KR20140003261A - 간섭 중화를 수행하는 멀티 홉 네트워크에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법 및 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법 - Google Patents

간섭 중화를 수행하는 멀티 홉 네트워크에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법 및 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법 Download PDF

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Abstract

간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 다른 수신 노드들 각각과 대상 송신 노드 사이의 페어를 구성하기 위하여 다른 수신 노드들이 페어 구성 메시지를 이미 브로드캐스트하였는지 여부에 기초하여 대상 송신 노드와 대상 수신 노드 사이의 페어(pair)를 구성할 것인지 여부를 결정하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

간섭 중화를 수행하는 멀티 홉 네트워크에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법 및 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법{METHOD FOR DECISION PAIR OF TARGET RECEIVER AND TARGET TRANSMITTER DISTRIBUTEDLY AND CONCENTRATEDLY USING COOPERATION HEADER IN A MULTI-HOP NETWORK PERFORMING INTERFERENCE NEUTRALIZATION}
아래의 실시예들은 간섭 중화를 수행하는 멀티 홉 네트워크에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법 및 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 멀티 홉(multi-hop) 전송은 애드 혹(ad-hoc) 네트워크에서 많이 고려된다. 그러나 애드 혹 네트워크의 경우, 효율적인 단말간 멀티 홉 협력을 수행하기 위해서 제어 유닛이 존재하는 네트워크(예를 들어 셀룰러 기반의 네트워크)에 대비할 때 여러 가지 어려움이 있다. 그 중에서도 채널 정보의 전달 및 교환은 채널 정보 메시지의 교환에 따른 오버헤드(overhead) 및 메시지와 채널 추정 사이의 채널의 변화로 인한 채널 정보의 불일치 등의 관점에서 볼 때 시스템 관점에서 가장 어려운 과정 중의 하나이다.
애드 혹 네트워크와 비교하면, 제어 유닛이 존재하는 네트워크는 기본적으로 단말들 간의 동기(sync)가 맞아 있는 경우가 많으며, 채널 정보 교환을 위해 할당된 자원이 있는 등, 멀티 홉 전송에 보다 용이한 구조라고 볼 수 있다. 그러나 제어 유닛이 관장하는 전송 범위 내의 사용자의 수가 증가함에 따라 채널 정보의 전달(혹은 교환)에 따른 오버헤드도 증가할 것으로 예상된다. 따라서, 채널 정보의 전달(혹은 교환)에 따른 오버헤드는 멀티 홉 전송을 활성화 하기 위해서 해결해야 할 문제 중 하나이다.
특히, 다수의 사용자가 동시에 멀티 홉 전송을 하기 위해서는 서로 간에 미치는 간섭을 최소화 시키는 노력이 필요하고, 효율적인 멀티 홉 전송을 위해서는 채널 정보의 전달 및 교환이 필요하다.
일 실시예에 따르면, 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법은 다른 수신 노드들 각각과 상기 대상 송신 노드 사이의 페어를 구성하기 위하여 상기 다른 수신 노드들이 페어 구성 메시지를 이미 브로드캐스트하였는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 기초하여 상기 대상 송신 노드와 상기 대상 수신 노드 사이의 페어(pair)를 구성할 것인지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 송신 노드 및 상기 대상 수신 노드 사이의 미리 결정된 메트릭(metric)을 계산하는 단계; 상기 메트릭에 따라 상기 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정하는 단계; 및 상기 대기 시간에 따라 상기 페어 구성 메시지를 상기 다른 수신 노드들로 브로드캐스트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 메트릭에 따라 상기 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정하는 단계는 상기 메트릭에 기초하여 설정된 상기 대상 수신 노드의 분산 타이머를 이용하여 상기 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위하여 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)를 모니터링하는 단계; 및 상기 모니터링 결과에 기초하여 측정한 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들의 링크 품질을 브로드캐스트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 레퍼런스 시그널은 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 기초하여 중계될 수 있다.
상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑 된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계는 랜덤하게 혹은 특정 순서에 따라 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 브로드캐스트된 링크 품질에 기초하여 상기 다른 수신 노드들 혹은 상기 대상 수신 노드가 선택한 어느 하나의 서브 그룹을 알려주는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 브로드캐스트된 링크 품질에 기초하여 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들 중 선택된 어느 하나의 서브 그룹으로부터 중계된 데이터를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법은 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는(preferred) 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하는 단계; 상기 결정된 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 상기 협력 헤더로 피드백하는 단계; 상기 협력 헤더로부터 상기 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 송신 노드들로부터 전송된 데이터를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 송신 노드들 중 어느 하나의 송신 노드를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 결정된 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 상기 협력 헤더로 피드백하는 단계는 상기 선택된 송신 노드의 인덱스, 상기 선택된 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 상기 협력 헤더로 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하는 단계는 다중 사용자 다중화 모드 및 단일 사용자 다이버시티 모드 각각에 대하여 상기 선택된 송신 노드의 인덱스, 상기 선택된 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다중 사용자 다중화 모드에 따른 예상 이득 및 상기 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 예상 이득에 기초하여 상기 협력 헤더가 선택한 어느 하나의 모드에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 협력 헤더로부터, 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위하여 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)에 기초하여 링크 품질 측정을 위한 메트릭을 구성하는 단계; 상기 협력 헤더에게 상기 메트릭을 피드백하는 단계; 및 상기 협력 헤더로부터, 상기 메트릭에 기초하여 선택된 어느 하나의 서브 그룹에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 레퍼런스 시그널은 상기 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 따라 순차적으로 중계될 수 있다.
상기 어느 하나의 서브 그룹에 대한 정보를 수신하는 단계는 상기 협력 헤더의 브로드캐스트에 의해, 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각의 인덱스 및 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각에 포함된 중계 노드들의 인덱스를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 멀티 홉 네트워크 내에 있는 제1 클러스터에 인접한 제2 클러스터가 상기 제1 클러스터와 동일한 자원을 사용하는 경우, 상기 협력 헤더로부터, 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 상기 제2 클러스터의 중계 노드들에 대한 정보를 수신하는 단계; 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들 각각이 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭을 측정하는 단계; 및 상기 협력 헤더에게 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들 각각이 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭에 대한 정보를 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 간섭에 대한 정보는 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 간섭을 미치는 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들의 인덱스, 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들 각각이 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭의 양, 및 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들의 채널 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 송신 노드들로부터 수신된 레퍼런스 시그널을 이용하여 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 사이의 링크 품질 및 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 각각의 링크 품질을 측정하는 단계; 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 사이의 링크 품질 및 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 각각의 링크 품질을 상기 협력 헤더에게 피드백 하는 단계; 및 상기 피드백한 링크 품질들을 기초로 상기 협력 헤더가 결정한 중계 노드의 활용 모드를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중계 노드의 활용 모드는 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 각각에 포함된 중계 노드들을 개별적으로 활용하는 제1 모드 및 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터에 포함된 중계 노드들을 동시에 활용하여 신호를 중계하거나 자원을 분할하는 제2 모드를 포함하고, 상기 협력 헤더는 상기 피드백 받은 링크 품질들이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 모드를 상기 중계 노드의 활용 모드로 결정하고, 상기 피드백 받은 링크 품질들에 대한 정보들이 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 제2 모드를 상기 중계 노드의 활용 모드로 결정할 수 있다.
도 1은 일반적인 멀티 홉 네트워크의 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서 수행되는 간섭 중화(Interference Neutralization)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 도 4의 방법에 따라 페어로 구성되는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 도 7의 방법에 따라 페어로 구성되는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7의 방법에서의 피드백을 줄이기 위하여 대상 수신 노드가 협력 헤더에게 선호되는 소스 노드의 인덱스를 알려주는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 10은 도 7의 방법에서의 피드백을 줄이기 위하여 대상 수신 노드가 협력 헤더에게 알려주는 정보를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서의 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 동작 개념을 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 다중 사용자 다중화 모드 및 단일 사용자 다이버시티 모드 각각을 위해 협력 헤더에게 피드백되는 송신 노드의 인덱스, 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 11에서 협력 헤더가 다중 사용자 다중화 모드 혹은 단일 사용자 다이버시티 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 14는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 중계 노드들의 개수가 N(N-1)+1개(여기서, N은 송/수신 노드 페어의 개수)를 초과하는 경우에 협력 헤더를 이용하여 중앙 집중적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14의 개념에 따라 협력 헤더가 중앙 집중적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들을 선택하기 위한 대상 수신 노드의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 16은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 중계 노드들의 개수가 N(N-1)+1개(여기서, N은 송/수신 노드 페어의 개수)를 초과하는 경우에 분산적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 16의 개념에 따라 분산적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들이 선택되도록 하기 위한 대상 수신 노드의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 18은 도 14 내지 도 17에서 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당되는 시간 구간을 나타낸 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 간섭 중화(Interference Neutralization)를 위해 협력하는 클러스터들이 두 개 존재하는 경우에 중계 노드들을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 간섭 중화(Interference Neutralization)를 위해 협력하는 두 개의 클러스터들이 서로 간섭을 미치며 동작하는 경우에 중계 노드의 활용 모드를 결정하고, 이에 따라 각 클러스터들에 포함된 중계 노드들을 활용하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 멀티 홉 네트워크에서는 다수의 송신 노드들(110)이 각각 다수의 중계 노드들(130)을 통해 다수의 수신 노드들(150)에게 데이터를 전송한다. 멀티 홉 네트워크의 일 예로는 셀룰러 시스템의 다중 사용자들이 다수의 릴레이를 통해 다수의 기지국들에게 데이터를 전송하는 경우를 들 수 있다. 이때, 다수의 송신 노드들(110)과 다수의 중계 노드들(130) 간의 채널을 H1(120)이라고 하고, 다수의 중계 노드들(130)과 다수의 수신 노드들(150) 간의 채널을 H2(140)이라고 할 수 있다.
하지만, 이와 같이 다수의 송,수신 노드들의 페어들이 한꺼번에 신호를 전송하는 때에는 서로 다른 송,수신 노드들의 페어들 간의 신호(또는 스트림(stream))가 멀티 홉 과정에서 섞이면서 스트림 간 간섭(inter-stream interference)이 발생할 수 있다. 따라서, 중계 노드들(130)이 송,수신 노드들의 페어들 간의 간섭을 중화(Interference Neutralization) 및 제거함으로써 간섭을 관리할 수 있도록 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서 수행되는 간섭 중화(Interference Neutralization)의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
신호 처리 관점에서의 멀티 홉(multi-hop) 전송 이득이 알려진 것을 오래되지 않았다. 전통적으로 멀티 홉의 이득을 이야기 하면, 셀의 크기를 줄이고 전송 파워를 줄이는 형태의 멀티 홉 전송을 고려할 수 있으며, 이러한 상황에서 간섭이 줄어드는 현상으로 인한 파워 이득이 멀티 홉 전송의 이득에 대한 일반적인 시각이었다.
그러나 최근 멀티 홉을 통해 신호 처리 관점에서 간섭을 제어할 수 있음이 알려지면서부터 멀티 홉 전송에 대한 새로운 이득에 관심을 갖기 시작했다. 간섭 중화(Interference Neutralization; IN)가 그 대표적인 기술이며 신호를 전달하는 중계 노드에서 (중계 노드의) 이득을 조정함에 따라 수신단에서 느끼는 간섭을 제거할 수 있는 기술이다.
간섭 중화(Interference Neutralization)라는 개념은 다중 유니 캐스트 멀티 홉 네트워크(multiple uni-cast multi-hop network)에서 처음 나왔으며, 아래의 간단한 예를 통해 그 개념을 파악할 수 있다.
도 2의 멀티 홉 네트워크 내에서 모든 중계 노드들(230)은 앰플리파이 앤 포워드(Amplify and Forward)를 수행한다고 가정하자.
상술한 바와 같이 H1 과 H2 각각은 송신 노드들(210)과 중계 노드들(230) 사이의 채널, 그리고 중계 노드들(230)과 수신 노드들(250) 사이의 채널을 의미한다. 또한, 멀티 홉 네트워크 내에서 중계 노드들(230)이 곱하는 증폭 계수(amplifying coefficient)는 G 행렬로 표현할 수 있다.
멀티 홉 네트워크 내의 모든 노드들이 단일 안테나만을 가진다고 하면 G 행렬은 대각 행렬(diagonal matrix)이라고 볼 수 있다. 따라서, 송신 노드들(210)로부터 중계 동작(relay operation)을 거쳐 신호가 전달되는 수신 노드들(250)까지의 실효 채널 이득(effective channel gain)은 아래의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.
이때, 간섭 중화를 위해서는 스트림 간 간섭(inter-stream interference)을 완벽히 제거해야 하므로 실효 채널 이득이 [수학식 1]과 같이 대각 행렬(diagonal matrix)로 만들어 지도록 G 행렬을 디자인할 수 있다.
Figure pat00001
[수학식 1]은 선형 대수(linear algebra)의 특성을 활용하여 아래의 [수학식 2] 및 [수학식 3]으로 변환할 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
따라서, 상술한 수학식들로부터 얻을 수 있는 간섭 중화 조건은 아래의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
여기서, K1은 N 개의 송/수신 노드들의 페어들이 멀티 홉(multi-hop)으로 각자의 신호를 전송할 때, 완전한 간섭 중화를 수행하기 위해 요구되는 최소 중계 노드들의 개수(minimum required number of relay)를 나타낸다.
도 2와 같이 송신 노드들(210) 및 수신 노드들(250)의 페어들의 수가 2 인 멀티 홉 네트워크에서는 [수학식 4]에 의해 간섭 중화를 수행하기 위해서는 필요한 최소한의 중계 노드들(230)의 개수(K1)는 (K1)=N(N-1)+1 = 3 개임을 알 수 있다.
중계 노드들(230)이 상술한 바와 같이 앰플리파이 앤 포워드(amplify and forward) 및 간섭 중화를 수행하면, 도 2와 같은 토폴로지(topology)를 가지는 간섭을 갖는 멀티 홉 네트워크(interfering multi-hop network)는 등가(equivalent)의 싱글 홉 네트워크(single-hop network)로 표현될 수 있다. 뿐만 아니라, 채널 상의 모든 간섭들이 제거되었으므로 다중 피어-투-피어 네트워크(Multiple peer-to-peer network)라고 볼 수 있다.
이와 같이 간섭 중화는 송신 노드들(210)이 각 채널을 통해 전송한 신호들이 중계 노드들(230)을 거치는 동안에는 서로 간섭으로 작용하더라도 수신 노드들(250)에서 최종적으로 수신된 신호에서는 각 간섭들이 서로 상쇄되어 간섭이 없는 신호만이 전달될 수 있도록 하는 것이다.
이하의 실시예들에서는 채널 정보의 전달(혹은 교환)이 없이도 수신 노드들 혹은 중계 노드들과 같은 사용자를 적절히 선택함으로써 간섭을 중화할 수 있는 전송 방식에 대하여 설명한다.
일 실시예에서 사용자 선택을 통해 간섭을 제어할 수 있는 전송 방식은 제어 주체에 따라 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 후술하는 도 3과 같이 애드-혹(ad-hoc) 네트워크에서 분산적으로 사용자를 선택할 수도 있고, 도 6과 같이 협력 헤더(cooperation head)를 활용하여 사용자를 선택할 수도 있다.
여기서, '협력 헤더(cooperation head)'는 협력을 위하여 임시적으로 혹은 반영구적으로 협력 그룹(group)을 지원하는 무선 통신 노드, 그 밖의 인프라 스트럭쳐(infrastructure)를 의미하며, 예를 들어, 중계 노드(relay), 액세스 포인트(Access Point; AP), 기지국, 이동 단말, M2M 디바이스 등이 이에 해당될 수 있다.
또한, 이하에서는 사용자 선택이 이루어진 뒤에 기지국 등에서 다중 MIMO(multiple-input-multiple-output) 등의 알고리즘을 활용하여 두 명의 송신 노드들에게 두 명의 수신 노드들의 데이터를 각각 전송한다고 가정한다. 송신 노드들은 2-홉(hop)에 걸쳐서 각각의 수신 노드들에게 데이터를 전송할 수 있다. 일 실시예에서는 모든 수신 노드들이 송신 노드들과 수신 노드들 간의 유효 채널(effective channel)을 알 수 있다고 가정한다.
도 3은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 중계 노드들(relay 1, 2, 3)이 기지국 혹은 송신 노드(Tx1, Tx2)들로부터 수신할 데이터가 있는 최종 수신 노드들 중 선택 받은 수신 노드들(Rx1와 Rx2)의 데이터를 받아 분산적인 형태로 포워딩하는 것을 볼 수 있다.
상술한 바와 같이 사용자 선택을 통해 간섭을 제어할 수 있는 전송 방식은 분산적인 형태로 구현될 수 있다.
시간 영역 이원 송수신 시스템(Time-division duplex system) 혹은 주파수 영역 이원 송수신 시스템(frequency-division duplex system)에서 각 수신 노드들은 각 송신 노드들로부터 자신에게 오는 유효 채널을 측정할 수 있다. 이 때, 유효 채널은 1번째 홉(hop)과 2번째 홉의 채널뿐만 아니라 중계 노드의 동작(operation)에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서는 편의상 중계 노드에서 별도의 디코딩(decoding)을 수행하지 않고, 수신 신호를 선형 필터(linear filter)를 거쳐서 통과시키는 앰플리파이 앤 포워드(amplify-and-forward) 기법을 이용하는 것으로 가정한다.
단, 해당 기법에서 선형 필터의 계수(coefficient)는 미리 정한 값으로 설정할 수 있다. 수신 노드들 각각은 송, 수신 노드들 간의 유효 채널을 알게 되면, 본인(수신 노드들) 스스로 어떤 송신 노드가 자신에게 가장 큰 쓰루풋(throughput)을 제공할 수 있는지를 계산할 수 있다.
예를 들어, 수신 노드들 각각은 송신 노드들에게 파일럿을 전송하고, 이로부터 SINR 등을 계산하여 어떤 송신 노드가 자신에게 가장 큰 쓰루풋을 제공할 수 있는지를 계산할 수 있다.
이때, 송신 노드를 선택하기 위한 선택 기준으로는 쓰루풋(throughput)뿐만이 아니라 경우에 따라 1/간섭량 혹은 시그널 파워(signal power) 등도 이용될 수 있다.
예를 들어 쓰루풋(throughput)에 따라 송신 노드를 선택할 경우, 아래와 같은 방법을 이용할 수 있다.
수신 노드가 각 송신 노드들로부터의 예상 쓰루풋(throughput)을 추정하였다고 하면, 각 노드들 간의 채널 정보들을 한꺼번에 알아야지 어떤 송신 노드가 어떤 수신 노드로 정보를 보낼지를 결정할 수 있다. 하지만, 분산 시스템에서는 정보를 교환하는 것이 매우 어렵다.
따라서, 일 실시예에서는 분산 타이머(distributed timer)를 도입함으로써 별도의 채널 정보의 교환없이 최적의 효율(혹은 품질)을 얻을 수 있는 수신 노드들을 선택할 수 있다. 여기서, 분산 타이머는 예를 들어, 주파수, 시간, 코드 등과 같이 각 송신 노드마다의 독립적인 자원(independent resource)를 이용하여 동작시킬 수 있으며, 예를 들어, 쓰루풋(throughput)의 역수에 비례하여 설정될 수 있다.
분산 타이머를 이용하여 결정된 대기 시간이 종료하고, 대상 수신 노드가 미리 약속된 메시지(예를 들어, 헬로 메시지, 페어 구성 메시지 혹은 파일럿(pilot) 등)를 브로드캐스트하면, 주변의 모든 수신 노드들 또한 해당 메시지를 수신할 수 있다.
여기서, 미리 약속된 메시지를 전송하는 수신 노드는 활성화(active)된 것으로 볼 수 있고, 가장 먼저 활성화된 수신 노드는 쓰루풋이 가장 크다는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 대상 수신 노드는 주변의 수신 노드들을 관찰하고 있다가, 본인(대상 수신 노드)이 미리 약속된 메시지를 전송할 때까지 다른 수신 노드들이 아무도 메시지를 전송하지 않는다면, 주변의 수신 노드들에게 자신의 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 이때, 대상 수신 노드는 자신의 메시지를 브로드캐스트 함으로써 자신(대상 수신 노드)과 대상 송신 노드가 페어로 구성될 수 있음을 알릴 수 있다.
일 실시예에서는 이와 같이 분산 타이머(distributed timer)를 이용함으로써 각 송신 노드마다 제일 높은 쓰루풋을 달성하는 수신 노드가 각각 분산적으로 정해지도록 할 수 있다.
이때, 각 송신 노드마다에 대하여 페어로 결정되는 수신 노드는 후술하는 도 5와 같은 방법으로 구할 수 있다.
각 기지국에서는 다중 사용자 MIMO를 통하여 각 수신 노드가 선택한 송신 노드로 해당 데이터를 전송할 수 있다. 이후, 각 송신 노드들은 해당 메시지를 디코딩한 후, 포워딩할 수 있으며, 중계 노드들은 유효 채널을 구할 때와 마찬가지로 동작할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 수신 노드는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 사이의 미리 결정된 메트릭(metric)을 계산할 수 있다(410). 이때, 미리 결정된 메트릭으로는 상술한 쓰루풋(throughput) 이외에도 수신 노드와 송신 노드 간의 간섭량, 수신 노드와 송신 노드 간의 신호 세기 등을 이용할 수 있다.
대상 수신 노드는 메트릭에 따라 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정할 수 있다(320). 이때, 대상 수신 노드는 메트릭에 기초하여 설정된 자신의 분산 타이머를 이용하여 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정할 수 있다.
대상 수신 노드는 다른 수신 노드들 각각과 대상 송신 노드 사이의 페어를 구성하기 위하여 다른 수신 노드들이 페어 구성 메시지를 이미 브로드캐스트 하였는지 여부를 판단할 수 있다(430).
430에서 다른 수신 노드들이 이미 페어 구성 메시지를 브로드캐스트한 경우, 대상 수신 노드는 자신의 페어 구성 메시지를 전송할 수 없고, 다른 수신 노드와 대상 송신 노드 사이에 페어가 구성될 수 있다(440).
하지만, 430에서 다른 수신 노드들이 아직 페어 구성 메시지를 브로드캐스트하지 않았다면, 대상 수신 노드는 대기 시간에 따라 자신의 페어 구성 메시지를 다른 수신 노드들로 브로드캐스트할 수 있다(450).
이후, 대상 수신 노드는 자신의 페어 구성 메시지를 수신한 대상 송신 메시지와 페어(pair)를 구성할 수 있다(460).
도 5는 도 4의 방법에 따라 페어로 구성되는 송신 노드 및 수신 노드를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 송신 노드(Tx1)에 대하여는 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) 중 제1 수신 노드(Rx1)의 쓰루풋(throughput) 이 '3'으로 가장 큼을 알 수 있다. 이때, 각 수신 노드들의 분산 타이머(distributed timer)는 미리 결정된 메트릭(metric)(예를 들어, 쓰루풋(throughput))의 역수로 설정될 수 있다. 그러므로, 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) 중 제1 수신 노드(Rx1)에 대하여 가장 높은 쓰루풋(throughput)을 가진 제1 수신 노드(Rx1)가 가장 짧은 대기 시간을 갖게 된다.
즉, 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) 중 제1 수신 노드(Rx1)의 페어 구성 메시지가 제1 송신 노드(Tx1)에게 가장 먼저 브로드캐스트될 수 있다. 따라서, 제1 송신 노드(Tx1)는 제1 수신 노드(Rx1)와 페어로 구성될 수 있다.
또한, 제2 송신 노드(Tx2)에 대하여는 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) 중 제4 수신 노드(Rx4)의 쓰루풋(throughput) 이 '4'로 가장 큼을 알 수 있다.
그러므로, 제2 송신 노드(Tx2)에 대하여는 제4 수신 노드(Rx4)의 페어 구성 메시지가 가장 먼저 브로드캐스트되고, 제2 송신 노드(Tx2)는 제4 수신 노드(Rx4)와 페어로 구성될 수 있다.
여기서, 제1 송신 노드(Tx1)와 페어로 구성되는 제1 수신 노드(Rx1)는 제1 대상 송신 노드(Tx1)에 대하여 간섭이 중화되는 수신 노드라고 할 수 있다. 또한. 마찬가지로 제4 수신 노드(Rx4)는 제2 송신 노드(Tx2)에 대하여 간섭이 중화되는 수신 노드라고 할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 중계 노드들(relay 1, 2, 3)이 기지국(혹은 송신 노드들)으로부터 수신할 데이터가 있는 최종 수신 노드들 중 선택 받은 수신 노드들(Rx1와 Rx2)의 데이터를 받아 협력 헤더(cooperation head)의 도움으로 포워딩하는 것을 볼 수 있다.
상술한 바와 같이 사용자 선택을 통해 간섭을 제어할 수 있는 전송 방식은 도 6과 같이 협력 헤더(cooperation header)나 인프라스트럭쳐(infrastructure)를 활용하여 구현될 수 있다.
협력 헤더(cooperation header)나 인프라스트럭쳐(infrastructure)를 활용하는 경우, 중계 노드에서 선형 필터 계수(linear filter coefficient)의 집합(set)을 미리 정해 놓고 선택하는 과정을 이용할 수 있다. 여기서, 선형 필터 계수(linear filter coefficient)의 집합(set)은 코드북의 형태로 미리 공유될 수 있으며, 코드북은 복수의 코드워드들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 총 4가지의 선형 필터 계수들의 집합은 다음의 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
여기서, E는 선형 필터 계수의 집합을 나타내는 코드북을, e i는 코드북의 구성 요소(element)인 코드워드로서 중계 노드(Relay)의 개수(R) x 1 벡터이며, 중계 노드에서의 필터 계수를 의미한다.
따라서, 각 수신 노드의 입장에서 4 가지의 선형 필터 계수들의 조합 중에서 가장 채널 상황을 좋게 만드는 코드워드 인덱스와 해당 채널 품질 정보 등을 협력 헤더에게 피드백(feedback)할 수 있다. 채널 품질 정보로는 CQI(channel quality indicator) 레벨 등을 예로 들 수 있다.
이때, 4 가지 선형 필터 계수들에 대한 정보는 협력을 하는 모든 노드들이 코드북 등의 형태로 미리 알고 있다고 가정할 수 있다. 따라서, 수신 노드들은 선형 필터의 계수를 직접 피드백 해주는 것이 아니라 도 8과 같이 2 비트의 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보만을 피드백 해 줄 수 있다.
협력 헤더(혹은 인프라스트럭쳐)는 각 수신 노드들로부터 피드백된 정보들을 수집하여 도 8과 같이 나타낼 수 있다.
협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 사용자를 결정하는 경우에 각 수신 노드들은 분산적인 방법에서의 메시지를 대신하여 코드워드 인덱스 및 예상 CQI 정보를 피드백할 수 있으며, 협력 헤더는 코드워드 인덱스 및 예상 CQI 정보를 기초로 최적의 수신 노드를 선택할 수 있다.
실시예에 따라서 수신 노드는 피드백을 줄이기 위해서 후술하는 도 9 및 도 10과 같이 각 수신 노드마다에 대한 최적의 송신 노드의 인덱스, 최적의 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보 등을 협력 헤더로 피드백할 수도 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7을 참조하면, 대상 수신 노드는 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는(preferred) 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정할 수 있다(710).
여기서, '선호되는 (preferred)'은 가장 채널 상황을 좋게 만드는 것으로 이해될 수 있다.
대상 수신 노드는 710에서 결정된 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 협력 헤더로 피드백할 수 있다(720).
대상 수신 노드는 협력 헤더로부터 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보를 수신할 수 있다(730). 이때, 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보는 협력 헤더가 피드백 받은 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 이용하여 송신 노드들 각각의 페어로 선택한 수신 노드들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
대상 수신 노드는 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보에 기초하여 복수의 송신 노드들로부터 전송된 데이터를 처리할 수 있다(740).
도 8은 도 7의 방법에 따라 페어로 구성되는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 협력 헤더가 수신한 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4)마다의 복수의 송신 노드들(Tx1 및 Tx2) 각각에 대한 선호되는(preferred) 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 파악할 수 있다.
제1 수신 노드(Rx1)는 제1 송신 노드(Tx1)에 대한 선호되는 코드워드 인덱스가 '00'이고, 이때의 채널 품질 정보가 3이며, 제2 송신 노드(Tx2)에 대한 선호되는 코드워드 인덱스가 '00'이고, 이때의 채널 품질 정보가 '2'임을 알 수 있다.
따라서, 협력 헤더는 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) 중 제1 송신 노드(Tx1)에 대한 채널 품질 정보가 가장 좋은 수신 노드(예를 들어, 채널 품질 정보가 4로 가장 좋은 제3 수신 노드(Rx3))를 선택할 수 있다. 마찬가지, 협력 헤더는 복수의 수신 노드들(Rx1, Rx2, Rx3, Rx4) 중 제2 송신 노드(Tx2)에 대한 채널 품질 정보가 가장 좋은 수신 노드(예를 들어, 채널 품질 정보가 4로 가장 좋은 제2 수신 노드(Rx2))를 선택할 수 있다.
이 후, 협력 헤더는 제1 송신 노드(Tx1)와 제3 수신 노드(Rx3), 제2 송신 노드(Tx2)와 제2 수신 노드(Rx2)를 각각 페어로 구성하고, 각 수신 노드들에게 서로 페어로 구성되는 송신 노드들에 대한 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에서는 이러한 방식으로 각 송신 노드마다 가장 높은 채널 품질 정보를 제공할 수 있는 코드워드 인덱스를 모든 노드들이 공유한 뒤에, 간섭 중화를 위한 협력을 시작할 수 있다.
도 9는 도 7의 방법에서의 피드백을 줄이기 위하여 대상 수신 노드가 협력 헤더에게 선호되는 소스 노드의 인덱스를 알려주는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 9를 참조하면, 대상 수신 노드는 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는(preferred) 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정할 수 있다(910).
대상 수신 노드는 복수의 송신 노드들 중 어느 하나의 송신 노드를 선택할 수 있다(920).
대상 수신 노드는 920에서 선택된 송신 노드의 인덱스, 선택된 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 협력 헤더로 피드백할 수 있다(930).
이후, 대상 수신 노드는 협력 헤더로부터 선택된 송신 노드의 페어에 대한 정보를 수신하고(940), 선택된 송신 노드의 페어에 대한 정보에 기초하여 선택된 송신 노드로부터 전송된 데이터를 처리할 수 있다(950).
도 10은 도 7의 방법에서의 피드백을 줄이기 위하여 대상 수신 노드가 협력 헤더에게 알려주는 정보를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 대상 수신 노드는 도 8과 같이 복수의 송신 노드들(Tx1 및 Tx2) 각각에 대한 선호되는(preferred) 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 피드백하는 대신에 대상 수신 노드에서 가장 좋은 채널 품질 정보를 나타내는 송신 노드를 선택하고, 선택한 송신 노드의 인덱스, 선택한 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 협력 헤더로 피드백를 피드백할 수 있다.
예를 들어, 도 8에서 제1 수신 노드(Rx1)는 제1 송신 노드(Tx1)에 대한 선호되는 코드워드 인덱스가 '00'이고, 이때의 채널 품질 정보는 3이며, 제2 송신 노드(Tx2)에 대한 선호되는 코드워드 인덱스는 '00'이고, 이때의 채널 품질 정보는 '2'이다.
따라서, 제1 수신 노드(Rx1)의 입장에서는 제1 송신 노드(Tx1)와 제2 송신 노드(Tx2) 중 더 좋은 채널 품질을 가지는 제1 송신 노드(Tx1)와 페어 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 수신 노드(Rx1)는 가장 좋은 채널 품질을 나타내는 송신 노드(예를 들어, 제1 송신 노드(Tx1))의 인덱스인 '1'과 제1 송신 노드(Tx1)에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 '00' 및 이때의 채널 품질 정보 '3'을 피드백할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서의 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 동작 개념을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 중계 노드들(relay 1, 2, 3)이 기지국으로부터 받을 데이터가 있는 최종 수신 노드들 중에서 선택된 하나의 대상 수신 노드(Rx1)의 데이터를 수신하여 포워딩하는 것을 볼 수 있다.
이와 같이 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)는 다중 사용자를 동시에 지원할 수도 있고, 단일 사용자의 쓰루풋(throughput) 향상을 위해서 단일 사용자만을 지원할 수도 있다.
여기서, 다중 사용자를 동시에 지원하기 위한 모드를 '다중 사용자 다중화 모드'라고 하고, 단일 사용자를 지원하기 위한 모드를 '단일 사용자 다이버시티 모드(diversity mode)'라 부르기로 한다.
이와 같이 다중 사용자 다중화 모드와 단일 사용자 다이버시티 모드(diversity mode)를 함께 지원하기 위해서 수신 노드들은 전술한 도 10과 같은 정보에 추가적으로 단일 사용자 다이버시티 모드를 위해 필요한 코드워드 인덱스의 집합. 해당 채널 품질 정보 및 송신 노드의 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 수신 노드들이 피드백하는 정보는 후술하는 도 12의 형태를 가질 수 있다.
그리고, 협력 헤더(혹은 기지국)는 피드백된 정보를 바탕으로 최종적으로 다중 사용자를 지원할지 혹은 단일 사용자를 지원할지 여부를 선택하고, 선택된 모드를 수신 노드들에게 알릴 수 있다. 일 실시예에서, 협력 헤더가 다중 사용자 다중화 모드 혹은 단일 사용자 다이버시티 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 방법은 도 13을 참조하여 설명한다.
도 12는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 다중 사용자 다중화 모드 및 단일 사용자 다이버시티 모드 각각을 위해 협력 헤더에게 피드백되는 송신 노드의 인덱스, 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 나타낸 도면이다.
수신 노드들은 다중 사용자 다중화 모드 및 단일 사용자 다이버시티 모드 각각에 대하여 선택된 송신 노드의 인덱스, 선택된 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하여 피드백할 수 있다.
이에 따라 협력 헤더는 도 12와 같이 CB index 1, CQI 1, Tx 1 및 CB index 2, CQI 2, Tx2와 같은 정보를 피드백받을 수 있다.
여기서, CB index 1, CQI 1, Tx 1은 다중 사용자 다중화 모드에서 다중 사용자를 동시에 지원하기 위하여 각 수신 노드별로 추천된 코드워드 인덱스, CQI 레벨 및 송신 노드의 인덱스를 나타낼 수 있다. 또한, CB index 2, CQI 2, Tx2는 단일 사용자를 지원하기 위한 단일 사용자 다이버시티 모드를 위한 코드워드 인덱스, CQI 레벨 및 송신 노드의 인덱스를 나타낼 수 있다.
도 13은 도 11에서 협력 헤더가 다중 사용자 다중화 모드 혹은 단일 사용자 다이버시티 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하는 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 협력 헤더는 수신 노드들로부터 예를 들어 도 12에 포함된 것과 같은 정보들을 피드백 받을 수 있다(1310).
협력 헤더는 1310에서 피드백 받은 정보를 기초로 다중 사용자 다중화 모드에 따른 예상 이득과 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 예상 이득을 계산한 후, 다중 사용자 다중화 모드에 따른 예상 이득이 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 예상 이득보다 큰 지 여부를 판단할 수 있다(1320).
만약, 다중 사용자 다중화 모드에 따른 예상 이득이 더 큰 경우, 협력 헤더는 다중 사용자 다중화 모드를 선택하고(1330), 선택된 다중 사용자 다중화 모드에 따른 정보를 수신 노드들로 전송할 수 있다(1350).
반면에, 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 예상 이득이 더 크거나 같은 경우, 협력 헤더는 단일 사용자 다이버시티 모드를 선택하고(1340), 선택된 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 정보를 수신 노드들로 전송할 수 있다(1350).
이하의 도 14 내지 도 20에서는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 중계 노드들의 개수가 N(N-1)+1개(여기서, N은 송/수신 노드 페어의 개수)를 초과하는 경우에 대하여 설명한다.
실제 네트워크 환경에서 간섭 중화를 수행하는 상황을 고려해보자. 도 2를 통해 전술한 바와 같이, N 개의 송, 수신 노드 페어의 데이터 스트림들을 그룹으로 묶어서 완벽한 간섭 중화를 수행하고자 할 때 필요한 최소의 중계 노드 개수는 N(N-1)+1개이다.
따라서, 송, 수신 노드 페어들의 개수가 2개(혹은 3개)라고 가정할 때, 3개(혹은 7개)의 중계 노드들만 있으면 완벽한 간섭 중화를 수행할 수 있다. 하지만, 사실상 중계 노드들의 개수는 필요한 최소의 개수를 초과하는 훨씬 많은 양이 존재할 수 있다. 이러한 경우, 많은 중계 노드들을 적절히 활용하면 간섭 중화의 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 중계 노드들의 개수가 N(N-1)+1개(여기서, N은 송/수신 노드 페어의 개수)를 초과하는 경우에 협력 헤더를 이용하여 중앙 집중적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 중앙 집중적으로 네트워크를 제어할 수 있는 제어 유닛(예를 들어, 협력 헤더 혹은 기지국)가 있는 네트워크 환경에서의 초과 중계 노드들의 제어 및 피드백 구조를 살펴볼 수 있다.
협력 헤더(혹은 기지국)는 멀티 홉 네트워크 내에 포함된 중계 노드들(relay 1,2,3)을 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위한 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)할 수 있다. 이후, 협력 헤더는 중계 노드들을 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑한 결과를 중계 노드 및 수신 노드들에게 통보할 수 있다.
이후, 중계 노드들은 송신 노드들로부터, 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 따라 순차적으로 송신되는 레퍼런스 시그널을 수신 노드들에게 중계한다. 그리고, 수신 노드들은 이러한 레퍼런스 시그런을 바탕으로 링크 품질 측정을 위한 메트릭(link quality metric)을 구성할 수 있다. 이때, 링크 품질 측정을 위한 메트릭은 채널(channel)에 기반한 측정 값이며, 운영하는 기술에 따라 수신 노드들의 피드백 값이 상이해질 수 있다.
수신 노드들은 1410과 같이 링크 품질 측정을 위한 메트릭을 서브 그룹의 인덱스와 함께 피드백할 수 있다.
협력 헤더는 수신 노드들로부터의 피드백 값을 기반으로 적합하다고 판단되는 서브 그룹을 선택하고, 선택한 서브 그룹에 대한 정보, 즉 어떠한 서브 그룹에 선택되 었는지에 대한 정보(예를 들어, 1430과 같은 정보)를 각 중계 노드들에게 통보할 수 있다.
이에 따라 간섭 중화를 위한 협력 그룹(혹은 클러스터)의 선정이 마무리될 수 있다.
도 15는 도 14의 개념에 따라 협력 헤더가 중앙 집중적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들을 선택하기 위한 대상 수신 노드의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 대상 수신 노드는 도 9의 과정을 수행하기에 앞서, 협력 헤더로부터, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위하여 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신할 수 있다(1510).
대상 수신 노드는 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)에 기초하여 링크 품질 측정을 위한 메트릭을 구성할 수 있다(1520). 여기서, 레퍼런스 시그널은 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 따라 순차적으로 중계될 수 있다.
대상 수신 노드는 협력 헤더에게 링크 품질 측정을 위한 메트릭을 서브 그룹의 인덱스와 함께 피드백할 수 있다(1530). 이때, 피드백되는 정보는 예를 들어, 도 14의 1410과 같은 형태를 가질 수 있으며, 링크 품질 측정을 위한 메트릭은 예를 들어, 전송 레이트(rate)를 포함할 수 있다.
이후, 대상 중계 노드들은 협력 헤더로부터, 링크 품질 측정 메트릭에 기초하여 협력 헤더에서 선택된 서브 그룹에 대한 정보를 수신할 수 있고, 이 결과에 따라서 데이터 중계에 참여할 지 여부를 결정할 수 있다(1540).
도 16은 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 중계 노드들의 개수가 N(N-1)+1개(여기서, N은 송/수신 노드 페어의 개수)를 초과하는 경우에 분산적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 도 15에서 협력 헤더와 같은 제어 모듈이 없는 경우에 적어도 두 개의 서브 그룹들로의 그룹핑은 랜덤하게 혹은 미리 설정된 특정 순서에 따라 수행될 수 있다.
각 수신 노드들은 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)를 모니터링하고, 모니터링 결과에 기초하여 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각에 대한 메트릭을 측정할 수 있다. 여기서, 서브 그룹들 각각에 대한 메트릭에는 전송 레이트(rate) 이외에도 SINR, INR 등과 같은 채널 기반의 다양한 메트릭이 포함될 수 있다.
수신 노드들은 측정한 결과를 직접 다른 노드들에게 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 이때, 수신 노드들 중 어느 하나의 수신 노드가 다른 수신 노드들 및 해당 수신 노드가 선택한 서브 그룹에 대한 정보를 취합하고, 취합 결과 선택된 서브 그룹에 대한 정보를 중계 노드들에게 알려줄 수 있다. 수신 노드들 사이에 전달되는 정보는 1610과 같이 서브 그룹들 각각의 인덱스 및 서브 그룹 각각에 대하여 측정된 메트릭일 수 있다.
결과를 취합하고 결정을 수행한 수신 노드는 결정된 중계 노드의 서브 그룹핑(subgrouping) 결과를 브로드캐스트하고 그 결과에 기반하여 중계 노드들에 대한 서브 그룹핑(subgrouping)을 마무리할 수 있다.
도 17은 도 16의 개념에 따라 분산적으로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 중계 노드들이 선택되도록 하기 위한 대상 수신 노드의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 대상 수신 노드는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위하여 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신할 수 있다(1710).
이때, 대상 수신 노드는 랜덤하게 혹은 특정 순서에 따라 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신할 수 있다.
대상 수신 노드는 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)를 모니터링할 수 있다(1720). 여기서, 레퍼런스 시그널은 적어도 두 개의 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 기초하여 중계될 수 있다.
대상 수신 노드는 모니터링 결과에 기초하여 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각의 링크 품질을 측정하고, 측정한 결과를 브로드캐스트할 수 있다(1730).
대상 수신 노드는 브로드캐스트된 링크 품질에 기초하여 적어도 두 개의 서브 그룹들 중 선택된 어느 하나의 서브 그룹으로부터 중계된 데이터를 수신할 수 있다(1740). 이때, 어느 하나의 서브 그룹에 대한 선택은 전술한 바와 같이 각 수신 노드들이 수행할 수도 있고, 중계 노드들 각각이 수행할 수도 있다.
도 18은 도 14 내지 도 17에서 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당되는 시간 구간을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 일 실시예에서는 수신 노드들이 중계 노드들의 성능을 측정할 수 있도록 제어 채널의 일부 구간을 서브 그룹들을 위한 특정 시구간(time period)(1810)으로 설정할 수 있다.
일 실시예에서는 특정 시구간(1810) 중 일부를 할당하여 작은 단위의 미니 슬롯(mini-slot)(1812)으로 나누고, 하나의 미니 슬롯(1812)을 하나의 서브 그룹에 할당할 수 있다.
예를 들어, 도 14와 같이 협력 헤더를 이용하여 중앙 집중적으로 서브 그룹을 결정하는 경우, 협력 헤더가 각 서브 그룹들마다에 대하여 미니 슬롯을 할당할 수 있다. 반면에, 도 16과 같이 분산적으로 서브 그룹이 결정되는 경우, 중계 노드들은 랜덤하게 혹은 미리 주어진 특정 순서에 따라 특정 미니 슬롯에 자율적으로 참여할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 간섭 중화(Interference Neutralization)를 위해 협력하는 클러스터들이 두 개 존재하는 경우에 중계 노드들을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, '클러스터(cluster)'는 간섭 중화를 위한 협력 그룹(Cooperation Group; CG)의 의미로 이해될 수 있다.
네트워크의 관점에서 하나의 멀티 홉 네트워크 내에서 다수의 클러스터들이 동시에 동작하는 상황이 발생할 수 있고, 이러한 경우 스케줄링 등의 방안을 통해 자원 재사용률을 높일 수 있다.
일반적으로 다수의 클러스터들의 공존을 위해서는 충분한 거리만큼의 간격을 두고 클러스터들을 배치하여 상호 간섭을 최소화할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 클러스터들의 배치는 쉬워지나 간섭을 줄이기 위한 다수의 클러스터들 간의 거리가 길어져서 재사용률을 낮게 만들 수 있다.
결국 자원의 재사용률을 높이기 위해서는, 다시 말해서 가능한 많은 클러스터들을 동시에 지원하기 위해서는 클러스터들 간의 간섭을 최소화 할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서, 일 실시예에서는 다수의 클러스터들의 공존을 위해서 클러스터들 간의 간섭을 최소화 하는 중계 노드를 선택함으로써 자원 재사용률을 높일 수 있다.
도 19를 살펴보면, 제1 클러스터(1910)가 동작하는 상황에서 인근의 새로운 제2 클러스터(1930)가 제1 클러스터와 동일한 자원을 사용하며 동시에 동작을 시도하는 상황을 보여 준다. 이러한 상황에서 협력 헤더(혹은 기지국)는 다수의 중계 노드들 중 최종적으로 중계 노드로 동작할 수 있는 후보들을 선정할 수 있다.
그리고, 협력 헤더는 선정된 후보들을 서브 그룹들로 나누고, 각 서브 그룹에 따라 제2 클러스터(1930)의 성능을 만족시킬 수 있는 (중계 노드) 파라미터를 구할 수 있다. 여기서, (중계 노드의) 파라미터는 예를 들어, 채널값을 기반으로 협력 헤더가 계산한 중계 노드의 이득(gain)일 수 있다.
이때, 파라미터 선정은 협력의 방식에 따라 달라질 수 있으나, 일 실시예에서는 간섭 중화를 위해 분산된 제로 포싱(distributed zero forcing)을 이용하는 경우를 가정할 수 있다.
각 중계 노드들은 자신이 속한 서브 그룹이 간섭 중화를 만족 시킬 수 있도록 각 서브 그룹에서 자신에게 정해진 파라미터를 기억하고, 각 서브 그룹들이 동작할 때 정해진 파라미터를 가지고 동작할 수 있다.
예를 들어, 중계 노드 Relay 2가 서브 그룹 1에도 속하고, 서브 그룹 2에도 속하며, 서브 그룹 1에서 자신에게 정해진 파라미터가 2.5이고, 서브 그룹 2에서 자신에게 정해진 파라미터가 1.3이라고 하자.
그러면, 중계 노드 Relay 2는 서브 그룹 1로 동작할 때는 파라미터 2.5에 따라 동작할 수 있고, 서브 그룹 2로 동작할 때는 파라미터 1.3에 따라 동작할 수 있다.
이러한 서브 그룹 단위의 간섭 측정은 시스템의 전송 방식, 전송 프레임워크에 따라 특정 시간 구간을 정하여 동작할 수 있다. 그리고, 특정 시간 구간 동안 각 서브 그룹들은 돌아가면서 동작을 시도하여 제1 클러스터(1910)가 해당 서브 그룹의 동작에 따른 간섭의 양을 측정할 수 있는 기회를 제공할 수 있다.
이러한 방식을 통해서 제1 클러스터(1910)의 수신 노드들은 협력 헤더로부터, 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 제2 클러스터(1930)의 중계 노드들에 대한 정보를 수신하고, 각 서브 그룹들이 동작함에 따라 발생할 수 있는 간섭 즉, 서브 그룹들 각각이 제1 클러스터(1910)에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭을 측정할 수 있다.
이후, 제1 클러스터(1910)의 수신 노드들은 협력 헤더와 같은 제어 유닛에게 제2 클러스터(1930)의 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각이 제1 클러스터(1910)에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭에 대한 정보를 피드백할 수 있다. 이때, 피드백되는 간섭에 대한 정보는 예를 들어, 1950과 같이 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 간섭을 미치는 서브 그룹들의 인덱스 및 간섭 파워(Interference power)를 포함할 수 있으며, 이 밖에도 서브 그룹들 각각의 채널 관련 정보 및 서브 그룹들 각각의 양자화된 채널 관련 정보를 더 포함할 수 있다.
협력 헤더는 수신한 피드백 정보를 바탕으로 제2 클러스터(1930)의 최적 서브 그룹(혹은 최적 중계 노드) 및 해당하는 (중계 노드) 파라미터를 결정하고, 그 결과를 제 2 클러스터(1930)에게 브로드캐스트할 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 간섭 중화(Interference Neutralization)를 위해 협력하는 두 개의 클러스터들이 서로 간섭을 미치며 동작하는 경우에 중계 노드의 활용 모드를 결정하고, 이에 따라 각 클러스터들에 포함된 중계 노드들을 활용하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하면, 간섭 중화를 위해 협력하는 클러스터들이 상호 간섭을 미치면서 동작하는 상황을 볼 수 있으며, 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 다수의 클러스터들이 서로 간섭을 미치면서 동작할 경우, 각 클러스터들 간의 관계(예를 들어, 각 클러스터들 간의 거리 등)에 따라 중계 노드의 활용 방안이 달라질 수 있다.
이와 같이 간섭 중화를 위해 협력하는 클러스터들이 상호 간섭을 미치는 경우, 각 클러스터들을 동작시키는 방법은 다음과 같이 여러 가지가 있을 수 있다.
즉, 클러스터 각각마다 자원을 나눠서 동작시키거나, 두 개의 클러스터들을 동시에 이용하여 간섭을 중화할 수 있으며, 클러스터 각각마다 간섭을 중화할 수도 있다.
이러한 각각의 방법에 대한 모드를 결정하기 위해서는 클러스터들 간의 관계, 즉, 각 클러스터 내의 링크 품질과 클러스터들 간의 링크 품질이 중요하며, 이는 수신 노드들에서 피드백되는 측정 결과에 따라 결정될 수 있다.
따라서, 송신 노드들은 클러스터들이 공통으로 알 수 있는 레퍼런스 시그널을 전송하고, 이 신호를 통해 클러스터 내의 링크 품질(예를 들어, SNR(Signal to Noise Ratio)) 및 클러스터들 간의 링크 품질(예를 들어, INR(Interference to Noise Ratio))을 측정할 수 있다. 이때, 레퍼런스 시그널은 복수의 송신 노드들로부터 수신된 것으로서, 서로 구별될 수 있다.
그리고, 수신 노드들은 측정된 링크 품질들을 협력 헤더(혹은 기지국)에게 피드백할 수 있다.
협력 헤더는 수신한 링크 품질들을 기초로 중계 노드의 활용 모드를 선택하고, 선택한 중계 노드의 활용 모드를 각 클러스터들에게 브로드캐스트할 수 있다.
중계 노드의 활용 모드는 제1 클러스터(2010) 및 제2 클러스터(2030) 각각에 포함된 중계 노드들을 개별적으로 활용하는 제1 모드와 제1 클러스터(2010) 및 제2 클러스터(2030)에 포함된 중계 노드들을 동시에 활용하여 신호를 중계하거나 자원을 분할하는 제2 모드를 포함할 수 있다. 즉, 모든 클러스터들에 속한 중계 노드들을 같이 이용하여 간섭 중화(IN)를 동시에 수행할 수 있다.
일 실시예에서 중계 노드의 활용 모드는 미리 설정된 임계값(threshold)에 따라 결정될 수 있다. 이때, 임계값은 링크 품질(link quality)의 함수가 될 수 있으며, 예를 들어 SNR/INR 같은 값이 될 수 있다.
수신 노드들로부터 피드백 받은 링크 품질들이 미리 설정된 임계값(예를 들어, f(SNR, INR))보다 큰 경우, 협력 헤더는 중계 노드의 활용 모드를 제1 모드로 결정할 수 있다.
반면에, 수신 노드들로부터 피드백 받은 링크 품질들이 미리 설정된 임계값(예를 들어, f(SNR, INR))보다 작거나 같은 경우, 협력 헤더는 중계 노드의 활용 모드를 제2 모드로 결정할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 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 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
110: 다수의 송신 노드들
130: 다수의 중계 노드들
150: 다수의 수신 노드들

Claims (20)

  1. 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법에 있어서,
    다른 수신 노드들 각각과 상기 대상 송신 노드 사이의 페어를 구성하기 위하여 상기 다른 수신 노드들이 페어 구성 메시지를 이미 브로드캐스트하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 기초하여 상기 대상 송신 노드와 상기 대상 수신 노드 사이의 페어(pair)를 구성할 것인지 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대상 송신 노드 및 상기 대상 수신 노드 사이의 미리 결정된 메트릭(metric)을 계산하는 단계;
    상기 메트릭에 따라 상기 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정하는 단계; 및
    상기 대기 시간에 따라 상기 페어 구성 메시지를 상기 다른 수신 노드들로 브로드캐스트하는 단계
    를 더 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메트릭에 따라 상기 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정하는 단계는
    상기 메트릭에 기초하여 설정된 상기 대상 수신 노드의 분산 타이머를 이용하여 상기 페어 구성 메시지의 대기 시간을 결정하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위하여 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계;
    상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)를 모니터링하는 단계; 및
    상기 모니터링 결과에 기초하여 측정한 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들의 링크 품질을 브로드캐스트하는 단계
    를 더 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레퍼런스 시그널은
    상기 적어도 두 개의 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 기초하여 중계되는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑 된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계는
    랜덤하게 혹은 특정 순서에 따라 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 브로드캐스트된 링크 품질에 기초하여 상기 다른 수신 노드들 혹은 상기 대상 수신 노드가 선택한 어느 하나의 서브 그룹을 알려주는 단계
    를 더 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 브로드캐스트된 링크 품질에 기초하여 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들 중 선택된 어느 하나의 서브 그룹으로부터 중계된 데이터를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 분산적으로 결정하는 방법.
  9. 간섭 중화(Interference Neutralization)를 수행하는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법에 있어서,
    복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는(preferred) 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하는 단계;
    상기 결정된 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 상기 협력 헤더로 피드백하는 단계;
    상기 협력 헤더로부터 상기 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 송신 노드들 각각의 페어에 대한 정보에 기초하여 상기 복수의 송신 노드들로부터 전송된 데이터를 처리하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 송신 노드들 중 어느 하나의 송신 노드를 선택하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 결정된 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 상기 협력 헤더로 피드백하는 단계는
    상기 선택된 송신 노드의 인덱스, 상기 선택된 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 상기 협력 헤더로 피드백하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 송신 노드들 각각에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하는 단계는
    다중 사용자 다중화 모드 및 단일 사용자 다이버시티 모드 각각에 대하여 상기 선택된 송신 노드의 인덱스, 상기 선택된 송신 노드에 대한 선호되는 코드워드 인덱스 및 채널 품질 정보를 결정하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다중 사용자 다중화 모드에 따른 예상 이득 및 상기 단일 사용자 다이버시티 모드에 따른 예상 이득에 기초하여 상기 협력 헤더가 선택한 어느 하나의 모드에 대한 정보를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 협력 헤더로부터, 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 위한 신호를 중계하기 위하여 적어도 두 개의 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 중계 노드들에 관한 정보를 수신하는 단계;
    상기 적어도 두 개의 서브 그룹들로부터 중계된 레퍼런스 시그널(reference signal)에 기초하여 링크 품질 측정을 위한 메트릭을 구성하는 단계;
    상기 협력 헤더에게 상기 메트릭을 피드백하는 단계; 및
    상기 협력 헤더로부터, 상기 메트릭에 기초하여 선택된 어느 하나의 서브 그룹에 대한 정보를 수신하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 레퍼런스 시그널은
    상기 서브 그룹들마다에 대하여 미리 할당된 시간에 따라 순차적으로 중계되는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 어느 하나의 서브 그룹에 대한 정보를 수신하는 단계는
    상기 협력 헤더의 브로드캐스트에 의해, 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각의 인덱스 및 상기 적어도 두 개의 서브 그룹들 각각에 포함된 중계 노드들의 인덱스를 수신하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 멀티 홉 네트워크 내에 있는 제1 클러스터에 인접한 제2 클러스터가 상기 제1 클러스터와 동일한 자원을 사용하는 경우,
    상기 협력 헤더로부터, 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들로 그룹핑(grouping)된 상기 제2 클러스터의 중계 노드들에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들 각각이 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭을 측정하는 단계; 및
    상기 협력 헤더에게 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들 각각이 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭에 대한 정보를 피드백하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 간섭에 대한 정보는
    상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 간섭을 미치는 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들의 인덱스, 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들 각각이 상기 제1 클러스터에 포함된 수신 노드들에게 미치는 간섭의 양, 및 상기 적어도 두 개의 제2 서브 그룹들의 채널 관련 정보 중 적어도 하나를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 송신 노드들로부터 수신된 레퍼런스 시그널을 이용하여 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 사이의 링크 품질 및 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 각각의 링크 품질을 측정하는 단계;
    상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 사이의 링크 품질 및 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 각각의 링크 품질을 상기 협력 헤더에게 피드백 하는 단계; 및
    상기 피드백한 링크 품질들을 기초로 상기 협력 헤더가 결정한 중계 노드의 활용 모드를 수신하는 단계
    를 포함하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 중계 노드의 활용 모드는
    상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터 각각에 포함된 중계 노드들을 개별적으로 활용하는 제1 모드 및 상기 제1 클러스터 및 상기 제2 클러스터에 포함된 중계 노드들을 동시에 활용하여 신호를 중계하거나 자원을 분할하는 제2 모드
    를 포함하고,
    상기 협력 헤더는
    상기 피드백 받은 링크 품질들이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 상기 제1 모드를 상기 중계 노드의 활용 모드로 결정하고,
    상기 피드백 받은 링크 품질들에 대한 정보들이 상기 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 제2 모드를 상기 중계 노드의 활용 모드로 결정하는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 협력 헤더를 통하여 중앙 집중적으로 결정하는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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