WO2022004910A1 - 무선 통신 시스템에서 클러스터링을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 클러스터링을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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이효진
강충구
세가예아메하
이승현
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삼성전자주식회사
고려대학교 산학협력단
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Definitions

  • This disclosure relates generally to wireless communication systems. Specifically, the present disclosure relates to clustering in a wireless communication system.
  • the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a system after the 4G network (Beyond 4G Network) communication system or the LTE system after (Post LTE).
  • the 5G communication system is being considered for implementation in a very high frequency (mmWave) band (eg, such as a 60 gigabyte (60 GHz) band).
  • mmWave very high frequency
  • FD-MIMO Full Dimensional MIMO
  • array antenna analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.
  • cloud radio access network cloud radio access network: cloud RAN
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to Device communication
  • wireless backhaul moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation Technology development is underway.
  • CoMP Coordinated Multi-Points
  • FQAM Hybrid FSK and QAM Modulation
  • SWSC Small Cell Superposition Coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M sensing technology
  • MTC Machine Type Communication
  • IoT an intelligent IT (Information Technology) service that collects and analyzes data generated from connected objects and creates new values in human life can be provided.
  • IoT can be applied to fields such as smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliance, and advanced medical service through convergence and complex between existing IT technology and various industries. have.
  • 5G communication system technologies such as sensor network, machine to machine (M2M), and MTC (Machine Type Communication) are being implemented by 5G communication technologies such as beamforming, MIMO, and array antenna.
  • 5G communication technologies such as beamforming, MIMO, and array antenna.
  • cloud radio access network cloud RAN
  • cloud RAN cloud radio access network
  • the 5G communication system set by 3GPP follows the New Radio (NR) standard.
  • the 5G communication system uses a wider bandwidth to achieve high data rates, and for this purpose, not only the 3.5 GHz band but also the ultra-high frequency (mmWave) band such as the 60 GHz band is used.
  • mmWave ultra-high frequency
  • FD-MIMO Full Dimensional MIMO
  • array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques have been discussed and applied to the NR system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method capable of effectively providing clustering and pilot assignment in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a frame structure in a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3A is a diagram for explaining clustering at initial positions of a first terminal, a second terminal, and a third terminal.
  • 3B is a diagram illustrating re-clustering according to movement of a terminal.
  • 4A is a diagram for explaining an operation in which access points transmit downlink synchronization signals to a terminal according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 4B is a diagram for explaining a method of determining a master access point according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 4C is a diagram for explaining an operation in which a terminal transmits pilot signals to neighboring access points according to a first embodiment of the present disclosure.
  • 4D is a diagram for explaining a method of performing clustering according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 5A is a diagram for explaining an operation of transmitting information on a pilot allocated to a CPU from a master access point according to a second embodiment of the present disclosure.
  • 5B is a diagram for explaining an operation in which a terminal transmits pilot signals to neighboring access points according to a second embodiment of the present disclosure.
  • 5C is a diagram for explaining a method of performing clustering according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining an operation in which neighboring access points transmit downlink synchronization signals to a terminal according to a third embodiment of the present disclosure.
  • 6B is a diagram for explaining an operation in which a terminal broadcasts preamble signals according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6C is a diagram for describing an operation in which neighboring access points transmit channel state information to a CPU according to a third embodiment of the present disclosure.
  • 6D is a diagram for explaining a method of performing clustering according to a third embodiment of the present disclosure.
  • 6E is a diagram for explaining an operation in which a terminal transmits pilot signals to neighboring access points based on a pilot allocated according to a third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating pilot assignment and clustering according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless communication system according to a third embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a terminal according to a third embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of operating a CPU according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless communication system according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a detailed configuration of a terminal in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed configuration of an AP in a wireless communication system according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a detailed configuration of a CPU in a wireless communication system according to an embodiment.
  • 15 is a diagram illustrating a method of measuring signal strength and timing advance (TA) using random access based on non-contention in a handover process.
  • TA timing advance
  • 16 is a simulation result for pilot assignment and clustering according to the first embodiment and pilot assignment and clustering according to the third embodiment.
  • each block of the flowchart diagrams and combinations of the flowchart diagrams may be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embodied in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions performed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are not described in the flowchart block(s). It creates a means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable memory which may direct a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular manner, and thus the computer-usable or computer-readable memory.
  • the instructions stored in the flow chart block(s) produce an article of manufacture containing instruction means for performing the function described in the flowchart block(s).
  • the computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions for performing the processing equipment provide steps for performing the functions described in the flowchart block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative implementations it is also possible for the functions recited in blocks to occur out of order. For example, two blocks shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or it is possible that the blocks are sometimes performed in the reverse order according to the corresponding function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment means software or hardware components such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and ' ⁇ unit' performs certain roles do.
  • '-part' is not limited to software or hardware.
  • ' ⁇ ' may be configured to reside on an addressable storage medium or may be configured to refresh one or more processors. Accordingly, as an example, ' ⁇ ' indicates components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and ' ⁇ units' may be combined into a smaller number of components and ' ⁇ units' or further separated into additional components and ' ⁇ units'.
  • components and ' ⁇ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or secure multimedia card.
  • ' ⁇ part' may include one or more processors.
  • a term for identifying an access node used in the following description a term referring to network entities, a term referring to messages, a term referring to an interface between network objects, and various identification information Reference terms and the like are exemplified for convenience of description. Accordingly, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms referring to objects having equivalent technical meanings may be used.
  • a physical channel and a signal may be used interchangeably with data or a control signal.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH) is a term that refers to a physical channel through which data is transmitted, but the PDSCH may also be used to refer to data. That is, in the present disclosure, the expression 'transmitting a physical channel' may be interpreted equivalently to the expression 'transmitting data or a signal through a physical channel'.
  • higher signaling refers to a signal transmission method in which a base station is transmitted to a terminal using a downlink data channel of a physical layer or from a terminal to a base station using an uplink data channel of a physical layer.
  • Upper signaling may be understood as radio resource control (RRC) signaling or media access control (MAC) control element (CE).
  • RRC radio resource control
  • MAC media access control
  • gNB may be used interchangeably with eNB for convenience of description. That is, a base station described as an eNB may represent a gNB. Also, the term terminal may refer to mobile phones, MTC devices, NB-IoT devices, sensors, as well as other wireless communication devices.
  • the base station is at least one of gNode B (gNB), eNode B (eNB), Node B, BS (Base Station), radio access unit, base station controller, or a node on the network.
  • the terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a cellular phone, a smart phone, a computer, or a multimedia system capable of performing a communication function.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • a cellular phone a smart phone
  • a computer or a multimedia system capable of performing a communication function.
  • multimedia system capable of performing a communication function.
  • the number of access points that cooperatively serve a terminal may increase. As the number of access points included in the wireless communication system is much greater than the number of terminals, a plurality of access points may cooperate to serve a single terminal.
  • a wireless communication system capable of such user-centered access may be referred to as a cell-free wireless communication system or a large-scale multiple-input and multiple-output (MIMO) without cell boundaries.
  • a cluster means a set of a plurality of access points serving a terminal, and the terminal provides a pilot signal used for channel estimation between the terminal and each of the access points to the access points included in the cluster.
  • clustering may mean that a set of a plurality of points serving a terminal is formed.
  • pilots need to be effectively allocated and a cluster needs to be determined.
  • the method includes a plurality of first access points located within a predetermined distance from a terminal, a plurality of synchronization signals shared by the plurality of first access points transmitting them to the terminal; broadcasting, by the terminal, a plurality of preamble signals; determining, by the plurality of first access points, channel state information and timing advance (TA) information for the terminal and each of the plurality of first access points by receiving the plurality of preamble signals; transmitting, by the plurality of first access points, the channel state information to a Central Processing Unit (CPU) connected to the plurality of first access points; performing, by the CPU, an operation of allocating a pilot related to the terminal and an operation of determining a cluster, which is a set of second access points serving the terminal, based on the channel state information; and transmitting, by the terminal, pilot signals generated based on the information on the pilot assignment to the second access points.
  • CPU Central Processing Unit
  • the method includes a plurality of first access points shared by the plurality of first access points from a plurality of first access points located within a predetermined distance from the terminal.
  • receiving synchronization signals broadcasting a plurality of preamble signals based on the plurality of synchronization signals; performing random access to the first access points based on the plurality of preamble signals; receiving information on pilot assignment and cluster information from a representative access point included in a cluster that is a set of second access points serving the terminal; and transmitting a pilot signal generated based on the pilot assignment information to the second access points.
  • the method includes channel state information and timing for each of a plurality of first access points located within a predetermined distance from a terminal and the terminal receiving Advance (TA) information from the first access points; performing an operation of allocating a pilot related to the terminal and determining a cluster, which is a set of second access points serving the terminal, based on the channel state information; selecting a representative access point for transmitting a response to the random access to the terminal from among the first access points; and transmitting the assigned pilot and information on the determined cluster to the terminal through the representative access point.
  • TA Advance
  • the method includes, by a master access point, information on pilot assignment related to a terminal to the terminal and a plurality of first access points located within a predetermined distance from the terminal sending to a Central Processing Unit (CPU) connected to; transmitting, by the CPU, information on the pilot assignment to a plurality of second access points located within a predetermined distance from the master access point; transmitting, by the terminal, pilot signals generated based on the information on the pilot assignment to the plurality of second access points and the master access point; determining, by the plurality of second access points and the master access point, channel state information based on the pilot signals; transmitting, by the second access points, the channel state information to the CPU; determining, by the CPU, a cluster that is a set of third access points serving the terminal, based on the channel state information; transmitting, by the CPU, information on the determined cluster to the terminal; and transmitting, by the terminal, the pilot signals to the third access points.
  • CPU Central Processing Unit
  • the terminal comprises: a transceiver; and at least one processor, wherein the at least one processor receives, through the transceiver, a plurality of synchronization signals from a plurality of first access points located within a predetermined distance from the terminal, and through the transceiver, the plurality of synchronization signals Broadcast a plurality of preamble signals based on synchronization signals of , perform random access to the first access points based on the plurality of preamble signals through the transceiver, Receives pilot allocation information and cluster information from a representative access point included in a cluster that is a set of second access points serving The obtained pilot signal may be transmitted to the second access points.
  • FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • a wireless communication system 100 includes a Central Processing Unit (CPU) 120 , a plurality of access points (APs) 140-1 to 140-M, and a plurality of terminals 160-1 to 160-K).
  • CPU Central Processing Unit
  • APs access points
  • terminals 160-1 to 160-K terminals
  • the CPU 120 may be connected to the plurality of APs 140 - 1 to 140 -M through a front-haul.
  • the CPU 120 may coordinate and process signals of the terminals 160-1 to 160-K served by the plurality of APs 140-1 to 140-M. .
  • the CPU 120 is not necessarily limited to a physical unit, and the CPU 120 may be a set of centralized processing tasks to be performed in a network.
  • each of the plurality of APs 140-1 to 140-M may be connected to an edge-cloud processor through a front hall, and CPU tasks are performed by a plurality of edge-cloud processors can be distributed among
  • the CPU 120 may correspond to a physical unit called an edge-cloud processor.
  • a physical CPU may not exist.
  • tasks of the CPU may be distributed to the plurality of APs 140 - 1 to 140 -M.
  • information may be transmitted to/from an AP that actually performs a CPU task.
  • the plurality of APs 140-1 to 140-M may each include a plurality of antennas.
  • the plurality of APs 140 - 1 to 140 -M may be connected to the CPU 120 through a fronthaul having a high-capacity.
  • the plurality of APs 140 - 1 to 140 -M may perform baseband processing or radio-band processing.
  • the plurality of APs 140-1 to 140-M may serve the plurality of terminals 160-1 to 160-K. 1 illustrates that a plurality of APs 140-1 to 140-M are positioned closely to each other for convenience of explanation, but the plurality of APs 140-1 to 140-M may not be positioned in the same place. Not-colocated.
  • the wireless communication system 100 illustrated in FIG. 1 may have an ultra-dense environment in which a large number of APs serve a relatively small number of terminals.
  • the wireless communication system 100 may include M APs 140-1 to 140-M and K terminals 160-1 to 160-K, and the value of 'M' is 'N'. It can be much larger than the value.
  • a plurality of APs may cooperate to serve the terminal at the same time.
  • Such a wireless communication system 100 may be referred to as a cell-free massive distributed antenna (Cell-free massive MIMO) system.
  • Cell-free massive MIMO cell-free massive distributed antenna
  • a cluster including APs simultaneously serving the k-th terminal 160-k must be determined, and in order for the APs to simultaneously transmit data to the k-th terminal 160-k APs can be synchronized with each other.
  • Clustering may be required for scalability of the wireless communication system 100 . For example, if clustering is not performed and the number of terminals included in the wireless communication system 100 increases exponentially, the CPU 120 performs power control, pilot detection, and data processing for each terminal. The complexity may increase excessively. Conversely, when a plurality of APs each serve a plurality of terminals on a one-to-one basis, scalability may be improved, but since there is only one AP serving a single terminal, a cell boundary exists and overall transmission performance may deteriorate. By configuring a cluster with APs capable of serving the UE among APs neighboring the UE, both scalability and average performance can be guaranteed.
  • the plurality of terminals 160 - 1 to 160 -K may be respectively served by APs included in a corresponding cluster.
  • the plurality of terminals 160 - 1 to 160 -K may share entire time/frequency radio resources without separating time/frequency radio resources into channels for user multiplexing.
  • the plurality of terminals 160 - 1 to 160 -K may transmit pilot signals for estimating the channel state to the plurality of APs 140 - 1 to 140 -M.
  • the k-th terminal 160-k may transmit pilot signals to a plurality of APs included in the cluster for the k-th terminal 160-k, and the plurality of APs based on the pilot signals, A channel state between each of the plurality of APs and the k-th terminal 160 -k may be estimated.
  • a channel vector indicating channel state information between the k-th terminal (160-k) and the m-th AP (140-m) ( ) can be expressed as in Equation 1 below.
  • the channel vector ( ) is a large-scale channel coefficient (coefficient) ( ) and small-scale channel coefficients ( ) can be determined based on small-scale channel vector ( ) is the large-scale channel coefficient ( ), which varies more frequently than the small-scale channel vector ( ) is maintained at a constant value is called a channel coherence time period, and the period can be defined. For example, large-scale channel coefficients ( ) can be maintained at a constant value.
  • the plurality of APs 140-1 to 140-M may periodically transmit downlink synchronization signals to the plurality of terminals 160-1 to 160-K, and for convenience of description, the downlink synchronization signals are Large-scale channel coefficients ( ) is maintained at a constant value, which will be described below.
  • channel vector ( ) can be expressed as a random variable having a complex Gaussian distribution, and in this case, it is assumed that the average value of the complex Gaussian distribution has a value of '0'.
  • the covariance of the complex Gaussian distribution can be expressed as a matrix, and the covariance matrix ( ) is the strength of the downlink synchronization signal transmitted from the APs.
  • covariance matrix ( ) is the sum of all components of the large-scale channel coefficient ( )to be.
  • a channel vector ( ) can be expressed as in Equation 3 below.
  • channel vector ( ) is the first channel vector ( ) to the Mth channel vector ( ), and the channel vector ( Each of the components of ) can be expressed as a complex number.
  • 1st channel vector ( ) and the Mth channel vector ( ) may indicate a channel state between the k-th terminal 160-k and the first AP 140-1 and a channel state between the k-th terminal 160-k and the M AP 140-M, respectively.
  • the plurality of APs 140-1 to 140-M is based on the pilot signals transmitted from the plurality of terminals 160-1 to 160-K, the plurality of APs 140-1 to 140-M and a channel state between the plurality of terminals 160-1 to 160-K may be estimated.
  • the mth AP (140-m) is based on pilot signals transmitted from terminals served by the mth AP (140-m), the mth AP (140-m) and the kth terminal (160) -k) by estimating the inter-channel state, the estimated channel vector ( ) can be determined.
  • the pilot signals may be determined by the transmission power of the terminal, processing gain, thermal noise, and the like.
  • the mth AP 140-m is based on the pilot signals, the channel vector ( ) using the mean-squared-error (MMSE) for the estimated channel vector ( ) can be determined.
  • MMSE mean-squared-error
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a frame structure in a wireless communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • Transmission frame (FRAME) is n pilot transmission symbols, uplink data transmission symbols and downlink data transmission symbols.
  • a transmission frame (FRAME) is a small-scale channel vector ( ) may have a value less than or equal to the first channel coherence time period, which is a time period maintained at a constant value.
  • the first channel coherence time period is It may contain multiple symbols.
  • the number of symbols included in the transmission frame (FRAME) is , and It may be the result of summing all of them. 2 shows the number of symbols included in a transmission frame (FRAME) ( ) and the number of symbols included in the first channel coherence time ( ) shows the same case.
  • the second channel coherence time period in which ) is maintained at a constant value is may include symbols, and may include a plurality of first channel coherence time intervals.
  • the number of pilot transmission symbols allocated for pilot transmission ( ) is less than the number of interfering users, pilot contamination and subsequent errors in channel estimation may occur. If the number of users sharing the same radio resources is higher than a predetermined threshold, the channel estimation error due to pilot contamination may be modeled as a Gaussian random vector.
  • the arrangement order of the pilot transmission symbols, uplink data transmission symbols, and downlink data transmission symbols shown in FIG. 2 is only an example, and the pilot transmission symbols may be interlaced with the uplink data transmission symbols. may be In this case, the pilot transmission symbols may be mapped to different subcarriers in OFDM symbols of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the number of interfering terminals may be the number of terminals served by a single AP, and if the pilot transmission symbols ( ) is smaller than the number of terminals served by a single AP, pilot contamination may occur in which a plurality of terminals share the same pilot transmission symbol or non-orthogonal pilot transmission symbols are allocated to a plurality of terminals. have.
  • pilot contamination may occur in which a plurality of terminals share the same pilot transmission symbol or non-orthogonal pilot transmission symbols are allocated to a plurality of terminals. have.
  • the pilot is polluted and a plurality of terminals share the same pilot, since it is difficult for the AP to distinguish terminals sharing the same pilot, an error may occur in channel estimation. Accordingly, it is necessary to allocate the correlated or identical pilots between terminals causing the least interference.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating re-clustering according to the movement of the terminal.
  • 3A shows the initial positions of the first terminal 310 , the second terminal 320 , and the third terminal 330 .
  • a plurality of APs 311 , 312 , 313 , 314 , 316 , 318 included in the first cluster 340 for the first terminal 310 may serve the first terminal 310 .
  • a plurality of APs 311 , 313 , 321 , 322 , 324 included in the second cluster 350 for the second terminal 320 may serve the second terminal 320 .
  • a plurality of APs 321 , 332 , 334 , 336 , 338 included in the third cluster 360 for the third terminal 330 may serve the third terminal 330 .
  • the first terminal 310 and the second terminal 320 may be located relatively close to each other compared to the first terminal 310 and the third terminal 330 .
  • the first cluster 340 and the second cluster 350 may share the two APs 311 and 313 . .
  • the second cluster 350 and the third cluster 360 may share one AP 321 .
  • the first cluster 340 and the third cluster 360 may not share an AP. That is, since there is no AP serving the first terminal 310 and the third terminal 330 at the same time, there is a problem in channel estimation even if the same pilot is allocated to the first terminal 310 and the third terminal 330 . does not occur
  • 3B shows the positions of the first terminal 310 , the second terminal 320 , and the third terminal 330 after the first terminal 310 and the third terminal 330 have moved.
  • the APs 311 , 312 , 313 , 314 , 316 , 318 that have previously served the first terminal 310 become distant from the first terminal 310 and are no longer the first terminal. 310 cannot be served. Accordingly, re-clustering needs to be performed so that APs located within a predetermined distance from the first terminal 310 can serve the first terminal 310 .
  • a plurality of APs 341 , 343 , 348 , 352 , 354 included in the re-clustered first cluster 380 with respect to the moved first terminal 310 may serve the first terminal 310 .
  • a plurality of APs 341 , 343 , 344 , 346 included in the re-clustered third cluster 370 with respect to the moved third terminal 330 may serve the third terminal 330 .
  • the first cluster 380 and the third cluster 370 may share two APs 341 and 343 .
  • the second cluster 350 is the first cluster 380 and the third cluster 370 . ) and AP may not be shared.
  • the first terminal 310 and the third terminal 330 move and re-clustering is performed, APs 341 and 343 serving the first terminal 310 and the third terminal 330 at the same time exist. , if the same pilot is allocated to the first terminal 310 and the third terminal 330 , a problem may occur in channel estimation. Therefore, it is necessary to allocate different pilots to the first terminal 310 and the third terminal 330 . As described above, since re-clustering and pilot assignment must be performed as the UE moves, a method capable of effectively performing re-clustering and pilot assignment at the same time is required.
  • 4A to 4D are diagrams for explaining pilot assignment and clustering according to the first embodiment.
  • 4A is a diagram for explaining an operation in which access points transmit downlink synchronization signals to a terminal according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the first neighboring APs 414,424,434,444,454,464 located within a predetermined distance from the terminal 406 transmit a first downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 to a sixth downlink synchronization signal SIGNAL_DL6 to the terminal 406, respectively.
  • the first downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 to the sixth downlink synchronization signal SIGNAL_DL6 may include identification information, respectively, and the terminal 406 is configured to use the first downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 to the second downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 based on the identification information. 6 It is possible to determine from which AP the downlink synchronization signal (SIGNAL_DL6) is transmitted.
  • the terminal 406 may determine a time point at which data can be transmitted to the first neighboring APs 414,424,434,444,454,464 based on the first downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 to the sixth downlink synchronization signal SIGNAL_DL5.
  • the terminal 406 may determine a master AP for pilot assignment among the first neighboring APs 414,424,434,444,454,464 based on the strength of the downlink synchronization signal. For example, the terminal 406 may measure the strength of the first downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 to the sixth downlink synchronization signal SIGNAL_DL6. The terminal 406 may determine maximum values for the strengths of the first downlink synchronization signal SIGNAL_DL1 to the sixth downlink synchronization signal SIGNAL_DL6. The terminal 406 may determine the AP 424 that has transmitted the downlink synchronization signal having the maximum value as the master AP (MASTER_AP).
  • 4B is a diagram for explaining a method of determining a master access point according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the terminal 406 attempts to connect to the master AP 424 by transmitting a random access signal RA to the master AP 424 .
  • the random access signal RA may include a preamble signal.
  • the master AP 424 may determine a timing advance (TA) according to a propagation delay based on a preamble signal while performing random access.
  • TA timing advance
  • the master AP 424 may allocate a pilot for channel estimation based on the terminals served by the master AP 424 .
  • the master AP 424 may allocate a pilot to the terminal 406 based on a correlation matrix for pilot signals transmitted from terminals that the master AP 424 serves.
  • the master AP 424 may allocate the pilot to the terminal 406 by selecting the most available pilot or the least polluted pilot.
  • the master AP 424 may transmit information (INFO_PA) on the assigned pilot to the terminal 406 .
  • 4C is a diagram for explaining an operation in which a terminal transmits pilot signals to neighboring access points according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the master AP 424 may transmit connection request messages RQ_CONNECT to the second neighboring APs 414 , 434 , and 444 located within a predetermined distance from the master AP 424 .
  • the connection request message RQ_CONNECT may include information that the master AP 424 is serving the terminal 406 and information about a pilot assigned to the terminal 406 .
  • the UE 406 may transmit pilot signals SIG_PILOT to the second neighboring APs 414 , 434 , and 444 .
  • the second neighboring APs 414, 434, 444 may determine information on a channel state between each of the second neighboring APs 414, 434, 444 and the UE 406 based on the received pilot signals SIG_PILOT.
  • the second neighboring APs 414 , 434 , and 444 may determine the channel state information by measuring the strength of the pilot signals SIG_PILOT received from the terminal 406 .
  • the information on the channel state may include a large-scale channel coefficient indicating channel statistical information.
  • 4D is a diagram for explaining a method of performing clustering according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the second neighboring APs 414, 434, 444 are independently based on the information on the channel state and the pilot information of the other terminals that the second neighboring APs 414, 434, 444 are serving, the terminal 406 independently. You can decide whether to serve. For example, the strength of the pilot signal transmitted from the terminal 406 is weak in the second neighboring APs 414, 434, 444, or the pilot signal of another terminal served by the second neighboring APs 414, 434, 444 and the terminal 406 are connected to each other. If the correlation of the pilot is high, it may be decided not to serve the terminal 406 .
  • a cluster 410 may be determined.
  • Clustering according to the first embodiment described with reference to FIGS. 4A to 4D do not use a centralized scheme.
  • Clustering according to the first embodiment is excellent in scalability because only channel state information estimated by APs located around the master AP is required to perform clustering and pilot assignment, but the CPU centralizes pilot assignment and There is a disadvantage in that the performance gain obtained by performing clustering cannot be utilized.
  • the master AP 424 independently allocates pilots without considering pilots of other terminals connected to the second neighboring APs 414, 434, and 444.
  • a situation may arise in which the APs 414 , 434 , 444 are not used.
  • the pilot assigned by the master AP 424 may not be used by all of the second neighboring APs 414, 434, 444, in which case only the master AP 424 may serve the terminal 406. . Since the data rate of the terminal 406 increases as the number of APs serving the terminal 406 increases, when the only AP included in the cluster is the master AP 424, the data rate of the terminal 406 is Significantly lowering problems may occur.
  • 5A to 5C are diagrams for explaining pilot assignment and clustering according to the second embodiment.
  • the pilot assignment according to the second embodiment may be performed in the same manner as described above with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the terminal 506 may receive the first downlink synchronization signal to the sixth downlink synchronization signal from the first neighboring APs 514,524, 534,544, 554,564 located within a predetermined distance from the terminal 506 .
  • the terminal 506 may determine the master AP 524 based on the strength of the first downlink synchronization signal to the sixth downlink synchronization signal.
  • the terminal 506 may determine the AP 524 having the best channel state as the master AP (MASTER_AP).
  • the terminal 506 may perform random access with the master AP 524 .
  • the terminal 506 may start random access by transmitting a preamble signal to the master AP 524 .
  • the master AP 524 may allocate a pilot to the terminal 506 based on the preamble signal and pilots of other terminals served by the master AP 524 .
  • the master AP 524 may determine a TA for synchronization.
  • the master AP 524 may transmit information (INFO_PA) on the assigned pilot to the terminal 506 .
  • the terminal 506 may generate a pilot signal SIG_PILOT based on the allocated pilot information INFO_PA.
  • the master AP 524 may transmit information (INFO_PA) on the assigned pilot to the CPU 502 .
  • the CPU 502 may transmit information (INFO_PA) about pilots allocated to the second neighboring APs 514,534,544 located within a predetermined distance from the master AP 524 .
  • the terminal 506 may transmit pilot signals SIG_PILOT to the second neighboring APs 514,534,544 and the master AP 524 .
  • the second neighboring APs 514,534,544 may determine information (INFO_CH) on the channel state between each of the second neighboring APs 514,534,544 and the terminal 506 based on the received pilot signals SIG_PILOT.
  • the master AP 524 may determine information (INFO_CH) on the channel state between the master AP 524 and the terminal 506 based on the received pilot signal SIG_PILOT.
  • the second neighboring APs 514,534,544 and the master AP 524 measure the strength of the pilot signals SIG_PILOT received from the terminal 506 to determine the channel state information INFO_CH.
  • the information on the channel state (INFO_CH) may include a large-scale channel coefficient indicating channel statistical information.
  • the second neighbor APs 514,534,544 and the master AP 524 may transmit channel state information (INFO_CH) to the CPU 502 .
  • the CPU 502 may perform clustering based on received channel state information (INFO_CH).
  • the cluster 510 for the terminal 506 may include only some APs 514,524,534 of the second neighboring APs 514,534,544 and the master AP 524 .
  • the CPU 502 centrally performs clustering based on a minimum rate requirement so that APs serving other existing terminals can reassign APs to serve a new terminal. have.
  • the wireless communication system provides a more uniform user experience as compared to the case where clustering is performed by the master AP according to the first embodiment.
  • the CPU 502 may control an access rate of the terminal through clustering.
  • the CPU 502 may perform clustering by allocating radio resources to ensure a data transfer rate of a terminal having a minimum data transfer rate among terminals included in the wireless communication system.
  • the CPU 502 may perform clustering by maximizing a minimum transmission rate for uplink transmission according to Equation 4 below.
  • the data rate of the k-th terminal for uplink transmission ( ) is the set of APs included in the cluster for the kth terminal ( ) and the transmit power allocated to the kth terminal ( ) can be determined by For example, a set of APs included in the cluster for the kth terminal ( ) includes a larger number of APs, the data rate of the k-th terminal ( ) can be increased. In addition, the transmission power allocated to the k-th terminal ( ) increases, the data rate of the kth terminal ( ) can be increased.
  • the CPU 502 may maximize a data transfer rate of a terminal having a minimum data transfer rate among terminals included in the wireless communication system.
  • the transmission power allocated to the kth terminal ( ) cannot exceed the maximum transmit power (P) allowed for the terminal.
  • Equation 5 the combined Signal-To-Noise Ratio (SINR) for the signal received from the k-th user and precoding based on Minimum Mean-Squared-Error (MMSE) is Equation 5 can be expressed as
  • the set (P k ) represents a set of terminals sharing at least one AP with the kth terminal. denotes the channel estimation error and additive noise of the kth terminal. represents the concatenation for the estimation of channel vectors, is the mth block ( ) and the block diagonal clustering matrix. is a matrix of N rows and N columns, and is a set of APs included in the cluster for the kth terminal ( ) is set to identify whether the mth AP is included, and a set of APs included in the cluster for the kth terminal ( ) does not include the first AP, is the zero matrix.
  • the parameters of Equation 4 may increase. In other words, when the cluster size increases, APs having a small large-scale channel coefficient may be included in the cluster.
  • the data transmission rate of each terminal can be effectively increased.
  • the CPU 502 may perform clustering by maximizing the minimum data rate for downlink transmission according to Equation 6 below.
  • Data rate of the k-th terminal for downlink transmission ( ) is a set of APs included in the cluster for the kth terminal ( ) and the transmit power allocated to the kth terminal ( ) can be expressed as a function as a variable.
  • the CPU 502 may maximize a data transfer rate of a terminal having a minimum data transfer rate among terminals included in the wireless communication system.
  • some of the power allocated to the kth terminal by the mth AP ( ) is the set of APs included in the cluster for the kth terminal ( ), the sum of all values cannot exceed the transmission power (p k ) allocated to the k-th terminal.
  • the CPU 502 may allocate a new pilot based on information about the channel state (INFO_CH). For example, if the pilot assigned by the master AP 524 has the same or high correlation with the pilots of other terminals connected to the second neighboring APs 514,534,544, the CPU 502 may A channel state between (514,534,544) and the terminal 506 may be poor. In this case, the CPU 502 may allocate a new pilot based on information on pilots of other terminals connected to the second neighboring APs 514,534,544.
  • INFO_CH information about the channel state
  • the CPU 502 may transmit information on the newly allocated pilot to the terminal 506 , the second neighboring APs 514,534,544 and the master AP 524 .
  • the terminal 506 may generate pilot signals based on the pilot information, and transmit the generated pilot signals to the second neighboring APs 514,534,544 and the master AP 524 .
  • the second neighboring APs 514,534,544 and the master AP 524 may determine channel state information based on the pilot signals and transmit the channel state information to the CPU 502 .
  • the CPU 502 may maximize the data transfer rate of a terminal having the lowest data transfer rate among terminals included in the wireless communication system 100 by performing clustering based on the channel state information.
  • 6A to 6E are diagrams for explaining a method of performing pilot allocation and clustering according to the third embodiment.
  • the terminal 606 may receive downlink synchronization signals SIGNAL_DL from the first neighboring APs 614,624,634,644,654,664 located within a predetermined distance from the terminal 606 .
  • the terminal 606 may synchronize through a downlink synchronization signal allocated to any time/frequency resource.
  • the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 may share downlink synchronization signals SIGNAL_DL.
  • the terminal 606 since the terminal 606 does not designate a separate master AP, the downlink synchronization signals SIGNAL_DL do not include identification information. can Accordingly, overhead due to identification information may be reduced.
  • the terminal 606 may broadcast a random access signal RA.
  • the terminal 606 may transmit a random access signal (RA) to the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 .
  • the random access signal RA may include a preamble signal.
  • the UE 606 may start random access with the first neighboring APs 614,624,634,644,654,664 by transmitting preamble signals to the first neighboring APs 614,624,634,644,654,664. While performing random access, the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 may determine a TA for synchronization, respectively.
  • the terminal 606 does not transmit the preamble signal only to a specific AP, but transmits the preamble signals to all first neighboring APs 614,624,634,644,654,664. Therefore, the first neighboring APs (614,624,634,644,654,664) may determine a TA in advance before a cluster is determined using preamble signals.
  • the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 may transmit TA information INFO_TA generated according to the determined TA to the CPU 602 .
  • the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 may determine the channel state information INFO_CH based on the preamble signals.
  • the channel state information INFO_CH may include a large-scale channel coefficient.
  • the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 measure the strength of the preamble signals to determine the large-scale channel coefficient, thereby determining the channel state information INFO_CH.
  • the first neighboring APs 614 , 624 , 634 , 644 , 654 and 664 may transmit channel state information INFO_CH to the CPU 602 .
  • the CPU 602 may allocate a pilot in one-shot based on the channel state information INFO_CH and perform clustering.
  • the CPU 602 simultaneously performs clustering and pilot assignment based on the minimum rate requirement described above with reference to FIG. 5C in order to increase the performance of the terminal having the worst performance in the wireless communication system. can be done For example, when the data rate of the terminal 606 has a minimum value among data rates of terminals included in the wireless communication system, the CPU 602 allocates a pilot so that the number of APs serving the terminal 606 is increased. and clustering.
  • the CPU 602 may allocate a pilot having a low correlation with the pilots of other terminals served by the first neighboring APs 614,624,634,644,654,664 to the terminal 606, and the AP included in the cluster for the other terminal. may be included in the cluster for the terminal 606 .
  • the CPU 602 pilots the pilot so that the number of APs serving the terminal with the minimum data rate is increased. Allocation and clustering can be performed.
  • the CPU 602 may transmit cluster information (INFO_CLUSTER) and pilot allocation information (INFO_PA) to the APs 614 , 624 , and 634 included in the cluster 620 .
  • the CPU 602 may determine a representative AP (DELEGATE_AP) from among the APs 614 , 624 , and 634 included in the cluster 620 .
  • the CPU 602 may determine a representative AP (DELEGATE_AP) based on the channel state information (INFO_CH).
  • the CPU 602 may determine the AP 614 having the largest value of the large-scale channel coefficient as the representative AP (DELEGATE_AP).
  • the CPU 602 may perform timing adjustment based on the TA information INFO_TA.
  • the CPU 602 may transmit information (INFO_AT) on the adjusted timing to the APs 614 , 624 , and 634 included in the cluster 620 .
  • the representative AP 614 may transmit pilot allocation information (INFO_PA) and cluster information (INFOR_CLUSTER) to the terminal 606 .
  • the representative AP 614 may transmit a response (RP_RA) to the random access to the terminal 606 .
  • the terminal 606 may generate a pilot signal SIG_PILOT based on the pilot assignment information INFO_PA.
  • the terminal 606 may transmit uplink data along with pilot signals SIG_PILOT to the APs 614 , 624 , and 634 included in the cluster 620 based on the cluster information INFOR_CLUSTER.
  • FIG. 7 is a transaction flow illustrating pilot assignment and clustering according to the third embodiment.
  • the terminal 710 may transmit random access signals RA to the APs 720 .
  • the terminal 710 may broadcast random access signals RA, and first neighboring APs located within a predetermined distance from the terminal 710 may receive the broadcast random access signals RA.
  • the random access signal may include a preamble signal.
  • the terminal 710 may synchronize for transmitting random access signals based on downlink synchronization signals received from the first neighboring APs.
  • the first neighboring APs may share downlink synchronization signals. Since the shared downlink synchronization signals do not separately include identification information, an overhead for the downlink synchronization signal can be reduced.
  • the APs 720 may transmit the first channel state information INFO_CH1 and the TA information INFO_TA to the CPU 730 .
  • the first neighboring APs may determine the first channel state information INFO_CH1 indicating the channel state between the terminal 710 and the first neighboring APs based on the received preamble signals.
  • the first channel state information INFO_CH1 may include a large-scale channel coefficient, and the first neighboring APs may determine the large-scale channel variable by measuring the strength of the preamble signals.
  • the first neighboring APs may determine a TA for synchronization based on the received preamble signals.
  • the first neighboring APs transmit downlink synchronization signals shared by the first neighboring APs to the terminal 710 , and the terminal 710 includes random access signals RA that do not include identification information. ) can be broadcast.
  • the first neighboring APs that have received the broadcast random access signals RA may determine a TA in advance before clustering is performed.
  • the first neighboring APs may determine TA information (INFO_TA) based on the determined TA.
  • the CPU 730 may transmit cluster information (INFO_CLUSTER), assigned pilot information (INFO_PA), and adjusted timing information (INFO_AT) to APs included in the cluster.
  • the CPU 730 may perform clustering and pilot assignment based on the first channel state information INFO_CH1 .
  • the CPU 730 may determine the relative data rate of the terminal 710 based on the first channel state information INFO_CH1 .
  • the CPU 730 may perform pilot assignment and clustering based on the data rate of the terminal 710 compared to the data rate of the plurality of terminals included in the wireless communication system.
  • the CPU 730 may transmit cluster information (INFO_CLUSTER) and assigned pilot information (INFO_PA) to APs included in the cluster.
  • the CPU 730 may perform clustering so that a larger number of APs can serve the terminal 710 , and pilots for other terminals It is possible to allocate a pilot having a low correlation with .
  • clustering and pilot allocation based on the relative data rate of the terminal 710, uniform performance of terminals included in the wireless communication system can be guaranteed.
  • the CPU 730 may perform timing adjustment based on the received TA information INFO_TA.
  • the CPU 730 may synchronize the plurality of APs simultaneously serving the terminal 710 through timing adjustment, that is, the APs included in the cluster, and transmit information about the adjusted timing (INFO_AT) to the AP included in the cluster. can be sent to
  • the APs 720 may transmit a response to random access (RP_RA), information about an assigned pilot (INFO_PA), and information about a cluster (INFO_CLUSTER) to the terminal 710 .
  • the CPU 730 may determine a representative AP from among a plurality of APs included in the cluster. For example, the CPU 730 may determine a representative AP based on the first channel state information INFO_CH1. The CPU 730 may determine an AP having the largest value of the large-scale channel coefficient among APs included in the cluster as the representative AP.
  • the representative AP may transmit a response to the random access (RP_RA), information on the assigned pilot (INFO_PA), and information on the cluster (INFO_CLUSTER) to the terminal 710 .
  • the terminal 710 may transmit pilot signals SIG_PILOT and uplink data DATA_UL to the APs 720 .
  • the terminal 710 may generate pilot signals SIG_PILOT based on the allocated pilot information INFO_PA.
  • the terminal 710 may transmit pilot signals SIG_PILOT to APs included in the cluster based on cluster information INFO_CLUSTER.
  • the APs 720 may transmit second channel state information INFO_CH2 to the CPU 730 .
  • APs included in the cluster may determine the second channel state information IFNO_CH2 based on the pilot signals SIG_PILOT.
  • step S714 the APs 720 may transmit downlink data DATA_DL to the terminal 710 .
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless communication system according to a third embodiment.
  • a plurality of first access points located within a predetermined distance from the terminal may transmit a plurality of synchronization signals shared by the plurality of first access points to the terminal. Since the plurality of synchronization signals do not include identification information, overhead of the synchronization signal may be reduced.
  • the terminal may broadcast a plurality of preamble signals based on the received plurality of synchronization signals. For example, the terminal may broadcast random access signals including the merged preambles. The UE may perform random access to the first access points based on the plurality of preamble signals.
  • the plurality of first access points may receive a plurality of preamble signals.
  • the plurality of first access points may determine channel state information and timing advance (TA) information for the terminal and each of the plurality of first access points.
  • TA timing advance
  • the plurality of first access points may determine the channel state information by measuring the strength of the preamble signals.
  • the plurality of first access points may transmit channel state information to the CPUs connected to the plurality of first access points.
  • the CPU may determine an operation of allocating a pilot related to the terminal and a cluster, which is a set of second access points serving the terminal, based on the channel state information.
  • the CPU may select a representative access point from among the first access points.
  • the CPU may transmit a response to the random access, information on pilot assignment, and information on the cluster to the terminal through the representative access point.
  • step S812 the UE may generate pilot signals based on the information on pilot assignment.
  • the terminal may transmit the generated pilot signals to the second access points.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating a terminal according to a third embodiment.
  • the terminal may receive a plurality of synchronization signals shared by the plurality of first access points from the plurality of first access points located within a predetermined distance from the terminal.
  • the terminal may broadcast a plurality of preamble signals based on the plurality of synchronization signals.
  • the terminal may perform random access to the first access points based on the plurality of preamble signals.
  • the terminal may receive information on pilot assignment and information on the cluster from a representative access point included in a cluster that is a set of second access points serving the terminal.
  • the first access points may determine channel state information based on preamble signals received from the terminal, and the CPU may perform pilot assignment and clustering based on the channel state information.
  • the terminal may receive a response to the random access from the representative access point.
  • the terminal may transmit a pilot signal generated based on the pilot allocation information to the second access points.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of operating a CPU according to the third embodiment.
  • the CPU may receive the terminal and channel state information and Timing Advance (TA) information for each of the plurality of first access points located within a predetermined distance from the first access points from the first access points.
  • the channel state information may be determined by the first access points based on random access signals broadcast from the terminal.
  • the TA information may be determined by the first access points based on random access signals broadcast from the terminal.
  • the random access signals may be broadcast by the terminal based on downlink synchronization signals transmitted from the first access points.
  • the CPU may perform an operation of allocating a pilot related to the terminal and an operation of determining a cluster, which is a set of second access points serving the terminal, in one-shot, based on the channel state information.
  • the CPU since the CPU centrally performs clustering and pilot assignment in one-shot, the performance of terminals included in the wireless communication system may be uniformly maintained.
  • the CPU may perform timing adjustment based on the TA information.
  • the CPU may select a representative access point for transmitting a response to the random access to the terminal from among the first access points. For example, the CPU may select, as a representative access point, an access point having the largest large-scale coefficient among access points included in the cluster based on the channel state information.
  • step S1008 the CPU may transmit cluster information and pilot assignment information to the terminal through the representative access point.
  • the CPU may transmit information on timing adjustment to the terminal through the representative access point.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a wireless communication system according to the second embodiment.
  • the master access point may transmit information on pilot assignment related to the terminal to the terminal and the CPU connected to the plurality of first access points located within a predetermined distance from the terminal.
  • the plurality of first access points may transmit a plurality of synchronization signals to the terminal, and the terminal may determine a master access point from among the plurality of first access points based on the plurality of synchronization signals.
  • the master access point may allocate a pilot associated with the terminal based on the terminals served by the master access point.
  • the CPU may transmit pilot assignment information to a plurality of second access points located within a predetermined distance from the master access point.
  • the terminal may transmit pilot signals generated based on the pilot assignment information to the plurality of second access points and the master access point.
  • the plurality of second access points and the master access point may determine channel state information based on the pilot signals.
  • the plurality of second access points may determine information on the channel state between the terminal and each of the plurality of second access points
  • the master access point may determine information on the channel state between the terminal and the master access point. have.
  • the plurality of second access points may determine channel state information based on the strengths of the plurality of pilot signals.
  • the second access points may transmit channel state information to the CPU.
  • the CPU may determine a cluster, which is a set of third access points serving the terminal, based on the channel state information. According to an embodiment, the CPU may transmit a request for allocating a new pilot to the master access point based on the channel state information. For example, when the pollution degree of the pilot assigned by the master access point is severe, the CPU may request the master access point to allocate a new pilot.
  • step S1114 the CPU may transmit information on the determined cluster to the terminal.
  • step S1116 the terminal may transmit pilot signals to third access points.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a detailed configuration of a terminal in a wireless communication system according to an embodiment.
  • the terminal 1200 may include a transceiver 1220 , a processor 1240 , and a memory 1260 .
  • the terminal 1200 may be implemented by more components than the components shown in FIG. 12 , and the terminal 1200 may be implemented by fewer components than the components shown in FIG. 12 .
  • the transceiver 1220 , the processor 1240 , and the memory 1260 may be implemented in the form of a single chip.
  • the transceiver 1220 may transmit/receive signals to/from APs or other electronic devices connected to the terminal 1200 by wire or wirelessly.
  • the signal may include control information and data.
  • the transceiver 1220 may receive a signal through a wireless channel, output it to the processor 1240 , and transmit a signal output from the processor 1240 through a wireless channel.
  • the transceiver 1220 may receive downlink synchronization signals from APs to achieve synchronization.
  • the transceiver 1220 may transmit preamble signals to APs for random access.
  • the transceiver 1220 may receive pilot allocation information from the AP, and may transmit a pilot signal to the APs for channel estimation.
  • the processor 1240 controls the overall operation of the terminal 1200 and may include at least one processor such as a CPU or GPU.
  • the processor 1240 may control other components included in the terminal 1200 to perform an operation for operating the terminal 1200 .
  • the processor 1240 may execute a program stored in the memory 1260 , read a stored file, or store a new file.
  • the processor 1240 may perform an operation for operating the terminal 1200 by executing a program stored in the memory 1260 .
  • the processor 1240 may generate a pilot signal based on pilot allocation information received from the AP.
  • various types of data such as programs such as applications and files may be installed and stored in the memory 1260 .
  • the processor 1240 may access and use data stored in the memory 1260 , or may store new data in the memory 1260 . That is, the memory 1260 may store programs and data necessary for the operation of the UE 1200 . Also, the memory may store control information or data included in a signal obtained from the UE 1200 .
  • the memory may be configured as a storage medium or a combination of storage media such as ROM, RAM, hard disk, CD-ROM, and DVD.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a detailed configuration of an AP in a wireless communication system according to an embodiment.
  • an AP 1300 may include a transceiver 1320 , a processor 1340 , and a memory 1360 .
  • the AP 1300 may be implemented by more components than the components shown in FIG. 13
  • the AP 1300 may be implemented by fewer components than the components shown in FIG. 13 .
  • the transceiver 1320 , the processor 1340 , and the memory 1360 may be implemented in the form of a single chip.
  • the transceiver 1320 may transmit/receive a signal to/from a terminal or a CPU or other electronic device connected to the AP 1300 by wire or wirelessly.
  • the signal may include control information and data.
  • the transceiver 1320 may transmit a downlink synchronization signal to the terminal and may receive a preamble signal from the terminal.
  • the transceiver 1320 may transmit channel state information and TA information to the CPU, and may receive information on pilot assignment, information on clustering, and information on timing adjustment from the CPU.
  • the transceiver 1320 may receive a pilot signal and uplink data from the terminal.
  • the transceiver 1320 may transmit downlink data to the terminal.
  • the processor 1340 controls the overall operation of the AP 1300 , and may include at least one processor such as a CPU or GPU.
  • the processor 1340 may control other components included in the AP 1300 to perform an operation for operating the AP 1300 .
  • the processor 1340 may execute a program stored in the memory 1360 , read a stored file, or store a new file.
  • the processor 1340 may perform an operation for operating the AP 1300 by executing a program stored in the memory 1360 .
  • the processor 1340 may estimate the channel state based on the preamble signal and may estimate the channel state based on the pilot signal.
  • the processor 1340 may determine the TA based on the preamble signal or the pilot signal.
  • various types of data such as programs and files such as applications may be installed and stored in the memory 1360 .
  • the processor 1340 may access and use data stored in the memory 1360 , or may store new data in the memory 1360 .
  • memory 1360 may store a threshold value for determining the offset.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a detailed configuration of a CPU in a wireless communication system according to an embodiment.
  • the CPU 1400 may include a transceiver 1420 , a processor 1440 , and a memory 1460 .
  • the CPU 1400 may be implemented by more components than the components shown in FIG. 14 , and the CPU 1400 may be implemented by fewer components than the components shown in FIG. 14 .
  • the transceiver 1420 , the processor 1440 , and the memory 1460 may be implemented in the form of a single chip.
  • the transceiver 1420 may transmit/receive signals to/from APs or other electronic devices connected to the CPU 1400 by wire or wirelessly.
  • the signal may include control information and data.
  • the transceiver 1420 may receive channel state information from APs and may receive TA information.
  • the transceiver 1420 may receive information on pilot assignment from the AP when pilots are assigned by the AP, and receive information on pilot assignments to APs when the pilots are assigned by the CPU 1400 . can send The transceiver 1420 may transmit clustering information and adjusted timing information to the APs.
  • the processor 1440 may control the overall operation of the CPU 1400 .
  • the processor 1340 may control other components included in the CPU 1400 to perform an operation for operating the CPU 1400 .
  • the processor 1440 may execute a program stored in the memory 1460 , read a stored file, or store a new file.
  • the processor 1440 may perform an operation for operating the CPU 1400 by executing a program stored in the memory 1460 .
  • the processor 1440 may perform pilot assignment and clustering based on channel state information, and may perform timing adjustment based on TA information.
  • various types of data such as programs and files such as applications may be installed and stored in the memory 1460 .
  • the processor 1440 may access and use data stored in the memory 1460 , or store new data in the memory 1360 .
  • memory 1460 may store a threshold value for determining the offset.
  • 15 is a diagram illustrating a method of measuring signal strength and timing advance using random access based on a non-contention scheme in a handover process.
  • the small-scale channel coefficient may be maintained at a constant value during the coherence time period, and the large-scale channel coefficient ( ) may be maintained at a constant value for a plurality of coherence time intervals. Large-scale channel coefficients ( ) may change, new clustering may be performed, and a handover situation may occur at this time.
  • the UE may perform random access based on contention to neighboring APs, and in this case, a set of preambles is reserved for random access based on non-contention. may be reserved.
  • the CPU may perform clustering and pilot assignment for the UE.
  • the CPU may allocate a preamble sequence from a set of preambles prepared in advance for the terminal.
  • the UE may perform random access based on the contention-free scheme using the allocated preamble sequence.
  • Neighboring APs located within a predetermined distance from the terminal may measure signal strength based on a random access signal based on a contention-free scheme and determine a TA for synchronization.
  • 16 is a simulation result for pilot assignment and clustering according to the first embodiment and pilot assignment and clustering according to the third embodiment.
  • Preamble is the length A Zadoff-Chu (ZC) sequence is used, where the root is as shown in Equation 7 below.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the index of the preamble sequence is as shown in Equation 8 below.
  • the preamble signal received from the m-th AP can be modeled by Equation (9) as follows.
  • Equation 9 1 (u, l) is the kth terminal preamble It is an indicator that becomes 1 when sending is the convolution operator. back side , otherwise a zero vector.
  • the terminal uses one of the preambles allocated to the m th AP. For example, if the preamble of root u* is assigned to the mth AP, that is, the preamble is , the master AP regards the second term of Equation 9 as interference from another cell.
  • all APs can estimate the gain of a corresponding channel while detecting the preamble transmitted by the UE for random access. Using this estimated channel gain, the CPU can combine signals by maximal-ratio combination.
  • FIG. 16 illustrates performance when implementing a scheme according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 shows performance of a master AP-based random access method in clustering according to the first embodiment and preamble detection misdetection rate performance in clustering according to the third embodiment.
  • Master TP-based RA corresponds to clustering according to the first embodiment
  • Broadcast RA corresponds to clustering according to the third embodiment.
  • the preamble detection failure rate performance is improved because a diversity gain is obtained by a plurality of APs receiving the broadcast preamble transmitted by the terminal.
  • very serious performance degradation occurs due to transmission of preambles from other users.
  • the preambles are selected from a set exclusively designated for each AP, but since they are not orthogonal to each other, if another UE selects another AP as the master AP, the preambles interfere with each other.
  • the clustering according to the first embodiment and the clustering according to the third embodiment have the same collision probability in the random access process. Therefore, the clustering according to the third embodiment has the same collision probability as the clustering according to the first embodiment, and the preamble transmission success probability performance is better.
  • the disclosed embodiments may be implemented as a S/W program including instructions stored in a computer-readable storage medium.
  • the computer may include an electronic device according to the disclosed embodiments as a device capable of calling a stored instruction from a storage medium and operating according to the called instruction according to the disclosed embodiment.
  • the computer-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, and does not distinguish that data is semi-permanently or temporarily stored in the storage medium.
  • control method according to the disclosed embodiments may be provided included in a computer program product (computer program product).
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product may include a S/W program and a computer-readable storage medium in which the S/W program is stored.
  • the computer program product may include a product (eg, a downloadable app) in the form of a S/W program distributed electronically through a device manufacturer or an electronic market (eg, Google Play Store, App Store).
  • a product eg, a downloadable app
  • the storage medium may be a server of a manufacturer, a server of an electronic market, or a storage medium of a relay server temporarily storing a SW program.
  • the computer program product in a system consisting of a server and a device, may include a storage medium of the server or a storage medium of the device.
  • the computer program product when there is a server or a third device (eg, a smart phone) that is communicatively connected to the device, the computer program product may include a storage medium of the third device.
  • the computer program product may include the S/W program itself transmitted from the server to the device or the third apparatus, or transmitted from the third apparatus to the device.
  • one of the server, the device and the third apparatus may execute the computer program product to perform the method according to the disclosed embodiments.
  • two or more of a server, a device, and a third apparatus may execute a computer program product to distribute the method according to the disclosed embodiments.
  • a server may execute a computer program product stored in the server to control a device communicatively connected with the server to perform the method according to the disclosed embodiments.
  • the third apparatus may execute a computer program product to control a device communicatively connected with the third apparatus to perform the method according to the disclosed embodiment.
  • the third device may download the computer program product from the server and execute the downloaded computer program product.
  • the third device may execute the computer program product provided in a preloaded state to perform the method according to the disclosed embodiments.

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Abstract

본 개시는 무선 통신에서의 방법에 관한 것이다. 방법은 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 복수의 동기화 신호들을 단말에게 전송하는 단계; 단말에 의해, 복수의 프리앰블(preamble) 신호들을 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에게 각각 전송하는 단계; 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 단말과 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 TA(timing advance) 정보를 결정하는 단계; 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 채널 상태 정보 및 TA 정보를 CPU(Central Processing Unit)에게 전송하는 단계; CPU에 의해, 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 클러스터를 결정하는 동작을 수행하는 단계; CPU에 의해, 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 단말에게 전송하는 단계; 및 단말에 의해, 파일럿 신호들을 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 클러스터링을 위한 방법 및 장치
본 개시는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 클러스터링(clustering)에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Information Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
상술한 것과 같은 무선 통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 원활하게 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.
3GPP에서 정한 5G 통신 시스템은 New Radio (NR) 규격을 따른다. 5G 통신 시스템에서는 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해 보다 넓은 대역폭을 사용하며, 이를 위해 3.5GHz 대역뿐만 아니라 60GHz 대역과 같은 초고주파(mmWave) 대역을 사용하고 있다. 특히 초고주파 대역에서는 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되었고, NR 시스템에 적용되었다.
현존하는 기술 방식들은 많은 비효율성을 야기한다. 예를 들어, LTE와 같은 규격에서 다수의 기지국을 묶어서 하나의 클러스터를 구성한 후에, 단말이 클러스터에 포함된 기지국들을 동일한 셀로 식별할 수 있도록 하기 위해서는 기지국들에 대해 동일한 셀 식별번호가 할당되어야 한다. 이를 위해서는 어떤 기지국들이 동일한 셀로 식별될 것인지 미리 결정되어야 하지만 클러스터링 후에만 동일한 셀로 식별될 기지국들을 결정하는 것이 가능다. 즉, 이와 같이 클러스터링 절차가 선행된 후에만 클러스터에 포함된 기지국들에 대해 동일한 셀 식별번호를 할당하여 하나의 셀로 만드는 방식은 비효율적이다
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 효과적으로 클러스터링(clustering)과 파일럿 할당을 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 제1 단말, 제2 단말 및 제3 단말의 초기 위치에서의 클러스터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 단말의 이동에 따른 리-클러스터링(re-clustering)을 나타내는 도면이다.
도 4a는 본 개시의 제1 실시예에 따라 액세스 포인트들이 단말에게 다운링크 동기화 신호들을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 본 개시의 제1 실시예에 따라 마스터 액세스 포인트를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4c는 본 개시의 제1 실시예에 따라 단말이 파일럿 신호들을 이웃 액세스 포인트들에게 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4d는 본 개시의 제1 실시예에 따라 클러스터링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 개시의 제2 실시예에 따라 마스터 액세스 포인트로부터 CPU에게 할당된 파일럿에 대한 정보를 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 본 개시의 제2 실시예에 따라 단말이 파일럿 신호들을 이웃 액세스 포인트들에게 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5c는 본 개시의 제2 실시예에 따라 클러스터링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 개시의 제3 실시예에 따라 이웃 액세스 포인트들이 단말에게 다운링크 동기화 신호들을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 개시의 제3 실시예에 따라 단말이 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6c는 본 개시의 제3 실시에에 따라 이웃 액세스 포인트들이 CPU에게 채널 상태에 대한 정보를 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6d는 본 개시의 제3 실시예에 따라 클러스터링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6e는 본 개시의 제3 실시예에 따라 할당된 파일럿에 기초하여 단말이 파일럿 신호들을 이웃 액세스 포인트들에게 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링을 나타내는 시퀀스 다이어그램이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9은 제3 실시예에 따른 단말의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 제3 실시예에 따른 CPU의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 AP의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 14은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 CPU의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 15는 핸드오버 과정에서 비경쟁(non-contention)에 기초한 랜덤 액세스를 이용하여 신호 세기 및 타이밍 어드밴스(timing advance, TA)를 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 제1 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링과 제3 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링에 대한 시뮬레이션 결과이다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 ‘~부’는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 설명하기로 한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명에서, 물리 채널(physical channel)과 신호(signal)는 데이터 혹은 제어 신호와 혼용하여 사용될 수 있다. 예를 들어, PDSCH(physical downlink shared channel)는 데이터가 전송되는 물리 채널을 지칭하는 용어이지만, PDSCH는 데이터를 지칭하기 위해서도 사용될 수 있다. 즉, 본 개시에서, '물리 채널을 송신한다'는 표현은 '물리 채널을 통해 데이터 또는 신호를 송신한다'는 표현과 동등하게 해석될 수 있다.
이하 본 개시에서, 상위 시그널링은 기지국에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말로, 또는 단말에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국으로 전달되는 신호 전달 방법을 뜻한다. 상위 시그널링은 RRC(radio resource control) 시그널링 또는 MAC(media access control) 제어 요소(control element, CE)로 이해될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP NR(3rd Generation Partnership Project NR (New Radio)) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 본 개시에서 gNB는 설명의 편의를 위하여 eNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, MTC 기기, NB-IoT 기기, 센서 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B (gNB), eNode B (eNB), Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
5G 이후 차세대 이동 통신에서 초고주파(mmWave) 대역을 사용하면서, 기하급수적으로 증가하는 단말을 지원하기 위해서 단말을 협력하여 서빙하는 액세스 포인트들의 개수가 증가할 수 있다. 무선 통신 시스템에 포함된 액세스 포인트들의 개수가 단말들의 개수보다 훨씬 많아짐에 따라 복수의 액세스 포인트들이 협력하여 단일 단말을 서빙할 수 있다. 이와 같은 유저 중심의 액세스가 가능한 무선 통신 시스템은 셀-프리 무선 통신 시스템 또는 셀 경계가 없는 대규모 multiple-input and multiple-output (MIMO)로 지칭될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 클러스터는 단말을 서빙하는 복수의 액세스 포인트들의 집합을 의미하며, 단말은 클러스터에 포함된 액세스 포인트들에게 단말과 액세스 포인트들 각각 간 채널 추정을 위해 사용되는 파일럿 신호들을 전송할 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 일 실시얘에서 클러스터링은, 단말을 서빙하는 복수의 포인트들의 집합이 형성되는 것을 의미할 수 있다.
셀-프리 무선 통신 시스템에서는 복수의 액세스 포인트들이 단말을 서빙함에 따라, 잠정적인 간섭 이슈들이 해소될 수 있다.
한편, 셀-프리 무선 통신 시스템에서는 효과적으로 파일럿이 할당되고, 클러스터가 결정될 필요가 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신에서의 방법에 있어서, 방법은 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해 공유되는 복수의 동기화 신호들을 상기 단말에게 전송하는 단계; 상기 단말에 의해, 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 복수의 프리앰블 신호들을 수신함으로써 상기 단말과 상기 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 timing advance (TA) 정보를 결정하는 단계; 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 채널 상태 정보를 상기 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 Central Processing Unit (CPU)에게 전송하는 단계; 상기 CPU에 의해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여, 상기 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 상기 단말을 서빙(serve)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 동작을 수행하는 단계; 및 상기 단말에 의해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호들을 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신에서의 단말에 대한 방법에 있어서, 방법은 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들로부터 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해 공유되는 복수의 동기화 신호들을 수신하는 단계; 상기 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하는 단계; 상기 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 상기 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행하는 단계; 상기 단말을 서빙(serve)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터에 포함된 대표 액세스 포인트로부터 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호를 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신에서의 Central Processing Unit (CPU)에 대한 방법에 있어서, 방법은 단말 및 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 Timing Advance(TA) 정보를 상기 제1 액세스 포인트들로부터 수신하는 단계; 상기 채널 상태 정보에 기초하여, 상기 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 상기 단말을 서빙(serve)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 동작을 수행하는 단계; 상기 제1 액세스 포인트들 중에서 상기 단말에게 상기 랜덤 액세스에 대한 응답을 전송하는 대표 액세스 포인트를 선택하는 단계; 및 상기 대표 액세스 포인트를 통해 상기 할당된 파일럿 및 상기 결정된 클러스터에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신에서의 방법에 있어서, 방법은 마스터 액세스 포인트에 의해, 단말과 관련된 파일럿 할당에 대한 정보를 상기 단말 및 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 Central Processing Unit (CPU)에게 전송하는 단계; 상기 CPU에 의해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보를 상기 마스터 액세스 포인트로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계; 상기 단말에 의해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호들을 상기 복수의 제2 액세스 포인트들 및 상기 마스터 액세스 포인트에게 전송하는 단계; 상기 복수의 제2 액세스 포인트들 및 상기 마스터 액세스 포인트에 의해, 상기 파일럿 신호들에 기초하여 채널 상태 정보를 결정하는 단계; 상기 제2 액세스 포인트들에 의해, 상기 채널 상태 정보를 상기 CPU에게 전송하는 단계; 상기 CPU에 의해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여, 상기 단말을 서빙(serve)하는 제3 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 단계; 상기 CPU에 의해, 상기 결정된 클러스터에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계; 및 상기 단말에 의해, 상기 파일럿 신호들을 상기 제3 액세스 포인트들에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신에서의 단말에 있어서, 상기 단말은 트랜시버; 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 트랜시버를 통해, 복수의 동기화 신호들을 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들로부터 수신하고, 상기 트랜시버를 통해, 상기 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하며, 상기 트랜시버를 통해 상기 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 상기 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행하고, 상기 트랜시버를 통해, 상기 단말을 서빙(serve)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터에 포함된 대표 액세스 포인트로부터 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 수신하며, 상기 트랜시버를 통해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호를 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템(100)은 Central Processing Unit (CPU)(120), 복수의 액세스 포인트(AP)들(140-1 내지 140-M) 및 복수의 단말들(160-1 내지 160-K)을 포함할 수 있다.
CPU(120)는 프론트홀(front-haul)을 통해 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)과 연결될 수 있다. CPU(120)는 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)이 서빙(serve)하는 단말들(160-1 내지 160-K)의 신호들을 조직화(coordinate)하고 처리(process)할 수 있다.
CPU(120)가 반드시 물리적인 유닛으로 한정되는 것은 아니며, CPU(120)는 네트워크에서 수행되어야 하는 중앙집중화된 프로세싱 태스크(centralized processing task)들의 집합일 수 있다. 예를 들어, 중앙집중화된 프로세싱을 위해 복수의 AP들(140-1 내지 140-M) 각각은 프론트 홀을 통해 엣지-클라우드 프로세서에 연결될 수 있으며, CPU 태스크(task)들은 복수의 엣지-클라우드 프로세서들에게 분배될 수 있다. 이 경우에, CPU(120)는 엣지-클라우드 프로세서라는 물리적인 유닛에 대응할 수 있다.
다른 일 예로, 로컬 프로세서들을 각각 포함하는 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)이 백홀(back-haul)을 통해 코어 네트워크에 연결된 경우에, 물리적인 CPU는 존재하지 않을 수 있다. 다만, 이 경우에, CPU의 태스크들은 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)에게 분배될 수 있다. 예를 들어, CPU(120)에게/로부터 정보가 전송되면, 사실상 CPU 태스크를 수행하는 AP에게/로부터 정보가 전송되는 것일 수 있다.
복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 각각 복수 개의 안테나들을 포함할 수 있으며, 이하 복수의 AP들(140-1 내지 140-M) 각각이 N개의 안테나들을 포함하는 경우로 설명한다. 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 높은 용량(high-capacity)을 갖는 프론트홀을 통해 CPU(120)와 연결될 수 있다. 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 기저대역(baseband) 프로세싱 또는 라디오-밴드 프로세싱을 수행할 수 있다. 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 복수의 단말들(160-1 내지 160-K)을 서빙할 수 있다. 도 1은 설명의 편의를 위해 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)이 서로 밀접하게 위치하도록 도시하고 있지만, 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 동일한 곳에 위치하지 않을 수 있다(Not-colocated).
도 1 에 도시된 무선 통신 시스템(100)은 많은 개수의 AP들이 비교적 적은 개수의 단말들을 서빙하는 초밀도 환경(Ultra-Dense Environment)을 가질 수 있다. 무선 통신 시스템(100)은 M개의 AP들(140-1 내지 140-M) 및 K개의 단말들(160-1 내지 160-K)을 포함할 수 있으며, 'M'의 값은 'N'의 값보다 훨씬 클 수 있다. 이처럼, 단말들(160-1 내지 160-K)의 개수보다 AP들(140-1 내지 140-M)의 개수가 훨씬 많은 무선 통신 시스템(100)에서는 자치적(autonomous)인 셀이 생성될 필요 없이, 복수의 AP들이 협력하여 동시에 단말을 서빙할 수 있다. 이와 같은 무선 통신 시스템(100)은 셀 경계가 없는 대규모 다중 분산 안테나(Cell-free massive MIMO) 시스템으로 지칭될 수 있다.
셀 경계가 없는 대규모 다중 분산 안테나(Cell-free massive MIMO) 시스템에서는 단말 별로 단말에게 동시에 데이터를 전송하는 AP들의 집합을 결정하는 유저-센트릭(user-centric) 클러스터링이 수행될 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 시스템(100)에서 제k 단말(160-k)을 동시에 서빙하는 AP들을 포함하는 클러스터가 결정되어야 하며, AP들이 제k 단말(160-k)에게 동시에 데이터를 전송하기 위해서는 AP들은 서로 동기화될 수 있다.
클러스터링은 무선 통신 시스템(100)의 확장성(scalability)를 위해 필요할 수 있다. 예를 들어, 클러스터링을 하지 않을 경우에, 무선 통신 시스템(100)에 포함된 단말의 개수가 기하급수적으로 증가하면, CPU(120)가 단말 별로 파워 컨트롤, 파일럿 검출 및 데이터 프로세싱 등을 수행하기 위한 복잡도가 과도하게 증가할 수 있다. 반대로, 복수의 AP들이 각각 복수 단말들을 일대일로 서빙할 경우에는 확장성은 좋아질 수 있겠지만, 단일 단말을 서빙하는 AP의 개수가 1개뿐이므로 셀 경계가 존재하게 되어 전체적으로 전송 성능이 나빠질 수 있다. 단말에 이웃한 AP들 중 단말을 서빙할 수 있는 AP들로 클러스터를 구성함으로써, 확장성 및 평균 성능을 모두 보장할 수 있다.
복수의 단말들(160-1 내지 160-K)은 각각 대응하는 클러스터에 포함된 AP들에 의해 서빙될 수 있다. 복수의 단말들(160-1 내지 160-K)은 유저 멀티플렉싱을 위한 채널들로 시간/주파수 라디오 자원들을 분리하지 않고, 전체(entire) 시간/주파수 라디오 자원들을 공유할 수 있다. 복수의 단말들(160-1 내지 160-K)는 채널 상태의 추정을 위한 파일럿 신호들을 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 제k 단말(160-k)는 제k 단말(160-k)에 대한 클러스터에 포함된 복수의 AP들에게 파일럿 신호들을 전송할 수 있으며, 복수의 AP들은 파일럿 신호들에 기초하여, 복수의 AP들 각각과 제k 단말(160-k) 간 채널 상태를 추정할 수 있다.
제k 단말(160-k)과 제m AP(140-m) 간 채널 상태 정보를 나타내는 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000001
)는 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000002
수학식 1을 참조하면, 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000003
)는 라지-스케일(large-scale) 채널 계수(coefficient)(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000004
)와 스몰-스케일(small-scale) 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000005
)에 기초하여 결정될 수 있다. 스몰-스케일 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000006
)는 라지-스케일 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000007
)에 비해 보다 빈번히 변하며, 스몰-스케일 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000008
)가 일정한 값으로 유지되는 시간을 채널 코히런스 시구간이라고 하고, 그 주기를 정의할 수 있다. 예를 들어, 복수의 채널 코히런스 시구간들 동안 라지-스케일 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000009
)는 일정한 값으로 유지될 수 있다. 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 주기적으로 다운 링크 동기화 신호들을 복수의 단말들(160-1 내지 160-K)에게 전송할 수 있으며, 설명의 편의를 위해, 다운 링크 동기화 신호들이 전송되는 주기 동안 라지-스케일 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000010
)가 일정한 값으로 유지되는 경우로 이하 설명한다.
채널 코히런스 시구간에서의 독립적인 상관 레일리 페이딩 인지(independent correlated Rayleigh fading realization)는 아래 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000011
채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000012
)는 컴플랙스 가우시안 분포(complex Gaussian distribution)를 갖는 램덤 변수로 나타낼 수 있으며, 이때 컴플랙스 가우시안 분포의 평균 값은 '0'의 값을 갖는다고 가정한다. 컴플랙스 가우시안 분포의 공분산(covariance)는 행렬로 나타낼 수 있으며, 공분산 행렬(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000013
)의 구성 요소(element)들의 값은 AP들로부터 전송된 다운 링크 동기화 신호의 세기이다. 공분산 행렬(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000014
)의 모든 구성 요소들의 합은 라지-스케일 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000015
)이다.
제k 단말(160-k)과 복수의 AP들(140-1 내지 140-M) 각각 간의 채널 상태를 나타내는 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000016
)는 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000017
채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000018
)는 제1 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000019
)내지 제M 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000020
)를 포함할 수 있으며, 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000021
)의 구성 요소들은 각각 복소수로 나타낼 수 있다. 제1 채널 백터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000022
) 및 제M 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000023
)는 각각 제k 단말(160-k)와 제1 AP(140-1) 간의 채널 상태 및 제k 단말(160-k)와 제M AP(140-M) 간의 채널 상태를 나타낼 수 있다.
복수의 AP들(140-1 내지 140-M)은 복수의 단말들(160-1 내지 160-K)로부터 전송된 파일럿 신호들에 기초하여, 복수의 AP들(140-1 내지 140-M)과 복수의 단말들(160-1 내지 160-K) 간 채널 상태를 추정할 수 있다. 예를 들어, 제m AP(140-m)는 제m AP(140-m)가 서빙하는 단말들로부터 전송된 파일럿 신호들에 기초하여, 제m AP(140-m)와 제k 단말(160-k) 간 채널 상태를 추정함으로써, 추정된 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000024
)를 결정할 수 있다. 선택적으로, 파일럿 신호들은 단말의 송신 파워, 처리 이득 및 열 잡음(thermal noise) 등에 의해 결정될 수 있다. 제m AP(140-m)는 파일럿 신호들에 기초하여, 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000025
)에 대한 mean-squared-error(MMSE)를 사용하여 추정한 결과를 추정된 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000026
)로 결정할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
전송 프레임(FRAME)은
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000027
개의 파일럿 전송 심볼들,
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000028
개의 업링크 데이터 전송 심볼들 및
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000029
개의 다운링크 데이터 전송 심볼들을 포함할 수 있다. 전송 프레임(FRAME)은 스몰-스케일 채널 벡터(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000030
)가 일정한 값으로 유지되는 시간인 제1 채널 코히런스 시구간보다 작거나 같은 값을 가질 수 있다. 선택적으로, 제1 채널 코히런스 시구간은
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000031
개의 심볼들을 포함할 수 있다. 전송 프레임(FRAME)에 포함된 심볼들의 개수는
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000032
,
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000033
및
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000034
를 모두 합한 결과일 수 있다. 도 2는 전송 프레임(FRAME)에 포함된 심볼들의 개수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000035
)와 제1 채널 코히런스 시간에 포함된 심볼들의 개수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000036
)가 같은 경우를 나타내고 있다.
라지-스케일(large-scale) 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000037
)가 일정한 값으로 유지되는 시간인 제2 채널 코히런스 시구간은
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000038
개의 심볼들을 포함할 수 있으며, 복수의 제1 채널 코히런스 시구간들을 포함할 수 있다. 파일럿 전송을 위해 할당된 파일럿 전송 심볼들의 개수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000039
)가 간섭하는 사용자들의 수보다 작으면, 파일럿 오염(contamination) 및 채널 추정에서 후속 에러가 발생할 수 있다. 동일한 라디오 자원들을 공유하는 사용자들의 수가 소정의 임계치보다 높으면, 파일럿 오염으로 인한 채널 추정 에러는 가우시안 랜덤 백터로 모델링될 수 있다.
도 2에 도시된 파일럿 전송 심볼들, 업링크 데이터 전송 심볼들 및 다운링크 데이터 전송 심볼들이 배치된 순서는 일 예에 불과하며, 파일럿 전송 심볼들이 업링크 데이터 전송 심볼들과 인터레이싱(interlacing)될 수도 있다. 이 경우에, 파일럿 전송 심볼들은 Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM) 시스템의 OFDM 심볼들에서 서로 다른 서브 캐리어들에 맵핑될 수 있다.
예를 들어, 간섭하는 단말들의 수는 단일 AP가 서빙하는 단말들의 개수일 수 있으며, 만약 파일럿 전송 심볼들(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000040
)의 개수가 단일 AP가 서빙하는 단말들의 개수보다 작은 경우에, 복수의 단말들이 동일한 파일럿 전송 심볼을 공유하거나, 복수의 단말들에게 직교하지 않는 파일럿 전송 심볼들이 할당되는 파일럿 오염(contamination) 발생할 수 있다. 파일럿이 오염되어 복수의 단말들이 동일한 파일럿을 공유할 경우에, AP는 동일한 파일럿을 공유하는 단말들을 구분하기 어렵기 때문에 채널 추정에서 에러가 발생할 수 있다. 따라서, 상관관계(correlated)가 있거나 동일한 파일럿을 최소한의 간섭을 야기하는 단말들간에 할당할 필요가 있다.
도 3a 및 도 3b는 단말의 이동에 따른 리-클러스터링을 나타내는 도면이다.
도 3a는 제1 단말(310), 제2 단말(320) 및 제3 단말(330)의 초기 위치를 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 제1 단말(310)에 대한 제1 클러스터(340)에 포함된 복수의 AP들(311,312,313,314,316,318)은 제1 단말(310)을 서빙할 수 있다. 또한, 제2 단말(320)에 대한 제2 클러스터(350)에 포함된 복수의 AP들(311,313,321,322,324)은 제2 단말(320)을 서빙할 수 있다. 또한, 제3 단말(330)에 대한 제3 클러스터(360)에 포함된 복수의 AP들(321,332,334,336,338)은 제3 단말(330)을 서빙할 수 있다.
제1 단말(310)과 제2 단말(320)은, 제1 단말(310)과 제3 단말(330) 등과 비교하여, 비교적으로 가까운 거리에 위치할 수 있다.
제1 단말(310)과 제2 단말(320)은 물리적으로 비교적 가까운 거리에 위치하므로 제1 클러스터(340)와 제2 클러스터(350)은 2개의 AP들(311, 313)을 공유할 수 있다. 또한, 제2 단말(320)과 제3 단말(330)도 물리적으로 비교적 가까운 거리에 위치하므로 제2 클러스터(350)과 제3 클러스터(360)는 1개의 AP(321)를 공유할 수 있다. 반면, 제1 단말(310)과 제3 단말(330)은 물리적으로 먼 거리에 위치하므로 제1 클러스터(340)와 제3 클러스터(360)는 AP를 공유하지 않을 수 있다. 즉, 제1 단말(310)과 제3 단말(330)을 동시에 서빙하는 AP가 존재하지 않으므로, 제1 단말(310)과 제3 단말(330)에 동일한 파일럿을 할당하여도 채널 추정에 있어서 문제가 발생하지 않는다.
도 3b는 제1 단말(310) 및 제3 단말(330)이 이동한 이후에 제1 단말(310), 제2 단말(320) 및 제3 단말(330) 위치를 나타낸다.
도 3b를 참조하면, 제1 단말(310)이 이동할 경우에, 기존에 제1 단말(310)을 서빙했던 AP들(311,312,313,314,316,318)은 제1 단말(310)과 거리가 멀어져서 더 이상 제1 단말(310)을 서빙할 수 없다. 따라서, 제1 단말(310)로부터 소정 거리 이내에 위치한 AP들이 제1 단말(310)을 서빙할 수 있도록 리-클러스터링이 수행될 필요가 있다.
이동한 제1 단말(310)에 대해 리-클러스터링된 제1 클러스터(380)에 포함된 복수의 AP들(341,343,348,352,354)은 제1 단말(310)을 서빙할 수 있다. 또한, 이동한 제3 단말(330)에 대해 리-클러스터링된 제3 클러스터(370)에 포함된 복수의 AP들(341,343,344,346)은 제3 단말(330)을 서빙할 수 있다.
제1 단말(310)과 제3 단말(330)은 물리적으로 비교적 가까운 거리에 위치하므로 제1 클러스터(380)와 제3 클러스터(370)는 2개의 AP들(341, 343)을 공유할 수 있다. 반면, 제2 단말(320)은 제1 단말(310) 및 제3 단말(330)과 물리적으로 먼 거리에 위치하므로, 제2 클러스터(350)는 제1 클러스터(380) 및 제3 클러스터(370)와 AP를 공유하지 않을 수 있다.
제1 단말(310) 및 제3 단말(330)이 이동하여 리-클러스터링이 수행된 결과, 제1 단말(310)과 제3 단말(330)을 동시에 서빙하는 AP들(341, 343) 존재하므로, 제1 단말(310)과 제3 단말(330)에 동일한 파일럿을 할당하면 채널 추정에 있어서 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 제1 단말(310)과 제3 단말(330)에 서로 다른 파일럿을 할당할 필요가 있다. 이처럼, 단말이 이동함에 따라 리-클러스터링 및 파일럿 할당이 수행되어야 하므로, 리-클러스터링 및 파일럿 할당을 동시에 효과적으로 수행할 수 있는 방법이 요구된다.
도 4a 내지 도 4d는 제1 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 개시의 제1 실시예에 따라 액세스 포인트들이 단말에게 다운링크 동기화 신호들을 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 단말(406)로부터 소정 거리 이내에 위치한 제1 이웃 AP들(414,424,434,444,454,464)은 단말(406)에게 각각 제1 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL1) 내지 제6 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL6)를 전송할 수 있다. 제1 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL1) 내지 제6 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL6)는 각각 식별 정보를 포함할 수 있으며, 단말(406)은 식별 정보에 기초하여 제1 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL1) 내지 제6 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL6)가 어떤 AP로부터 전송되는지 결정할 수 있다.
단말(406)은 제1 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL1) 내지 제6 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL5)에 기초하여, 제1 이웃 AP들(414,424,434,444,454,464)에게 데이터를 전송할 수 있는 시점을 결정할 수 있다.
또한, 단말(406)은 다운링크 동기화 신호의 세기에 기초하여 제1 이웃 AP들(414,424,434,444,454,464) 중 파일럿 할당을 위한 마스터 AP를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말(406)은 제1 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL1) 내지 제6 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL6)의 세기를 측정할 수 있다. 단말(406)은 제1 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL1) 내지 제6 다운링크 동기화 신호(SIGNAL_DL6)의 세기에 대한 최대값을 결정할 수 있다. 단말(406)은 최대값을 갖는 다운링크 동기화 신호를 전송한 AP(424)를 마스터 AP(MASTER_AP)로 결정할 수 있다.
도 4b는 본 개시의 제1 실시예에 따라 마스터 액세스 포인트를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 단말(406)은 마스터 AP(424)에게 랜덤 액세스 신호(RA)를 전송함으로써 마스터 AP(424)와의 접속을 시도한다. 선택적으로, 랜덤 액세스 신호(RA)는 프리앰블 신호를 포함할 수 있다. 마스터 AP(424)는 랜덤 액세스를 수행하는 동안 프리앰블 신호에 기초하여 전파 지연(propagation delay)에 따른 timing advance(TA)를 결정할 수 있다.
또한, 마스터 AP(424)는 마스터 AP(424)가 서빙하는 단말들에 기초하여, 채널 추정을 위한 파일럿을 할당할 수 있다. 예를 들어, 마스터 AP(424)는 마스터 AP(424)가 서빙하는 단말들로부터 전송된 파일럿 신호들에 대한 상관 행렬(correlation matrix)에 기초하여, 단말(406)에 대한 파일럿을 할당할 수 있다. 선택적으로, 마스터 AP(424)는 가장 가용성이 높은 파일럿 또는 가장 오염도가 적은 파일럿을 선택하여 단말(406)에 대한 파일럿을 할당할 수 있다. 마스터 AP(424)는 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)를 단말(406)에게 전송할 수 있다.
도 4c는 본 개시의 제1 실시예에 따라 단말이 파일럿 신호들을 이웃 액세스 포인트들에게 전송하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4c를 참조하면, 마스터 AP(424)는 마스터 AP(424)와 소정 거리 이내에 위치한 제2 이웃 AP들(414,434,444)에게 연결 요청 메시지들(RQ_CONNECT)을 전송할 수 있다. 연결 요청 메시지(RQ_CONNECT)는 마스터 AP(424)가 단말(406)을 서빙하고 있다는 정보 및 단말(406)에 대해 할당된 파일럿에 대한 정보를 포함할 수 있다.
단말(406)은 제2 이웃 AP들(414,434,444)에게 파일럿 신호들(SIG_PILOT)을 전송할 수 있다. 제2 이웃 AP들(414,434,444)은 수신한 파일럿 신호들(SIG_PILOT)에 기초하여, 제2 이웃 AP들(414,434,444) 각각과 단말(406) 간 채널 상태에 대한 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 이웃 AP들(414,434,444)은 단말(406)로부터 수신한 파일럿 신호들(SIG_PILOT)의 세기를 측정함으로써, 채널 상태에 대한 정보를 결정할 수 있다. 선택적으로, 채널 상태에 대한 정보는 채널 통계 정보를 나타내는 라지-스케일(large-scale) 채널 계수를 포함할 수 있다.
도 4d는 본 개시의 제1 실시예에 따라 클러스터링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4d를 참조하면, 제2 이웃 AP들(414,434,444)은 채널 상태에 대한 정보 및 제2 이웃 AP들(414,434,444)이 서빙하고 있는 다른 단말들의 파일럿에 대한 정보에 기초하여, 독자적으로 단말(406)을 서빙할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 이웃 AP들(414,434,444)은 단말(406)로부터 전송된 파일럿 신호의 세기가 약하거나, 제2 이웃 AP들(414,434,444)이 서빙하고 있는 다른 단말의 파일럿과 단말(406)의 파일럿의 상관관계가 높은 경우에, 단말(406)을 서빙하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 제2 이웃 AP들(414,434,444)이 독자적으로 단말(406)을 서빙할지 여부에 대해 결정한 결과, 제2 이웃 AP들(414,434,444) 중 단말(406)을 서빙하는 것으로 결정한 일부 AP들(414,434)을 포함하는 클러스터(410)가 결정될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한 제1 실시예에 따른 클러스터링 및 파일럿 할당은 중앙집중화된 방식을 사용하지 않는다. 제1 실시예에 따른 클러스터링은 클러스터링 및 파일럿 할당을 수행하기 위해 마스터 AP 주변에 위치한 AP들에 의해 추정된 채널 상태 정보만 요구되므로 확장성(scalable)이 뛰어나지만, CPU가 중앙집중적으로 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행함으로써 얻을 수 있는 성능 이득을 활용하지 못하는 단점이 있다.
예를 들어, 마스터 AP(424)는 제2 이웃 AP들(414,434,444)과 연결된 다른 단말들의 파일럿을 고려하지 않고, 독자적으로 파일럿을 할당하므로, 마스터 AP(424)에 의해 할당된 파일럿이 제2 이웃 AP들(414,434,444)에 의해 사용되지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 또는, 마스터 AP(424)에 의해 할당된 파일럿이 모든 제2 이웃 AP들(414,434,444)에 의해 사용되지 못할 수 있으며, 이 경우에, 오직 마스터 AP(424)만이 단말(406)을 서빙할 수 있다. 단말(406)을 서빙하는 AP의 개수가 많을수록 단말(406)의 데이터 레이트(data rate)는 증가하므로, 클러스터에 포함된 AP가 마스터 AP(424) 뿐인 경우에, 단말(406)의 데이터 레이트가 현저히 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 제2 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링을 설명하기 위한 도면이다.
제2 실시예에 따른 파일럿 할당은 앞서 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 방식과 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말(506)은 단말(506)로부터 소정 거리 이내에 위치한 제1 이웃 AP들(514,524,534,544,554,564)로부터 제1 다운링크 동기화 신호 내지 제6 다운링크 동기화 신호를 수신할 수 있다. 단말(506)은 제1 다운링크 동기화 신호 내지 제6 다운링크 동기화 신호의 세기에 기초하여, 마스터 AP(524)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말(506)은 채널 상태가 가장 우수한 AP(524)를 마스터 AP(MASTER_AP)로 결정할 수 있다.
단말(506)은 마스터 AP(524)와 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 단말(506)은 마스터 AP(524)에게 프리앰블 신호를 전송함으로써, 랜덤 액세스를 시작할 수 있다. 마스터 AP(524)는 프리앰블 신호 및 마스터 AP(524)가 서빙하는 다른 단말들의 파일럿에 기초하여, 단말(506)에 대한 파일럿을 할당할 수 있다. 랜덤 액세스를 수행하는 과정에서 마스터 AP(524)는 동기를 맞추기 위한 TA를 결정할 수 있다. 마스터 AP(524)는 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)를 단말(506)에게 전송할 수 있다. 단말(506)은 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)에 기초하여 파일럿 신호(SIG_PILOT)를 생성할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 마스터 AP(524)는 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)를 CPU(502)에게 전송할 수 있다. CPU(502)는 마스터 AP(524)로부터 소정 거리 이내에 위치한 제2 이웃 AP들(514,534,544)에게 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)를 전송할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 단말(506)은 파일럿 신호(SIG_PILOT)들을 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524)에게 전송할 수 있다. 제2 이웃 AP들(514,534,544)는 수신한 파일럿 신호들(SIG_PILOT)에 기초하여, 제2 이웃 AP들(514,534,544) 각각과 단말(506) 간 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)를 결정할 수 있다. 또한, 마스터 AP(524)는 수신한 파일럿 신호(SIG_PILOT)에 기초하여, 마스터 AP(524)와 단말(506) 간 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524)는 단말(506)로부터 수신한 파일럿 신호들(SIG_PILOT)의 세기를 측정함으로써, 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)를 결정할 수 있다. 선택적으로, 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)는 채널 통계 정보를 나타내는 라지-스케일(large-scale) 채널 계수를 포함할 수 있다. 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524)는 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)를 CPU(502)에게 전송할 수 있다.
도 5c를 참조하면, CPU(502)는 수신된 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)에 기초하여 클러스터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말(506)에 대한 클러스터(510)는 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524) 중 일부 AP들(514,524,534)만 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, CPU(502)는 최소 요구 전송률(minimum rate requirement)에 기초하여 중앙집중적으로 클러스터링을 수행함으로써 기존의 다른 단말들을 서빙하는 AP들로 하여금 새로운 단말을 서빙하도록 AP들을 재배정할 수 있다. 제2 실시예에 따라 CPU(502)에 의해 중앙집중적으로 클러스터링을 수행함으로써, 제1 실시예에 따라 마스터 AP에 의해 클러스터링을 수행하는 경우와 비교할 때 무선 통신 시스템은 보다 균일한 사용자 경험을 제공할 수 있다.
CPU(502)는 클러스터링을 통해 단말의 접속 전송률(access rate)를 제어할 수 있다. CPU(502)는 무선 통신 시스템에 포함된 단말들 중 데이터 전송률이 최소인 단말의 데이터 전송률을 보장할 수 있도록 무선 자원들을 할당하여 클러스터링을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, CPU(502)는 아래 수학식 4에 따라 업링크 전송을 위한 최소 전송률을 최대화하여 클러스터링을 수행할 수 있다.
[수학식4]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000041
수학식 4에서, 업링크 전송을 위한 제k 단말의 데이터 전송률(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000042
)은 제k 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP들의 집합(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000043
)및 제k 단말에 할당된 전송 파워(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000044
)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제k 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP들의 집합(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000045
)이 더 많은 개수의 AP들을 포함할수록 제k 단말의 데이터 전송률(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000046
)은 증가할 수 있다. 또한, 제k 단말에 할당된 전송 파워(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000047
)가 증가할수록 제k 단말의 데이터 전송률(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000048
)은 증가할 수 있다.
단말들에 대해 일관된 성능을 제공하기 위해서, CPU(502)는 무선 통신 시스템에 포함된 단말들 중 데이터 전송률이 최소인 단말의 데이터 전송률을 최대화할 수 있다. 다만, 제k 단말에 할당된 전송 파워(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000049
)는 단말에 대해 허용되는 최대 전송 파워(P)를 초과할 수 없다.
일 예로, 업링크 데이터 전송에 있어서, Minimum Mean-Squared-Error(MMSE)에 기초한 프리코딩(precoding) 및 제k 유저로부터 수신된 신호에 대한 결합된 Signal-To-Noise Ratio(SINR)은 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000050
집합(P k)는 제k 단말과 적어도 하나의 AP를 공유하는 단말들의 집합을 나타낸다.
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000051
는 제k 단말의 채널 추정 에러 및 부가 잡음(additive noise)를 나타낸다.
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000052
는 채널 백터들의 추정에 대한 연결(concatenation)을 나타내며,
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000053
는 제m 블록(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000054
)과의 블록 대각 클러스터링 행렬을 나타낸다.
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000055
는 N행 N열의 행렬이며, 제k 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP들의 집합(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000056
)에 제m AP가 포함되어 있는지 여부를 식별하도록 설정되며, 제k 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP들의 집합(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000057
)에 제m AP가 포함되어 있지 않은 경우에,
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000058
는 영행렬이다. 클러스터 사이즈가 증가하면 수학식 4의 파라미터들이 증가할 수 있다. 달리 말하면, 클러스터 사이즈가 증가하면 라지-스캐일 채널 계수가 작은 AP들이 클러스터에 포함될 수 있다. 클러스터 사이즈의 증가가 전송 파워의 증가와 결합되면, 단말 각각의 데이터 전송률은 효과적으로 증가될 수 있다.
마찬가지로 CPU(502)는 아래 수학식 6에 따라 다운링크 전송을 위한 최소 전송률을 최대화하여 클러스터링을 수행할 수 있다.
[수학식6]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000059
다운링크 전송을 위한 제k 단말의 데이터 레이트(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000060
)는 제k 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP들의 집합(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000061
) 및 제k 단말에 할당된 전송 파워(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000062
)를 변수로 한 함수로 나타낼 수 있다. 단말들 중에서 일관된 성능을 제공하기 위해서, CPU(502)는 무선 통신 시스템에 포함된 단말들 중 데이터 전송률이 최소인 단말의 데이터 전송률을 최대화할 수 있다.
다만, 제m AP에 의해 제k 단말에게 배정된 전력 일부(portion)(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000063
)를 제m AP에 의해 서빙되는 단말들의 집합(D m)에 대해 모두 합한 값은 제m AP에 대해 할당된 최대 가능한 전송 전력(P m)을 초과할 수 없다.
또한, 제m AP에 의해 제k 단말에게 배정된 전력 일부(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000064
)를 제k 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP들의 집합(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000065
)에 대해 모두 합한 값은 제k 단말에 할당된 전송 전력(p k)을 초과할 수 없다.
CPU(502)는 채널 상태에 대한 정보(INFO_CH)에 기초하여 새로운 파일럿을 할당할 수도 있다. 예를 들어, CPU(502)는 마스터 AP(524)에 의해 할당된 파일럿이 제2 이웃 AP들(514,534,544)에 연결된 다른 단말들의 파일럿과 동일하거나 높은 상관 관계를 갖는 경우에, 제2 이웃 AP들(514,534,544)과 단말(506) 간의 채널 상태는 불량할 수 있다. 이 경우에, CPU(502)는 제2 이웃 AP들(514,534,544)과 연결된 다른 단말들의 파일럿에 대한 정보에 기초하여 새로운 파일럿을 할당할 수 있다.
새로운 파일럿이 할당된 이후에, CPU(502)는 새로 할당된 파일럿에 대한 정보를 단말(506), 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524)에게 전송할 수 있다. 단말(506)은 파일럿에 대한 정보에 기초하여 파일럿 신호들을 생성할 수 있으며, 생성된 파일럿 신호들을 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524)에게 전송할 수 있다. 제2 이웃 AP들(514,534,544) 및 마스터 AP(524)는 파일럿 신호들에 기초하여 채널 상태 정보를 결정할 수 있으며, 채널 상태 정보를 CPU(502)에게 전송할 수 있다. CPU(502)는 채널 상태 정보에 기초하여 클러스터링을 수행함으로써 무선 통신 시스템(100)에 포함된 단말들 중 데이터 전송률이 가장 낮은 단말의 데이터 전송률을 극대화할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 제3 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 단말(606)은 단말(606)로부터 소정 거리 이내에 위치한 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)로부터 다운링크 동기화 신호들(SIGNAL_DL)을 수신할 수 있다. 단말(606)은 임의의 시간/주파수 자원에 할당된 다운링크 동기화 신호를 통해 동기를 맞출 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 다운링크 동기화 신호들(SIGNAL_DL)을 공유할 수 있다. 앞서 설명한 제1 실시예 및 제2 실시예와는 달리, 제3 실시예에서는 단말(606)은 별도의 마스터 AP를 지정하지 않기 때문에, 다운링크 동기화 신호들(SIGNAL_DL)은 식별 정보를 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 식별 정보로 인한 오버헤드가 감소할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 단말(606)은 랜덤 액세스 신호(RA)를 브로드캐스팅할 수 있다. 단말(606)은 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)에게 랜덤 액세스 신호(RA)를 전송할 수도 있다. 선택적으로 랜덤 액세스 신호(RA)는 프리앰블 신호를 포함할 수 있다. 단말(606)은 프리앰블 신호들을 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)에게 전송함으로써, 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)과의 랜덤 액세스를 시작할 수 있다. 랜덤 액세스를 수행하는 동안 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 각각 동기를 맞추기 위한 TA를 결정할 수 있다. 제1 실시예 및 제2 실시예와는 달리, 단말(606)은 특정 AP에게만 프리앰블 신호를 전송하는 것이 아니라, 모든 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)에게 프리앰블 신호들을 전송하므로, 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 프리앰블 신호들을 사용하여 클러스터가 결정되기 전에 미리 TA를 결정할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 결정된 TA에 따라 생성된 TA 정보(INFO_TA)를 CPU(602)에게 전송할 수 있다.
또한, 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 프리앰블 신호들에 기초하여, 채널 상태 정보(INFO_CH)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 채널 상태 정보(INFO_CH)는 라지-스케일 채널 계수를 포함할 수 있다. 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 프리앰블 신호들의 세기를 측정하여 라지-스케일 채널 계수를 결정함으로써, 채널 상태 정보(INFO_CH)를 결정할 수 있다. 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)은 채널 상태 정보(INFO_CH)를 CPU(602)에게 전송할 수 있다.
도 6d를 참조하면, CPU(602)는 채널 상태 정보(INFO_CH)에 기초하여 원-샷으로 파일럿을 할당하고, 클러스터링을 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, CPU(602)는 무선 통신 시스템에서 가장 나쁜 성능을 갖는 단말의 성능을 높이기 위해 앞서 도 5c를 참조하여 설명한 최소 요구 전송률(minimum rate requirement)에 기초하여 클러스터링 및 파일럿 할당을 동시에 수행할 수 있다. 예를 들어, CPU(602)는 단말(606)의 데이터 전송률이 무선 통신 시스템에 포함된 단말들의 데이터 전송률들 중 최소값을 갖는 경우에, 단말(606)을 서빙하는 AP들의 개수가 증가되도록 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행할 수 있다. 구체적으로, CPU(602)는 단말(606)에 대해 제1 이웃 AP들(614,624,634,644,654,664)이 서빙하는 다른 단말들의 파일럿과 상관관계가 낮은 파일럿을 할당할 수 있으며, 다른 단말에 대한 클러스터에 포함된 AP를 단말(606)에 대한 클러스터에 포함시킬 수 있다.
반대로, CPU(602)는 단말(606)의 데이터 전송률이 무선 통신 시스템에 포함된 단말들의 데이터 전송률들 중에 최소값을 갖지 않는 경우에는, 데이터 전송률이 최소인 단말을 서빙하는 AP들의 개수가 증가되도록 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행할 수 있다.
CPU(602)는 클러스터(620)에 포함된 AP들(614,624,634)에게 클러스터에 대한 정보(INFO_CLUSTER) 및 파일럿 할당에 대한 정보(INFO_PA)를 전송할 수 있다. CPU(602)는 클러스터(620)에 포함된 AP들(614,624,634) 중 대표 AP(DELEGATE_AP)를 결정할 수 있다. 예를 들어, CPU(602)는 채널 상태 정보(INFO_CH)에 기초하여 대표 AP(DELEGATE_AP)를 결정할 수 있다. CPU(602)는 라지-스케일 채널 계수가 가장 큰 값을 갖는 AP(614)를 대표 AP(DELEGATE_AP)로 결정할 수 있다.
CPU(602)는 TA 정보(INFO_TA)에 기초하여 타이밍 조정(timing adjustment)를 수행할 수 있다. CPU(602)는 조정된 타이밍에 대한 정보(INFO_AT)를 클러스터(620)에 포함된 AP들(614,624,634)에게 전송할 수 있다.
도 6e를 참조하면, 대표 AP(614)는 단말(606)에게 파일럿 할당에 대한 정보(INFO_PA) 및 클러스터에 대한 정보(INFOR_CLUSTER)를 전송할 수 있다. 또한, 대표 AP(614)는 단말(606)에게 랜덤 액세스에 대한 응답(RP_RA)을 전송할 수 있다. 단말(606)은 파일럿 할당에 대한 정보(INFO_PA)에 기초하여 파일럿 신호(SIG_PILOT)을 생성할 수 있다. 단말(606)은 클러스터에 대한 정보(INFOR_CLUSTER)에 기초하여 클러스터(620)에 포함된 AP들(614,624,634)에게 파일럿 신호(SIG_PILOT)들과 함께 업링크 데이터을 전송할 수 있다.
도 7은 제3 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링을 나타내는 트랜잭션 플로우이다.
단계 S702에서, 단말(710)은 AP들(720)에게 랜덤 액세스 신호들(RA)을 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말(710)은 랜덤 액세스 신호들(RA)을 브로드캐스팅할 수 있고, 단말(710)로부터 소정 거리 이내에 위치한 제1 이웃 AP들은 브로드캐스팅된 랜덤 액세스 신호들(RA)을 수신할 수 있다. 선택적으로 랜덤 액세스 신호는 프리앰블 신호를 포함할 수 있다. 단말(710)은 제1 이웃 AP들로부터 수신한 다운링크 동기화 신호들에 기초하여 랜덤 액세스 신호들을 전송하기 위한 동기를 맞출 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 이웃 AP들은 다운링크 동기화 신호들을 공유할 수 있다. 공유된 다운링크 동기화 신호들은 별도로 식별 정보를 포함하지 않으므로, 다운링크 동기화 신호에 대한 오버헤드가 감소할 수 있다.
단계 S704에서, AP들(720)은 제1 채널 상태 정보(INFO_CH1) 및 TA 정보(INFO_TA)를 CPU(730)에게 전송할 수 있다. 제1 이웃 AP들은 수신된 프리앰블 신호들에 기초하여 단말(710)과 제1 이웃 AP들 간 채널 상태를 나타내는 제1 채널 상태 정보(INFO_CH1)을 결정할 수 있다. 구체적으로, 제1 채널 상태 정보(INFO_CH1)은 라지-스케일 채널 계수를 포함할 수 있으며, 제1 이웃 AP들은 프리앰블 신호들의 세기를 측정하여 라지-스케일 채널 변수를 결정할 수 있다.
제1 이웃 AP들은 수신된 프리앰블 신호들에 기초하여 동기를 맞추기 위한 TA를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 이웃 AP들은 제1 이웃 AP들에 의해 공유되는 다운링크 동기화 신호들을 단말(710)에게 전송하고, 단말(710)은 식별 정보를 포함하지 않는 랜덤 액세스 신호들(RA)을 브로드캐스팅할 수 있다. 브로드캐스팅된 랜덤 액세스 신호(RA)들을 수신한 제1 이웃 AP들은 클러스터링이 수행되기 전에 미리 TA를 결정할 수 있다. 제1 이웃 AP들은 결정된 TA에 기초하여 TA 정보(INFO_TA)를 결정할 수 있다.
단계 S706에서, CPU(730)은 클러스터에 대한 정보(INFO_CLUSTER), 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA) 및 조정된 타이밍에 대한 정보(INFO_AT)를 클러스터에 포함된 AP들에게 전송할 수 있다. CPU(730)는 제1 채널 상태 정보(INFO_CH1)에 기초하여 클러스터링 및 파일럿 할당을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, CPU(730)는 제1 채널 상태 정보(INFO_CH1)에 기초하여 단말(710)의 상대적인 데이터 레이트를 결정할 수 있다. CPU(730)는 무선 통신 시스템에 포함된 복수의 단말들에 대한 데이터 전송률 대비 단말(710)의 데이터 전송률에 기초하여 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행할 수 있다. CPU(730)는 클러스터에 대한 정보(INFO_CLUSTER) 및 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)를 클러스터에 포함된 AP들에게 전송할 수 있다.
예를 들어, 단말(710)의 상대적인 데이터 전송률이 낮은 경우에, CPU(730)는 보다 많은 개수의 AP들이 단말(710)을 서빙할 수 있도록 클러스터링을 수행할 수 있으며, 다른 단말들에 대한 파일럿과 상관관계가 낮은 파일럿을 할당할 수 있다. 단말(710)의 상대적인 데이터 전송률에 기초하여 클러스터링 및 파일럿 할당을 수행함으로써 무선 통신 시스템에 포함된 단말들이 균일한 성능을 보장할 수 있다.
또한, CPU(730)는 수신된 TA 정보(INFO_TA)에 기초하여 타이밍 조정을 수행할 수 있다. CPU(730)는 타이밍 조정을 통해 단말(710)을 동시에 서빙하는 복수의 AP들, 즉 클러스터에 포함된 AP들의 동기를 맞출 수 있으며, 조정된 타이밍에 대한 정보(INFO_AT)를 클러스터에 포함된 AP들에게 전송할 수 있다.
단계 S708에서, AP들(720)은 랜덤 액세스에 대한 응답(RP_RA), 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA) 및 클러스터에 대한 정보(INFO_CLUSTER)를 단말(710)에게 전송할 수 있다. CPU(730)는 클러스터에 포함된 복수의 AP들 중 대표 AP를 결정할 수 있다. 예를 들어, CPU(730)는 제1 채널 상태 정보(INFO_CH1)에 기초하여 대표 AP를 결정할 수 있다. CPU(730)는 클러스터에 포함된 AP들 중에서 라지-스케일 채널 계수가 가장 큰 값을 갖는 AP를 대표 AP로 결정할 수 있다. 대표 AP는 단말(710)에게 랜덤 액세스에 대한 응답(RP_RA), 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA) 및 클러스터에 대한 정보(INFO_CLUSTER)를 전송할 수 있다.
단계 S710에서, 단말(710)은 AP들(720)에게 파일럿 신호들(SIG_PILOT) 및 업링크 데이터(DATA_UL)를 전송할 수 있다. 단말(710)은 할당된 파일럿에 대한 정보(INFO_PA)에 기초하여 파일럿 신호들(SIG_PILOT)을 생성할 수 있다. 단말(710)은 클러스터에 대한 정보(INFO_CLUSTER)에 기초하여 파일럿 신호들(SIG_PILOT)을 클러스터에 포함된 AP들에게 전송할 수 있다.
단계 S712에서, AP들(720)은 CPU(730)에게 제2 채널 상태 정보(INFO_CH2)를 전송할 수 있다. 클러스터에 포함된 AP들은 파일럿 신호들(SIG_PILOT)에 기초하여 제2 채널 상태 정보(IFNO_CH2)를 결정할 수 있다.
단계 S714에서, AP들(720)은 단말(710)에게 다운링크 데이터(DATA_DL)를 전송할 수 있다.
도 8은 제3 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S802에서, 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들은 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해 공유되는 복수의 동기화 신호들을 단말에게 전송할 수 있다. 복수의 동기화 신호들은 식별 정보를 포함하지 않으므로, 동기화 신호의 오버헤드가 감소할 수 있다.
단계 S804에서, 단말은 수신된 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅할 수 있다. 예를 들어, 단말은 병합된 프리앰블들을 포함하는 랜덤 액세스 신호들을 브로드캐스팅할 수 있다. 단말은 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행할 수 있다.
단계 S806에서, 복수의 제1 액세스 포인트들은 복수의 프리앰블 신호들을 수신할 수 있다. 복수의 제1 액세스 포인트들은 단말과 상기 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 timing advance (TA) 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 액세스 포인트들은 프리앰블 신호들의 세기를 측정함으로써, 채널 상태 정보를 결정할 수 있다.
단계 S808에서, 상기 복수의 제1 액세스 포인트들은 채널 상태 정보를 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 CPU에게 전송할 수 있다.
단계 S810에서, CPU는 채널 상태 정보에 기초하여, 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 단말을 서빙하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정할 수 있다. CPU는 제1 액세스 포인트들 중에서 대표 액세스 포인트를 선택할 수 있다. CPU는 대표 액세스 포인트를 통해 단말에게 랜덤 액세스에 대한 응답, 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 전송할 수 있다.
단계 S812에서, 단말은 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 파일럿 신호들을 생성할 수 있다. 단말은 생성된 파일럿 신호들을 제2 액세스 포인트들에게 전송할 수 있다.
도 9은 제3 실시예에 따른 단말의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S902에서, 단말은 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들로부터 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해 공유되는 복수의 동기화 신호들을 수신할 수 있다.
단계 S904에서, 단말은 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅할 수 있다.
단계 S906에서, 단말은 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행할 수 있다.
단계 S908에서, 단말은 단말을 서빙하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터에 포함된 대표 액세스 포인트로부터 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 액세스 포인트들은 단말로부터 수신된 프리앰블 신호들에 기초하여 채널 상태 정보를 결정할 수 있으며, CPU는 채널 상태 정보에 기초하여 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행할 수 있다. 단말은 대표 액세스 포인트로부터 랜덤 액세스에 대한 응답을 수신할 수 있다.
단계 S910에서, 단말은 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호를 제2 액세스 포인트들에게 전송할 수 있다.
도 10은 제3 실시예에 따른 CPU의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1002에서, CPU는 단말 및 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 Timing Advance(TA) 정보를 제1 액세스 포인트들로부터 수신할 수 있다. 채널 상태 정보는 단말로부터 브로드캐스팅된 랜덤 액세스 신호들에 기초하여 제1 액세스 포인트들에 의해 결정될 수 있다. 또한, TA 정보는 단말로부터 브로드캐스팅된 랜덤 액세스 신호들에 기초하여 제1 액세스 포인트들에 의해 결정될 수 있다. 랜덤 액세스 신호들은 제1 액세스 포인트들로부터 전송된 다운 링크 동기화 신호들에 기초하여 단말에 의해 브로드캐스팅될 수 있다.
단계 S1004에서, CPU는 채널 상태 정보에 기초하여, 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 단말을 서빙하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 동작을 원-샷으로 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, CPU가 중앙집중적으로 클러스터링 및 파일럿 할당을 원-샷으로 수행함으로써 무선 통신 시스템에 포함된 단말들의 성능이 균일하게 유지될 수 있다. CPU는 TA 정보에 기초하여, 타이밍 조정을 수행할 수 있다.
단계 S1006에서, CPU는 제1 액세스 포인트들 중에서 단말에게 랜덤 액세스에 대한 응답을 전송하는 대표 액세스 포인트를 선택할 수 있다. 예를 들어, CPU는 채널 상태 정보에 기초하여 클러스터에 포함된 액세스 포인트들 중에서 라지-스케일 계수가 가장 큰 값을 갖는 액세스 포인트를 대표 액세스 포인트로 선택할 수 있다.
단계 S1008에서, CPU는 대표 액세스 포인트를 통해 단말에게 클러스터에 대한 정보 및 파일럿 할당에 대한 정보를 전송할 수 있다. 또한 CPU는 타이밍 조정에 대한 정보를 대표 액세스 포인트를 통해 단말에게 전송할 수 있다.
도 11은 제2 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1102에서, 마스터 액세스 포인트는 단말과 관련된 파일럿 할당에 대한 정보를 단말 및 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 CPU에게 전송할 수 있다. 복수의 제1 액세스 포인트는 복수의 동기화 신호들을 단말에게 전송할 수 있으며, 단말은 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 제1 액세스 포인트들 중에서 마스터 액세스 포인트를 결정할 수 있다. 마스터 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트가 서빙하는 단말들에 기초하여 단말과 관련된 파일럿을 할당할 수 있다.
단계 S1104에서, CPU는 파일럿 할당에 대한 정보를 마스터 액세스 포인트로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제2 액세스 포인트들에게 전송할 수 있다.
단계 S1106에서, 단말은 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호들을 복수의 제2 액세스 포인트들 및 마스터 액세스 포인트에게 전송할 수 있다.
단계 S1108에서, 복수의 제2 액세스 포인트들 및 마스터 액세스 포인트는 파일럿 신호들에 기초하여 채널 상태 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 액세스 포인트들은 단말과 복수의 제2 액세스 포인트들 각각 간 채널 상태에 대한 정보를 결정할 수 있으며, 마스터 액세스 포인트는 단말과 마스터 액세스 포인트 간 채널 상태에 대한 정보를 결정할 수 있다. 복수의 제2 액세스 포인트들은 복수의 파일럿 신호들의 세기에 기초하여, 채널 상태 정보를 결정할 수 있다.
단계 S1110에서, 제2 액세스 포인트들은 채널 상태 정보를 CPU에게 전송할 수 있다.
단계 S1112에서, CPU는 채널 상태 정보에 기초하여, 단말을 서빙하는 제3 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, CPU는 채널 상태 정보에 기초하여, 새로운 파일럿을 할당하기 위한 요청을 마스터 액세스 포인트에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 마스터 액세스 포인트에 의해 할당된 파일럿의 오염도가 심할 경우에 CPU는 새로운 파일럿을 할당하도록 마스터 액세스 포인트에게 요청할 수 있다.
단계 S1114에서, CPU는 결정된 클러스터에 대한 정보를 단말에게 전송할 수 있다.
단계 S1116에서, 단말은 파일럿 신호들을 제3 액세스 포인트들에게 전송할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 단말(1200)은 송수신부(1220), 프로세서(1240) 및 메모리(1260)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 12에 도시된 구성 요소 모두가 단말(1200)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 12에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 단말(1200)이 구현될 수도 있고, 도 12에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 단말(1200)이 구현될 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1220), 프로세서(1240), 메모리(1260)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
일 실시예에서, 송수신부(1220)는 단말(1200)과 유선 또는 무선으로 연결된 AP들 또는 다른 전자 디바이스와 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 송수신부(1220)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1240)로 출력하고, 프로세서(1240)로부터 출력되는 신호를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다. 예를 들면, 송수신부(1220)는 동기를 맞추기 위해 AP들로부터 다운 링크 동기화 신호들을 수신할 수 있다. 송수신부(1220)는 랜덤 액세스를 위해 AP들에게 프리앰블 신호들을 송신할 수 있다. 송수신부(1220)는 AP로부터 파일럿 할당 정보를 수신할 수 있으며, 채널 추정을 위해 AP들에게 파일럿 신호를 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1240)는 단말(1200)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU, GPU 등과 같은 프로세서를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 프로세서(1240)는 단말(1200)를 작동하기 위한 동작을 수행하도록 단말(1200)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1240)는 메모리(1260)에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 저장된 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1240)는 메모리(1260)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 단말(1200)를 작동하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1240)는 AP로 수신한 파일럿 할당 정보에 기초하여 파일럿 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(1260)에는 애플리케이션과 같은 프로그램 및 파일 등과 같은 다양한 종류의 데이터가 설치 및 저장될 수 있다. 프로세서(1240)는 메모리(1260)에 저장된 데이터에 접근하여 이를 이용하거나, 또는 새로운 데이터를 메모리(1260)에 저장할 수도 있다. 즉, 메모리(1260)는 UE(1200)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 UE(1200)에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 AP의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, AP(1300)은 송수신부(1320), 프로세서(1340) 및 메모리(1360)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 13에 도시된 구성 요소 모두가 AP(1300)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 13에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 AP(1300)가 구현될 수도 있고, 도 13에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 AP(1300)가 구현될 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1320), 프로세서(1340), 메모리(1360)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
일 실시예에서, 송수신부(1320)는 AP(1300)와 유선 또는 무선으로 연결된 단말 또는 CPU 또는 다른 전자 디바이스와 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 송수신부(1320)는 단말에게 다운링크 동기화 신호를 송신할 수 있고, 단말로부터 프리앰블 신호를 수신할 수 있다. 또한, 송수신부(1320)는 CPU에게 채널 상태 정보 및 TA 정보를 송신할 수 있고, CPU로부터 파일럿 할당에 대한 정보, 클러스터링에 대한 정보 및 타이밍 조정에 대한 정보를 수신할 수 있다. 송수신부(1320)는 단말로부터 파일럿 신호 및 업링크 데이터를 수신할 수 있다. 송수신부(1320)는 단말에게 다운링크 데이터를 송신할 수도 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1340)는 AP(1300)의 전체적인 동작을 제어하며, CPU, GPU 등과 같은 프로세서를 적어도 하나 이상 포함할 수 있다. 프로세서(1340)는 AP(1300)을 작동하기 위한 동작을 수행하도록 AP(1300)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1340)는 메모리(1360)에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 저장된 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1340)는 메모리(1360)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, AP(1300)을 작동하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1340)는 프리앰블 신호에 기초하여 채널 상태를 추정할 수 있으며, 파일럿 신호에 기초하여 채널 상태를 추정할 수도 있다. 프로세서(1340)는 프리앰블 신호 또는 파일럿 신호에 기초하여 TA를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(1360)에는 애플리케이션과 같은 프로그램 및 파일 등과 같은 다양한 종류의 데이터가 설치 및 저장될 수 있다. 프로세서(1340)는 메모리(1360)에 저장된 데이터에 접근하여 이를 이용하거나, 또는 새로운 데이터를 메모리(1360)에 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 메모리(1360)는 오프셋을 결정하기 위한 임계값을 저장할 수 있다.
도 14은 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 CPU의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, CPU(1400)는 송수신부(1420), 프로세서(1440) 및 메모리(1460)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 14에 도시된 구성 요소 모두가 CPU(1400)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 14에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 CPU(1400)가 구현될 수도 있고, 도 14에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 CPU(1400)가 구현될 수도 있다. 뿐만 아니라 송수신부(1420), 프로세서(1440), 메모리(1460)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.
일 실시예에서, 송수신부(1420)는 CPU(1400)와 유선 또는 무선으로 연결된 AP들 또는 다른 전자 디바이스와 신호를 송수신할 수 있다. 여기에서, 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 송수신부(1420)는 AP들로부터 채널 상태 정보를 수신할 수 있으며, TA 정보를 수신할 수 있다. 송수신부(1420)는 AP에 의해 파일럿이 할당된 경우에 AP로부터 파일럿 할당에 대한 정보를 수신할 수 있으며, CPU(1400)에 의해 파일럿이 할당된 경우에 AP들에게 할당된 파일럿에 대한 정보를 송신할 수 있다. 송수신부(1420)는 AP들에게 클러스터링에 대한 정보 및 조정된 타이밍에 대한 정보를 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(1440)는 CPU(1400)의 전체적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(1340)는 CPU(1400)을 작동하기 위한 동작을 수행하도록 CPU(1400)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1440)는 메모리(1460)에 저장된 프로그램을 실행시키거나, 저장된 파일을 읽어오거나, 새로운 파일을 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 프로세서(1440)는 메모리(1460)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, CPU(1400)를 작동하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1440)는 채널 상태 정보에 기초하여 파일럿 할당 및 클러스터링을 수행할 수 있으며, TA 정보에 기초하여 타이밍 조정을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리(1460)에는 애플리케이션과 같은 프로그램 및 파일 등과 같은 다양한 종류의 데이터가 설치 및 저장될 수 있다. 프로세서(1440)는 메모리(1460)에 저장된 데이터에 접근하여 이를 이용하거나, 또는 새로운 데이터를 메모리(1360)에 저장할 수도 있다. 일 실시예에서, 메모리(1460)는 오프셋을 결정하기 위한 임계값을 저장할 수 있다.
도 15는 핸드오버 과정에서 비경쟁(non-contention) 방식에 기초한 랜덤 액세스를 이용하여 신호 세기 및 타이밍 어드밴스를 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 코히런스 시구간 동안 스몰-스캐일 채널 계수가 일정한 값으로 유지될 수 있으며, 라지-스캐일 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000066
)는 복수의 코히런스 시구간들 동안 일정한 값으로 유지될 수 있다. 라지-스캐일 채널 계수(
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000067
)가 변하는 시점에 새로운 클러스터링이 수행될 수 있으며, 이때 핸드오버 상황이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 초기에 단말은 주변 AP들에 대해 경쟁 방식(contention)에 기초한 랜덤 액세스를 수행할 수 있으며, 이때 비경쟁 방식(non-contention)에 기초한 랜덤 액세스를 위해 프리앰블들의 집합이 예비로 마련(reserve)될 수 있다. CPU는 단말에 대한 클러스터링 및 파일럿 할당을 수행할 수 있다. 이후 핸드 오버 상황이 발생하면, CPU는 단말에 대해 예비로 마련된 프리앰블들의 집합으로부터 프리앰블 시퀀스를 할당할 수 있다. 따라서, 단말은 할당된 프리앰블 시퀀스를 사용하여 비경쟁 방식에 기초한 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 이웃 AP들은 비경쟁 방식에 기초한 랜덤 액세스 신호에 기초하여, 신호의 세기를 측정하고, 동기를 맞추기 위한 TA를 결정할 수 있다.
도 16은 제1 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링과 제3 실시예에 따른 파일럿 할당 및 클러스터링에 대한 시뮬레이션 결과이다.
제안된 방식을 LTE/NR 표준 규격에 따라 구현하여 성능을 살펴보며, 구현 예시를 위한 시뮬레이션 파라미터는 아래 테이블 1과 같다.
[테이블 1]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000068
Preamble
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000069
는 길이가
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000070
인 Zadoff-Chu (ZC) sequence를 사용하고, 이때 루트(root)는 다음 수학식 7과 같다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000071
프리앰블 시퀀스(Preamble sequence)의 인덱스(index)는 아래 수학식 8과 같다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000072
각 AP에 하나의 root가 할당되고, 동일한 root를 갖는 프리앰블 간에는 상관 관계가 0이 되어 서로 간섭이 발생하지 않는다. 한편, 인접 셀의 프리앰블로 인해서는 셀간 간섭이 발생한다. m번째 AP에서 수신된 프리앰블 신호는 다음과 같이 수학식 9로 모델링할 수 있다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000073
수학식9에서 1(u,l)는 제k 단말이 프리앰블
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000074
을 전송했을 때 1로 되는 지시자이며,
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000075
는 convolution 연산자이다.
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000076
이면
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000077
이고, 그렇지 않으면 제로 벡터(zero vector)이다.
제1 실시예에 따른 클러스터링에서 제k 단말이 제m AP를 마스터 AP로 선택했으면, 단말은 제m AP에 할당된 프리앰블 중의 하나를 사용한다. 예를 들어, root u*의 프리앰블이 제m AP에 할당되었다면, 즉 프리앰블이
Figure PCTKR2020008550-appb-img-000078
이면, 마스터 AP는 수학식 9의 두 번째 항을 다른 셀 간섭으로 간주하게 된다.
제3 실시예에 따른 clustering의 경우에는 모든 AP들이 다수 루트(root)로부터 만들어진 프리앰블들을 공유하므로, 모든 AP들은 단말이 랜덤 액세스를 위해 전송한 프리앰블을 검출하면서 해당 채널의 이득을 추정할 수 있다. 이렇게 추정된 채널 이득을 이용하여 CPU에서는 maximal-ratio combination에 의해 신호를 결합해낼 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 방식을 구현했을 때 성능을 예시한 것이다.
도 16은 제1 실시예에 따른 클러스터링에서 마스터 AP기반의 랜덤 액세스 방식과 제3 실시예에 따른 클러스터링에서 프리앰블 검출 실패율(misdetection rate) 성능을 보여주고 있다. 도 16에서 Master TP-based RA는 제1 실시예에 따른 클러스터링에 대응되며, Broadcast RA는 제3 실시예에 따른 클러스터링에 대응된다.
제3 실시예에 따른 클러스터링에서 단말이 전송하여 브로드캐스팅된 프리앰블을 다수의 AP가 수신함으로써 다이버시티 이득을 얻게 되어 preamble 검출 실패율 성능이 향상되는 것을 볼 수 있다. 한편, 제1 실시예에 따른 클러스터링의 경우에는 다른 사용자들로부터의 프리앰블 전송으로 인하여 매우 심각한 성능 열화를 겪는 것을 알 수 있다. preamble들은 각 AP마다 배타적으로 지정된 집합에서 선택되지만, 이들이 서로 직교적이지 않기 때문에 다른 단말이 다른 AP를 마스터 AP로 선택했다면 이들 프리앰블들 간에는 서로 간섭을 야기하게 된다.
제1 실시예에 따른 클러스터링 및 제3 실시예에 따른 클러스터링은 랜덤 액세스 과정에서 동일한 충돌 확률을 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제3 실시예에 따른 클러스터링은 제1 실시예에 따른 클러스터링과 동일한 충돌 확률을 가지면서 preamble 전송 성공 확률 성능이 더 좋다.
개시된 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다.
컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서,'비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
또한, 개시된 실시예들에 따른 제어 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은 S/W 프로그램, S/W 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 제품은 디바이스의 제조사 또는 전자 마켓(예, 구글 플레이 스토어, 앱 스토어)을 통해 전자적으로 배포되는 S/W 프로그램 형태의 상품(예, 다운로더블 앱)을 포함할 수 있다. 전자적 배포를 위하여, S/W 프로그램의 적어도 일부는 저장 매체에 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다. 이 경우, 저장 매체는 제조사의 서버, 전자 마켓의 서버, 또는 SW 프로그램을 임시적으로 저장하는 중계 서버의 저장매체가 될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 제품은, 서버 및 디바이스로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 디바이스의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 디바이스와 통신 연결되는 제 3 장치(예, 스마트폰)가 존재하는 경우, 컴퓨터 프로그램 제품은 제 3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 컴퓨터 프로그램 제품은 서버로부터 디바이스 또는 제 3 장치로 전송되거나, 제 3 장치로부터 디바이스로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.
이 경우, 서버, 디바이스 및 제 3 장치 중 하나가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 디바이스 및 제 3 장치 중 둘 이상이 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 서버와 통신 연결된 디바이스가 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 제 3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여, 제 3 장치와 통신 연결된 디바이스가 개시된 실시예에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다. 제 3 장치가 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하는 경우, 제 3 장치는 서버로부터 컴퓨터 프로그램 제품을 다운로드하고, 다운로드 된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행할 수 있다. 또는, 제 3 장치는 프리로드 된 상태로 제공된 컴퓨터 프로그램 제품을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예들이 전술되었다. 전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시의 실시예들은 개시된 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신에서의 방법에 있어서, 상기 방법은
    단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해 공유되는 복수의 동기화 신호들을 상기 단말에게 전송하는 단계;
    상기 단말에 의해, 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 복수의 프리앰블 신호들을 수신함으로써 상기 단말과 상기 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 TA(timing advance) 정보를 결정하는 단계;
    상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 채널 상태 정보를 상기 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 CPU(Central Processing Unit)에게 전송하는 단계;
    상기 CPU에 의해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여, 상기 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 상기 단말을 서빙(serving)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 단말에 의해, 상기 파일럿의 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호들을 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 단말에 의해, 상기 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 상기 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행하는 단계;
    상기 CPU에 의해, 상기 제1 액세스 포인트들 중에서 대표 액세스 포인트를 선택하는 단계; 및
    상기 대표 액세스 포인트에 의해, 상기 단말에게 상기 랜덤 액세스에 대한 응답을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 CPU에 의해, 대표 액세스 포인트를 통해 파일럿 할당에 대한 정보 및 상기 결정된 클러스터에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보 및 상기 TA 정보를 결정하는 단계는
    상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해, 상기 복수의 프리앰블 신호들의 세기에 기초하여 상기 채널 상태 정보를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 무선 통신에서의 단말에 대한 방법에 있어서, 상기 방법은
    상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들로부터 상기 복수의 제1 액세스 포인트들에 의해 공유되는 복수의 동기화 신호들을 수신하는 단계;
    상기 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하는 단계;
    상기 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 상기 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행하는 단계;
    상기 단말을 서빙(serving)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터에 포함된 대표 액세스 포인트로부터 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호를 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 제2 액세스 포인트들 중에서 선택된 상기 대표 액세스 포인트로부터 상기 랜덤 액세스에 대한 응답을 수신하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 클러스터는 상기 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 CPU에 의해 상기 단말과 상기 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보에 기초하여 결정되는
    방법.
  8. 무선 통신에서의 CPU(Central Processing Unit)에 대한 방법에 있어서, 상기 방법은
    단말 및 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들 각각에 대한 채널 상태 정보 및 TA(Timing Advance) 정보를 상기 제1 액세스 포인트들로부터 수신하는 단계;
    상기 채널 상태 정보에 기초하여, 상기 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 동작 및 상기 단말을 서빙(serving)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 동작을 수행하는 단계;
    상기 제1 액세스 포인트들 중에서 상기 단말에게 랜덤 액세스에 대한 응답을 전송하는 대표 액세스 포인트를 선택하는 단계; 및
    상기 대표 액세스 포인트를 통해 상기 할당된 파일럿 및 상기 결정된 클러스터에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 TA 정보에 기초하여 타이밍 조정을 수행하는 단계; 및
    조정된 타이밍에 대한 정보를 상기 제1 액세스 포인트들에게 전송하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  10. 무선 통신에서의 방법에 있어서, 상기 방법은
    마스터 액세스 포인트에 의해, 단말과 관련된 파일럿 할당에 대한 정보를 상기 단말 및 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들과 연결된 CPU(Central Processing Unit)에게 전송하는 단계;
    상기 CPU에 의해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보를 상기 마스터 액세스 포인트로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제2 액세스 포인트들에게 전송하는 단계;
    상기 단말에 의해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호들을 상기 복수의 제2 액세스 포인트들 및 상기 마스터 액세스 포인트에게 전송하는 단계;
    상기 복수의 제2 액세스 포인트들 및 상기 마스터 액세스 포인트에 의해, 상기 파일럿 신호들에 기초하여 채널 상태 정보를 결정하는 단계;
    상기 제2 액세스 포인트들에 의해, 상기 채널 상태 정보를 상기 CPU에게 전송하는 단계;
    상기 CPU에 의해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여, 상기 단말을 서빙(serve)하는 제3 액세스 포인트들의 집합인 클러스터를 결정하는 단계;
    상기 CPU에 의해, 상기 결정된 클러스터에 대한 정보를 상기 단말에게 전송하는 단계; 및
    상기 단말에 의해, 상기 파일럿 신호들을 상기 제3 액세스 포인트들에게 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 CPU에 의해, 상기 채널 상태 정보에 기초하여, 새로운 파일럿을 할당하기 위한 요청을 상기 마스터 액세스 포인트에게 전송하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 복수의 제1 액세스 포인트에 의해, 복수의 동기화 신호들을 상기 단말에게 전송하는 단계;
    상기 단말에 의해, 복수의 동기화 신호들에 기초하여 상기 복수의 제1 액세스 포인트들 중에서 상기 마스터 액세스 포인트를 결정하는 단계; 및
    상기 마스터 액세스 포인트에 의해, 상기 마스터 액세스 포인트가 서빙(serving)하는 단말들에 기초하여, 상기 단말과 관련된 파일럿을 할당하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 마스터 액세스 포인트를 결정하는 단계는
    상기 복수의 동기화 신호들의 세기를 결정하는 단계; 및
    상기 복수의 동기화 신호들 중 세기가 가장 큰 동기화 신호를 전송한 제1 액세스 포인트를 상기 마스터 액세스 포인트로 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 채널 상태 정보를 결정하는 단계는
    상기 복수의 파일럿 신호들의 세기에 기초하여, 상기 채널 상태 정보를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 무선 통신에서의 단말에 있어서, 상기 단말은
    트랜시버; 및
    적어도 하나의 프로세서
    를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 트랜시버를 통해, 복수의 동기화 신호들을 상기 단말로부터 소정 거리 이내에 위치한 복수의 제1 액세스 포인트들로부터 수신하고,
    상기 트랜시버를 통해, 상기 복수의 동기화 신호들에 기초하여 복수의 프리앰블 신호들을 브로드캐스팅하며,
    상기 트랜시버를 통해 상기 복수의 프리앰블 신호들에 기초하여 상기 제1 액세스 포인트들에 대해 랜덤 액세스를 수행하고,
    상기 트랜시버를 통해, 상기 단말을 서빙(serving)하는 제2 액세스 포인트들의 집합인 클러스터에 포함된 대표 액세스 포인트로부터 파일럿 할당에 대한 정보 및 클러스터에 대한 정보를 수신하며,
    상기 트랜시버를 통해, 상기 파일럿 할당에 대한 정보에 기초하여 생성된 파일럿 신호를 상기 제2 액세스 포인트들에게 전송하는
    단말.
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