KR20140104014A - 무선 통신 시스템, 중계 시스템 및 데이터를 중계하는 방법 - Google Patents

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KR20140104014A
KR20140104014A KR1020147018990A KR20147018990A KR20140104014A KR 20140104014 A KR20140104014 A KR 20140104014A KR 1020147018990 A KR1020147018990 A KR 1020147018990A KR 20147018990 A KR20147018990 A KR 20147018990A KR 20140104014 A KR20140104014 A KR 20140104014A
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안토니아 툴리노
제라드 포쉬니
레이날도 발렌주엘라
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알까뗄 루슨트
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Abstract

무선 통신 시스템은 복수의 기지국(110) 중 적어도 하나로부터 수신되는 데이터를 포워딩하고 복수의 기지국의 복수의 섹터 간의 셀 내 간섭을 감소시키도록 구성되는 적어도 하나의 제1 중계기(120)를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템, 중계 시스템 및 데이터를 중계하는 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS, RELAY SYSTEMS AND METHODS OF RELAYING DATA}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 중계기 노드(relay node)들을 포함하는 무선 통신 시스템들에 관한 것이다.
셀룰러 네트워크들은 유비쿼터스적이지만, 사용자들은 계속해서 모바일 응용들에서 일관되지 않고 예측 불가능한 성능을 경험하고 있다. 성능 저하가 망 폭주 또는 방해받는 무선 신호 경로의 결과일 수 있지만, 임의의 셀룰러 배치에서 셀의 에지 쪽으로 갈수록 예를 들어 인접하는 셀들로부터의 간섭 때문에 성능이 저하될 수 있다. 셀의 에지에서의 데이터 전송률들(셀 에지 전송률들)은 전형적으로 셀에 대한 가장 나쁜 전송률들이 된다.
몇몇 무선 네트워크들은 기지국(BS)들의 커버리지를 확장하기 위해 및 셀 에지 전송률들을 향상시키기 위해 BS들, 예를 들어 enB(extended node BS)와 연계하여 동작하는 중계기 노드(RN)들을 포함한다. RN의 한가지 유형은 LTE-Advanced 기술에 대한 3GPP 문서들에 의해 정의된 유형 II RN이다.
HARQ(hybrid automatic repeat request) 동작 내에 통합된 유형 II 중계의 다운링크 동작의 단순한 예가 다음과 같이 기술된다. eNB는 트랜스포트 블록을 UE 및 RN에게 보낸다. UE가 트랜스포트 블록을 디코딩하는 데 실패하는 한편, RN은 성공적으로 트랜스포트 블록을 디코딩할 수 있다. RN은 어떤 이후 시간에 가능하게는 eNB와 동시에 트랜스포트 블록을 재송신하고, UE는 RN-UE 링크상의 채널 품질이 eNB-UE 링크상에서의 것보다 상당히 더 좋기 때문에 올바르게 트랜스포트 블록을 수신한다. 따라서, RN들이 BS들의 무선 커버리지를 보완하기 위해 무선 네트워크들에 사용되는 방식은 무선 네트워크에서 UE들이 경험하는 서비스 품질(quality of service)를 개선할 수 있다.
중계기의 도움을 받는 셀룰러 네트워크들을 운영하기 위한 방법 또는 아키텍처를 정의하는 것은 어려운 문제이고, 심지어 단일 신호원(source), 중계기 및 수신지(destination)의 단순한 사례에 대해서도 시그널링 스킴이 알려져 있지 않다. 게다가, 이 단순한 사례에 대해서도 용량 영역에 대한 상계(upper bound)들만이 이용 가능할 뿐이다.
중계기들을 이용하여 셀룰러 네트워크들에서의 셀룰러 네트워크 처리량 및 에지 전송률들을 향상시키기 위한 현행의 해결 방법들은 독립적으로 사용자들 및 중계기들을 스케줄링하고, 및/또는 하나의 시간 주파수 슬롯상에서 서빙되는 사용자들의 밀도를 증가시키는 것을 포함한다. 서빙되는 사용자들의 밀도를 증가시키는 한가지 방법은 소위 셀-분할 방식들에서의 인프라스트럭처(예를 들어, 마이크로 및 피코 셀들)를 추가하는 것을 포함한다.
적어도 하나의 예시적 실시예는 무선 통신 시스템을 포함한다. 예시적 실시예에 따라, 무선 통신 시스템은 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국으로부터 수신되는 데이터를 포워딩하고 및 복수의 기지국의 복수의 섹터 사이에서의 셀 내 간섭(intra-cell interference)을 감소시키도록 구성되는 적어도 하나의 제1 중계기를 포함한다.
예시적 실시예에 따라, 무선 통신 시스템은 기지국으로부터 거리를 두고 원형 패턴으로 균일하게 분포되는 복수의 중계기를 포함하는데, 이 거리는 기지국과 기지국의 복수의 섹터 중 적어도 하나의 섹터의 외곽 경계부 간의 방사상 거리의 약 절반이다.
적어도 하나의 예시적 실시예는 중계 시스템을 포함한다. 예시적 실시예에 따라, 중계 시스템은 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국에 연결하도록 구성되는 적어도 하나의 중계기를 포함하는데, 이 제1 중계기는 기지국들 중 적어도 하나의 기지국으로부터 수신되는 데이터를 포워딩하고 및 복수의 인접 섹터 간의 셀 내 간섭을 감소시키도록 구성되고, 인접한 섹터들의 각각은 복수의 기지국 중 상이한 기지국에 대응한다.
적어도 하나의 예시적 실시예는 데이터를 중계하는 방법을 포함한다. 예시적 실시예에 따라, 데이터를 중계하는 방법은 중계기가 데이터를 포워딩하고 복수의 섹터 간의 셀 내 간섭을 감소시키도록 복수의 섹터를 가진 복수의 기지국 간에 중계기를 위치시키는 것을 포함한다.
본 발명은 유사 요소들이 유사 참조 번호들에 의해 표현되는 첨부 도면들과 이하에 주어지는 상세한 설명으로부터 더 완전히 이해될 것인데, 참조 번호들은 예시적 목적으로만 주어진 것이고 따라서 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다;
도 2는 도 1의 무선 아키텍처 내에서의 두 개의 페이즈의 통신을 도해하는 흐름도이다;
도 3은 도 1 및 도 2에 대하여 기술된 아키텍처 및 두 개의 기준선에 대한 에지 신호 대 잡음비(SNR)의 함수로서의 평균 처리량의 그래프이다;
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다;
도 5는 도 4의 무선 아키텍처 내에서의 두 개의 페이즈의 통신을 도해하는 흐름도이다;
도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다;
도 7은 도 6의 무선 아키텍처 내에서의 두 개의 페이즈의 통신을 도해하는 흐름도이다;
도 8은 19 클러스터 무선 통신 아키텍처에 대한 전력 제약 조건의 함수로서 하나의 클러스터의 전체 및 에지(10%) 이동국 처리량의 그래프이다;
도 9는 추가적 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다;
도 10은 추가적 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다;
도 11은 적어도 하나의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 구성하는 방법들을 도해하는 흐름도이다.
이러한 도면들은 특정의 예시적 실시예들에서 이용되는 방법들, 구조 및/또는 물질들의 일반적 특징들을 예시하고 또한 이하 제공되는 설명을 보충하도록 의도된 것임을 유의해야 한다. 그러나, 이러한 도면들은 일정한 축척으로 그려지지 않았고, 임의의 주어진 실시예의 정확한 구조적 또는 성능 특성들을 정확히 반영하지 않을 수 있고, 예시적 실시예들에 의해 포괄되는 값들 또는 속성들의 범위를 정의하거나 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 예를 들어, 분자들, 층들, 영역들 및/또는 구조적 요소들의 상대적인 두께들과 위치 설정은 명료성을 위해 감소되거나 과장될 수 있다. 여러 도면들에서 비슷하거나 동일한 참조 번호들의 사용은 비슷하거나 동일한 요소 또는 특징의 존재를 나타내도록 의도된다.
예시적인 실시예들이 다양한 수정들 및 대안 형태들이 가능하지만, 그 실시예들은 도면들에서 예로서 도시되어 있고 본 명세서에서 상세히 기술될 것이다. 그렇지만, 예시적인 실시예들을 개시되어 있는 특정의 형태들로만 제한하고자 하는 의도는 없으며, 그와는 반대로 예시적인 실시예들은 본 발명의 범위 내에 속하는 모든 수정, 등가물 및 대안을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 유사한 번호들이 도면의 설명 전체에 걸쳐서 유사한 요소들을 지칭한다.
더욱 상세하게 예시적 실시예들을 논의하기 전에, 몇몇 예시적 실시예들이 흐름도들로 묘사된 처리들 또는 방법들로 기술된다는 것을 유의해야 한다. 흐름도들이 순차 처리들로서 동작들을 기술할지라도, 대다수의 동작들은 병행적으로, 함께 또는 동시적으로 수행될 수 있다. 게다가, 동작들의 순서는 재배열될 수 있다. 처리들은 이들의 동작들이 완성될 때 종결될 수 있지만, 도면에 포함되지 않은 추가적 단계들을 또한 포함할 수 있다. 처리들은 방법들, 기능들, 절차들, 서브루틴들, 서브프로그램들, 기타 등등에 해당될 수 있다.
그 중 몇몇이 흐름도에 의해 도해되는 이하 논의되는 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 기술 언어들 또는 이것들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어 또는 마이크로코드에서 구현될 때, 필요한 작업들을 수행하기 위한 프로그램 코드 또는 코드 세그먼트들은 저장 매체와 같은 머신 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수도 있다. 프로세서(들)는 필요한 작업들을 수행할 수 있다.
본 명세서에 개시된 특정의 구조적 및 기능적 세부 사항들은 단지 본 발명의 예시적 실시예들을 기술하기 위한 대표적인 사례일 뿐이다. 그러나, 본 발명은 많은 대안적인 형태들로 실시될 수 있으며, 여기에 제시된 실시예들에만 제한되는 것으로 해석해서는 안 된다.
제1, 제2 등의 용어들은 여러 요소들을 기술하기 위해 여기서 이용될 수 있지만, 이 요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되어서는 안된다는 점을 이해할 것이다. 이 용어들은 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서 이용될 뿐이다. 예를 들어, 예시적인 실시예들의 범위를 벗어나지 않고서, 제1 요소가 제2 요소라고 지칭될 수도 있고, 마찬가지로 제2 요소가 제1 요소라고 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 “및/또는”은 연관되고 열거된 아이템들 중 하나 이상의 아이템들의 모든 조합들 및 임의의 조합들을 포함한다.
요소가 또 다른 요소에 “연결된(connected)” 또는 “결합된(coupled)”으로 지칭될 때, 이것은 다른 요소에 직접 연결되는 또는 결합되는 것일 수도 있고 또는 개재 요소들(intervening elements)이 존재할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 대조적으로, 한 요소가 또 다른 요소에 “직접 연결(directly connected), 직접 결합(directly coupled)”된다고 할 때, 어떤 개재 요소들도 존재하지 않는다. 요소들 사이의 관계성을 기술하는 데에 사용되는 기타 단어들(예를 들어, "사이에" 대 "직접적으로 사이에", "인접한" 대 "직접적으로 인접한다", 기타 등등)도 유사한 방식으로 해석되어야 한다.
여기에서 이용되는 전문 용어는 특정 실시예들을 설명하는 것을 목적으로 할 뿐이며, 예시적인 실시예들을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는, 문맥에서 명백하게 단수임을 나타내지 않는 한, 복수 형태도 포함하도록 의도되었다. 또한, 용어 "구비한다", "구비하는", "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 본 명세서에서 사용될 때 언급한 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 성분이 존재함을 명시하는 것이지만, 하나 이상의 기타 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것을 잘 알 것이다.
일부 대안적인 구현들에서, 언급된 기능/행위는 도면들에 언급된 순서를 벗어나 발생할 수 있음에 주목해야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 2개의 그림은 수반되는 기능성/행위들에 따라, 사실상 동시에 실행되거나 또는 때로는 반대 순서로 실행될 수도 있다.
다르게 정의되지 않으면, 본 명세서에 사용되는(기술적 및 과학적 용어들을 포함하는) 모든 용어들은 예시적인 실시예들이 속하는 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 용어들, 예를 들어 일반적으로 사용되는 사전들에서 정의된 용어들은 관련 기술의 맥락에서의 이들의 의미와 부합하는 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명시적으로 그렇게 정의되지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것임을 또한 이해할 것이다.
예시적 실시예들 및 대응하는 상세한 설명의 일부가 소프트웨어, 또는 알고리즘 및 컴퓨터 메모리 내에서의 데이터 비트들에 대한 동작들의 기호 표현의 견지에서 제시될 수 있다. 이들 기술들 및 표현들에 의해 당업자는 다른 당업자에게 자신의 연구 내용을 효과적으로 전달하게 된다. 알고리즘은, 이 용어가 여기서 사용되고 일반적으로 사용되는 바와 같이, 원하는 결과로 이끄는 단계들의 일관성 있는 시퀀스인 것으로 인식된다. 단계들은 물리적인 양들의 물리적인 조작들이 필요한 것들이다. 반드시 그렇지는 않지만, 보통은 이러한 양들은 저장, 전송, 조합, 비교 및 다르게 조작될 수 있는 광학적, 전기적 또는 자성 신호들의 형태를 취한다. 이런 신호들을 비트, 값, 요소, 심볼, 문자(character), 용어, 숫자 등으로 지칭하는 것은, 주로 공통 용법이라는 이유로 때로 편리하다는 것이 증명되었다.
하기 기술에서, 예시적 실시예들은, 특정 과제들을 수행하거나 특정 추상 데이터형들을 구현하는 루틴들, 프로그램들, 객체들, 구성요소들, 데이터 구조들 등등을 포함하는 프로그램 모듈들 또는 기능 처리들로서 구현될 수 있고 또한 기존 네트워크 요소들에서 기존 하드웨어를 이용하여 구현될 수 있는, 동작들의 기호 표현들 및 행위들(예를 들어, 흐름도들의 형태)을 참조하여 기술될 것이다. 이러한 기존의 하드웨어는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC(application-specific-integrated-circuits), FPGA(field programmable gate arrays) 컴퓨터들 등을 포함할 수도 있다.
그러나, 이들 및 유사한 용어들 전부가 적절한 물리적인 양들과 연관되어 있고 이들 양들에 적용되는 편리한 라벨에 불과하다는 것을 염두에 두고 있어야 한다. 특정적으로 다르게 말하지 않는 한 또는 논의로부터 명백한 것처럼, "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "디스플레이" 또는 등등의 용어들은, 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내의 물리적, 전자적 양들로서 표현되는 데이터를, 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터들 또는 다른 그와 같은 정보 저장 장치, 송신 또는 디스플레이 디바이스들 내에서의 물리적 양들로서 유사하게 표현되는 기타 데이터가 되도록 조작하고 변환하는, 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 행위 및 처리들을 지칭한다.
또한, 예시적 실시예들의 소프트웨어 구현 양태들은 전형적으로 몇몇 형태의 프로그램 저장 매체상에 인코딩되거나 또는 몇몇 유형의 전송 매체상에서 구현된다는 점에 유의해야 한다. 프로그램 저장 매체는 자성(예를 들어, 플로피 디스크 또는 하드 드라이브)이거나 광학적(예를 들어, 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리, 또는 "CD ROM")일 수 있고, 판독 전용 또는 랜덤 액세스일 수 있다. 이와 유사하게, 전송 매체는 기술 분야에 공지된 연선 쌍(twisted wire pair), 동축 케이블, 광섬유, 또는 어떤 다른 적당한 전송 매체일 수 있다. 예시적 실시예들은 임의의 주어진 구현의 이러한 양태들에 의해 제한되지 않는다.
본 명세서에 사용된 중계기는 예를 들어 기지국과 이동국 간에서 신호들을 나르는 것을 지원하는 인프라 장비일 수 있다. 중계기는 무선으로 고정 네트워크에 연결될 수 있다. 몇몇 예시적 실시예들에서, 중계기는 무선 연결만에 의해 고정 네트워크에 연결될 수 있다.
설명 목적상, 예시적 실시예들은 고정 조건들 및 파라미터들에 대하여 기술될 수 있다. 그러나, 예시적 실시예들은 이런 것들에만 제한되지 않고, 출원인의 개시를 알게 된 당업자는 예시적 실시예들이 기타 조건들 또는 파라미터들에 적용가능하다는 것을 이해할 것이다.
예를 들어, 다음의 조건들 및/또는 파라미터들은 아키텍처 성능의 평가에 대하여 가정될 수 있다. 무선 통신 시스템은 랩 어라운드(wrap around)식의 19 3-섹터 기지국을 포함할 수 있는데, 이들은 임의의 시간 및 주파수에서 섹터당 하나의 사용자 또는 다중 사용자를 서빙한다. 이동국은 최소의 전파 손실을 갖는 기지국과 연관될 수 있다(예를 들어, 항상 연관된다). 기지국당 전체 전력은 일정할 수 있고 또한 3-섹터 정점(3-sector vertex)에서의 참조 신호 대 잡음비(SNR)를 결정할 수 있다. 섹터들은 70도의 FWHP(full-width-half-power)를 가질 수 있다. 무선파 전파 아키텍처는 COST 231-Hata 모델을 이용하여 결정될 수 있다. 반송 주파수는 2GHz(fc=2 GHz)일 수 있고 대역폭은 10MHz일 수 있다. 셀 반경은 1000m 일 수 있고, 기지국 높이는 30m 일 수 있고, 중계기 높이는 15m 일 수 있고, 이동국 안테나 높이는 1m 일 수 있고, 기지국-중계기 링크에 대한 섀도잉(shadowing)은 6 dB일 수 있으며, 기지국-사용자 링크 및 중계기-사용자 링크들에 대한 섀도잉은 8dB일 수 있다. 무선 통신 시스템들은 다운링크의 반이중 중계가 지원되는 네트워크들일 수 있다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템의 셀(100)은 기지국(110) 및 중계기들(120)을 포함할 수 있다. 중계기들(120) 및 기지국(110)은 안쪽 이동국들(130) 및 바깥쪽 이동국들(140)을 포함하는 이동국들(150)을 서빙할 수 있다. 셀(100)은 예를 들어 세 개의 섹터(160)로 나누어질 수 있다.
기지국(110)은, 예를 들어 섹터당 6 개의 안테나를 가진 18 안테나 기지국일 수 있다. 각각의 기지국 안테나들은 120도 안테나들일 수 있다. 중계기들(120)은, 예를 들어 기지국(110) 주위에서 원형 패턴으로 균일하게 분포된 6개의 3-안테나 전방향성 중계기들일 수 있다. 중계기들(120)은, 예를 들어 임의의 주어진 방향에서 기지국(110)으로부터 셀(100)의 방사상 거리의 약 절반에 위치될 수 있다.
적어도 하나의 예시적 실시예에 따라, 중계기들(120)은 각각의 섹터(160)에 2개의 중계기(120)가 있도록 셀 반경의 1/2의 원상에 균일하게 위치될 수 있다. 예를 들어, 셀 반경은 셀의 끝에서 18dB의 SNR을 가지며 1000m일 수 있고, 중간 지점 500m에서 SNR = (18 + 4log2)dB을 가질 수 있다. 적어도 하나의 예시적 실시예에 따라, 반경은 SNR에 따라 결정될 수 있다.
각각의 섹터(160)는, 예를 들어 6개의 안테나를 포함하고, 기지국(110)으로부터의 하나와 중계기(120)당 세 개인 7개의 이동국을 서빙할 수 있다. 이동국들(150)은 최소의 전파 손실(섀도잉을 포함하지 않음)에 기초하여 기지국(110) 또는 중계기(120)에 할당될 수 있다.
도 1의 아키텍처는 기지국 대 중계기 링크들에 대한 완전한 지식만을 요구할 수 있다. 진폭 및 위상 관점에서의 기지국 대 사용자 및 중계기 대 사용자 링크들에 대한 어떤 지식도 요구되지 않을 수 있다. 각각의 그와 같은 링크들에 대한 신호 대 잡음비(SNR)만이 송신기들에서 가정될 수 있다. 비협력 스킴이 채택될 수도 있지만, 예시적 실시예들이 그런 것에만 제한되지 않으며 협력적 스킴이 채택될 수도 있다.
도 2는 도 1의 무선 아키텍처 내에서의 두 개 페이즈의 통신을 도해하는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 기지국(110)은 제1 페이즈(S210)에서 중계기들(120)과 통신할 수 있고, 중계기들(120) 및 기지국(110) 모두는 제2 페이즈에서 이동국들(150)과 통신할 수 있다.
제1 페이즈(first phase)는 이동국들(150)이 활성이 아닐 수 있는 브로드캐스트 채널일 수 있다. 기지국(110)은, 예를 들어 더티 페이퍼 코딩(Dirty paper coding) 및/또는 최적 선형 사전 코딩(Optimal Linear Pre coding)을 이용하여 각각의 중계기들(120)과 연관된 이동국들에게 전달되는 메시지들을 송신할 수 있다.
기지국(110)은 기지국과 각각의 중계기(120) 간의 링크에 대한 지식을 이용할 수 있다. 기타 기지국들로부터의 송신들은 간섭으로 취급될 수 있다. 기지국(110)은 셀(100) 내의 기지국과 중계기 간 채널들의 채널 상태 정보(CSI)에 대해 정통할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 자신의 종속 중계기들(120)과의 채널들에 대한 완전한 지식을 가질 수 있다. 더티 페이퍼 코딩의 경우에, 기지국에서 가정되는 인코딩 순서를 π로 표시하면 i번째 3-안테나 중계기는 수학식 1에 따라 전체 전송률로 3 개의 독립적 스트림을 수신할 수 있다.
Figure pct00001
수학식 1에서,
Figure pct00002
은 18-안테나 기지국과 i번째 3-안테나 중계기 간의 채널의 3×18 랜덤 행렬 모델링이고, I는 단위 행렬이고,
Figure pct00003
(j=1,....,6)는 예를 들어 볼록 최적화(convex optimization)에 의해 획득되는 사전 코딩 행렬이다.
기지국(110) 및 중계기들(150)은 제2 페이즈(S220)에서 연관된 이동국들(150)과 통신할 수 있다. 제2 페이즈는 간섭 채널일 수 있다. 제2 페이즈에서, 각각의 링크에 대한 신호 대 잡음비(SNR)만이 송신기들에서 가정될 수 있다. 어떤 채널 지식도 송신기들에서 가정되지 않고, 하나의 메시지가 안테나당 할당될 수 있다. 세 개의 이동국(150)이 중계기들(120)의 각각에 연관되는 경우, 중계기(120)로부터 3개의 연관된 이동국(150)에 전달되는 전체 처리량은 수학식 2에 의해 주어질 수 있다.
Figure pct00004
기지국으로부터 그 연관된 안쪽 이동국들(130)까지 전송되는 전체 처리량은 수학식 3에 의해 주어질 수 있다.
Figure pct00005
수학식 3에서,
Figure pct00006
및
Figure pct00007
은 제각기 신호원에 의해 및 i번째 중계기(120)에 의해 n번째 이동국에게 할당되는 송신 전력들이고,
Figure pct00008
는 기지국의 n번째 섹터의 6개의 송신 안테나와 연관된 사용자 간의 채널을 모델링하는 6차원 랜덤 벡터이고(n = 1,...3),
Figure pct00009
는 i번째 중계기로부터 그 연관된 이동국들로의 채널 벡터들을 모델링하는 3차원 랜덤 벡터이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 대하여 기술된 아키텍처와 두 개의 무 중계기 기준선들에 대한 신호 대 잡음비(SNR)의 함수로서의 평균 처리량의 그래프이다. 제1 기준선 아키텍처(6-안테나 기준선)는 섹터당 3개의 안테나와 1개의 이동국을 가진 6-섹터 기지국(기지국당 6개의 이동국)을 포함한다. 제1 기준선은 도 3에서 실선에 의해 표시된다. 제2 기준선 아키텍처는 섹터당 3개의 안테나 및 3개의 이동국을 가진 6-섹터 기지국을 포함한다(기지국당 18개의 이동국). 제2 기준선은 도 3에서 점선에 의해 표현된다. 예시적 실시예들에 따른 것이고 도 1 및 도 2(밀집 중계기 시나리오)에 대하여 기술되는 아키텍처는 도 3에서 파선 곡선(dashed curve)에 의해 표현된다. 도 3을 참조하면, 기준선들보다 10 dB 신호 대 잡음비(SNR)에서 150% 처리량 이득이 달성될 수 있다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 무선 통신 시스템의 클러스터(400)가 기지국들(410) 및 중계기(420)를 포함할 수 있다. 중계기(420) 및 기지국들(410)은 이동국들(430)을 서빙할 수 있다. 클러스터(400)는, 예를 들어 9개의 섹터(440)로 나누어질 수 있고, 3-섹터 정점을 포함할 수 있다. 3-섹터 정점은 3개 섹터(그늘진 섹터들)의 수렴(convergence)일 수 있다. 3-섹터 정점의 하나의 섹터(440)는 각각의 기지국(410)과 연관될 수 있다.
기지국들(410)은, 예를 들어 섹터(440)당 1개의 안테나를 가진 3-안테나 기지국들일 수 있다. 각각의 기지국 안테나들은 120도 안테나들일 수 있다. 중계기(420)는, 예를 들어 3-섹터 정점에 배치된 3-안테나 전방향성 중계기일 수 있다. 무선 통신 시스템의 클러스터(400)가 주어진 주파수 및 시간에서 3명의 사용자를 서빙할 수 있도록 각각의 섹터들(440)은 시간 및 주파수 리소스에서 한 명의 사용자만을 서빙할 수 있다.
도 4의 아키텍처는 중계기에서 중계기(420)와 이동국들(430) 간의 링크들에 대한 지식(예를 들어, 완전한 지식)을 요구할 수 있지만, 기지국들(410)과 중계기(420) 간의, 및 기지국들(410)과 이동국들(430) 간의 링크들에 대한 지식은 요구하지 않을 수 있다. 도 4에 대하여 기술된 예시적 실시예들에 따른 아키텍처의 중계 전략은 비협력적 디코딩 및 포워딩 중계 전략(non-collaborative Decode and Forward relay strategy)일 수 있다. 예시적 실시예들은 이것에만 제한되지는 않고 기타 전략들이 사용될 수도 있다.
도 5는 도 4의 무선 아키텍처 내에서의 두 개 페이즈의 통신을 도해하는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 기지국들(410)은 제1 페이즈(S510)에서 중계기(420)와 통신할 수 있고, 중계기(420)는 제2 페이즈(S520)에서 이동국들(430)과 통신할 수 있다. 기지국(410)과 연관된 섹터(440)에 제2 이동국(430)이 있다면, 제2 이동국(430)은 제2 페이즈에서 연관된 기지국(410)으로부터 직접적으로 정보를 수신할 수 있다.
제1 페이즈(S510)는 이동국들(430)이 활성이 아닐 수 있는 다중 액세스 채널일 수 있다. 기지국들(410)은 중계기(420)와 연관된 이동국들에게 전달되는 메시지들을 송신할 수 있다. 중계기들(420)은 제1 페이즈에서 메시지들을 디코딩할 수 있다. 제1 페이즈는, 예를 들어 SIC(successive interference cancellation) 디코딩 및/또는 MMSE-BF(minimum mean squared error beamforming)으로서 구현될 수 있다. MMSE-BF(minimum mean squared error beamforming) 수신기가 채택되는 경우에, i번째 기지국에 의해 보내지는 메시지는 수학식 4에 따른 전송률로 수신될 수 있다.
Figure pct00010
수학식 4에서,
Figure pct00011
은 세 개의 기지국과 3-안테나 중계기 간의 채널을 모델링하는 3×3 행렬이고, I는 단위 행렬이고, PS ,R은 송신 전력이다.
중계기(420)는 제2 페이즈(S520)에서 연관된 이동국들(430)과 통신할 수 있다. 제2 페이즈는 브로드캐스트 채널(BC)일 수 있다. 제2 페이즈는, 예를 들어, 이동국들(430)을 공간적으로 직교화시키고 전력을 할당하기 위하여(예를 들어 최적으로 전력을 할당하기 위해) 중계기들과 사용자들 간의 링크들에 대한 완전한 지식이 요구될 수 있는 ZF-BF(zero-forcing beam-forming)에 의해 성취될 수 있다. 제2 페이즈에서, 송신 시간들은 동일하다고 가정될 수 있다. i 번째 사용자에 대한 중계기 빔 성형 벡터는 수학식 5로부터 결정될 수 있다.
Figure pct00012
수학식 5에서,
Figure pct00013
는 중계기와 i번째 사용자 간의 채널을 모델링하는 3차원 벡터이고,
Figure pct00014
이고,
Figure pct00015
는 i번째 열을 삭제하여
Figure pct00016
로부터 획득되는 3×2 차원 하위 행렬이다. 제1 및 제2 페이즈들의 전송률들이 주어진 사용자에 대해 동일해야만 하기 때문에, 제2 페이즈에서 달성가능한 최대 사용자 전송률들은 최적의 전력 할당을 가진 ZF-BF(zero-forcing beam-forming)에 의해 결정(예를 들어 먼저 결정)될 수 있고 및 이들은 제1 페이즈에 대해 SIC(successive interference cancellation) 디코딩 순서를 확립하는 데에 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5에 대하여 기술된 예시적 실시예들에 따라, 무 중계기 경우와 비교해 평균 전송률에서 20% 이득들과 에지(5%) 전송률에서의 100%를 넘는 이득이 있을 수 있다.
도 6은 또 하나의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 무선 통신 시스템의 클러스터(600)는 기지국들(610) 및 중계기(620)를 포함할 수 있다. 중계기(620) 및 기지국들(610)은 이동국들(650)을 서빙할 수 있다. 클러스터(600)는, 예를 들어 9개 섹터(660)로 나누어질 수 있고, 3-섹터 정점을 포함할 수 있다. 3-섹터 정점은 3개 섹터(그늘진 섹터들)의 수렴일 수 있다. 3개의 수렴 섹터(660) 각각은 상이한 기지국(610)과 연관될 수 있다.
기지국들(610)은, 예를 들어 섹터(660)당 1 안테나를 가진 3-안테나 기지국일 수 있다. 각각의 기지국 안테나들은 120도 안테나들일 수 있다. 중계기(620)는, 예를 들어 3 섹터 정점에 위치된 6-안테나 전방향성 중계기일 수 있다. 중계기(620)는 중계기(620)에 가장 가까운 3개의 안쪽 이동국(630)을 서빙할 수 있는 한편, 각각의 섹터에서 이동국들(640)의 방향으로 널(null)을 배치한다. 각각의 기지국들(610)은 중계기(620)에 대하여 바깥쪽에 있는 바깥쪽 이동국(640)을 서빙할 수 있다.
도 7은 도 6의 무선 아키텍처 내에서의 두 개 페이즈의 통신을 도해하는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 기지국들(610)은 제1 페이즈(S710)에서 이동국(630)에게 중계될 메시지들을 중계기(620)에게 보낼 수 있다. 제2 페이즈(S720)에서 중계기(620)는 안쪽 이동국들(630)과 통신할 수 있고 기지국들(610)은 바깥쪽 이동국들(640)과 통신할 수 있다. 제1 페이즈(S710)에서 중계기(620)는 기지국들(610)에 의해 송신되는 신호들을 디코딩하기 위해 ZF-BF(zero-forcing beam-forming) 및/또는 MMSE-BF(minimum mean squared error beamforming)을 채택할 수 있다. 제1 페이즈는 도 5에 도해된 예시적 실시예들에 따라 기술된 제1 페이즈와 동일하거나 비슷한 것일 수 있다.
기지국들(610)은 대응 기지국(610)에 가장 가까운 바깥쪽 이동국(640)과 직접적으로 통신할 수 있고, 중계기(620)는 제2 페이즈(S720)에서 안쪽 이동국들(630)과 통신할 수 있다. 중계기(620)는 안쪽 이동국들(630)에게 디코딩된 신호들을 재송신하기 위해 ZF-BF(zero-forcing beam-forming)를 이용할 수 있다. i번째 이동국에 대한 중계 빔 성형 벡터는 수학식 6으로부터 결정될 수 있다.
Figure pct00017
Figure pct00018
수학식 6에서,
Figure pct00019
는 중계기와 i번째 사용자(i=1,...,6) 간의 채널을 모델링하는 6차원 벡터이고,
Figure pct00020
이고,
Figure pct00021
는 i번째 열을 삭제하여
Figure pct00022
로부터 획득되는 3×5 차원 하위 행렬이다.
최고의 및/또는 향상된 성취 가능한 성능이 최적의(기지국당 및 중계기당 전력 제약 조건을 가진 최대화 시스템의 의미에서) 전력 할당들을 평가함으로써 획득될 수 있다. 최적화는 중계기상에서의 제약 조건이 있는 워터필링 전력 할당(waterfilling power allocation)이다. 상계로서, 동일한 조정(coordination) 클러스터 내에서의 기지국들 및 중계기들의 전력들이 함께 최적화될 수 있는 클러스터 당 전력 제약 조건의 비현실적 경우가 고려될 수 있다. 처리량은 기하적 프로그램들의 시퀀스의 반복적 해결책에 의해서 최대화되고 및/또는 향상될 수 있다. 19-기지국 시스템 성능은 클러스터 외부 간섭(out-of-cluster interference)을 무시하는 한편 전력들을 최적화함으로써 평가될 수 있다. 성취가능 전송률들은 최적화된 전력들을 완전히 고려하여 계산될 수 있다.
도 8은 19 클러스터 무선 통신 아키텍처에 대한 전력 제약 조건의 함수로서 하나의 클러스터의 전체 및 에지(10%) 이동국 처리량의 그래프이다. 도 8은 사용자들이 가장 높은 평균 신호 대 잡음비에 따라 기지국에 할당되고 각각의 기지국이 두 개의 직교 시간 슬롯에서 2명의 사용자를 서빙하는 경우에 비교 예인 무 중계기 무선 통신 아키텍처의 성능을 도해한다.
예시적 실시예들에 따른 상계 및 본 스킴 모두가 도 8에 도해된 것과 같이, 무 중계기 경우와 비교하여 처리량에서의 상당한 이득들을 제공할 수 있다. 무 중계기 경우가 약 4 bps/Hz를 달성하는 반면, 높은 신호 대 잡음비(SNR)(간섭 제한된 경우)에서 중계기 경우들은 제각기, 협력에 의해 또는 협력 없이 14 bps 및 9.5 bps/Hz를 달성할 수 있다. 협력적 스킴을 가진 에지 사용자 전송률은 12 bps/Hz일 수 있는 반면에, 비 협력적 및 기준선 경우들의 모두에 대해 3 bps/Hz에 불과하다.
도 9는 추가적 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 무선 통신 시스템의 클러스터(900)는 기지국들(910), 1개 중계기(920), 3개 중계기(930) 및 3개 중계기(940)를 포함할 수 있다. 중계기들(920) 및 중계기들(940)은 상이한 3-섹터 정점들에 있을 수 있고, 중계기들(930)은 중계기(920)와 중계기들(940) 간의 두 개의 섹터(960)의 경계부들상에 있을 수 있다.
클러스터(900)는 9개 섹터(960)로 나누어질 수 있고, 3-섹터 정점을 포함할 수 있다. 3-섹터 정점은 3개 섹터(960)(그늘진 섹터들)의 수렴일 수 있는데, 3개 섹터(960) 중 하나는 각각의 기지국(910)과 연관될 수 있다. 클러스터(900)는, 예를 들어 적어도 하나의 예시적 실시예에 따른 클러스터(600)의 확장일 수 있다.
기지국들(910)은, 예를 들어 섹터(960)당 1 안테나를 가진 3-안테나 기지국들일 수 있다. 각각의 기지국 안테나들은, 예를 들어 120도 안테나들일 수 있다. 중계기들(920-940)은, 예를 들어 6-안테나 전방향성 중계기들일 수 있다. 중계기들(930)(경계부 중계기들)은 2개의 기지국과 조정될 수 있다. 중계기들(920 및 940)(정점 기지국들)은 세 개의 기지국(910)과 조정될 수 있다. 클러스터(900)는, 예를 들어 19 클러스터 무선 통신 시스템의 클러스터일 수 있다.
각각의 섹터(960)는 그 연관된 중계기를 통하여 한 명의 사용자를 서빙할 수 있다. 중계기들(920-940) 중 하나와의 이동국들(950)의 연관은 최소의 전파 손실 기준에 기초할 수 있다. 신호 대 잡음비(SNR)만이 이동국(950)과 기지국들(910) 간에 요구될 수 있다. 중계기(920-940) 중 하나에서의 중계기들(920-940)과 이동국들(950) 간의 링크에 대한 완전한 지식이 제로 포싱(ZF)을 구현하기 위해 요구될 수 있다. 무 중계기 경우와 비교하여 40-50%의 처리량 이득이 획득될 수 있다.
도 10은 추가의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 도해하는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 무선 통신 시스템의 클러스터(1000)는 기지국들(1010), 1개 중계기(1020), 3개 중계기(1030), 3개 중계기(1040) 및 3개 중계기(1070)를 포함할 수 있다. 중계기들(1020) 및 중계기들(1040)은 상이한 3-섹터 정점들에 있을 수 있고, 중계기들(1030)은 중계기(1020)와 중계기들(1040) 간의 두 개의 섹터(1060)의 경계부들상에 있을 수 있다. 중계기들(1070)은 기지국(1010)으로부터 0.3R(R=섹터 반경)의 거리에 있을 수 있다. 중계기들(1070)은 3-섹터 정점을 향하여 중간에 있을 수 있다. 중계기들(1070)은 메시지들을 포워딩할 수 있는 한편, 중계기들(1020-1040)은 메시지들을 포워딩하고 섹터들(1060) 간의 간섭을 감소시키고 및/또는 제거할 수 있다. 처리량에서의 55% 이득이 획득될 수 있다.
클러스터(1000)는, 예를 들어 9개 섹터(1060)로 나누어질 수 있고, 3-섹터 정점을 포함할 수 있다. 3-섹터 정점은 3개 섹터(1060)(그늘진 섹터들)의 수렴일 수 있다. 3-섹터 정점의 3개 섹터(1060) 중 상이한 것은 각각의 기지국(910)과 연관될 수 있다.
표 1은 예시적 실시예들에 따른 예시적 무선 통신 아키텍처들의 표이다. 표 1은 18 dB의 참조 신호 대 잡음비의 고전적 야외 무선 주파수(RF) 설계에 대한 대응 기준선들과 비교한 에지 전송률 및 평균 전송률 관점에서의 이득들을 포함한다.
아키텍처 섹터 당 안테나들 중계기들의 수 평균 처리량에서의 이득들 에지 전송률에서의 이득들
1 1 섹터당 하나의
1-안테나 중계기		 17.5% 278.2%
2 6 섹터당 두 개의 2-안테나 중계기 216% 124.3
3 1 정점에서의 3 섹터당 하나의 3-안테나 중계기 19.1% 153.3%
3 1 정점에서의 3 섹터당 하나의 6-안테나 중계기 256.1% 99.5%
4 1 3 섹터당 7개의 3-안테나 중계기: 1개는 정점에, 다른 것은 경계부들을 따라 있음. 48.6% 150.3
표 2는 예시적 실시예들에 따른 예시적 무선 통신 아키텍처들의 표이다. 표 2는 여러 고전적 실내 및 야외 시나리오들에 대한 대응 기준선들과 비교한 평균 전송률 관점에서의 이득들을 포함한다.

아키텍처
중계기들의 수		 고전적 야외 RF 설계: 18 dB 가정 내로의 10 dB침투를 포함함: 8 dB 가정 내로의 20 dB 침투를 포함함: -2 dB.
2 섹터당 두 개의2-안테나 중계기 216% 151.2% 103.0%
3 정점에서의 3 섹터당 하나의 3-안테나 중계기 19.1% 12.4% 9.7%
3 정점에서의 3 섹터당 하나의 6-안테나 중계기 256.1% 111.3% 52.1%
4 3섹터당 7개의 3-안테나 중계기들: 1개는 정점에, 다른 것은 경계부들을 따라 있음. 48.6% 44.7% 41.9%%
도 11은 적어도 하나의 예시적 실시예에 따른 무선 통신 아키텍처를 구성하는 방법들을 도해하는 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 하나 이상의 중계기들이 데이터를 포워딩하고 섹터들 간의 셀 간 간섭을 감소시키기 위해 무선 통신 시스템 내에 위치될 수 있다(S1110). 위치된 중계기들을 포함하는 무선 통신 시스템은, 예를 들어 상기 기술된 예시적 실시예들 중 하나에 따라 위치된 무선 통신 아키텍처일 수 있다.
무선 통신 아키텍처에 기초하여 하나 이상의 중계기들에서의 수신을 위한 시그널링 스킴이 결정될 수 있다(S1120). 무선 아키텍처에 기초하여 중계기로부터의 송신을 위한 시그널링 스킴이 결정될 수 있다(S1120). 무선 통신 아키텍처에 기초하여 무선 통신 파라미터들이 결정될 수 있다(S1130). 예를 들어, 스케줄링, 부분 송신 시간(fractional transmission time), 중계기 전력 할당들 및 빔 성형과 같은 파라미터들이 결정될 수 있다.
예시적 실시예들에 따라, 결정된 시그널링 스킴(S1120) 및 무선 통신 파라미터들(S1130)에 따라 제1 시간 슬롯에서 무선 통신 아키텍처의 중계기에서 데이터가 수신될 수 있다(S1140). 중계기는 제1 시간 슬롯에서 수신된 데이터를 디코딩하고 재인코딩할 수 있다(S1150). 중계기는 중계기로부터의 송신용 시그널링 스킴(S1120) 및 무선 통신 파라미터들(S1130)에 따라 제2 시간 슬롯에서 재인코딩된 데이터를 이동국에 송신할 수 있다(S1160). 제1 및 제2 시간 슬롯들은 연속적이고 직교하는 시간 슬롯들일 수 있다.
예시적 실시예들에 따라, 중계기들은 시스템 성능(예를 들어, 처리량, 및 에지 전송률들)을 개선하고 셀 내 간섭을 감소시키기 위해 무선 통신 시스템(중계기 아키텍처들)에 통합될 수 있다. 예를 들어 아키텍처 및 대응 인코딩 스킴에 따라 셀 간 간섭이 감소될 수 있다. 각각의 중계기 아키텍처에 대해, 중계기들이 데이터 포워딩 및 간섭 소거 모두를 수행하도록 파라미터들(예를 들어, 스케줄링, 간섭 노드들의 부분 송신 시간, 전력 할당들(기지국들 및 중계기들) 및 다중 안테나 경우에서의 빔 성형)이 결정될 수 있다. 적어도 하나의 예시적 실시예에 따라, 이동국들을 공간적으로 직교화시키고 그에 따라 전력을 결정함으로써 셀 간 간섭이 감소될 수 있다.
예시적 실시예들에 따라, 동일하거나 상이한 지속시간의 2 개의 연속적이고 직교하는 시간 슬롯(페이즈들)에서 통신이 일어날 수 있다. 시간 슬롯들의 상대적 지속 시간들은 채널 조건들에 기초하여 결정될 수 있다. 다중의 간섭하는 반이중 중계 채널들의 존재 하에서 상호 간섭의 모든 근원들이 고려될 수 있다.
제1 시간 슬롯에서 기지국(들)은 중계기(들)에게 송신할 수 있다. 제2 시간 슬롯에서 중계기(들)는 이동국들에게 송신할 수 있다. 시스템 내에서의 중계는 디코딩 및 포워딩 중계(Decode and Forward relaying)일 수 있는데, 여기서 중계기는 기지국으로부터 수신되는 메시지를 디코딩하고 제2 시간 슬롯에서 송신을 위해 메시지를 재인코딩한다. 협력적 및 비협력 방식 모두가 채택될 수 있다. 비협력 디코딩 및 포워딩 방식들에서, 사용자는 제1 시간 슬롯 동안 활성이 아닐 수 있다. 협력적 디코딩 및 포워딩 방식들에서, 사용자는 제1 시간 슬롯에서 기지국 대 중계기 송신들 동안 정보를 축적할 수 있다.
예시적 실시예들이 자세히 도시되고 기술되기는 하였지만, 청구범위의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 형태 및 세부 사항에서의 변동들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템으로서,
    복수의 기지국(110) 중 적어도 하나의 기지국으로부터 수신되는 데이터를 포워딩하며, 상기 복수의 기지국의 복수의 섹터(160) 사이의 셀내 간섭(intra-cell interference)을 감소시키도록 구성된 적어도 하나의 제1 중계기(relay; 120)
    를 포함하는 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 공동 스케줄(joint schedule)에 따라 데이터를 송신하고 수신하도록 구성되고, 상기 공동 스케줄은 상기 적어도 하나의 제1 중계기에 의한 수신 및 적어도 하나의 이동국에 대한 통신들을 조정(coordinating)하는 무선 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 상기 복수의 섹터 중 적어도 2개의 섹터 사이의 경계부(border) 상에 있고, 상기 적어도 2개의 섹터 각각은 상기 기지국들 중 상이한 기지국에 대응하는 무선 통신 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 상기 복수의 기지국 사이의 제1의 3-섹터 정점에 있는 무선 통신 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 상기 복수의 기지국 중 적어도 2개의 3-안테나 기지국과 통신하도록 구성된 6-안테나 디코딩 및 포워딩 중계기이고,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 제1 시간 슬롯에서 상기 복수의 기지국으로부터의 송신들을 수신하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 중계기는 상기 복수의 기지국과 연계하여 제2 시간 슬롯 동안 상기 적어도 하나의 이동국에 송신하도록 구성되고,
    상기 제1 시간 슬롯 및 상기 제2 시간 슬롯은 연속적이며 직교하는 무선 통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 상기 제1 시간 슬롯에서 다중 액세스 채널을 통해 상기 복수의 기지국으로부터의 송신들을 수신하고, 상기 제2 시간 슬롯에서 브로드캐스트 채널을 통해 상기 적어도 하나의 이동국에 송신하도록 구성되고,
    상기 다중 액세스 채널은 ZF-BF(zero-forcing beam-forming) 및 MMSE-BF(minimum mean squared error beam-forming) 중 하나를 이용하여 구현되고,
    상기 브로드캐스트 채널은 ZF-BF(zero-forcing beam-forming)를 이용하여 구현되는 무선 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 섹터 중 2개의 섹터만을 포함하는 제2의 3-섹터 정점에 있는 적어도 하나의 제2 중계기; 및
    상기 복수의 섹터 중 2개의 섹터 사이의 경계부 상의 적어도 하나의 제3 중계기 - 상기 적어도 하나의 제3 중계기는 상기 적어도 하나의 제1 중계기와 상기 적어도 하나의 제2 중계기 사이에 있음 -
    를 더 포함하는 무선 통신 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국과 상기 제1의 3-섹터 정점 사이의 중간에 있는 적어도 하나의 제4 중계기
    를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 하나의 제1 중계기이고,
    상기 적어도 하나의 제2 중계기는 3개의 제2 중계기이고,
    상기 적어도 하나의 제3 중계기는 3개의 제3 중계기인 무선 통신 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 상기 복수의 기지국 중 복수의 3-안테나 기지국과 통신하도록 구성된 3-안테나 디코딩 및 포워딩 중계기이고,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 제1 시간 슬롯에서 상기 복수의 기지국으로부터의 송신들을 수신하도록 구성되고,
    상기 적어도 하나의 제1 중계기는 제2 시간 슬롯 동안 상기 적어도 하나의 이동국에 송신하도록 구성되고,
    상기 제1 시간 슬롯 및 상기 제2 시간 슬롯은 연속적이며 직교하는 무선 통신 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    기지국으로부터 거리를 두고 원형 패턴으로 균일하게 분포된 복수의 상기 중계기(120)를 포함하고, 상기 거리는 상기 기지국과 상기 기지국의 복수의 섹터 중 적어도 하나의 섹터의 외부 경계부 사이의 방사상 거리(radial distance)의 약 절반인 무선 통신 시스템.
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