KR20140111827A - 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법 - Google Patents

유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법 Download PDF

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KR20140111827A
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Abstract

멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정하고, 페어 간의 통신을 위해 결정된 전송 모드에 기반하여 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정한 후, 통신에 참여하는 노드들 및 협력하는 유휴 기기들에게 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법{METHOD FOR INTERFERENCE MANAGEMENT BASED ON COOPERATION OF PERIPHERAL IDLE DEVICES}
아래의 실시예들은 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법에 관한 것이다.
스마트 폰과 태블릿 PC 등을 포함한 다양한 무선 기기 및 관련 어플리케이션(application)의 급속한 증가로 인해 무선 데이터의 트래픽(traffic)은 급증하고 있다. 이와 더불어 각 사용자 주변에는 셀룰러(cellular) 통신 방식을 비롯한 다양한 통신 방식을 지원하는 수 많은 기기들이 존재할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정하는 단계; 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위해 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드 중 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 전송 모드에 기반하여 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계; 및 상기 통신에 참여하는 노드들 및 상기 협력하는 유휴 기기들에게 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계는 상기 제1 통신망의 채널 용량과 상기 제2 통신망의 채널 용량에 기초하여 상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계는 상기 결정된 전송 모드가 상기 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드인 경우, 상기 제2 통신망을 통해 연결된 유휴 기기들 중 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 코디네이션 정보는 상기 대상 송신 노드, 상기 대상 수신 노드 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 상기 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 상기 제2 통신망을 이용하여 상기 통신이 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 통신망은 상기 제2 통신망과 서로 상이한 통신 방식을 이용하거나, 상기 제1 통신망이 상기 제2 통신망과 동일한 통신 방식을 이용하는 경우, 상기 제1 통신망과 상기 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 사용할 수 있다.
상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들은 상기 제2 통신망을 통해 서로 통신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계; 상기 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들과 제2 통신망을 통해 채널 정보를 교환하는 단계; 및 상기 채널 정보를 기초로, 상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터를 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계는 상기 채널 정보를 기초로, 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정하는 단계; 및 상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 계수를 이용하여 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계; 상기 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제2 통신망을 통해 채널 정보를 수집하는 단계; 상기 수집한 채널 정보를 기초로, 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정하는 단계; 및 상기 협력하는 다른 유휴 기기들에게 상기 계수를 알려주는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 계수를 이용하여 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계; 및 상기 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 상기 수신 노드를 위한 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계; 상기 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 상기 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 데이터-상기 데이터는 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 채널 정보에 기초하여 결정된 계수를 이용하여 생성된 것임-를 수신하는 단계; 및 상기 데이터를 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계; 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제1 통신망을 통해 채널 정보를 수신하는 단계; 상기 채널 정보를 기초로 상기 간섭 제거를 위한 계수(coefficient)를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 계수를 상기 협력하는 유휴 기기들에게 알려주는 단계를 포함할 수 있다.
상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 상기 대상 송신 노드 및 상기 대상 수신 노드의 페어를 결정하는 단계; 및 상기 통신에 참여하는 노드들 및 상기 협력하는 유휴 기기들에게 상기 대상 송신 노드 및 상기 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드 중 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에 이용되는 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계는 상기 결정된 전송 모드에 따라, 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계는 상기 제1 통신망의 채널 용량과 상기 제2 통신망의 채널 용량에 기초하여 상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 코디네이션 정보는 상기 대상 송신 노드, 상기 대상 수신 노드 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 상기 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 상기 통신이 제2 통신망을 이용하여 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들은 상기 제2 통신망을 통해 서로 통신할 수 있다.
상기 제1 통신망은 상기 제2 통신망과 서로 상이한 통신 방식을 이용하거나, 상기 제1 통신망이 상기 제2 통신망과 동일한 통신 방식을 이용하는 경우, 상기 제1 통신망과 상기 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 이용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계; 상기 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 상기 코디네이터(coordinator)에게 상기 제1 통신망을 통해 채널 정보를 전송하는 단계; 및 상기 코디네이터(coordinator)로부터 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위하여, 상기 채널 정보에 기반하여 결정된 계수(coefficient)를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 계수를 이용하여 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 협력에 기반하여 간섭을 제거하기 위해 코디네이터, 대상 송, 수신 노드 및 유휴 기기들에서 수행되는 전체적인 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 코디네이터가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 유휴 기기들이 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 유휴 기기가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 유휴 기기가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 일 실시예에 따른 대상 송신 노드가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9는 일 실시예에 따른 대상 수신 노드가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 협력에 기반하여 간섭을 제거하기 위해 코디네이터, 대상 송, 수신 노드 및 유휴 기기들에서 수행되는 전체적인 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 10의 실시예에 따른 코디네이터가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 13은 도 10의 실시예에 따른 유휴 기기가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 14는 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 코디네이터의 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 유휴 기기의 블록도이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 유휴 기기의 블록도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 대상 송신 노드의 블록도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 대상 수신 노드의 블록도이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 코디네이터의 블록도이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 유휴 기기의 블록도이다.
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.
이하에서, '유휴 기기(들)'은 사용자에 의해 사용 중이지 않은 유휴 상태(idle state)에 있는 기기(들)일 수 있다. 또한, '제1 통신망'은 글로벌 커넥티비티(global connectivity)를 위한 통신망으로, '제2 통신망'은 로컬 커넥티비리(local connectivity)를 위한 통신망으로 이해할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)는 기지국(또는 액세스 포인트)(110) 및 제1 송신 노드(120), 제2 송신 노드(125), 제1 수신 노드(130), 제2 수신 노드(135), 및 유휴 기기들(140,145,150)을 포함할 수 있다. 기지국(또는 액세스 포인트)(110)는 주변 유휴 기기들(140,145,150)에 대한 통신 조정(coordination)에 의해 무간섭 통신을 달성할 수 있다는 의미에서 '코디네이터(coordinator)'라고도 부를 수 있다.
코디네이터(coordinator)(110)는 송신 노드들(120,125), 수신 노드들(130,135) 및 유휴 기기들(140,145,150)과의 통신 조정(coordination)을 위한 제어 채널(control channel)로서 글로벌 커넥티비티(global connectivity)를 이용할 수 있다. 코디네이터(110)는 제어 채널을 통해 송신 노드들(120,125), 수신 노드들(130,135) 및 유휴 기기들(140,145,150)에게 동기 신호를 제공하거나, 전송 모드 선택, 전력 제어(power control), 스케쥴링(scheduling) 및 변조(modulation), 코딩 레이트(coding rates) 결정 등을 전달할 수 있다.
송신 노드들(120,125), 수신 노드들(130,135) 및 주변 유휴 기기들(140,145,150)은 서로 간의 데이터 전송을 위한 데이터 채널로서 로컬 커넥티비티(local connectivity)를 이용할 수 있다.
제어 채널을 위한 글로벌 커넥티비티(global connectivity)를 위해서는 제1 통신망, 예를 들어, 셀룰러 네트워크(Cellular Network), 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN), 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks; WPAN) 등이 이용될 수 있다. 또한, 데이터 채널을 위한 로컬 커넥티비티(local connectivity)를 위해서는 제2 통신망, 예를 들어, 셀룰러 네트워크, 무선랜(WLAN), 근거리 무선 개인 통신망(WPAN), 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 근거리 통신망(Near Field Communication; NFC), 와이기그(Wireless Gigabit Alliance; WiGig) 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
예를 들어, 제1 통신망으로 셀룰러 네트워크가 이용되고, 제2 통신망으로 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등이 이용되는 경우에 유휴 기기들(140,145,150)은, 나노 릴레이(nano relay), 단말, M2M(Machine To Machine) 디바이스, D2D(Device To Device) 디바이스, 랩탑 PC, 데스크탑 PC, 태블릿 PC 등과 같이 셀룰러(cellular) 통신 방식 및 그 외 통신 방식을 함께 지원할 수 있는 기기들을 모두 포함할 수 있다.
또한, 제1 통신망으로 와이파이(WiFi) 무선 자원이 이용되고, 제2 통신망으로 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등이 이용되는 경우에 유휴 기기들(140,145,150)은 스마트 TV, 냉장고 등과 같은 가전, 나노 릴레이(nano relay), 단말, M2M(Machine To Machine) 디바이스, D2D(Device To Device) 디바이스, 랩탑 PC, 데스크탑 PC, 태블릿 PC 등과 같이 와이파이(WiFi) 통신 방식 및 그 외 통신 방식을 함께 지원할 수 있는 기기들을 모두 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1 통신망과 제2 통신망은 서로 다른 통신 방식을 사용할 수 있다. 만약, 제1 통신망과 제2 통신망이 서로 같은 통신 방식을 이용하는 경우, 제1 통신망과 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 이용하여 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 통신망이 셀룰러 네트워크이고, 제2 통신망이 셀룰러 네트워크인 경우, 제1 통신망은 제2 통신망과 서로 직교하는 셀룰러 네트워크의 무선 자원을 이용할 수 있다.
일 실시예에서는 각 노드 주변의 유휴 기기들(140,145,150)은 다중 사용자들(송, 수신 노드들) 간의 통신으로 발생하는 간섭을 제거해 주는 협력 노드(혹은 중계 노드)의 역할을 수행할 수 있다. 이때, 코디네이터(110) 또는 유휴 기기들(140,145,150)은 송신 노드들(120,125) 및 수신 노드들(130,135) 간의 유효 채널에 대한 유휴 기기들(140,145,150)의 계수를 조절함으로써 간섭을 제거시킬 수 있다. 여기서, 간섭 제거는 간섭 중화(neutralization)를 포함하는 의미로 이해할 수 있다. 코디네이터(110) 또는 유휴 기기들(140,145,150)이 간섭을 제거하는 방법에 대하여는 도 2를 참조하여 설명한다.
일 실시예에서 다수의 송신 노드들이 동시에 서로 간의 간섭없이 로컬 커넥티비티를 통해 데이터의 전송을 수행함으로써, 다중 사용자들은 동시 전송이 가능할 뿐만 아니라, 글로벌 커넥티비티에 대한 망 용량 또한 증대시킬 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 멀티 홉 네트워크에서는 다수의 송신 노드들(210,215)은 각각 다수의 유휴 기기들(251, 253, 255)을 통해 다수의 수신 노드들(230,235)에게 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 다수의 송신 노드들(210,215)과 다수의 유휴 기기들(251, 253, 255) 간의 채널을 예를 들어, H1이라고 하고, 다수의 유휴 기기들(251, 253, 255)과 다수의 수신 노드들(230,235) 간의 채널을 H2이라고 할 수 있다.
하지만, 이와 같이 다수의 송, 수신 노드의 페어들이 한꺼번에 신호를 전송하는 때에는 서로 다른 송, 수신 노드의 페어들 간의 신호(또는 스트림(stream))가 멀티 홉 과정에서 섞이면서 스트림 간 간섭(inter-stream interference)이 발생할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 유휴 기기들(251, 253, 255)이 송, 수신 노드들의 페어들 간의 간섭 중화를 수행하여 통신 시에 발생하는 간섭을 관리할 수 있도록 한다.
간섭 중화(Interference Neutralization; IN)는 멀티 홉을 통해 신호를 처리하는 관점에서 간섭을 제어하기 위한 방법으로서, 신호를 전달하는 다수의 유휴 기기들(251, 253, 255)에서 유휴 기기들의 이득(혹은 유휴 기기들(251, 253, 255)이 곱하는 증폭 계수)을 조정함에 따라 수신 노드들(230,235)에서 느끼는 간섭을 제거할 수 있다.
멀티 홉 네트워크 내에서 유휴 기기들(251, 253, 255)이 곱하는 증폭 계수(amplifying coefficient)는 예를 들어, G 행렬로 표현할 수 있다. 이하에서 증폭 계수는 '계수(coefficient)'로도 표현할 수 있다.
멀티 홉 네트워크 내의 모든 노드들이 단일 안테나만을 가진다고 하면 G 행렬은 대각 행렬(diagonal matrix)이라고 볼 수 있다. 그리고, 간섭 중화를 위해서는 스트림 간 간섭(inter-stream interference)을 완벽히 제거해야 하므로 G 행렬은 실효 채널(effective channel)(예를 들어, 채널 H1 및 H2)의 이득이 대각 행렬(diagonal matrix)로 만들어 지도록 디자인될 수 있다.
이와 같은 간섭 중화를 위한 조건은 아래의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
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 노드들(여기서는 유휴 기기들)의 개수를 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 2와 같이 송신 노드들(210,215) 및 수신 노드들(230,235)의 페어들의 수가 2 인 멀티 홉 네트워크에서는 [수학식 1]에 의해 간섭 중화를 수행하기 위해서는 필요한 최소한의 유휴 기기들의 개수(K1)가 (K1)=N(N-1)+1 = 3 개임을 알 수 있다.
유휴 기기들(251, 253, 255)이 앰플리파이 앤 포워드(amplify and forward) 방식으로 간섭 중화를 수행하는 경우, 도 2의 위쪽 도면과 같은 토폴로지(topology)에 의해 간섭을 갖는 멀티 홉 네트워크(interfering multi-hop network)는 도 2의 아래쪽 도면과 같은 등가(equivalent)의 싱글 홉 네트워크(single-hop network)로 표현될 수 있다. 뿐만 아니라, 도 2의 아래쪽 도면의 네트워크는 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, 215)이 각 채널을 통해 전송한 신호들이 유휴 기기들(251, 253, 255)을 거치는 동안에는 서로 간섭으로 작용하더라도 수신 노드들(230,235)에서 최종적으로 수신된 신호에서는 각 간섭들이 서로 상쇄되어 간섭이 없는 신호를 전달받을 수 있다.
이하에서는 송,수신 노드들의 페어에 대한 결정이 이루어진 뒤에 기지국 혹은 액세스 포인트 등과 같은 코디네이터에서 예를 들어, 다중 MIMO(multiple-input-multiple-output) 등의 알고리즘을 활용하여 송신 노드들(210, 215)에게 수신 노드들(230,235)의 데이터를 각각 전송한다고 가정한다. 또한, 수신 노드들(230,235)은 송신 노드들(210, 215)과 수신 노드들(230,235) 간의 유효 채널(effective channel)을 알 수 있다고 가정한다.
도 3은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 협력에 기반하여 간섭을 제거하기 위해 코디네이터, 대상 송, 수신 노드 및 유휴 기기들에서 수행되는 전체적인 동작을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 코디네이터는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 노드들 주변의 유휴 기기를 탐색하고, 탐색한 노드들 및 유휴 기기들 중 통신에 참여할 대상 송, 수신 노드(들) 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다(310).
코디네이터는 제1 통신망을 통해 310에서 결정된 대상 송, 수신 노드 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 코디네이션(coordination) 정보를 전송할 수 있다(320). 코디네이션 정보는 대상 송신 노드, 대상 수신 노드 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 해당 기기 혹은 노드들이 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 제2 통신망을 이용하여 해당 통신이 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
대상 송신 노드(들)은 코디네이터로부터 수신한 코디네이션 정보를 기반으로, 협력하는 유휴 기기들에게 제2 통신망을 통해 데이터를 전송할 수 있다(330).
협력하는 유휴 기기들은 코디네이터로부터 수신한 코디네이션 정보를 기반으로, 대상 송신 노드(들)로부터 수신한 데이터를 제2 통신망을 통해 대상 수신 노드(들)로 포워딩할 수 있다(340).
대상 수신 노드(들)은 협력하는 유휴 기기들로부터 포워딩된 정보 및 코디네이션 정보 등을 이용하여 데이터를 디코딩할 수 있다(350).
이하에서는 도 4 내지 도 9를 통해 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 코디네이터, 유휴 기기 및 대상 송, 수신 노드 각각의 동작을 살펴본다.
도 4는 일 실시예에 따른 코디네이터가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 코디네이터는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별하고(410), 410에서 식별된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정할 수 있다(420).
코디네이터는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위해 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드 중 어느 하나의 전송 모드를 결정할 수 있다(430). 여기서, 전송 모드는 예를 들어, 데이터 전송을 위해 셀룰러 망과 같은 글로벌 커넥티비티를 이용할 것인지, 아니면 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 혹은 지그비(Zigbee) 등과 같은 로컬 커넥티비티를 이용할 지를 나타낼 수 있다.
430에서 코디네이터는 제1 통신망의 채널 용량과 제2 통신망의 채널 용량에 기초하거나 시스템 용량이 증대되는 방향으로 어느 하나의 전송 모드를 결정할 수 있다.
또한, 430에서 코디네이터는 글로벌 커넥티비티(예를 들어, 셀룰러)의 채널 용량이 충분한 경우 셀룰러 망을 이용하여 통신을 지원하고, 셀룰러 망의 채널 용량이 부족한 경우에는 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 혹은 지그비(Zigbee) 등과 같은 로컬 커넥티비티를 이용하여 통신을 지원하는 방식으로 전송 모드를 선택할 수 있다.
코디네이터는 430에서 결정된 전송 모드에 기반하여, 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다(440). 코디네이터는 430에서 결정된 전송 모드가 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드인 경우에 제2 통신망을 통해 연결된 유휴 기기들 중 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다.
코디네이터는 420에서 결정된, 통신에 참여하는 노드들 및 440에서 결정된, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 코디네이션(coordination) 정보를 전송할 수 있다(450). 코디네이션 정보는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 것으로서, 예를 들어, 대상 송신 노드, 대상 수신 노드 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 (대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의) 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신이 제2 통신망을 이용하여 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들은 코디네이터와 제1 통신망을 통해 연결될 수 있다. 그리고, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들 서로 간에는 제2 통신망을 통해 통신할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 유휴 기기들이 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)는 기지국(BS)(510), 제1 송신 노드(520), 제2 송신 노드(525), 제1 수신 노드(530), 제2 수신 노드(535), 및 유휴 기기들(551, 553, 555)을 포함할 수 있다. 이하에서 기지국(510)은 액세스 포인트로 대체될 수 있다.
기지국(510)는 송신 노드들(520,525), 수신 노드들(530,535) 및 유휴 기기들(540,545,550)과의 통신 조정(coordination)을 위한 제어 채널(control channel)로써 셀룰러 망과 같은 글로벌 커넥티비티(global connectivity)를 이용할 수 있다. 또한, 송신 노드들(520,525), 수신 노드들(530,535) 및 유휴 기기들(540,545,550)은 서로 간의 데이터 전송을 위한 데이터 채널로서 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등과 같은 로컬 커넥티비티(local connectivity)를 이용할 수 있다.
도 5에서 각 유휴 기기들(551, 553, 555)은 로컬 커넥티비티(local connectivity)를 이용하여 채널 정보를 교환하고, 교환한 채널 정보를 바탕으로 송, 수신 페어 간의 간섭이 제거되도록 유휴 기기들(551, 553, 555)의 계수를 결정할 수 있다.
이렇게 함으로써 각 사용자들(예를 들어, 송, 수신 노드들(520,525,530,535))은 마치 단일 송, 수신 페어만이 존재하는 P2P 상황인 것처럼 간섭 없이 로컬 망에서 데이터를 송, 수신할 수 있다. 이때, 간섭 제거를 위한 각 유휴 기기들(551, 553, 555)의 계수는 도 5의 하단 왼쪽 도면과 같이 모든 주변 유휴 기기들(551, 553, 555) 간의 채널 정보 교환을 통해서 각 유휴 기기들(551, 553, 555)에서 결정되거나, 도 5의 하단 오른쪽 도면과 같이 특정 유휴 기기(예를 들어, Device 2(553))가 그룹 오너(group owner)가 되어서 나머지 유휴 기기들의 채널 정보를 수집하여 결정할 수도 있다.
유휴 기기들 간의 채널 정보 교환을 통해 계수를 결정하는 실시예는 도 6을 통해 설명하고, 특정 유휴 기기가 나머지 유휴 기기들의 채널 정보를 수집하여 계수를 결정하는 실시예는 도 7을 통해 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 유휴 기기가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 유휴 기기는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다(610).
유휴 기기는 610에서 수신한 코디네이션(coordination) 정보에 따라, (대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의) 간섭 제거를 위해 협력하는 다른 유휴 기기들과 제2 통신망을 통해 채널 정보를 교환할 수 있다(620). 유휴 기기는 서로 교환한 채널 정보를 기초로, 이후 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다.
유휴 기기는 620에서 교환한 채널 정보를 기초로, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정할 수 있다(630).
유휴 기기는 대상 송신 노드로부터 데이터를 수신하고(640), 수신한 데이터를 630에서 결정한 계수를 이용하여 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다(650). 650에서 유휴 기기는 640에서 수신한 데이터에, 630에서 결정된 계수를 곱한 후 최종 수신 노드인 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 유휴 기기가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 유휴 기기는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다(710).
유휴 기기는 710에서 수신한 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 간섭 제거를 위해 협력하는 다른 유휴 기기들로부터 제2 통신망을 통해 채널 정보를 수집할 수 있다(720).
720에서 수집한 채널 정보를 기초로, 유휴 기기는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정할 수 있다(730).
유휴 기기는 협력하는 다른 유휴 기기들에게 730에서 결정된 계수를 알려줄 수 있다(740).
유휴 기기는 대상 송신 노드로부터 데이터를 수신하고(750), 수신한 데이터를 730에서 결정된 계수를 이용하여 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다(760). 760에서 유휴 기기는 수신한 데이터에 730에서 결정된 계수를 곱한 후 최종 수신 노드인 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 대상 송신 노드가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 대상 송신 노드는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다(810).
대상 송신 노드는 810에서 수신한 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게, 수신 노드를 위한 데이터를 전송할 수 있다(820).
도 9는 일 실시예에 따른 대상 수신 노드가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 대상 수신 노드는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다(910).
대상 수신 노드는 910에서 수신한 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 데이터를 수신할 수 있다(920). 이때, 데이터는 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 채널 정보에 기초하여 유휴 기기들에서 결정된 계수를 이용하여 생성된 것일 수 있다.
대상 수신 노드는 920에서 수신한 데이터를 디코딩할 수 있다(930).
도 10은 다른 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)는 기지국(BS)(1010), 제1 송신 노드(1020), 제2 송신 노드(1025), 제1 수신 노드(1030), 제2 수신 노드(1035), 및 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)을 포함할 수 있다. 기지국(1010)은 주변의 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)에 대한 통신 조정(coordination)에 의해 무간섭 통신을 달성할 수 있다는 의미에서 '코디네이터(coordinator)'라고도 부를 수 있다.
기지국(1010)은 송신 노드들(1020,1025), 수신 노드들(1030,1035) 및 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)과의 통신 조정(coordination)을 위한 제어 채널(control channel)로써 셀룰러 망과 같은 글로벌 커넥티비티(global connectivity)를 이용할 수 있다. 또한, 송신 노드들(1020,1025), 수신 노드들(1030,1035) 및 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)은 서로 간의 데이터 전송을 위한 데이터 채널로서 와이파이(WiFi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등과 같은 로컬 커넥티비티(local connectivity)를 이용할 수 있다.
도 10에서 기지국(1010)은 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)로부터 수신한 채널 정보를 취합하고, 취합한 채널 정보를 이용하여 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)의 계수를 결정할 수 있다. 이때, 각 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)은 셀룰러 망을 통해 채널 정보를 기지국(1010)으로 전달할 수 있다. 기지국(1010)은 이를 바탕으로 유휴 기기들(1040, 1045, 1050)의 계수를 결정하여 송, 수신 노드의 페어 간의 간섭이 제거되도록 할 수 있다.
도 11은 도 10의 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에서 협력에 기반하여 간섭을 제거하기 위해 코디네이터, 대상 송, 수신 노드 및 유휴 기기들에서 수행되는 전체적인 동작을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 코디네이터는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 통신에 참여하는 대상 송, 수신 노드(들) 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다(1110).
코디네이터는 통신에 참여하는 대상 송, 수신 노드(들) 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 제1 통신망을 통해 코디네이션 정보를 전송할 수 있다(1120). 이때, 코디네이션 정보는 대상 송신 노드, 대상 수신 노드 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 제2 통신망을 이용하여 통신이 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
코디네이터는 코디네이션 정보를 수신한, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 채널 정보를 수신할 수 있다(1130).
코디네이터는 1130에서 수신한 채널 정보를 기반으로, 대상 송, 수신 노드의 페어들이 서로 간섭을 미치지 않도록, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수를 결정할 수 있다(1140).
코디네이터는 1140에서 결정된 계수를, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 전달할 수 있다(1150).
이후, 1120에서 코디네이션 정보를 수신한 대상 수신 노드들이 제2 통신망을 통해 협력하는 유휴 기기들에게 데이터를 전송하면(1160), 협력하는 유휴 기기들은 수신한 데이터(정보)를 제2 통신망을 통해 대상 수신 노드(들)에게 포워딩할 수 있다(1170).
대상 수신 노드(들)은 1170에서 포워딩된 데이터(정보)를 디코딩할 수 있다(1180).
도 12는 도 10의 실시예에 따른 코디네이터가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 코디네이터는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별할 수 있다(1210).
코디네이터는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정할 수 있다(1220).
코디네이터는 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에 이용되는 어느 하나의 전송 모드를 결정할 수 있다(1230). 1230에서 코디네이터는 제1 통신망의 채널 용량과 제2 통신망의 채널 용량에 기초하여 어느 하나의 전송 모드를 결정할 수 있다.
여기서, 제1 통신망은 제2 통신망과 서로 상이한 통신 방식을 이용할 수 있다. 만약, 제1 통신망이 제2 통신망과 동일한 통신 방식을 이용하는 경우, 제1 통신망과 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 이용할 수 있다.
코디네이터는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다(1240).
코디네이터는 통신에 참여하는 노드들 및 협력하는 유휴 기기들에게 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송할 수 있다(1250). 코디네이션 정보는 대상 송신 노드, 대상 수신 노드 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 통신이 제2 통신망을 이용하여 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
코디네이터는 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제1 통신망을 통해 채널 정보를 수신할 수 있다(1260).
코디네이터는 1260에서 수신한 채널 정보를 기초로, 간섭 제거를 위한 계수(coefficient)를 결정할 수 있다(1270).
코디네이터는 1270에서 결정된 계수를 협력하는 유휴 기기들에게 알려줄 수 있다(1280).
도 13은 도 10의 실시예에 따른 유휴 기기가 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 유휴 기기는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다(1310).
유휴 기기는 1310에서 수신한 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 코디네이터(coordinator)에게 제1 통신망을 통해 채널 정보를 전송할 수 있다(1320).
유휴 기기는 코디네이터(coordinator)로부터 1320에서 전송한 채널 정보에 기반하여 결정된 계수(coefficient)를 수신할 수 있다(1330). 이때, 계수는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거에 이용될 수 있다.
유휴 기기는 대상 송신 노드로부터 데이터를 수신하고(1340), 1340에서 수신한 데이터를 이용하여 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다(1350).
도 10의 실시예에 따른 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드가 유휴 기기들 간의 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법은 상술한 도 8 및 도 9의 방법과 동일하므로 해당 부분의 설명을 참조하도록 한다.
도 14는 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 코디네이터의 블록도이다.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 코디네이터(1400)는 식별부(1410), 페어 결정부(1420), 전송 모드 결정부(1430), 협력 유휴 기기 결정부(1440) 및 전송부(1450)를 포함할 수 있다.
식별부(1410)는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별할 수 있다.
페어 결정부(1420)는, 식별부(1410)에 의해 식별된 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정할 수 있다.
전송 모드 결정부(1430)는 페어 결정부(1420)에서 결정된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 전송 모드를 결정할 수 있다. 이때, 전송 모드는 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드를 포함할 수 있다.
협력 유휴 기기 결정부(1440)는 전송 모드 결정부(1430)에서 결정된 전송 모드에 기반하여, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다.
전송부(1450)는 통신에 참여하는 노드들(예를 들어, 페어 결정부(1420)에서 결정된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어) 및 협력 유휴 기기 결정부(1440)에서 결정된 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 유휴 기기의 블록도이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 유휴 기기(1500)는 수신기(1510), 계수 결정부(1520) 및 전송부(1530)를 포함하며, 서로 간에 채널 정보를 교환하여 협력하는 유휴 기기들의 계수를 결정할 수 있다.
수신기(1510)는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다. 또한, 수신기(1510)는 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들과 제2 통신망을 통해 채널 정보를 교환할 수 있다.
계수 결정부(1520)는 수신기(1510)가 수신한 채널 정보를 기초로, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정할 수 있다.
전송부(1530)는 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 계수를 이용하여 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다.
도 16은 다른 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 유휴 기기의 블록도이다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 유휴 기기(1600)는 수신부(1610), 수집부(1620), 계수 결정부(1630) 및 전송부(1640)를 포함하고, 다른 유휴 기기들로부터 수집한 채널 정보를 이용하여 협력하는 유휴 기기들의 계수를 결정할 수 있다.
수신부(1610)는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다.
수집부(1620)는 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제2 통신망을 통해 채널 정보를 수집할 수 있다.
계수 결정부(1630)는 수집부(1620)에서 수집한 채널 정보를 기초로, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정할 수 있다.
전송부(1640)는 협력하는 계수 결정부(1630)에서 결정된 계수를 다른 유휴 기기들에게 알려줄 수 있다. 또한, 전송부(1640)는 수신부(1610)가 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를, 계수 결정부(1630)에서 결정된 계수를 이용하여 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 대상 송신 노드의 블록도이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 대상 송신 노드(1700)는 수신부(1710) 및 전송부(1720)를 포함할 수 있다.
수신부(1710)는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다.
전송부(1720)는 수신부(1710)에서 수신한 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 수신 노드를 위한 데이터를 전송할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 대상 수신 노드의 블록도이다.
도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 대상 수신 노드(1800)는 수신부(1810) 및 디코딩부(1820)를 포함할 수 있다.
수신부(1810)는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다. 또한, 수신부(1810)는 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 데이터는 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 채널 정보에 기초하여 유휴 기기에서 결정된 계수를 이용하여 생성된 것일 수 있다.
디코딩부(1820)는 수신부(1810)가 수신한 데이터를 디코딩할 수 있다.
도 19는 다른 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 코디네이터의 블록도이다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 코디네이터(1900)는 식별부(1910), 페어 결정부(1920), 수신부(1930), 전송 모드 결정부(1940), 협력 유휴 기기 결정부(1950), 계수 결정부(1960) 및 전송부(1970)를 포함할 수 있다.
식별부(1910)는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별할 수 있다.
페어 결정부(1920)는 식별부(1910)가 식별한 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정할 수 있다.
수신부(1930)는 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제1 통신망을 통해 채널 정보를 수신할 수 있다.
전송 모드 결정부(1940)는 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에 이용되는 전송 모드를 결정할 수 있다. 이때, 전송 모드는 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드를 포함할 수 있다.
이때, 제1 통신망은 제2 통신망과 서로 상이한 통신 방식을 이용할 수 있다. 만약, 제1 통신망이 제2 통신망과 동일한 통신 방식을 이용하는 경우, 제1 통신망과 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 이용할 수 있다.
전송 모드 결정부(1940)는 제1 통신망의 채널 용량과 제2 통신망의 채널 용량에 기초하여 어느 하나의 전송 모드를 결정할 수 있다.
협력 유휴 기기 결정부(1950)는 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다. 협력 유휴 기기 결정부(1950)는 전송 모드 결정부(1940)에서 결정된 전송 모드에 따라, 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정할 수 있다.
계수 결정부(1960)는 수신부(1930)에서 수신한 채널 정보를 기초로 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위한 계수(coefficient)를 결정할 수 있다.
전송부(1970)는 페어 결정부(1920)에서 결정한 통신에 참여하는 노드들 및 협력 유휴 기기 결정부(1950)에서 결정한 유휴 기기들에게 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송할 수 있다.
코디네이션 정보는 대상 송신 노드, 대상 수신 노드 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 통신이 제2 통신망을 이용하여 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 협력 유휴 기기 결정부(1950)에서 결정한 유휴 기기들은 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들일 수 있다.
멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들은 제2 통신망을 통해 서로 통신할 수 있다.
전송부(1970)는 계수 결정부(1960)에서 결정된 계수를 협력하는 유휴 기기들에게 알려줄 수 있다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 유휴 기기의 블록도이다.
도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 유휴 기기(2000)는 수신부(2010) 및 전송부(2020)를 포함할 수 있다.
수신부(2010)는 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신할 수 있다.
전송부(2020)는 수신부(2010)가 수신한 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 코디네이터(coordinator)에게 제1 통신망을 통해 채널 정보를 전송할 수 있다.
수신부(2010)는 코디네이터(coordinator)로부터 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위하여, 채널 정보에 기반하여 결정된 계수(coefficient)를 수신할 수 있다.
전송부(2020)는 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 수신부(2010)가 수신한 계수를 이용하여 대상 수신 노드에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 송, 수신 노드의 주변에 존재하는 다양한 유휴 기기들의 협력을 통해 다수의 데이터 스트림을 전송함으로써 망 용량을 증대시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 글로벌 네트워크의 자원을 사용하지 않고도 로컬 네트워크에서 주변 유휴 기기의 협력을 통해 다수의 사용자들(다수의 송, 수신 노드들)이 데이터를 전송함으로써 글로벌 네트워크의 트래픽(traffic)을 오프로딩(offloading)할 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: 기지국(또는 액세스 포인트)
120: 제1 송신 노드
125: 제2 송신 노드
130: 제1 수신 노드
135: 제2 수신 노드
140,145,150: 유휴 기기들

Claims (24)

  1. 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어를 결정하는 단계;
    상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위해 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드 중 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 전송 모드에 기반하여 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계; 및
    상기 통신에 참여하는 노드들 및 상기 협력하는 유휴 기기들에게 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계는
    상기 제1 통신망의 채널 용량과 상기 제2 통신망의 채널 용량에 기초하여 상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계는
    상기 결정된 전송 모드가 상기 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드인 경우, 상기 제2 통신망을 통해 연결된 유휴 기기들 중 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별하는 단계
    를 더 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코디네이션 정보는
    상기 대상 송신 노드, 상기 대상 수신 노드 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 상기 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 상기 제2 통신망을 이용하여 상기 통신이 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신망은
    상기 제2 통신망과 서로 상이한 통신 방식을 이용하거나,
    상기 제1 통신망이 상기 제2 통신망과 동일한 통신 방식을 이용하는 경우,
    상기 제1 통신망과 상기 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 사용하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들은
    상기 제2 통신망을 통해 서로 통신하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  8. 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계;
    상기 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들과 제2 통신망을 통해 채널 정보를 교환하는 단계; 및
    상기 채널 정보를 기초로, 상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 데이터를 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계는
    상기 채널 정보를 기초로, 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정하는 단계; 및
    상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 계수를 이용하여 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  10. 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계;
    상기 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제2 통신망을 통해 채널 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집한 채널 정보를 기초로, 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 계수(coefficient)를 결정하는 단계; 및
    상기 협력하는 다른 유휴 기기들에게 상기 계수를 알려주는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 계수를 이용하여 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계
    를 더 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  12. 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 상기 통신에서의 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 상기 수신 노드를 위한 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  13. 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계;
    상기 코디네이션 정보에 따라, 제2 통신망을 통해 상기 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 데이터-상기 데이터는 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들의 채널 정보에 기초하여 결정된 계수를 이용하여 생성된 것임-를 수신하는 단계; 및
    상기 데이터를 디코딩하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  14. 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계;
    상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들로부터 제1 통신망을 통해 채널 정보를 수신하는 단계;
    상기 채널 정보를 기초로 상기 간섭 제거를 위한 계수(coefficient)를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 계수를 상기 협력하는 유휴 기기들에게 알려주는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 중 상기 대상 송신 노드 및 상기 대상 수신 노드의 페어를 결정하는 단계; 및
    상기 통신에 참여하는 노드들 및 상기 협력하는 유휴 기기들에게 상기 대상 송신 노드 및 상기 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 통신망을 이용하는 제1 전송 모드 및 제2 통신망을 이용하는 제2 전송 모드 중 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에 이용되는 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계는
    상기 결정된 전송 모드에 따라, 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들을 결정하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계는
    상기 제1 통신망의 채널 용량과 상기 제2 통신망의 채널 용량에 기초하여 상기 어느 하나의 전송 모드를 결정하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 노드들 및 유휴 기기들을 식별하는 단계
    를 더 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 코디네이션 정보는
    상기 대상 송신 노드, 상기 대상 수신 노드 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들에게 상기 통신에 참여하게 됨을 알리는 지시자 및 상기 통신이 제2 통신망을 이용하여 수행됨을 알리는 지시자 중 적어도 하나를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 멀티 홉 네트워크(Multi-Hop Network)에 포함된 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드 페어 및 상기 간섭 제거를 위해 협력하는 유휴 기기들은
    상기 제2 통신망을 통해 서로 통신하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 제1 통신망은
    상기 제2 통신망과 서로 상이한 통신 방식을 이용하거나,
    상기 제1 통신망이 상기 제2 통신망과 동일한 통신 방식을 이용하는 경우,
    상기 제1 통신망과 상기 제2 통신망은 서로 직교(orthogonal)하는 무선 자원을 이용하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  22. 코디네이터(coordinator)로부터 제1 통신망을 통해, 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신을 위한 코디네이션(coordination) 정보를 수신하는 단계;
    상기 코디네이션(coordination) 정보에 따라, 상기 코디네이터(coordinator)에게 상기 제1 통신망을 통해 채널 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 코디네이터(coordinator)로부터 상기 대상 송신 노드 및 대상 수신 노드의 페어 간의 통신에서의 간섭 제거를 위하여, 상기 채널 정보에 기반하여 결정된 계수(coefficient)를 수신하는 단계
    를 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 대상 송신 노드로부터 수신한 데이터를 상기 계수를 이용하여 상기 대상 수신 노드에게 전송하는 단계
    를 더 포함하는 유휴 기기들 간에 협력에 기반하여 간섭을 제거하는 방법.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 하나의 방법을 수행하는 프로그램을 기록하는, 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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