node is provided.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 분산 네트워크를 구성하는 노드에 있어서, i번째 시간 구간(i는 1 이상의 정수임)에서 상기 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 상기 분산 네트워크 내의 상기 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하는 수신부; 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량을 산출하는 통신 용량 산출부; 상기 통신 용량이 기 설정된 임계 통신 용량보다 작은 경우, 간섭 신호를 생성하는 간섭 신호 생성부; 및 i+1번째 시간 구간에서 상기 간섭 신호를 브로드캐스트하는 전송부를 포함하되, 상기 수신부는 상기 i+1번째 시간 구간에서 상기 무선 신호를 수신하지 않으며, i+2번째 시간 구간부터 상기 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하는 노드가 제공된다. Further, according to another embodiment of the present invention, in a node constituting a distributed network, a first signal transmitted from a source node of the node and the first signal transmitted in the i-th time interval (i is an integer of 1 or more) A receiver configured to receive a radio signal including a second signal transmitted from one or more other nodes other than the source node; A communication capacity calculator configured to calculate a communication capacity of a link between the node and the source node by using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal; An interference signal generator for generating an interference signal when the communication capacity is smaller than a preset threshold communication capacity; And a transmitter configured to broadcast the interference signal in an i + 1th time interval, wherein the receiver does not receive the wireless signal in the i + 1th time interval, and from the i + 2th time interval, A node is provided that repeats receiving and not receiving.
본 발명에 따르면, 전체 통신 용량을 감소시키지 않으면서도 다수의 소스 노드-목적 노드 링크에서의 간섭을 최소화할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to minimize interference in multiple source node-purpose node links without reducing overall communication capacity.
도 1은 분산 네트워크의 일반적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 분산 네트워크 내에서의 노드들의 신호 송수신 동작의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 네트워크를 구성하는 노드의 신호 수신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산 네트워크를 구성하는 노드의 신호 수신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다.1 is a diagram illustrating a general configuration of a distributed network.
2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a node according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are diagrams for describing a concept of a signal transmission / reception operation of nodes in a distributed network according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating the overall flow of a method for controlling signal reception of a node constituting a distributed network according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating the overall flow of a method for controlling signal reception of a node constituting a distributed network according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a node according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노드(200)는 분산 네트워크를 구성하는 다수의 노드 중 목적 노드로서 동작 가능한 임의의 노드를 의미하는 것으로서, 수신부(210), 통신 용량 산출부(220), 간섭 신호 생성부(230) 및 전송부(240)를 포함한다. 이 때, 목적 노드로 동작 가능한 분산 네트워크 내의 다른 노드 역시 본 발명의 일 실시예에 따른 노드(200)와 동일한 구성을 가질 수 있다.Referring to FIG. 2, a
그리고, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 노드(200)를 "제1 목적 노드(200)"로, 노드(200)와 쌍을 이루는 소스 노드를 "제1 소스 노드"로 칭하기로 한다. In the following description, for convenience of description, the
각 구성 요소 별 기능을 설명하면 아래와 같다. The function of each component is as follows.
수신부(210)는 외부로부터 전송되는 무선 신호를 수신한다. 보다 상세하게, 수신부(210)는 시간 구간 별로 무선 신호를 수신한다. The
이 때, 수신되는 무선 신호에는 제1 소스 노드로부터 전송된 신호 및 제1 소스 노드가 아닌 분산 네트워크 내의 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 신호가 포함되어 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 신호는 제1 소스 노드에서 전송된 신호에 대해 간섭으로 작용한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 특정 목적 노드가 자신과 쌍을 이루는 소스 노드로부터 수신하는 신호를 "제1 신호"라 칭하고, 소스 노드가 아닌 노드로부터 수신하는 신호(즉, 간섭으로 작용하는 신호)를 "제2 신호"라 칭하기로 한다. In this case, the received radio signal includes a signal transmitted from a first source node and a signal transmitted from one or more other nodes in a distributed network other than the first source node, and as described above, transmitted from one or more other nodes. The signal acts as interference to the signal transmitted at the first source node. Hereinafter, for convenience of description, a signal received by a specific target node from a source node paired with it is referred to as a "first signal", and is a signal received from a node other than the source node (that is, a signal acting as an interference). Will be referred to as the "second signal".
일례로서, 제1 소스 노드가 단독으로 제1 신호를 전송하는 경우, 수신부(210)를 통해 수신되는 무선 신호는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
As an example, when the first source node transmits the first signal by itself, the wireless signal received through the
여기서, 는 수신된 무선 신호, 는 제1 소스 노드에서 제1 신호를 전송하는데 소비된 전력(Power), 는 제1 소스 노드와 제1 목적 노드(200) 사이의 차원의 채널 매트릭스, 는 제1 소스 노드, 제1 목적 노드(200) 및 하나 이상의 다른 노드에 구비된 안테나의 개수, ()는 제1 소스 노드에서의 차원의 전송 가중치 벡터, ()는 제1 소스 노드에서 전송되는 제1 신호의 심볼, 는 차원의 잡음 벡터, 는 차원의 간섭 신호에 대한 벡터를 각각 의미한다. 이 때, 는 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. here, Is the received wireless signal, Is the power consumed to transmit the first signal at the first source node, Is between the first source node and the
여기서, 는 상기 하나 이상의 다른 노드의 집합, 는 하나 이상의 다른 노드 중 j번째 다른 노드에서 제2 신호를 전송하는데 소비된 전력, 는 j번째 다른 노드와 제1 목적 노드(200) 사이의 차원의 채널 매트릭스, ()는 j번째 다른 노드에서 전송된 제2 신호를 각각 의미한다. here, Is a set of one or more other nodes, Is the power consumed to transmit the second signal in the j-th other node of the one or more other nodes, Is between the j th other node and the
다음으로, 통신 용량 산출부(220)는 각 시간 구간에서 수신된 무선 신호에 포함된 제1 신호 및 제2 신호의 수신세기를 이용하여 제1 목적 노드(200)와 제1 소스 노드 간의 링크의 통신 용량을 산출한다. 통신 용량은 제1 목적 노드(200)가 제1 소스 노드로부터 제1 신호를 얼마나 효율적으로 수신하는지를 나타내는 파라미터이다. Next, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신 용량은 제1 신호의 수신세기에 비례하고, 제2 신호의 수신세기와 반비례할 수 있다. 일례로서, 통신 용량은 아래의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the communication capacity may be proportional to the reception strength of the first signal and inversely proportional to the reception strength of the second signal. As an example, the communication capacity may be expressed as
여기서, 는 통신 용량, 는 수신부(210)를 통해 수신된 무선 신호의 SINR(Signal to Interference Noise Ratio)를 각각 의미하며, 는 아래의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
here, Is the communication capacity, Denotes a Signal to Interference Noise Ratio (SINR) of the wireless signal received through the
여기서, 는 제1 목적 노드(200)에서 수신된 무선 신호를 복원하는데 사용되는 가중치 벡터로서, 와 는 를 특이값 분해(SVC: Singular Value Decomposition)하여 획득될 수 있다. 이 때, 와 는 유니터리 매트릭스(Unitary Matrix)이고, 는 의 특이값(Singular Value)를 원소로 가지는 대각 매트릭스(Diagonal Matrix)이다. 만약, 이고, 라면, 는 가 되고, 은 의 가장 큰 특이값이 된다. here, Is a weight vector used to recover the radio signal received at the
또한, 및 는 각각 아래의 수학식 5와 같이 표현된다.
Also, And Are each represented by Equation 5 below.
계속하여, 간섭 신호 생성부(230)는 통신 용량 산출부(220)에서 산출된 링크의 통신 용량에 기초하여 선택적으로 간섭 신호를 생성한다. 보다 상세하게, 간섭 신호 생성부(230)는 산출된 통신 용량이 기 설정된 임계 통신 용량보다 작은 경우에 간섭 신호를 생성한다. 여기서, 간섭 신호는 제1 목적 노드(200)가 자신과 제1 소스 노드 간의 링크의 통신 용량이 낮은 상황임을 인접한 노드들로 알리기 위한 신호이다. Subsequently, the
일례로서, 분산 네트워크가 도 3의 상단에 도시된 바와 같이 구성되고, 제1 소스 노드 및 제1 목적 노드(200)가 각각 SN1 및 DN1과 대응되는 경우, i번째 시간 구간에서 DN1은 SN1으로부터 제1 신호를 수신함과 동시에 다른 소스 노드인 SN2로부터 제2 신호를 수신한다. 이 때, DN1은 SN2와 인접하여 위치하므로, SN1으로부터 수신되는 제1 신호는 SN2로부터 수신되는 제2 신호에 의해 강한 간섭을 받게 되며, 이에 따라 SN1과 DN1 간의 링크의 통신 용량은 낮은 값을 가지게 된다. As an example, if a distributed network is configured as shown at the top of FIG. 3, and the first source node and the
다른 일례로서, 분산 네트워크가 도 4의 상단에 도시된 바와 같이 구성되고, 제1 소스 노드 및 제1 목적 노드(200)가 각각 SN1 및 DN1과 대응되는 경우, i번째 시간 구간에서 DN1은 SN1으로부터 제1 신호를 수신함과 동시에 다른 소스 노드인 SN2로부터 제2 신호를 수신한다. 이 때, DN1은 SN2로부터 떨어져 위치하므로 SN2로부터 전송되는 제2 신호에 의한 간섭 영향은 작지만, SN1과도 떨어져서 위치하므로 신호 감쇄에 의해 SN1으로부터 수신되는 제1 신호의 수신세기는 작은 값을 가지게 된다. 따라서, 이러한 경우에도 SN1과 DN1 간의 링크의 통신 용량은 낮은 값을 가지게 된다.As another example, if a distributed network is configured as shown at the top of FIG. 4, and the first source node and the
이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 목적 노드(200)가 i번째 시간 구간에서 간섭 신호를 생성한 것으로 가정하여 설명한다. Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the
계속하여, 제1 목적 노드(200)는 i번째 시간 구간의 다음 시간 구간인 i+1번째 시간 구간에서 수신부(210)를 통해 무선 신호를 수신하지 않으며, 전송부(240)를 통해 간섭 신호를 브로드캐스트한다. Subsequently, the
이 후, 제1 목적 노드(200)는 i+2번째 시간 구간부터 수신부(210)를 통한 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하여 수행한다. 그리고, 제1 소스 노드는 제1 목적 노드(200)에서의 무선 신호의 수신 및 비수신과 상응되도록 제1 신호의 전송 및 비전송을 반복한다. 다시 말해, i+2번째 시간 구간에서부터 제1 소스 노드 와 제1 목적 노드(200) 간의 링크는 반복적으로 온/오프(on/off)된다. 예를 들어, 제1 소스 노드 및 제1 목적 노드(200)는 짝수번째 시간 구간에서는 무선 신호를 전송/수신하고, 홀수번째 시간 구간에서는 무선 신호를 비전송/비수신할 수 있다.Thereafter, the
한편, 브로드캐스트된 간섭 신호는 i+1번째 시간 구간에서 자신들의 소스 노드로부터 무선 신호를 수신하는 다른 목적 노드에서 간섭으로 작용하게 되며, 이에 따라 다른 목적 노드에서의 통신 용량 역시 변화하게 된다. On the other hand, the broadcast interference signal acts as interference at other destination nodes that receive radio signals from their source nodes in the i + 1th time interval, and thus communication capacity at other destination nodes is also changed.
예를 들어, 도 3의 일례에서, 도 3의 하단에 도시된 바와 같이 i+1번째 시간 구간에서 DN1이 간섭 신호를 브로드캐스트함과 동시에 SN1이 제1 신호를 전송하지 않는 경우, 다른 목적 노드인 DN2는 SN1보다 DN1과 더 가깝게 위치하므로, i+1번째 시간 구간에서 DN2가 받는 간섭의 크기는 i번째 시간 구간에서보다 증가하게 된다. For example, in the example of FIG. 3, when DN1 broadcasts an interference signal and SN1 does not transmit the first signal in the i + 1 th time interval as shown at the bottom of FIG. 3, another destination node. Since DN2 is located closer to DN1 than SN1, the amount of interference received by DN2 in the i + 1 th time interval is increased than in the i th time interval.
또한, 도 4의 일례에서, 도 4의 하단에 도시된 바와 같이 i+1번째 시간 구간에서 DN1이 간섭 신호를 브로드캐스트함과 동시에 SN1이 제1 신호를 전송하지 않는다면, 다른 목적 노드인 DN2는 DN1보다 SN1과 더 가깝게 위치하므로, i+1번째 시간 구간에서 DN2가 받는 간섭의 크기는 i번째 시간 구간에서보다 감소하게 된다.In addition, in the example of FIG. 4, if DN1 broadcasts the interference signal and SN1 does not transmit the first signal in the i + 1 th time interval as shown in the lower part of FIG. Since it is located closer to SN1 than DN1, the amount of interference received by DN2 in the i + 1 th time period is reduced than in the i th time period.
이와 같이, 다른 목적 노드에서 통신 용량이 변화하는 경우, 해당 다른 목적 노드는 인근 목적 노드인 제1 목적 노드(200)에서 간섭 신호를 브로드캐스트한 사실 및 제1 소스 노드 및 제1 목적 노드(200)가 i+2번째 시간 구간부터 무선 신호의 전송/수신 및 비전송/비수신을 반복하여 수행하는 사실을 인지하게 된다. 따라서, 다른 목적 노드 및 이의 소스 노드는 제1 소스 노드 및 제1 목적 노드(200) 간의 신호 송수신과 겹치지 않도록 신호를 송수신하여 간섭에 의한 통신 용량의 감소를 최소화한다. As such, when the communication capacity is changed in another destination node, the other destination node broadcasts the interference signal from the
정리하면, 제1 목적 노드(200)와 인접한 다른 목적 노드는 각 시간 구간에서 자신의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 자신의 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하고, 각 시간 구간에서 제1 신호의 수신세기 및 제2 신호의 수신세기를 이용하여 자신의 소스 노드와의 링크의 통신 용량을 산출한다. 이 때, 상기 다른 목적 노드는 i번째 시간 구간에서 산출된 통신 용량(i번째 통신 용량)과 i+a번째 시간 구간(a는 1 이상의 정수임)에서 산출된 통신 용량(i+a번째 통신 용량) 사이의 변화율(증가율 내지 감소율)이 기 설정된 통신 용량 변화율 비율보다 큰 경우, i+a+1번째 시간 구간부터 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복할 수 있다. 그리고, 상기 다른 목적 노드의 소스 노드는 상기 다른 목적 노드의 무선 신호의 수신/비수신과 상응되도록 제1 신호의 전송/비전송을 반복할 수 있다. 이에 따라 제1 소스 노드/제1 목적 노드(200) 사이의 신호의 송수신은 다른 소스 노드/다른 목적 노드 사이의 신호의 송수신과 겹치지 않게 된다. In other words, another target node adjacent to the
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분산 네트워크를 구성하는 소스 노드들은 서로 간에 신호 전송에 대한 스케쥴링 정보를 교환하지 않더라도 서로 겹치지 않도록 신호를 전송할 수 있게 되므로, 전체 통신 용량을 감소시키지 않으면서도 개별적인 링크에서의 간섭을 최소화할 수 있는 장점이 있다. As described above, according to an embodiment of the present invention, source nodes constituting the distributed network can transmit signals so that they do not overlap with each other even if they do not exchange scheduling information for signal transmission with each other, thereby reducing overall communication capacity. This has the advantage of minimizing interference on individual links without the need to do so.
한편, 상기에서 설명한 제1 목적 노드(200)의 동작은 다른 목적 노드에서도 동일하게 수행될 수 있으며, 다른 목적 노드의 동작 역시 제1 목적 노드(200)에서 동일하게 수행될 수 있다. 아래의 표 1은 이러한 목적 노드의 동작 알고리즘을 정리한 표이다.
Meanwhile, the operation of the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 소스 노드는 하나 이상의 협력 노드와 서로 협력하여 제1 목적 노드(200)로 신호를 전송할 수 있다. 다시 말해, 홀수번째 시간 구간에서 하나 이상의 협력 노드는 제1 소스 노드로부터 제1 신호를 수신하며, 짝수번째 시간 구간에서 제1 소스 노드는 제1 목적 노드(200)로 제1 신호를 전송하고, 하나 이상의 협력 노드는 제1 소스 노드로부터 수신한 제1 신호를 제1 목적 노드로 전달할 수 있다. 이하, 협력 노드가 전달하는 제1 신호를 "제3 신호"라 칭하기로 한다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the first source node may transmit a signal to the
이 경우, 하나 이상의 협력 노드에서 전송된 신호에 대한 수신 신호()는 아래의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
In this case, the received signal for a signal transmitted from one or more cooperating nodes ( ) May be expressed as Equation 6 below.
여기서, 는 제1 목적 노드(200)와 협력 노드 사이의 차원의 채널 매트릭스, 는 차원의 잡음 벡터, 는 차원의 간섭 신호에 대한 벡터이다. 이 때, 는 아래의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
here, Is between the
여기서, 는 j번째 다른 노드와 제1 협력 노드 사이의 차원의 채널 매트릭스를 의미한다. here, Is between the j th other node and the first cooperating node The channel matrix of the dimension.
따라서, 제1 소스 노드와 하나 이상의 협력 노드가 협력하여 제1 신호 및 제3 신호를 전송하는 경우, 수신부(210)를 통해 수신되는 무선 신호()는 아래의 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
Therefore, when the first source node and the one or more cooperating nodes cooperate to transmit the first signal and the third signal, the radio signal received through the receiver 210 ( ) May be expressed as Equation 8 below.
여기서, 은 링크 l에서의 협력 노드의 개수, 는 협력 노드에서 제3 신호를 전송하는데 소비된 전력, 는 협력 노드와 제1 목적 노드(200) 사이의 차원의 채널 매트릭스, 는 협력 노드에서의 차원의 가중치 매트릭스를 의미한다. 그리고, 는 아래의 수학식 9와 같이 표현되는 일반화 항을 의미한다.
here, Is the number of cooperating nodes on link l , Is the power consumed to transmit the third signal at the cooperating node, Is between the cooperative node and the
여기서,이고, 이다. here, ego, to be.
그리고, 제1 소스 노드와 제1 협력 노드가 협력하여 제1 신호 및 제3 신호를 제1 목적 노드(200)로 전송한 경우, 통신 용량 산출부(220)는 제3 신호의 수신세기를 더 이용하여 통신 용량을 산출할 수 있다. 이 경우, 통신 용량은 제1 신호의 수신세기 및 제3 신호의 수신세기와는 비례하고, 제2 신호의 수신세기와는 반비례할 수 있다. In addition, when the first source node and the first cooperative node cooperate to transmit the first signal and the third signal to the
또한, 하나 이상의 협력 노드를 이용하여 신호의 송수신을 수행하는 경우, i+2번째 시간 구간 이후 제1 목적 노드(200)가 무선 신호를 수신하지 않는 시간 구간에서 제1 소스 노드는 약한 전송 전력으로 제1 신호를 하나 이상의 협력 노드로 전달하고, i+2번째 시간 구간 이 후 제1 목적 노드(200)가 무선 신호를 수신하는 시간 구간에서 제1 소스 노드 및 하나 이상의 협력 노드는 협력하여 제1 신호 및 제3 신호를 제1 목적 노드(200)로 전송한다. In addition, when transmitting and receiving a signal using one or more cooperative nodes, the first source node is a weak transmission power in a time interval in which the
이하에서는 도 5를 참조하여 제1 소스 노드와 하나 이상의 협력 노드가 서로 협력하여 제1 신호 및 제3 신호를 전송하는 동작을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, an operation of transmitting the first signal and the third signal by cooperating with the first source node and the one or more cooperative nodes will be described in more detail with reference to FIG. 5.
1. 제1 소스 노드와 하나 이상의 협력 노드에 대한 전송 전력 할당1. Transmission power allocation for the first source node and one or more cooperating nodes
하나 이상의 협력 노드들이 동일한 전송 전력으로 제3 신호를 전송하는 것으로 가정하고, 분산 네트워크 내의 모든 노드들이 하나의 안테나를 구비하는 것으로 가정하면, 제1 목적 노드(200)에서 수신되는 무선 신호는 아래의 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.
Assuming that one or more cooperating nodes transmit a third signal at the same transmit power, and assume that all nodes in the distributed network have one antenna, the wireless signal received at the
여기서, 수학식 10의 각 파라미터들은 상기의 수학식 1 내지 9 내의 다중 안테나와 관련된 파라미터들을 하나의 안테나를 대상으로 한 파라미터로 변형한 것으로서, , , , , , , , , , 의 관계가 성립한다. Here, each parameter of Equation 10 is modified by the parameters related to the multiple antennas in
신호 이득을 최대화하기 위해, , 및 의 관계가 성립하는 것으로 가정하면, 제1 목적 노드(200)에서 수신된 무선 신호의 SINR은 아래의 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.
To maximize signal gain, , And If it is assumed that the relationship is true, the SINR of the radio signal received at the
여기서,이고, 이다. here, ego, to be.
만약, 가 상수 의 값을 가지면, 수신된 무선 신호의 SINR 값은 함수 로 정의될 수 있으며, SINR을 최대화하기 위한 최적화 문제는 아래의 수학식 12와 같이 표현될 수 있다.
if, Is a constant With a value of, the SINR value of the received radio signal is a function The optimization problem for maximizing SINR may be expressed as Equation 12 below.
여기서, 는 상수인 전송 전력 파워를 의미하며, 상기한 수학식 12의 최적화 문제에 대한 라그랑지안 함수(Lagrangian Function)는 아래의 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.
here, Denotes a constant transmit power power, and the Lagrangian function for the optimization problem of Equation 12 may be expressed as Equation 13 below.
KKT(karush-Kuhn-Tucker) 조건에 따르면, 와 의 Local Maximum 값을 찾기 위한 , 및 가 존재하며, 이는 아래의 수학식 14를 통해 산출될 수 있다.
According to the Krush-Kuhn-Tucker (KKT) condition, Wow To find the Local Maximum value of , And Is present, which may be calculated through Equation 14 below.
여기서,및 는 아래의 수학식 15와 같이 표현될 수 있다.
here, And May be expressed as in Equation 15 below.
여기서, 이고, 이다. here, ego, to be.
KKT 조건은 , , 및 의 관계가 성립할 때 만족된다. KKT conditions , , And Is satisfied when the relationship is established.
제1 소스 노드 및 하나 이상의 협력 노드의 최적의 전송 전력인 및 는 도 5에 도시된 바와 같이 4가지 case로 분류될 수 있다. 보다 상세하게, 도 5의 상단은 협력 노드의 개수가 하나인 경우의 전송 전력 할당 영역을 도시하고 있고, 도 5의 하단은 협력 노드의 개수가 2 이상인 경우의 전송 전력 할당 영역을 도시하고 있다. 각 case에 대해 보다 상세하게 설명하면 아래와 같다. Is the optimal transmit power of the first source node and one or more And 5 may be classified into four cases as shown in FIG. 5. More specifically, the upper part of FIG. 5 shows a transmission power allocation area when the number of cooperative nodes is one, and the lower part of FIG. 5 shows a transmission power allocation area when the number of cooperative nodes is two or more. Each case is described in more detail below.
먼저, case 1의 경우, 이므로, 아래의 수학식 16과 같은 관계가 성립한다.
First, in
따라서, 이면, 최적의 전송 전력은 각각 및 로 설정된다. therefore, If the optimal transmission power And .
다음으로, case 2의 경우, 이므로, 아래의 수학식 17과 같은 관계가 성립한다.
Next, in
따라서, 이면, 최적의 전송 전력은 각각 및 로 설정된다. therefore, If the optimal transmission power And .
계속하여, case 3의 경우, 이고, 이면, 이고 일 때 KKT 조건이 만족된다. 따라서, 의 관계가 성립하고, 최적의 전송 전력을 산출하기 위한 수식은 아래의 수학식 18과 같이 표현된다.
Go ahead, in
이 때, 상기한 수학식 18에 대한 근사치의 해를 구하기 위해, 함수 를 아래의 수학식 19와 같이 정의한다.
In this case, in order to find an approximation solution to the above equation (18), the function Is defined as in Equation 19 below.
만약, 가 0에 가깝다면, 가 최적 전송 전력 값인 에 근접하게 된다. 반면에, 가 큰 양수 또는 큰 음수의 값을 가진다면, 는 에서 멀어지게 된다. if, If is close to 0, is the optimal transmit power value. Close to. On the other hand, Is a large positive or large negative value, The Away from
그리고, 도 5의 상단을 참조하면, 는 와 에 위치한다. 즉, 는 case 1과 case 2 사이에 존재한다. And, referring to the top of Figure 5, The Wow Located in In other words, Is between
이 때, 이면 는 case 1의 최적값인 에서는 가까이 위치하고, case 2의 최적값인 에서는 멀리 위치한다. 이는 case 1과 case 2 각각의 최적값은 서로 반대쪽 끝에 위치하기 때문이다. At this time, If Is the optimal value for
그러므로, 이면, 는 case 1의 최적값인 와 가까워지고, 이면, 는 case 2의 최적값인 와는 가까워지나 와는 멀어진다. therefore, If so, Is the optimal value for
따라서, 최적의 전송 전력 할당을 위한 함수는 아래의 수학식 20과 같이 구성될 수 있다.
Therefore, the function for optimal transmission power allocation may be configured as shown in Equation 20 below.
여기서, 는 의 추정값이고(0 이상 이하의 값을 가짐), 은 상수이며, 이고, 이며, 이고, 이다. here, The Is an estimate of (zero or greater) Has the following values), Is a constant, ego, Is, ego, to be.
추정된 전송 전력 는 이 0에 가까워질수록, 그리고 가 감소할수록 증가한다. 또한, 추정된 전송 전력 는 가 0에 가까울수록 감소한다. Estimated transmit power The Is closer to zero, and Increases with decreasing. In addition, the estimated transmit power The Decreases as 0 approaches zero.
또한, 일 때, 가 로 결정되면, 는 를 만족하지만 를 만족하지는 못한다. 따라서, 일 경우 전송 전력 할당값을 조정할 필요가 있다. Also, when, end Once determined, The But satisfy It is not satisfied. therefore, In this case, it is necessary to adjust the transmission power allocation value.
위와 같은 전송 전력 설정의 제약을 고려하여 는 를 이용하여 로 설정된다. Considering the above limitations of the transmission power setting The Using .
그리고, 전송 전력 설정의 제약인 로 인해, 는 일 때, 가 되지 못한다. 따라서, 이 경우 의 제약이 성립한다. And, the constraint of the transmission power setting Due to, The when, Cannot be. Therefore, in this case The constraint of is established.
마찬가지로, 는 로 제약되며, 전송 전력 설정 제한인 로 인해, 일 때, 는 가 되지 못한다. 따라서, 이 경우, 가 된다. Likewise, The Is limited to the transmit power setting Due to, when, The Cannot be. So in this case, .
마지막으로, case 4의 경우, 이고, 이면, 이고 이다. 이 때, 는 영역 와 사이에 위치한다. 즉, 최적값 는 case 1에서의 최적값과 사이에 위치한다. Finally, in
그러므로,이면, 는 case 1의 최적값인 에 가까이 위치하고, 에서는 멀리 떨어져 위치한다. 왜냐하면, case 1의 최적점과 는 서로 반대편에 위치하기 때문이다. therefore, If so, Is the optimal value for
따라서,이면, 는 case 1의 최적값인 에서는 가까이 위치한다. 반면에 이라면, 는 에 가까이 위치하지만 에서는 멀리 떨어져 위치한다. therefore, If so, Is the optimal value for
또한, 이라면, 는 무한대 값으로 발산한다. 그러므로, (는 매우 작은 상수 값을 의미함)와 로 대체한다. 및 를 각각 및 로 다시 정의하면, 및 의 관계가 성립한다. 그리고, 상기에서 설명한 바와 같이 를 얻기 위해 함수를 사용하며, 를 이용하여 를 산출한다. Also, If Radiates to infinity. therefore, ( Means very small constant values) Replace with And Each And Redefine by And The relationship is established. And, as described above Use a function to get Using Calculate
아래의 표 2는 상기에서 설명한 최적의 전력 전송 할당 기법의 동작 알고리즘을 정리한 표이다.
Table 2 below summarizes the operation algorithm of the optimal power transfer allocation scheme described above.
2. 제1 소스 노드와 하나 이상의 협력 노드에 대한 빔 형성 기법2. Beamforming Techniques for the First Source Node and One or More Cooperative Nodes
제1 소스 노드 및 하나 이상의 전력 노드가 각각 다수의 안테나를 구비하는 경우, 제1 목적 노드(200)에서 수신된 무선 신호는 아래의 수학식 21과 같이 표현될 수 있다.
When each of the first source node and the one or more power nodes includes a plurality of antennas, the wireless signal received by the
그리고, 제1 소스 노드는 가중치 벡터를 이용하여 하나의 심볼을 전송한다. 따라서, 를 특이값 분해하면, 하나의 특이값이 매우 큰 값을 가지면, 제1 소스 노드와 제1 목적 노드(200) 사이의 통신 용량이 매우 큰 값을 가질 수 있게 된다. The first source node transmits one symbol using a weight vector. therefore, When singular value decomposition is performed, if one singular value has a very large value, the communication capacity between the first source node and the
그러므로, 와 의 m번째 행 벡터를 이용하여 가중치 매트릭스를 구성한다. 이를 통해, 의 m번째 특이값이 매우 큰 값을 가지게 된다. therefore, Wow A weight matrix is constructed using the m th row vector of. because of this, The mth singular value of is very large.
보다 상세하게, 이고, 이며, 과 을 와 의 m번째 행 벡터 및 열 벡터라고 하면, 는 로 구성된다. 여기서, 와 의 행 벡터 및 열 벡터는 서로 독립적이므로, 이고, ()의 관계가 성립한다. More specifically, ego, Is, and of Wow Let's say the mth row vector and column vector of The It consists of. here, Wow Since the row and column vectors of are independent of each other, ego, ( ) Relationship holds.
따라서, 를 와 의 m번째 행 벡터 및 열 벡터로 구성하면, m번째 대각 성분(diagonal) 값은 아래의 수학식 22와 같이 표현된다.
therefore, To Wow When the m-th row vector and the column vector are configured, the m-th diagonal component value is expressed by Equation 22 below.
그리고, 와 를 고려하여 를 아래의 수학식 23과 같이 정의한다.
And, Wow Considering Is defined as in Equation 23 below.
또한, 관련 가중치 벡터는 가 되며, 제1 목적 노드(200)에서 수신된 무선 신호는 아래의 수학식 24와 같이 다시 표현될 수 있다.
Also, the associated weight vector In this case, the wireless signal received by the
그리고 , 및 를 얻기 위해 에 대해 특이값 분해를 수행한다. 여기서, 와 는 유니터리 매트릭스(unitary matrix)이고, 는 의 대각 매트릭스(diagonal matrix)이다. And , And To get Perform singular value decomposition for. here, Wow Is the unitary matrix, The Is the diagonal matrix of.
와 를 의 가장 큰 특이값과 대응되는 와 의 열 벡터라 하면, 는 차원의 벡터이므로, 와 같이 2개의 차원의 벡터로 분리한다. 신호 합의 전력을 최대화하기 위하여 협력 노드로 제1 신호를 전송할 때에는 을 사용하고 제1 목적 노드(200)로 신호를 전송할 때는 를 사용한다. Wow To Corresponds to the largest singular value of Wow Suppose you have a column vector of The Since it is a vector of dimensions, As 2 Separate into dimension vectors. When transmitting the first signal to the cooperating node to maximize the signal sum power And transmit a signal to the
통신 용량 최대화를 위해 라 하면, 이고, 로 설정된다. To maximize communication capacity Say, ego, .
그러므로 제1 목적 노드(200)에서 수신된 무선 신호에 대한 SINR은 아래의 수학식 25와 같이 표현될 수 있다.
Therefore, the SINR for the radio signal received at the
여기서 는 수신 가중치 벡터이고, 이며. 이다. here Is the received weight vector, And to be.
상기에서 설명한 바와 같이 는 와 로 표현되며, 그리고 , 및 의 함수가 된다. As explained above The Wow Expressed as, and , And Becomes a function of.
와 를 구하기 위해서는 제1 소스 노드의 가중치 벡터와 제1 목적 노드(200)의 수신 가중치 벡터를 알아야 하고, 이는 반복 알고리즘(iterative algorithm)을 통해 산출될 수 있다. Wow In order to obtain, it is necessary to know the weight vector of the first source node and the received weight vector of the
그리고, SINR은 주어진 및 에 대해 의 함수로 표현될 수 있으므로, 최적화 문제는 를 최대화하는 문제로 정리될 수 있다. 이 때, 및 는 아래의 수학식 26과 같이 표현될 수 있다.
And SINR is given And About Can be expressed as a function of, so the optimization problem is Can be solved to maximize the problem. At this time, And May be expressed as Equation 26 below.
여기서, 이다. here, to be.
최적의 값을 구하기 위해서는 , , , 및 를 동시에 결정하여야 하며, 이는 아래의 표 3과 같은 알고리즘을 통해 수행될 수 있다. To find the optimal value , , , And It should be determined at the same time, this can be performed through the algorithm shown in Table 3 below.
상기의 표 3에서, , , , , , 및 는 반복 알고리즘을 진행하는 동안 산출되는 , , , , , 및 의 추정 값이다. In Table 3 above, , , , , , And Is computed during the iterative algorithm , , , , , And Is an estimated value.
를 구성하기 위해서는 에 대한 함수인 를 산출하여야 하며, 는 로부터 시작하여 추정된다. 이 때, 를 추정하기 위해, 를 사용하고, 및 와 같이 초기화를 수행한 후, 회 동안 반복 알고리즘을 수행한다. In order to construct Function for To be calculated, The Is estimated starting from At this time, To estimate Using, And After initialization, Perform an iterative algorithm for times.
먼저, , 및 를 이용하여 를 산출하며, 를 위해 를 특이값 분해한다. 여기서, 와 는 유니터리 매트릭스이고, 는 의 특이값을 원소로 가지는 대각 매트릭스이다. 그리고, 와 는 의 가장 큰 특이값과 대응되는 열 벡터이다. 또한, 과 같이 를 로 정의하면( 및 는 차원의 벡터임), , , 로 정의된다. 그리고, 는 를 이용하여 갱신된다. first, , And Using Yields, for Decompose the singular values. here, Wow Is the unitary matrix, The Diagonal matrix with singular values of as element. And, Wow The Is the column vector corresponding to the largest singular value of. Also, As To If defined as ( And The Is a vector of dimensions), , , . And, The Is updated using.
각 반복 단계에서, SINR 는 , , 및 를 이용하여 산출된다. 이에 따라, 가 산출된다. 그리고, 최초 전송 전력 값을 및 로 설정한다. In each iteration step, SINR The , , And It is calculated using Accordingly, Is calculated. And, the initial transmit power value And .
이 때, 이기 때문에, 이면, KKT 조건은 최초의 전송 전력 값을 유지시키며 , 만을 갱신하다. 반대로, 이면, KKT조건에 위배되며 최초의 전송 전력 값은 최적의 전송 전력 값이 아니게 되고, 반복을 통해 전송 전력 값을 낮추어야 한다. 따라서, , 로 전송 전력 값이 갱신된다(는 특정 상수 값으로서, 의 값을 가진다). At this time, Because , The KKT condition maintains the original transmit power value , Renew bay Contrary, In this case, the KKT condition is violated and the initial transmission power value is not the optimal transmission power value, and the transmission power value should be lowered through repetition. therefore, , The transmit power value is updated to Is a specific constant value, Has the value of).
마지막으로, 반복 후에 SINR 를 최대화하는 를 산출하며, 최적의 전송 전력 값들과 송수신 가중치 벡터를 , , , 및 를 이용하여 산출한다.
Finally, SINR after iteration To maximize And the optimal transmit power values and the transmit / receive weight vector , , , And Calculate using
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 네트워크를 구성하는 노드의 신호 수신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다. 이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명한다. 6 is a flowchart illustrating the overall flow of a method for controlling signal reception of a node constituting a distributed network according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a process performed in each step will be described.
먼저, 단계(S610)에서 노드는 i번째 시간 구간에서 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 분산 네트워크 내의 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신한다. 그리고, 단계(S620)에서 노드는 제1 신호의 수신세기 및 제2 신호의 수신세기를 이용하여 노드와 소스 노드 간의 링크의 통신 용량을 산출한다. First, in step S610, the node receives a radio signal including a first signal transmitted from a source node of the node and a second signal transmitted from one or more other nodes other than a source node in a distributed network in an i-th time interval. . In operation S620, the node calculates the communication capacity of the link between the node and the source node using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신 용량은 제1 신호의 수신세기에 비례하고, 제2 신호의 수신세기와 반비례할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the communication capacity may be proportional to the reception strength of the first signal and inversely proportional to the reception strength of the second signal.
계속하여, 단계(S630)에서 노드는 산출된 통신 용량이 기 설정된 임계 통신 용량보다 작은 경우, 간섭 신호를 생성하고, 단계(S640)에서 노드는 i+1번째 시간 구간에서 무선 신호를 수신하지 않고, 간섭 신호를 브로드캐스트한다. Subsequently, in step S630, the node generates an interference signal when the calculated communication capacity is smaller than the preset threshold communication capacity, and in step S640, the node does not receive the radio signal in the i + 1th time interval. Broadcasts an interfering signal.
마지막으로, 단계(S650)에서 노드는 i+2번째 시간 구간부터 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하여 수행한다. 이 때, 소스 노드는 i+2번째 시간 구간부터 노드의 무선 신호의 수신 및 비수신과 상응되도록 제1 신호의 전송 및 비전송을 반복하여 수행한다. Finally, in step S650, the node repeatedly performs reception and non-reception of the radio signal from the i + 2 th time period. At this time, the source node repeats the transmission and the non-transmission of the first signal so as to correspond to the reception and non-reception of the wireless signal of the node from the i + 2th time interval.
한편, 소스 노드는 하나 이상의 협력 노드와 협력하여 노드로 신호를 전송할 수 있다. Meanwhile, the source node may transmit signals to the node in cooperation with one or more cooperating nodes.
이 경우, 단계(S610)에서 노드는 i번째 시간 구간에서 하나 이상의 협력 노드로부터 전송된 제3 신호를 더 수신하고, 단계(S620)에서 노드는 제3 신호의 수신세기를 더 이용하여 통신 용량을 산출할 수 있다. 이 때, 통신 용량은 제1 신호의 수신세기 및 제3 신호의 수신세기에 비례하고, 제2 신호의 수신세기와 반비례할 수 있다. In this case, in step S610, the node further receives a third signal transmitted from one or more cooperating nodes in the i-th time interval, and in step S620, the node further uses the received signal strength of the third signal to increase its communication capacity. Can be calculated. In this case, the communication capacity may be proportional to the reception strength of the first signal and the reception strength of the third signal, and may be inversely proportional to the reception strength of the second signal.
그리고, i+2번째 시간 구간 이후 노드가 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 소스 노드는 제1 신호를 하나 이상의 협력 노드로 전송하고, i+2번째 시간 구간 이후 노드가 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 소스 노드 및 하나 이상의 협력 노드는 제1 신호 및 제3 신호를 노드로 전송할 수 있다. The source node transmits the first signal to one or more cooperating nodes in a time interval in which the node does not receive the radio signal after the i + 2th time period, and the node receives the radio signal after the i + 2th time period. In the time interval, the source node and the one or more cooperating nodes may transmit the first signal and the third signal to the node.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분산 네트워크를 구성하는 노드의 신호 수신 제어 방법의 전체적인 흐름을 도시한 순서도이다. 이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명한다. 7 is a flowchart illustrating the overall flow of a method for controlling signal reception of a node constituting a distributed network according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a process performed in each step will be described.
먼저, 단계(S710)에서 노드는 i번째 시간 구간에서 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 분산 네트워크 내의 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신한다. 그리고, 단계(S720)에서 노드는 i번째 시간 구간에서 수신된 제1 신호의 수신세기 및 제2 신호의 수신세기를 이용하여 i번째 시간 구간에서의 노드와 소스 노드 간의 링크의 통신 용량(i번째 통신 용량)을 산출한다. First, in step S710, a node receives a radio signal including a first signal transmitted from a source node of a node and a second signal transmitted from one or more other nodes other than a source node in a distributed network in an i-th time interval. . In operation S720, the node uses the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal received in the i-th time interval, and the communication capacity of the link between the node and the source node in the i-th time period (i-th). Communication capacity).
계속하여, 단계(S730)에서 노드는 i+a번째 시간 구간에서 무선 신호를 수신하고, 단계(S740)에서 노드는 i+a번째 시간 구간에서 수신된 제1 신호의 수신세기 및 제2 신호의 수신세기를 이용하여 i+a번째 시간 구간에서의 노드와 소스 노드 간의 링크의 통신 용량(i+a번째 통신 용량)을 산출한다. Subsequently, in step S730, the node receives the radio signal in the i + a th time interval, and in step S740, the node receives the received strength and the second signal of the first signal received in the i + a th time period. Using the reception strength, the communication capacity of the link between the node and the source node in the i + ath time interval (i + ath communication capacity) is calculated.
본 발명의 일 실시예에 따르면, i번째 통신 용량 및 i+a번째 통신 용량은 제1 신호의 수신세기에 비례하고, 제2 신호의 수신세기와 반비례할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the i th communication capacity and the i + a th communication capacity may be proportional to the reception strength of the first signal and inversely proportional to the reception strength of the second signal.
마지막으로, 단계(S750)에서 노드는 i번째 통신 용량과 i+a번째 통신 용량 사이의 변화율이 기 설정된 통신 용량 변화율보다 큰 경우, i+a+1번째 시간 구간부터 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하여 수행한다. 이 때, 소스 노드는 i+a+1번째 시간 구간부터 노드의 상기 무선 신호의 수신 및 비수신과 상응되도록 제1 신호의 전송 및 비전송을 반복하여 수행한다. Finally, in step S750, when the change rate between the i th communication capacity and the i + a th communication capacity is greater than the preset communication capacity change rate, the node receives and receives no radio signals from the i + a + 1 th time interval. Repeat by At this time, the source node repeats the transmission and the non-transmission of the first signal so as to correspond to the reception and non-reception of the radio signal of the node from the i + a + 1th time interval.
한편, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 소스 노드는 하나 이상의 협력 노드와 협력하여 노드로 신호를 전송할 수 있다. Meanwhile, as described above, the source node may transmit a signal to the node in cooperation with one or more cooperative nodes.
이 경우, 단계(S710) 및 단계(S730)에서는 하나 이상의 협력 노드로부터 전송된 제3 신호를 더 수신하고, 단계(S720) 및 단계(S740)에서는 제3 신호의 수신세기를 더 이용하여 i번째 통신 용량 및 i+a번째 통신 용량을 산출할 수 있다. 이 때, i번째 통신 용량 및 상기 i+a번째 통신 용량은 제1 신호의 수신세기 및 제3 신호의 수신세기에 비례하고, 제2 신호의 수신세기와 반비례할 수 있다. In this case, steps S710 and S730 further receive a third signal transmitted from one or more cooperating nodes, and steps S720 and S740 further use the i th signal using the reception strength of the third signal. The communication capacity and the i + a th communication capacity can be calculated. In this case, the i th communication capacity and the i + a th communication capacity may be proportional to the reception strength of the first signal and the reception strength of the third signal, and may be inversely proportional to the reception strength of the second signal.
그리고, i+a+1번째 시간 구간 이후 노드가 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 소스 노드는 제1 신호를 하나 이상의 협력 노드로 전송하고, i+a+1번째 시간 구간 이후 노드가 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 소스 노드 및 하나 이상의 협력 노드는 제1 신호 및 제3 신호를 노드로 전송할 수 있다. The source node transmits the first signal to one or more cooperating nodes in a time interval in which the node does not receive a radio signal after the i + a + 1th time interval, and the node after the i + a + 1th time interval. The source node and the one or more cooperating nodes may transmit the first signal and the third signal to the node in a time interval for which the signal is not received.
지금까지 본 발명에 따른 노드의 신호 수신 제어 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 2에서 설명한 노드(200)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.So far, embodiments of the method for controlling signal reception of a node according to the present invention have been described, and the configuration of the
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (12)
i번째 시간 구간(i는 1 이상의 정수임)에서 상기 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 상기 분산 네트워크 내의 상기 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량을 산출하는 단계;
상기 통신 용량이 기 설정된 임계 통신 용량보다 작은 경우, 간섭 신호를 생성하는 단계;
i+1번째 시간 구간에서 상기 무선 신호를 수신하지 않고, 상기 간섭 신호를 브로드캐스트하는 단계; 및
i+2번째 시간 구간부터 상기 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. In the signal reception control method of a node constituting a distributed network,
Receive a wireless signal that includes a first signal transmitted from a source node of the node and a second signal transmitted from one or more other nodes in the distributed network during the i th time interval (i is an integer of 1 or more). Making;
Calculating a communication capacity of a link between the node and the source node using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal;
Generating an interference signal when the communication capacity is less than a preset threshold communication capacity;
broadcasting the interference signal without receiving the wireless signal in an i + 1th time interval; And
repeating reception and non-reception of the radio signal from an i + 2 th time period
Signal reception control method of a node comprising a.
상기 통신 용량은 상기 제1 신호의 수신세기에 비례하고, 상기 제2 신호의 수신세기와 반비례하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. The method of claim 1,
And the communication capacity is proportional to the reception strength of the first signal and inversely proportional to the reception strength of the second signal.
상기 소스 노드는 상기 i+2번째 시간 구간부터 상기 노드의 상기 무선 신호의 수신 및 비수신과 상응되도록 상기 제1 신호의 전송 및 비전송을 반복하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. The method of claim 1,
And the source node repeats transmission and non-transmission of the first signal so as to correspond to reception and non-reception of the radio signal of the node from the i + 2th time interval.
상기 무선 신호를 수신하는 단계는 상기 i번째 시간 구간에서 상기 소스 노드의 하나 이상의 협력 노드로부터 전송된 제3 신호를 더 수신하고,
상기 통신 용량을 산출하는 단계는 상기 제3 신호의 수신세기를 더 이용하여 상기 통신 용량을 산출하되,
상기 통신 용량은 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제3 신호의 수신세기에 비례하고, 상기 제2 신호의 수신세기와 반비례하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. The method of claim 1,
Receiving the radio signal further receives a third signal transmitted from one or more cooperating nodes of the source node in the i-th time interval,
The calculating of the communication capacity may further include calculating the communication capacity by further using the reception strength of the third signal.
And the communication capacity is proportional to the reception strength of the first signal and the reception strength of the third signal, and inversely proportional to the reception strength of the second signal.
상기 i+2번째 시간 구간 이후 상기 노드가 상기 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 상기 소스 노드는 상기 제1 신호를 상기 하나 이상의 협력 노드로 전송하고,
상기 i+2번째 시간 구간 이후 상기 노드가 상기 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 상기 소스 노드 및 상기 하나 이상의 협력 노드는 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 상기 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. 5. The method of claim 4,
The source node transmits the first signal to the at least one cooperating node in a time interval in which the node does not receive the radio signal after the i + 2th time interval,
The source node and the at least one cooperating node transmits the first signal and the third signal to the node in a time interval in which the node does not receive the radio signal after the i + 2th time interval. Method of controlling signal reception of a node.
i번째 시간 구간(i는 1 이상의 정수임)에서 상기 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 상기 분산 네트워크 내의 상기 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 i번째 시간 구간에서 수신된 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 i번째 시간 구간에서의 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량(i번째 통신 용량)을 산출하는 단계;
i+a번째 시간 구간(a는 1 이상의 정수임)에서 상기 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 i+a번째 시간 구간에서 수신된 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 i+a번째 시간 구간에서의 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량(i+a번째 통신 용량)을 산출하는 단계; 및
상기 i번째 통신 용량과 상기 i+a번째 통신 용량 사이의 변화율이 기 설정된 통신 용량 변화율보다 큰 경우, i+a+1번째 시간 구간부터 상기 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. In the signal reception control method of a node constituting a distributed network,
Receive a wireless signal that includes a first signal transmitted from a source node of the node and a second signal transmitted from one or more other nodes in the distributed network during the i th time interval (i is an integer of 1 or more). Making;
The communication capacity of the link between the node and the source node in the i-th time interval by using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal received in the i-th time interval (i-th communication capacity) Calculating;
receiving the wireless signal in an i + ath time interval (a is an integer of 1 or more);
The communication capacity of the link between the node and the source node in the i + a-th time interval by using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal received in the i + a-th time interval (i calculating a + a th communication capacity; And
If the rate of change between the i th communication capacity and the i + a th communication capacity is greater than a preset communication capacity change rate, repeating reception and non-reception of the radio signal from an i + a + 1 th time period;
Signal reception control method of a node comprising a.
상기 i번째 통신 용량 및 상기 i+a번째 통신 용량은 상기 제1 신호의 수신세기에 비례하고, 상기 제2 신호의 수신세기와 반비례하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. The method according to claim 6,
And the i th communication capacity and the i + a th communication capacity are proportional to the reception strength of the first signal and inversely proportional to the reception strength of the second signal.
상기 소스 노드는 상기 i+a+1번째 시간 구간부터 상기 노드의 상기 무선 신호의 수신 및 비수신과 상응되도록 상기 제1 신호의 전송 및 비전송을 반복하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. The method of claim 7, wherein
And the source node repeats transmission and non-transmission of the first signal so as to correspond to reception and non-reception of the radio signal of the node from the i + a + 1th time interval. .
상기 i번째 시간 구간에서 상기 무선 신호를 수신하는 단계 및 상기 i+a번째 시간 구간에서 상기 무선 신호를 수신하는 단계는 상기 소스 노드의 하나 이상의 협력 노드로부터 전송된 제3 신호를 더 수신하고,
상기 i번째 통신 용량을 산출하는 단계 및 상기 i+a번째 통신 용량을 산출하는 단계는 상기 제3 신호의 수신세기를 더 이용하여 상기 i번째 통신 용량 및 상기 i+a번째 통신 용량을 산출하되,
상기 i번째 통신 용량 및 상기 i+a번째 통신 용량은 상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제3 신호의 수신세기에 비례하고, 상기 제2 신호의 수신세기와 반비례하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. The method of claim 7, wherein
Receiving the wireless signal in the i-th time interval and receiving the wireless signal in the i + a-th time interval further receive a third signal transmitted from one or more cooperating nodes of the source node,
The calculating of the i-th communication capacity and the calculating of the i + a-th communication capacity further include calculating the i-th communication capacity and the i + a-th communication capacity by further using the reception strength of the third signal.
The i th communication capacity and the i + a th communication capacity are proportional to the reception strength of the first signal and the reception strength of the third signal, and inversely proportional to the reception strength of the second signal. Receive control method.
상기 i+a+1번째 시간 구간 이후 상기 노드가 상기 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 상기 소스 노드는 상기 제1 신호를 상기 하나 이상의 협력 노드로 전송하고,
상기 i+a+1번째 시간 구간 이후 상기 노드가 상기 무선 신호를 비수신하는 시간 구간에서 상기 소스 노드 및 상기 하나 이상의 협력 노드는 상기 제1 신호 및 상기 제3 신호를 상기 노드로 전송하는 것을 특징으로 하는 노드의 신호 수신 제어 방법. 10. The method of claim 9,
The source node transmits the first signal to the at least one cooperative node in a time interval in which the node does not receive the radio signal after the i + a + 1th time interval.
The source node and the one or more cooperating nodes transmit the first signal and the third signal to the node in a time interval in which the node does not receive the radio signal after the i + a + 1th time interval. A signal reception control method of a node.
i번째 시간 구간(i는 1 이상의 정수임)에서 상기 노드의 소스 노드로부터 전송된 제1 신호 및 상기 분산 네트워크 내의 상기 소스 노드가 아닌 하나 이상의 다른 노드로부터 전송된 제2 신호가 포함된 무선 신호를 수신하는 수신부;
상기 제1 신호의 수신세기 및 상기 제2 신호의 수신세기를 이용하여 상기 노드와 상기 소스 노드 간의 링크의 통신 용량을 산출하는 통신 용량 산출부;
상기 통신 용량이 기 설정된 임계 통신 용량보다 작은 경우, 간섭 신호를 생성하는 간섭 신호 생성부; 및
i+1번째 시간 구간에서 상기 간섭 신호를 브로드캐스트하는 전송부
를 포함하되,
상기 수신부는 상기 i+1번째 시간 구간에서 상기 무선 신호를 수신하지 않으며, i+2번째 시간 구간부터 상기 무선 신호의 수신 및 비수신을 반복하는 것을 특징으로 하는 노드. In a node constituting a distributed network,
Receive a wireless signal that includes a first signal transmitted from a source node of the node and a second signal transmitted from one or more other nodes in the distributed network during the i th time interval (i is an integer of 1 or more). A receiving unit;
A communication capacity calculator configured to calculate a communication capacity of a link between the node and the source node by using the reception strength of the first signal and the reception strength of the second signal;
An interference signal generator for generating an interference signal when the communication capacity is smaller than a preset threshold communication capacity; And
Transmitter for broadcasting the interference signal in the i + 1 th time interval
Including,
And the receiving unit does not receive the wireless signal in the i + 1th time interval, and repeats reception and non-reception of the wireless signal from the i + 2th time interval.
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KR1020110122280A KR101207615B1 (en) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | Node and controll method for receiving signal for the same |
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WO2006075942A1 (en) | 2005-01-11 | 2006-07-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for interference-based routing in a wireless mesh network |
-
2011
- 2011-11-22 KR KR1020110122280A patent/KR101207615B1/en not_active IP Right Cessation
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WO2006075942A1 (en) | 2005-01-11 | 2006-07-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for interference-based routing in a wireless mesh network |
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