KR102049085B1 - Ｍⅰｍｏ 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어 - Google Patents

Ｍⅰｍｏ 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어 Download PDF

Info

Publication number
KR102049085B1
KR102049085B1 KR1020130125410A KR20130125410A KR102049085B1 KR 102049085 B1 KR102049085 B1 KR 102049085B1 KR 1020130125410 A KR1020130125410 A KR 1020130125410A KR 20130125410 A KR20130125410 A KR 20130125410A KR 102049085 B1 KR102049085 B1 KR 102049085B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
interference
node
signal
nodes
destination
Prior art date
Application number
KR1020130125410A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140142643A (ko
Inventor
신원재
노원종
임종부
장경훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to JP2014114019A priority Critical patent/JP6506919B2/ja
Priority to US14/293,348 priority patent/US9531449B2/en
Priority to EP14170907.1A priority patent/EP2819315B1/en
Priority to CN201410245145.8A priority patent/CN104218980B/zh
Publication of KR20140142643A publication Critical patent/KR20140142643A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102049085B1 publication Critical patent/KR102049085B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15592—Adapting at the relay station communication parameters for supporting cooperative relaying, i.e. transmission of the same data via direct - and relayed path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/026—Co-operative diversity, e.g. using fixed or mobile stations as relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/04—Arrangements for maintaining operational condition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어가 개시된다. 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법은 릴레이 노드들에서, 노드 페어들 중 소스 노드들로부터 수신한 신호를 상기 소스 노드들과 페어인 목적지 노드들로 중계하되, 릴레이 노드들의 채널 계수를 조절하여 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거할 수 있다. 또한, 노드 페어들에서, 목적지 노드들에서 수신된 신호를 이용하여 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호를 제거할 수 있다.

Description

ＭⅠＭＯ 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어{METHOD OF CONTROLLING INTERFERENCE IN A MULTI-HOP NETWORK BASED ON MIMO SYSTEM AND A RELAY NODE AND NODE PAIR ENABLING THE METHOD}
아래의 실시 예들은 MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어에 관한 것이다.
지금까지 통신 시스템은 주로 사람과 사람만을 연결하는 수단으로 사용되어 왔다. 때문에 현재 지구상에 존재하는 기기들 중 1% 정도만이 네트워크로 서로 연결되어 사용되고 있다. 하지만, 통신 기술의 발달과 기기 통합에 따른 단일화 추세에 따라 스마트 폰, 센서 기기, 그 밖의 통신 기능을 구비한 다양한 기기들이 거대한 네트워크를 구성하고 있다. 뿐만 아니라, 많은 통신 단말의 사용자들은 기기 간 직접 연결을 통해 컨텐츠 공유, 동기화, 출력 및 게임 등의 다양한 어플리케이션을 보다 쉽게 활용하고 있다. 이러한 시장의 변화 요구에 반응하기 위하여 기존 인프라 스트럭처(infra-structure)를 이용한 셀룰러 통신을 넘어선 기기 간 직접 연결 (Device-to-Device; D2D 통신)을 지원할 수 있는 무선 접속 기술들이 있다.
초기의 D2D 통신의 형태는 단일 홉을 가정한 전송 기법이었지만, 앞으로의 D2D 통신은 멀티 홉을 활용할 것으로 보인다. 또한, 현재까지의 중계 기술은 주로 소스 노드가 1개이고 목적지 노드가 1개일 경우를 가정하여 다이버시티 게인(diversity gain) 이나 멀티플렉싱 게인(multiplexing gain)을 획득하기 위하여 다수의 릴레이 노드들을 사용하여 왔다. 향후 멀티플 유니캐스트 멀티 홉(MULTIPLE UNICAST MULTI-HOP) 네트워크와 같이 다수의 노드 페어(node pair)들이 한꺼번에 신호를 전송하는 경우가 빈번히 발생될 것으로 예상된다. 이에 따라, 다수의 노드 페어들 및 다수의 릴레이 노드들 간의 간섭을 제어하기 위한 연구가 계속되고 있다.
일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법은 멀티 홉 네트워크에서 둘 이상의 릴레이 노드들 및 노드 페어(pair)들의 간섭 제어 방법에 있어서, 상기 릴레이 노드들에서, 상기 노드 페어들 중 소스(source) 노드들로부터 수신한 신호를 상기 소스 노드들과 페어인 목적지(destination) 노드들로 중계(relay)하되, 상기 릴레이 노드들의 채널 계수(Channel Coefficient)를 조절하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계; 및 상기 노드 페어들에서, 상기 목적지 노드들에서 수신된 신호를 이용하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여(residual) 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계들은, 상기 릴레이 노드들 및 상기 노드 페어들 간의 상기 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계는, 상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 간섭 채널 매트릭스들에 기초하여 상기 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계; 상기 채널 계수를 조절하여 상기 유효 간섭 채널 매트릭스의 널 스페이스(null space)를 나타내는 기준 매트릭스를 생성하는 단계; 및 상기 유효 간섭 채널 매트릭스 및 상기 기준 매트릭스를 이용하여 상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계는, 상기 소스 노드들과 상기 릴레이 노드들 간의 제1 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 제1 채널 매트릭스 및 상기 릴레이 노드들과 상기 목적지 노드들 간의 제2 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 제2 채널 매트릭스를 획득하는 단계; 및 상기 제1 채널 매트릭스와 상기 제2 채널 매트릭스에 기초하여 상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계는, 상기 제1 채널 매트릭스를 트랜스포즈(transpose)하는 단계; 및 상기 제2 채널 매트릭스 및 상기 트랜스포즈 된 상기 제1 채널 매트릭스의 크로넥커 프로덕트(Kronecker product)를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기준 매트릭스는, 상기 유효 간섭 채널 매트릭스의 상기 널 스페이스에 포함되고, 제로 벡터(zero vector)를 제외한 복수의 널 스페이스 벡터들을 포함할 수 있다.
상기 릴레이 노드들의 수는, 상기 노드 페어들 간의 상기 간섭 신호의 전체를 제거할 수 있도록 설계된 릴레이 노드들의 수보다 작을 수 있다.
상기 신호 전송 과정은, 시분할 방식 또는 주파수 분할 방식 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 소스 노드 또는 상기 목적지 노드는 멀티-입력 멀티-출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 방식이고, 상기 노드 페어들 각각에 포함된 둘 이상의 안테나 간의 내부 간섭 신호를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 내부 간섭 신호를 제거하는 단계는, 상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 전체 송신 채널 정보(Full-Channel State Information at transmitter: Full-CSIT)가 존재하는 경우, 제로 포싱 빔포밍(Zero-Forcing BeamForming: ZFBF) 기법을 이용하여 상기 노드 페어들의 내부 간섭 신호를 제거하는 단계일 수 있다.
상기 내부 간섭 신호를 제거하는 단계는, 상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 송신 채널 정보가 존재하지 않는(No-Channel State Information at transmitter: No-CSIT) 경우, 다른 신호 전송 과정에서 상기 목적지 노드들이 수신한 신호 중 일부의 신호를 기초로, 직렬 간섭 제거(Successive Interference Cancellation: SIC) 기법을 이용하여 상기 내부 간섭 신호를 제거하는 단계일 수 있다.
상기 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계는, 다른 신호 전송 과정에서, 상기 목적지 노드들이 수신한 신호 중 일부의 신호를 기초로 상기 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계일 수 있다.
상기 신호 전송 과정의 수는, 상기 신호의 수 이상일 수 있다.
상기 릴레이 노드들이 두 개인 경우, 상기 단계들은, 제1 신호 전송 과정 내지 제3 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계는, 상기 제1 신호 전송 과정에서, 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 상기 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 상기 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계; 상기 제2 신호 전송 과정에서, 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 상기 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 상기 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계; 및 상기 제3 신호 전송 과정에서, 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 상기 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 상기 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호 및 상기 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 상기 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제3 신호 전송 과정에서, 상기 릴레이 노드는 상기 제1 신호 전송 과정에서 상기 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호와 동일한 신호를 상기 제1 소스 노드로부터 수신하고, 상기 제2 신호 전송 과정에서 상기 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호와 동일한 신호를 상기 제2 소스 노드로부터 수신할 수 있다.
상기 제3 전송 과정에서, 상기 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계는, 상기 제1 전송 과정 및 제2 전송 과정에서, 상기 목적지 노드들이 수신한 신호 중 일부의 신호를 기초로 상기 잔여 간섭 신호를 제거할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법은 멀티 홉 네트워크에서 둘 이상의 릴레이 노드들 및 노드 페어(pair)들의 간섭 제어 방법에 있어서, 상기 릴레이 노드들에서, 상기 노드 페어들 중 소스(source) 노드들로부터 수신한 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호를 상기 소스 노드들과 페어인 목적지(destination) 노드들로 중계(relay)하되, 상기 릴레이 노드들의 채널 계수(Channel Coefficient)를 조절하여 상기 둘 이상의 노드 페어 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계; 및 상기 노드 페어들에서, 상기 목적지 노드들에서 수신된 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여(residual) 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계들은, 상기 릴레이 노드들 및 상기 노드 페어들 간의 상기 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서 릴레이 노드의 간섭 제어 방법은 노드 페어들 중 소스(source) 노드들로부터 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 신호를 상기 소스 노드들과 페어인 목적지(destination) 노드들로 중계(relay)하되, 상기 릴레이 노드의 채널 계수(Channel Coefficient)를 조절하여 상기 둘 이상의 노드 페어 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계들은, 상기 릴레이 노드들 및 상기 노드 페어들 간의 상기 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서 둘 이상의 노드 페어들의 간섭 제어 방법은 릴레이 노드들을 통하여 상기 소스 노드 페어들 중 소스 노드들로부터 상기 목적지 노드들로 신호를 전송하는 단계; 및 상기 목적지 노드들에서 수신된 신호를 이용하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계들은, 상기 릴레이 노드들 및 상기 노드 페어들 간의 상기 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크 및 얼터네이팅 토폴로지를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호의 제거를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 송신 채널 정보가 존재하지 않을 경우, 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호의 제거를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전체 송신 채널 정보가 존재하는 경우, 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호의 제거를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서 간섭 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
<멀티 홉 네트워크 및 얼터네이팅 토폴로지 >
도 1은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크 및 얼터네이팅 토폴로지를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 멀티 홉 네트워크(110)는 둘 이상의 소스 노드들, 둘 이상의 릴레이 노드들 및 둘 이상의 목적지 노드들을 포함한다. 예를 들어, 멀티 홉 네트워크는 K개의 소스 노드들, K개의 릴레이 노드들 및 K개의 목적지 노드들을 포함할 수 있다. 멀티 홉 네트워크(110)에서, 소스 노드들은 릴레이 노드들을 통하여 목적지 노드들로 신호를 전송할 수 있다. 멀티 홉 네트워크(110)의 일 예로는 셀룰러 시스템에 속한 다중 사용자들이 다수의 릴레이를 통해 다수의 기지국들에게 데이터를 전송하는 경우를 들 수 있다. 다수의 노드 페어들이 한꺼번에 신호를 전송하는 때에는 서로 다른 노드 페어들 간의 신호(또는, 스트림(stream))가 멀티 홉 과정에서 섞이면서 스트림 간 간섭(inter-stream interference)이 발생할 수 있다. 따라서, 아래에서는 릴레이 노드들 및 노드 페어들 간의 협력을 이용하여 멀티 홉 네트워크에서 간섭을 제어할 수 있는 기법을 제시한다.
구체적으로, 멀티 홉 네트워크(110)에서,
Figure 112013094941487-pat00001
및
Figure 112013094941487-pat00002
는 각각의 소스 노드를 나타낼 수 있고,
Figure 112013094941487-pat00003
및
Figure 112013094941487-pat00004
는 릴레이 노드를 나타낼 수 있으며,
Figure 112013094941487-pat00005
및
Figure 112013094941487-pat00006
는 목적지 노드를 나타낼 수 있다. 이 때, 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00007
이 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00008
로 신호를 전송하고자 하는 경우에는 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00009
과 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00010
는 페어(fair)를 이룰 수 있다. 각각의 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00011
는 페어를 이루는 각각의 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00012
Figure 112013094941487-pat00013
에 전송하기 위한 각각의 신호를 포함할 수 있다. 소스 노드들과 릴레이 노드들 간의 채널 매트릭스는 H1이라고 할 수 있고,
Figure 112013094941487-pat00014
로 나타낼 수 있으며, 릴레이 노드들과 목적지 노드들 간의 채널을 H2라고 할 수 있고,
Figure 112013094941487-pat00015
로 나타낼 수 있다. 또한, 일 실시예에서. 채널 이득(Channel gain)들은 실수일 수 있고, 연속 분포(continuous distribution)에 의해 도출될 수 있다. 노드 페어들 및 릴레이 노드들이 통신을 수행하는 동안 채널 매트릭스들은 고정될 수 있고, 채널 매트릭스들은 모든 노드들에게 알려질 수 있다.
타임 슬롯 k에서 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00016
의 전송 신호는
Figure 112013094941487-pat00017
로 정의될 수 있고, 릴레이 노드 r에서의 전송 신호는
Figure 112013094941487-pat00018
로 정의될 수 있다. 타임 슬롯 k에서 릴레이 노드 r에서의 수신 신호
Figure 112013094941487-pat00019
는 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있고, 타임 슬롯 k에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00020
에서의 수신 신호
Figure 112013094941487-pat00021
는 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112013094941487-pat00022

[수학식 2]
Figure 112013094941487-pat00023

여기서,
Figure 112013094941487-pat00024
및
Figure 112013094941487-pat00025
는 각각 릴레이 노드에서의 i.i.d(independently and identically distributed) 노이즈 및 목적지 노드에서의 i.i.d 노이즈를 나타낼 수 있고,
Figure 112013094941487-pat00026
의 분포를 따를 수 있다.
Figure 112013094941487-pat00027
는 랜덤 컬럼 벡터
Figure 112013094941487-pat00028
를 정의하기 위해 나타낼 수 있고,
Figure 112013094941487-pat00029
일 때,
Figure 112013094941487-pat00030
는
Figure 112013094941487-pat00031
로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 기법은 릴레이 노드들 및 노드 페어들 간의 협력을 이용하여 멀티 홉 네트워크에서 간섭을 제어할 수 있다. 릴레이 노드들은 채널 계수(Channel Coefficient)를 조절하여 간섭 링크를 제거함으로써 토폴로지(120) 내지 토폴로지(150)와 같은 얼터네이팅 토폴로지를 생성할 수 있다. 여기서, 얼터네이팅 토폴로지는 간섭 링크의 연결성(connectivity)이 시간 또는 주파수에 따라 변함으로 인해 등가적으로 나타낼 수 있는 소스 노드들 및 목적지 노드들 간의 네트워크를 의미할 수 있다. 노드 페어는 얼터네이팅 토폴로지를 이용하여 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, K 개의 노드 페어들이 동시에 N 개의 신호들을 전송하는 경우, K 개의 소스 노드들은 M(≥N) 개의 전송 단계를 거쳐 N 개의 신호들을 릴레이 노드에 전송할 수 있다. 이 때, 각각의 전송 단계마다 릴레이 노드들의 채널 계수가 상이하게 조절됨으로써, 각각의 전송 단계마다 K 개의 목적지 노드들이 페어가 아닌 소스 노드들로부터 받는 간섭 신호의 정도는 달라질 수 있다. 이는 각각의 전송 단계들마다 복수의 소스 노드들로부터 복수의 목적지 노드들로의 간섭 링크가 달라지는 것을 의미할 수 있다.
예를 들어, 토폴로지(120)에서, 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00032
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00033
로의 간섭 링크 및 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00034
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00035
으로의 간섭 링크는 모두 존재할 수 있다. 토폴로지(130)에서, 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00036
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00037
으로의 간섭 링크는 존재하지만 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00038
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00039
로의 간섭 링크는 존재하지 않을 수 있고, 토폴로지(140)에서, 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00040
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00041
로의 간섭 링크는 존재하지만 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00042
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00043
으로의 간섭 링크는 존재하지 않을 수 있다. 토폴로지(150)에서, 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00044
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00045
로의 간섭 링크 및 소스 노드
Figure 112013094941487-pat00046
에서 목적지 노드
Figure 112013094941487-pat00047
으로의 간섭 링크는 모두 존재하지 않을 수 있다.
< MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크>
도 2는 일 실시예에 따른 MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크는 둘 이상의 소스 노드들, 둘 이상의 릴레이 노드들 및 둘 이상의 목적지 노드들을 포함한다. 예를 들어, 네트워크는 K개의 소스 노드들, L개의 릴레이 노드들, 및 K개의 목적지 노드들을 포함할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 K는 2이고, L은 2인 경우를 가정한다. 여기서, 소스 노드들은 동일한 주파수를 이용하는 동시 전송 노드들을 포함하고, 릴레이 노드들은 하프 듀플렉스(half-duplex)로 동작하는 협력 릴레이 노드들을 포함할 수 있다.
소스 노드 및 목적지 노드는 각각 적어도 두 개의 안테나들을 포함하고, 릴레이 노드는 각각 적어도 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어 소스 단말과 목적지 단말은 모두 M개의 안테나들을 포함하고, 제i 릴레이 단말은 Ni개의 안테나들을 포함할 수 있다.
소스 노드는 목적지 노드와 노드 페어(pair)를 이룰 수 있다. 이하, 제1 소스 노드 S1은 제1 목적지 노드 D1으로 데이터를 전송하고자 하고, 제2 소스 노드 S2는 제2 목적지 노드 D2로 데이터를 전송하고자 하는 경우를 가정한다. 이 경우, 제1 소스 노드 S1과 제1 목적지 노드 D1이 페어를 이루고, 제2 소스 노드 S2와 제2 목적지 노드 D2는 페어를 이룬다.
제1 소스 노드 S1은 2개의 릴레이 노드들을 통하여 제1 목적지 노드 D1으로 데이터를 전송할 수 있다. 제2 소스 노드 S2는 2개의 릴레이 노드들을 통하여 제2 목적지 노드 D2로 데이터를 전송할 수 있다.
소스 노드 각각에 포함된 복수의 안테나들 및 릴레이 노드 각각에 포함된 적어도 하나의 안테나 사이의 채널은 제1 홉 채널(first-hop channel)로서, 제1 채널 매트릭스 H로 표현될 수 있다. 예를 들어, 수학식 3을 참조하면, 제1 채널 매트릭스 H는
Figure 112013094941487-pat00048
크기의 매트릭스일 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112013094941487-pat00049

제1 홉 채널을 통해 제i 릴레이 노드에 의해 수신되는 수신 신호 벡터는 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
Figure 112013094941487-pat00050
여기서,
Figure 112013094941487-pat00051
는 Nl x 1 크기의 채널 출력 벡터이고, Hl ,i는 제i 소스 노드에서 제l 릴레이 노드로 가는 Nl x M 크기의 채널 매트릭스이다. zl은 제l 릴레이 노드에서 수신되는 노이즈 벡터이다.
제i 릴레이 노드는 수신된
Figure 112013094941487-pat00052
에 기초하여 새로운 전송 신호
Figure 112013094941487-pat00053
를 생성할 수 있다. 제i 릴레이 노드에 의해 생성되는 새로운 전송 신호
Figure 112013094941487-pat00054
는 수학식 5과 같다.
[수학식 5]
Figure 112013094941487-pat00055
여기서,
Figure 112013094941487-pat00056
는 제l 릴레이 노드를 위한
Figure 112013094941487-pat00057
크기의 릴레이 빔포밍 매트릭스이다.
한편, 릴레이 노드들 각각에 포함된 적어도 하나의 안테나 및 목적지 노드들 각각에 포함된 복수의 안테나들 사이의 채널은 제2 홉 채널(second-hop channel)로서, 제2 채널 매트릭스 G로 표현될 수 있다. 예를 들어, 수학식 6를 참조하면, 제2 채널 매트릭스 G는
Figure 112013094941487-pat00058
크기의 매트릭스일 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112013094941487-pat00059
제2 홉 채널을 통해 제j 목적지 노드에 의해 수신되는 수신 신호 벡터는 수학식 7과 같다.
[수학식 7]
Figure 112013094941487-pat00060
여기서,
Figure 112013094941487-pat00061
는 제l 릴레이 노드에서 제j 목적지 노드로 가는 M x Nl 크기의 채널 매트릭스이고,
Figure 112013094941487-pat00062
는 제j 목적지 노드에서 수신되는 노이즈 벡터이다.
이하, 일 실시예에 따른 MIMO 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 노드 페어들 간의 간섭 제거 기법(inter-user interference) 및 내부 간섭 제거 기법(intra-user interference)에 대해서 상세하게 설명한다.
< MIMO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 노드 페어들 간의 간섭 제거 기법>
도 3은 일 실시예에 따른 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호의 제거를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 릴레이 노드는 노드 페어들 중 소스 노드로부터 수신한 신호를 소스 노드들과 페어인 목적지 노드들로 중계할 수 있다. 이 때, 릴레이 노드는 채널 계수를 조절하여 간섭 중화(interference neutralization) 기법을 통해 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 릴레이 노드는 제1 홉 채널과 제2 홉 채널이 동시에 고려된 릴레이 빔포밍 매트릭스를 이용함으로써, 목적지 노드가 해당 목적지 노드와 페어인 소스 노드 이외의 나머지 소스 노드들로부터 전송된 신호에 간섭을 받지 않도록 할 수 있다. 이 경우, 릴레이 노드는 선형 빔포밍(linear beamforming)을 수행할 수 있다.
릴레이 노드들의 수에 따라, 노드 페어들 간의 간섭 신호는 전체가 제거될 수도 있고, 적어도 일부가 제거될 수 있다. 릴레이 노드들의 수는 노드 페어들 간의 간섭 신호의 전체를 제거할 수 있도록 설계된 릴레이 노드들의 수보다 작을 수 있다. 간섭 중화 기법에서, 노드 페어들 간의 간섭 신호의 전체를 제거할 수 있는 릴레이 노드의 수는
Figure 112013094941487-pat00063
로 나타낼 수 있고, 노드 페어들 간의 간섭 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있는 릴레이 노드의 수는
Figure 112013094941487-pat00064
로 나타낼 수 있다. 여기서, L은 릴레이 노드의 수를 나타내고 K는 소스 노드 또는 목적지 노드의 수를 나타낸다. 일 실시예에서, 릴레이 노드는 노드 페어의 수 및 릴레이 노드의 수를 고려하여 노드 페어들 간의 간섭 신호의 전체를 제거할지 또는 노드 페어들 간의 간섭 신호의 적어도 일부를 제거할지 여부를 결정할 수 있다.
(1) 릴레이 노드의 수가 L≥K(K-1)+1인 경우
릴레이 노드의 수가
Figure 112013094941487-pat00065
인 경우, 릴레이 노드는 노드 페어들 간의 간섭 신호의 전체를 제거할 수 있다. 이 때, 목적지 노드들에 의해 수신되는 수신 신호는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112013094941487-pat00066

여기서, xi는 i번째 소스 노드에 의해 전송되는 심볼이다. 또한, hij는 j번째 소스 노드에서 i번째 릴레이 노드로의 MIMO 채널이고, gij는 j번째 릴레이 단말에서 i번째 목적지 단말로의 MIMO 채널이다. wi는 i번째 릴레이 단말의 빔포밍 매트릭스로, 채널 계수를 조절하여 생성될 수 있다.
수학식 8에서
Figure 112013094941487-pat00067
의 오프 다이아고날 블록 매트릭스(off-diagonal block matrix)의 원소들이 0인 것은 특정 목적지 노드와 페어를 이루지 않는 다른 소스 노드들에 의한 간섭이 제거되었음을 의미한다.
이 경우, wi 이외에는 모두 주어진 환경 값일 수 있다. 예를 들어, 릴레이 노드는 기지국 등으로부터 피드백을 받음으로써 wi 이외의 값들을 미리 알고 있을 수 있다. 릴레이 노드는 wi를 이용하여 전체 유효 채널이 블록 대각 행렬(block diagonal matrix)이 되도록 만들 수 있다.
노드 페어 간 간섭을 제거하기 위한 조건은 수학식 9와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 9]
g11w1h12+g12w2h21+g13w3h32 = 0MxM
g21w1h11+g22w2h21+g23w3h31 = 0MxM
수학식 10은 크로넥커 프로덕트(Kronecker product)
Figure 112013094941487-pat00068
와 관련된 칼럼 벡터 스태킹(column vector stacking) 연산의 특성(property)으로 인한 관계식이다.
[수학식 10]
Figure 112013094941487-pat00069

여기서, vec(X)는 X라는 행렬을 벡터화 시키는 연산이다. 예를 들어, 행렬 X의 크기가 m x n이라면 벡터 vec(X)의 크기는 mn x 1이다. 수학식 9는 수학식 10에 따라, 수학식 11과 같이 변형될 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112013094941487-pat00070

여기서,
Figure 112013094941487-pat00071
는 릴레이 빔포밍 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00072
를 칼럼 벡터 스태킹 연산 시킴으로써 생성된 벡터 표현값(vector representation)이다.
수학식 11에 포함된 복수의 선형 방정식들은 수학식 12의 매트릭스 형태(matrix form)로 표현될 수 있다.
[수학식 12]
Figure 112013094941487-pat00073

이 때, 수학식 12를 만족하는 해는 수학식 13으로 나타낼 수 있다. 행렬 T가 정사각(square) 행렬이 아니므로, 기준 채널 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00074
는 항상 존재할 수 있다. 일 실시예에 따른 중계 방법은 수학식 12을 이용하여 행렬 T, 즉 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성할 수 있다.
[수학식 13]
Figure 112013094941487-pat00075

여기서, null(A)는 행렬 A의 널 스페이스(null space)이다. 매트릭스 A의 널 스페이스는 Ay=0을 만족시키는 모든 벡터 y의 세트일 수 있다. 따라서, 릴레이 노드는 수학식 12를 통하여 산출된
Figure 112013094941487-pat00076
에 포함된 vec(wi) 벡터들을 행렬화 시킴으로써 복수의 릴레이 단말들을 위한 빔포밍 매트릭스들을 구할 수 있다.
(2) 릴레이 노드들의 수가 L＜K(K-1)+1인 경우
릴레이 노드들의 수가
Figure 112013094941487-pat00077
인 경우, 릴레이 노드들은 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거할 수 있다. 예를 들어, 노드 페어의 수가 2인 경우, 릴레이 노드들의 수는 2일 수 있다. 이 경우, 목적지 노드들에 의해 수신되는 수신 신호는 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112013094941487-pat00078

여기서, xi는 i번째 소스 노드에 의해 전송되는 심볼이다. 또한, hij는 j번째 소스 노드에서 i번째 릴레이 노드로 가는 MIMO 채널이고, gij는 j번째 릴레이 단말에서 i번째 목적지 단말로 가는 MIMO 채널이다. wi는 i번째 릴레이 단말의 빔포밍 매트릭스로, 채널 계수를 조절하여 생성될 수 있다.
노드 페어 간 간섭을 제거하기 위한 조건은 수학식 15와 같이 표현될 수 있으며, 수학식 15는 크로넥커 프로덕트 연산에 따라 수학식 16과 같이 변형될 수 있다.
[수학식 15]
g11w1h12+g12w2h21 = 0MxM
g21w1h11+g22w2h21 = 0MxM
[수학식 16]
Figure 112013094941487-pat00079
여기서,
Figure 112013094941487-pat00080
는 릴레이 빔포밍 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00081
를 칼럼 벡터 스태킹 연산 시킴으로써 생성된 벡터 표현값(vector representation)이다.
수학식 16에 포함된 복수의 선형 방정식들은 수학식 17의 매트릭스 형태로 표현될 수 있다.
[수학식 17]
Figure 112013094941487-pat00082

이 경우, 유효 간섭 채널 매트릭스 T는 정사각 행렬이므로, 기준 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00083
는 존재할 수 없다. 이에 따라, 릴레이 노드들은 채널 계수를 조절하여 릴레이 단말의 빔포밍 매트릭스를 생성함으로써 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 일부의 간섭 신호만을 제거할 수 있다. 여기서, 기준 매트릭스는 유효 간섭 채널 매트릭스의 널 스페이스에 포함되고, 제로 벡터(zero vector)를 제외한 복수의 널 스페이스 벡터들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 노드 페어 및 릴레이 노드는 제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계에 걸쳐 신호를 전송함으로써, 노드 페어들 간의 간섭 신호 및 내부 간섭 신호를 제거할 수 있다. (a), (b), (c)는 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위한 간섭 제거 기법의 일예를 나타낸 것이다. 소스 노드에 포함된 소스 안테나 및 목적지 노드에 포함된 목적지 안테나의 개수는 M개일 수 있다. 제1 노드 페어에 포함된 안테나는 1 내지 M으로 나타낼 수 있고, 제2 노드 페어에 포함된 안테나는 M+1 내지 2M으로 나타낼 수 있다.
(a)는 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호만을 허용하고, 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계(제1 전송 단계)를 나타내고, (b)는 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호만을 허용하고, 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계(제2 전송 단계)를 나타내며, (c)는 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호 및 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호만을 허용하고 나머지 간섭 신호는 제거하는 단계(제3 전송 단계)를 나타낸다.
제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계는 시분할 방식 또는 주파수 분할 방식 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계가 시분할 방식을 이용하여 수행될 경우, 각각의 전송 단계는 각각의 타임 슬롯(time slot)과 대응될 수 있다. 제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계가 주파수 분할 방식을 이용하여 수행될 경우, 각각의 전송 단계는 각각의 주파수 대역(frequency band)과 대응될 수 있다. 일 실시예에서, 전송 단계의 수는 소스 노드가 소스 노드와 페어인 목적지 노드에 전송하는 신호의 수 이상일 수 있다.
(a)는 제1 전송 단계를 나타낸다. 제1 소스 노드의 각각의 안테나는 신호 a1 내지 aM을 전송하고, 제2 소스 노드의 각각의 안테나는 신호 b1 내지 bM을 전송할 수 있다. 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위하여, 릴레이 노드는 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호만을 허용하고, 나머지 간섭 신호는 제거할 수 있다. 이 경우, 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하기 위한 조건은 수학식 18로 나타낼 수 있다.
[수학식 18]
Figure 112013094941487-pat00084

여기서, hij는 소스 노드에 포함된 j번째 안테나에서 i번째 릴레이 노드로 가는 MIMO 채널로, 소스 노드들과 릴레이 노드들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 제1 채널 매트릭스를 나타낸다. 수학식 18에 표현된
Figure 112013094941487-pat00085
는 제1 채널 매트릭스가 트랜스포즈(transpose)된 것을 의미한다. gij는 j번째 릴레이 단말에서 목적지 노드에 포함된 i번째 안테나로 가는 MIMO 채널로, 릴레이 노드들과 목적지 노드들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 제2 채널 매트릭스를 의미한다. Wi는 i번째 릴레이 단말의 빔포밍 매트릭스로, 채널 계수를 조절하여 생성될 수 있다. (a)에서, 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호만이 허용되므로, 제1 소스 노드의 안테나 1에서 제1 릴레이 노드를 거쳐 제2 목적지 노드의 안테나 M+1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00086
과, 제1 소스 노드의 안테나 1에서 제2 릴레이 노드를 거쳐 제2 목적지 노드의 안테나 M+1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00087
은 수학식 18의 유효 채널 매트릭스에서 제외될 수 있다. 따라서, 유효 채널 매트릭스에서의 선형 방정식의 개수는
Figure 112013094941487-pat00088
일 수 있고, 유효 채널 매트릭스의 크기는
Figure 112013094941487-pat00089
일 수 있다. 기준 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00090
의 크기는
Figure 112013094941487-pat00091
일 수 있다. 릴레이 노드는 수학식 18을 만족하도록 채널 계수를 조절함으로써, 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거할 수 있다.
(b)는 제2 전송 단계를 나타낸다. 제1 소스 노드의 각각의 안테나는 신호 aM+1 내지 a2M을 전송하고, 제2 소스 노드의 각각의 안테나는 신호 bM +1 내지 b2M을 전송할 수 있다. 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위하여, 릴레이 노드는 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호만을 허용하고, 나머지 간섭 신호는 제거할 수 있다. 이 경우, 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하기 위한 조건은 수학식 19로 나타낼 수 있다.
[수학식 19]
Figure 112013094941487-pat00092

(b)에서, 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호만이 허용되므로, 제2 소스 노드의 안테나 M+1에서 제1 릴레이 노드를 거쳐 제1 목적지 노드의 안테나 1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00093
과, 제2 소스 노드의 안테나 M+1에서 제2 릴레이 노드를 거쳐 제1 목적지 노드의 안테나 1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00094
은 수학식 19의 유효 채널 매트릭스에서 제외될 수 있다. 따라서, 유효 채널 매트릭스에서의 선형 방정식의 개수는
Figure 112013094941487-pat00095
일 수 있고, 유효 채널 매트릭스의 크기는
Figure 112013094941487-pat00096
일 수 있다. 기준 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00097
의 크기는
Figure 112013094941487-pat00098
일 수 있다. 릴레이 노드는 수학식 19를 만족하도록 채널 계수를 조절함으로써, 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거할 수 있다.
(c)는 제3 전송 단계를 나타낸다. 제1 소스 노드의 각각의 안테나는 신호 a1, a2M +1 내지 a3M -1을 전송하고, 제2 소스 노드의 각각의 안테나는 신호 bM +1, b2M + 1내지 b3M -1을 전송할 수 있다. 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위하여, 릴레이 노드는 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호 및 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호만을 허용하고, 나머지 간섭 신호는 제거할 수 있다. 이 경우, 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호 및 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하기 위한 조건은 수학식 20으로 나타낼 수 있다.
[수학식 20]
Figure 112013094941487-pat00099

(c)의 제3 전송 단계에서, 릴레이 노드는 제1 전송 단계에서 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호(예를 들어, a1)와 동일한 신호를 제1 소스 노드로부터 수신하고, 제2 전송 단계에서 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호(예를 들어, bM +1)와 동일한 신호를 제2 소스 노드로부터 수신할 수 있다.
제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호 및 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호만이 허용되므로, 제1 소스 노드의 안테나 1에서 제1 릴레이 노드를 거쳐 제2 목적지 노드의 안테나 M+1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00100
, 제1 소스 노드의 안테나 1에서 제2 릴레이 노드를 거쳐 제2 목적지 노드의 안테나 M+1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00101
, 제2 소스 노드의 안테나 M+1에서 제1 릴레이 노드를 거쳐 제1 목적지 노드의 안테나 1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분
Figure 112013094941487-pat00102
, 제2 소스 노드의 안테나 M+1에서 제2 릴레이 노드를 거쳐 제1 목적지 노드의 안테나 1로 전송되는 간섭 신호를 나타내는 성분인
Figure 112013094941487-pat00103
은 수학식 20의 유효 채널 매트릭스에서 제외될 수 있다. 따라서, 유효 채널 매트릭스에서의 선형 방정식의 개수는
Figure 112013094941487-pat00104
일 수 있고, 유효 채널 매트릭스의 크기는
Figure 112013094941487-pat00105
일 수 있다. 기준 매트릭스
Figure 112013094941487-pat00106
의 크기는
Figure 112013094941487-pat00107
일 수 있다. 릴레이 노드는 수학식 20을 만족하도록 채널 계수를 조절함으로써, 제1 소스 노드에 포함된 안테나 1에서 제2 목적지 노드에 포함된 안테나 M+1로의 간섭 신호 및 제2 소스 노드에 포함된 안테나 M+1에서 제1 목적지 노드에 포함된 안테나 1로의 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거할 수 있다.
< No - CSIT 환경에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법>
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 송신 채널 정보가 존재하지 않을 경우(No-CSIT(Channel State Information at Transmitter) 환경), 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호의 제거를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, No-CSIT 환경에서, 노드 페어들 간의 내부 간섭은 목적지 노드에 직렬 간섭 제거(Successive Interference Cancellation: SIC) 기법을 적용하여 제거할 수 있다. 직렬 간섭 제거 기법은 적용 대상의 변수의 개수와 방정식의 개수가 동일해야 적용될 수 있으므로, 도 4a 및 도 4b의 예에서, 직렬 간섭 제거 기법은 목적지 노드의 각각의 안테나에서 수신하는 신호의 개수와 목적지 노드의 안테나의 개수가 동일하여야 적용될 수 있다.
(a)는 도 3의 제1 전송 단계에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (a)에서, 제1 목적지 노드의 M개의 안테나 각각은 제1 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 a1 내지 신호 aM)를 수신할 수 있다. 제1 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용되어, 제1 목적지 노드는 신호 a1 내지 신호 aM을 추출할 수 있다. 이에 따라, 제1 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다.
제2 목적지 노드의 안테나 M+2 내지 2M 각각은 제2 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호를 수신할 수 있다. 제2 목적지 노드의 안테나 M+1은 제2 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M개의 신호(예를 들어, 신호 b1 내지 신호 bM)를 수신하고, 제1 소스 노드의 안테나 1로부터 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 a1)를 수신할 수 있다. 제2 목적지 노드가 M+1개의 신호를 수신하게 됨으로써, 제2 목적지 노드의 각각의 안테나에서 수신하는 신호의 개수와 제2 목적지 노드의 안테나의 개수는 상이해질 수 있다. 따라서, (a)의 제2 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용될 수 없다.
(b)는 도 3의 제2 전송 단계에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (b)에서, 제1 목적지 노드의 안테나 2 내지 M 각각은 제1 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호를 수신할 수 있다. 제1 목적지 노드의 안테나 1은 제1 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M개의 신호(예를 들어, 신호 aM +1 내지 신호 a2M)를 수신하고, 제2 소스 노드의 안테나 M+1로부터 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 bM +1)를 수신할 수 있다. 제1 목적지 노드가 M+1개의 신호를 수신하게 됨으로써, 제1 목적지 노드의 각각의 안테나에서 수신하는 신호의 개수와 제1 목적지 노드의 안테나의 개수는 상이해질 수 있다. 따라서, (b)의 제1 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용될 수 없다.
제2 목적지 노드의 M개의 안테나 각각은 제2 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 bM +1 내지 신호 b2M)를 수신할 수 있다. 따라서, 제2 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용되어, 제2 목적지 노드는 신호 bm +1 내지 신호 b2M을 추출할 수 있다. 이에 따라, 제1 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다.
(c)는 도 3의 제3 전송 단계에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (c)에서, 제2 목적지 노드의 안테나 M+1은 제2 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M개의 신호(예를 들어, 신호 a1 , a2M +1 내지 신호 a3M -1)를 수신하고, 제1 소스 노드의 안테나 1로부터 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 bM+1)를 수신할 수 있다. 제1 목적지 노드의 안테나 1은 제1 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M개의 신호(예를 들어, 신호 bM +1, b2M +1 내지 신호 b3M -1)를 수신하고, 제2 소스 노드의 안테나 M+1로부터 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 a1)를 수신할 수 있다. 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드가 M+1개의 신호를 수신하게 됨으로써, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드의 안테나에서 수신하는 신호의 개수와 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드의 안테나의 개수는 서로 달라질 수 있다. 이에 따라, (c)의 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용될 수 없다. (c)의 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법을 적용하기 위해, 제1 목적지 노드는 (a)의 제1 전송 단계에서 추출된 신호 a1을 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외할 수 있고, 제2 목적지 노드는 (b)의 제2 전송 단계에서 추출된 신호 bM +1을 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외할 수 있다. 예를 들어, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드는 각각 신호 a1과 신호 bM +1을 미리 추출하였으므로, 신호 a1과 신호 bM +1을 상수로 보아 신호 a1과 신호 bM +1을 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외할 수 있다. 신호 a1과 신호 bM +1이 적용 대상에서 제외됨으로써, 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상의 변수의 개수와 방정식의 개수가 동일하게 된다. 이에 따라, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용되어, 제1 목적지 노드는 신호 L1(a1, bM +1), 신호 a2M +1 내지 신호 a3M - 1를 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 신호 L2(a1, bM +1), 신호 b2M +1 내지 신호 b3M - 1를 추출할 수 있다. 여기서, 신호 L1(a1, bM +1) 및 신호 L2(a1, bM +1)는 신호 a1 및 신호 bM +1이 선형적으로 결합된 방정식을 의미할 수 있다. 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용됨으로써, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 제1 목적지 노드는 (a)의 제1 전송 단계에서 추출된 신호 a1을 신호 L1(a1, bM +1)에 적용함으로써, 신호 bM +1을 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드는 (b)의 제2 전송 단계에서 추출된 bM +1을 신호 L2(a1, bM +1)에 적용함으로써, 신호 a1을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드의 안테나 1이 수신한 간섭 신호 bM +1과 제2 목적지 노드의 안테나 M+1이 수신한 간섭 신호 a1이 추출됨으로써, 제3 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
도 4b를 참조하면, (d)는 도 4a의 제2 전송 단계에서 제1 노드 페어의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (d)에서, 제1 목적지 노드의 안테나 1은 제1 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M개의 신호(예를 들어, 신호 aM +1 내지 신호 a2M)를 수신하고, 제2 소스 노드의 안테나 M+1로부터 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 bM +1)를 수신할 수 있다. 제1 목적지 노드가 M+1개의 신호를 수신하게 됨으로써, 제1 목적지 노드의 각각의 안테나에서 수신하는 신호의 개수와 제1 목적지 노드의 안테나의 개수는 서로 달라질 수 있으므로, (d)의 제1 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용될 수 없다. (d)의 제1 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법을 적용하기 위해, 제1 목적지 노드는 (c)의 제3 전송 단계에서 추출된 신호 bM +1을 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외할 수 있다. 신호 bM +1이 적용 대상에서 제외됨으로써, 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상의 변수의 개수와 방정식의 개수가 동일하게 된다. 이에 따라, 제1 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용되어, 제1 목적지 노드는 신호 L3(aM +1, bM +1), 신호 aM +2 내지 신호 a2M를 추출할 수 있다. 여기서, 신호 L3(aM +1, bM +1) 는 신호 aM +1 및 신호 bM +1이 선형적으로 결합된 방정식을 의미할 수 있다. 제1 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용됨으로써, 제1 목적지 노드의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 제1 목적지 노드는 (c)의 제3 전송 단계에서 추출된 신호 bM +1을 신호 L3(aM +1, bM +1)에 적용함으로써, 신호 aM +1을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드의 안테나 1이 수신한 신호 aM +1 및 간섭 신호 bM +1이 추출됨으로써, 제2 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
(e)는 도 4a의 제1 전송 단계에서 제2 노드 페어의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (e)에서, 제2 목적지 노드의 안테나 M+1은 제2 소스 노드의 M개의 안테나로부터 M개의 신호(예를 들어, 신호 b1 내지 신호 bM)를 수신하고, 제1 소스 노드의 안테나 1로부터 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 a1)를 수신할 수 있다. 제2 목적지 노드가 M+1개의 신호를 수신함에 됨으로써, 제2 목적지 노드의 각각의 안테나에서 수신하는 신호의 개수와 제2 목적지 노드의 안테나의 개수는 서로 달라질 수 있으므로, (e)의 제2 목적지 노드에는 직렬 간섭 제거 기법이 적용될 수 없다. (e)의 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법을 적용하기 위해, 제2 목적지 노드는 (c)의 제3 전송 단계에서 추출된 신호 a1을 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외할 수 있다. 신호 a1이 적용 대상에서 제외됨으로써, 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상의 변수의 개수와 방정식의 개수가 동일하게 된다. 이에 따라, 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용되어, 제2 목적지 노드는 신호 L4(a1, b1), 신호 b2 내지 신호 bM를 추출할 수 있다. 여기서, 신호 L4(a1, b1)는 신호 a1 및 신호 b1이 선형적으로 결합된 방정식을 의미할 수 있다. 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용됨으로써, 제2 목적지 노드의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 제2 목적지 노드는 (c)의 제3 전송 단계에서 추출된 신호 a1을 신호 L4(a1, b1)에 적용함으로써, 신호 b1을 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드의 안테나 M+1이 수신한 신호 b1 및 간섭 신호 a1이 추출됨으로써, 제1 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
제1 전송 단계 및 제2 전송 단계에서, 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드는 각각, 간섭 신호가 아닌 신호를 M개 전송할 수 있다. 제3 전송 단계에서, 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드는 각각 M-1개 전송할 수 있다. 제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계에서 제1 목적지 모드 및 제2 목적지 노드 각각은 1개의 간섭 신호를 포함한 3M개의 신호를 수신하여, 3M-1개의 신호를 추출할 수 있다. 각 전송 단계마다, 각각의 노드 페어는 의 DoF(Degrees of Freedom)를 획득할 수 있고, 노드 페어들은
Figure 112013094941487-pat00108
의 sum DoF를 획득할 수 있다. 이는, 안테나의 개수가 증가할수록 시분할 다중 방식(Time Division Multiplexer: TDM)보다 최대 2배의 DoF가 획득될 수 있음을 의미할 수 있다.
< Full - CSIT 환경에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법>
도 5는 일 실시예에 따른 전체 송신 채널 정보가 존재하는 경우(Full-CSIT 환경), 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호의 제거를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, Full-CSIT 환경에서, 노드 페어들 간의 내부 간섭은 소스 노드에 제로 포싱 빔포밍(Zero-Forcing BeamForming: ZFBF) 기법을 적용하여 제거할 수 있다.
(a) 및 (b)는 도 3의 제1 전송 단계에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (a)에서, 제1 소스 노드의 M개의 안테나 각각은 제1 목적지 노드의 M개의 안테나로 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 a1 내지 신호 aM)를 전송할 수 있다. 이 때, 제1 소스 노드의 안테나 1은 제2 목적지 노드의 안테나 M+1에 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 a1)를 전송할 수 있다. 제2 소스 노드의 안테나 M개의 안테나 각각은 제2 목적지 노드의 M개의 안테나로 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 b1 내지 신호 bM)를 전송할 수 있다. 제로 포싱 빔포밍 기법이 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드에 적용되어, (b)와 같이 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 노드 페어 간 내부 간섭이 제거됨으로써, 제1 목적지 노드는 신호 a1 내지 신호 aM을 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 L1(a1, b1), 신호 b2 내지 신호 bM을 추출할 수 있다. 여기서, L1(a1, b1)은 신호 a1 및 신호 b1이 선형적으로 결합된 방정식을 의미할 수 있다.
(c) 및 (d)는 도 3의 제2 전송 단계에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (c)에서, 제1 소스 노드의 M개의 안테나 각각은 제1 목적지 노드의 M개의 안테나로 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 aM +1 내지 신호 a2M)를 전송할 수 있다. 제2 소스 노드의 안테나 M개의 안테나 각각은 제2 목적지 노드의 M개의 안테나로 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 bM +1 내지 신호 b2M)를 전송할 수 있다. 이 때, 제2 소스 노드의 안테나 M+1은 제1 목적지 노드의 안테나 1에 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 bM +1)를 전송할 수 있다. 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드에는 제로 포싱 빔포밍 기법이 적용되어, (d)와 같이, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 노드 페어 간 내부 간섭이 제거됨으로써, 제1 목적지 노드는 신호 L2(aM +1, bM +1), aM +2 내지 신호 a2M을 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 신호 bM +1 내지 신호 b2M을 추출할 수 있다.
(e) 및 (f)는 도 3의 제3 전송 단계에서의 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법을 나타낸다. (e)에서, 제1 소스 노드의 M개의 안테나 각각은 제1 목적지 노드의 M개의 안테나로 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 a1 , a2M +1 내지 신호 a3M -1)를 전송할 수 있고, 제1 소스 노드의 안테나 1은 제2 목적지 노드의 안테나 M+1에 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 a1)를 전송할 수 있다. 제2 소스 노드의 안테나 M개의 안테나 각각은 제2 목적지 노드의 M개의 안테나로 M-1개의 간섭 신호를 포함한 M개의 신호(예를 들어, 신호 bM +1, b2M +1 내지 신호 b3M -1)를 전송할 수 있고, 제2 소스 노드의 안테나 M+1은 제1 목적지 노드의 안테나 1에 하나의 간섭 신호(예를 들어, 신호 bM +1)를 전송할 수 있다. 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드에 제로 포싱 빔포밍 기법이 적용되어, (f)와 같이, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 노드 페어 간 내부 간섭이 제거됨으로써, 제1 목적지 노드는 신호 L3(a1, bM +1), a2M +2 내지 신호 a3M -1을 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 신호 L4(a1, bM +1), b2M +1 내지 신호 b3M -1을 추출할 수 있다.
제1 목적지 노드는 제1 전송 단계에서 추출된 신호 a1을 신호 L3(a1, bM +1)에 적용함으로써, 신호 bM +1을 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드는 제2 전송 단계에서 추출된 bM +1을 신호 L4(a1, bM +1)에 적용함으로써, 신호 a1을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드의 안테나 1이 수신한 간섭 신호 bM +1과 제2 목적지 노드의 안테나 M+1이 수신한 간섭 신호 a1이 추출됨으로써, 제3 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
제1 전송 단계에서, 제2 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출한 간섭 신호 a1을 제1 전송 단계의 신호 L1(a1, b1)에 적용함으로써, 신호 b1을 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드의 안테나 M+1이 수신한 신호 b1 및 간섭 신호 a1이 추출됨으로써, 제1 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
제2 전송 단계에서, 제1 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출한 간섭 신호 bM +1을 제2 전송 단계의 신호 L2(aM +1, bM +1)에 적용함으로써, 신호 bM +1을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드의 안테나 1이 수신한 신호 aM +1 및 간섭 신호 bM +1이 추출됨으로써, 제2 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
전송 단계마다, 각각의 노드 페어는 의 DoF(Degrees of Freedom)를 획득할 수 있고, 노드 페어들은
Figure 112013094941487-pat00109
의 sum DoF를 획득할 수 있다. 이는, 안테나의 개수가 증가할수록 시분할 다중 방식(Time Division Multiplexer: TDM)보다 최대 2배의 DoF가 획득될 수 있음을 의미할 수 있다.
상술한 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 기법은 설명의 편의를 위하여 노드 페어의 개수가 2이고, 릴레이 노드의 개수가 2인 경우를 가정한 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 노드 페어의 개수가 3인 경우, 릴레이 노드의 개수는 6개가 되어 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 기법을 수행할 수 있다.
< SISO 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서 신호의 분리를 이용한 간섭 제어 기법>
도 6는 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, SISO(Single Input Single Output) 시스템에서, 릴레이 노드는 노드 페어들 중 소스 노드로부터 수신한 신호를 소스 노드들과 페어인 목적지 노드들로 중계할 수 있다. 소스 노드는 신호를 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호로 분리하여 소스 노드와 페어인 목적지 노드에 전송할 수 있다. 릴레이 노드는 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호를 소스 노드들과 페어인 목적지 노드들로 중계할 수 있다. 일 실시예에서, 소스 노드에서 릴레이 노드로의 채널 매트릭스는 과 같이 나타날 수 있고, 이는 MIMO 시스템에서, 안테나의 개수가 2개인 소스 노드에서 릴레이 노드로의 채널 매트릭스와 대응될 수 있다. 따라서, SISO 시스템에서 신호를 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호로 분리하여 전송하는 경우, 상술한 멀티 홉 네트워크에서의 노드 페어들 간의 간섭 제거 기법과 내부 간섭 및 노드 페어들 간의 잔여 간섭 제거 기법이 SISO 시스템에 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 노드 페어의 개수가 2개이고, 릴레이 노드의 개수가 2개일 때, 릴레이 노드는 채널 계수를 조절하여 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거할 수 있다. 목적지 노드는 릴레이 노드의 중계에 의하여 수신된 실수(real) 성분 신호 및 허수(complex) 성분 신호 중 적어도 하나를 이용하여 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호를 제거할 수 있다. 예를 들어, 노드 페어 및 릴레이 노드는 제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계를 통하여, 신호를 전송할 수 있다.
(a)는 제1 전송 단계를 나타낸다. 제1 전송 단계에서, 제1 소스 노드는 실수 성분 신호 aR1 및 허수 성분 신호 aI1을 전송하고, 제2 소스 노드는 실수 성분 신호 bR1 및 허수 성분 신호 bI1을 전송할 수 있다. 노드 페어 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위하여, 릴레이 노드는 채널 계수를 조절하여 제1 소스 노드의 실수 성분 신호 aR1의 제2 목적지 노드로의 전송만을 허용하고, 나머지 간섭 신호는 제거할 수 있다.
(b)는 제2 전송 단계를 나타낸다. 제2 전송 단계에서, 제1 소스 노드는 실수 성분 신호 aR2 및 허수 성분 신호 aI2을 전송하고, 제2 소스 노드는 실수 성분 신호 bR2 및 허수 성분 신호 bI2를 전송할 수 있다. 노드 페어 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위하여, 릴레이 노드는 채널 계수를 조절하여 제2 소스 노드의 실수 성분 신호 bR2의 제1 목적지 노드로의 전송만을 허용하고, 나머지 간섭 신호는 제거할 수 있다.
(c)는 제3 전송 단계를 나타낸다. 제3 전송 단계에서, 제1 소스 노드는 실수 성분 신호 aR1 및 허수 성분 신호 aI3을 전송하고, 제2 소스 노드는 실수 성분 신호 bR2 및 허수 성분 신호 bI3를 전송할 수 있다. 노드 페어 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하기 위하여, 릴레이 노드는 채널 계수를 조절하여 제1 소스 노드의 실수 성분 신호 aR1의 제2 목적지 노드로의 전송 및 제2 소스 노드의 실수 성분 신호 bR2의 제1 목적지 노드로의 전송만을 허용하고, 나머지 간섭 신호는 제거할 수 있다.
No-CSIT 환경인 경우, 노드 페어들 간의 내부 간섭은 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법을 적용하여 제거할 수 있다. 제1 전송 단계에서, 제1 목적지 노드는 직렬 간섭 제거 기법을 이용하여 제1 노드 페어 간 내부 간섭을 제거함으로써 실수 성분 신호 aR1 및 허수 성분 신호 aI1을 추출할 수 있다.
제2 전송 단계에서, 제2 목적지 노드는 직렬 간섭 제거 기법을 이용하여 제2 노드 페어 간 내부 간섭을 제거함으로써 실수 성분 신호 aR2 및 허수 성분 신호 aI2을 추출할 수 있다.
제3 전송 단계에서, 제1 목적지 노드는 제1 전송 단계에서 추출한 실수 성분 신호 aR1을 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외하여 신호 L1(aR1, bR2) 및 허수 성분 신호 aI3를 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 제2 전송 단계에서 추출한 실수 성분 신호 bR2를 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외하여 신호 L2(aR1, bR2) 및 허수 성분 신호 bI3를 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에 직렬 간섭 제거 기법이 적용됨으로써, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드에서의 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 제1 목적지 노드는 제1 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 aR1을 신호 L1(aR1, bR2)에 적용함으로써 실수 성분 신호 bR2를 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드는 제2 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 bR2을 신호 L2(aR1, bR2)에 적용함으로써 실수 성분 신호 aR1을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드가 수신한 간섭 신호 bR2와 제2 목적지 노드가 수신한 간섭 신호 aR1이 추출됨으로써, 제3 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭 신호는 제거될 수 있다.
제2 전송 단계에서, 제1 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 bR2를 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외하여 제1 노드 페어 간 내부 간섭을 제거함으로써 신호 L3(aR2, bR2) 및 허수 성분 신호 aI2를 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 bR2를 신호 L3(aR2, bR2)에 적용하여 신호 aR2를 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드가 수신한 신호 aR2 및 간섭 신호 bR2가 추출됨으로써, 제2 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
제1 전송 단계에서, 제2 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 aR1를 직렬 간섭 제거 기법의 적용 대상에서 제외하여 제2 노드 페어 간 내부 간섭을 제거함으로써 신호 L4(aR1, bR1) 및 허수 성분 신호 bI1를 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 aR1를 신호 L4(aR1, bR1)에 적용하여 신호 bR1를 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드가 수신한 신호 bR1 및 간섭 신호 aR1이 추출됨으로써, 제1 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
Full-CSIT 환경인 경우, 노드 페어들 간의 내부 간섭은 소스 노드에 제로 포싱 빔포밍 기법을 이용하여 제거할 수 있다. 제1 전송 단계에서, 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드에 제로 포싱 빔포밍 기법이 적용되어, 노드 페어 간 내부 간섭은 제거될 수 있다. 노드 페어 간 내부 간섭이 제거됨으로써, 제1 목적지 노드는 신호 aR1 및 신호 aI1을 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 L1(aR1, bR1), 신호 bI1을 추출할 수 있다.
제2 전송 단계에서, 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드에 제로 포싱 빔포밍 기법이 적용되어 노드 페어 간 내부 간섭이 제거됨으로써, 제1 목적지 노드는 신호 L2(aR2, bR2) 및 신호 aI2을 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 신호 bR2 및 신호 bI2을 추출할 수 있다.
제3 전송 단계에서, 제1 소스 노드 및 제2 소스 노드에 제로 포싱 빔포밍 기법이 적용되어 노드 페어 간 내부 간섭이 제거됨으로써, 제1 목적지 노드는 신호 L3(aR1, bR2) 및 신호 aI3을 추출할 수 있고, 제2 목적지 노드는 L4(aR1, bR2) 및 신호 bI3을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드는 제1 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 aR1을 신호 L3(aR1, bR2)에 적용함으로써 실수 성분 신호 bR2를 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드는 제2 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 bR2을 신호 L4(aR1, bR2)에 적용함으로써 실수 성분 신호 aR1을 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드가 수신한 간섭 신호 bR2와 제2 목적지 노드가 수신한 간섭 신호 aR1이 추출됨으로써, 제3 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭 신호는 제거될 수 있다.
제2 전송 단계에서, 제1 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 bR2를 신호 L2(aR2, bR2)에 적용하여 신호 aR2를 추출할 수 있다. 제1 목적지 노드가 수신한 신호 aR2 및 간섭 신호 bR2가 추출됨으로써, 제2 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
제1 전송 단계에서, 제2 목적지 노드는 제3 전송 단계에서 추출된 실수 성분 신호 aR1를 신호 L1(aR1, bR1)에 적용하여 신호 bR1를 추출할 수 있다. 제2 목적지 노드가 수신한 신호 bR1 및 간섭 신호 aR1이 추출됨으로써, 제1 전송 단계에서 노드 페어들 간의 잔여 간섭은 제거될 수 있다.
No-CSIT 환경 및 Full-CSIT 환경에서, 제1 전송 단계 내지 제3 전송 단계를 통하여, 제1 목적지 노드 및 제2 목적지 노드는 5/3의 DoF(
Figure 112013094941487-pat00110
, M=2)을 획득할 수 있다.
<멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법>
도 7은 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법은 릴레이 노드들에서, 노드 페어들 중 소스 노드들로부터 수신한 신호를 소스 노드들과 페어인 목적지 노드들로 중계하되, 릴레이 노드들의 채널 계수를 조절하여 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거할 수 있다(710).
또한, 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법은 노드 페어들에서, 목적지 노드들에서 수신된 신호를 이용하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호를 제거할 수 있다(720). 단계(710) 내지 단계(720)은 릴레이 노드들 및 노드 페어들 간의 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서 간섭 제어 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서 간섭 제어 방법은 릴레이 노드들에서, 노드 페어들 중 소스 노드들로부터 수신한 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호를 소스 노드들과 페어인 목적지 노드들로 중계하되, 릴레이 노드들의 채널 계수를 조절하여 둘 이상의 노드 페어 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거할 수 있다(810).
또한, 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서 간섭 제어 방법은 노드 페어들에서, 목적지 노드들에서 수신된 실수 성분 신호 및 허수 성분 신호 중 적어도 하나를 이용하여 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여 간섭 신호를 제거할 수 있다(820). 단계(810) 내지 단계(820)은 릴레이 노드들 및 노드 페어들 간의 신호 전송 과정에서 수행될 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예에 따른 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 도 8에 도시된 일 실시예에 따른 SISO 시스템에서의 멀티 홉 네트워크에서 간섭 제어 방법은 도 1 내지 도 6을 통해 설명된 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 멀티 홉 네트워크에서 둘 이상의 릴레이 노드들 및 노드 페어(pair)들의 간섭 제어 방법에 있어서,
    상기 릴레이 노드들에서, 상기 노드 페어들 중 소스(source) 노드들로부터 수신한 신호를 상기 소스 노드들과 페어인 목적지(destination) 노드들로 중계(relay)하되, 상기 릴레이 노드들의 채널 계수(Channel Coefficient)를 조절하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계; 및
    상기 노드 페어들에서, 상기 목적지 노드들에서 수신된 신호를 이용하여 상기 둘 이상의 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 잔여(residual) 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 간섭 채널 매트릭스들에 기초하여 상기 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계; 및
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 이용하여 상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 포함하는,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 채널 계수를 조절하여 상기 유효 간섭 채널 매트릭스의 널 스페이스(null space)를 나타내는 기준 매트릭스를 생성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 이용하여 상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스 및 상기 기준 매트릭스를 이용하여 상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 포함하는 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 소스 노드들과 상기 릴레이 노드들 간의 제1 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 제1 채널 매트릭스 및 상기 릴레이 노드들과 상기 목적지 노드들 간의 제2 간섭 신호 중 적어도 일부의 간섭 신호와 대응하는 제2 채널 매트릭스를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 채널 매트릭스와 상기 제2 채널 매트릭스에 기초하여 상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계
    를 포함하는 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 제1 채널 매트릭스를 트랜스포즈(transpose)하는 단계; 및
    상기 제2 채널 매트릭스 및 상기 트랜스포즈 된 상기 제1 채널 매트릭스의 크로넥커 프로덕트(Kronecker product)를 연산하는 단계
    를 포함하는 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기준 매트릭스는,
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스의 상기 널 스페이스에 포함되고, 제로 벡터(zero vector)를 제외한 복수의 널 스페이스 벡터들을 포함하는 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 노드들의 수는,
    상기 노드 페어들 간의 상기 간섭 신호의 전체를 제거할 수 있도록 설계된 릴레이 노드들의 수보다 작은 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 전송 과정은,
    시분할 방식 또는 주파수 분할 방식 중 어느 하나를 이용하여 수행되는 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소스 노드 또는 상기 목적지 노드는 멀티-입력 멀티-출력(Multiple Input Multiple Output: MIMO) 방식이고,
    상기 노드 페어들 각각에 포함된 둘 이상의 안테나 간의 내부 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 더 포함하는 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 내부 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 전체 송신 채널 정보(Full-Channel State Information at transmitter: Full-CSIT)가 존재하는 경우, 제로 포싱 빔포밍(Zero-Forcing BeamForming: ZFBF) 기법을 이용하여 상기 노드 페어들의 내부 간섭 신호를 제거하는 단계인,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 내부 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 송신 채널 정보가 존재하지 않는(No-Channel State Information at transmitter: No-CSIT) 경우, 다른 신호 전송 과정에서 상기 목적지 노드들이 수신한 신호 중 일부의 신호를 기초로, 직렬 간섭 제거(Successive Interference Cancellation: SIC) 기법을 이용하여 상기 내부 간섭 신호를 제거하는 단계인,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    다른 신호 전송 과정에서, 상기 목적지 노드들이 수신한 신호 중 일부의 신호를 기초로 상기 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계인,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 신호 전송 과정의 수는,
    상기 신호의 수 이상인 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 노드들이 두 개인 경우,
    상기 단계들은, 제1 신호 전송 과정, 제2 신호 전송 과정 및 제3 신호 전송 과정에서 수행되고,
    상기 적어도 일부의 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 제1 신호 전송 과정에서, 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계;
    상기 제2 신호 전송 과정에서, 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계; 및
    상기 제3 신호 전송 과정에서, 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호 중 상기 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 상기 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호 및 상기 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 상기 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호를 제외한 나머지 간섭 신호를 제거하는 단계
    를 포함하는,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 신호 전송 과정에서, 상기 릴레이 노드는
    상기 제1 신호 전송 과정에서 상기 제1 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제2 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호와 동일한 신호를 상기 제1 소스 노드로부터 수신하고,
    상기 제2 신호 전송 과정에서 상기 제2 소스 노드에 포함된 어느 하나의 안테나에서 제1 목적지 노드에 포함된 어느 하나의 안테나로 전송되는 간섭 신호와 동일한 신호를 상기 제2 소스 노드로부터 수신하는,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제3 신호 전송 과정에서, 상기 잔여 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    상기 제1 신호 전송 과정 및 제2 신호 전송 과정에서, 상기 목적지 노드들이 수신한 신호 중 일부의 신호를 기초로 상기 잔여 간섭 신호를 제거하는,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  16. 멀티 홉 네트워크에서 둘 이상의 릴레이 노드들의 간섭 제어 방법에 있어서,
    복수의 신호 전송 과정들을 통해 노드 페어들 중 소스(source) 노드들로부터 수신한 신호들을 상기 소스 노드들과 페어인 목적지(destination) 노드들로 중계(relay)하는 단계; 및
    복수의 신호 전송 과정들을 통해 상기 소스 노드들로부터의 상기 신호들을 이용하여 상기 노드 페어들 간의 간섭 신호의 일부를 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 노드 페어들 간의 간섭 신호의 일부를 제거하는 단계는,
    상기 소스 노드들 및 상기 목적지 노드들 사이의 간섭 채널 매트릭스들에 기초하여 상기 간섭 신호의 일부에 대응하는 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하는 단계; 및
    상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 이용하여 상기 간섭 신호의 일부를 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 릴레이 노드들의 채널 계수들이 상기 복수의 신호 전송 과정들에 따라 달라지는,
    멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  18. 멀티 홉 네트워크에서의 릴레이 노드는,
    복수의 신호 전송 과정들을 통해 노드 페어의 소스(source) 노드로부터 수신한 신호들을 상기 소스 노드와 페어인 목적지(destination) 노드로 중계(relay)하고 - 상기 복수의 신호 전송 과정들에 따라 상기 릴레이 노드의 채널 계수가 달라짐 -, 상기 노드 페어와 다른 노드 페어 사이의 간섭 신호의 일부를 제거하는, 프로세서
    를 포함하고,
    상기 프로세서는 간섭 신호의 일부를 제거하기 위해, 상기 소스 노드와 상기 목적지 노드 사이의 간섭 채널 매트릭스들에 기초하여 상기 간섭 신호의 일부에 대응하는 유효 간섭 채널 매트릭스를 생성하고, 상기 유효 간섭 채널 매트릭스를 이용함으로써 상기 간섭 신호의 일부를 제거하는,
    릴레이 노드.
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020130125410A 2013-06-04 2013-10-21 Ｍⅰｍｏ 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어 KR102049085B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014114019A JP6506919B2 (ja) 2013-06-04 2014-06-02 マルチホップネットワークにおける干渉制御方法、及び該干渉制御方法を用いたリレーノード
US14/293,348 US9531449B2 (en) 2013-06-04 2014-06-02 Method of controlling interference in multi-hop network based on MIMO system and relay node and node pair using the method
EP14170907.1A EP2819315B1 (en) 2013-06-04 2014-06-03 Method of controlling interference in multi-hop network based on mimo system and relay node and node pair using the method
CN201410245145.8A CN104218980B (zh) 2013-06-04 2014-06-04 控制干扰的方法、以及使用该方法的中继节点和节点对

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361830699P 2013-06-04 2013-06-04
US61/830,699 2013-06-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140142643A KR20140142643A (ko) 2014-12-12
KR102049085B1 true KR102049085B1 (ko) 2019-11-26

Family

ID=52460069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130125410A KR102049085B1 (ko) 2013-06-04 2013-10-21 Ｍⅰｍｏ 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102049085B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114727317B (zh) * 2022-03-31 2024-06-11 中国人民解放军国防科技大学 一种利用d2d通信设备实现中继转发的高谱效通信***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011093095A1 (ja) 2010-01-29 2011-08-04 パナソニック株式会社 端末装置及び干渉除去方法
JP2012085282A (ja) 2010-09-24 2012-04-26 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. 複数の送信先によって受信される干渉を制限する方法及びデバイス

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7525939B2 (en) * 2004-08-31 2009-04-28 Ntt Docomo, Inc. Communication system and method using a relay node
US8718658B2 (en) * 2009-06-25 2014-05-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication system for distributedly managing interference using feedback message
KR101626059B1 (ko) * 2010-09-03 2016-05-31 삼성전자주식회사 프리코딩 및 빔포밍을 이용한 양방향 중계 시스템 및 방법
KR20130036937A (ko) * 2011-10-05 2013-04-15 삼성전자주식회사 멀티 홉 네트워크에서 릴레이 노드가 간섭을 관리하는 방법 및 간섭을 관리하는 릴레이 노드

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011093095A1 (ja) 2010-01-29 2011-08-04 パナソニック株式会社 端末装置及び干渉除去方法
JP2012085282A (ja) 2010-09-24 2012-04-26 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. 複数の送信先によって受信される干渉を制限する方法及びデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140142643A (ko) 2014-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ximenes et al. Semi-blind receivers for non-regenerative cooperative MIMO communications based on nested PARAFAC modeling
Ximenes et al. PARAFAC-PARATUCK semi-blind receivers for two-hop cooperative MIMO relay systems
Ma et al. Pilot matrix design for estimating cascaded channels in two-hop MIMO amplify-and-forward relay systems
EP2923457A1 (en) Systems and methods for open-loop spatial multiplexing schemes for radio access virtualization
US9455816B2 (en) Interference cancellation in TDD massive MIMO wireless systems
WO2012158090A1 (en) Improved amplify-and-forward relaying in communication systems
KR20130036937A (ko) 멀티 홉 네트워크에서 릴레이 노드가 간섭을 관리하는 방법 및 간섭을 관리하는 릴레이 노드
CN105636215B (zh) 基于功率动态分配的干扰中和方法
CN106301457B (zh) 双向全双工mimo中继通信***中的自干扰消除方法
Schad et al. Rank-two beamforming and power allocation in multicasting relay networks
Mirzaei et al. On achievable SNR region for multi-user multi-carrier asynchronous bidirectional relay networks
JP6506919B2 (ja) マルチホップネットワークにおける干渉制御方法、及び該干渉制御方法を用いたリレーノード
CN104202277B (zh) 一种认知中继网络的次用户网络线性收发机的设计方法
Xi et al. Multiuser receiver for joint symbol/channel estimation in dual-hop relaying systems
Alabed Computationally efficient multi-antenna techniques for multi-user two-way wireless relay networks
JP6165645B2 (ja) 無線通信方法、無線通信システムおよび制御局装置
KR20130016593A (ko) 네트워크 코딩을 수행하는 방법 및 네트워크 코딩을 수행하는 릴레이
KR102049085B1 (ko) Ｍⅰｍｏ 시스템 기반의 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어
KR101879642B1 (ko) 간섭 채널에서의 정렬된 간섭 중성화를 위한 릴레이 노드들 및 데스티네이션 노드들의 통신 방법
Ganesan et al. Projection based space-frequency interference alignment in a multi-carrier multi-user two-way relay network
KR101756234B1 (ko) 복수의 릴레이 단말들을 이용하여 데이터를 중계하는 중계 방법 및 중계 시스템
Ma et al. Pilot matrix design for interim channel estimation in two-hop MIMO AF relay systems
Feteiha et al. Cooperative vehicular ad-hoc transmission for LTE-A MIMO-downlink using amplify-and-forward relaying
KR20140112391A (ko) 멀티 홉 네트워크에서의 간섭 제어 방법 및 간섭 제어 방법을 이용한 릴레이 노드 및 노드 페어
Stanković et al. Cooperative relaying with block DFT processing and full‐duplex relays

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant