KR101934097B1 - 네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치 및 방법 - Google Patents

네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 기술로서, 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치는 접근을 시도하는 노드의 위치를 측정하는 위치 측정부, 상기 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하고, 상기 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 그룹의 수 및 SISO(Single-Input-Single-Output) 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC, Access Point Cluster) 사이즈를 산출하는 APC 사이즈 산출부, 접근을 시도하는 노드에 대해 상기 산출된 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 노드 그룹 할당부 및 상기 할당된 그룹에 기초하여 인접한 노드들에 관련 정보를 공지하는 할당 공지부를 포함할 수 있다.

Description

네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING UPLINK TRANSMISSION IN NETWORK MIMO WLANS}
본 발명은 네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 기술로서, 상향링크 네트워크 MIMO(Multiple input Multiple Output)의 전체 네트워크의 구성에 있어서 MIMO 그룹과 SISO(Single Input Single Output) 그룹으로 나누어서 TDMA(Time Divistion Multiple Access) 기준으로 통신을 할당하는 기술적 사상에 관한 것이다.
전세계 인터넷 네트워크를 통해 송수신되는 트래픽의 양은 날이 갈수록 증가하고 있다. 소셜 네트워크, P2P(Peer to Peer) 서비스 등으로 인한 상향 링크 트래픽의 양 또한 기하급수적으로 증가하고 있어 IEEE 802.11ax와 같은 차세대 무선랜(Wireless Local Area Network, WLAN) 표준에서는 이전 표준에서 중요하게 여기지 않았던 상향 링크 트래픽의 효율적인 활용과 성능 증대에 지대한 관심을 보이고 있다.
한편, 다수의 안테나를 통해 다수의 사용자가 하나 또는 다수의 사용자로 동시에 송수신을 할 수 있게 하는 MU-MIMO(Multiuser MIMO)를 통해 다수의 사용자가 동시에 AP(Access Point)와 데이터를 주고 받을 수 있게 됨으로써 처리율이 비약적으로 상승할 수 있다. MU-MIMO의 시스템 아키텍처는 크게 두 가지 카테고리로 나누어 진다. 단일 송신자에게서 여러 수신자에게 동시에 전송을 하는 경우와 여러 송신자가 단일 수신자에게 동시 전송하는 경우이다. 무선랜에서 전자의 경우는 AP와 노드 간의 하향 링크에 해당되는 상황이며 MU-MIMO BC(broadcasting channel)로 표현되고, 후자의 경우는 대표적으로 AP와 노드 간의 상향 링크에 해당하는 MU-MIMO MAC(multiple access channels)으로 정의된다. 2013년 표준화가 완료된 IEEE 802.11ac는 하향 링크에 해당되는 MU-MIMO BC만 지원하였으나 앞서 언급한 바와 같이 상향 링크 트래픽의 처리율 증대를 위해 11ax에서는 상향 링크를 위한 MU-MIMO MAC의 기술 적용이 표준화 프레임 워크 문서에 포함되었다.
하지만, 이러한 MU-MIMO를 극대화 할 수 있는 기술로써, 네트워크 MIMO(Network MIMO)가 있다. 네트워크 MIMO는 다중 AP들의 안테나들을 규합하여, 하나의 BSS(Basic service set)이 아닌 OBSS(overlap-BSS) 상에서 MU-MIMO를 구현함으로써, 밀집된 환경의 WLAN에서 발생하는 가장 큰 문제점인 OBSS-interference를 제거함으로써, 전체 네트워크의 성능(performance)을 크게 향상 시킬 수 있다.
네트워크 MIMO의 경우 넓은 범위에 분포된 노드들이 물리적인 거리에 따라 상호간의 신호를 인지하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 물리적 거리가 먼 노드들 간에는 동작중인(on-going) 전송을 센스하지 못함에 따라 랜덤 액세스 프로토콜(random access protocol)을 적용하기 힘든 경우가 발생한다.
이러한 서비스 커버리지 증대에 의한 신호 인식 장애를 극복하기 위해, 본 발명에서는 동적 CCA(Dynamic clear channel assessment) 기술을 이용함으로써 넓은 영역에 분포한 모든 노드들에 대한 글로벌 랜덤 액세스 프로토콜(global random access protocol)을 적용할 수 있는 범위를 조절할 수 있다. 예를 들어, 노드들의 CCA 임계값을 낮추면 더욱 멀리 떨어진 노드로부터의 신호를 감지할 수 있게 되므로 서비스 커버리지를 증가시킬 수 있다.
하지만 CCA 임계값을 계속 낮추어, 네트워크의 서비스 범위를 지속적으로 넓혀 나가면 하나의 네트워크 내에서 과도한 노드들이 경쟁에 참여하게 되어 경쟁 오버헤드(contention overhead)가 극심하게 발생하게 되고, 이는 성능 저하로 이어진다. 뿐만 아니라, MIMO 통신에 있어서 수신 안테나와의 물리적 거리가 먼 노드는 MIMO 채널 이득이 낮아 MIMO 통신의 효율을 낮춘다.
대한민국 공개특허 제2011-0092478호 "네트워크 백홀 환경 및 기지국 협력 수준 기반 MIMO/DSM 동작 모드 결정 시스템" 대한민국 공개특허 제2016-0094934호 "무선 통신 시스템에서 계층적 협력구조의 V-MIMO 방법 및 장치"
본 발명은 별도의 피드백 과정 없이 스케쥴링이 가능한 상향 링크 전송 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 노드 단에서의 수정 과정이 필요 없으므로 하위 호환성이 뛰어나고 사전 설정이 필요하지 않은 상향 링크 전송 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 MAC 계층(2nd network layer)에서의 제어 오버헤드까지 감안하여 네트워크 쓰루풋(throughput)을 기반으로 클러스터를 결정하는 상향 링크 전송 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치는 접근을 시도하는 노드의 위치를 측정하는 위치 측정부, 상기 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하고, 상기 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 그룹의 수 및 SISO(Single-Input-Single-Output) 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC, Access Point Cluster) 사이즈를 산출하는 APC 사이즈 산출부, 접근을 시도하는 노드에 대해 상기 산출된 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 노드 그룹 할당부 및 상기 할당된 그룹에 기초하여 인접한 노드들에 관련 정보를 공지하는 할당 공지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 방법은 접근을 시도하는 노드의 위치를 측정하는 단계, 상기 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하는 단계, 상기 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 그룹의 수 및 SISO(Single-Input-Single-Output) 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC, Access Point Cluster) 사이즈를 산출하는 단계, 접근을 시도하는 노드에 대해 상기 산출된 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 단계 및 상기 할당된 그룹에 기초하여 인접한 노드들에 관련 정보를 공지하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치 및 방법에 따르면, 별도의 피드백 과정 없이 스케쥴링이 가능한 상향 링크 전송 기술을 제공할 수 있다.
또한, 노드 단에서의 수정 과정이 필요 없으므로 하위 호환성이 뛰어나고 사전 설정이 필요하지 않은 상향 링크 전송 기술을 제공할 수 있다.
또한, MAC 계층(2nd network layer)에서의 제어 오버헤드까지 감안하여 네트워크 쓰루풋을 기반으로 클러스터를 결정하므로 구현 측면에서 실질적인 검토가 보다 구체화될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치를 설명하는 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치가 적용된 시스템 아키텍처를 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치가 적용된 APC의 예시를 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 방법을 설명하는 블록도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치(100)를 설명하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상향 링크 전송 제어 장치(100)는 별도의 피드백 과정 없이 스케쥴링이 가능한 상향 링크 전송 기술을 제공할 수 있다. 또한, 노드 단에서의 수정 과정이 필요 없으므로 하위 호환성이 뛰어나고 사전 설정이 필요하지 않은 상향 링크 전송 기술을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, MAC 계층(2nd network layer)에서의 제어 오버헤드까지 감안하여 네트워크 쓰루풋을 기반으로 클러스터를 결정하므로 구현 측면에서 실질적인 검토가 보다 구체화될 수 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 최적의 네트워크 쓰루풋 또는 성능향상을 얻을 수 있는 서비스 커버리지를 기준으로 MU-MIMO(Multiuser-Multiple Input Multiple Output) 네트워크의 범위를 제한할 수 있다. 그리고, MU-MIMO 네트워크 서비스 커버리지 밖의 노드들을 서비스 하기 위해, 해당 노드들과 가장 인접한 AP(Access Point)와의 SISO(single-input-single-output) 통신을 지원할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 이들 두 통신 그룹을 모두 지원하기 위해 TDMA(time division multiple access) 방식으로 주기적으로 통신 시간을 할당할 수 있다.
보다 구체적으로, 상향 링크 전송 제어 장치(100)는 위치 측정부(110), APC 사이즈 산출부(120), 노드 그룹 할당부(130) 및 할당 공지부(140)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 위치 측정부(110)는 접근을 시도하는 노드의 위치를 측정할 수 있다.
보다 구체적으로, 위치 측정부(110)는 접근을 시도하는 노드로부터 네트워크에 분포하는 복수의 분산 액세스 포인트들에 전송되는 제어 메시지의 수신 감도에 기초하여 위치를 측정할 수 있다.
새로운 노드가 네트워크에 참여(association)를 시도하는 동안 교환되는 제어 메시지(control message)를 다수의 분산 APs(distributed APs, dAPs)이 수신하게 된다. 이때, 각 dAP에서 수신된 새로운 노드의 신호의 수신 감도(received signal strength indication, RSSI)를 토대로 하여 위치를 해당 노드의 위치를 측정한다. 이 과정에서 해당 기술은 기존의 무선 삼각기법을 활용한다. 지리적 위치가 알려져 있는 3개의 dAP와 노드 (i)의 무선 signal에 대한 RSSI 값들을 측정하여 노드 (i)의 2차원(two-dimensional) 지리 좌표
Figure 112017079992323-pat00001
를 계산한다. 이 과정에서 Friis 수식을 이용하는데, 해당 수식은 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Figure 112017079992323-pat00002
[수학식 1]에서 은 dB단위의 신호 손실을 뜻하고,
Figure 112017079992323-pat00004
은 전파의 파장, d는 거리를 뜻한다.
일 실시 예에 따른 APC 사이즈 산출부(120)는 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산할 수 있다. 또한, APC 사이즈 산출부(120)는 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO 그룹의 수 및 SISO 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC, Access Point Cluster) 사이즈를 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따른 APC 사이즈 산출부(120)는 입력 값으로 MIMO 그룹과 SISO 그룹 간의 쓰루풋 페어니스 인덱스(throughput fairness index)(α) 수치를 받는다.
이를 기반으로, APC 사이즈 산출부(120)는 새로 접근한 노드를 포함한 전체 네트워크 쓰루풋을 계산할 수 있다. 이때, APC 사이즈 산출부(120)는 네트워크 MIMO를 통해 MU-MIMO 통신을 하는 MIMO 그룹의 네트워크 쓰루풋(SMIMO)과 하나의 dAP와 해당 dAP의 BSS 내에 속하는 하나의 노드 간에 SISO 통신을 지원하는 SISO 그룹의 네트워크 쓰루풋(SSISO)의 합산으로 전체 네트워크 쓰루풋을 계산할 수 있다. 이들 두 그룹의 통신은
Figure 112017079992323-pat00005
의 비율로 TDMA로 동작하므로 전체 네트워크 쓰루풋 (S)은 아래의 [수학식 2]로 결정된다.
[수학식 2]
Figure 112017079992323-pat00006
[수학식 2]로 결정된 전체 네트워크 쓰루풋(S)에 대한 최적화 알고리즘을 통해 일 실시 예에 따른 APC 사이즈 산출부(120)는 S를 최대화 할 수 있는
Figure 112017079992323-pat00007
와, MIMO 그룹의 수, SISO 그룹의 수를 결정할 수 있다.
APC 사이즈 산출부(120)는 결정된 또는 변화된 MIMO/SISO 그룹 내의 노드 수를 확보하기 위한 APC 사이즈를 결정할 수 있다.
APC 사이즈를 결정하는 실시 예는 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명한다.
APC 사이즈 산출부(120)는 MIMO 그룹의 네트워크 쓰루풋과 SISO 그룹의 네트워크 쓰루풋을 합산하여 전체 네트워크 쓰루풋을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 노드 그룹 할당부(130)는 접근을 시도하는 노드에 대해 상기 산출된 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당할 수 있다.
일 실시 예에 따른 할당 공지부(140)는 할당된 그룹에 기초하여 인접한 노드들에 관련 정보를 공지할 수 있다.
구체적으로, 할당 공지부(140)는 네트워크에 분포하는 복수의 분산 액세스 포인트들을 통해서 비콘 프레임을 주기적으로 브로드캐스팅 하도록 제어할 수 있다. 또한, 비콘 프레임을 통해서 네트워크 내의 모든 노드들에게 MIMO 통신과 SISO 통신에 대한 변경된 시간 할당을 공지하고, 접근을 시도하는 노드에 대해 할당된 그룹을 공지할 수 있다.
보다 구체적으로, 할당 공지부(140)는 접근을 시도하는 노드의 그룹이 MIMO 그룹인 경우, 접근을 시도하는 노드가 설정해야 하는 CCA(clear channel assessment) 임계값을 비콘 프레임을 통해 공지할 수 있다.
또한, 할당 공지부(140)는 접근을 시도하는 노드의 그룹이 SISO 그룹인 경우, 접근을 시도하는 노드가 SISO 통신을 해야 하는 가장 인접한 분산 억세스 포인트를 공지할 수 있다.
할당 공지부(140)는 결정된 최적화된 APC 사이즈의 영역에 맞는 최저 CCA 임계값을 네트워크 채널 상태에 맞게 결정한다. 해당 CCA 임계값의 경우 APC 사이즈 내의 모든 노드의 전송을 센싱할 수 있게끔, 2r 만큼의 거리를 참고하여 결정한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치가 적용된 시스템 아키텍처를 설명하는 도면이다.
도 2에서 보는 바와 같이, dAPs의 안테나 자원을 규합하여 하나의 네트워크 MIMO를 형성할 수 있다. 이를 위해, 도 2에서와 같이 중앙 컨트롤러의 기능을 담당하는 상향 링크 전송 제어 장치(201)와 각 dAP(202)들은 유선 라인(wirelines)을 통해 연결되어 상호 간의 동기화 클락, 무선 채널 상의 채널상태정보(CSI), 컨트롤 패킷, 데이터 패킷 등을 공유한다. 이를 위해 APC(AP cluster)를 형성하여 스테이션(203)에 하나의 MU-MIMO 통신을 지원한다. APC에는 각 dAP들의 DoF(degrees of freedom)를 규합하여 활용한다.
따라서, 상향 링크 전송 제어 장치는 도 3에서 보는 바와 같이, 최적화된 APC 사이즈를 계산하여 APC 사이즈에 해당하는 범위 내의 노드 그룹에는 MU-MIMO 통신을 지원하고 APC 사이즈에 해당하는 범위 외의 노드 그룹에는 SISO 통신을 지원할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 장치가 적용된 APC의 예시를 설명하는 도면이다.
도 3에서와 같이, APC 사이즈는
Figure 112017079992323-pat00008
라는 함수로 정의되는데, 여기서
Figure 112017079992323-pat00009
와
Figure 112017079992323-pat00010
는 각각 모든 dAP들의 2차원 지리 좌표
Figure 112017079992323-pat00011
와
Figure 112017079992323-pat00012
의 평균값이다. r은 원형 APC 서비스 범위(service coverage)의 중심 좌표
Figure 112017079992323-pat00013
로부터의 반지름을 의미한다.
중앙 컨트롤러의 기능을 수행하는 상향 링크 전송 제어 장치는 전체 네트워크 쓰루풋을 산출하기 위해 네트워크 MIMO의 PHY-MAC 크로스-레이어 네트워크 쓰루풋과 SISO의 크로스-레이어 네트워크 쓰루풋을 계산함에 있어서 아래의 기술들을 적용할 수 있다.
물리계층 modulation/coding 기술은 dirty paper coding (DPC), zero-forcing beamforming (ZF-BF) 기술 등을 적용할 수 있다.
MAC 계층 기술로써, MU-MIMO를 지원하는 다양한 transmission scheduling 기법들을 사용할 수 있다.
하지만, 네트워크 MIMO의 확장성을 확보하기 위해 최소의 backhaul traffic을 발생시킬 수 있는 간단하고도 분산적인 random-access 기법이 적합하다 할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 방법을 설명하는 블록도이다. 상향 링크 전송 제어 방법을 설명함에 있어 앞서 기재된 내용과 중복되는 내용에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상향 링크 전송 제어 방법은 새로운 노드 접근 시도를 감지할 수 있다(단계 401).
또한, 상향 링크 전송 제어 방법은 노드에 대한 위치 측정을 할 수 있다(단계 402).
또한, 상향 링크 전송 제어 방법은 APC 사이즈를 산출할 수 있다(단계 403). APC 사이즈를 산출하기 위해, 상향 링크 전송 제어 방법은 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상향 링크 전송 제어 방법은 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하기 위해, 접근을 시도하는 노드에 대한 위치를 측정하고, 상기 측정된 위치에 따라 상기 노드에 의해서 변경 가능한 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 계산할 수 있다. 또한, 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO 그룹의 수 및 SISO 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 산출할 수 있다.
또한, 상향 링크 전송 제어 방법은 노드의 위치가 APC 사이즈의 범위 내에 위치하는지를 판단하고(단계 404), 판단 결과를 고려하여 노드를 해당하는 그룹에 할당하도록 요청할 수 있다.
또한, 상향 링크 전송 제어 방법은 노드의 위치가 APC 사이즈의 범위 내인 경우라면 노드를 MIMO 그룹에 할당할 수 있고(단계 405), 노드의 위치가 APC 사이즈의 범위 외인 경우라면 노드를 SISO 그룹에 할당할 수 있다(단계 406).
결국, 본 발명을 이용하면 별도의 피드백 과정 없이 스케쥴링이 가능한 상향 링크 전송 기술을 제공할 수 있다. 또한, 노드 단에서의 수정 과정이 필요 없으므로 하위 호환성이 뛰어나고 사전 설정이 필요하지 않은 상향 링크 전송 기술을 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, MAC 계층(2nd network layer)에서의 제어 오버헤드까지 감안하여 네트워크 쓰루풋을 기반으로 클러스터를 결정하므로 구현 측면에서 실질적인 검토가 보다 구체화될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시 예에 따른 방법은 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 실시 예를 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 media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 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 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 상향 링크 전송 제어 장치
110: 위치 측정부
120: APC 사이즈 산출부
130: 노드 그룹 할당부
140: 할당 공지부

Claims (13)

  1. 접근을 시도하는 노드의 위치를 측정하는 위치 측정부;
    상기 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하고, 상기 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 그룹의 수 및 SISO(Single-Input-Single-Output) 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC, Access Point Cluster) 사이즈를 산출하는 APC 사이즈 산출부;
    접근을 시도하는 노드에 대해 상기 산출된 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 노드 그룹 할당부; 및
    상기 할당된 그룹에 기초하여 인접한 노드들에 관련 정보를 공지하는 할당 공지부를 포함하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노드 그룹 할당부는 상기 접근을 시도하는 노드에 대한 위치를 측정하고, 상기 측정된 위치에 따라 상기 노드에 의해서 변경 가능한 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 계산하며, 상기 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈에 해당하는 범위 내에 상기 노드가 위치하는 경우에 상기 노드를 상기 MIMO 그룹에 할당하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노드 그룹 할당부는 상기 억세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈에 해당하는 범위 외에 상기 노드가 위치하는 경우에 상기 노드를 SISO 그룹에 할당하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 측정부는 상기 접근을 시도하는 노드로부터 네트워크에 분포하는 복수의 분산 액세스 포인트들에 전송되는 제어 메시지의 수신 감도에 기초하여 상기 위치를 측정하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 APC 사이즈 산출부는 상기 MIMO 그룹의 네트워크 쓰루풋과 상기 SISO 그룹의 네트워크 쓰루풋을 합산하여 상기 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 할당 공지부는 네트워크에 분포하는 복수의 분산 액세스 포인트들을 통해서 비콘 프레임을 주기적으로 브로드캐스팅 하도록 제어하고, 상기 비콘 프레임을 통해서 네트워크 내의 모든 노드들에게 MIMO 통신과 SISO 통신에 대한 변경된 시간 할당을 공지하고, 상기 접근을 시도하는 노드에 대해 할당된 그룹을 공지하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 할당 공지부는 상기 접근을 시도하는 노드의 그룹이 MIMO 그룹인 경우, 상기 접근을 시도하는 노드가 설정해야 하는 CCA(clear channel assessment) 임계값을 비콘 프레임을 통해 공지하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 할당 공지부는 상기 접근을 시도하는 노드의 그룹이 SISO 그룹인 경우, 상기 접근을 시도하는 노드가 SISO 통신을 해야 하는 가장 인접한 분산 액세스 포인트를 공지하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치.
  9. 네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 장치에서 수행되는 상향 링크 전송 제어 방법에 있어서,
    접근을 시도하는 노드의 위치를 측정하는 단계;
    상기 접근을 시도하는 노드 및 기 분포하는 노드들에 대한 최대의 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하는 단계;
    상기 계산된 전체 네트워크 쓰루풋에 의해 결정되는 MIMO(Multiple Input and Multiple Output) 그룹의 수 및 SISO(Single-Input-Single-Output) 그룹의 수를 확보하는 액세스 포인트 클러스터(APC, Access Point Cluster) 사이즈를 산출하는 단계;
    접근을 시도하는 노드에 대해 상기 산출된 억세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 그룹에 기초하여 인접한 노드들에 관련 정보를 공지하는 단계를 포함하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전체 네트워크 쓰루풋을 계산하는 단계는,
    상기 접근을 시도하는 노드에 대한 위치를 측정하고, 상기 측정된 위치에 따라 상기 노드에 의해서 변경 가능한 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 계산하는 단계를 포함하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 억세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 산출하는 단계는,
    상기 접근을 시도하는 노드에 대한 위치를 측정하고, 상기 측정된 위치에 따라 상기 노드에 의해서 변경 가능한 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 계산하는 단계를 포함하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 산출된 억세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 단계는,
    상기 억세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈에 해당하는 범위 내에 상기 노드가 위치하는 경우에 상기 노드를 상기 MIMO 그룹에 할당하는 단계를 포함하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 산출된 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈를 고려하여 해당하는 그룹에 할당하는 단계는,
    상기 액세스 포인트 클러스터(APC) 사이즈에 해당하는 범위 외에 상기 노드가 위치하는 경우에 상기 노드를 SISO 그룹에 할당하는 단계를 포함하는,
    네트워크 미모 무선랜에서의 상향 링크 전송 제어 방법.
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