KR102234186B1 - 빔포밍을 이용한 고속 멀티홉 네트워크 - Google Patents

빔포밍을 이용한 고속 멀티홉 네트워크 Download PDF

Info

Publication number
KR102234186B1
KR102234186B1 KR1020207025584A KR20207025584A KR102234186B1 KR 102234186 B1 KR102234186 B1 KR 102234186B1 KR 1020207025584 A KR1020207025584 A KR 1020207025584A KR 20207025584 A KR20207025584 A KR 20207025584A KR 102234186 B1 KR102234186 B1 KR 102234186B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
node
reachable
nodes
individual user
target
Prior art date
Application number
KR1020207025584A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200108099A (ko
Inventor
토마스 쿄 초이
Original Assignee
커발룩스 유케이 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 커발룩스 유케이 리미티드 filed Critical 커발룩스 유케이 리미티드
Publication of KR20200108099A publication Critical patent/KR20200108099A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102234186B1 publication Critical patent/KR102234186B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/026Route selection considering the moving speed of individual devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/04Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/12Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on transmission quality or channel quality
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/20Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on geographic position or location
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/22Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/246Connectivity information discovery
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/248Connectivity information update
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02Terminal devices
    • H04W88/04Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2603Arrangements for wireless physical layer control
    • H04B7/2606Arrangements for base station coverage control, e.g. by using relays in tunnels
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

멀티홉 네트워크는 사용자 노드 및 각각이 코너 네트워크(CN)에 연결된 기지국(BS)으로 분할되는 노드를 가진다. 각 사용자 노드는 안테나 어레이에 의해 주변 영역을 스캐닝하여 사용자 노드에 의해 무선으로 도달 가능하고 임의의 BS에 연결 가능한 노드의 서브 세트를 식별한다. 각 도달 가능한 노드에 대해 결정된 노드 특정 정보 항목은 도달 가능한 노드 및 사용자 노드 사이의 위치에서의 거리를 나타내는 거리 값을 포함한다. 사용자 노드가 통신하는 목표 도달 가능한 노드가 선택되고 서브 세트에서 도달 가능한 노드 중에서 최저 거리 값을 갖는다. 사용자 노드는 BS와 직접 또는 목표 도달 가능한 노드롤 통해 멀티홉 통신에 의해 간접적으로 통신할 수 있으므로 CN과 모든 사용자 노드 사이의 데이터 통신을 지원하기에 적합한 BS의 총 수가 동일한 지리적 영역에 걸친 비 멀티홉 통신과 비교하여 감소되도록 허용한다.

Description

빔포밍을 이용한 고속 멀티홉 네트워크
본 발명은 일반적으로 빔포밍을 이용한 무선 멀티홉 네트워크에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고속 데이터 전송 및 링크 실패 복구를 지원할 뿐만 아니라 지리적 영역에서의 모든 노드를 지원하는데 요구되는 베이스 스테이션의 수를 감소시키는 이러한 네트워크에 관한 것이다.
예를 들어 농촌 지영과 같은 넓은 지리적 영역에 흩어져 있는 많은 수의 사용자 단말기(UT)에 이동 통신 및 인터넷 연결을 제공할 필요가 항상 있다. 위성 통신은 일반적으로 넓은 지리적 영역에서 다중 사용자 통신을 지원하는데 선호되는 옵션으로 간주되지만 일반적으로 위성 통신 시스템을 구축하는 것은 저렴하지 않다. 대안적으로, 지상파 통신 시스템이 보다 실질적으로 저렴한 옵션이다. 그럼에도 불구하고, 넓은 지리적 영역에 걸쳐 UT를 지원하기 위해서는 상당한 수의 기지국(BS)을 설치해야 하며, 각 BS는 일반적으로 예를 들어 30km의 직경을 갖는 매크로셀을 커버하기 위한 하이 타워 기반 BS이다. 이러한 BS를 설치하는 것은 비용이 많이 든다. 동일한 지리적 영역에 걸쳐 다중 사용자 통신을 지원하기 위해 요구되는 BS의 수가 감소되거나 최소화될 수 있도록 통신 기술을 갖는 것이 바람직하고 실질적으로 유리하다.
무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키는 방법이 본 발명에서 제공된다. 네트워크는 지리적 영역에 걸쳐 분배된 복수의 노드를 포함한다. 노드는 하나 이상의 BS 및 복수의 사용자 노드로 구성된다. 하나 이상의 BS는 코어 네트워크(CN)에 연결된다. 각 노드는 적응형 빔포밍을 위한 안테나 어레이를 포함한다. 방법의 실시예에 따른 개별 사용자 노드의 동작 세부사항은 다음 단락에서 설명된다. 본 발명은 또한 각 사용자 노드가 개별 사용자 노드의 동작 세부사항과 관련하여 본 명세서에 개시된 임의의 실시예에 따라 실행되도록 구성된 네트워크를 제공한다.
개별 사용자 노드는 노드의 서브 세트를 식별하기 위해 그것의 안테나 어레이에 의해 개별 사용자 노드 주위의 주변 영역을 스캔한다. 서브 세트의 각 노드는 개별 사용자 노드와 무선으로 통신할 수 있는 도달 가능한 노드이며, 적어도 하나의 BS와 직접 또는 그 사이에 적어도 하나의 다른 사용자 노드를 포함하는 경로를 통해 간접적으로 통신을 통해 CN에 연결될 수 있다.
개별 사용자 노드는 서브 세트에서 개별 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목을 결정한다. 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드와 개별 사용자 노드 사이의 위치에서 거리의 정도를 나타내는 거리 값을 포함한다.
그런 다음 개별 사용자 노드는 목표 도달 가능한 노드를 통해 개별 사용자 노드 및 CN 사이의 데이터 통신이 이루어지도록 목표 도달 가능한 노드를 선택한다. 목표 도달 가능한 노드는 노드의 서브 세트에서 선택되며, 모든 하나 이상의 BS가 개별 사용자 노드와 직접 통신할 수 없는 경우 개별 사용자 노드가 목표 도달 가능한 노드를 통해 적어도 하나의 BS로의 멀티홉 통신에 의해 CN과 여전히 통신 가능하도록 서브 세트에서 하나 이상의 도달 가능한 노드 중에서 가장 낮은 거리 값을 갖는다. 따라서, CN과 모든 사용자 노드 사이의 데이터 통신을 지원하기에 적합한 하나 이상의 BS의 총 수는 동일한 지리적 영역을 통해 멀티홉 통신을 사용하지 않는 시나리오와 비교할 때 감소되게 할 수 있다.
개별 사용자 노드가 CN으로 전달할 데이터를 가지는 경우 개별 사용자 노드는 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 그것의 안테나 어레이를 구성한 후 목표 도달 가능한 노드로 데이터를 전송한다.
바람직하게는, 개별 사용자 노드는 서브 세트를 업데이트하기 위한 주변 영역의 스캐닝, 업데이트 후 서브 세트에서의 각각의 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목의 결정, 그리고 선택된 목표 도달 가능한 노드의 업데이트를 주기적으로 반복한다.
링크 실패로 인해 목표 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드로부터 전송된 데이터를 수신하지 못하는 경우, 바람직하게 개별 사용자 노드는 다음 목표 도달 가능한 노드를 선택하도록 목표 도달 가능 노드를 폐기하여 서브 세트를 업데이트하고, 다음 목표 도달 가능한 노드를 가리키기 위해 개별 사용자 노드의 안테나 어레이를 재구성하고, 그리고 데이터를 다음 목표 도달 가능한 노드로 재전송한다. 결과적으로, 네트워크는 실패 복구 및 자가 치유가 이루어진다.
일 실시예에서, 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드에 의해 지원되는 이용 가능한 데이터 전송 용량을 표시하기 위한 이용 가능한 용량 값을 더 포함한다. 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때, 개별 사용자 노드는 가장 높은 이용 가능한 용량 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택한다.
다른 실시예에서, 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드의 이동 속도를 표시하기 위한 노드 이동성 값을 더 포함한다. 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때, 개별 사용자 노드는 최저 노드 이동성 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택한다.
추가 실시예에서, 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드와 얼마나 최근에 통신되는지를 나타내는 링크 최신 값을 더 포함한다. 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때, 개별 사용자 노드는 가장 높은 링크 최신 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택한다.
바람직하게는, 목표 도달 가능한 노드로 전송된 데이터는 IP 프로토콜에 따라 데이터그램으로 패킷화되어 목표 도달 가능한 노드와 CN 사이의 전송 동안 데이터의 라우팅이 개별 사용자 노드에 투명하게(transparent) 된다. 이는 목표 도달 가능 노드와 CN 사이의 데이터 전송 동안 링크 실패 이벤트를 처리하는 부담에서 개별 사용자 노드를 덜어준다. 데이터그램은 IPv6 데이터그램일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 이하의 실시예에 의해 예시된 바와 같이 개시된다.
동일한 참조 번호가 별도의 도면 전체에 걸쳐 동일하거나 기능적으로 유사한 요소를 지칭하고 아래의 상세한 설명과 함께 명세서에 통합되고 일부를 형성하는 첨부 도면은 다양한 실시예를 도시하고 본 발명에 따른 다양한 원리 및 이점을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선 멀티홉 통신 네트워크를 도시한다.
도 2는 BS 또는 사용자 노드일 수 있는 노드의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 각 사용자 노드를 동작시키기 위한 흐름도를 도시한다.
도 4는 각각의 도달 가능한 노드에 대한 노드 특정 정보 항목의 리스트의 일 실시예를 제공한다.
숙련된 기술자는 도면의 요소가 단순성과 명료성을 위해 예시되었으며 반드시 축적으로 묘사되지 않았음을 이해할 것이다.
다음의 상세한 설명은 본질적으로 예시일 뿐이며 본 발명 또는 본 발명의 응용 및 사용을 제한하려는 의도는 아니다. 또한, 본 발명의 앞선 배경 또는 다음의 상세한 설명에 제시된 이론에 구석될 의도는 없다.
넓은 지리적 영역에 걸쳐 다중 사용자 통신 시스템을 구축하려면 다수의 BS를 설정하고 이러한 BS를 CN에 연결하기 위한 고속 파이버 백홀 네트워크(high-rate fiber backhaul network)를 설치해야 한다. BS는 일반적으로 넓은 지리적 영역을 집합적으로 커버하기 위한 하이 타워 기반의 BS이다. BS의 설치는 시간과 비용이 많이 든다. 또한 일반적으로 파이버 백홀 네트워크의 설치 비용은 BS의 수가 증가함에 따라 증가한다. 지리적 영역에 걸쳐 지원될 수 있는 사용자의 수를 희생하지 않고 다중 사용자 통신 시스템에서 BS의 수를 줄이는 것은 통신 시스템을 설정하는 시간과 비용을 줄이는데 항상 바람직하다. 본 발명자는 멀티홉 통신과 빔 포밍의 조합이 다음과 같이 정교하게 기존의 셀룰러 이동 통신 기술과 비교할 때 동일한 지리적 영역에 걸쳐 다중 사용자 통신을 지원하기 위한 BS의 수를 줄일 수 있다는 것을 발견했다.
이하의 정의는 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 본 명세서에서 사용된다. “노드”는 무선 메시지를 송수신할 수 있는 무선국(radio station)을 의미한다. “기지국”은 CN(코어 네트워크)에 연결할 수 있는 노드이다. CN의 예로는 이동 통신 시스템의 Evolved Packet Core가 있다. CN은 일반적으로 인터넷에 대한 액세스를 제공한다. 일반적으로 BS는 이동 통신 사업자에 의해 동작된다. “사용자 노드”는 BS가 아닌 노드이다. 일반적으로 사용자 노드는 이동 통신 사업자에 의해 동작되는 BS와 통신하여 이동 통신 사업자가 제공하는 서비스를 사용하는 통신 장치이다. 사용자 노드는 예를 들어 주거 집에 설치된 무선국과 같이 고정되어 있거나 스마트 폰과 같은 모바일일 수 있다.
본 발명은 멀티홉 통신을 사용하지 않는 통신 시스템에 비해 지리적 영역에서 사용자 노드를 지원하기 위해 사용되는 기지국의 수를 줄일 수 있는 장점을 갖는 무선 멀티홉 통신 네트워크를 제공한다. 본 발명은 또한 이 네트워크를 동작시키기 위한 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 명세서에 개시된 네트워크의 예시적인 실시예에 따른 무선 멀티홉 통신 네트워크(100)를 도시한다. 네트워크(100)는 지리적 영역(10)에 걸쳐 분포된 복수의 노드(111-113, 120-122, 131-149)를 포함한다. 모든 노드(111-113, 120-122, 131-149)는 BS(111-113)와 복수의 사용자 노드(120-122, 131-149)로 나뉜다. 특히, BS(111-113)는 CN(20)에 연결된다. 본 발명을 설명하기 위해 3 개의 BS가 도 1에 도시되지만, 본 발명은 이 BS의 수에 제한되지 않고 적어도 하나의 BS만 있으면 된다. 특히, 각 노드(111-113, 120-122, 131-149)는 적응형 빔을 위한 안테나 어레이를 갖는다.
도 2는 노드(111-113, 120-122, 131-149) 중 어느 하나인 개별 노드(400)의 구조를 예시적으로 설명하기 위한 개략도이다. 개별 노드(400)의 안테나 어레이(430)는 적응형 빔을 수행하기 위한 다수의 안테나 요소(440)를 포함한다. 무선 빔을 특정 방향 또는 원하는 노드로 가리키기 위해, 하나 이상의 프로세서(410)가 각각의 안테나 요소(440)에 대한 신호 이득을 계산하는데 사용된다. 계산된 신호이득에 기초하여, 하나 이상의 트랜시버(420)가 특정 방향을 가리키는 무선 신호를 생성하는데 사용된다. 고도로 집중된 무선 빔을 가짐으로써 앞서 언급한 특정 방향에 있지 않은 다른 노드에 대한 간섭이 최소화된다. 따라서 네트워크(100)의 모든 노드(111-113, 120-122, 131-149) 사이의 통신 링크가 쉽게 설정된다. 이러한 이점은 네트워크(100)가 형성될 수 있고 동작될 수 있도록 하는데 이용된다. 또한, 빔을 원하는 노드에 초점을 맞추면 신호의 무선 전력을 더 잘 사용할 수 있으므로 주어진 오류 확률에서 데이터 전송률이 향상된다. 네트워크(100)는 고속 데이터 전송을 지원하기 위해 실현될 수 있다.
사용자 노드(120-122, 131-149) 중 하나인 개별 사용자 노드의 동작 세부사항은 본 발명의 명세서에 개시된 바와 같이 무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키는 방법의 예시적인 실시예에 따라 개별 사용자 노도를 동작시키는 흐름도를 도시하는 도 3을 참조하여 이하에서 설명된다.
단계(510, 520 및 530)는 임의의 이웃 노드를 발견하고 개별 사용자 노드에 의해 가장 적합한 노드를 선택하는 것과 관련된다.
단계 510에서, 개별 사용자 노드는 안테나 어레이에 의해 개별 사용자 노드의 주변 영역을 스캔하여 노드(BS 및 사용자 노드 모두 포함)의 서브 세트를 식별한다. 서브 세트의 각 노드는 개별 사용자 노드와 무선으로 통신할 수 있는 도달 가능한 노드이며, 적어도 하나의 BS와 직접 또는 그 사이에 적어도 하나의 다른 사용자 노드를 포함하는 경로를 통해 간접적으로 통신을 통해 CN에 연결될 수 있다. 도 1을 참조하여 다음과 같이 여러 예가 제공된다. BS와 개별 사용자 노드 사이의 직접적인 가시선 경로(direct line-of-sight path)가 없는 경우, 특히 고속 데이터 전송이 필요한 경우 BS와 개별 사용자 노드 사이의 직접 통신은 종종 가능하지 않지만, 하나 이상의 사용자 노드를 통한 간접 통신을 여전히 가능하다. 간접 멀티홉 통신을 사용함으로써 BS가 사용자 노드와의 데이터 통신을 제원하기 위해 제공하는 커버리지 영역을 효과적으로 확장할 수 있다.
제1 예에서, 사용자 노드(137)를 고려해보자. 사용자 노드(137)는 사용자 노드(137)의 안테나 어레이에 의한 검색 가능한 스캐닝 영역(337)을 가지며, 스캐닝 영역(337)은 도 1에 명시적으로 도시된다. 스캐닝 영역(337) 내에서 이웃 노드(136, 138)가 식별된다. 이웃 노드(136, 138)는 각각 통신 링크(241, 242)를 통해 사용자 노드(137)와 직접 통신할 수 있다. 사용자 노드(136)는 어떤 BS에도 연결될 수 없지만 사용자 노드(138)는 사용자 노드(121, 139)를 포함하는 경로를 통해 BS(113)에 연결될 수 있기 때문에, 사용자 노드(137)에 의해 식별된 서브 세트는 사용자 노드(136)가 아닌 사용자 노드(138)만을 포함한다.
제2 예에서, 사용자 노드(120)를 고려해보자. 사용자 노드(120)는 이웃 노드(131, 132, 111)가 각각 통신 링크(211, 212, 213)를 통해 무선으로 도달할 수 있음을 발견한다. 이웃 노드(131, 132)는 각각 BS(112, 111)에 연결될 수 있다. 이웃 노드(111)는 그 자체가 BS(111)이다. 따라서, 사용자 노드(120)에 의해 결정된 서브 세트는 BS(111) 및 사용자 노드(131, 132)를 포함한다.
제3 예에서 사용자 노드(148)를 고려해보자. 사용자 노드(148)는 통신 링크(251)를 통해서 BS(112)에만 연결될 수 있다. 따라서, 사용자 노드(148)에 의해 식별된 서브 세트는 BS(112)만을 포함한다.
단계 520에서, 개별 사용자 노드는 서브 세트의 개별 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목을 결정한다. 각 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드의 특정 양태에 관련된 데이터를 포함한다. 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드의 특정 양태와 관련된 데이터를 포함한다. 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드와 개별 사용자 노드 사이의 거리 또는 더 일반적으로 위치에서의 거리의 정도를 나타내기 위한 적어도 거리 값을 포함한다. 일 실시예에서, 개별 사용자 노드가 무선 신호의 송신 전력 레벨을 알고 있다면, 거리 값은 개별 사용자 노드에 의해 수신되고 개별 도달 가능한 노드로부터 전송된 무선 신호의 신호 강도에 따라 결정된다. 수신된 신호 강도 및 송신 전력 레벨에 기초하여 개별 사용자 노드와 개별 도달 가능한 노드 사이의 거리를 추정함으로써 추정된 거리를 거리 값으로 사용할 수 있다. 대안적으로, 수신된 신호 강도에 대한 송신 전력 레벨의 비율이 또한 거리 값으로 사용될 수 있다.
앞서 언급한 제2 예를 고려해보자. 사용자 노드(120)의 경우, 식별된 서브 세트에 3 개의 도달 가능한 노드(131, 132, 111)가 있다. 도 1에서, 도달 가능한 노드(131)는 사용자 노드(120)에 가장 가깝고, 도달 가능한 노드(132)는 두번째로 가장 가깝고, 도달 가능한 노드(111)는 사용자 노드(120)로부터 가장 먼 것으로 도시된다. 거리 값은 사용자 노드(120)로부터의 분리로 도달 가능한 노드(131, 132, 111)의 순위를 지정할 목적으로 할당된다. 따라서, 도달 가능한 노드(131, 132, 111)에 대한 거리 값은 각각 1, 2 및 3의 값으로 할당된다. 1의 거리 값은 도달 가능한 노드(131)가 사용자 노드(120)에 가장 가깝다는 것을 나타낸다.
개별 사용자 노드와 식별된 도달 가능한 노드 사이의 물리적 거리는 두 노드에 GPS(Global Positioning System) 위치 결정 장치가 장착되고 식별된 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드에 위치 정보를 제공하는 경우 정확하게 추정할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 물리적 거리는 일반적으로 정확하게 측정하기 쉽지 않으므로, 측정된 거리는 일반적으로 큰 편차를 갖는다. 개별 사용자 노드가 도달 가능한 노드 중 하나가 개별 사용자 노드에 더 가까운 것을 허용 가능한 신뢰 수준으로 결정할 수 없을 정도로 측정된 거리가 너무 가까운 도달 가능한 노드가 둘 이상이 있을 수 있다. 이러한 경우 개별 사용자 노드는 이러한 도달 가능한 노드에 대해 동일한 거리 값을 할당할 수 있다.
단계 530에서, 개별 사용자 노드는 목표 도달 가능한 노드를 통해 개별 사용자 노드와 CN(20) 사이의 데이터 통신이 이루어지도록 목표 도달 가능한 노드를 선택한다. 목표 도달 가능한 노드는 노드의 서브 세트로부터 선택되며 서브 세트의 하나 이상의 도달 가능한 노드 중에서 최저 거리 값을 갖는다. 네트워크(100)의 모든 BS(111-113)가 개별 사용자 노드와 직접 통신할 수 없는 경우, 개별 사용자 노드는 목표 도달 가능한 노드를 통해 BS(111-113) 중 적어도 하나와 멀티홉 통신에 의해 CN(20)과 여전히 통신할 수 있다. 이러한 배열에 의해, CN(20)과 모든 사용자 노드(120-122, 131-149) 사이의 데이터 통신을 지원하기에 적합한 BS의 총 수는 동일한 지리적 영역(10)에 걸쳐 멀티홉 통신을 사용하지 않는 시나리오와 비교할 때 유리하게 감소된다.
제2 예를 다시 고려해보자. 도달 가능한 노드(131)는 3 개의 도달 가능한 노드(131, 132, 111) 중 최저 거리 값을 갖는다. 따라서, 도달 가능한 노드(131)는 사용자 노드(120)에 의해 사용자 노드(120)가 CN(20)으로 전송될 데이터를 가지고 있을 때 데이터 통신을 하기 위한 목표 도달 가능한 노드로서 사용자 노드(120)에 의해 선택된다.
위에서 언급한 바와 같이, 둘 이상의 도달 가능한 노드가 동일한 거리 값을 가질 수 있다. 이러한 도달 가능한 노드의 거리 값만을 기초로 하여 목표 도달 가능한 노드를 선택하는 것은 불가능하다. 단계 530에서, 바람직하게는 개별 사용자 노드는 다른 노드 특정 정보 항목에 따라 동일한 거리 값을 갖는 이러한 복수의 도달 가능한 노드 중에서 목표 도달 가능한 노드를 결정한다.
도 4는 개별 사용자 노드에 의해 식별된 도달 가능한 노드에 대한 노드 특정 정보 항목의 리스트(600)의 일 실시예를 제공한다. 리스트(600)에서, 도달 가능한 노드의 식별 정보(610) 및 도달 가능한 노드를 위치시키기 위한 개별 사용자 노드의 안테나 어레이에 대한 포인팅 방향(620)은 목표 도달 가능한 노드를 선택하기 위해 사용할 수 없다. 거리 값(630)과는 별도로, 목표 도달 가능 노드를 선택하기 위해 사용할 수 있는 다른 노드 특정 정보 항목은 이용 가능한 용량 값(640), 노드 이동성 값(650) 및 링크 최신 값(660)을 포함한다.
이용 가능한 용량 값(640)은 개별 도달 가능한 노드에 의해 지원되는 이용 가능한 데이터 전송 용량의 표시이다. 이 용량의 크기는 일반적으로 초기 설정시 고려 중인 도달 가능한 노드로부터 개별 사용자 노드로 전송된다. 이 용량은 사용 가능한 용량 값(640)을 결정하기 위해 개별 사용자 노드에 의해 사용된다. 또한, 이용 가능한 용량 값(640)은 도달 가능한 노드가 경험하는 로딩 상태, 도달 가능한 노드 및 CN(20) 등으로부터 데이터를 전송하는데 관여하는 네트워크(100)의 일부의 트래픽 상태와 같은 추가 요소를 고려하여 결정될 수 있다. 더 높은 이용 가능한 용량 값은 개별 사용자 노드가 이 도달 가능한 노드로 데이터를 전송할 때 이 도달 가능한 노드가 더 많은 데이터 전송 용량 또는 더 많은 대역폭을 가짐을 나타내므로 목표 도달 가능한 노드로서 선택되는 것이 더 바람직하다. 일 실시예에서, 단계 510에서 결정된 노드의 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때, 개별 사용자 노드는 단계 530에서 가장 높은 이용 가능한 용량 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택한다.
제4 예에서 사용자 노드(121)를 고려해보자. 사용자 노드(121)는 이웃 노드(139, 138, 133)가 각각 통신 링크(221, 222, 223)를 통해 무선으로 도달 가능함을 발견한다. 인접 노드(133, 138)는 BS(111)에 연결될 수 있다. 인접 노드(139)는 BS(113)에 연결될 수 있다. 따라서, 사용자 노드(121)에 의해 결정된 서브 세트는 사용자 노드(139, 138, 133)를 포함한다. 도 1에서, 2 개의 도달 가능한 노드(138, 139)는 사용자 노드(121)로부터 유사한 거리를 가지며, 다른 도달 가능한 노드(133)보다 사용자 노드(121)에 더 가깝다는 것이 도시된다. 따라서, 사용자 노드(121)는 2 개의 도달 가능한 노드(138, 139)에 동일한 거리 값 1을 할당하는 반면, 도달 가능한 노드(133)는 더 높은 거리 값 2를 할당한다. 또한, 통신 링크(221)가 다른 두 통신 링크(222, 223)보다 더 높은 데이터 전송률을 갖는다는 것이 도 1에 도시된다. 따라서, 사용자 노드(121)는 2, 1, 1의 이용 가능한 용량 값을 각각 도달 가능한 노드(139, 138, 133)에 할당한다. 단계 530에 의한 목표 도달 가능한 노드의 선택에서, 2 개의 도달 가능한노드(139, 138)는 동일한 최저 거리 값 1을 갖기 때문에 먼저 후보로 선택된다. 2 개의 후보 중 도달 가능한 노드(139)는 이 노드가 도달 가능한 노드(138)의 대응하는 이용 가능한 용량 값(즉, 1)보다 더 높은 이용 가능한 용량 값(즉, 2)을 가지기 때문에 목표 도달 가능한 노드로 선택된다.
노드 이동성 값(650)은 개별 도달 가능한 노드의 이동 속도를 나타낸다. 개별 사용자 노드는 도달 가능한 노드의 유형에 따라 이 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도달 가능한 노드는 고정된 주거용 주택 또는 이동 가능한 스마트 폰일 수 있다. 저속으로 이동하는 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드에 대해 데이터를 전송하는 것이 더 바람직하다는 것을 이해하는 것은 매우 쉽다. 노드 이동성 값(650)은 낮은 값이 도달 가능한 노드의 이동 속도가 낮음을 나타내도록 할당된다. 일 실시예에서, 단계(510)에서 결ㅈ어된 노드의 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때, 개별 사용자 노드는 단계 530에서 최저 노드 이동성 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택한다.
제5 예에서 사용자 노드(122)를 고려해보자. 사용자 노드(122)는 각각 통신 링크(233, 232, 231)를 통해 무선으로 도달 가능한 이웃 노드(145, 146, 147)가 BS(113) 또는 BS(112)에 연결될 수 있다는 것을 발견한다. 따라서, 사용자 노드(122)에 의해 결정된 서브 세트는 사용자 노드(145, 146, 147)를 포함한다. 또한, 도달 가능한 노드(145, 146, 147) 모두는 사용자 노드(122)로부터의 거리가 유사하다(도 1에서 볼 수 있음). 따라서, 3 개의 도달 가능한 노드(145, 146, 147) 모두는 1의 동일한 거리 값으로 할당된다. 도달 가능한 노드(147)는 고정되며, 도달 가능한 노드(146)는 천천히 이동하며, 도달 가능한 노드(145)는 빠르게 이동하고 있음이 도 1에 또한 도시된다. 따라서, 도달 가능한 노드(147, 146, 145)는 각각 1, 2, 3의 노드 이동성 값으로 할당된다. 단계 530에 의한 목표 도달 가능한 노드의 선택에서, 도달 가능한 노드(147)가 3 개의 도달 가능한 노드(145, 146, 147) 중에서 최저 노드 이동성 값을 가지기 때문에, 도달 가능한 노드(147)는 목표 도달 가능한 노드로 선택된다.
링크 최신 값(660)은 고려중인 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드와 얼마나 최근에 통신하는지를 나타낸다. 일반적으로, 제2 통신 링크보다 최근에 사용된 제1 통신 링크가 제2 통신 링크보다 사용 가능한 상태로 유지될 가능성이 더 높을 것으로 예상된다. 따라서, 개별 사용자 노드에 의해 할당된 링크 최신 값(660)은 제2 통신 링크를 갖는 제2 도달 가능한 노드보다 제1 통신 링크를 갖는 제1 도달 가능한 노드에 대해 더 높을 수 있다. 일 실시예에서, 단계(510)에서 결정된 노드의 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때, 개별 사용자 노드는 단계 530에서 가장 높은 링크 최신 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택한다.
제6 예에서 사용자 노드(143)를 고려해보자. 사용자 노드(143)는 통신 링크(251, 252)를 통해 무선으로 도달 가능한 이웃 노드(142, 144)가 각각 BS(113) 또는 BS(112)에 연결될 수 있음을 발견한다. 따라서, 사용자 노드(143)에 의해 결정된 서브 세트는 사용자 노드(142, 144)를 포함한다. 또한, 2 개의 도달 가능한 노드(142, 144)는 사용자 노드(143)로부터의 거리가 유사하다(도 1에서 볼 수 있음). 따라서, 2 개의 도달 가능한 노드(143, 144)는 동일한 거리 값 1로 할당된다. 링크(251)가 데이터 통신을 위해 사용자 노드(143)에 의해 가장 최근에 사용되었다고 가정하자. 따라서, 도달 가능한 노드(142)는 링크 최신 값, 즉 5가 할당되고, 더 낮은 링크 최신 값 1이 도달 가능한 노드(144)에 할당된다. 링크 최신 값은 일반적으로 시간 변동 값이라는 것을 주목하자. 예를 들어, 도달 가능한 노드(142)의 링크 최신 값은 통신 링크(251)가 데이터 통신을 위해 재활성화되지 않는 한 시간이 지남에 따라 단계적으로 0으로 떨어진다. 단계 530에 의한 목표 도달 가능한 노드의 선택에서, 도달 가능한 노드(142)가 도달 가능한 노드(144)보다 더 높은 링크 최신 값을 가지기 때문에, 도달 가능한 노드(142)가 목표 도달 가능한 노드로서 선택된다.
사용자 노드(120-122, 131-149)의 일부가 이동하여 네트워크(100)가 시간이 지남에 따라 동적으로 변경될 수 있기 때문에, 이전에 식별된 목표 도달 가능한 노드가 더 이상 개별 사용자 노드에 가장 가깝지 않을 수 있다. 바람직하게는, 단계(510, 520, 530)는 선택된 도달 가능한 노드를 업데이트하기 위해 주기적으로 반복된다. 단계 540에서, 예를 들어 만료 기간이 지난 후 목표 도달 가능한 노드가 업데이터되어야 할 때, 단계 510, 520, 530이 다시 실행된다. 당업자는 만료 기간이 실제 상황에 따라 결정될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 네트워크(100)는 목표 도달 가능한 노드와의 링크 설정에서 실패한 이벤트를 수집할 수 있다. 각 실패 이벤트에서, 단계 530을 달성한 시간과 목표 도달 가능한 노드와의 데이터 통신을 하는 시간 사이의 시간 차이가 기록된다. 네트워크는 모든 실패 이벤트의 기록된 시간 차이에 대한 통계 분석을 수행하여 적절한 만료 기간을 결정할 수 있다.
개별 사용자 노드가 CN(20)으로 전달될 데이터를 가지고 있을 때(단계 540에서 확인됨), 개별 사용자 노드는 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 안테나 어레이를 구성하고(단계 550), 이후 데이터를 목표 도달 가능한 노드에 전송한다(단계 560). 개별 사용자 노드로부터 전송된 데이터는 이 개별 노드에서 시작되거나 개별 사용자 노드에 의해 수신된 다른 사용자 노드의 데이터를 중계한 결과일 수 있다.
바람직하게는, 목표 도달 가능한 노드로 전송된 데이터는 IP 프로토콜에 따라 데이터그램으로 패킷화된다. 목표 도달 가능한 노드와 CN(20) 사이의 전송 동안의 데이터 라우팅이 개별 사용자 노드에 투명하게 된다. 이는 개별 사용자 노드와 CN(20) 사이의 데이터 전송 동안 링크 실패 이벤트를 처리하는 부담으로부터 경감된다는 이점을 갖는다. 일 실시예에서, 데이터그램은 IPv4 또는 IPv6 데이터그램일 수 있다.
개별 사용자 노드에서 목표 도달 가능한 노드로 데이터를 전송할 때 개별 사용자 노드 및 목표 도달 가능한 노드 사이의 통신 링크가 실제로 실패할 수 있다. 링크 실패로 인하여 목표 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드로부터 전송된 데이터를 수신하지 못하는 경우(단계 570), 개별 사용자 노드는 CN(20)과의 연결을 재설정하기 위한 단계 580을 수행한다. 단계 580에서, 개별 사용자 노드는 목표 도달 가능한 노드를 폐기함으로써 노드의 서브 세트를 업데이트한다. 다음 목표 도달 가능한 노드는 단계 530과 유사한 절차에 의해 식별된다. 다음 목표 도달 가능한 노드가 식별된 후, 개별 사용자 노드는 다음 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 안테나 어레이를 재구성한다(단계 550을 다시 실행함). 데이터는 다음 목표 도달 가능한 노드로 재전송된다(단계 560을 다시 실행함). 결과적으로, 네트워크(100)는 실패 복구 및 자기 치유의 이점을 구현한다. 목표 도달 가능한 노드의 재선택 및 데이터의 재전송의 절차는 데이터가 CN(20)으로 성공적으로 전송될 때까지 반복된다.
위에서 언급한 제2 예에서, 데이터가 사용자 노드(12)에서 목표 도달 가능한 노드(131)로 전송될 때 링크 실패가 검출된다고 가정해보자. 이 목표 도달 가능한 노드(131)는 사용자 노드(120)에 의해 식별된 서브 세트로부터 폐기되어 업데이트된 서브 세트가 주어진다. 업데이트된 서브 세트는 2 개의 나머지 도달 가능한 노드(132, 111)를 포함한다. 도달 가능한 노드(132)가 도달 가능한 노드(111)의 대응하는 거리 값(즉, 3)보다 더 낮은 거리 값(즉, 2)을 가지기 때문에, 도달 가능한 노드(132)는 데이터 전송을 위한 다음 목표 도달 가능한 노드로 선택된다.
네트워크(100)에서, 각각의 사용자 노드(120-122, 131-149)는 개별 사용자 노드의 동작 세부사항과 관련하여 위에 개시된 임의의 실시예에 따른 프로세스를 실행하도록 구성된다는 점을 주목하자.
전술한 개별 사용자의 동작 세부사항은 BS(111-113) 중 하나를 통해 개별 사용자 노드에서 CN(20)으로 데이터를 전송하는 것과 관련된다. CN(20) 또는 BS(111-113)가 모든 사용자 노드(120-122, 131-149)로부터 데이터그램을 수신할 때, 네트워크 토폴로지를 설명하는 네트워크(100)의 맵은 BS(111-113)에서 선택된 마스터 BS에 의해 구성될 수 있다. 맵은 정기적으로 업데이트되고 정기적으로 사용자 노드(120-122, 131-149)에 전송될 수 있다. CN(20)dl 사용자 노드(120-122, 131-149)에서 선택된 의도된 사용자 노드로 전달될 데이터를 가질 때마다 모든 사용자 노드(120-122, 131-149)는 예를 들어 US 7,664,082 및 US 7,941,149와 같이 당 업계에서 이용 가능한 기술에 의해 CN(20)으로부터 의도된 사용자 노드로의 데이터 전송을 위한 경로를 결정하기 위해 맵을 사용할 수 있다.
본 발명의 전술한 상세한 설명에서 예시적인 실시예가 제시되었지만, 수많은 변형이 존재한다는 것을 이해해야 한다. 예시적인 실시예는 단지 예일 뿐이며 어떤 방식으로든 본 발명의 범위, 적용 가능성, 동작 또는 구성을 제한하려는 의도가 아님을 더 이해해야 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하기 위한 편리한 로드맵을 당업자에게 제공할 것이며, 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 예시적인 실시예에 설명된 단계 및 동작의 방법의 기능 및 배열에 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 지리적 영역에 걸쳐 분포되는 복수의 노드를 포함하는 무선 멀티홉 통신 네트워크로서,
    상기 노드는 하나 이상의 기지국(BS) 및 복수의 사용자 노드로 구성되고, 하나 이상의 상기 기지국(BS)은 코어 네트워크(CN)에 연결되고, 각 노드는 적응형 빔포밍을 위한 안테나 어레이를 포함하며,
    개별 사용자 노드는:
    안테나 어레이에 의해 개별 사용자 노드의 주변 영역을 스캔하여 노드의 서브 세트를 식별하고 ― 상기 서브 세트의 각 노드는 상기 개별 사용자 노드와 무선으로 통신할 수 있는 도달 가능한 노드이며, 적어도 하나의 BS에 직접 또는 그 사이에 적어도 하나의 다른 사용자 노드를 포함하는 경로를 통한 간접 통신을 통해 CN에 연결 가능함 ―;
    상기 서브 세트에서 개별 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목을 결정하고 ― 상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드와 개별 사용자 노드 사이의 위치에서의 거리의 정도를 표시하기 위한 거리 값을 포함함 ―;
    상기 개별 사용자 노드와 상기 CN 사이의 데이터 통신이 목표 도달 가능한 노드를 통해 이루어지도록 목표 도달 가능한 노드를 선택하고 ― 상기 목표 도달 가능한 노드는 노드의 서브 세트로부터 선택되고 서브 세트의 하나 이상의 도달 가능한 노드 중에 최저 거리 값을 가지어 하나 이상의 BS 모두가 상기 개별 사용자 노드와 직접 통신 가능하지 않고, 상기 개별 사용자 노드는 상기 목표 도달 가능한 노드를 통해 적어도 하나의 BS로의 멀티홉 통신에 의해 상기 CN과 여전히 통신하며, 이로써 동일한 지리적 영역에 걸쳐 멀티홉 통신을 사용하지 않는 시나리오와 비교할 때 CN과 모든 사용자 노드 사이의 데이터 통신을 지원하기 위한 하나 이상의 BS의 총 수가 감소되도록 허용함 ―; 및
    상기 개별 사용자 노드가 상기 CN으로 전달할 데이터를 갖는 경우, 상기 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 상기 개별 사용자 노드의 안테나 어레이를 구성하고 상기 데이터를 상기 목표 도달 가능한 노드로 전송하도록; 구성되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개별 사용자 노드는:
    상기 서브 세트를 업데이트하도록 상기 주변 영역의 스캐닝, 업데이트 후에 상기 서브 세트에서 각 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목을 결정, 그리고 선택된 목표 도달 가능한 노드의 업데이트를 주기적으로 반복하도록 추가로 구성되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개별 사용자 노드는:
    링크 실패로 인해 상기 목표 도달 가능한 노드가 상기 개별 사용자 노드로부터 전송된 데이터를 수신하지 못할 때, 다음 목표 도달 가능한 노드를 선택하기 위해 목표 도달 가능한 노드를 폐기하여 서브 세트를 업데이트하고, 다음 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 개별 사용자 노드의 안테나 어레이를 재구성하고, 그리고 다음 목표 도달 가능한 노드에 데이터를 재전송하여 네트워크 실패 복구 및 자가 치유되게 하도록 추가로 구성되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거리 값은 상기 개별 사용자 노드에 의해 수신되고 상기 개별 도달 가능한 노드로부터 전송되는 무선 신호의 신호 강도에 따라 결정되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드에 의해 지원되는 이용 가능한 데이터 전송 용량을 나타내기 위한 이용 가능한 용량 값을 더 포함하며,
    상기 개별 사용자 노드는 상기 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때 가장 높은 이용 가능한 용량 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택하도록 추가로 구성되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드의 이동 속도를 나타내기 위한 노드 이동성 값을 더 포함하며,
    상기 개별 사용자 노드는 상기 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때 가장 낮은 노드 이동성 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택하도록 추가로 구성되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드와 얼마나 최근에 통신되는지를 나타내기 위한 링크 최신 값을 더 포함하며,
    상기 개별 사용자 노드는 상기 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때 가장 높은 링크 최신 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택하도록 추가로 구성되는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 목표 도달 가능한 노드에 전송된 데이터는 IP 프로토콜에 따른 데이터그램으로 패킷화 되어 상기 목표 도달 가능한 노드 및 CN 사이의 전송 동안 데이터의 라우팅이 개별 사용자 노드에 투명하게(transparent)되며, 상기 목표 도달 가능 노드 및 CN 사이의 데이터 전송 동안 링크 실패 이벤트를 처리하는 부담에서 개별 사용자 노드를 덜어주는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 데이터그램은 IPv6 데이터그램인,
    무선 멀티홉 통신 네트워크.
  10. 무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 네트워크는 지리적 영역에 걸쳐 분포되는 복수의 노드를 포함하고, 상기 노드는 하나 이상의 기지국(BS) 및 복수의 사용자 노드로 구성되고, 하나 이상의 상기 기지국(BS)은 코어 네트워크(CN)에 연결되고, 각 노드는 적응형 빔포밍을 위한 안테나 어레이를 포함하며,
    상기 방법은:
    개별 사용자 노드에 의해, 안테나 어레이에 의해 개별 사용자 노드의 주변 영역을 스캔하여 노드의 서브 세트를 식별하는 단계 ― 상기 서브 세트의 각 노드는 상기 개별 사용자 노드와 무선으로 통신할 수 있는 도달 가능한 노드이며, 적어도 하나의 BS에 직접 또는 그 사이에 적어도 하나의 다른 사용자 노드를 포함하는 경로를 통한 간접 통신을 통해 CN에 연결 가능함 ―;
    상기 개별 사용자 노드에 의해, 상기 서브 세트에서 개별 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목을 결정하는 단계 ― 상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드와 개별 사용자 노드 사이의 위치에서의 거리의 정도를 표시하기 위한 거리 값을 포함함 ―;
    상기 개별 사용자 노드에 의해, 상기 개별 사용자 노드와 상기 CN 사이의 데이터 통신이 목표 도달 가능한 노드를 통해 이루어지도록 목표 도달 가능한 노드를 선택하는 단계 ― 상기 목표 도달 가능한 노드는 노드의 서브 세트로부터 선택되고 서브 세트의 하나 이상의 도달 가능한 노드 중에 최저 거리 값을 가지어 하나 이상의 BS 모두가 상기 개별 사용자 노드와 직접 통신 가능하지 않고, 상기 개별 사용자 노드는 상기 목표 도달 가능한 노드를 통해 적어도 하나의 BS로의 멀티홉 통신에 의해 상기 CN과 여전히 통신하며, 이로써 동일한 지리적 영역에 걸쳐 멀티홉 통신을 사용하지 않는 시나리오와 비교할 때 CN과 모든 사용자 노드 사이의 데이터 통신을 지원하기 위한 하나 이상의 BS의 총 수가 감소되도록 허용함 ―; 및
    상기 개별 사용자 노드가 상기 CN으로 전달할 데이터를 갖는 경우, 상기 안테나 어레이가 상기 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 구성하기 위해 상기 개별 사용자 노드를 배열하고 그 후에 상기 데이터를 상기 목표 도달 가능한 노드로 전송하는 단계;를 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 개별 사용자 노드에 의해, 상기 서브 세트를 업데이트하도록 상기 주변 영역의 스캐닝, 업데이트 후에 상기 서브 세트에서 각 도달 가능한 노드에 대한 복수의 노드 특정 정보 항목을 결정, 그리고 선택된 목표 도달 가능한 노드의 업데이트를 주기적으로 반복하는 단계를 더 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    링크 실패로 인해 상기 목표 도달 가능한 노드가 상기 개별 사용자 노드로부터 전송된 데이터를 수신하지 못할 때, 다음 목표 도달 가능한 노드를 선택하기 위해 목표 도달 가능한 노드를 폐기하여 서브 세트를 업데이트하고, 다음 목표 도달 가능한 노드를 가리키도록 개별 사용자 노드의 안테나 어레이를 재구성하고, 그리고 다음 목표 도달 가능한 노드에 데이터를 재전송하여 네트워크 실패 복구 및 자가 치유되게 하도록 상기 개별 사용자 노드를 배열하는 단계를 더 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 개별 사용자 노드에 의해 수신되고 상기 개별 도달 가능한 노드로부터 전송되는 무선 신호의 신호 강도에 따라 거리 값을 결정하는 단계를 더 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드에 의해 지원되는 이용 가능한 데이터 전송 용량을 나타내기 위한 이용 가능한 용량 값을 더 포함하며,
    상기 방법은, 상기 개별 사용자 노드에 의해, 상기 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때 가장 높은 이용 가능한 용량 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택하는 단계를 더 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드의 이동 속도를 나타내기 위한 노드 이동성 값을 더 포함하며,
    상기 방법은, 상기 개별 사용자 노드에 의해, 상기 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때 가장 낮은 노드 이동성 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택하는 단계를 더 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 노드 특정 정보 항목은 개별 도달 가능한 노드가 개별 사용자 노드와 얼마나 최근에 통신되는지를 나타내기 위한 링크 최신 값을 더 포함하며,
    상기 방법은, 상기 개별 사용자 노드에 의해, 상기 서브 세트가 동일한 최저 거리 값을 갖는 복수의 도달 가능한 노드를 가질 때 가장 높은 링크 최신 값을 갖는 상기 복수의 도달 가능한 노드로부터 목표 도달 가능한 노드를 선택하는 단계를 더 포함하는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 목표 도달 가능한 노드에 전송된 데이터는 IP 프로토콜에 따른 데이터그램으로 패킷화 되어 상기 목표 도달 가능한 노드 및 CN 사이의 전송 동안 데이터의 라우팅이 개별 사용자 노드에 투명하게되며, 상기 목표 도달 가능 노드 및 CN 사이의 데이터 전송 동안 링크 실패 이벤트를 처리하는 부담에서 개별 사용자 노드를 덜어주는,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 데이터그램은 IPv6 데이터그램인,
    무선 멀티홉 통신 네트워크를 동작시키기 위한 방법.
KR1020207025584A 2018-02-12 2019-01-30 빔포밍을 이용한 고속 멀티홉 네트워크 KR102234186B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/893,732 2018-02-12
US15/893,732 US10349336B1 (en) 2018-02-12 2018-02-12 High-rate multihop network with beamforming
PCT/CN2019/073888 WO2019154213A1 (en) 2018-02-12 2019-01-30 High-rate multihop network with beamforming

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200108099A KR20200108099A (ko) 2020-09-16
KR102234186B1 true KR102234186B1 (ko) 2021-03-31

Family

ID=67106376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207025584A KR102234186B1 (ko) 2018-02-12 2019-01-30 빔포밍을 이용한 고속 멀티홉 네트워크

Country Status (15)

Country Link
US (1) US10349336B1 (ko)
EP (1) EP3525517B1 (ko)
JP (1) JP6957765B2 (ko)
KR (1) KR102234186B1 (ko)
BR (1) BR112020014432B1 (ko)
CA (1) CA3129881A1 (ko)
ES (1) ES2847278T3 (ko)
HU (1) HUE053651T2 (ko)
LT (1) LT3525517T (ko)
MX (1) MX2020008416A (ko)
PH (1) PH12019501806A1 (ko)
PL (1) PL3525517T3 (ko)
PT (1) PT3525517T (ko)
RU (1) RU2733784C1 (ko)
WO (1) WO2019154213A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022209802A1 (ko) * 2021-03-31 2022-10-06

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054539A1 (en) 1999-03-09 2000-09-14 Salbu Research And Development Laboratories (Proprietary) Limited Routing in a multi-station network
KR101076962B1 (ko) 2010-04-20 2011-10-26 홍익대학교 산학협력단 다중 안테나 기반 멀티홉 애드혹 네트워크에서의 데이터 전송 장치 및 방법

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ337727A (en) * 1997-03-03 2001-05-25 Salbu Res & Dev Pty Ltd Cellular communication system with mobile and base stations having non-overlapping zones of coverage
JP4227737B2 (ja) * 2000-08-30 2009-02-18 日本電気株式会社 無線ネットワーク、中継ノード及びそれに用いる中継伝送方法並びにそのプログラム
US7941149B2 (en) 2002-05-13 2011-05-10 Misonimo Chi Acquistion L.L.C. Multi-hop ultra wide band wireless network communication
US7664082B1 (en) 2005-09-30 2010-02-16 Nortel Networks Limited Method of scheduling with multiple radios per node in a wireless multihop network
KR101225274B1 (ko) * 2005-11-09 2013-01-22 톰슨 라이센싱 무선 네트워크에서의 경로 선택
US8135337B2 (en) * 2005-11-29 2012-03-13 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Scheduling in a wireless multi-hop relay network
US7680088B2 (en) * 2006-01-20 2010-03-16 Nokia Corporation High speed data and coverage using personal area network
US8165073B2 (en) * 2006-08-04 2012-04-24 Nokia Corporation Relay-station assignment/re-assignment and frequency re-use
US8416729B2 (en) * 2007-03-10 2013-04-09 Lingna Holdings Pte., Llc Optimizing downlink throughput with user cooperation and scheduling in adaptive cellular networks
US8265550B2 (en) * 2007-09-28 2012-09-11 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods, systems, and computer-readable media for utilizing a repeating function to improve quality of service
US8644273B2 (en) * 2009-07-01 2014-02-04 Apple Inc. Methods and apparatus for optimization of femtocell network management
EP2485411B1 (en) * 2009-09-29 2016-01-27 Electronics and Telecommunications Research Institute Method and apparatus for setting up a relay link in a wireless communication system
WO2011077807A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 日本電気株式会社 無線通信システム、基地局、および無線通信システム制御方法
US20130102252A1 (en) * 2010-04-21 2013-04-25 Eth Zurich Method for communicating and distance bounding system
KR20140009268A (ko) * 2010-11-24 2014-01-22 엘타 시스템즈 리미티드 이동하는 계층적 셀룰러 네트워크들에서의 터널링에 의한 트래픽 관리를 위한 구조 및 방법들
KR101170004B1 (ko) * 2010-12-03 2012-08-03 재단법인대구경북과학기술원 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법
WO2012108604A1 (ko) * 2011-02-09 2012-08-16 (주)엘지전자 무선 접속 시스템에서 인접 셀 간 간섭을 회피하기 방법 및 장치
CN103139922B (zh) * 2011-11-25 2015-05-13 华为技术有限公司 发送、接收控制信道信息的方法、设备和系统
EP2815610B1 (en) * 2012-02-16 2018-04-11 Philips Lighting Holding B.V. Efficient proxy table management in communication networks
WO2015026111A1 (ko) 2013-08-18 2015-02-26 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 중계기 동작 방법 및 장치
KR102096607B1 (ko) * 2014-01-20 2020-04-02 에스케이텔레콤 주식회사 무선 통신 장치와 그 빔포밍 경로 설정 방법
US9467835B2 (en) * 2014-05-29 2016-10-11 Motorola Solutions, Inc. Public safety network relay service management
WO2016036853A1 (en) * 2014-09-07 2016-03-10 University Of Florida Research Foundation Inc. Dynamic user-defined check-in points
WO2016076107A1 (ja) 2014-11-14 2016-05-19 株式会社Nttドコモ ユーザ装置及びd2d通信方法
CN106162796A (zh) 2015-04-03 2016-11-23 上海贝尔股份有限公司 用于发现和更新用户设备到网络的中继用户设备的方法
CN106304258A (zh) 2015-05-15 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 中继选择及发现的方法、装置及系统
US20180192458A1 (en) * 2015-06-25 2018-07-05 Nec Corporation Radio terminal, d2d communication control apparatus, base station, preliminary relay radio terminal selection method, non-transitory computer readable medium
US9992701B2 (en) * 2016-03-18 2018-06-05 Dell Products, Lp Method and apparatus for adaptive transmission techniques with connection context aware radio communication management and path prediction
US10630410B2 (en) * 2016-05-13 2020-04-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Network architecture, methods, and devices for a wireless communications network
US20180184422A1 (en) * 2016-12-28 2018-06-28 Intel Corporation Multi-channel time synchronized mesh networking

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054539A1 (en) 1999-03-09 2000-09-14 Salbu Research And Development Laboratories (Proprietary) Limited Routing in a multi-station network
KR101076962B1 (ko) 2010-04-20 2011-10-26 홍익대학교 산학협력단 다중 안테나 기반 멀티홉 애드혹 네트워크에서의 데이터 전송 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020008416A (es) 2020-09-25
EP3525517A1 (en) 2019-08-14
RU2733784C1 (ru) 2020-10-06
HUE053651T2 (hu) 2021-07-28
BR112020014432A2 (pt) 2020-08-18
WO2019154213A1 (en) 2019-08-15
PL3525517T3 (pl) 2021-06-14
ES2847278T3 (es) 2021-08-02
LT3525517T (lt) 2021-03-25
PH12019501806A1 (en) 2020-03-02
JP6957765B2 (ja) 2021-11-02
JP2021508218A (ja) 2021-02-25
US10349336B1 (en) 2019-07-09
BR112020014432B1 (pt) 2021-01-12
EP3525517B1 (en) 2020-12-16
PT3525517T (pt) 2021-01-27
KR20200108099A (ko) 2020-09-16
CA3129881A1 (en) 2019-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101312218B1 (ko) 엔드 노드 어시스티드 이웃 탐색을 위한 방법 및 장치
CN107787562B (zh) 网络中的节点角色指派
KR101157843B1 (ko) 물리적 접속점 식별자를 사용한 통신 방법 및 장치
KR101249105B1 (ko) 듀얼 통신 링크를 지원하는 물리적 접속점 식별자를 사용한 통신 방법 및 장치
US9083355B2 (en) Method and apparatus for end node assisted neighbor discovery
US10998957B2 (en) Low power network with extended coverage
KR102234186B1 (ko) 빔포밍을 이용한 고속 멀티홉 네트워크

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant