KR20140119637A - Method and apparatus for opportunistic interference alignment in single-user multi-input multi-output transmission - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 설명은 WLAN에서의 기회적 간섭 정렬 방법 및 에너지 효율 전송 벡터의 설계 방법에 관한 것이다.The following discussion relates to opportunistic interference alignment methods in WLANs and how to design energy efficient transmission vectors.
근거리 통신망인 랜(LAN, Local Area Network)은 크게 유선 랜과 무선 랜으로 나누어진다. 무선 랜은 케이블을 사용하지 않고 전파를 이용하여 네트워크 상에서 통신을 수행하는 방식이다. 무선 랜의 등장은 케이블링으로 인한 설치, 유지보수, 이동의 어려움을 해소하기 위한 대안으로 대두되었으며, 이동 사용자의 증가로 인해 그 필요성이 점점 늘어나고 있는 추세이다.Local Area Network (LAN), which is a local area network, is largely divided into a wired LAN and a wireless LAN. A wireless LAN is a method of performing communication on a network using radio waves without using a cable. The emergence of wireless LANs has become an alternative to solve the difficulties of installation, maintenance, and movement due to cabling, and the need for wireless LANs is increasing due to the increase of mobile users.
무선 랜의 구성은 액세스 포인트(Access Point, 이하 "AP"라 칭한다)와 사용자 단말(Station, STA)로 이루어진다. AP는 전송거리 이내의 무선 랜 사용자들이 인터넷 접속 및 네트워크를 이용할 수 있도록 전파를 보내는 장비로서 휴대폰의 기지국 또는 유선 네트워크의 허브와 같은 역할을 한다. ISP(Internet Service Provider)에서 제공하는 무선초고속인터넷 서비스 역시 서비스 지역 내에 AP라는 장비가 이미 설치되어 있다.The configuration of the wireless LAN is made up of an access point (AP) and a user station (STA). An AP is a device that transmits radio waves to wireless LAN users within a transmission distance so that they can use the Internet and the network, and functions as a base station of a cellular phone or a hub of a wired network. In the wireless broadband internet service provided by the ISP (Internet Service Provider), an AP device is already installed in the service area.
단말은 무선네트워크 통신을 수행하기 위해서 무선 랜 카드 등을 장착하고 있어야 하며, PC(노트북 포함), 셀룰러 폰 또는 PDA 등이 있다.The terminal must be equipped with a wireless LAN card to perform wireless network communication, and may include a PC (including a laptop), a cellular phone, or a PDA.
오늘날 가장 많이 사용되는 무선 랜 표준은 IEEE 802.11인데, IEEE 802.11 표준에는 무선 랜을 구성하는 물리 계층과 매체 접근 제어(Medium Access Control)에 관한 규정이 정의되어 있다.The most widely used wireless LAN standard today is IEEE 802.11, and the IEEE 802.11 standard defines the rules for the physical layer and medium access control that make up the wireless LAN.
매체 접근 제어 계층은 공유 매체를 사용하는 단말 또는 장치가 매체를 이용/접근할 때 준수해야 할 순서(order)와 규칙을 정의함으로써 효율적으로 매체의 용량을 이용하게 만든다. The medium access control layer efficiently utilizes the capacity of the medium by defining the order and rules to be followed when a terminal or a device using the shared medium accesses / accesses the medium.
IEEE 802.11 네트워크의 기본 구성 블록은 기본 서비스 셋(Basic Service Set, 이하 "BSS"라 칭한다)이다. IEEE 802.11 네트워크에는 BSS 내에 있는 단말들이 서로 간에 직접 통신을 수행하는 독립 네트워크(Independent BSS)와 단말이 BSS 내외의 단말과 통신을 수행하는 과정에서 AP가 개입되는 인프라스트럭처 네트워크(Infrastructure BSS)와 BSS와 BSS를 연결함으로써 서비스영역을 확장시키는 확장 서비스 셋(Extended Service Set)이 있다.The basic building block of the IEEE 802.11 network is a Basic Service Set (BSS). The IEEE 802.11 network includes an independent BSS in which terminals in a BSS communicate directly with each other and an infrastructure BSS in which an AP participates in the process of communicating with terminals inside and outside the BSS, And an extended service set for extending the service area by connecting the BSS.
일반적으로 IEEE 802.11 기반 무선 랜(Wireless LAN) 시스템은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 방식을 기반으로 매체에 접근하며 각 AP(Access Point)가 서로 독립적으로 동작한다. 즉, 무선 랜 시스템은 별도의 장치에 의해서 채널을 할당하는 방식이 아니며 AP가 Power ON할 때 운용자 또는 채널 할당 알고리즘에 의해 각 AP가 독립적으로 채널을 선택한다. 따라서 많은 무선 랜 시스템이 존재하는 상황에서는 각 BSS에서 사용하는 채널이 중복될 가능성이 많다. 채널이 중복되면 인접한 BSS간에 간섭이 발생하게 된다. Generally, a wireless LAN system based on IEEE 802.11 accesses a medium based on a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) method, and each AP (Access Point) operates independently of each other. That is, the wireless LAN system is not a method of allocating a channel by a separate device, and each AP independently selects a channel by an operator or a channel allocation algorithm when the AP is powered on. Therefore, the channel used in each BSS is likely to be overlapped in a situation where many wireless LAN systems exist. If the channels overlap, interference will occur between adjacent BSSs.
동일한 BSS 내에 속한 WLAN 통신 장치들이 규칙에 따라 통신을 하고 있는 상태에서 동일한 BSS 내에 속하지 않는 전파 방사 장치들이 충분히 영향을 미칠 수 있는 근거리에서 규칙에 관계없이 전파를 방사하고 있다면 WLAN 통신 장치들은 통신에 장애를 받게 된다.If the WLAN communication devices belonging to the same BSS are communicating in accordance with the rules and the radio wave emitting devices not belonging to the same BSS are emitting radio waves irrespective of the rules at a close enough distance to be sufficiently influential, .
기존의 간섭 환경 무선랜 네트워크에서는 CSMA을 이용하여 서로 간의 간섭을 회피하는 방식을 적용하였다. 하지만 CSMA 방식의 프로토콜에서는 전체 네트워크의 degrees-of-freedom(DoF)이 AP의 안테나 개수에 국한되게 된다.Conventional interference environment In the wireless LAN network, a method of avoiding interference with each other using CSMA is applied. However, in the CSMA protocol, the degrees-of-freedom (DoF) of the entire network is limited to the number of antennas of the AP.
일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법은, 간섭 공간을 선택하는 단계; 상기 선택된 간섭 공간에 대한 정보를 브로드캐스트하는 단계; 사용자 단말로부터 간섭 누출 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신하는 경우, 상기 간섭 누출 정보에 기초하여 각각의 서브 채널에 대해 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 사용자 단말로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, an opportunistic interference alignment method includes: selecting an interference space; Broadcasting information on the selected interference space; Selecting a user terminal to which a transmission opportunity is to be given for each subchannel based on the interference leakage information when receiving an RTS message including interference leakage information from the user terminal; And transmitting data to the selected user terminal.
일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법에서, 상기 간섭 공간을 선택하는 단계는, 상기 액세스 포인트와 사용자 단말 간의 채널에 기초하여 사용자 단말에 전송할 전송 벡터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In the opportunistic interference alignment method according to an embodiment, the step of selecting the interference space may comprise determining a transmission vector to be transmitted to the user terminal based on a channel between the access point and the user terminal.
일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법에서, 상기 결정하는 단계는, 상기 사용자 단말로부터 수신한 신호의 신호대잡음비에 기초하여 상기 전송 벡터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In an opportunistic interference alignment method according to an embodiment, the determining may comprise determining the transmission vector based on a signal-to-noise ratio of a signal received from the user terminal.
일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법은, 상기 RTS 메시지를 수신하는 경우, 수신한 RTS 메시지에 대응하는 CTS 메시지 또는 ACK 메시지를 상기 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The opportunistic interference sorting method according to an exemplary embodiment may further include, when receiving the RTS message, transmitting a CTS message or an ACK message corresponding to the received RTS message to a user terminal that has transmitted the RTS message have.
일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법은, 전체 서브 채널에 대한 사용자 단말의 선택이 완료되는 경우, 상기 각 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말에 대한 정보를 브로드캐스트하는 단계를 더 포함할 수 있다.The opportunistic interference sorting method according to an exemplary embodiment may further include broadcasting information about a selected user terminal for each subchannel when selection of a user terminal for the entire subchannel is completed.
다른 실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법은, 액세스 포인트로부터 수신한 간섭 공간에 대한 정보에 기초하여 서브 채널별로 간섭 누출을 결정하는 단계; 상기 결정된 간섭 누출에 기초하여 RTS 메시지를 전송할 대기 시간을 설정하는 단계; 및 상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트의 서비스 범위에 포함된 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하지 않은 경우, 상기 RTS 메시지를 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment, an opportunistic interference alignment method includes: determining an interference leak for each sub-channel based on information on an interference space received from an access point; Setting a waiting time for transmitting an RTS message based on the determined interference leak; And transmitting the RTS message to the access point if feedback information is not received from another user terminal included in the service range of the access point during the waiting time.
다른 실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법은, 상기 대기 시간 동안 상기 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하는 경우, 상기 대기 시간을 무한대로 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The opportunistic interference alignment method according to another embodiment may further include the step of resetting the waiting time to infinity when the feedback information is received from the another user terminal during the waiting time.
다른 실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 방법은, 상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트로부터 상기 액세스 포인트가 적어도 하나의 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 경우, 상기 대기 시간을 무한대로 재설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The opportunistic interference alignment method according to another embodiment is characterized in that when the access point receives a message from the at least one user terminal indicating that the RTS message has been received from the access point during the waiting time, The method comprising the steps of:
일실시예에 따른 액세스 포인트는, 액세스 포인트와 적어도 하나의 사용자 단말 간의 채널에 기초하여 전송 벡터를 결정하는 전송 벡터 결정부; 사용자 단말로부터 간섭 누출 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신하는 경우, 상기 간섭 누출 정보에 기초하여 각각의 서브 채널에 대해 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택하는 사용자 단말 선택부; 및 상기 선택된 사용자 단말로 데이터를 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.An access point according to an exemplary embodiment includes a transmission vector determination unit that determines a transmission vector based on a channel between an access point and at least one user terminal; A user terminal selection unit for selecting a user terminal to which a transmission opportunity is to be given for each subchannel based on the interference leakage information when receiving an RTS message including interference leakage information from the user terminal; And a communication unit for transmitting data to the selected user terminal.
일실시예에 따른 사용자 단말은, 액세스 포인트로부터 수신한 간섭 공간에 대한 정보에 기초하여 서브 채널별로 간섭 누출을 결정하는 간섭 누출 결정부; 상기 결정된 간섭 누출에 기초하여 RTS 메시지를 전송할 대기 시간을 설정하는 대기 시간 설정부; 및 상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트의 서비스 범위에 포함된 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하지 않은 경우, 상기 RTS 메시지를 상기 액세스 포인트로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.A user terminal according to an exemplary embodiment includes an interference leakage determining unit that determines an interference leak for each subchannel based on information on an interference space received from an access point; A waiting time setting unit for setting a waiting time for transmitting an RTS message based on the determined interference leak; And a communication unit for transmitting the RTS message to the access point if feedback information is not received from another user terminal included in the service range of the access point during the waiting time.
도 1은 일실시예에 따른 무선 랜의 간섭 환경의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 IEEE 802.11ac의 채널 사용 범위를 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 4는 AP가 특정 서브 채널에 대한 RTS 메시지를 수신하는 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 일실시예에 따른 사용자 단말에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 6은 일실시예에 따른 액세스 포인트의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 사용자 단말의 세부 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of an interference environment of a wireless LAN according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating a channel use range of an IEEE 802.11ac according to an exemplary embodiment.
3 is a flow diagram illustrating the operation of an opportunistic interference alignment method performed by an access point in accordance with one embodiment.
4 is intended to illustrate the operation in which an AP receives an RTS message for a particular subchannel.
5 is a flow diagram illustrating the operation of an opportunistic interference alignment method performed by a user terminal in accordance with one embodiment.
6 is a diagram illustrating a detailed configuration of an access point according to an embodiment.
7 is a detailed block diagram of a user terminal according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.The following embodiments are a combination of elements and features of the present invention in a predetermined form. Each component or characteristic may be considered optional unless otherwise expressly stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. In addition, some of the elements and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.The specific terminology used in the following description is provided to aid understanding of the present invention, and the use of such specific terminology may be changed into other forms without departing from the technical idea of the present invention.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.In some instances, well-known structures and devices are omitted or shown in block diagram form around the core functions of each structure and device in order to avoid obscuring the concepts of the present invention. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of IEEE 802 systems, 3GPP systems, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-Advanced) systems and 3GPP2 systems, which are wireless access systems. That is, the steps or portions of the embodiments of the present invention that are not described in order to clearly illustrate the technical idea of the present invention can be supported by the documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the standard document.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The following description will be made on the assumption that the present invention is applicable to a CDMA system such as Code Division Multiple Access (CDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), and Single Carrier Frequency Division Multiple Access And can be used in various radio access systems. CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000. The TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE). OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA). For clarity, the following description will focus on the IEEE 802.11 system, but the technical idea of the present invention is not limited thereto.
WLAN에서 간섭 정렬(Interference Alignment; IA)을 이용할 경우, 간섭 네트워크의 각 수신단이 받는 간섭 신호들을 제한된 차원(dimension)을 갖는 공간에 맵핑(mapping)함으로써 전체 네트워크 상의 DoF(degrees-of-freedom)를 간섭 액세스 포인트(Access Point; AP)의 개수에 비례하여 증가시킬 수 있고, 최종적으로는 네트워크 환경의 전송률(sum-rate)을 증가시킬 수 있다.When Interference Alignment (IA) is used in a WLAN, each receiver of an interference network maps the received interference signals to a space with a limited dimension, thereby generating degrees-of-freedom (DoF) on the entire network Can be increased in proportion to the number of interference access points (APs), and finally, the sum-rate of the network environment can be increased.
간섭 정렬은 다양한 다이버시티(diversity) 측면을 이용하여 구현될 수 있다. 간섭 정렬 중 기회적 간섭 정렬(Opportunistic Interference Alignment; OIA) 방법에서는, 멀티유저 다이버시티(multiuser diversity)를 이용하여 많은 사용자 단말들 중에서 가장 간섭이 잘 정렬되어 있는 사용자 단말에 전송의 기회를 제공하는 것에 의해 전체 네트워크의 DoF를 향상시킬 수 있다. 기회적 간섭 정렬은 우선순위가 높은 사용자 단말의 신호에 우선순위가 낮은 사용자 단말의 간섭 신호가 영향을 주지 않도록 정렬시켜서 송신하는 방법이다. 기회적 간섭 정렬의 경우, 가장 간섭이 잘 정렬되는 사용자 단말만 찾으면 되기 때문에 프로토콜의 설계 방법에 따라 적은 피드백 오버헤드(feedback overhead)만을 가지고도 간섭 정렬을 구현할 수 있다.The interference alignment can be implemented using various diversity aspects. In Opportunistic Interference Alignment (OIA) method during interference alignment, a method of providing opportunity to transmit a user terminal with the most interference among the many user terminals using multiuser diversity Thereby improving the DoF of the entire network. The opportunistic interference alignment is a method of arranging and transmitting signals of a user terminal having a high priority so that an interference signal of a user terminal having a low priority is not affected. In case of opportunistic interference alignment, interference alignment can be implemented with only a small feedback overhead according to the design method of the protocol since only the user terminal with the best interference can be found.
이하에서는 설명의 편의를 위해 다음과 같은 사항을 가정한다. 하지만, 본 발명의 범위가 아래의 가정들에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.Hereinafter, the following matters are assumed for convenience of explanation. However, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the following assumptions.
(i) 액세스 포인트(Access Point; AP)와 사용자 단말(또는 스테이션(Station; STA)) 간의 채널은 상향 링크(uplink) 및 하향 링크(downlink)에 대해 동일하다고 가정한다. 즉, 채널 상호성(channel reciprocity)이 있다고 가정한다.(i) It is assumed that a channel between an access point (AP) and a user terminal (or a station (STA)) is the same for an uplink and a downlink. That is, it is assumed that channel reciprocity exists.
(ii) 송신 기회를 얻은 각 사용자 단말은 한번의 메시지 전송 시간 동안 AP에 하나의 메시지 심볼만을 전송한다고 가정한다. 메시지 전송을 위한 전송 벡터는 MIMO 채널 특성을 고려하여 각 다른 네트워크에 간섭 영향을 적게 주는 방향으로 설계될 수 있다.(ii) It is assumed that each user terminal that has obtained the transmission opportunity transmits only one message symbol to the AP for one message transmission time. The transmission vector for message transmission can be designed in such a way as to give less influence of interference to each other in consideration of MIMO channel characteristics.
(iii) 노이즈 분산(noise variance)은 다음의 수학식 1을 따른다고 가정한다.(iii) It is assumed that the noise variance follows Equation (1).
수학식 1에서, 는 AP 네트워크 g에서의 노이즈 벡터(noise vector)를 나타내고, E는 에너지를 나타낸다.
In Equation (1) Represents a noise vector in the AP network g, and E represents energy.
도 1은 일실시예에 따른 무선 랜의 간섭 환경의 일례를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of an interference environment of a wireless LAN according to an embodiment.
각각의 AP들은 다중 안테나를 가지고 있으며, 각각의 AP에 무선 연결되는 다수 개의 사용자 단말의 경우도 적어도 하나 이상의 안테나를 가지고 있는 환경을 가정할 수 있다.Each AP has multiple antennas, and even a plurality of user terminals wirelessly connected to each AP may have an environment having at least one antenna.
무선 랜 사용자의 경우, 각 AP 네트워크 별로 여러 명의 사용자 단말이 접속할 수 있으며, 각 사용자 단말은 자신이 속한 AP 네트워크를 통해서 통신을 할 수 있다. 이러한 간섭 환경에서 각 사용자 단말은 다른 AP 네트워크에 간섭 영향을 줄이기 위하여 메시지 심볼 전송 과정에서 다중 안테나를 이용하여 프리코딩(Precoding)을 할 수 있다.In the case of a wireless LAN user, a plurality of user terminals can access each AP network, and each user terminal can communicate through the AP network to which the user terminal belongs. In this interference environment, each user terminal can perform precoding using multiple antennas in the message symbol transmission process in order to reduce interference influence to other AP networks.
무선 간섭 채널 환경에서 사용자 단말이 자신이 속한 AP 네트워크에 신호를 전송할 경우, AP에서 수신된 신호는 이하의 수학식 2와 같이 모델링될 수 있다.In a wireless interfering channel environment, when a user terminal transmits a signal to an AP network to which the user terminal belongs, a signal received at the AP may be modeled as Equation (2).
위의 식에서 rg는 AP g에서 수신한 신호 벡터를 의미하고, 는 AP c와 사용자 단말 간의 무선 채널 행렬을 나타낸다. 는 사용자 단말 의 송신 신호 벡터를 나타내고, 는 사용자 단말 의 메시지 심볼을 의미한다. 여기서, 사용자 단말 는 AP x의 네트워크에서 전송 기회를 얻은 사용자 단말을 의미한다. ng는 AP g에서의 노이즈 벡터를 의미하고, K는 AP들의 개수를 나타낸다.In the above equation, r g is the signal vector received at AP g, AP c and the user terminal ≪ / RTI > Lt; / RTI & Of the transmission signal vector, Lt; / RTI & Quot; message " Here, Refers to a user terminal that has obtained a transmission opportunity in the network of AP x. n g denotes a noise vector at AP g, and K denotes the number of APs.
이하에서는 기회적 간섭 정렬(Opportunistic Interference Alignment)에 대해서 설명한다. 간섭 환경 다중 AP 네트워크에서 각각 메시지 심볼 전송이 동시에 일어나는 경우, 간섭 현상으로 인해 전체 네트워크의 처리량(throughput)이 저하될 수 있다. 따라서, 간섭 현상으로 인한 처리량 저하를 막기 위해서는 적절한 간섭의 제어가 필요하다.Hereinafter, opportunistic interference alignment will be described. Interference Environment When message symbols are transmitted simultaneously in multiple AP networks, the throughput of the entire network may be degraded due to the interference phenomenon. Therefore, it is necessary to control the interference appropriately in order to prevent the throughput degradation due to the interference phenomenon.
실시예에 있어서, 기회적 간섭 정렬을 이용한 통신 방법의 경우, 각 AP에서 다른 AP 네트워크에 가장 작은 간섭 영향을 주는 사용자 단말을 선택하여 통신함으로써 간섭으로 인한 처리량 저하를 막을 수 있다. 기회적 간섭 정렬에서는 각 AP 네트워크 별로 AP가 디코딩할 신호 공간(Signal Space)를 지정할 수 있고, 이에 따라 사용자 단말들은 다른 네트워크에 미칠 수 있는 간섭 누출(LIF: leakage of interference) 레벨을 측정할 수 있다. 이때, 각 사용자 단말의 LIF 레벨은 하기 수학식 3에 기초하여 결정될 수 있다. 간섭 누출은 AP의 서비스 영역 내의 다른 사용자 단말에 의한 간섭 및 다른 액세스 포인트에 의한 간섭에 관한 정보를 포함할 수 있다.In the embodiment, in the case of the communication method using the opportunistic interference alignment, each AP can select a user terminal that has the smallest interference influence to another AP network and communicate with the AP network, thereby preventing a reduction in throughput due to interference. In the opportunistic interference alignment, each AP network can specify the signal space to be decoded by the AP, so that the user terminals can measure the level of leakage of interference (LIF) that can exist on other networks . At this time, the LIF level of each user terminal can be determined based on Equation (3). An interference leak may include information about interference by other user terminals in the service area of the AP and interference by other access points.
수학식 3에서 LIFa는 사용자 단말 a에 대한 LIF이고, 는 AP 네트워크 g에 속한 사용자 단말의 집합을 나타낸다. K는 액세스 포인트의 수이고, 는 AP x의 채널 매트릭스 H에 대한 수신 벡터이고, 는 x번째 액세스 포인트(AP x)와 사용자 단말 a 간의 무선 채널 매트릭스이고, Va는 전송벡터를 의미한다. 이때, LIF 레벨은 각 간섭 영향을 미치는 AP의 시그널 스페이스에 직교하는 공간에 정확하게 나란할수록 작은 값을 가지게 된다. 여기서, 사용자 단말은 송신하는 전송 벡터, 즉 va를 조정하여 각 사용자 단말이 가질 수 있는 LIF 레벨을 최소화 할 수 있다. 전송 벡터의 설계 방법에 대해서는 이후 자세히 설명하도록 한다.In Equation (3), LIF a is the LIF for the user terminal a, Represents a set of user terminals belonging to the AP network g. K is the number of access points, Is the receive vector for the channel matrix H of AP x, Is the wireless channel matrix between the xth access point (APx) and the user terminal a, and V a is the transmission vector. At this time, the LIF level has a smaller value as it is precisely aligned in a space orthogonal to the signal space of the AP which effects each interference. Here, the user terminal can minimize the LIF level that each user terminal can have by adjusting the transmission vector to be transmitted, that is, v a . The method of designing the transmission vector will be described in detail later.
기획적 간섭 정렬 기반의 통신 방법은 가장 작은 LIF 레벨을 가지는 사용자 단말이 메시지 심볼을 전송할 수 있는 기회를 얻음으로써 각 AP 네트워크 간의 간섭 영향을 최소화할 수 있다.The planning-based interference-based communication method minimizes the interference effect between each AP network by obtaining the opportunity for the user terminal having the smallest LIF level to transmit the message symbol.
도 2는 일실시예에 따른 IEEE 802.11ac의 채널 사용 범위를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a channel use range of an IEEE 802.11ac according to an exemplary embodiment.
IEEE 802.11ac의 경우, 최대 160MHz까지 사용할 수 있으며 넓은 대역폭(bandwidth)으로 인해 하나의 사용자 단말이 모든 채널을 동시에 사용하는 것은 주파수 선택성(frequency selectivity)에 의해 비효율적일 수 있다. 따라서, AP는 전체 밴드를 여러 개의 서브 채널로 나누어서 OIA 기반의 조정을 하는 것이 바람직하다. 전체 주파수 밴드를 각 서브 채널별로 나누어서 OIA 조정을 하는 경우 크게 두 가지 장점이 존재한다.In the case of IEEE 802.11ac, up to 160 MHz can be used. Due to the wide bandwidth, the simultaneous use of all channels by one user terminal may be inefficient due to frequency selectivity. Therefore, it is preferable that the AP divides the entire band into a plurality of subchannels to perform OIA-based adjustment. There are two major advantages when OIA adjustment is performed by dividing the entire frequency band for each subchannel.
첫 번째로, 멀티유저 다이버시티(multiuser diversity)의 효과가 획득될 수 있다. 전체 주파수 밴드를 하나의 사용자 단말만 확보하여 이용하는 경우, 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 AP 사이의 채널에서 딥 페이딩(deep fading)이 발생하는 주파수 구간이 존재할 수 있다. 딥 페이딩이 발생하는 주파수 구간에서는 낮은 SINR로 인해 전체적인 처리량 개선을 기대하기가 어려울 수 있다. 또한, 딥 페이딩이 발생하는 주파수 구간은 간섭 링크(interfering link) 측면에서도 특정 주파수 밴드에서 강한 간섭 레벨을 유발시킬 수도 있다. 이러한 경우 특정 주파수 밴드에서는 다른 네크워크로부터 전달되는 간섭으로 인해 처리량이 저하될 수 있다. 기회적 간섭 정렬 프로토콜(OIA protocol)을 구현하는데 있어, 서브 채널로 나누어 각 서브 채널별 사용자 단말 선택을 수행하는 경우, 사용자 단말의 수에 따라 딥 페이딩 효과 또는 강한 간섭 효과 등을 방지할 가능성이 높아지고, 이는 전체적인 네트워크의 처리량 증가로 이어질 수 있다.First, the effect of multiuser diversity can be obtained. When only one user terminal is reserved and used for the entire frequency band, there may be a frequency interval in which deep fading occurs in a channel between APs communicating with the user terminal. In the frequency domain where deep fading occurs, it may be difficult to expect an overall throughput improvement due to the low SINR. In addition, the frequency interval in which deep fading occurs may also cause a strong interference level in a specific frequency band in terms of an interfering link. In such a case, the throughput may be lowered due to interference transmitted from other networks in a specific frequency band. In implementing the opportunistic interference alignment protocol (OIA protocol), when a user terminal selection is performed for each subchannel by dividing into subchannels, there is a high possibility of preventing a deep fading effect or a strong interference effect depending on the number of user terminals , Which may lead to an increase in overall network throughput.
두 번째로는, 하위 호환성(backward compatibility) 측면에서 IEEE 802.11a의 통신을 보호하면서도 동시에 기회적 간섭 정렬 조정(OIA coordination)을 하는 것이 용이하다는 장점을 가진다. 전체 주파수 밴드를 여러 개의 서브 채널로 나누어서 기회적 간섭 정렬 조정을 수행할 경우, IEEE 802.11a의 사용자 단말들이 사용하지 않는 서브 채널에서는 아무런 제약 없이 기회적 간섭 정렬을 조정하는 것이 용이하다.Second, it has the advantage that it is easy to make opportunistic interference coordination (OIA coordination) while protecting IEEE 802.11a communication in terms of backward compatibility. When opportunistic interference alignment adjustment is performed by dividing the entire frequency band into a plurality of subchannels, it is easy to adjust the opportunistic interference alignment without restrictions on subchannels that are not used by the user terminals of IEEE 802.11a.
기존의 IEEE 802.11a 사용자 단말이 통신하고 있는 서브 채널에서는 RTS(request to send)-CTS(clear to send) 교환 방식을 통해 기존 IEEE 802.11a 사용자 단말과 IEEE 802.11ac 사용자 단말이 서로 공존하면서 간섭 영향을 피할 수 있다.In a subchannel in which an existing IEEE 802.11a user terminal communicates, existing IEEE 802.11a user terminals and IEEE 802.11ac user terminals coexist through RTS (request to send) -CTS (clear to send) Can be avoided.
AP는 기지국에 대한 의미를 포함할 수 있다. 또한, AP에서는 자신이 디코딩할 시그널 벡터를 지정해주어야 하며, 사용자 단말에서는 LIF 레벨을 계산하고, 이를 AP로 알려줄 수 있어야 한다. 그리고 AP는 사용자 단말의 LIF 레벨에 따라 각 서브 채널에 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택할 수 있어야 한다. 실시예에 있어서, 각 서브 채널별로 사용자 단말에 전송 기회를 할당하기 위해서는 RTS 메시지 역시 각 서브 채널별로 구분을 지어 전송하는 것이 필요하다.The AP may include a meaning for the base station. In addition, the AP must specify the signal vector to be decoded, and the user terminal must be able to calculate the LIF level and inform it to the AP. Then, the AP should be able to select a user terminal to grant a transmission opportunity to each subchannel according to the LIF level of the user terminal. In the embodiment, in order to allocate the transmission opportunity to the user terminal for each sub-channel, it is necessary to transmit the RTS message separately for each sub-channel.
간섭 정렬 과정에서 AP는 LIF의 레벨이 가장 낮은 사용자 단말을 찾아 해당 사용자 단말과 통신하도록 한다. 따라서, LIF의 값에 대해서 피드백을 받지 않을 수 있다. 데이터 전송을 위한 컨트롤 메시지 협상 과정에서 LIF가 가장 작은 사용자 단말이 가장 최우선 순위를 가지게 함으로써 문제를 해결할 수 있다.In the interference alignment process, the AP searches for a user terminal having the lowest level of LIF and communicates with the corresponding user terminal. Therefore, feedback on the value of the LIF may not be received. Control Message for Data Transmission During the message negotiation process, the LIF can solve the problem by having the smallest user terminal have the highest priority.
도 3은 일실시예에 따른, 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법의 동작을 도시한 흐름도이다.3 is a flow diagram illustrating the operation of an opportunistic interference alignment method performed by an access point, in accordance with one embodiment.
단계(310)에서, AP는 간섭 공간을 선택하고 선택된 간섭 공간에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 이 때, AP는 간섭 공간에 대한 정보를 AP 네트워크 안에 있는 모든 사용자 단말에 대해 브로드캐스트할 수 있다. AP는 액세스 포인트와 적어도 하나의 사용자 단말 간의 채널에 기초하여 사용자 단말에 전송할 전송 벡터를 결정할 수 있다. 예를 들어, AP는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 수신한 신호의 신호대잡음비에 기초하여 전송 벡터를 결정할 수 있다. 다른 예로, AP는 Lagrangian 멀티플라이어(multiplier)를 계산하고, Lagrangian 함수에 기초하여 널 벡터(null vector)를 계산한 후, 널 벡터에 기초하여 전송 벡터를 결정할 수 있다.In
단계(320)에서, AP는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 특정 서브 채널에 대한 RTS 메시지를 수신할 때까지 대기할 수 있다.In
단계(330)에서, AP는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신할 수 있다.In
RTS 메시지를 수신하는 경우, 단계(340)에서 AP는 수신한 RTS 메시지가 자신을 목표로 전송된 것인지 여부를 결정할 수 있다. AP는 해당 AP에 할당된 서브 채널을 통해 RTS 메시지가 수신되었는지 여부를 판단할 수 있으며, RTS 메시지가 해당 AP에 속하지 않는 경우, RST 메시지를 송신한 사용자 단말과 연결하지 않고, 다시 단계(320)으로 되돌아가 RTS 메시지를 수신할 때까지 대기할 수 있다. When receiving an RTS message, the AP may determine in
수신한 RTS 메시지가 자신을 목표로 전송된 것인 경우, 단계(350)에서, AP는 해당 서브 채널에 대한 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택하고, 사용자 단말로 응답 메시지를 전송할 수 있다. AP는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 간섭 누출 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신하는 경우, 간섭 누출 정보에 기초하여 각각의 서브 채널에 대해 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택할 수 있다. AP는 간섭 누출의 값이 가장 작은 사용자 단말을 전송 기회를 부여할 사용자 단말로 선택할 수 있다. If the received RTS message is destined for itself, the AP may select a user terminal to which to send a transmission opportunity for that subchannel and send a response message to the user terminal in
일실시예에 따르면, AP는 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말에게 해당 서브 채널에 대한 전송 기회를 부여할 수 있다. AP는 RTS 메시지를 수신하는 경우, 수신한 RTS 메시지에 대응하는 CTS 메시지 또는 ACK 메시지를 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말로 전송할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the AP may grant a transmission opportunity for the corresponding subchannel to the user terminal that transmitted the RTS message. When receiving the RTS message, the AP may transmit a CTS message or an ACK message corresponding to the received RTS message to the user terminal that has transmitted the RTS message.
단계(360)에서, AP는 모든 서브 채널에 대해 사용자 단말이 선택되었는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 모든 서브 채널에서 사용자 단말이 선택되지 않은 경우, AP는 사용자 단말이 선택되지 않은 서브 채널에 대해 사용자 단말을 선택하기 위해 단계(320)으로 되돌아가 다른 서브 채널에 대한 RTS 메시지가 수신할 때까지 대기할 수 있다. AP는 단계(320) 내지 단계(350)의 실시예를 AP의 모든 서브 채널에 대해서 수행할 수 있다.At
전체 서브 채널에 대한 사용자 단말의 선택이 완료되는 경우, 단계(370)에서 AP는 AP의 서브 채널 각각에 대해 선택된 사용자 단말에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 일실시예에 있어서, 브로드캐스트되는 메시지는 메시지 협상(message negotiation)이 종료되었음을 나타낼 수 있다. AP는 각 서브 채널에 연결되어 있는 사용자 단말들에 대해서 해당 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 이때, 메시지는 각 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 어떤 서브 채널에 어떠한 사용자 단말이 연결되었는지, 사용자 단말의 물리적 혹은 논리적 주소를 포함하는 내용이 포함될 수 있다. If the selection of the user terminal for the entire subchannel is complete, then in
AP에서는 각 서브 채널 별로 RTS 메시지를 수신하여 모든 서브 채널에 RTS 협상을 끝낸 후 선택된 사용자 단말들의 정보를 브로드캐스트함으로써 모든 메시지 협상이 끝났음을 알림과 동시에 통신 단계(phase)로 접어든 것을 모든 사용자 단말에게 알릴 수 있다.The AP receives the RTS message for each subchannel, terminates the RTS negotiation for all the subchannels, broadcasts the information of the selected user terminals, notifies all the message negotiations are completed, and informs all the user terminals .
이렇게 AP와 사용자 단말 간의 연결이 완료되면, 단계(380)에서 AP는 사용자 단말과 통신할 수 있고, 메시지 심볼을 사용자 단말로 전송할 수 있다. AP는 특정 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말과 통신할 수 있다. AP는 각각의 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말로 데이터를 전송할 수 있다.Once the connection between the AP and the user terminal is completed, the AP can communicate with the user terminal in
도 4는 AP가 특정 서브 채널에 대한 RTS 메시지를 수신하는 동작을 설명하기 위한 것이다. 4 is intended to illustrate the operation in which an AP receives an RTS message for a particular subchannel.
AP는 사용자 단말이 컨트롤 메시지를 전송하기 위해 사용자 단말이 대기하는 시간을 LIF 레벨에 비례하도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말 a의 서브 채널 f에 해당하는 LIF 레벨을 LIFa(f)이라 하면, AP는 서브 채널 f에 대한 RTS 메시지를 전송하기 위해 대기하는 대기 시간을 TcLIFa(f)로 결정할 수 있다. 여기서, Tc는 미리 설정된 상수이다.The AP may adjust the time the user terminal waits to transmit the control message to be proportional to the LIF level. For example, if the LIF level corresponding to the subchannel f of the user terminal a is LIF a (f), then the AP waits for the waiting time to transmit an RTS message for subchannel f to be T c LIF a (f) . Here, Tc is a preset constant.
TcLIFa(f)의 시간 동안 같은 네트워크에 속한 다른 사용자 단말들이 서브 채널 f에 대한 RTS 메시지를 전송하지 않을 경우, 사용자 단말 a는 서브 채널 f에 대한 RTS 메시지를 AP에 전송할 수 있다. AP는 서브 채널 f에 해당하는 RTS 메시지를 수신한 이후에는 해당 서브 채널에 대한 CTS 혹은 ACK 메시지를 전송할 수 있다. 같은 네트워크에 속한 다른 사용자 단말들은 RTS, ACK 메시지, 혹은 CTS를 수신하는 경우, 해당 서브 채널에 대해서는 AP와 사용자 단말 a 간의 통신 기간 동안 RTS 메시지를 송신하지 않을 수 있다. CTS 또는 ACK 메시지에는 무선 자원 블록 및 AP 주소 정보를 전달하는 필드가 포함될 수 있다.If other user terminals belonging to the same network do not transmit an RTS message for subchannel f during the time of T c LIF a (f), user terminal a may transmit an RTS message for subchannel f to the AP. After receiving the RTS message corresponding to the subchannel f, the AP can transmit a CTS or ACK message for the subchannel. When other user terminals belonging to the same network receive an RTS, an ACK message, or a CTS, they may not transmit an RTS message for a communication period between the AP and the user terminal a for the corresponding subchannel. The CTS or ACK message may include a field for transmitting a radio resource block and AP address information.
각 사용자 단말은 서브 채널별로 RTS 메시지를 전송할 때까지 기다리는 대기 시간을 LIF 값에 비례하도록 설정할 수 있다.Each user terminal can set the waiting time to wait for the RTS message to be transmitted for each subchannel to be proportional to the LIF value.
해당 서브 채널에서 어느 하나의 사용자 단말이 가장 빨리 RTS 메시지를 전송할 경우, AP는 그 사용자 단말의 LIF 레벨이 가장 작다고 추정할 수 있다. 따라서 동일한 네트워크 상의 사용자 단말들은 하나의 사용자 단말이 서브 채널 f에 대한 RTS 메시지를 송신할 경우, AP는 다른 사용자 단말들이 추가적으로 서브 채널 f에 대해서 AP에게 RTS 메시지를 송신하지 않도록 제어할 수 있다.When one of the UEs in the corresponding subchannel transmits the RTS message at the earliest, the AP can estimate that the LIF level of the UE is the smallest. Therefore, when one user terminal transmits an RTS message for the subchannel f, the APs can control the other user terminals not to additionally transmit the RTS message to the AP for the subchannel f.
도 5는 일실시예에 따른, 사용자 단말에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법의 동작을 도시한 흐름도이다.5 is a flow diagram illustrating the operation of an opportunistic interference alignment method performed by a user terminal, in accordance with one embodiment.
단계(510)에서, 사용자 단말은 AP로부터의 간섭 공간에 대한 정보를 수신하기 위해 대기할 수 있다.At
AP로부터 간섭 공간에 대한 정보를 수신하면, 단계(520)에서, 사용자 단말은 각 서브 채널에 대한 간섭 누출(LIF)과 RTS 메시지의 전송을 위한 대기 시간을 계산할 수 있다. 사용자 단말은 AP로부터 수신한 간섭 공간에 대한 정보에 기초하여 서브 채널별로 간섭 누출을 결정할 수 있다. 여기서, 간섭 누출을 계산하는 방법은 상기의 수학식 3의 설명을 참조할 수 있다. 사용자 단말은 결정된 간섭 누출에 기초하여 RTS 메시지를 전송할 대기 시간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말은 대기 시간을 간섭 누출의 레벨에 비례하도록 설정할 수 있다.Upon receiving information about the interference space from the AP, the user terminal can calculate the latency for transmission of the RTS message and the interference leak (LIF) for each subchannel at
단계(530)에서, 사용자 단말은 각 서브 채널에 대응하는 대기 시간 동안 RTS 메시지의 송신을 대기할 수 있다. 일실시예에 따르면, 사용자 단말은 AP로부터 AP가 선택한 간섭 공간(interference space)에 대한 정보를 수신한 이후로부터 대기 시간 동안 대기하는 것을 의미할 수 있다.In
대기 시간이 경과하는 경우 사용자 단말은 AP로 RTS 메시지를 전송할 수 있는데, 대기 시간에 따라 송신하는 것이 아닌, RTS 메시지를 송신할 서브 채널에 대한 상태에 따라 동작을 결정할 수 있다.When the waiting time has elapsed, the user terminal can transmit an RTS message to the AP, and can determine the operation according to the state of the subchannel to transmit the RTS message, rather than transmitting according to the waiting time.
단계(540)에서 사용자 단말은 다른 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였는지 판단할 수 있다. 만약, 사용자 단말이 다른 사용자 단말로부터 전송되는 RTS 메시지를 수신한 경우, 단계(550)에서는 수신한 RTS 메시지가 현재 사용자 단말이 속해 있는 AP 네트워크와 동일한 AP 네트워크에 속해 있는지 판단할 수 있다.In
만약 수신된 RTS 메시지가 현재 사용자 단말이 속해 있는 AP 네트워크와 같은 AP 네트워크에 속한 다른 사용자 단말로부터 수신된 것이라면, 단계(560)에서 사용자 단말은 해당 서브 채널에 대한 대기 시간을 무한대로 설정할 수 있다. 사용자 단말은 대기 시간 동안 다른 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하는 경우, 대기 시간을 무한대로 재설정할 수 있다. 이는, 먼저 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말에게 AP와 통신할 수 있는 우선권을 부여하기 위한 것이다.If the received RTS message is received from another user terminal belonging to the AP network, such as the AP network to which the current user terminal belongs, then the user terminal may set the waiting time for that subchannel to be infinite in
다른 예로, 사용자 단말은 대기 시간 동안 AP로부터 AP가 적어도 하나의 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 경우, 대기 시간을 무한대로 재설정할 수 있다.As another example, the user terminal may reset the waiting time to infinity when receiving an AP from the AP during the waiting time, indicating that the AP has received an RTS message from at least one user terminal.
다시 단계(540)로 돌아가서, 사용자 단말이 다른 사용자 단말로부터 전송되는 RTS 메시지를 수신하지 않은 경우, 단계(570)에서 사용자 단말은 AP로부터 브로드캐스트 메시지를 수신하였는지 여부를 결정할 수 있다. 단계(570)에서 브로드캐스트 메시지는 해당 AP에 대한 메시지 협상(message negotiation)이 종료하였음을 나타내는 메시지가 될 수 있다.Returning to step 540, if the user terminal has not received an RTS message sent from another user terminal, the user terminal may determine whether it has received a broadcast message from the AP in
AP로부터 브로드캐스트 메시지를 수신하지 않은 경우, 단계(580)에서 사용자 단말은 해당 서브 채널에 대한 RTS 메시지를 AP로 송신할 수 있다. RTS 메시지는 서브 채널별 간섭 누출의 레벨 정보를 포함할 수 있다. 사용자 단말은 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트의 서비스 범위에 포함된 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하지 않은 경우, RTS 메시지를 AP로 전송할 수 있다. 일실시예에 따르면, LIF 값에 기초하여 결정된 대기 시간이 지난 후에 단계(580)이 수행될 수 있다.If the broadcast message has not been received from the AP, the user terminal may transmit an RTS message for the subchannel to the AP in
앞서 설명한 바와 같이, 대기 시간이 경과되는 경우 RTS 메시지를 사용자 단말로부터 AP에게 송신할 때엔, 대기 시간이 경과되기 전에 사용자 단말이 다른 사용자 단말로부터 해당 서브 채널에 대한 RTS 메시지를 수신하는 경우, RTS 메시지를 송신한 다른 사용자 단말이 사용자 단말과 동일한 네트워크에 속하는지 여부를 판단하고, 다른 사용자 단말이 사용자 단말과 동일한 네트워크에 속하는 경우, 사용자 단말은 해당 서브 채널에 대한 RTS 메시지를 액세스 포인트에게 송신하지 않는다.As described above, when the waiting time elapses, when the RTS message is transmitted from the user terminal to the AP, when the user terminal receives the RTS message for the corresponding subchannel from another user terminal before the waiting time elapses, Determines whether another user terminal that transmitted the message belongs to the same network as the user terminal, and if the other user terminal belongs to the same network as the user terminal, the user terminal does not transmit the RTS message for the corresponding subchannel to the access point Do not.
사용자 단말이 RTS 메시지를 송신한 이후, 사용자 단말은 AP로부터 CTS 메시지 또는 ACK 메시지가 수신될 때까지 대기할 수 있다.After the user terminal transmits the RTS message, the user terminal can wait until the CTS message or the ACK message is received from the AP.
단계(590)에서 사용자 단말은 RTS 메시지를 송신한 서브 채널을 통해 AP와의 통신할 수 있다. 사용자 단말은 AP로 메시지 심볼을 전송할 수 있다.In
도 6은 일실시예에 따른 액세스 포인트(610)의 세부 구성을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a detailed configuration of an
도 6을 참조하면, 액세스 포인트(610)는 전송 벡터 결정부(620), 사용자 단말 선택부(630) 및 통신부(640)를 포함할 수 있다.6, the
전송 벡터 결정부(620)는 사용자 단말이 이용할 간섭 공간을 선택할 수 있다. 전송 벡터 결정부(620)는 액세스 포인트(610)와 적어도 하나의 사용자 단말 간의 채널, 간섭 영향을 받는 액세스 포인트들 간의 채널에 기초하여 사용자 단말에 전송할 전송 벡터를 결정할 수 있다. 전송 벡터 결정부(620)는 액세스 포인트(610)와 적어도 하나의 사용자 단말 간의 채널 상태에 기초한 전송 벡터를 이용함으로써 LIF의 레벨을 최소화할 수 있다.The transmission
일실시예에 따르면, 전송 벡터 결정부(620)는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 수신한 신호의 신호대잡음비에 기초하여 전송 벡터를 결정할 수 있다. 전송 벡터 결정부(620)는 최대 이득 기반 프리코딩(maximum-gain based precoding) 방법에 따라 전송 벡터를 결정할 수 있다. 전송 벡터 결정부(620)는 적어도 하나의 사용자 단말과 액세스 포인트(610) 간 채널을 고려하여 수신단에서의 타겟(target) SNR을 만족하면서도 송신 전력을 최소화할 수 있는 벡터를 결정할 수 있다. 액세스 포인트(610)에서 적어도 하나의 사용자 단말이 전송한 신호를 수신하여 메시지 심볼을 디코딩할 때, 디코딩된 메시지 심볼은 다음의 수학식 4와 같이 모델링될 수 있다.According to one embodiment, the transmission
수학식 4는 수신된 모든 간섭 벡터들의 합을 의미한다. 는 채널 매트릭스 H에 대한 액세스 포인트 a의 전송 벡터이고, 는 액세스 포인트 g와 사용자 단말 a 간의 무선 채널 매트릭스이다. va는 전송 벡터이다. 이때 수신된 신호의 SNR (interference 성분 제외)는 으로 주어질 수 있다. 따라서, 값이 SNR이 되고, 전송 전력이 최소화 될 수 있는 전송 벡터 va는 수학식 5와 같이 주어진다.Equation (4) means the sum of all received interference vectors. Is the transmission vector of the access point a for the channel matrix H, Is a wireless channel matrix between the access point g and the user terminal a. v a is the transmission vector. At this time, the SNR (excluding the interference component) of the received signal is Lt; / RTI > therefore, The value becomes SNR, and the transmission vector v a , in which the transmission power can be minimized, is given by Equation (5).
여기서, SNR은 간섭 성분을 제외한 수신 신호의 신호대잡음비이고, 는 채널 매트릭스 H에 대한 액세스 포인트 a의 전송 벡터이며, 는 액세스 포인트 g와 사용자 단말 a 간의 무선 채널 매트릭스이다.Here, SNR is a signal-to-noise ratio of a received signal excluding an interference component, Is the transmission vector of the access point a for the channel matrix H, Is a wireless channel matrix between the access point g and the user terminal a.
다른 예로, 전송 벡터 결정부(620)는 라그랑지안(Lagrangian) 기반 최적화를 이용한 프리코딩 기법을 이용할 수 있다. 전송 벡터 결정부(620)는 Lagrangian 멀티플라이어(multiplier)를 계산하고, Lagrangian 함수에 기초하여 널 벡터를 계산한 후, 널 벡터에 기초하여 전송 벡터를 결정할 수 있다.As another example, the transmission
표 1은 라그랑지안 최적화를 위한 문제로부터 유도되어 라그랑지안 함수를 정의하고, 조건을 만족하는 벡터를 계산하는 방법을 나타낸다.Table 1 shows how to define a Lagrangian function derived from the problem for Lagrangian optimization and to calculate a vector satisfying the condition.
표 1에 따른 유도 과정은 다음과 같다. 우선 라그랑지안 최적화를 하기 위한 최적화 문제는 다음의 수학식 6과 같다.The derivation process according to Table 1 is as follows. First, the optimization problem for the Lagrangian optimization is expressed by Equation (6).
위 수학식 6의 문제를 해결하기 위한 라그랑지안 함수는 다음의 수학식 7과 같이 정의할 수 있다.The Lagrangian function for solving the problem of Equation (6) can be defined as the following Equation (7).
수학식 7에서 최적화된 전송 벡터를 구하기 위해서는 다음의 수학식 8의 조건을 만족해야 한다.In order to obtain an optimized transmission vector in Equation (7), the following Equation (8) must be satisfied.
우선, 첫 번째 조건을 정리하면, 다음의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.First, summarizing the first condition, it can be expressed as the following Equation (9).
수학식 9의 조건을 만족하기 위해서는 은 반드시 determinant가 0이 되어야 한다. determinant가 0이 될 경우, 반드시 널 벡터가 존재하게 되며, 이 널 벡터가 LIF를 최소화시킬 수 있는 벡터 공간으로 주어진다.In order to satisfy the condition of the expression (9) The determinant must be zero. When the determinant is 0, there is always a null vector, and this null vector is given as a vector space that can minimize the LIF.
의 determinant가 0이 되도록 만들어주는 Lagrangian 멀티플라이어는 고유값 문제(eigenvalue problem)으로 변형하여 계산할 수 있다. 액세스 포인트의 개수가 액세스 포인트의 안테나의 개수보다 큰 경우, colored noise의 공분산 매트릭스(covariance matrix)인 은 full rank를 갖는 정방행렬로 주어진다. 따라서, 의 역행렬이 존재할 수 있고, determinant 조건은 다음의 수학식 10으로 변형될 수 있다. The Lagrangian multiplier, which makes the determinant of the Lagrangian multiplier zero, can be transformed into an eigenvalue problem. If the number of access points is larger than the number of antennas of the access point, the covariance matrix of colored noise Is given as a square matrix with full rank. therefore, , And the determinant condition can be transformed into the following equation (10).
따라서, Lagrangian 멀티플라이어의 경우, 의 positive 고유값의 inverse의 형태로 주어지게 된다.Thus, for the Lagrangian multiplier, In the form of the inverse of the positive eigenvalue of Eq.
positive 고유값은 의 형태, 즉 diagonal term들의 합으로 나타낸다.The positive eigenvalues are , That is, the sum of diagonal terms.
위의 행렬에서 term의 경우, rank는 1로 주어진다. 따라서, 의 rank 역시 1 이하이며, 이는 전체 고유값들 중 positive 고유값이 1개 이하이고, 나머지 고유값은 0임을 나타낸다. 따라서, 전체 고유값의 합은 유일한 positive 고유값임을 직관적으로 알 수 있다. 고유값들의 합은 행렬의 trace, 즉 diagonal term들의 합으로 구할 수 있다. 따라서, 유일한 positive 고유값의 경우, 임을 알 수 있다.In the above matrix For term, rank is given as 1. therefore, Is also less than 1, indicating that the positive eigenvalue is less than or equal to 1 and the remaining eigenvalue is zero. Therefore, it can be intuitively understood that the sum of the total eigenvalues is a unique positive eigenvalue. The sum of eigenvalues can be found as the sum of the diagonal terms of the matrix traces. Thus, for a unique positive eigenvalue, .
Lagrangian 멀티플라이어를 계산한 이후, 다시 위에 언급된 Lagrangian 함수의 미분 형태(differential form)의 널 벡터를 다음의 수학식 11에 기초하여 계산할 수 있다.After calculating the Lagrangian multiplier, the null vector of the differential form of the above-mentioned Lagrangian function can be calculated based on the following equation (11).
위 수학식 11에 기초하여 계산된 널 벡터는 LIF를 최소화할 수 있는 벡터 공간으로 주어지고, 최종적으로는 SNR 제약(constraint)에 따라 전송 벡터가 계산될 수 있다.The null vector calculated based on Equation (11) is given as a vector space capable of minimizing the LIF, and finally, the transmission vector can be calculated according to the SNR constraint.
통신부(640)는 선택된 간섭 공간에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 통신부(640)는 전송 벡터 결정부(620)에 의해 결정된 전송 벡터를 사용자 단말에 전송할 수 있다. 통신부(640)는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 간섭 누출 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신할 수 있다. RTS 메시지는 서브 채널에 따라 구분될 수 있다.The
사용자 단말 선택부(630)는 적어도 하나의 사용자 단말로부터 간섭 누출 정보를 포함하는 RTS 메시지를 수신하는 경우, 간섭 누출 정보에 기초하여 각각의 서브 채널에 대해 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택할 수 있다. 사용자 단말 선택부(630)는 간섭 누출의 값이 가장 작은 사용자 단말을 전송 기회를 부여할 사용자 단말로 선택할 수 있다. When receiving the RTS message including the interference leakage information from at least one user terminal, the user
일실시예에 따르면, 사용자 단말 선택부(630)는 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말에게 해당 서브 채널에 대한 전송 기회를 부여할 수 있다. 통신부(640)는 RTS 메시지를 수신하는 경우, 수신한 RTS 메시지에 대응하는 CTS 메시지 또는 ACK 메시지를 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말로 전송할 수 있다.According to one embodiment, the user
사용자 단말 선택부(630)는 모든 서브 채널에 대해 사용자 단말이 선택되었는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 모든 서브 채널에서 사용자 단말이 선택되지 않은 경우, 사용자 단말 선택부(630)는 다른 서브 채널에 대해서도 RTS 메시지에 기초하여 사용자 단말을 선택할 수 있다.The user
통신부(640)는 전체 서브 채널에 대한 사용자 단말의 선택이 완료되는 경우, 서브 채널 각각에 대해 선택된 사용자 단말에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 일실시예에 있어서, 브로드캐스트되는 메시지는 메시지 협상이 종료되었음을 나타낼 수 있다. 통신부(640)는 각 서브 채널에 연결되어 있는 사용자 단말들에 대해서 해당 메시지를 브로드캐스트할 수 있다. 이때, 메시지는 각 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 어떤 서브 채널에 어떠한 사용자 단말이 연결되었는지, 사용자 단말의 물리적 혹은 논리적 주소를 포함하는 내용이 포함될 수 있다. When the selection of the user terminal for the entire subchannel is completed, the
이렇게 액세스 포인트(610)와 사용자 단말 간의 연결이 완료되면, 통신부(640)는 사용자 단말과 통신할 수 있고, 메시지 심볼을 사용자 단말로 전송할 수 있다. 통신부(640)는 각각의 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말로 데이터를 전송할 수 있다.When the connection between the
도 7은 일실시예에 따른 사용자 단말(710)의 세부 구성을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a detailed configuration of a
도 7을 참조하면, 사용자 단말(710)은 간섭 누출 결정부(720), 대기 시간 설정부(730) 및 통신부(740)를 포함할 수 있다.7, the
간섭 누출 결정부(720)는 AP로부터 간섭 공간에 대한 정보를 수신하면, 각 서브 채널에 대한 간섭 누출을 결정할 수 있다. 사용자 단말(710)은 AP로부터 수신한 간섭 공간에 대한 정보에 기초하여 서브 채널별로 간섭 누출을 결정할 수 있다. 여기서, 간섭 누출을 계산하는 방법은 상기의 수학식 3의 설명을 참조할 수 있다.When the interference
대기 시간 설정부(730)는 결정된 간섭 누출에 기초하여 RTS 메시지를 전송할 대기 시간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 대기 시간 설정부(730)는 대기 시간을 간섭 누출의 레벨에 비례하도록 설정할 수 있다.The wait
대기 시간 설정부(730)는 다른 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였는지 판단할 수 있다. 만약, 사용자 단말(710)이 다른 사용자 단말로부터 전송되는 RTS 메시지를 수신한 경우, 대기 시간 설정부(730)는 수신한 RTS 메시지가 현재 사용자 단말(710)이 속해 있는 AP 네트워크와 동일한 AP 네트워크에 속해 있는지 판단할 수 있다. 만약 수신된 RTS 메시지가 현재 사용자 단말(710)이 속해 있는 AP 네트워크와 동일한 AP 네트워크에 속한 다른 사용자 단말로부터 수신된 것이라면, 대기 시간 설정부(730)는 해당 서브 채널에 대한 대기 시간을 무한대로 설정할 수 있다. 대기 시간 설정부(730)는 대기 시간 동안 다른 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하는 경우, 대기 시간을 무한대로 재설정할 수 있다.The waiting
다른 예로, 대기 시간 설정부(730)는 대기 시간 동안 AP로부터 AP가 적어도 하나의 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 경우, 대기 시간을 무한대로 재설정할 수 있다.As another example, the waiting
통신부(740)는 RTS 메시지를 송신한 서브 채널을 통해 AP와의 통신할 수 있다. 통신부(740)는 AP로 메시지 심볼을 전송할 수 있다. 통신부(740)는 대기 시간 동안 AP의 서비스 범위에 포함된 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하지 않은 경우, RTS 메시지를 AP로 전송할 수 있다. RTS 메시지는 서브 채널별 간섭 누출의 레벨 정보를 포함할 수 있다.The
본 발명에서 제시된 통신 방법의 경우 LIF level을 이용한 RTS 스케줄링을 통해 가장 작은 LIF level을 갖는 사용자 단말을 식별함으로써 모든 사용자 단말로부터 LIF 피드백을 받을 필요가 없다는 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 각 서브 채널 별로 기회적 간섭 정렬을 관리함으로써 다중 사용자 다이버시티를 극대화 시킬 수 있으며 기존의 IEEE 802.11a 단말의 통신을 손쉽게 보호할 수 있는 장점을 가진다. 또한 본 발명에서 제안한 프리코딩 방법은 기존의 방법에 비해 적은 전송 전력을 사용하면서도 향상된 Sum-rate를 얻을 수 있다. 이에 의해, 사용자 단말의 배터리 수명을 증가시킬 수 있으며 다른 네트워크에 대한 영향을 줄일 수 있다.The communication method of the present invention has an advantage that it is not necessary to receive LIF feedback from all user terminals by identifying the user terminal having the smallest LIF level through the RTS scheduling using the LIF level. In addition, it can maximize multi-user diversity by managing the opportunistic interference alignment for each sub-channel, and has an advantage of easily protecting the communication of the existing IEEE 802.11a terminal. Also, the precoding method proposed in the present invention can obtain an improved sum-rate while using less transmission power as compared with the conventional method. As a result, the battery life of the user terminal can be increased and the influence on other networks can be reduced.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (20)
간섭 공간(interference space)을 선택하는 단계;
상기 선택된 간섭 공간에 대한 정보를 브로드캐스트(broadcast)하는 단계;
적어도 하나의 사용자 단말로부터 간섭 누출(leakage of interference; LIF) 정보를 포함하는 RTS(request to send) 메시지를 수신하는 경우, 상기 간섭 누출 정보에 기초하여 각각의 서브 채널에 대해 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 사용자 단말로 데이터를 전송하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.In an opportunistic interference alignment method performed by an access point,
Selecting an interference space;
Broadcasting information on the selected interference space;
The method of claim 1, further comprising: when receiving a request to send (RTS) message including leakage of interference (LIF) information from at least one user terminal, Selecting a terminal; And
Transmitting data to the selected user terminal
/ RTI >
상기 간섭 공간을 선택하는 단계는,
상기 액세스 포인트와 상기 적어도 하나의 사용자 단말 간의 채널에 기초하여 사용자 단말에 전송할 전송 벡터를 결정하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of selecting the interference space comprises:
Determining a transmission vector to transmit to the user terminal based on the channel between the access point and the at least one user terminal
/ RTI >
상기 결정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 사용자 단말로부터 수신한 신호의 신호대잡음비(signal-to-noise ratio: SNR)에 기초하여 상기 전송 벡터를 결정하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the determining comprises:
Determining a transmission vector based on a signal-to-noise ratio (SNR) of a signal received from the at least one user terminal
/ RTI >
상기 결정하는 단계는,
Lagrangian 멀티플라이어(multiplier)를 계산하는 단계;
Lagrangian 함수에 기초하여 널 벡터(null vector)를 계산하는 단계; 및
상기 널 벡터에 기초하여 전송 벡터를 결정하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the determining comprises:
Calculating a Lagrangian multiplier;
Calculating a null vector based on the Lagrangian function; And
Determining a transmission vector based on the null vector
/ RTI >
상기 사용자 단말을 선택하는 단계는,
간섭 누출의 값이 가장 작은 사용자 단말을 전송 기회를 부여할 사용자 단말로 선택하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.The method according to claim 1,
Wherein the selecting the user terminal comprises:
Selecting a user terminal having the smallest interference leak value as a user terminal to which a transmission opportunity is to be granted
/ RTI >
상기 RTS 메시지를 수신하는 경우, 수신한 RTS 메시지에 대응하는 CTS(clear to send) 메시지 또는 ACK(acknowledgement) 메시지를 상기 RTS 메시지를 전송한 사용자 단말로 전송하는 단계
를 더 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.The method according to claim 1,
Transmitting a clear to send (CTS) message or an acknowledgment (ACK) message corresponding to the received RTS message to a user terminal that has transmitted the RTS message when receiving the RTS message;
Further comprising the steps of:
전체 서브 채널에 대한 사용자 단말의 선택이 완료되는 경우, 상기 각 서브 채널에 대해 선택된 사용자 단말에 대한 정보를 브로드캐스트하는 단계
를 더 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.The method according to claim 1,
When the selection of the user terminal for the entire subchannel is completed, broadcasting the information about the selected user terminal for each of the subchannels
Further comprising the steps of:
액세스 포인트로부터 수신한 간섭 공간에 대한 정보에 기초하여 서브 채널별로 간섭 누출을 결정하는 단계;
상기 결정된 간섭 누출에 기초하여 RTS 메시지를 전송할 대기 시간을 설정하는 단계; 및
상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트의 서비스 범위에 포함된 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하지 않은 경우, 상기 RTS 메시지를 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.An opportunistic interference alignment method performed by a user terminal,
Determining interference leakage for each subchannel based on information on the interference space received from the access point;
Setting a waiting time for transmitting an RTS message based on the determined interference leak; And
Transmitting the RTS message to the access point if feedback information is not received from another user terminal included in the service range of the access point during the waiting time
/ RTI >
상기 대기 시간을 설정하는 단계는,
상기 대기 시간을 상기 간섭 누출의 레벨에 비례하도록 설정하는 단계
를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.9. The method of claim 8,
The step of setting the waiting time includes:
Setting the wait time to be proportional to the level of the interference leakage
/ RTI >
상기 대기 시간 동안 상기 다른 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하는 경우, 상기 대기 시간을 무한대로 재설정하는 단계
를 더 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.9. The method of claim 8,
When the RTS message is received from the other user terminal during the waiting time, resetting the waiting time to infinity
Further comprising the steps of:
상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트로부터 상기 액세스 포인트가 적어도 하나의 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 경우, 상기 대기 시간을 무한대로 재설정하는 단계
를 더 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.9. The method of claim 8,
Resetting the waiting time to infinity when the access point receives a message from the at least one user terminal indicating that the RTS message has been received from the access point during the waiting time
Further comprising the steps of:
상기 RTS 메시지는,
서브 채널별 간섭 누출의 레벨 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.9. The method of claim 8,
The RTS message includes:
And level information of interference leakage for each subchannel.
적어도 하나의 사용자 단말로부터 간섭 누출(leakage of interference; LIF) 정보를 포함하는 RTS(request to send) 메시지를 수신하는 경우, 상기 간섭 누출 정보에 기초하여 각각의 서브 채널에 대해 전송 기회를 부여할 사용자 단말을 선택하는 사용자 단말 선택부; 및
상기 선택된 사용자 단말로 데이터를 전송하는 통신부
를 포함하는 액세스 포인트.A transmission vector determination unit that determines a transmission vector based on a channel between the access point and at least one user terminal;
The method of claim 1, further comprising: when receiving a request to send (RTS) message including leakage of interference (LIF) information from at least one user terminal, A user terminal selection unit for selecting a terminal; And
A communication unit for transmitting data to the selected user terminal
.
상기 전송 벡터 결정부는,
상기 적어도 하나의 사용자 단말로부터 수신한 신호의 신호대잡음비(signal-to-noise ratio: SNR)에 기초하여 상기 전송 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.14. The method of claim 13,
Wherein the transmission vector determination unit determines,
Wherein the transmission vector is determined based on a signal-to-noise ratio (SNR) of a signal received from the at least one user terminal.
상기 전송 벡터 결정부는,
Lagrangian 멀티플라이어(multiplier)를 계산하고, Lagrangian 함수에 기초하여 널 벡터(null vector)를 계산한 후, 상기 널 벡터에 기초하여 전송 벡터를 결정하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.14. The method of claim 13,
Wherein the transmission vector determination unit determines,
Calculates a Lagrangian multiplier, calculates a null vector based on the Lagrangian function, and then determines a transmission vector based on the null vector.
상기 사용자 단말 선택부는,
간섭 누출의 값이 가장 작은 사용자 단말을 전송 기회를 부여할 사용자 단말로 선택하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.14. The method of claim 13,
Wherein the user terminal selection unit comprises:
And selects a user terminal having the smallest interference leak value as a user terminal to which a transmission opportunity is to be given.
상기 결정된 간섭 누출에 기초하여 RTS 메시지(request to send)를 전송할 대기 시간을 설정하는 대기 시간 설정부; 및
상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트의 서비스 범위에 포함된 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하지 않은 경우, 상기 RTS 메시지를 상기 액세스 포인트로 전송하는 통신부
를 포함하는 사용자 단말.An interference leakage determining unit that determines an interference leak for each sub-channel based on information on an interference space received from an access point;
A waiting time setting unit for setting a waiting time for transmitting an RTS message (request to send) based on the determined interference leak; And
And transmitting the RTS message to the access point when the feedback information is not received from another user terminal included in the service range of the access point during the waiting time,
Lt; / RTI >
상기 대기 시간 설정부는,
상기 대기 시간을 상기 간섭 누출의 레벨에 비례하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말.18. The method of claim 17,
The waiting time setting unit may set,
And setting the wait time to be proportional to the level of the interference leakage.
상기 대기 시간 설정부는,
상기 대기 시간 동안 상기 다른 사용자 단말로부터 피드백 정보를 수신하는 경우, 상기 대기 시간을 무한대로 재설정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말.18. The method of claim 17,
The waiting time setting unit may set,
And when the feedback information is received from the another user terminal during the waiting time, resets the waiting time to infinity.
상기 대기 시간 설정부는,
상기 대기 시간 동안 상기 액세스 포인트로부터 상기 액세스 포인트가 적어도 하나의 사용자 단말로부터 RTS 메시지를 수신하였음을 나타내는 메시지를 수신하는 경우, 상기 대기 시간을 무한대로 재설정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말.18. The method of claim 17,
The waiting time setting unit may set,
And resets the waiting time to infinity when the access point receives a message from the at least one user terminal indicating that the RTS message has been received from the access point during the waiting time.
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