KR100951381B1

KR100951381B1 - 다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 낮은복잡도를 가지는 스케쥴링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100951381B1
Application number: KR1020060075582A
Authority: KR
Inventors: 이학주; 마자레세; 박동식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2010-04-08
Also published as: KR20080014213A; CN101123819B; EP1887712A3; JP2008048403A; JP4597170B2; EP1887712A2; EP1887712B1; CN101123819A; US8000427B2; US20080037671A1

Abstract

본 발명은 다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 낮은 복잡도를 가지는 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 모든 사용자에 대해 해당 채널 정보를 이용하여 벡터값을 설정하고, 상기 벡터값에 대한 스칼라값을 초기화하는 과정과, 기 선택되지 않은 사용자 중 가장 큰 스칼라값을 가지는 사용자를 선택하는 과정과, 상기 선택된 사용자를 포함하여 사용자 집합을 갱신하는 과정과, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대해서 상기 벡터값 및 스칼라값을 갱신하는 과정을 포함하며, 여기서, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대한 벡터값 및 스칼라값은 상기 선택된 사용자의 속성이 제거되도록 갱신하는 것을 특징으로 한다.

MIMO, 스케쥴링, 다중 사용자, 채널 상태,

Description

다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 낮은 복잡도를 가지는 스케쥴링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR LOW-COMPLEX SCHEDULING IN MULTIUSER MIMO SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 다중 사용자 환경에서 MIMO 시스템의 구성을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서 스케쥴링 방법의 절차를 도시한 흐름도, 및

도 3은 종래 기술과 본 발명에 따른 기술의 성능을 비교한 그래프.

본 발명은 다중 입력 다중 출력 시스템에 관한 것으로, 특히, 다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 낮은 복잡도를 가지는 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것이다.

다중 입력 다중 출력(Multi Input Multi Output : 이하 'MIMO'라 칭함) 채널은 매우 높은 전송 효율을 제공할 수 있고, 특히, 다중 사용자 환경에서 더욱 높은 전송 효율을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다.

상기 다중 사용자 환경에서 도달할 수 있는 전송율의 최대합(sum-capacity)은 일반적으로 동일한 통신 자원을 각각의 사용자들에게 동시에 할당하여 전송함으로써 얻을 수 있다. 예를 들어, N개의 전송 안테나를 사용하는 시스템의 경우, 송신단의 복잡도를 고려할 때 동일한 자원을 최대 N명의 사용자에게 동시에 할당하여 전송함으로써 이론적인 최대 전송용량인 상기 전송율의 최대합(sum-capacity)에 근접할 수 있다. 그러나, 상기 전송용량 최대화를 위해 N명의 사용자를 선택하는 일은 매우 높은 복잡도를 요구하는 것으로, 현실적으로 구현이 어려운 실정이다.

상기 전송용량 최대화를 위해 다중 사용자 간 간섭을 억제하는 방식으로 몇 가지 종래의 기술들이 제안된바 있다. 상기 종래의 기술들은 모든 사용자들로부터 궤환된 채널정보를 이용하여 다중 사용자 간 간섭을 최소화하는 방향으로 사용자들을 한명씩 순차적으로 결정하는 방식에 기반하고 있으며, 이는 송신단에서 높은 연산량을 수행해야 하는 단점이 있다. 다중 사용자 선택에 있어 연산량은 송신 안테나의 수와 동시에 정보를 전달하게 될 사용자의 수로 결정되는데, 상기 종래의 기술들은 비록 사용자의 수에 선형적으로 비례하는 수준으로 연산량을 감소시켰으나, 여전히 송신 안테나의 수의 5차 항에 달하는 연산량을 가지고 있어, 실제 셀룰라 망 기지국에서 실시간으로 동작시키기에 어려운 실정이다.

한편, 종래 기술인 연속적 투영법에 기반한 스케쥴링 방식에 대해 설명하면 다음과 같다. 여기서, 하나의 서빙 기지국 영역 내에 K명의 사용자가 존재하고, 상기 기지국은 N개의 송신 안테나를 갖는다고 가정한다. 상기 방식은 순차적으로 앞서 선택된 사용자들의 채널과 가장 상관관계가 적은 채널의 사용자를 선택하는 방식을 취한다. 즉, 상기 k번째 사용자를 선택하는 수학식은 하기 <수학식 1>과 같다.

여기서, 상기 u_k는 k번째로 선택된 사용자의 인덱스이고, 상기 h_i는 i번째 사용자와 송신단과의 채널이다. 여기서, 상기 h_i는 복소수를 원소로 1xN의 크기를 갖는 벡터를 의미한다. 또한, 상기 S_k-1 = {u₁, …, u_k-1}는 이전에 선택된 사용자 인덱스의 집합이고, 상기 벡터 α = (α₁, …,α_k-1)∈R^k-1은 k-1번째 단계까지 선택된 사용자들의 채널정보로부터 모든 가능한 선형 조합을 나타내기 위한 계수이다. 여기서, 상기 R은 일반적인 실수 집합이다. 상기 <수학식 1>을 이용하여 k번째 단계에서는 이전에 선택된 사용자들과 가장 수직적인 채널을 갖는 사용자를 찾게 되고, 이를 통해 상기 k번째 단계에서 선택된 사용자는 앞서 선택된 사용자들에게 가장 작은 간섭의 영향만을 끼치게 된다.

여기서,

을 k-1번째 단계까지 선택된 사용자들의 채널을 축적한 행렬이라 가정할 때, 상기 <수학식 1>은 하기 <수학식 2>의 행렬형태로 변환할 수 있다.

여기서, 상기 I_N은 NxN 크기를 갖는 항등행렬이며, 상기의 과정은 전체 사용자 K명 중에서 동시에 데이터를 전송할 N명의 사용자가 선택될 때까지 반복 수행된다.

그러나, 상기 과정에서 k번째 사용자 한 명을 결정하기 위해서는 행렬 곱과 역행렬을 구해야 하며, 이때 구하고자 하는 역행렬의 크기는 상기 k가 커질수록 증가하게 된다. 또한, 아직 선택되지 않은 사용자 모두에 대해 비교연산을 수행하여야 하므로 높은 연산량을 갖게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 낮은 복잡도를 가지는 스케쥴링 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 다중 안테나를 사용하는 다수의 사용자 중 가장 높은 전송 용량을 갖는 사용자들의 집합을 선택하여 종래와 같은 전송용량 성능을 가지면서도 복잡도를 크게 감소시킬 수 있는 스케쥴링 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력 시스템에서 스케쥴링 방법은, 모든 사용자에 대해 해당 채널 정보를 이용하여 벡터값을 설정하고, 상기 벡터값에 대한 스칼라값을 초기화하는 과정과, 기 선택되지 않은 사용자 중 가장 큰 스칼라값을 가지는 사용자를 선택하는 과정과, 상기 선택된 사용자를 포함하여 사용자 집합을 갱신하는 과정과, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대해서 상기 벡터값 및 스칼라값을 갱신하는 과정을 포함하며, 여기서, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대한 벡터값 및 스칼라값은 상기 선택된 사용자의 속성이 제거되도록 갱신하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 다중 입력 다중 출력 시스템에서 스케쥴링 장치는, 채널 상태를 추정하고, 채널 상태 정보를 궤환하는 각 사용자의 채널 상태 궤환부와, 모든 사용자에 대해 해당 채널 정보를 이용하여 벡터값을 설정하고, 상기 벡터값에 대한 스칼라값을 초기화하고, 기 선택되지 않은 사용자 중 가장 큰 스칼라값을 가지는 사용자를 선택하여 사용자 집합을 갱신하며, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대해서 상기 벡터값 및 스칼라값을 갱신하는 다중 사용자 스케쥴러를 포함하며, 여기서, 상기 다중 사용자 스케쥴러는, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대한 벡터값 및 스칼라값을 상기 선택된 사용자의 속성이 제거되도록 갱신하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서 낮은 복잡도를 가지는 스케쥴링 장치 및 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 사용자 환경에서 MIMO 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 MIMO 시스템은 기지국과 다수의 사용자로 구성되며, 상기 기지국은 다중 사용자 스케쥴러(101), 정보 수집기(102), 전처리기(103)로 구성되고, 상기 다수의 사용자, 즉 단말은 각각 수신기(104), 채널 상태 궤환부(105)를 포함하여 구성된다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 각 사용자로부터 수신되는 채널 상태 정보를 이용하여 동일한 시간에 동일한 주파수 자원을 통해 전송될 사용자들의 집합을 선택하고, 상기 선택된 사용자 집합을 상기 정보 수집기(102)로 출력한다.

상기 정보 수집기(102)는 모든 사용자의 데이터 중 상기 선택된 사용자들에 해당하는 데이터만을 수집하고, 상기 수집된 사용자 데이터를 상기 전처리기(103)로 출력한다.

상기 전처리기(103)는 상기 선택된 사용자들에게 동시에 데이터를 전송하기 위해서 상기 정보 수집기(102)로부터 입력되는 사용자 데이터를 기 정의된 방식에 따라 선부호화(precoding)하여 전송 심볼을 생성하고, 상기 생성된 전송 심볼을 실제 에어(air) 상에서 전송 가능하도록 무선 주파수 처리한 후, 소정 개수의 송신 안테나들을 통해 각 사용자에게 전송한다. 여기서, 본 발명으로부터 선택된 사용자 들은 서로 직교에 가까운 채널을 갖도록 설계되었으므로, 간단한 빔형성 기법을 사용하여 상기 전처리기(103)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 선택된 사용자들의 인덱스를 d₁, d₂, …, d_N이라 할 때, 각 사용자의 채널 정보

로부터 다중 사용자 빔형성 벡터

를 만들어낼 수 있다. 간단한 실시 예로, 채널 행렬의 첫 번째 고유벡터를 이용하여 빔형성 벡터를 구성하는 고유치 분해 전처리기(Singular Value Decomposition precoder: SVD precoder)를 들 수 있으며, 이 경우, 상기 구성된 각 사용자의 빔형성 벡터 역시 서로 직교하는 성질을 갖게 되고, 따라서, 다중 사용자 간의 간섭을 최소로 할 수 있다. 최종적으로, 기지국에서 송신되는 신호벡터는 하기 <수학식 3>과 같이 구성된다.

여기서, 상기 s_i는 i번째 사용자에게 보내야 하는 데이터를 나타낸다.

각 사용자의 수신기(104)는 소정 개수의 수신 안테나들을 통해 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터를 각각의 스트림으로 분리 및 디코딩하여 원하는 데이터를 출력한다. 여기서, 사용자 d_i의 수신기(104)에 입력되는 신호 벡터는 하기 <수학식 4>와 같이 구성된다.

여기서, 상기

는 사용자 d_i의 수신 안테나에 입력되는 채널 벡터를 의미하고, 상기

는 사용자 d_i의 수신 안테나에 입력되는 잡음 벡터를 의미한다. 상기 수신기(104)에 입력된 신호는 정합 필터(matched filter) 또는 제로 포싱(Zero-forcing) 또는 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean-Square Error: MMSE) 기법등을 사용하여 데이터를 추출할 수 있다.

각 사용자의 채널 상태 궤환부(105)는 현재의 채널 상태를 추정하여 상기 기지국으로 궤환할 채널 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 채널 상태 정보를 상기 기지국의 다중 사용자 스케쥴러(101)로 전송한다. 여기서, 상기 채널 상태는 상기 기지국으로부터 수신된 데이터를 이용하여 추정할 수도 있으며, 파일롯(pilot) 신호를 통해 상기 기지국으로부터 수신되는 자원 정보를 이용하여 추정할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 사용자 환경의 MIMO 시스템에서 스케쥴링 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저, 기지국의 다중 사용자 스케쥴러(101)는 201단계에서 모든 사용자로부터 궤환된 채널 상태 정보로부터 해당 사용자 채널에 대하여 변수, 즉 벡터 b_k와 스칼라 p_k값을 하기 <수학식 5>와 같이 초기화한다.

여기서, 상기 h_k는 k번째 사용자와 송신단과의 채널을 나타내는 벡터로서, 복소수를 원소로 1xN의 크기를 갖는다. 상기 스칼라 p_k값은 각 사용자의 채널 상태를 나타내는 값으로, 후술하는 스케쥴링을 위한 조건치로 사용된다. 이때, 상기 k는 1에서 K까지의 전체 사용자 K명에 대한 탐색 변수를 의미한다. 또한, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 스케쥴링을 통해 N명의 사용자를 선택하기 위해 사용자 인덱스 n을 0으로 초기화하고, 선택된 사용자 집합 S를 공집합{}으로 초기화한다.

이후, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 203단계에서 상기 n을 상기 n에 1을 더한 수로 갱신하고, 205단계로 진행하여 상기 n이 선택하고자 하는 사용자 수 N보다 큰지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 N은 상기 K보다 작거나 같은 수이다.

상기 n이 선택하고자 하는 사용자 수 N보다 작거나 같을 시, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 207단계로 진행하여 선택되지 않은 사용자 중 가장 큰 p_k값을 가지는 하나의 사용자를 선택한다. 이때, 상기 선택된 사용자 u_n은 상기 전체 사용자 중 가장 좋은 채널 이득을 가지는 사용자를 의미한다.

여기서, 상기 하나의 사용자를 선택하는 식은 하기 <수학식 6>과 같이 나타낼 수 있다.

이후, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 209단계에서 상기 선택된 사용자 u_n을 상기 집합 S에 추가하여 상기 집합 S를 갱신하고, 상기 선택된 사용자 u_n의 채널 벡터 b를 정규화(normalization)한다. 여기서, 상기 정규화란, 특정 벡터를 그 크기로 나누어 단위 벡터를 만드는 것으로, 파워의 영향을 기 선택된 다른 사용자와 동일하게 하기 위한 과정이다.

여기서, 상기 집합 S를 갱신하고, 상기 선택된 사용자 u_n의 b를 정규화하는 식은 하기 <수학식 7>과 같이 나타낼 수 있다.

이후, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 211단계에서 상기 탐색변수 k를 1로 초기화한 후, 213단계에서 상기 k가 상기 전체 사용자 수 K보다 크거나 같은지 여부를 검사한다. 이는 전체 사용자들 중 선택되지 않은 사용자들을 검사하여 해당 사용자들의 b_k및 p_k를 갱신하기 위함이다. 상기 k가 상기 K보다 작을 시, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 215단계에서 상기 k가 상기 선택된 사용자 집합 S에 포함되어 있는지 여부를 검사한다.

상기 k가 상기 선택된 사용자 집합 S에 포함되어 있지 않을 시, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 217단계에서 상기 207단계에서 선택된 사용자를 기저(basis)로 하는 부분 공간(subspace)의 영공간(null space)에 상기 k의 채널 벡터를 정사영(projection)시킴으로써 상기 k의 채널 벡터 b_k를 갱신하고, 상기 갱신된 채널 벡터 b_k를 이용하여 상기 스칼라 p_k값을 갱신한다.

여기서, 상기 b_k와 p_k를 갱신하는 식은 하기 <수학식 8>과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, 상기 연산 *은 복소 전치(complex transpose)를 의미한다. 이와 같이, 상기 b_k및 p_k는 기 선택된 사용자들에 대한 속성을 모두 제거하는 방향으로 갱신한다.

이후, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 219단계에서 상기 k를 상기 k에 1 을 더한 수로 갱신하고, 상기 213단계로 돌아간다.

반면, 상기 215단계에서 상기 k가 상기 선택된 사용자 집합 S에 포함되어 있을 시, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 조건치를 갱신할 필요가 없으므로 상기 217단계를 수행하지 않고 바로 상기 219단계로 진행하여 상기 k를 상기 k에 1을 더한 수로 갱신한 후, 상기 213단계로 돌아간다.

한편, 상기 213단계에서 상기 k가 상기 K보다 크거나 같을 시, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 모든 사용자에 대한 조건치를 갱신하였음을 판단하고, 상기 203단계로 돌아가 이하 단계를 수행하여 선택되지 않은 사용자 중 상기 조건치 p_k값이 가장 큰 사용자를 선택하게 된다. 이로써, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 이전 단계에서 기선택된 사용자들의 채널 상태 정보와 비교하여 가장 간섭을 적게 유발하는 사용자를 선택하게 된다. 따라서, 상기와 같이 선택된 사용자는 기선택된 사용자의 채널 상태와 가장 높은 직교성을 띄게 되며, 이러한 성질에 따라 상기 선택된 사용자들의 데이터가 동시에 전송되는 경우 가장 작은 간섭을 유발하게 된다. 결국, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 수신되는 신호 대 잡음 및 간섭신호 비(Signal-to- Interference and Noise Ratio : 이하 'SINR'이라 칭함)를 가장 크게 선택하게 되므로 채널용량을 극대화할 수 있다.

한편, 상기 205단계에서 상기 n이 선택하고자 하는 사용자 수 N보다 클 시, 상기 다중 사용자 스케쥴러(101)는 선택하고자 하는 수의 사용자를 모두 선택하였음을 판단하고, 221단계로 진행하여 상기 사용자 집합 S를 정보 수집기(102)로 출 력한 후, 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.

한편, 본 발명은 상기 궤환된 채널 상태 정보로부터 상기 벡터 b_k의 초기값을 다양하게 설정함으로써, 스케쥴링 방식을 확장 또는 변경할 수 있다. 예를 들어, 비례 공평(Proportional fair) 스케쥴링 방식에 적용하기 위해 상기 벡터 b_k를 하기 <수학식 9>와 같이 초기화할 수 있다.

여기서, 상기 ρ_k값은 신호 대 잡음 및 간섭신호 비(SINR)와 같은 채널 품질 정보를 의미한다.

또한, 부공간(subspace) 기반의 스케쥴링 방식에 적용하기 위해 상기 벡터 b_k를 k번째 사용자의 채널 행렬로부터 계산한 고유벡터 혹은 상기 고유벡터와 이에 대응하는 고유값을 곱한 값으로 초기화할 수 있다. 이때, 각 단말기는 다중 안테나를 사용하고 있어야 한다.

또한, 복수 개의 안테나를 가진 단말기에서 한 개 또는 그 이상의 안테나만 사용하는 경우, 채널 상태 정보의 크기를 조절하여 상기 벡터 b_k로 초기화할 수 있다.

마지막으로, 한 개의 단말기에 복수 개의 벡터 b_k를 할당함으로써, 한 사용 자에게 복수 개의 전송 경로를 할당할 수도 있고, 특정 사용자가 일단 스케쥴링 되고 나면 해당 사용자에게 할당된 남은 벡터들을 제거함으로써, 한 사용자에게 한 개의 전송 경로만을 할당할 수도 있다.

도 3은 종래 기술과 본 발명에 따른 기술의 성능을 비교한 그래프이다. 여기서, 기지국은 4개의 송신안테나를 가지고, 각각의 사용자는 1개의 수신 안테나를 가진다고 가정하며, 평균 신호 대 잡음비(Average SNR)는 10dB로 가정한다.

상기 도 3을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 방법은 한번에 N개의 사용자에 대해서만 동시에 전송할 수 있으므로, 모든 사용자들을 동시 전송한다는 가정하에 이론적인 최대 전송용량인 전송율의 최대합(sum-capacity)에는 도달하지 못하지만, 제로 포싱 빔형성(zero-forcing beamforming) 기법을 사용하는 종래의 방식에 비해 우수한 성능을 가짐을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명과 종래의 방식에서의 연산량을 비교하면 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.

	곱셈	나눗셈
연속적 투영법에 기반한 스케쥴링 알고리즘	약 (1.25K - 0.2N)N⁴	(0.33K - 0.25N)N³
제안된 방법	약 3KN²	N

여기서, 상기 N은 기지국의 송신 안테나 수이며, 상기 K는 셀 내의 한 섹터에 분포한 전체 사용자의 수를 나타낸다. 예를 들어, 상기 N이 4이고, 상기 K가 100인 경우, 연산량은 하기 <표 2>와 같이 나타낼 수 있다.

	곱셈	나눗셈
연속적 투영법에 기반한 스케쥴링 알고리즘	약 32000	2048
제안된 방법	약 4800	4

이와 같이, 본 발명에서 제안하는 방법은 종래 방법에 비해 많은 연산량을 줄일 수 있는 있음을 확인할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 목적은 다중 사용자 환경의 다중 입력 다중 출력 시스템에서 다중 안테나를 사용하는 다수의 사용자 중 가장 높은 전송 용량을 갖는 사용자들을 순차적으로 선택함으로써, 기지국은 가장 높은 직교성을 갖는 사용자들의 집합을 얻을 수 있고, 상기 선택된 사용자들의 데이터를 동시에 전송함으로써, 상기 기지국은 간섭신호에 의한 영향을 최소화하면서도 높은 전송용량을 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 종래의 방식에서 문제가 된 역행렬을 계산할 필요 가 없기 때문에 연산량을 크게 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

다중 입력 다중 출력 시스템에서 스케쥴링 방법에 있어서,

모든 사용자에 대해 해당 채널 정보를 이용하여 벡터값을 설정하고, 상기 벡터값에 대한 스칼라값을 초기화하는 과정과,

기 선택되지 않은 사용자 중 가장 큰 스칼라값을 가지는 사용자를 선택하는 과정과,

상기 선택된 사용자를 포함하여 사용자 집합을 갱신하는 과정과,

상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대해서 상기 벡터값 및 스칼라값을 갱신하는 과정을 포함하며,

여기서, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대한 벡터값 및 스칼라값은 상기 선택된 사용자의 속성이 제거되도록 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 벡터값 및 스칼라값은,

상기 선택된 사용자를 기저(basis)로 하는 부분 공간(subspace)의 영공간(null space)에 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자의 벡터값을 정사영(projection)시켜 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 벡터값 b_k는 하기 <수학식 10>과 같이 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, 상기 h_k는 k번째 사용자와 송신단과의 채널을 나타내는 벡터로서, 복소수를 원소로 1xN의 크기를 가짐.
제 1 항에 있어서,

상기 벡터값 b_k는 하기 <수학식 11>과 같이 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, 상기 b_k는 k번째 사용자의 벡터를 의미하고, 상기 h_k는 k번째 사용자와 송신단과의 채널을 나타내는 벡터로서, 복소수를 원소로 1xN의 크기를 가지고, 상기 ρ_k값은 채널 품질 정보를 의미함.
제 1 항에 있어서,

상기 스칼라 p_k값은 하기 <수학식 12>와 같이 초기화하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, 상기 b_k는 k번째 사용자의 벡터를 의미하고, 상기 스칼라 p_k값은 각 사용자의 채널 상태를 나타내는 값으로, 스케쥴링의 조건치로 사용된다. 이때, 상기 k는 1에서 K까지의 전체 사용자 K명에 대한 탐색 변수를 의미함.
제 1 항에 있어서,

동시에 데이터를 전송하고자 하는 사용자 수만큼, 상기 사용자 선택 과정과, 상기 사용자 집합 갱신 과정과, 상기 벡터값 및 스칼라값 갱신 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 벡터값은 각 사용자의 채널 행렬로부터 계산한 고유벡터, 각 사용자의 채널 행렬로부터 계산한 고유벡터와 이에 대응하는 고유값을 곱한 값, 각 사용자의 채널 상태 정보의 크기 중 하나로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사용자 집합을 갱신한 후, 상기 선택된 사용자의 벡터값을 정규화하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 정규화는 상기 선택된 사용자의 벡터값을 하기 <수학식 13>과 같이 초기화하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, 상기 u_n은 선택된 사용자를 의미하고, 상기
은 상기 선택된 사용자 u_n의 벡터 값을 의미하고, 상기
은 상기 선택된 사용자 u_n의 스칼라값을 의미함.
제 1 항에 있어서,

상기 벡터값과 스칼라값은 하기 <수학식 14>를 이용하여 갱신하는 것을 특징으로 하는 방법.

여기서, 상기 b_k는 k번째 사용자의 벡터값을 나타내고, 상기 p_k는 k번째 사용자의 스칼라값을 의미한다. 또한, 상기 h_k는 k번째 사용자와 송신단과의 채널을 나타내는 벡터로서, 복소수를 원소로 1xN의 크기를 가지고, 상기 연산 *은 복소 전치(complex transpose)를 의미함.
다중 입력 다중 출력 시스템에서 스케쥴링 장치에 있어서,

채널 상태를 추정하고, 채널 상태 정보를 궤환하는 각 사용자의 채널 상태 궤환부와,

모든 사용자에 대해 해당 채널 정보를 이용하여 벡터값을 설정하고, 상기 벡터값에 대한 스칼라값을 초기화하고, 기 선택되지 않은 사용자 중 가장 큰 스칼라값을 가지는 사용자를 선택하여 사용자 집합을 갱신하며, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대해서 상기 벡터값 및 스칼라값을 갱신하는 다중 사용자 스케쥴러를 포함하며,

여기서, 상기 다중 사용자 스케쥴러는, 상기 사용자 집합에 포함되지 않은 사용자에 대한 벡터값 및 스칼라값을 상기 선택된 사용자의 속성이 제거되도록 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 다중 사용자 스케쥴러는 동시에 데이터를 전송하고자 하는 사용자 수만큼, 상기 사용자 선택과, 상기 사용자 집합 갱신과, 상기 벡터값 및 스칼라값 갱신을 반복하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서,

모든 사용자의 데이터 중 상기 선택된 사용자들에 해당하는 데이터를 출력하 는 정보 수집기와,

상기 선택된 사용자들에 해당하는 데이터를 기 정의된 방식에 따라 선부호화(precoding)하여 소정 개수의 송신 안테나들을 통해 각 사용자에게 전송하는 전처리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
삭제
제 12 항에 있어서,

상기 다중 사용자 스케쥴러는 상기 사용자 집합을 갱신한 후, 상기 선택된 사용자의 벡터값을 정규화하는 것을 특징으로 하는 장치.