KR20220056352A - 고밀집 무선 네트워크에서 액세스 노드의 전송 모드 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

고밀집 무선 네트워크에서 액세스 노드의 전송 모드 제어 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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KR20220056352A KR1020200140838A KR20200140838A KR20220056352A KR 20220056352 A KR20220056352 A KR 20220056352A KR 1020200140838 A KR1020200140838 A KR 1020200140838A KR 20200140838 A KR20200140838 A KR 20200140838A KR 20220056352 A KR20220056352 A KR 20220056352A
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Abstract

복수의 AN들과 복수의 단말들을 포함한 분산형 대규모 다중 입출력 시스템에서 CP의 동작 방법은 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하고, 상기 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 활성화 AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a); 협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b); 상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 포함할 수 있다.

Description

고밀집 무선 네트워크에서 액세스 노드의 전송 모드 제어 방법 및 이를 위한 장치{Method for controlling transmission mode of access node in ultra dense radio network, and apparatus therefor}
본 발명은 에너지 효율적인 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀집 무선 액세스 네트워크의 에너지 효율(energy efficiency) 개선을 위해 액세스 노드(access node, AN)의 전송 모드를 제어하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
모바일 트래픽의 폭발적 증가에 따라 모바일 트래픽을 수용하기 위해, 보다 넓은 대역폭 확보가 가능한 고주파수(예컨대, 밀리미터파, 테라헤르쯔) 대역의 활용, 주파수 효율을 높이기 위한 보다 많은 안테나 사용, 및 셀 분할 이득(cell-splitting gain)을 높이기 위한 고밀도 기지국 배치 등이 고려된다. 밀리미터파 대역을 활용하는 경우에 발생되는 큰 경로 손실(pathloss)을 해결하기 위해 빔포밍(beam forming), 다중안테나 빔포밍 기술들을 통한 방향성 통신이 고려되어야 한다. 기지국들의 밀도 증가에 따라 기지국들의 밀도가 단말(사용자)들의 밀도와 비슷하거나 단말들의 밀도보다 더 높은 고밀도 기지국 환경(고밀집 네트워크 환경(ultra-dense network, UDN))에서는 기지국 사이의 거리가 감소하고 이에 따라 단말과 인접 기지국 사이의 거리 감소로 신호의 경로 손실이 크게 감소하여 단말의 수신 신호 세기(signal-to-noise ratio, SNR)가 증가하지만 셀 간 간섭(inter-cell interference) 역시 증가한다.
기존에 셀 간 간섭에 의한 셀 경계 사용자의 성능 저하를 해결하기 위해 복수의 기지국들이 협력(cooperation)을 통해 간섭을 완화시키는 셀 간 협력 방식(예, CoMP)을 사용하였으나, 고밀도 기지국 환경에서는 기지국(또는, 액세스 노드(access node, AN))의 비계획적인 설치로 인해 협력 전송을 위한 기지국들 조합(CoMP set)을 미리 구성하기 어려우므로 현재 채널 상태 등에 따라 성능 요구사항에 맞게 적응적으로 협력하는 기지국들의 구성이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고밀집 무선 네트워크 환경(또는, 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO) 시스템)에서 주파수 효율을 개선하고 액세스 노드들의 소모 전력을 낮추어 에너지 효율이 개선되도록 AN들의 전송 모드를 제어하는 방법을 제공하는데 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 고밀집 무선 네트워크 환경에서 주파수 효율을 개선하고 액세스 노드들의 소모 전력을 낮추어 에너지 효율이 개선되도록 액세스 노드들의 전송 모드를 제어하는 장치(예컨대, 중앙 제어기(centralized processor, CP))를 제공하는데 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 상기 방법 및/또는 장치가 적용된 고밀집 무선 네트워크(또는, 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO) 시스템)를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 복수의 AN들과 복수의 단말들을 포함한 분산형 대규모 다중 입출력 시스템에서 CP의 동작 방법로서, 상기 복수의 단말들 또는 상기 복수의 AN들로부터, 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하고, 상기 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 활성화(active) AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a); 협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b); 상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 포함할 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 복수의 단말들 각각과 상기 복수의 AN들 각각 간의 채널 상태에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)이 결정될 수 있다.
상기 채널 상태는 경로 손실(path loss) 및/또는 음영에 따른 신호 감쇄가 반영된 채널 이득 값으로 측정될 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 활성화 AN(들)은 상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 많은 순으로 결정될 수 있다.
상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 동일한 AN들이 존재하는 경우, 연결된 단말들의 채널 상태들이 더 양호한 AN이 활성화 AN으로 선택될 수 있다.
상기 단계(b)에서, 상기 협력 전송 지원 제약 사항은 상기 활성화 AN(들)의 RF(radio frequency) 체인들의 숫자(
Figure pat00001
)일 수 있다.
상기
Figure pat00002
보다 많은 수의 연결들이 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들 간에 존재하는 경우, 제1 활성화 AN에 연결된 단말들에 대한 상기 제1 활성화 AN의 기여도가 낮은 순으로 연결을 해제할 수 있다.
상기 제1 에너지 효율 및/또는 상기 제2 에너지 효율은 상기 활성화 AN(들)의 전체 소모 전력(
Figure pat00003
과 상기 활성화 AN(들)의 주파수 효율(
Figure pat00004
)의 비율에 기초하여 계산될 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 상기 분산형 대규모 다중 입출력 시스템에서 상기 복수의 AN들의 활성화/비활성화를 제어하는 CP로서, 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해서 실행되는 적어도 하나의 명령어를 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령어가 상기 프로세서에 의해서 실행될 때, 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 프로세서가: 상기 복수의 단말들 또는 상기 복수의 AN들로부터, 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하고, 상기 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 활성화(active) AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a); 협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b); 상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 수행하도록 설정할 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 복수의 단말들 각각과 상기 복수의 AN들 각각 간의 채널 상태에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)이 결정될 수 있다.
상기 채널 상태는 경로 손실(path loss) 및/또는 음영에 따른 신호 감쇄가 반영된 채널 이득 값으로 측정될 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 활성화 AN(들)은 상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 많은 순으로 결정될 수 있다.
상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 동일한 AN들이 존재하는 경우, 연결된 단말들의 채널 상태들이 더 양호한 AN이 활성화 AN으로 선택될 수 있다.
상기 단계(b)에서, 상기 협력 전송 지원 제약 사항은 상기 활성화 AN(들)의 RF(radio frequency) 체인들의 숫자(
Figure pat00005
)일 수 있다.
상기
Figure pat00006
보다 많은 수의 연결들이 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들 간에 존재하는 경우, 제1 활성화 AN에 연결된 단말들에 대한 상기 제1 활성화 AN의 기여도가 낮은 순으로 연결을 해제할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 분산형 대규모 다중 입출력 시스템으로서, CP; 상기 CP에 연결된 복수의 AN들; 및 상기 복수의 AN들에 의해서 서비스를 제공받는 단말들을 포함하고, 상기 CP는 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 상기 복수의 AN 들 중 활성화(active) AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a); 협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b); 상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 수행하고, 상기 AN들 각각은 상기 복수의 단말들 각각으로부터 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하여 상기 CP에 제공하고, 상기 CP의 제어에 의해서 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 복수의 단말들 각각과 상기 복수의 AN들 각각 간의 채널 상태에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)이 결정될 수 있다.
상기 단계(a)에서, 상기 활성화 AN(들)은 상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 많은 순으로 결정될 수 있다.
상기 단계(b)에서, 상기 협력 전송 지원 제약 사항은 상기 활성화 AN(들)의 RF(radio frequency) 체인들의 숫자(
Figure pat00007
)일 수 있다.
상기
Figure pat00008
보다 많은 수의 연결들이 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들 간에 존재하는 경우, 제1 활성화 AN에 연결된 단말들에 대한 상기 제1 활성화 AN의 기여도가 낮은 순으로 연결을 해제할 수 있다.
상기 제1 에너지 효율 및/또는 상기 제2 에너지 효율은 상기 활성화 AN(들)의 전체 소모 전력(
Figure pat00009
과 상기 활성화 AN(들)의 주파수 효율(
Figure pat00010
)의 비율에 기초하여 계산될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 이용하면, 밀리미터파 대역을 활용하는 고밀집 무선 액세스 네트워크에서 협력 전송에 참여할 AN들의 전송 모드 제어를 통해 전체 시스템의 에너지 효율을 개선할 수 있다. 즉, UDN 환경에서 주파수 효율을 개선하고 AN들의 소모 전력을 낮추어 에너지 효율이 개선되도록 AN들의 전송 모드가 제어될 수 있다. 즉, 협력 통신을 수행하기 위해 활성화될 액세스 노드들이 선택될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예들은 밀리미터파 대역을 활용하는 경우 AN들의 협력 전송 지원 제약 사항, 단말들의 분포, 및 단말들의 서비스 요구 사항을 고려하여 최적의 활성화할 AN을 선택하는 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 분산형 대규모 다중 입출력 시스템의 개념도이다.
도 2는 순차적인 AN 비활성화 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 순차적인 AN 활성화 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AN 전송 모드 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AN 전송 모드 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 방법들을 수행하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하의 실시예들에서는, 복수의 분산된 액세스 노드(access node, AN)들과 중앙 제어기(centralized processor, CP)로 구성된 고밀집 네트워크(ultra-dense network, UDN) 환경에 따른 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO) 시스템이 고려된다.
도 1은 본 발명의 실시예들이 적용되는 분산형 대규모 다중 입출력 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 분산형 대규모 다중 입출력 시스템은 네트워크 다중 입출력(network MIMO/distributed MIMO 또는 cloud RAN(radio access network)) 시스템과 대규모 다중 입출력(massive MIMO) 시스템이 결합된 형태를 가진다. 분산형 대규모 다중 입출력 시스템에서는, 분산 설치된 액세스 노드(AN)들이 백홀(backhaul) 링크를 통해 동기화되어 모든 단말(UE)들에게 동일한 자원을 통해 서비스를 제공하는 셀-탈피 대규모 MIMO(cell-free massive MIMO) 전송을 수행할 수 있다.
분산된 AN들 각각은 기존 기지국의 안테나 및 RF(radio frequency) 처리 기능과 하위 수준(low-level) PHY 기능 등의 일부 기능을 포함하며, CP는 중앙 집중적으로 무선 자원을 관리하기 위해 기지국의 나머지 일부 기능(상위 PHY, MAC 및 무선 프로토콜 스택 상의 상위 계층 기능을 포함한 베이스밴드(baseband) 기능을 수행)하는 노드(base node, BN)들의 풀(pool)로 구성될 수 있다. CP는 AN들과 프론트홀(fronthaul,FH) 링크들로 연결될 수 있다.
한편, 이러한 분산형 대규모 다중 입출력 시스템에서는 에너지 효율의 향상을 위해서 시스템 내에 존재하는 복수의 AN들 각각에 대한 전송 모드 제어가 필요하다. 전송 모드 제어(ON/OFF 제어 또는 활성/수면(active/sleep) 모드 제어)는 전력 소모 감소를 위해서 고려될 수 있다. 즉, AN의 전송 모드가 활성화(ON 또는 active mode)된 경우에는 신호 전송과 수신 신호 처리 및 액세스 노드의 기본적인 동작을 지원하기 위해 고정된 전력이 소모되는 반면, 비활성화(OFF 또는 sleep mode)된 경우에는 신호 전송과 수신 신호 처리에 필요한 전력 소모는 줄어들게 된다. AN에 대한 전송 모드 제어는 서비스하는 단말들의 위치와 트래픽 부하 등에 따라 동적으로 수행될 수 있다.
무선 액세스 네트워크 시스템의 에너지 효율은 주파수 효율과 전력 소모량에 의해 결정된다. 분산형 대규모 다중 입출력 시스템의 주파수 효율은 협력 통신에 참여하는 AN들의 수가 증가할수록 증가할 수 있으나, 이에 따라 전력 소모가 증가하게 된다. 또한, CP에 연결된 모든 AN들이 단말들에게 서비스 제공하는 후보가 될 수 있으나, 실제적으로는 일부의 AN들의 전송만이 전송률 증가에 기여하여 주파수 효율 증가에 기여하게 된다. 따라서, 에너지 효율 개선을 위해서는 각 단말에 대한 실제적인 전송률 증가에 기여도가 높은 일부 AN들만을 해당 단말에 할당하기 위한 액세스 노드 선택(AN selection) 절차가 고려된다. 그러나, 각 단말들에 서비스를 제공할 AN들을 단말 기준으로 할당해 주는 경우에는 시스템 전체적으로는 모든 AN들이 활성화 상태로 동작할 수 있다. 따라서, 분산형 대규모 다중 입출력 시스템의 주파수 효율 개선과 AN들의 소모 전력을 낮추기 위한, 에너지 효율 개선을 위한 적절한 방안이 요구된다. 이를 위해 AN들의 전송 모드를 제어하여 일부의 활성화(active) AN들에 의한 협력 통신을 통해 단말에 대해 서비스를 제공하는 방안들이 고려된다. 최적의 에너지 효율을 얻을 수 있는 최적의 활성화 AN들을 선정하는 문제는 일반적으로 NP-hard 문제에 해당되며, 복잡도와 성능의 교환 관계(trade-off)를 고려한 차선의(sub-optimal) 솔루션을 찾는 방안들이 주로 제시된다. 해당 방안들은 활성화되는 AN들의 선택과 활성화되는 액세스 노드들의 총 수의 최적화 부분으로 구성될 수 있다.
활성화되는 AN들의 선택과 활성화 AN들의 총 수의 최적화는 순차적으로 AN를 비활성화시키는 방식 또는 순차적으로 AN를 활성화시키는 방식으로 수행될 수 있다.
(1) 순차적인 AN 비활성화 방식
주어진 활성화 AN들의 수에 따라 비활성화할 AN를 특정 메트릭(metric) 기준으로 하나씩 순차적으로 선정하는 방식이 이용될 수 있다. 예컨대, 모든 AN들이 활성화된 상태에서 시작하여 활성화 AN들의 수가 주어진 값이 될 때까지 반복적으로 비활성화될 AN들이 선정될 수 있다.
도 2는 순차적인 AN 비활성화 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 활성화 AN들의 초기 숫자가 주어지면(S210), CP는 현재 활성화된 AN들의 집합에 의한 에너지 효율(
Figure pat00011
)을 계산하고(S220), 소정의 방식으로 비활성화될 AN을 결정하고(S230), 해당 AN을 비활성화할 경우의 에너지 효율(
Figure pat00012
)을 계산할 수 있다(S240). 상기 현재 활성화된 AN들의 집합에 의한 에너지 효율(
Figure pat00013
)과 상기 AN의 비활성화 이후의 활성화된 AN들의 집합에 의한 에너지 효율(
Figure pat00014
)을 비교하여(S250), 에너지 효율이 더 이상 증가하지 않을 경우는 현재 활성화된 AN들의 수를 최적 값으로 판단하고(S260), 에너지 효율이 증가할 경우는 소정의 방식으로 비활성화될 AN을 추가로 선정하기 위해 상기 단계(S230)부터 반복할 수 있다.
이때, 비활성화될 AN을 선택하는 메트릭에 따라 임의 선택(random selection) 방식, 균일 분포 방식, 규칙적 분포 방식, 최소 거리 기반 방식 등이 가능하다. 이 방식들은 커버리지 내의 단말들의 균일 분포를 가정한다. 임의 선택 방식은 각 AN에 대해 같은 확률로 비활성화 여부가 결정되며, 각 AN의 비활성화에 따른 효과에 대한 고려없이 수행되므로 AN의 전송 모드 제어를 통해 얻을 수 있는 에너지 효율의 최저 성능에 해당될 수 있다. 균일 분포 방식과 규칙적 분포 방식은 기준치(mixture discrepancy, spatial regularity)를 만족하는 AN들을 하나씩 순차적으로 비활성화하여 최종적으로 활성화된 AN들이 균일하게 또는 규칙적으로 분포되도록 선정하는 방식들이다. 최소 거리 기반 방식은 활성화되는 AN들 간의 최소 거리가 최대가 되도록 AN 간의 거리가 최소인 두 AN들 중에서 주변의 AN과의 거리가 가까운 AN를 비활성화하도록 선정하는 방식이다.
(2) 순차적인 AN 활성화 방식
상기 순차적인 AN 비활성화 방식과는 달리, 주어진 활성화 AN들의 수에 따라 활성화할 AN들을 특정 메트릭 기준으로 하나씩 순차적으로 선정하는 방식이 이용될 수 있다. 예컨대, 모든 AN들이 비활성화된 상태에서 시작하여 활성화 AN들의 수가 주어진 값이 될 때까지 반복적으로 활성화할 AN들이 선정될 수 있다.
도 3은 순차적인 AN 활성화 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 활성화할 AN들의 초기 숫자가 주어지면(S310), CP는 현재 활성화된 AN들의 집합에 대한 에너지 효율(
Figure pat00015
)을 계산하고(S320), 소정의 방식으로 활성화될 AN을 결정하고(S330), 해당 AN을 활성화할 경우의 에너지 효율(
Figure pat00016
)을 계산할 수 있다(S340). 상기 현재 활성화된 AN들의 집합에 의한 에너지 효율(
Figure pat00017
)과 상기 AN의 활성화 이후의 활성화된 AN들의 집합에 의한 에너지 효율(
Figure pat00018
)을 비교하여(S350), 에너지 효율이 더 이상 증가하지 않을 경우는 현재 활성화된 AN들의 수를 최적값으로 판단하고(S360), 에너지 효율이 증가할 경우는 소정의 방식으로 활성화될 AN을 추가로 선정하기 위해 상기 단계(S330)부터 반복할 수 있다.
이때, 활성화될 AN을 선택할 때, 시스템의 장기적(long-term) 변경 사항(예컨대, 정해진 서비스 제공 대상 단말들의 수에 따른 트래픽 요구 사항)보다는 단기적(short-term) 변경 사항을 고려하기 위해 단말과 AN 간의 전파 손실(propagation loss)이 선정 메트릭으로 고려될 수 있다. 즉, 각 단말 별로 가장 작은 전파 손실을 가지는 AN이 활성화 AN으로 선정될 수 있다. 단말에 의해 선택된 AN들은 우선적으로 활성화될 AN들로 분류된다. 단말들에 의해 이미 선정된 활성화될 AN들을 제외한 나머지 AN들 중에서 각 단말에 의해 다음 순서로 작은 전파 손실을 가지는 AN들이 추가적으로 활성화될 AN로 선택될 수 있다. 주어진 활성화 AN들의 수만큼 선정될 때까지 동일한 절차가 반복적으로 수행될 수 있다.
상술된 기존의 방법들은 최적의 에너지 효율을 위해 가능한 활성화되는 AN들의 수에 대해 활성화 AN들의 선택에 따른 에너지 효율의 비교를 반복적으로 수행한다. 이 때, 단말들의 분포(균일한 단말 분포)들을 가정 하에 모든 AN들이 활성화된 상태 또는 모든 AN들이 비활성화된 상태가 초기 상태로 설정될 수 있다. 따라서, 밀리미터파 대역을 활용하는 경우의 AN의 방향성 통신 등에 따른 제약사항, 단말 분포 및 서비스 요구사항 등이 최적화 과정에서의 복잡도 감소를 위해 초기 상태 설정에 고려되고 있지 않다.
이하의 실시예들에서, 단말은 복수의 AN들의 협력 통신을 통해 서비스를 제공받을 수 있다. CP는 에너지 효율이 최대화되도록 AN들 중 활성화될 AN들을 선택할 수 있다. 네트워크에는
Figure pat00019
개의 단말들과
Figure pat00020
개의 AN들이 존재하는 것으로 가정된다. AN들의 밀도가 단말들의 밀도와 비슷하거나 단말들의 밀도보다 더 높은 고밀도 네트워크(UDN) 환경(즉,
Figure pat00021
)이 고려된다. 분산된 AN들 각각은 대규모 배열 안테나(massive array antenna)를 사용하지만 비용 효율적인 구현을 위해 상기 배열 안테나의 안테나 원소들(antenna elements)의 개수보다는 작은 RF 체인들(즉,
Figure pat00022
개의 RF 체인들)이 사용된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AN 전송 모드 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AN 전송 모드 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 따른 일 실시예에서 UDN 환경의 CP는 활성화 AN(들)의 집합을 결정하는 단계(S410); 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(S420); 에너지 효율을 계산하는 단계(S430); 및 에너지 효율의 계산 결과에 기초하여 현재 활성화 AN(들)의 집합을 유지할 것인지 또는 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트할 것인지를 결정하는 단계(S440)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는, 도 4와 도 5를 병합 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 AN 전송 모드 제어 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
도 5에서는, 설명의 편의 상, CP(510), 3개의 AN들(521, 522, 523), 및 2개의 단말들(531, 532)이 존재하는 환경을 예시하고 있다. 그러나, 실제 UDN 환경에서는 훨씬 많은 AN들과 단말들이 존재할 수 있다.
도 4의 단계(S410)에서 CP(510)는 단말들(또는 AN들) 각각으로부터 단말들 각각이 연결 가능한 AN들에 대한 정보를 수집할 수 있다(S510).
이때, 각 AN들과 각 단말들 간의 채널 상태(channel state)를 확인하기 위한 절차(S501)이 선행될 수 있으며, 각 AN이 전송한 하향링크 파일럿(pilot) 신호를 각 단말이 측정하거나 각 단말이 전송한 상향링크 파일럿 신호를 각 AN이 측정하여 각 AN들과 각 단말들 간의 채널 상태가 확인될 수 있다.
하향링크 파일럿 신호가 사용되는 경우, 각 단말은 복수의 AN들 각각과의 채널 상태를 확인하고, 미리 정해진 기준값을 활용하여 연결 가능한 AN들을 선택하여 CP(510)로 보고할 수 있다. 한편, 상향링크 파일럿 신호가 사용되는 경우, 각 AN이 각 단말과의 채널 상태를 확인하고 미리 정해진 기준값을 활용하여 자신이 해당 단말과 연결 가능한 AN인지를 판단하여 CP(510)로 보고할 수도 있다.
이 경우, 단말과 AN이 연결 가능한지를 판별하기 위한 채널 상태 정보로는, 예를 들어, 각 단말과 각 AN 간의 경로 손실(pathloss), 음영(shadowing)에 따른 신호 감쇄가 고려된 채널 이득 값 등이 이용될 수 있다. 즉, 신호 감쇄 정도가 일정 기준 값 이하인 AN들이 각 단말이 연결 가능한 AN들로 선택될 수 있다.
Figure pat00023
번째 단말과
Figure pat00024
번째 AN 과의 채널 상태 정보(
Figure pat00025
)에 따라 결정된 연결 가능 여부는 하기 수학식 1로 표현될 수 있다.
Figure pat00026
Figure pat00027
,
Figure pat00028
여기서,
Figure pat00029
이 연결 가능함을 나타낼 수 있다(
Figure pat00030
Figure pat00031
). 한편,단계(S510)에서 각 단말은 기존에 접속되어 있던 AN을 통하여 각 단말이 연결 가능한 AN들에 대한 정보를 CP로 전달할 수 있다(즉, AN이 전송한 하향링크 파일럿에 의해서 각 단말이 채널 상태를 확인하는 경우). 이때, 상기 수집된 각 AN들에 대한 채널 상태 정보 또한 함께 CP로 전달될 수 있다.
또한, CP는 상기 수집된 연결 가능한 AN들에 대한 정보에 기초하여 초기 활성화 AN(들)의 집합을 결정할 수 있다(S520). 즉, CP는 각 단말과 각 AN 간의 연결 여부에 기초하여 어떤 AN들을 활성화할 것인지를 결정할 수 있다. CP는 각 단말과 각 AN 간의 연결 여부를 결정하기 위해 다양한 방법들을 이용할 수 있다.
일 실시예에서, CP는 주파수 효율이 높은 AN을 우선적으로 활성화될 AN으로 결정할 수 있다. 예를 들어, CP는 가장 많은 단말들과의 연결이 가능한 AN(
Figure pat00032
을 선정하고 해당 AN과 단말들의 연결을 결정할 수 있다. 이 때, 복수의 AN들이 동일한 값(연결 가능한 단말들의 수)을 가지면(
Figure pat00033
, CP는 그들 중 연결된 단말들의 채널 상태들이 양호한 AN을 선택할 수 있고(
Figure pat00034
, 선택된 AN과 연결 가능한 단말들과 해당 AN의 연결(
Figure pat00035
)을 결정할 수 있다.
CP는 일단 연결하기로 결정된 AN과 단말의 연결을 제외(
Figure pat00036
하면서 동일 과정을 반복할 수 있다. 단말과 연결이 결정된 AN들은 활성화될 AN들로 구분될 수 있다(
Figure pat00037
). 이 경우, 활성화될 AN들과의 연결로 만족되는 서비스 요구사항을 제외한 값으로 단말의 서비스 요구사항 값을 변경(
Figure pat00038
=
Figure pat00039
-￡(
Figure pat00040
)하는 방안도 가능하다. 즉, 활성화될 AN들과의 연결로 서비스 요구사항을 만족시킬 수 있는 단말들은 이후의 연결 결정 과정에서 제외할 수 있다. 단말과의 연결 가능한 AN이 없을 때(
Figure pat00041
)까지 상기 절차가 반복될 수 있고, 최종적으로 단말과의 연결이 없는 AN들은 비활성화될 AN들로 구분될 수 있다.
도 4의 단계(S420)에서, CP는 협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정할 수 있다(S530). 이때, 협력 전송 지원 제약 사항으로 앞선 단계(S520)에서 결정된 활성화 AN(들)의 전체 RF 체인들의 개수(
Figure pat00042
)이 고려될 수 있다.
예를 들어, 활성화 AN(들)의 RF 체인 수보다 많은 수의 연결들이 단말들과 존재하는 경우
Figure pat00043
, CP(510)는 각 단말 별로 해당 AN의 영향을 고려하여 RF 체인 수 이하로 연결
Figure pat00044
이 되도록 단말과의 연결 여부를 재결정할 수 있다. 단말과의 연결 여부 재결정을 위해
Figure pat00045
번째 단말에 대한
Figure pat00046
번째 AN의 기여도(
Figure pat00047
을 고려한다. 기여도는 주파수 효율과 관련된 채널 상태와 단말이 연결된 AN의 수에 의해 결정되며, 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00048
수학식 2를 참조하면,
Figure pat00049
번째 단말에 대한
Figure pat00050
번째 AN의 기여도(
Figure pat00051
는
Figure pat00052
번째 단말과
Figure pat00053
번째 AN 간의 채널 상태(
Figure pat00054
)에 비례하며, 해당 단말이 AN들과 가지는 총 연결 수(
Figure pat00055
)에 반비례하는 값으로 표현될 수 있다. 즉, 각 AN과 단말 간의 연결의 중요도를 고려하여 각 AN의 해당 단말에의 기여도가 표현될 수 있다. 이는 특정 단말이 연결된 AN의 수가 하나인 경우에 서비스 지속성을 위해 해당 AN과의 연결이 유지되도록 하기 위함이다. 해당 AN의 경우 단말과의 연결 수가 기준 값 이하가 되더라도 비활성 상태로 선택되지 않도록 한다.
즉, 각 AN 별로 기여도(
Figure pat00056
낮은 순서의 단말과의 연결을 순차적으로 해제하여(
Figure pat00057
, RF 체인 수 이하의 단말과의 연결이 선택되고, 단말의 경우 최소 하나 이상의 AN 과의 연결이 보장되도록 단말과 AN과의 연결을 재조정한다. 또한, 앞선 단계(S410)에서 단말의 서비스 요구 사항을 고려하여 활성화 AN(들)이 결정된 경우에는 해당 단계에서 특정 AN의 RF 체인 수에 따라 연결이 해제된 단말이 이로 인해 서비스 요구 사항을 만족하지 못하게 되면 다른 AN과의 연결이 추가될 수 있도록 한다. CP는 재조정된 AN들과 단말들의 연결에 따라 연결 정보를
Figure pat00058
로 업데이트한다.
다음으로, 도 4의 단계(S430)에서, CP는 상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화 시킨 상태(또는 활성화시킨 상태)의 제2 에너지 효율을 계산할 수 있다. 이때, 상기 적어도 하나의 AN으로, AN들과 단말들의 연결 정보(
Figure pat00059
)를 활용하여 활성화 상태의 AN별 단말과의 연결 수가 기준 값(
Figure pat00060
이하인 AN이 비활성 상태로 변경할 AN 후보로 선택되도록 한다. 단, 단말이 해당 AN에만 연결된 경우를 포함하는 AN은 제외한다.
단계(S440)에서, CP는 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외(또는 추가)하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(S430)부터 다시 실행할 수 있다(S440).
즉, CP는 순차적으로 비활성화(또는, 활성화) 가능한 AN들을 비활성 상태(또는 활성화 상태)로 변경한 경우의 에너지 효율(즉, 제2 에너지 효율)을 현재의 활성화 AN(들)을 변경 없이 그대로 활성 상태로 유지할 경우의 에너지 효율 (즉, 제1 에너지 효율)과의 비교하여, 에너지 효율이 개선되는 것으로 판단되면 해당 AN을 비활성 상태(또는 활성화 상태)로 변경하여 현재 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트할 수 있고, 해당 AN과 해당 AN에 연결되어 있던 모든 단말들 간의 연결은 해제(
Figure pat00061
)할 수 있다. 즉,
Figure pat00062
번째 단계에서의 AN들의 활성화에 따른 에너지 효율을 계산할 때, 추가적으로 비활성 상태로 변경할 AN(
Figure pat00063
을 결정하여 해당 AN의 비활성화에 따라 연결된 단말들
Figure pat00064
의 연결을 대체할 AN(
Figure pat00065
)을 선택하여 재설정 후에 에너지 효율을 계산할 수 있다. 계산된
Figure pat00066
번째 단계에서의 에너지 효율(EE)을 전(
Figure pat00067
단계에서의 에너지 효율과의 비교하여. 에너지 효율이 개선되면(즉,
Figure pat00068
) 해당 단계의 비활성 후보 AN(
Figure pat00069
은 비활성 상태로 변경한다(
Figure pat00070
. 다음 단계의 비활성 후보AN를 비활성화 상태로 적용하여 위의 절차를 반복 수행한다. 최적 활성화 AN 수(
Figure pat00071
)는 최대 에너지 효율을 얻게 되는
Figure pat00072
단계의 활성화된 AN들의 수(
Figure pat00073
)에 해당된다.
시스템 전체의 에너지 효율은 하향링크 경우 주파수 효율(
Figure pat00074
및 전체 소모 전력(
Figure pat00075
의 비율로서 하기 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00076
Figure pat00077
Figure pat00078
수학식 3에서,
Figure pat00079
는 트래픽 관련 전력소모 계수이고,
Figure pat00080
은 power amplifier 효율성에 해당되며,
Figure pat00081
는 시스템 대역폭에 해당된다.
Figure pat00082
는
Figure pat00083
번째 AN이
Figure pat00084
번째 단말에 제공하는 주파수 효율로
Figure pat00085
이다. 활성화 AN의 수(
Figure pat00086
)에 따라 전체 소모 전력(
Figure pat00087
가 결정되며 활성화된 AN들과 단말과의 연결에 의해 주파수 효율(
Figure pat00088
)이 결정되므로 AN들의 전송 모드 제어에 따라 에너지 효율이 변경 가능하다.
한편, 앞서 설명된 단계(S410)에서, 활성화될 AN들의 총 수(
Figure pat00089
에 대한 초기값으로
Figure pat00090
고려될 수 있다. 이는 활성화 AN들의 최대 RF 체인 수(
Figure pat00091
) 만을 고려해 단말의 임의 연결을 고려할 때 최소 필요한 활성화 AN 수에 의한 것이다.
이와 같이, 해당 초기값을 사용하는 경우, 에너지 효율을 고려한 활성화될 AN의 수의 최적화는 매 단계에서 새롭게 활성화에 추가할 AN들을 선택하는 방식에 의해서 수행될 수 있으며, 에너지 효율 비교를 통한 활성화될 AN 수의 순차적인 증가를 통한 최적화 과정으로 수행될 수 있다.
마지막으로, CP(510)는 최적화된 활성화 AN들의 전송 모드 제어 정보 및 해당 AN들과 단말들의 연결 정보를 각 AN들(521, 522, 523)과 단말들(531, 532)로 전달할 수 있다(S550, S560). 한편, 단말들(531, 532)에 대한 정보 전달은 각각의 단말과 현재 연결된 AN들을 거쳐서 수행될 수 있다. CP로부터 전달받은 전송 모드 제어 정보에 따라 AN들(521, 522, 523)은 활성화 또는 비활성화 상태로 전환될 수 있고(S570), 단말과의 연결 정보에 따라 활성화된 AN들과 단말들이 서로 연결을 설정할 수 있다(S580).
단말들의 이동성 및 요구사항의 변경 등을 고려해 정해진 기준(특정 주기 또는 특정 이벤트 발생)에 따라 위의 절차들이 반복 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 방법들을 수행하기 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6에서 예시되는 장치는 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 수행하기 위한 통신 노드(예컨대, CP, AN, 또는 단말)일 수 있다.
도 6을 참조하면, 통신 노드(600)는 적어도 하나의 프로세서(610), 메모리(620) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(630)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(600)는 입력 인터페이스 장치(640), 출력 인터페이스 장치(650), 저장 장치(660) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(600)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(670)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(610)는 메모리(620) 및 저장 장치(660) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(610)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(620) 및 저장 장치(660) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(620)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬, 램, 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 복수의 액세스 노드(access node, AN)들과 복수의 단말들을 포함한 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO) 시스템에서 중앙 제어기(centralized processor, CP)의 동작 방법으로,
    상기 복수의 단말들 또는 상기 복수의 AN들로부터, 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하고, 상기 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 활성화(active) AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a);
    협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b);
    상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및
    상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 포함하는,
    중앙 제어기의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 복수의 단말들 각각과 상기 복수의 AN들 각각 간의 채널 상태에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)이 결정되는,
    중앙 제어기의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 활성화 AN(들)은 상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 많은 순으로 결정되는,
    중앙 제어기의 동작 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 동일한 AN들이 존재하는 경우, 연결된 단말들의 채널 상태들이 더 양호한 AN이 활성화 AN으로 선택되는,
    중앙 제어기의 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 협력 전송 지원 제약 사항은 상기 활성화 AN(들)의 RF(radio frequency) 체인들의 숫자(
    Figure pat00092
    )인,
    중앙 제어기의 동작 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기
    Figure pat00093
    보다 많은 수의 연결들이 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들 간에 존재하는 경우, 제1 활성화 AN에 연결된 단말들에 대한 상기 제1 활성화 AN의 기여도가 낮은 순으로 연결을 해제하는,
    중앙 제어기의 동작 방법.
  7. 복수의 액세스 노드(access node, AN)들과 복수의 단말들을 포함한 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO) 시스템에서 상기 복수의 AN들의 활성화/비활성화를 제어하는 중앙 제어기(centralized processor, CP)로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해서 실행되는 적어도 하나의 명령어를 포함하는 메모리를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령어가 상기 프로세서에 의해서 실행될 때, 상기 적어도 하나의 명령어는 상기 프로세서가:
    상기 복수의 단말들 또는 상기 복수의 AN들로부터, 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하고, 상기 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 활성화(active) AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a);
    협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b);
    상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및
    상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 수행하도록 설정하는,
    중앙 제어기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 복수의 단말들 각각과 상기 복수의 AN들 각각 간의 채널 상태에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)이 결정되는,
    중앙 제어기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 활성화 AN(들)은 상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 많은 순으로 결정되는,
    중앙 제어기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 동일한 AN들이 존재하는 경우, 연결된 단말들의 채널 상태들이 더 양호한 AN이 활성화 AN으로 선택되는,
    중앙 제어기.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 협력 전송 지원 제약 사항은 상기 활성화 AN(들)의 RF(radio frequency) 체인들의 숫자(
    Figure pat00094
    )인,
    중앙 제어기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기
    Figure pat00095
    보다 많은 수의 연결들이 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들 간에 존재하는 경우, 제1 활성화 AN에 연결된 단말들에 대한 상기 제1 활성화 AN의 기여도가 낮은 순으로 연결을 해제하는,
    중앙 제어기.
  13. 분산형 대규모 다중 입출력(distributed massive MIMO) 시스템으로서,
    중앙 제어기(centralized processor, CP);
    상기 CP에 연결된 복수의 액세스 노드(access node, AN)들; 및
    상기 복수의 AN들에 의해서 서비스를 제공받는 단말들을 포함하고,
    상기 CP는 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보에 기초하여, 상기 복수의 AN 들 중 활성화(active) AN(들)의 집합을 결정하는 단계(a); 협력 전송 지원 제약 사항에 기초하여, 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들에 대한 연결들을 조정하는 단계(b); 상기 활성화 AN(들)에 의한 제1 에너지 효율을 계산하고, 상기 활성화 AN(들) 중 적어도 하나의 AN을 비활성화시키거나 활성화시킨 상태의 제2 에너지 효율을 계산하는 단계(c); 및 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선되지 않은 경우, 상기 활성화 AN(들)의 집합을 유지하며, 상기 제2 에너지 효율이 상기 제1 에너지 효율보다 개선된 경우, 상기 적어도 하나의 AN를 제외하거나 추가로 포함하여 상기 활성화 AN(들)의 집합을 업데이트하고 상기 단계(c)부터 다시 실행하는 단계(d)를 수행하고,
    상기 AN들 각각은 상기 복수의 단말들 각각으로부터 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)에 대한 정보를 수집하여 상기 CP에 제공하고, 상기 CP의 제어에 의해서 활성화 또는 비활성화되는,
    분산형 대규모 다중 입출력 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 복수의 단말들 각각과 상기 복수의 AN들 각각 간의 채널 상태에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각이 연결 가능한 AN(들)이 결정되는,
    분산형 대규모 다중 입출력 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 상기 활성화 AN(들)은 상기 연결 가능한 AN(들) 중에서 연결 가능한 단말들의 숫자가 많은 순으로 결정되는,
    분산형 대규모 다중 입출력 시스템.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 단계(b)에서, 상기 협력 전송 지원 제약 사항은 상기 활성화 AN(들)의 RF(radio frequency) 체인들의 숫자(
    Figure pat00096
    )인,
    분산형 대규모 다중 입출력 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기
    Figure pat00097
    보다 많은 수의 연결들이 상기 활성화 AN(들)과 상기 복수의 단말들 간에 존재하는 경우, 제1 활성화 AN에 연결된 단말들에 대한 상기 제1 활성화 AN의 기여도가 낮은 순으로 연결을 해제하는,
    분산형 대규모 다중 입출력 시스템.
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