KR101386974B1 - Method of allocating wireless resource for space division multiple access communication and wireless resource allocation system of enabling the method - Google Patents
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Abstract
공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템이 개시된다. 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템은 소스 노드, 중계 노드 및 목적 노드를 포함하는 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 인지하는 채널 상태 인지부 및 상기 채널 상태에 따라 상기 목적 노드로부터 상기 소스 노드로 피드백되는 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 소스 노드로부터 송신된 소스 신호가 중계된 중계 신호의 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 무선 자원 할당부를 포함한다.A radio resource allocation system for space division multiple access communication is disclosed. A radio resource allocation system for spatial division multiple access communication includes a channel state recognizer for recognizing channel states of radio channels formed between neighboring nodes including a source node, a relay node, and a target node, and the target node according to the channel state. And a radio resource allocator configured to control at least one of a capacity of channel state information fed back from the source node or a relay level of the relay signal to which the source signal transmitted from the source node is relayed.
공간 분할 다중 접속, SDMA, 다중 안테나, 중계, MIMO, 협력 통신 Space Division Multiple Access, SDMA, Multiple Antennas, Relay, MIMO, Cooperative Communications
Description
본 발명은 복수의 안테나를 이용하여 신호를 송신하는 공간 분할 다중 접속 기술에 관한 것으로 특히, 공간 분할 다중 접속을 위한 빔 포밍 기법에 추가적인 기법을 적용하여 최적화된 공간 분할 다중 접속 통신 환경을 구축하기 위한 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a space division multiple access technique for transmitting a signal using a plurality of antennas, and more particularly, to construct an optimized space division multiple access communication environment by applying an additional technique to a beamforming technique for space division multiple access. A radio resource allocation system and method thereof for space division multiple access communication.
최근 무선 통신 환경에서 음성 서비스를 비롯한 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하고, 고품질 및 고속의 데이터 전송을 지원하기 위해 활발한 연구가 진행 중에 있다. 이러한 연구의 일환으로 공간 영역의 채널을 이용하는 MIMO(multiple input multiple output) 시스템에 대한 기술이 급속도로 발전하고 있다. Recently, active researches are being conducted to provide various multimedia services including voice services and to support high quality and high speed data transmission in a wireless communication environment. As part of this research, technologies for MIMO (multiple input multiple output) systems using channels in the spatial domain are rapidly developing.
많은 사람들은 고속의 무선 통신 서비스를 요구하지만, 무선 통신 환경에서 고속의 무선 통신 서비스를 제공 또는 사용하는 데에는 많은 문제점이 존재한다. 특히, 무선 채널을 이용한 통신 환경에서는 다중 경로 페이딩, 선택적 주파수 페이딩 및 다양한 통신 장애물 등의 존재로 인하여 데이터 전송률(data rate)을 높이는 데에는 한계가 존재한다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 대표적으로 제안되는 기술이 다중 안테나(Multi Antenna) 관련 기술과 신호 중계 기술이다.Many people require high speed wireless communication services, but there are many problems in providing or using high speed wireless communication services in a wireless communication environment. In particular, in a communication environment using a wireless channel, there is a limit in increasing the data rate due to the presence of multipath fading, selective frequency fading, and various communication obstacles. In order to overcome these limitations, representative techniques that have been proposed are multi-antenna-related and signal relay technologies.
다중 안테나 기술은 다수의 안테나를 이용하여 신호를 전송함으로써 신호 전송의 신뢰성을 높이고, 고속의 데이터 전송률을 얻어내는 기술이다. 더 나아가서, 신호를 다수의 안테나를 통해 전송하는 공간 다이버시티(space diversity) 기술은 수신 신호의 신뢰성을 높일 수 있다. 특히, 다수의 안테나를 통해 서로 다른 신호를 다중 사용자들에게 전송하는 기술을 공간 분할 다중 접속(Space Division Multiple Access, SDMA) 기술이라 한다. 공간 분할 다중 접속 기술은 무선 자원을 보다 효율적으로 이용함으로써 시스템 전체의 용량(capacity)을 증가시킨다.Multi-antenna technology is a technology that increases the reliability of signal transmission and obtain a high data rate by transmitting a signal using a plurality of antennas. Furthermore, a space diversity technique of transmitting a signal through a plurality of antennas may increase reliability of a received signal. In particular, a technique of transmitting different signals to multiple users through a plurality of antennas is referred to as a space division multiple access (SDMA) technique. Space division multiple access technology increases the overall system capacity by using radio resources more efficiently.
공간 분할 다중 접속 기술을 이용하여 다수의 안테나를 통하여 전송되는 신호들은 그 무선 채널 상태에 따라 미리 프리코딩(precoding) 기법을 통해 빔 포밍(beam-forming)된다. 즉, 무선 채널 상태에 따라 데이터 스트림을 적절히 프리코딩함으로써 무선 채널들 사이에서 발생하는 간섭이 감소될 수 있다. 예를 들어, 복수의 안테나가 설치된 기지국은 이동 단말과 기지국 사이에 형성된 무선 채널에 대한 채널 상태 정보를 이동 단말로부터 피드백 받고, 피드백된 채널 상태 정보를 이용하여 적절히 빔 포밍을 수행한다. 다만, 아래에서 설명하겠지만, 기지국이 채널 상태 정보를 피드백 받기 위해서는 무선 자원이 소모된다. Signals transmitted through a plurality of antennas using a spatial division multiple access technique are beam-formed through a precoding technique according to the radio channel state. That is, by properly precoding the data stream in accordance with the radio channel conditions, interference occurring between the radio channels can be reduced. For example, the base station provided with a plurality of antennas receives the channel state information on the radio channel formed between the mobile terminal and the base station from the mobile terminal and performs beamforming appropriately using the fed back channel state information. However, as will be described below, the radio resources are consumed in order for the base station to receive the channel state information.
또한, 신호 중계 기술은 소스 노드와 목적 노드 사이에 존재하는 중계 노드를 통하여 소스 노드로부터 생성된 신호를 목적 노드로 중계하는 기술이다. 대표적인 중계 기법으로서 파워 증폭 중계 기법은 중계 노드가 소스 신호의 파워를 증 폭하여 목적 노드로 전송하여 줌으로써 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 데이터 전송률(data rate)을 향상시킨다. 다만, 이 경우에도 중계 노드가 신호를 중계하는 데에 무선 자원이 소모된다.In addition, the signal relaying technique is a technique for relaying a signal generated from the source node to the destination node through a relay node existing between the source node and the destination node. As a representative relay technique, the power amplification relay technique improves the signal to interference and noise ratio or data rate by the relay node amplifying the power of the source signal and transmitting it to the target node. . However, even in this case, radio resources are consumed by the relay node to relay signals.
다만, 지금까지 공간 분할 다중 접속을 위한 빔 포밍 기술과 신호 중계 기술이 각각 별개의 기술로 연구되어서, 무선 자원이 효율적으로 사용될 수 없는 문제점이 있었다. 예를 들어, 소스 노드와 목적 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태가 양호한 경우 중계 노드를 반드시 이용하지 않더라도 적절한 빔 포밍을 통하여 양호한 데이터 전송률 및 SINR을 얻을 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 신호 중계를 위해 많은 무선 자원을 소모하는 것은 비효율적일 수 있다.However, until now, the beamforming technique and the signal relay technique for space division multiple access have been studied as separate techniques, and thus there is a problem that radio resources cannot be efficiently used. For example, when the channel state of the radio channel formed between the source node and the destination node is good, a good data rate and SINR can be obtained through proper beamforming even if the relay node is not necessarily used. However, in this case it may be inefficient to consume a lot of radio resources for signal relaying.
또한, 중계 노드와 목적 노드가 아주 가까운 거리에 위치하여 약간의 신호 증폭만으로도 원하는 데이터 전송률 및 SINR이 달성될 수 있는 경우, 소스 노드가 빔 포밍을 하기 위하여 많은 용량의 채널 상태 정보를 목적 노드로부터 피드백 받을 필요성이 감소함에도 불구하고, 채널 상태 정보에 대한 피드백 용량을 증가시키는 것은 무선 자원이 낭비되는 것일 수 있다.In addition, when the relay node and the target node are located very close together so that the desired data rate and SINR can be achieved with only a slight signal amplification, the source node feeds back a large amount of channel state information from the target node for beamforming. Although the need to receive is reduced, increasing the feedback capacity for channel state information may be a waste of radio resources.
따라서, 신호 중계 기술과 빔 포밍 기술을 동시에 사용하면서도 상기 두 가지 기술을 효율적으로 제어하여 무선 자원의 낭비를 줄이고, 보다 좋은 성능을 달성할 수 있는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법이 요구된다.Accordingly, a radio resource allocation system for space-division multiple access communication, which can reduce the waste of radio resources and achieve better performance by efficiently controlling the two techniques while simultaneously using a signal relay technique and a beam forming technique, and its Method is required.
본 발명은 공간 분할 다중 접속 기술과 신호 중계 기술을 혼합하여 데이터를 송/수신함으로써 보다 높은 데이터 전송률 및 SINR을 달성할 수 있는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공한다.The present invention provides a radio resource allocation system and method for space division multiple access communication that can achieve a higher data rate and SINR by transmitting / receiving data by mixing a space division multiple access technique and a signal relay technique.
또한, 본 발명은 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 고려하여 빔 포밍에 소요되는 무선 자원과 신호 중계에 소요되는 무선 자원을 결정함으로써 보다 효율적으로 무선 자원을 배분할 수 있는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공한다. In addition, the present invention determines the radio resources required for beamforming and the radio resources required for signal relay in consideration of the channel state of radio channels formed between neighboring nodes, thereby enabling the spatial division multiple access to more efficiently allocate radio resources. A radio resource allocation system and method for communication are provided.
또한, 본 발명은 빔 포밍에 소요되는 무선 자원과 신호 중계에 소요되는 무선 자원을 적절히 배분함으로써 보다 높은 데이터 전송률 및 SINR을 달성할 수 있는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a radio resource allocation system and method for space division multiple access communication that can achieve a higher data rate and SINR by properly allocating radio resources for beamforming and radio resources for signal relay. to provide.
또한, 본 발명은 목적 노드가 피드백하는 채널 상태 정보의 용량을 적절히 조절함으로써 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공한다.The present invention also provides a radio resource allocation system and method for space division multiple access communication that can efficiently use radio resources by appropriately adjusting the capacity of the channel state information fed back by the target node.
또한, 본 발명은 효율적으로 무선 자원을 할당함으로써 이동 단말의 하드웨어 부담을 줄이고 파워를 절약할 수 있는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a system and method for allocating a radio resource for space division multiple access communication that can efficiently allocate radio resources to reduce the hardware burden of the mobile terminal and save power.
본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템은 소스 노드, 중계 노드 및 목적 노드를 포함하는 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 인지하는 채널 상태 인지부 및 상기 채널 상태에 따라 상기 목적 노드로부터 상기 소스 노드로 피드백되는 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 소스 노드로부터 송신된 소스 신호가 중계된 중계 신호의 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 무선 자원 할당부를 포함한다.A radio resource allocation system for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention includes a channel state recognition unit for recognizing channel states of radio channels formed between neighboring nodes including a source node, a relay node, and a destination node; And a radio resource allocator configured to control at least one of a capacity of channel state information fed back from the destination node to the source node or a relay level of a relay signal to which a source signal transmitted from the source node is relayed according to the channel state.
이 때, 무선 자원 할당부는 상기 채널 상태에 따라 상기 채널 상태 정보의 용량에 대한 상기 중계 레벨의 비율을 고려하여 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. In this case, the radio resource allocator may control at least one of the capacity of the channel state information or the relay level in consideration of the ratio of the relay level to the capacity of the channel state information according to the channel state.
이 때, 무선 자원 할당부는 상기 채널 상태 정보의 용량이 고정된(fixed) 경우 고정된 상기 채널 상태 정보의 용량을 고려하여 상기 중계 레벨을 제어하고, 상기 중계 레벨이 고정된 경우 고정된 상기 중계 레벨을 고려하여 상기 채널 상태 정보의 용량을 제어할 수 있다. In this case, the radio resource allocator controls the relay level in consideration of the fixed capacity of the channel state information when the capacity of the channel state information is fixed, and the fixed relay level when the relay level is fixed. In consideration of this, the capacity of the channel state information can be controlled.
이 때, 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템은 제어된 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨과 관련된 제어 정보를 상기 이웃 노드들로 전달하는 제어 정보 전달부를 더 포함할 수 있다.At this time, the radio resource allocation system for spatial division multiple access communication may further include a control information transfer unit for transmitting the control information related to the capacity or the relay level of the controlled channel state information to the neighboring nodes.
이 때, 상기 소스 노드는 상기 채널 상태 정보의 용량에 따라 상기 목적 노드로부터 피드백된 상기 채널 상태 정보를 이용하여 데이터 스트림(data stream)을 빔 포밍하여 상기 소스 신호를 생성할 수 있다.In this case, the source node may generate the source signal by beamforming a data stream using the channel state information fed back from the destination node according to the capacity of the channel state information.
이 때, 상기 중계 노드는 제어된 상기 중계 레벨에 따라 상기 소스 신호가 중계된 상기 중계 신호를 생성할 수 있다.In this case, the relay node may generate the relay signal in which the source signal is relayed according to the controlled relay level.
이 때, 상기 목적 노드는 제어된 상기 채널 상태 정보의 용량에 따라 상기 채널 상태 정보를 상기 소스 노드로 피드백할 수 있다. 이 때, 상기 목적 노드는 상기 데이터 스트림을 빔 포밍하여 생성된 상기 소스 신호 및 상기 중계 레벨에 따라 중계된 상기 중계 신호를 검출할 수 있다.In this case, the destination node may feed back the channel state information to the source node according to the controlled capacity of the channel state information. In this case, the destination node may detect the relay signal according to the source signal and the relay level generated by beamforming the data stream.
본 발명은 다중 입/출력 기술에 신호 중계 기술을 혼합하여 데이터를 송/수신함으로써 보다 높은 데이터 전송률 및 SINR을 달성하는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a radio resource allocation system and method for space division multiple access communication that achieves a higher data rate and SINR by transmitting / receiving data by mixing a signal relay technique with a multiple input / output technique.
또한, 본 발명은 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 고려하여 빔 포밍에 소요되는 무선 자원과 신호 중계에 소요되는 무선 자원을 결정함으로써 보다 효율적으로 무선 자원을 배분하는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention determines the radio resources required for beamforming and the radio resources required for signal relay in consideration of the channel state of radio channels formed between neighboring nodes, thereby more efficiently allocating radio resources. A radio resource allocation system and a method thereof can be provided.
또한, 본 발명은 빔 포밍에 소요되는 무선 자원과 신호 중계에 소요되는 무선 자원을 적절히 배분함으로써 보다 높은 데이터 전송률 및 SINR을 달성하는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다. The present invention also provides a radio resource allocation system and method for space division multiple access communication that achieves higher data rate and SINR by appropriately allocating radio resources for beamforming and radio resources for signal relay. Can be.
또한, 본 발명은 효율적으로 무선 자원을 할당함으로써 이동 단말의 하드웨어 부담을 줄이고 파워를 절약하는 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a radio resource allocation system and method for space division multiple access communication that efficiently allocates radio resources to reduce hardware burden and save power of a mobile terminal.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신 네트워크를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a space division multiple access communication network according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신 네트워크는 소스 노드(110), 중계 노드(120), 및 목적 노드(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a space division multiple access communication network according to an embodiment of the present invention includes a
소스 노드(110)는 기지국(base station)일 수 있고, 중계 노드(120) 및 목적 노드(130)는 이동 단말일 수 있다. 특히, 중계 노드(120)는 이동 단말일 수 있고, 중계기일 수 있다. 중계 노드(120)가 이동 단말인 경우, 중계 노드(120)는 소스 노드(110)으로부터 송신된 소스 신호를 수신하고, 소스 신호를 디코딩할 수 있다.The
소스 노드(110)에는 다수의 안테나가 설치될 수 있고, 소스 노드(110)는 다수의 안테나를 통하여 신호를 송/수신할 수 있다. 또한, 소스 노드(110), 중계 노드(120) 및 목적 노드(130)를 포함하는 이웃 노드들 사이에는 무선 채널들이 형성된다. The
즉, 소스 노드(110)와 중계 노드(120) 사이에는 무선 채널 이 형성되고, 소스 노드(110)과 목적 노드(130) 사이에는 무선 채널 이, 중계 노드(120)와 목적 노드(130) 사이에는 무선 채널 이 형성된다. That is, the radio channel between the
소스 노드(110)가 데이터 스트림(s)를 목적 노드(130)로 전송하고자 하는 경우, 공간 분할 다중 접속(SDMA) 기법을 이용하여 데이터 스트림(s)을 빔 포밍할 수 있다. 특히, 소스 노드(110)는 공간 분할 다중 접속 방식(Space Division Access Multiplexing, SDMA)으로 데이터 스트림(s)을 빔 포밍할 수 있다. 즉, 소스 노드(110)는 공간적으로 분리된 빔 포밍 벡터와 데이터 스트림(s)을 곱하여 생성된 소스 신호를 목적 노드(130)로 전송함으로써, 무선 채널들 사이에서 발생할 수 있는 간섭을 최소화할 수 있다.When the
다만, 소스 노드(110)가 소스 신호를 생성하기 위해서는 목적 노드(130)와 형성된 무선 채널 와 중계 노드(120)와 형성된 무선 채널 의 상태를 파악하고, 파악된 무선 채널들을 이용하여 적절한 빔 포밍 벡터를 선택할 수 있다.However, in order for the
소스 노드(110)는 목적 노드(130) 및 중계 노드(120)로부터 채널 상태 정보(Channel Status Information, CSI)를 피드백 받음으로써 무선 채널 및 의 상태를 파악할 수 있다. 이 때, 채널 상태 정보는 채널 방향 정보(Channel Direction Information, CDI) 또는 채널 품질 정보(Channel Quality Information)를 포함할 수 있다. The
예를 들어, 소스 노드(110)는 파일럿 신호 등을 전송하고, 목적 노드(130) 및 중계 노드(120)는 파일럿 신호 등을 무선 채널 및 를 추정할 수 있다. 이 때, 목적 노드(130) 및 중계 노드(120)는 추정된 및 와 관련된 정보를 채널 상태 정보로서 소스 노드(110)로 피드백할 수 있다.For example, the
다만, 채널 상태 정보는 양자화(quantization)되어 목적 노드(130) 및 중계 노드(120)로부터 소스 노드(110)로 전송되며, 양자화된 채널 상태 정보(CSI)에 상응하는 무선 채널은 실제의 무선 채널과 다를 수 있다. However, the channel state information is quantized and transmitted from the
만약, 양자화 레벨이 높다면(채널 상태 정보의 용량이 크다면), 목적 노드(130) 및 중계 노드(120)는 더욱 정확한 채널 상태 정보(CSI)를 소스 노드(110)로 피드백할 수 있으나, 높은 양자화 레벨은 채널 상태 정보(CSI)의 용량을 증가시켜 무선 자원을 과도하게 소비하는 원인이 될 수 있다. If the quantization level is high (the capacity of the channel state information is large), the
결과적으로, 양자화 레벨이 높을수록 더욱 정확한 채널 상태 정보(CSI)가 소스 노드(110)로 피드백되므로, 소스 노드(110)는 더욱 정확한 빔 포밍 벡터를 선택함으로써 빔 포밍에 따른 효과를 향상시킬 수 있으나, 피드백하는 채널 상태 정보(CSI)의 용량이 커지는 단점이 존재한다. 따라서, 적절하게 양자화 레벨을 제어하여 피드백되는 채널 상태 정보(CSI)의 용량을 무리하게 증가시키지 않으면서도 빔 포밍에 따른 효과를 적절히 얻어내는 것이 좋다. As a result, the higher the quantization level, the more accurate channel state information (CSI) is fed back to the
또한, 중계 노드(120)는 소스 노드(110)로부터 소스 신호를 수신하고, 중계 신호를 생성하여 목적 노드(130)로 송신한다. 이 때, 중계 노드(120)는 중계기 또는 이동 단말일 수 있다.In addition, the
중계 노드(120)가 중계 신호를 목적 노드(130)로 송신하는 데에도 다양한 무선 자원이 소모된다. 예를 들어, 중계 신호의 파워, 중계 신호의 주파수 대역, 중계 신호의 중계 시간 등이 무선 자원으로 소모될 수 있다. 중계 노드(120)는 중계 신호의 파워, 중계 신호의 주파수 대역, 중계 신호의 중계 시간 등과 관련된 중계 레벨을 결정하고, 결정된 중계 레벨에 따라 중계 신호를 생성한다. 예를 들어, 중계 신호의 파워 및 중계 신호의 중계 시간이 증가하도록 중계 레벨이 높게 설정될 수 있다.Various radio resources are also consumed by the
다만, 중계 노드(120)가 중계 신호를 송신하는 데에도 여러 가지 무선 자원이 소모되므로 적절한 제어가 필요하다. 예를 들어, 소스 노드(110)와 목적 노드(130) 사이에 형성된 무선 채널 의 상태가 양호하고, 중계 노드(120)와 목적 노드(130) 사이에 형성된 무선 채널 의 상태가 불량한 경우 중계 신호를 송신하는 데 많은 무선 자원을 소모하는 것은 비효율적일 수 있다. 즉, 적절한 빔 포밍만으로도 양호한 데이터 전송률 또는 SINR을 얻을 수 있다면, 채널 상태 정보의 용량을 증가시키는 반면, 중계 신호의 생성을 위한 무선 자원을 절약하는 것이 효율적일 수 있다. However, since various radio resources are consumed even when the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a radio resource allocation system for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템은 채널 상태 인지부(210), 무선 자원 할당부(220) 및 제어 정보 전달부(230)를 포함한다.2, a radio resource allocation system for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention may include a
이 때, 본 발명의 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템은 소스 노드, 중계 노드 및 목적 노드 뿐만 아니라, 별도의 노드에 설치될 수 있다.In this case, the radio resource allocation system for the space division multiple access communication of the present invention may be installed in a separate node as well as a source node, a relay node and a destination node.
채널 상태 인지부(210)는 소스 노드, 중계 노드 및 목적 노드를 포함하는 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 인지한다.The
이 때, 채널 상태 인지부(210)는 여러 가지 방법을 통하여 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 인지할 수 있다. 이 때, 채널 상태 인지부(210)는 다양한 채널 추정 기법을 이용하여 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 인지할 수 있다. 또한, 채널 상태 인지부(210)는 스스로 무선 채널들의 채널 상태를 추정할 수 있을 뿐만 아니라, 인접한 적어도 하나의 노드에서 추정된 채널 상태에 관한 정보를 수신하여 무선 채널들의 채널 상태를 인지할 수 있다. In this case, the
예를 들어, 본 발명의 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템이 중계 노드에 설치된 경우를 가정한다. For example, suppose that a radio resource allocation system for space division multiple access communication of the present invention is installed in a relay node.
만약, 소스 노드가 파일럿 신호를 브로드캐스트(broadcast)한다면, 중계 노드에 설치된 채널 상태 인지부(210)는 자체적으로 소스 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태를 추정함으로써 채널 상태를 인지할 수 있다.If the source node broadcasts the pilot signal, the channel
중계 노드에 설치된 채널 상태 인지부(210)는 스스로 채널 추정을 수행하지 않고도 무선 채널의 채널 상태를 추정할 수 있다. 즉, 중계 노드는 파일럿 신호를 목적 노드로 송신할 수 있고, 목적 노드는 파일럿 신호를 통해 목적 노드와 중계 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태를 추정할 수 있다. 이 때, 목적 노드는 추정된 채널 상태와 관련된 정보를 중계 노드로 피드백할 수 있으며, 채널 상태 인지부(210)는 자체적으로 채널 추정을 수행하지 않고도 채널 상태를 인지할 수 있다.The
또한, 무선 자원 할당부(220)는 채널 상태에 따라 목적 노드로부터 상기 소스 노드로 피드백되는 채널 상태 정보의 용량() 또는 소스 노드로부터 송신된 소스 신호가 중계된 중계 신호의 중계 레벨() 중 적어도 하나를 제어한다.In addition, the
즉, 소스 노드는 빔 포밍 벡터를 이용하여 데이터 스트림이 빔 포밍함으로써 소스 신호를 생성한다. 이 때, 목적 노드로부터 소스 노드로 피드백되는 채널 상태 정보의 용량()이 클수록 더욱 정확한 빔 포밍 벡터가 선택될 수 있고, 정확한 빔 포밍 벡터를 이용하여 빔 포밍된 소스 신호는 목적 노드로 높은 데이터 전송률로 전송될 수 있다.That is, the source node generates a source signal by beamforming the data stream using the beamforming vector. At this time, the capacity of the channel state information fed back from the target node to the source node ( The larger the), the more accurate beamforming vector can be selected, and the source signal beamformed using the correct beamforming vector can be transmitted at a high data rate to the destination node.
또한, 중계 신호의 중계 레벨()은 중계 신호의 파워, 중계 신호의 주파수 대역, 중계 신호의 중계 시간 등과 관련 것이다. 예를 들어, 중계 레벨()이 높게 제어되었다면 중계 신호의 파워가 높거나, 중계 시간이 긴 것으로 볼 수 있다.In addition, the relay level of the relay signal ( ) Is related to the power of the relay signal, the frequency band of the relay signal, the relay time of the relay signal, and the like. For example, the relay level ( If the control is high, the relay signal has a high power or a long relay time.
결국 본 발명은 빔 포밍에 소모되는 무선 자원과 신호 중계에 소모되는 무 선 자원을 제어함으로써 보다 효율적으로 무선 자원을 사용할 수 있다.As a result, the present invention can more efficiently use radio resources by controlling radio resources consumed for beamforming and radio resources consumed for signal relay.
이 때, 무선 자원 할당부(220)는 채널 상태 정보의 용량()이 특정한 값인 X로 고정된 경우, X를 고려하여 중계 레벨()을 제어하고, 중계 레벨()이 특정한 값인 Y로 고정된 경우, Y를 고려하여 채널 상태 정보의 용량()을 제어할 수 있다.At this time, the
예를 들어, 본 발명에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템이 소스 노드에 설치되고, 중계 레벨()이 Y로 고정된 경우를 가정한다. 이 때, 무선 자원 할당부(220)는 소스 노드와 목적 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태를 고려하여 채널 상태 정보의 용량()을 제어할 수 있다. 즉, 소스 노드와 목적 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태가 좋아, 채널 상태 정보의 용량()이 커지면 빔 포밍에 따른 성능 향상이 클 것으로 예측되는 경우, 무선 자원 할당부(220)는 채널 상태 정보의 용량()을 증가시킬 수 있다.For example, a radio resource allocation system for space division multiple access communication according to the present invention is installed in a source node, and a relay level ( Assume that) is fixed to Y. In this case, the
이 때, 무선 자원 할당부(220)는 채널 상태 정보의 용량()에 대한 중계 레벨()의 비율을 고려하여 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.At this time, the
즉, 일반적으로 통신 시스템에서 사용 가능한 무선 자원은 제한적이므로, 무선 자원 할당부(220)는 채널 상태 정보의 용량()에 대한 중계 레벨()의 비 율을 고려할 수 있다.That is, in general, since the radio resources available in the communication system are limited, the
예를 들어, 무선 자원 할당부(220)는 채널 상태 정보의 용량()이 높을수록 경우 중계 레벨()이 감소하고, 중계 레벨()이 높을수록 상기 채널 상태 정보의 용량()이 감소하도록 채널 상태 정보의 용량() 또는 중계 레벨() 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.For example, the
이 때, 무선 자원 할당부(220)는 소스 노드와 상기 목적 노드 사이에 형성된 제1 무선 채널의 채널 상태 및 중계 노드와 목적 노드 사이에 형성된 제2 무선 채널의 채널 상태를 비교하여 채널 상태 정보의 용량() 또는 중계 레벨() 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.At this time, the
예를 들어, 제1 무선 채널의 채널 상태가 매우 우수하고, 목적 노드가 중계 노드로부터 매우 멀리 떨어져 있어서 제2 무선 채널의 채널 상태가 불량한 경우를 가정한다. 이 경우, 중계 레벨()을 높여서 중계 신호의 생성 및 송신을 위하여 많은 무선 자원을 소모하는 것은 비효율적일 수 있다. 따라서, 중계 레벨()을 낮추는 대신 제1 무선 채널에 대한 채널 상태 정보의 용량()을 높여서, 더욱 정확한 빔 포밍을 수행하는 것이 보다 효율적일 수 있다. For example, assume that the channel state of the first radio channel is very good, and the destination node is very far from the relay node, so that the channel state of the second radio channel is poor. In this case, the relay level ( It may be inefficient to consume a large amount of radio resources for generating and transmitting a relay signal by increasing a). Therefore, the relay level ( Capacity of the channel state information for the first wireless channel instead of ), It may be more efficient to perform more accurate beamforming.
반대로, 제1 무선 채널의 채널 상태가 불량하고, 목적 노드가 중계 노드로부터 매우 가까이 있어서 제2 무선 채널의 채널 상태가 매우 우수한 경우에는 제1 무선 채널에 대한 채널 상태 정보의 용량()을 낮추고, 중계 신호의 파워를 높이 는 것이 보다 효율적일 수 있다. On the contrary, if the channel state of the first radio channel is poor and the destination node is very close to the relay node so that the channel state of the second radio channel is very good, the capacity of the channel state information for the first radio channel ( Lowering the power and increasing the power of the relay signal can be more efficient.
이 때, 무선 자원 할당부(220)는 목적 노드가 수신하는 수신 신호의 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)가 최대가 되도록 채널 상태 정보의 용량() 또는 상기 중계 레벨() 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. At this time, the
즉, 무선 자원 할당부(220)는 사용 가능한 무선 자원을 고려하여 채널 상태 정보의 용량() 및 중계 레벨()이 어떤 값을 갖는 경우에 목적 노드가 수신하는 수신 신호의 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio)가 최대가 되는지를 판단하여 채널 상태 정보의 용량() 및 중계 레벨()을 제어할 수 있다. That is, the
또한, 제어 정보 전달부(230)는 제어된 채널 상태 정보의 용량() 또는 중계 레벨()과 관련된 제어 정보를 이웃 노드들로 전달한다.In addition, the control
예를 들어, 본 발명에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템이 소스 노드에 설치된 경우를 가정한다.For example, it is assumed that a radio resource allocation system for space division multiple access communication according to the present invention is installed at a source node.
이 때, 목적 노드가 제어된 채널 상태 정보의 용량()에 따라 채널 상태 정보를 소스 노드로 피드백하도록 제어 정보 전달부(230)는 제어된 채널 상태 정보의 용량()과 관련된 제어 정보를 목적 노드로 전달할 수 있다. 이 때, 중계 노드가 제어된 중계 레벨()에 따라 중계 신호를 생성하도록 제어 정보 전달부(230) 는 제어된 중계 레벨()을 중계 노드로 전달할 수 있다.In this case, the capacity of the channel state information controlled by the target node ( Control
또한, 목적 노드는 제어된 채널 상태 정보의 용량에 따라 채널 상태 정보를 소스 노드로 피드백할 수 있다. 이 때, 소스 노드는 목적 노드로부터 피드백된 채널 상태 정보를 이용하여 데이터 스트림을 빔 포밍하여 소스 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 중계 노드는 제어된 중계 레벨에 따라 소스 신호를 중계한 중계 신호를 생성한다. In addition, the destination node may feed back channel state information to the source node according to the capacity of the controlled channel state information. In this case, the source node may generate a source signal by beamforming the data stream using the channel state information fed back from the target node. The relay node generates a relay signal relaying the source signal according to the controlled relay level.
이 때, 목적 노드는 채널 상태 정보를 기초로 빔 포밍 벡터를 파악할 수 있으며, 채널 상태 정보를 이용하여 소스 신호를 검출할 수 있다. 그리고, 목적 노드는 중계 노드로부터 중계 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 목적 노드는 서로 협력하는(cooperative) 관계에 있는 소스 신호 및 중계 신호를 검출할 수 있다. In this case, the destination node may grasp the beamforming vector based on the channel state information, and detect the source signal using the channel state information. In addition, the destination node may receive a relay signal from the relay node. Thus, the destination node can detect the source signal and the relay signal in a cooperative relationship with each other.
결국, 본 발명은 무선 자원을 적절히 배분하여 생성된 소스 신호 및 중계 신호 모두 검출함으로써 보다 높은 채널 용량, 데이터 전송률, SINR등을 달성할 수 있다.As a result, the present invention can achieve higher channel capacity, data rate, SINR, etc. by detecting both the source signal and the relay signal generated by appropriately allocating radio resources.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨이 목적 노드에서 제어되는 경우, 노드들 사이의 신호 전달 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a signal transmission process between nodes when a capacity or relay level of channel state information is controlled at a target node according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 목적 노드는 목적 노드와 중계 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태를 오랜 시간(long term) 동안 추정할 수 있다. 즉, 중계 노드는 파일럿 신호를 목적 노드로 송신하고, 목적 노드는 파일럿 신호를 이용하여 목적 노드와 중계 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태를 추정한다.Referring to FIG. 3, the target node may estimate a channel state of a wireless channel formed between the target node and the relay node for a long term. That is, the relay node transmits a pilot signal to the target node, and the target node estimates the channel state of the radio channel formed between the target node and the relay node using the pilot signal.
또한, 소스 노드는 파일럿 신호를 목적 노드 및 중계 노드로 브로드캐스트(broadcast)한다. 이 때, 목적 노드 및 중계 노드는 파일럿 신호를 이용하여 소스 노드와 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 추정한다.The source node also broadcasts the pilot signal to the destination node and the relay node. At this time, the destination node and the relay node estimates the channel state of the radio channel formed with the source node using the pilot signal.
이 때, 목적 노드는 소스 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태 및 중계 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태를 고려하여 채널 상태 정보의 용량() 또는 중계 레벨() 중 적어도 하나를 제어한다. At this time, the target node may consider the channel state of the radio channel formed with the source node and the channel state of the radio channel formed with the relay node. ) Or relay level ( Control at least one of
이 때, 채널 상태 정보의 용량()이 미리 고정(fixed)된 경우, 목적 노드는 채널 상태 정보의 용량()을 고려하여 중계 레벨()을 제어할 수 있다. 반대로, 중계 레벨()이 미리 고정된 경우, 목적 노드는 중계 레벨()을 고려하여 채널 상태 정보의 용량()을 제어할 수 있다. 또한, 목적 노드는 동시에 채널 상태 정보의 용량() 및 중계 레벨()을 제어할 수도 있다.At this time, the capacity of the channel state information ( If the node is fixed in advance, the destination node may determine the capacity of the channel state information. ), Considering the relay level ( ) Can be controlled. Conversely, the relay level ( ) Is fixed in advance, the destination node Taking into account the volume of channel state information ( ) Can be controlled. In addition, the destination node can simultaneously determine the capacity of the channel state information ( ) And relay level ( ) Can also be controlled.
예를 들어, 목적 노드가 빔 포밍에 무선 자원을 더 사용하는 것이 효율적인 것으로 판단하는 경우, 빔 포밍 성능이 향상될 수 있도록 채널 상태 정보의 용량()이 높게 제어될 수 있다. 반대로, 채널 상태가 신호 중계에 무선 자원을 더 사용하는 것이 효율적인 것으로 판단되면, 중계 신호의 중계 레벨()이 높게 제어될 수 있다.For example, if the destination node determines that it is more efficient to use radio resources for beamforming, the capacity of the channel state information may be improved so that beamforming performance can be improved. ) Can be controlled high. Conversely, if the channel condition determines that it is efficient to use more radio resources for signal relaying, the relay level of the relay signal ( ) Can be controlled high.
목적 노드는 채널 상태 정보의 용량() 또는 중계 레벨()과 관련된 제어 정보를 소스 노드 및 중계 노드로 전달한다. 이 때, 목적 노드는 다양한 시기에 여러 가지 방식으로 제어 정보를 전달할 수 있다. The destination node is the capacity of the channel state information. ) Or relay level ( The control information related to the) is transmitted to the source node and the relay node. In this case, the destination node may transmit control information in various ways at various times.
또한, 목적 노드는 제어된 채널 상태 정보의 용량()에 따라 목적 노드와 소스 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태 정보(CSI)를 소스 노드로 피드백한다. 예를 들어, 채널 상태 정보의 용량()이 높게 제어되었다면, 목적 노드는 높은 양자화 레벨(quantization level)을 갖는 채널 상태 정보(CSI)를 피드백할 수 있다.In addition, the destination node may determine the capacity of the controlled channel state information ( The channel state information (CSI) of the radio channel formed between the target node and the source node is fed back to the source node. For example, the capacity of channel state information ( If is controlled high, the destination node can feed back channel state information (CSI) with a high quantization level.
또한, 중계 노드도 소스 노드와 중계 노드 사이에 형성된 무선 채널의 채널 상태 정보(CSI)를 소스 노드로 피드백할 수 있다. 이 때, 중계 노드도 제어된 채널 상태 정보의 용량()에 따라 채널 상태 정보(CSI)를 소스 노드로 피드백할 수 있다. 다만, 중계 노드는 와는 다른 용량을 갖는 채널 상태 정보(CSI)를 소스 노드로 피드백할 수도 있다. In addition, the relay node may also feed back channel state information (CSI) of the radio channel formed between the source node and the relay node to the source node. At this time, the relay node also controls the capacity of the controlled channel state information ( ), Channel state information (CSI) may be fed back to the source node. However, the relay node Channel state information (CSI) having a different capacity may be fed back to the source node.
소스 노드는 채널 상태 정보의 용량()에 따라 빔 포밍 벡터를 생성 또는 선택하고, 그 빔 포밍 벡터를 기초로 데이터 스트림을 빔 포밍하여 소스 신호를 생성한다. 생성된 소스 신호는 소스 노드에 설치된 다수의 안테나들을 통하여 공간 분할 접속 방식에 따라 목적 노드 및 중계 노드로 전송된다. The source node is the capacity of the channel state information ( Generate or select a beamforming vector, and generate a source signal by beamforming a data stream based on the beamforming vector. The generated source signal is transmitted to the destination node and the relay node according to the spatial division access scheme through a plurality of antennas installed in the source node.
만약, 채널 상태 정보의 용량()이 높게 제어되었다면, 소스 노드는 실제 무선 채널에 부합하는 빔 포밍을 수행할 수 있다. 이 경우, 전체적인 빔 포밍이 성능이 향상될 수 있다. If the capacity of the channel state information ( If is controlled to be high, the source node may perform beamforming to match the actual wireless channel. In this case, the overall beamforming performance can be improved.
중계 노드는 소스 신호를 무선 채널을 통해 수신하고, 중계 신호를 생성한다. 이 때, 중계 노드는 제어된 중계 레벨()에 따라 중계 신호를 생성한다. 예를 들어, 중계 노드는 중계 레벨()에 따라 중계 신호의 파워, 중계 신호의 중계 시간 및 주파수 대역 등을 결정할 수 있다. The relay node receives the source signal via a wireless channel and generates a relay signal. At this point, the relay node is in the controlled relay level ( To generate a relay signal. For example, a relay node might be a relay level ( ), The power of the relay signal, the relay time and the frequency band of the relay signal can be determined.
목적 노드는 소스 노드로부터 전송된 소스 신호 및 중계 신호를 검출한다. 이 때, 목적 노드는 소스 신호 및 중계 신호를 순차적으로 검출할 수 있고, 동시에 검출할 수도 있다. The destination node detects the source signal and the relay signal transmitted from the source node. At this time, the target node may sequentially detect the source signal and the relay signal, and may simultaneously detect the source signal and the relay signal.
이 때, 채널 상태 정보의 용량()이 크게 제어된 경우, 소스 신호의 파워가 클 수 있고, 중계 레벨()이 높게 제어된 경우, 중계 신호의 파워가 클 수 있다. 결국, 본 발명은 주어진 무선 환경에 따라 적응적으로 빔 포밍에 할당되는 무선 자원 및 중계 신호 생성에 할당되는 무선 자원을 적절히 할당할 수 있다. 따라서, 목적 노드는 보다 높은 SINR 또는 데이터 전송률을 달성할 수 있다. At this time, the capacity of the channel state information ( ) Is largely controlled, the power of the source signal may be large, the relay level ( ) Is controlled high, the power of the relay signal may be large. As a result, the present invention can appropriately allocate radio resources allocated to beamforming and relay signals generated adaptively according to a given radio environment. Thus, the destination node can achieve higher SINR or data rate.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 채널 상태 정보의 용량이 고정되고, 중계 노드가 중계 레벨을 정하는 경우, 노드들 사이의 신호 전달 과정을 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a signal transmission process between nodes when a capacity of channel state information is fixed and a relay node determines a relay level according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 채널 상태 정보의 용량(=X)은 고정되어 있으며, 중계 노드는 파일럿 신호를 통하여 목적 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태를 인지한다. Referring to FIG. 4, the capacity of channel state information ( = X) is fixed, and the relay node recognizes the channel state of the radio channel formed with the destination node through the pilot signal.
또한, 소스 노드는 파일럿 신호를 목적 노드 및 중계 노드로 브로드캐스트(broadcast)한다. 이 때, 목적 노드 및 중계 노드는 파일럿 신호를 이용하여 소스 노드와 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 추정한다.The source node also broadcasts the pilot signal to the destination node and the relay node. At this time, the destination node and the relay node estimates the channel state of the radio channel formed with the source node using the pilot signal.
중계 노드는 목적 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태 또는 소스 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태를 고려하여 중계 레벨()을 제어한다. 이 때, 중계 노드는 고정된 채널 상태 정보의 용량(=X)을 더 고려하여 중계 레벨()을 제어할 수 있다. 즉, 중계 노드는 채널 상태 정보의 용량(=X)이 고정된 환경에서, 주어진 무선 환경에 어떠한 중계 레벨이 적합한 지를 판단하고, 중계 레벨()을 제어한다.The relay node considers the channel state of the radio channel formed with the destination node or the channel state of the radio channel formed with the source node. ). At this time, the relay node may have a fixed capacity of channel state information. = X), further considering the relay level ( ) Can be controlled. In other words, the relay node is the capacity of the channel state information ( In an environment where X is fixed, it is determined which relay level is suitable for a given wireless environment, and the relay level ( ).
또한, 목적 노드 및 중계 노드는 고정된 채널 상태 정보의 용량(=X)에 따라 소스 노드와 형성된 무선 채널의 채널 상태 정보(CSI)를 소스 노드로 피드백한다. In addition, the destination node and the relay node may have a fixed capacity of fixed channel state information. = X), the channel state information (CSI) of the wireless channel formed with the source node is fed back to the source node.
소스 노드는 고정된 채널 상태 정보의 용량(=X)에 따라 피드백된 채널 상태 정보를 기초로 빔 포밍 벡터를 선택한다. 이 때, 소스 노드는 선택된 빔 포밍 벡터를 이용하여 데이터 스트림을 빔 포밍하여 소스 신호를 생성한다.The source node is the capacity of fixed channel state information ( = Beamforming vector is selected based on the channel state information fed back according to X). At this time, the source node beamforms the data stream using the selected beamforming vector to generate a source signal.
중계 노드는 소스 신호를 제어된 중계 레벨에 따라 중계하여 중계 신호를 생성한다. 만약, 중계 레벨이 높게 제어되었다면, 중계 신호의 파워, 중계 시간 등은 증가할 수 있다. The relay node generates a relay signal by relaying the source signal according to the controlled relay level. If the relay level is controlled to be high, the power of the relay signal, the relay time, etc. may increase.
또한, 목적 노드는 소스 노드로부터 전송된 소스 신호 및 중계 신호를 검출한다. 이 때, 목적 노드는 소스 신호 및 중계 신호를 동시에 검출할 수 있고, 순차적으로 검출할 수도 있다.The destination node also detects source signals and relay signals transmitted from the source nodes. At this time, the target node may simultaneously detect the source signal and the relay signal, or may sequentially detect the source signal.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a radio resource allocation method for space division multiple access communication according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 방법은 소스 노드, 중계 노드 및 목적 노드를 포함하는 이웃 노드들 사이에 형성된 무선 채널들의 채널 상태를 인지한다(S510).Referring to FIG. 5, a radio resource allocation method for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention recognizes channel states of radio channels formed between neighboring nodes including a source node, a relay node, and a destination node. (S510).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 방법은 상기 채널 상태에 따라 상기 목적 노드로부터 상기 소스 노드로 피드백되는 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 소스 노드로부터 송신된 소스 신호가 중계된 중계 신호의 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어한다(S520).In addition, the radio resource allocation method for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention is the capacity of the channel state information fed back from the destination node to the source node or the source transmitted from the source node according to the channel state At least one of the relay levels of the relayed signal signal is controlled (S520).
이 때, 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S520)는 상기 채널 상태에 따라 상기 채널 상태 정보의 용량에 대한 상기 중계 레벨의 비율을 고려하여 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계일 수 있다.At this time, controlling the at least one of the capacity or relay level of the channel state information (S520) in accordance with the channel state in consideration of the ratio of the relay level to the capacity of the channel state information or the capacity of the channel state information or Controlling at least one of the relay levels.
이 때, 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S520)는 상기 소스 노드와 상기 목적 노드 사이에 형성된 제1 무선 채널의 채 널 상태 및 상기 중계 노드와 상기 목적 노드 사이에 형성된 제2 무선 채널의 채널 상태를 비교하여 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계일 수 있다.At this time, controlling the at least one of the capacity or relay level of the channel state information (S520) is a channel state of the first wireless channel formed between the source node and the target node and between the relay node and the target node. And comparing at least one channel state of the formed second wireless channel to control at least one of the capacity of the channel state information and the relay level.
이 때, 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S520)는 상기 목적 노드가 수신하는 수신 신호의 신호 대 간섭 및 잡음 비(Signal to Interference and Noise Ratio)가 최대가 되도록 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계일 수 있다.At this time, controlling the at least one of the capacity or relay level of the channel state information (S520) is such that the signal to interference and noise ratio of the received signal received by the target node to the maximum And controlling at least one of the capacity of the channel state information or the relay level.
이 때, 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S520)는 상기 채널 상태 정보의 용량이 높을수록 경우 상기 중계 레벨이 감소하고, 상기 중계 레벨이 높을수록 상기 채널 상태 정보의 용량이 감소하도록 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계일 수 있다.In this case, in the controlling of at least one of the capacity or the relay level of the channel state information (S520), the higher the capacity of the channel state information, the lower the relay level, and the higher the relay level, the higher the level of the channel state information. The method may include controlling at least one of the capacity of the channel state information or the relay level to decrease the capacity.
이 때, 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S520)는 상기 채널 상태 정보의 용량이 고정된(fixed) 경우 고정된 상기 채널 상태 정보의 용량을 고려하여 상기 중계 레벨을 제어하고, 상기 중계 레벨이 고정된 경우 고정된 상기 중계 레벨을 고려하여 상기 채널 상태 정보의 용량을 제어하는 단계일 수 있다.In this case, the controlling of at least one of the capacity of the channel state information or the relay level (S520) may be performed by considering the capacity of the fixed channel state information when the capacity of the channel state information is fixed. And controlling the capacity of the channel state information in consideration of the fixed relay level when the relay level is fixed.
또한, 도 5에 도시되지 아니하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 방법은 제어된 상기 채널 상태 정보의 용량 또는 상기 중계 레벨과 관련된 제어 정보를 상기 이웃 노드들로 전달하는 단 계를 더 포함할 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 5, the method for allocating a radio resource for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention includes controlling the capacity of the channel state information or control information related to the relay level to the neighboring node. It may further comprise the step of delivering to the.
도 5와 관련하여 설명되지 아니한 사항은 도 1 내지 도 4와 관련하여 상세히 설명한 바 있으므로, 이하 생략한다. Matters not described with reference to FIG. 5 have been described in detail with reference to FIGS. 1 to 4, and thus will be omitted below.
본 발명에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 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 본 발명을 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 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The radio resource allocation method for space division multiple access communication according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신 네트워크를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a space division multiple access communication network according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 시스템을 나타낸 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating a radio resource allocation system for spatial division multiple access communication according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 채널 상태 정보의 용량 또는 중계 레벨이 목적 노드에서 제어되는 경우, 노드들 사이의 신호 전달 과정을 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a signal transmission process between nodes when a capacity or relay level of channel state information is controlled at a target node according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 채널 상태 정보의 용량이 고정되고, 중계 노드가 중계 레벨을 정하는 경우, 노드들 사이의 신호 전달 과정을 도시한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a signal transmission process between nodes when a capacity of channel state information is fixed and a relay node determines a relay level according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 통신을 위한 무선 자원 할당 방법을 나타낸 동작 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a radio resource allocation method for space division multiple access communication according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
210: 채널 상태 인지부210: channel state recognizer
220: 무선 자원 할당부220: radio resource allocation unit
230: 제어 정보 전달부230: control information transmission unit
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