KR100994657B1 - 다중-캐리어 통신 시스템을 위한 공간분할 다중접속에서의사용자 분리 - Google Patents

다중-캐리어 통신 시스템을 위한 공간분할 다중접속에서의사용자 분리 Download PDF

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Abstract

다중 접속 무선 통신 시스템에서 시스템 용량을 증가시키는 장치 및 방법론이 기술된다. 동일한 채널을 사용하는 다수의 신호들 간을 구별하기 위해 공간 디멘젼이 사용될 수 있고, 이것에 의해 시스템 용량을 증가시킨다. 신호들은 사용자 디바이스-기지국 쌍의 공간 서명에 기초하여 빔형성 가중치들을 적용함으로써 분리될 수 있다. 동일 채널상의 공간적으로 직교하거나 상이한 사용자 디바이스들을 그룹핑하는 것은 신호들의 분리 및 사용자 디바이스 쓰루풋 성능의 최대화를 용이하게 한다. 사용자 디바이스들은 주기적으로 또는 사용자 디바이스들과 기지국 간의 공간 관계의 변화에 기초하여 그룹들로 재할당될 수도 있다.
Figure R1020087001304
시스템 용량, 공간 디멘젼, 공간 서명, 빔형성 가중치, 그룹핑 특성

Description

다중-캐리어 통신 시스템을 위한 공간분할 다중접속에서의 사용자 분리{USER SEPARATION IN SPACE DIVISION MULTIPLE ACCESS FOR A MULTI-CARRIER COMMUNICATION SYSTEM}
35 U.S.C. §119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은 2005년 6월 16일자로 출원되고, 이것의 양수인에게 양도되어, 여기에 참조로 명백히 포함된, 그 명칭이 "다중-캐리어 통신 시스템을 위한 공간분할 다중접속에서의 사용자 분리"인 가출원 번호 제 60/691,434 호에 대한 우선권을 주장한다.
배경
I. 분야
다음의 상세한 설명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로서, 무엇보다도 다중-캐리어, 다중-접속 통신 시스템에서의 통신에 관한 것이다.
II . 배경
무선 네트워킹 시스템은 전세계적으로 대다수의 사람들이 그것을 통해 통신하게 된 널리 퍼진 수단이 되어왔다. 무선 통신 디바이스는 소비자의 필요를 충족시키고 휴대성 및 편리성을 개선하기 위해 더욱 소형화되고 더욱 강력해졌다. 셀룰러 전화기, 휴대정보단말 (PDA) 등의 이동 디바이스의 처리 능력의 증가는 무선 네트워크 송신 시스템에 대한 수요의 증가를 초래했다.
다중-접속 시스템은 다수의 이동 디바이스 또는 단말기를 위한 통신을 동시에 지원할 수 있다. 다수의 단말기는 무선 네트워크 송신 시스템의 기지국과 동시에 통신할 수도 있다. 이러한 동시성 통신은 데이터 송신들이 시간, 주파수, 코드 및/또는 공간 도메인에서 서로에 직교하도록 다수의 데이터 송신을 멀티플렉싱함으로써 달성될 수도 있다. 일반적으로, 채널 조건, 수신기 결함 등의 다양한 팩터에 기인하여 완전한 직교성은 달성되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 사실상 직교하는 멀티플렉싱은 각각의 이동 디바이스를 위한 데이터 송신이 다른 이동 디바이스를 위한 데이터 송신과 최소로 간섭하는 것을 보장한다.
코드 분할 멀티플렉싱 기반 기술에서, 신호는 직교 또는 세미-직교 (semi-orthogonal) 코드 형태로써 인코딩된다. 코드 분할 시스템은 개별 통신 채널들을 고유하게 식별하는 것을 용이하게 하는 코드들을 사용한다. 인코딩된 신호는 통상 신호를 디코딩하기 위해 동일한 코드를 사용하지 않는 수신기에 의해 잡음으로서 해석된다. 동시에 할당될 수 있는 코드의 수는 통상 코드의 길이에 의해 제한된다.
시간 분할 기반 기술에서는, 하나의 대역이 순차적 시간 슬라이스들 또는 시간 슬롯들로 시간적으로 (time-wise) 분할된다. 하나의 채널에 할당된 각각의 사용자 디바이스는 순환 순서 (round-robin) 방식으로 정보를 송신 및 수신하기 위한 시간 슬라이스가 제공된다. 예를 들어, 임의의 주어진 시간 t 에, 한 사용자 디바이스는 짧은 버스트 (short burst) 동안 채널에 액세스하게 된다. 그 후, 액세스는 정보를 송신 및 수신하기 위한 짧은 시간 버스트가 제공되는 또 다른 사용자 디바이스에게 스위칭된다. "교번하는 (taking turns)" 사이클은 계속되고, 결국 각각의 사용자 디바이스에는 다수의 송신 및 수신 버스트들이 제공된다.
주파수 분할 기반 기술은 통상 주파수 스펙트럼을 대역폭의 균일한 청크들 (chunks) 로 분할함으로써 주파수 스펙트럼을 개별의 채널들로 분리한다. 예를 들어 무선 셀룰러 전화 통신을 위해 할당된 주파수 스펙트럼 또는 대역은 30개의 채널들로 분할될 수 있으며, 그들 각각은 음성 대화를 반송하거나, 디지털 서비스에서는 디지털 데이터를 반송할 수 있다. 각각의 채널은 한 번에 단지 한 사용자 디바이스에게 할당될 수 있다. 하나의 통상 사용되는 주파수 분할 시스템은 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM) 을 사용하는 직교 주파수 분할 다중 접속 (OFDMA) 시스템이다. OFDM 은 전체 시스템 대역폭을 다수의 직교 주파수 채널들로 효과적으로 파티션한다. OFDMA 시스템은 다수의 채널에 대한 다수의 데이터 송신 간의 직교성을 달성하기 위해 시간 및/또는 주파수 분할 멀티플렉싱을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 상이한 단말기에는 상이한 채널이 할당될 수도 있고, 각각의 단말기에 대한 데이터 송신은 이러한 단말기에 할당된 채널(들) 상에서 전송될 수 있다. 상이한 단말기에 대해 디스조인트 (disjoint) 또는 비중첩 채널을 사용함으로써, 다수의 단말기 간의 간섭은 회피 또는 감소될 수도 있고, 향상된 성능이 달성될 수도 있다.
데이터 송신에 이용가능한 채널의 수는 OFDMA 시스템에 사용되는 OFDM 구조에 의해 (K 로) 제한된다. 제한된 수의 채널은 서로 간섭하지 않고 동시에 송신 및/또는 수신할 수 있는 단말기의 수에 상한을 둔다. 어떤 경우, 예를 들어 이용가능한 시스템 용량을 더욱 잘 활용하기 위해, 더욱 많은 단말기가 동시에 송신 및/또는 수신하도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
(예를 들어, 주파수, 시간 및 코드 분할 기술을 사용하는) 통상의 무선 통신 네트워크는 커버리지 영역을 제공하는 하나 이상의 기지국 및 커버리지 영역 내에서 데이터를 송신 및 수신할 수 있는 하나 이상의 이동 (예를 들어, 무선) 단말기를 포함한다. 통상의 기지국은 브로드캐스트, 멀티캐스트 및/또는 유니캐스트 서비스를 위한 다수의 데이터 스트림을 동시에 송신할 수 있으며, 여기서 데이터 스트림은 이동 단말기가 관심이 있는 독립적으로 수신할 수 있는 데이터의 스트림이다. 그 기지국의 커버리지 영역 내의 단말기는 복합 스트림에 의해 반송되는 하나의, 하나보다 많은, 또는 모든 데이터 스트림을 수신하는 것에 관심이 있을 수 있다. 마찬가지로, 단말기는 데이터를 그 기지국 또는 또 다른 단말기로 송신할 수 있다. 기지국과 단말기 사이 또는 단말기들 사이의 그러한 통신은 채널 변동 및/또는 간섭 전력 변동에 기인하여 열화될 수 있다. 예를 들어, 상기 변동은 하나 이상의 단말기에 대한 기지국 스케쥴링, 전력 제어 및/또는 레이트 예측에 영향을 미칠 수 있다.
종래의 네트워크 데이터 송신 프로토콜은 스케쥴링 제한 및 송신 용량 제한에 민감하여, 네트워크 쓰루풋이 감소된다. 송신기 및 수신기에서의 다수의 안테나는 데이터 송신을 위한 공간 디멘젼 (space dimension) 을 개방하여 시스템 용량을 증가시킨다. 이용가능한 부가적인 공간 디멘젼과 함께, 무선 네트워크 시스템에서의 쓰루풋을 향상시키고 시스템 용량을 최대화하는 시스템 및/또는 방법에 대한 필요가 당업계에 존재한다.
요약
다음은 하나 이상의 실시형태의 단순화된 요약을 제공하여 그러한 실시형태의 기본적인 이해를 제공한다. 이러한 요약은 모든 고려되는 실시형태의 확장된 개관이 아니며, 모든 실시형태의 핵심적이거나 중요한 요소를 식별하지도 않고, 임의의 또는 모든 실시형태의 범위를 묘사하지도 않도록 의도된다. 그것의 유일한 목적은 이후에 제공되는 더욱 상세한 설명에 대한 서론으로서 단순화된 형태로 하나 이상의 실시형태의 몇몇 개념을 제공하는 것이다.
하나 이상의 실시형태 및 그의 대응하는 개시에 따라, 다양한 양태들이 다중 접속 무선 통신 시스템에서의 증가하는 시스템 용량과 관련하여 기술된다. 공간 디멘젼이 동일한 채널을 사용하는 다수의 신호들 간의 구별을 위해 사용될 수 있고, 이것에 의해 시스템 용량을 증가시킨다. 신호들은 사용자 디바이스-기지국 쌍의 공간 서명에 기초하여 빔형성 가중치를 적용함으로써 분리될 수도 있다. 동일한 채널상의 사실상 공간적으로 다른 사용자 디바이스를 그룹핑하는 것은 신호들의 분리를 용이하게 한다. 사용자 디바이스는 주기적으로 또는 사용자 디바이스와 기지국 사이의 공간 관계의 변화에 기초하여 그룹들로 재할당될 수 있다.
관련된 양태에 따르면, 무선 통신 환경을 위한 시스템 용량을 증가시키는 방법은, 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 단계, 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스가 사실상 공간적으로 상이하도록 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 복수의 채널에 할당하는 단계, 및 제 1 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 가중치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 가중치는 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용된다. 또한, 그 방법은 공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 단계 및 사실상 공간적으로 다른 사용자 디바이스가 동일한 채널에 할당되도록 채널에의 할당을 위해 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 더욱이, 그 방법은 제 1 사용자 디바이스를 주기적으로 또는 공간 서명의 변화에 적어도 부분적으로 기초하여 재할당하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 장치는 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하고, 제 1 사용자 디바이스가 채널에 할당된 제 2 사용자 디바이스와 사실상 공간적으로 상이하도록 제 1 사용자 디바이스를 채널에 할당하고, 제 1 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 가중치를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다. 그 장치는 또한 제 1 사용자 디바이스에 대한 가중치를 저장하는, 프로세서에 커플링된 메모리를 포함할 수 있다. 가중치는 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용된다. 프로세서는 공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 할당하고, 사실상 공간적으로 상이한 사용자 디바이스가 동일한 채널에 할당되도록 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스를 선택하여 채널에 할당할 수 있다. 프로세서는 제 1 사용자 디바이스를 주기적으로 또는 공간 서명 또는 시스템 성능의 변화에 적어도 부분적으로 기초하여 재할당할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 환경에서의 시스템 용량을 증가시키는 장치는, 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 수단, 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스가 사실상 공간적으로 상이하도록 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 복수의 채널에 할당하는 수단, 및 제 1 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 가중치를 결정하는 수단을 포함하며, 가중치는 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용된다. 또한, 그 장치는 공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 수단 및 사실상 공간적으로 다른 사용자 디바이스가 동일한 채널에 할당되도록 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스를 선택하여 채널에 할당하는 수단을 포함할 수 있다.
또 다른 양태는 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하고, 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스가 사실상 공간적으로 상이하도록 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 복수의 채널에 할당하고, 제 1 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 가중치를 결정하는 컴퓨터-실행가능 명령을 그위에 저장한 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이며, 가중치는 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용된다. 또한, 그 매체는 공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 명령 및 사실상 공간적으로 다른 사용자 디바이스가 동일한 채널에 할당되도록 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스를 선택하여 채널에 할당하는 명령을 포함할 수 있다.
또 다른 양태는 다중 접속 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키기 위한 명령들을 실행하는 프로세서에 관한 것으로서, 그 명령들은 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 것, 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스가 사실상 공간적으로 상이하도록 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스를 복수의 채널에 할당하는 것, 및 제 1 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 가중치를 결정하는 것을 포함할 수 있으며, 가중치는 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용된다.
또 다른 양태는 무선 네트워크 상에서의 통신을 용이하게 하는 사용자 디바이스로서, 상기 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 컴포넌트, 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스가 사실상 공간적으로 상이하도록 채널 할당을 수신하는 컴포넌트, 및 제 1 사용자 디바이스의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 가중치를 결정하는 컴포넌트를 포함하고, 가중치는 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 사용자 디바이스를 기술한다.
또 다른 양태는 무선 통신 환경을 위해 채널 할당을 갱신하는 방법으로서, 그룹핑 특성 표준을 획득하는 단계, 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성을 결정하는 단계, 그룹핑 특성 표준과 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성 간에 중대한 차이가 존재하는지 여부를 결정하는 단계, 만일 중대한 차이가 존재한다면 사용자 디바이스에 대한 채널 할당을 갱신하는 단계, 및 갱신된 사용자 디바이스에 대한 가중치를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 기술한다. 그룹핑 특성 표준은 사용자 디바이스들의 이전의 그룹핑 특성 값들을 평균함으로써 결정될 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 장치는 그룹핑 특성 표준을 획득하고, 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성을 결정하고, 그룹핑 특성 표준과 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성 간에 중대한 차이가 존재하는지 여부를 결정하고, 만일 중대한 차이가 존재한다면 사용자 디바이스에 대한 채널 할당을 갱신하고, 그 사용자 디바이스에 대한 가중치를 계산하는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 그 장치는 사용자 디바이스들에 대한 가중치를 저장하는, 프로세서에 커플링된 메모리를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 무선 통신 환경에서 채널 할당을 갱신하는 장치는 그룹핑 특성 표준을 획득하는 수단, 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성을 결정하는 수단, 그룹핑 특성 표준과 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성 간에 중대한 차이가 존재하는지 여부를 결정하는 수단, 만일 중대한 차이가 존재한다면 사용자 디바이스에 대한 채널 할당을 갱신하는 수단, 및 갱신된 사용자 디바이스에 대한 가중치를 결정하는 수단을 포함한다.
또 다른 양태는 그룹핑 특성 표준을 획득하고, 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성을 결정하고, 그룹핑 특성 표준과 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성 간에 중대한 차이가 존재하는지 여부를 결정하고, 만일 중대한 차이가 존재한다면 사용자 디바이스에 대한 채널 할당을 갱신하고, 갱신된 사용자 디바이스에 대한 가중치를 결정하는 컴퓨터 실행가능 명령들을 그 위에 저장한 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이다.
또 다른 양태는 무선 통신 환경에서 채널 할당을 갱신하는 명령을 실행하는 프로세서로서, 상기 명령은 그룹핑 특성 표준을 획득하는 것, 하나 이상의 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성을 결정하는 것, 그룹핑 특성 표준과 하나 이상의 사용자 디바이스에 대한 현재의 그룹핑 특성 간에 중대한 차이가 존재하는지 여부를 결정하는 것, 만일 중대한 차이가 존재한다면 하나 이상의 사용자 디바이스에 대한 채널 할당을 갱신하는 것, 및 갱신된 하나 이상의 사용자 디바이스에 대한 가중치를 결정하는 것을 포함하는, 프로세서에 관한 것이다.
상술되고 관련된 목적의 달성을 위해, 하나 이상의 실시형태는 청구범위에서 완전히 기재되고 특별히 지적된 이하의 특징을 포함한다. 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 하나 이상의 실시형태의 소정의 예시적인 양태들을 상세히 나타낸다. 그러나, 이들 양태들은, 다양한 실시형태의 원리가 사용될 수 있고 기술된 실시형태가 그러한 모든 양태들 및 그들의 균등물을 포함하도록 의도된 다양한 방법의 단지 소수만을 나타낸다.
도면의 간단한 설명
도 1은 여기에 제공된 다양한 양태에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따른 무선 통신 시스템의 도면이다.
도 3은 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따른 무선 통신 시스템의 도면이다.
도 4는 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따른 업링크 송신에 대한 방법론을 도시한다.
도 5는 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따른 다운링크 송신에 대한 방법론을 도시한다.
도 6은 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따른 무선 통신을 위해 사용자 디바이스를 그룹핑하는 방법론을 도시한다.
도 7은 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따라 사용자를 그룹핑하기 위해 신호대 간섭 및 잡음비 (SINR) 을 사용하는 방법론을 도시한다.
도 8은 여기에 제공된 하나 이상의 양태에 따른 무선 통신을 위해 사용자 디바이스 그룹을 동적으로 갱신하는 방법론을 도시한다.
도 9는 다양한 양태에 따른 무선 통신 환경의 일 섹터 내의 시스템 용량을 증가시키는 장치의 도면이다.
도 10은 다양한 양태에 따른 무선 통신 환경에서 채널 할당을 갱신하는 장치의 도면이다.
도 11은 다양한 양태에 따른 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키기 위해 공간 서명의 사용을 용이하게 하는 시스템의 도면이다.
도 12는 다양한 양태에 따른 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키고 사용자 디바이스를 그룹핑하기 위해 공간 서명을 사용하는 시스템의 도면이다.
도 13은 여기에 기술된 다양한 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있는 무선 통신 환경의 도면이다.
상세한 설명
다양한 실시형태들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 여기서 동일한 참조 부호는 명세서 전체에 걸쳐 동일한 요소를 지칭하는데 사용된다. 다음의 상세한 설명에 있어서, 설명의 목적으로, 다수의 특정의 상세가 하나 이상의 실시형태의 철저한 이해를 제공하기 위해 진술된다. 그러나, 그러한 실시형태들은 이들 특정의 상세 없이 실시될 수도 있다는 것은 명백하다. 다른 경우에, 공지된 구조 및 디바이스는 하나 이상의 실시형태를 설명하는 것을 용이하게 하기 위해 블록 다이어그램 형태로 도시된다.
본 출원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "컴포넌트", "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행중인 소프트웨어 등, 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행화일, 일 쓰레드 (thread) 의 실행, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수도 있지만, 그것에 제한되지 않는다. 하나 이상의 컴포넌트가 프로세스 및/또는 실행의 쓰레드 내에 상주할 수도 있고 하나의 컴포넌트가 하나의 컴퓨터상에 국부화될 수도 있고, 및/또는 둘 이상의 컴퓨터 사이에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 그 위에 저장된 다양한 데이터 구조를 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호에 따르는 바와 같이, 국부 및/또는 원격 프로세스들을 통해 통신할 수도 있다 (예를 들어, 하나의 컴포넌트로부터의 데이터는 국부 시스템, 분산 시스템에서 또 다른 컴포넌트와 상호작용하고 및/또는 인터넷 등의 네트워크를 가로질러 신호를 통해 다른 시스템과 상호작용한다).
더욱이, 다양한 실시형태들이 사용자 디바이스와 관련하여 여기에 기술된다. 사용자 디바이스는 또한 시스템, 가입자 유닛, 가입자국, 이동국, 이동 디바이스, 원격국, 액세스 포인트, 기지국, 원격 단말기, 액세스 단말기, 사용자 단말기, 단말기, 사용자 에이전트, 또는 사용자 장비로 지칭될 수 있다. 사용자 디바이스는 셀룰러 전화, 코드리스 전화, 세션 개시 프로토콜 (SIP) 전화, 무선 로컬 루프 (WLL) 국, PDA, 무선 접속 능력을 갖는 소형 (handheld) 디바이스 또는 무선 모뎀에 접속된 다른 프로세싱 디바이스일 수 있다.
또한, 여기에 기술된 다양한 양태 또는 특징은 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용하는 방법, 장치 또는 제조물품으로서 구현될 수 있다. 여기서 사용된 용어 "제조물품" 은 임의의 컴퓨터 판독가능 디바이스, 캐리어, 또는 매체로부터 액세스가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 자성 저장 디바이스 (예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 마그네틱 스트립...), 광 디스크 (예를 들어, 컴팩트 디스크 (CD), DVD (digital versatile disk)...), 스마트 카드, 및 플래시 메모리 디바이스 (예를 들어, 카드, 스틱, 키 드라이브...) 를 포함할 수 있지만 이들에 제한되지 않는다.
도 1을 이제 참조하면, 여기에 제공된 다양한 실시형태에 따른 무선 통신 시스템 (100) 이 도시되어 있다. 시스템 (100) 은 서로에 및/또는 하나 이상의 이동 디바이스 (104) 에 무선 통신 신호의 수신, 송신, 중계 등을 행하는 하나 이상의 섹터 내의 하나 이상의 기지국 (102) 을 포함할 수 있다. 각각의 기지국 (102) 은, 관련 기술분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 송신기 체인 및 수신기 체인을 포함할 수 있으며, 그들의 각각은 차례로 신호 송신 및 수신과 관련된 복수의 컴포넌트 (예를 들어, 프로세서, 변조기, 멀티플렉서, 복조기, 디멀티플렉서, 안테나 등) 를 포함할 수 있다. 이동 디바이스 (104) 는 예를 들어, 셀룰러 전화, 스마트폰, 랩탑, 소형 통신 디바이스, 소형 컴퓨팅 디바이스, 위성 라디오, GPS (global positioning system), PDA, 및/또는 무선 시스템 (100) 상에서 통신하는 임의의 다른 적합한 디바이스일 수 있다.
공간 인디시아 (spatial indicia) 가 기지국과 다수의 이동 디바이스 간의 데이터 송신 또는 통신을 구별하여 시스템 용량을 증가시키도록 사용될 수도 있다. 여기서 사용되는 공간 인디시아는 사용자 디바이스와 기지국 간의 공간 관계에 대한 임의의 표시자 (indicator) 이다. 공간 분할 멀티플렉싱 (SDM) 은 데이터 송신에 대해 부가적인 사용자 디바이스를 지원하기 위해 공간 디멘젼을 사용하는 다중 안테나 통신 시스템에서 사용되는 기술이다. 공간분할 다중접속 (SDMA) 시스템은 다수의 사용자 디바이스 및 기지국으로부터 또는 다수의 사용자 디바이스 및 기지국으로의 데이터 송신을 스케쥴링하기 위해 각각의 사용자 디바이스와 관련된 공간 서명에 의존한다. 다중 안테나 시스템에서, 기지국과 사용자 디바이스 간의 공간 관계는 기지국의 안테나들에서 수신된 신호에 기초하여 결정된다. 공간 관계에 기초한 공간 서명은 기지국에의 신호의 도착 방향, 신호 다중경로의 수, 각각의 기지국-사용자 디바이스 쌍에 대한 신호의 감쇠를 사용하여 형성될 수 있다. SDMA 시스템은 서로에 대해 일반적으로 직교하거나 상이한 공간 서명을 갖는 채널 또는 캐리어 상의 복수의 데이터 송신들을 스케쥴링하기 위해 기지국-사용자 디바이스 쌍의 공간 서명들을 사용한다. 비록, 공간 서명이 완전히 공간적으로 직교하지 않는 경향이 있을지라도, 만일 공간 서명들이 사실상 직교하거나 상당히 상이하다면, 데이터 송신은 구별될 수 있다. 일반적으로, 데이터 송신들의 공간 서명들이 덜 정렬될수록, 데이터 송신들의 분리가 더 양호해진다. 공간 서명들의 "각도" 는 공간 서명들이 얼마나 잘 분리되었는지를 나타낼 수 있다. 이러한 각도는 두 개의 공간 서명 벡터들의 내적을 사용하여 정량적으로 측정될 수 있다. 내적의 값은 도착 방향, 안테나 배열의 길이 및 안테나의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 일반적으로, 안테나 배열이 더 길면 길수록, 공간 서명의 각도 레졸루션은 더 양호해지고, 따라서 상이한 공간 서명의 분해성 (resolvability) 및 공간 멀티플렉싱 결과는 더 양호해진다. SDM 기술은 시간 분할 듀플렉스 (TDD) 및 주파수 분할 듀플렉스 (FDD) 무선 통신 환경에서의 순방향 링크 및 역방향 링크에 적용가능하다.
도 2를 참조하면, 하나 이상의 실시형태에 따른 다중 접속 무선 통신 시스템 (200) 이 도시되어 있다. 3-섹터 기지국 (202) 은 다수의 안테나 그룹을 포함하며, 하나의 그룹은 안테나 (204 및 206) 를 포함하고, 다른 그룹은 안테나 (208 및 210) 를 포함하며, 또 다른 그룹은 안테나 (212 및 214) 를 포함한다. 도면에 따르면, 단지 두 개의 안테나가 각각의 안테나 그룹에 대해 도시되었지만, 더 많은 또는 더 적은 안테나가 각각의 안테나 그룹에 대해 사용될 수도 있다. 통상, SDM 기술은 이동 디바이스의 공간 디멘젼을 결정하기 위해 다수의 안테나를 사용한다. 이동 디바이스 (216) 는 안테나 (212 및 214) 와 통신하고 있으며, 여기서 안테나 (212 및 214) 는 순방향 링크 (220) 상에서 이동 디바이스 (216) 로 정보를 송신하고 역방향 링크 (218) 상에서 이동 디바이스 (216) 로부터 정보를 수신한다. 순방향 링크 (또는 다운링크) 는 기지국으로부터 이동 디바이스로의 통신 링크를 지칭하고, 역방향 링크 (또는 업링크) 는 이동 디바이스로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭한다. 이동 디바이스 (222) 는 안테나 (204 및 206) 와 통신하고 있으며, 여기서 안테나 (204 및 206) 는 순방향 링크 (226) 상에서 이동 디바이스 (222) 로 정보를 송신하고 역방향 링크 (224) 상에서 이동 디바이스 (222) 로부터 정보를 수신한다.
그들이 통신하도록 설계된 각각의 안테나 그룹 및/또는 영역은 기지국 (202) 의 섹터로서 지칭될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 안테나 그룹 각각은 기지국 (202) 에 의해 커버되는 영역의 섹터 내의 이동 디바이스로 통신하도록 설계된다. 순방향 링크 (220 및 226) 상의 통신에서, 기지국 (202) 의 송신 안테나는 상이한 이동 디바이스 (216 및 222) 에 대한 순방향 링크의 신호대 잡음비를 개선하기 위해 빔형성 기술을 사용할 수 있다. 또한, 그 커버리지 영역을 통해 랜덤하게 분산된 이동 디바이스로 송신하기 위해 빔형성을 사용하는 기지국은 그 커버리지 영역 내의 모든 이동 디바이스로 단일의 안테나를 통해 송신하는 기지국보다 이웃하는 셀/섹터 내의 이동 디바이스에 대한 더 적은 간섭을 초래한다. 기지국은 단말기들과 통신하기 위해 사용되는 고정국일 수 있고, 또한 액세스 포인트, 노드 B, 또는 몇몇 다른 용어로 지칭될 수도 있다. 이동 디바이스는 또한 이동국, 사용자 장비 (UE), 무선 통신 디바이스, 단말기, 액세스 단말기, 사용자 디바이스, 또는 몇몇 다른 용어로 지칭될 수도 있다.
도 3 을 참조하면, 무선 통신 시스템 (300) 이 하나 이상의 실시형태에 따라 제공된다. 다수의 안테나를 갖는 기지국 (302) 은 제 1 사용자 디바이스 (304) 및 제 2 사용자 디바이스 (306) 와 통신하고 있다. 간략화를 위해, 두 개의 사용자 디바이스가 여기에 도시된다. 그러나, 다수의 사용자 디바이스가 기지국과 함께 사용될 수도 있다. 업링크 통신 동안, 제 1 사용자 디바이스 (304) 및 제 2 사용자 디바이스 (306) 는 신호를 기지국 (302) 으로 송신한다. 만일 신호가 동일한 채널을 사용하고 사실상 동시에 도착한다면, 제 1 사용자 디바이스 (304) 및 제 2 사용자 디바이스 (306) 로부터의 신호는 제 1 사용자 디바이스 (304), 제 2 사용자 디바이스 (306) 및 기지국 (302) 간의 공간 관계에 기초하여 여전히 구별될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 사용자 디바이스 (304) 로부터의 신호는 A1 으로 도시된 제 1 각도 (θ1) 로 기지국 (302) 에 도착하고, 제 2 사용자 디바이스 (306) 로부터의 신호는 A2 로 도시된 제 2 각도 (θ2) 로 기지국 (302) 에 도착한다. 안테나에서의 신호의 수신 및 안테나의 지오메트리에 기초하여, 기지국 (302) 은 기지국 (302) 에 도착되는 신호의 도착 각도를 결정할 수 있다. 다양한 알고리즘, 방법 및 기술이 다수의 안테나를 사용하여 신호의 도착 방향을 계산 또는 추정하기 위해 사용될 수 있다. 비록 도 3은 기지국 (302) 과 사용자 디바이스 간의 2차원 공간 관계를 도시하지만, 3차원이 사용자 디바이스 신호들을 구별하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 높은 건물 또는 산악 지역을 갖는 영역에서, 그 공간 관계에 대한 수직 성분이 사용자 디바이스 신호를 분리하기 위해 사용될 수 있다.
안테나의 수는 기지국에 대한 사용자 디바이스의 공간 관계에 기초하여 분리될 수 있는 신호의 수를 결정할 수 있다. 도착의 방향에 적어도 부분적으로 기초한 공간 서명은 공간적으로 직교하거나 상이한 사용자 디바이스의 신호들을 구별하기 위해 빔 가중치 벡터에 대한 기초로서 사용될 수 있다. 공간 서명은 기지국의 안테나 수에 기초한 디멘젼을 갖는 벡터일 수 있다. 결과적으로, 공간 서명을 사용하여 서로로부터 구별될 수 있는 사용자 디바이스 신호들의 최대 수는 기지국에서 사용되는 안테나의 수에 비례한다. 예를 들어, 만일 기지국이 신호를 수신하기 위해 두 개의 안테나를 사용한다면, 기지국은 동일한 트래픽 채널을 사용하는 사실상 공간적으로 직교하거나 상이한 두 개의 사용자 디바이스로부터의 신호들을 구별할 수 있다. 유사하게, 만일 기지국이 세 개의 안테나를 사용한다면, 기지국은 동일한 트래픽 채널을 사용하는 사실상 공간적으로 직교하거나 상이한 사용자 디바이스로부터의 세 개의 신호들을 구별할 수 있다. 가중치 벡터를 결정하는 하나의 예시적인 공식이 아래에 설명된다:
h1 = G1[e- j2 πn0cosθ1,..., e- j2 πnr -1Δrcosθ1]
여기서, h1 은 제 1 신호에 대한 채널이고, G1 은 제 1 신호에 대한 경로 이득이고, n 은 안테나이며, r 은 안테나의 총수이고 θ1 은 제 1 신호의 도착 각도이다. 기지국은 공간 서명들 간의 차이가 신호들을 구별하기에 충분한지 여부를 결정하기 위해 소정의 임계값을 사용할 수 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 무선 통신 시스템의 용량을 증가시키는 것에 관한 방법론들이 도시된다. 예를 들어, 방법론들은 FDMA 환경, OFDMA 환경, 인터리빙된 주파수 분할 다중 접속 (IFDMA) 환경, 국부화된 주파수 분할 다중 접속 (LFDMA) 환경, CDMA 환경, WCDMA 환경, TDMA 환경, 또는 임의의 다른 적합한 무선 환경에서 SDM 을 사용하는 것에 관한 것일 수 있다. 설명의 간략화를 위해, 방법론들이 일련의 작용들로서 도시 및 기술되지만, 이 방법론들은 몇몇 작용들이, 하나 이상의 실시형태에 따라, 여기에 도시되고 기술된 것과는 상이한 순서로, 그리고 다른 작용과 동시적으로 발생할 수 있기 때문에, 작용의 순서에 의해 제한되지 않는다는 것이 이해 및 인정되어야 한다. 예를 들어, 본 기술분야의 당업자는 방법론이 대안적으로 상태 다이어그램에서와 같이, 일련의 상호관련된 상태 또는 이벤트로서 표시될 수 있을 것이라는 것을 이해 및 인정할 것이다. 더욱이, 하나 이상의 실시형태에 따라 방법론을 구현하는데 도시된 작용 모두가 사용되지는 않을 수도 있다.
도 4를 참조하면, 여기에 제공된 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신 환경에서의 업링크 송신을 위한 방법론 (400) 이 도시되어 있다. 사용자 디바이 스와 기지국 간의 공간 관계가 동일한 신호 주파수를 사용하는 둘 이상의 사용자 디바이스 신호들을 구별하는데 사용될 수 있다. 402 에서, 사용자 디바이스에 의해 송신된 신호는 기지국의 둘 이상의 안테나에서 수신된다. 사용자 디바이스-기지국 쌍에 대한 공간 서명은 404 에서 그 수신된 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 공간 서명은 신호의 도착 방향, 신호 다중경로의 수, 신호 감쇠 또는 사용자 디바이스와 기지국 간의 공간 관계의 임의의 다른 인디시아에 기초할 수 있다. 시스템은 인스턴트 공간 서명을 사용할 수 있거나, 대안적으로 시스템은 수신된 신호의 다수의 인스턴스들에 대한 공간 서명을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 시스템은 수신된 신호의 이전의 다섯 개의 인스턴스들에 대한 공간 서명에 기초하여 평균 공간 서명을 계산할 수 있다. 가중된 평균화를 비롯한 공간 서명의 인스턴트들을 결합하는 대안적인 방법들은 본 기술분야의 당업자에게 매우 명백할 것이다. 사용자 디바이스의 이동성에 기인하여, 공간 서명은 사용자 디바이스와 기지국 간의 공간 관계의 함수로서 시간에 따라 변할 수 있다. 그러나, 기지국으로부터 사용자 디바이스를 분리하는 통상적으로 큰 거리 때문에, 공간 서명은 음성 대화 또는 데이터 교환 동안 크게 변하지 않는 경향이 있다.
406 에서, 빔 가중치 벡터는 수신된 신호 및 수신된 신호의 공간 서명에 기초하여 결정된다. 빔 가중치 벡터는 신호의 최소 평균 자승 에러 (MMSE) 를 최소화하도록 계산될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 빔 가중치 벡터는 수신된 신호의 각각의 인스턴스에 대해 계산될 수도 있다. 대안적으로, 빔 가 중치 벡터는 소정의 시간 주기 또는 수신된 신호의 인스턴스들의 수에 기초하여 주기적으로 계산될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 빔 가중치 벡터는 사용자 디바이스와 기지국 간의 공간 관계의 변화에 기초하여 재계산될 수 있다. 예를 들어, 공간 서명이 소정의 임계값 보다 더 큰 양만큼 변화하는 경우. 대안적으로, 빔 가중치 벡터는 수신된 신호의 제 1 수신시 계산될 수 있고 모든 장래의 신호 인스턴스들을 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 하나 이상의 사용자 디바이스 신호들에 대한 빔 가중치 벡터는 룩업 테이블에 저장되고 사용자 디바이스로부터의 신호의 수신시 회수될 수도 있다. 408 에서, 빔 가중치 벡터는 신호 내에 포함된 데이터를 획득하기 위해 기지국의 수신 안테나에서 수신된 신호에 적용된다.
도 5 를 참조하면, 여기에 제공된 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신 환경에서의 다운링크 송신에 대한 방법론 (500) 이 도시되어 있다. 502 에서, 빔형성 가중치가 기지국에 의한 신호의 송신 이전에 결정된다. 빔형성 가중치는 사용자 디바이스-기지국 쌍의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초한다. 빔형성 가중치는 정규화된 채널 응답에 기초한 단순 빔형성으로부터 획득될 수 있다. 대안적으로, 빔형성 가중치는 채널 상관 행렬의 최대 고유벡터 (the most significant eigenvector) 에 기초하는 고유 빔형성 (eigen-beamforming) 에 의해 획득될 수 있다. 또 다른 대안에서는, 최대 고유벡터는 공간적으로 멀티플렉싱된 사용자 디바이스들의 총합 데이터 레이트가 최대화되도록 선택될 수 있다. 504 에서, 빔형성 가중치는 사용자 디바이스로 송신될 데이터에 적용된다. 506 에서, 빔형성 가중된 신호는 사용자 디바이스로 송신된다. 하나 이상의 사용자 디바이스는 508 에서 빔형성 가중된 신호를 수신한다. 510 에서, 빔형성 가중된 신호를 수신하는 사용자 디바이스들은 공간 서명 및 빔형성 가중치에 기초하여 그들이 그 신호의 의도된 수신자인지 여부를 결정한다.
만일 사용자 디바이스들이 기지국으로부터 동일한 방향을 따라 정렬되는 때와 같이 동일한 트래픽 채널 상에 스케쥴링된 사용자 디바이스들의 공간 서명들이 너무 유사하다면, 두 개의 사용자 디바이스들로부터의 신호는 충돌하여 데이터의 손실을 초래할 것이다. 결과적으로, 다수의 사용자 디바이스들로부터의 데이터 송신들 또는 사용자 디바이스들로의 데이터 송신들을 캡쳐링하는 것은 트래픽 채널에 할당된 사용자 디바이스들의 공간 구성에 종속한다. 따라서, 동일한 트래픽 채널을 사용하는 사용자 디바이스들의 그룹핑은 쓰루풋을 최대화하도록 조정되어야 한다.
SDM 을 사용하는 경우, 다수의 사용자 디바이스들은 단일의 트래픽 채널에 할당될 수 있다. 사용자 디바이스들은 트래픽 채널들 상에 랜덤하게 분산될 수도 있다. 그러나, SDM 을 완전히 활용하기 위해서, 하나의 트래픽 채널에 할당된 사용자 디바이스들은 사실상 공간적으로 직교하거나 상이하여야 한다. 사용자 디바이스들의 공간 서명들이 완벽하게 직교하지 않는 경향이 있는 반면, 상당히 공간적으로 상이한 사용자 디바이스들로부터의 신호들은 공간 인디시아에 기초하여 구별될 수 있다. 사용자 디바이스 신호들의 분리를 용이하게 하기 위하여, 사용자 디바이스들은 단일의 트래픽 채널에 할당된 사용자 디바이스들의 공간 직교성을 최대화하도록 할당되어야 한다.
도 6을 참조하면, 여기에 제공된 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신을 위해 사용자 디바이스들을 그룹핑하는 방법론 (600) 이 도시되어 있다. 602 에서, 각각의 사용자 디바이스에 대한 그룹핑 특성 또는 특성들이 결정된다. 그룹핑 특성은 기지국에 대한 사용자 디바이스의 공간 관계의 임의의 표시자 또는 표시자들의 임의의 조합일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시형태에서, 그룹핑 특성은 기지국에서의 신호의 도착 방향일 수 있다. 또한, 사용자 디바이스와 기지국 간의 거리가 그룹핑 특성에 포함될 수도 있다. 특히, 만일 하나 이상의 사용자 디바이스들로부터의 신호의 도착 방향이 구별가능하지 않다면, 신호들은 사용자 디바이스와 기지국 간의 거리에 기초하여 분리될 수 있다. 거리는 신호들의 신호대 간섭 및 잡음비 (SINR) 에 반영될 수도 있다. 대안적으로, 상이한 공간 서명들의 분해성의 정도가 그룹핑 특성으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 공간 서명들의 임의의 쌍의 분리의 크기의 정도 (order) 가 두 개의 공간 서명들의 내적을 계산함으로써 평가될 수 있다. 높은 분해성을 갖는 쌍은 충분히 구별되는 것으로 고려되어 동일한 그룹 내에 위치되고 동일한 트래픽 채널 상에 스케쥴링될 것이다.
사용자 디바이스들에 대한 그룹핑 특성이 결정된 후, 사용자 디바이스들은 604 에서 그룹핑 특성에 기초하여 서브셋들로 파티션될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 유사하거나 정렬된 그룹핑 특성들을 갖는 사용자 디바이스들은 하나의 서브셋 내에 함께 그룹핑될 수 있다. 사용자 디바이스들은 소정의 임계값 범위를 사용하여 그룹핑될 수 있어, 만일 제 1 및 제 2 사용자 디바이스의 그룹핑 특성들 간의 차이가 소정의 임계값 범위 밖에 있다면 사용자 디바이스들이 상이한 서브셋들에 할당되도록 할 수도 있다. 사용자 디바이스들은, 비유사한 그룹핑 특성들을 갖는 사용자 디바이스들이 별개의 서브셋들로 파티션되도록 임의의 수의 서브셋들로 분할될 수도 있다. 606 에서, 사용자 디바이스들은 서브셋들로부터 선택되고 채널들에 할당된다. 통상, 각각의 서브셋으로부터 단지 하나의 사용자 디바이스가 단일의 채널에 할당되어야 한다. 이것은 각각의 채널에 할당된 사용자 디바이스들이 상이한 그룹핑 특성들 및 결과적으로 상이한 공간 서명들을 가지며, 이것에 의해 사용자 디바이스 신호들의 분리를 용이하게 할 것이라는 것을 보장한다.
도 7 을 참조하면, 그룹핑 특성으로서 SINR 을 사용하는 방법론 (700) 이 도시되어 있다. 702 에서, 사용자 디바이스는 송신할 데이터를 갖는 액티브 비할당 사용자 디바이스들의 세트로부터 선택된다. 각각의 사용자 디바이스는 그것과 관련된 최소 SINR 임계값을 갖는다. 최소 SINR 임계값은 사용자 디바이스의 패킷 에러 요건 뿐아니라 코딩 및 변조 스킴들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 704 에서, SINR 은 선택된 채널에 현재 할당된 사용자 디바이스들의 각각에 대해 결정된다. 706 에서, 선택된 사용자 디바이스 및 선택된 채널에 대한 최소 SINR 마진이 계산된다. 최소 SINR 마진은 선택된 사용자 디바이스의 최소 SINR 임계값과 선택된 채널에 현재 할당된 사용자 디바이스들의 SINR 간의 가장 작은 차이이다. 708 에서, 분석할 부가적인 채널들이 존재하는지 여부가 결정된 다. 만일 그렇다면, 방법은 704 에서 계속하며, 여기서 다음의 선택된 채널에 대한 사용자 디바이스들에 대한 SINR 들이 결정된다. 만일 그렇지 않다면, 710 에서 채널들의 SINR 마진들이 비교되고 최대 SINR 마진이 결정된다. 712 에서, 선택된 사용자 디바이스가 최대 SINR 마진을 갖는 채널로 할당된다.
통상, 사용자 디바이스와 기지국 간의 공간 관계에 기초하여 서로 구별될 수 있는 단일의 트래픽 채널 상의 사용자 디바이스들의 최대 수는 기지국에서 사용자 디바이스 신호들을 수신하는데 사용되는 안테나들의 수와 동일하다. 그러나, 사용자 디바이스들의 최대 수가 항상 채널들에 할당될 필요는 없다. 하나 이상의 실시형태에서, 사용자 디바이스들은 사용자 디바이스들의 수가 시스템에서 이용가능한 채널들의 수를 초과할 때까지 별개의 채널들에 할당될 수도 있다. 이때, 사용자 디바이스들은 그룹핑 특성에 기초하여 그룹핑되고 상술된 방법론들 중 하나를 사용하여 할당될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 사용자 디바이스들의 최대 수가 각각의 채널에 할당될 수도 있다. 이것은 특별히 혼잡한 (busy) 섹터들에 적합할 수 있고, 여기서 사용자 디바이스들의 수는 최대 시스템 용량에 가까운 경향이 있다. 예를 들어, 사용자 디바이스들의 최대수 (N) 가 제 1 채널에 할당될 수도 있다. 그 후, 다음의 N 개의 직교하거나 상이한 사용자 디바이스들은, 모든 사용자 디바이스들이 할당되거나 모든 이용가능한 채널들이 고갈된 때까지, 제 2 채널 등에 할당될 수 있다. 대안적으로, 사용자 디바이스들은 채널들에 걸쳐 고르게 분산되어, 임의의 하나의 채널 상의 사용자 디바이스들의 수를 최소화할 수 있다.
일반적으로, 사용자 디바이스들은 음성 또는 데이터 송신 동안 재배치할 수 있거나 또는 재배치될 수 있어, 사용자 디바이스와 기지국 간의 공간 관계를 변화시킬 수 있다. 사용자 디바이스들의 재배치는 관계된 큰 거리에 기인하여 사용자 디바이스의 공간 서명 또는 공간 인디시아에 크게 영향을 주지 않을 수 있지만, 사용자 디바이스 서브셋은 이들 변화를 반영하도록 갱신될 수도 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 사용자 디바이스 서브셋들은 동일한 채널에 할당된 사용자 디바이스들이 사실상 공간적으로 직교하거나 상이한 것을 보장하도록 갱신될 수도 있다. 사용자 디바이스 그룹들은 소정의 시간 간격, 데이터 송신들의 소정의 수, 또는 현재 할당된 사용자 디바이스들의 수의 변화에 기초하여 주기적으로 갱신될 수 있다. 시간 간격은 사용자 디바이스들 또는 데이터 트래픽의 양에 따라 조정가능할 수 있다. 대안적으로, 사용자 디바이스 그룹들은 소정 수의 데이터 송신들의 송신 또는 수신 후 또는 소정 수의 사용자 디바이스들의 부가 또는 삭제 후에 갱신될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 여기에 제공된 하나 이상의 실시형태에 따른 무선 통신을 위해 사용자 디바이스 그룹들을 동적으로 갱신하는 방법론 (800) 이 도시되어 있다. 802 에서, 하나 이상의 사용자 디바이스들에 대한 공간 서명 또는 그룹핑 특성이 계산된다. 공간 서명 또는 그룹핑 특성은 주기적으로 또는 신호의 각각의 인스턴스의 수신시에 계산될 수 있다. 804 에서, 공간 서명 또는 그룹핑 특성의 변화가 결정된다. 시스템은 공간 서명 또는 그룹핑 특성에 대한 하나 이상의 이전의 값들을 유지할 수 있다. 공간 서명 또는 그룹핑 특성은 사용자 디 바이스가 재배치되었는지 여부를 결정하기 위해 그룹핑 특성의 이전 값, 이전 값들의 평균, 또는 이전 값들의 임의의 조합을 포함할 수 있는 그룹핑 특성 표준과 비교될 수 있다. 대안적으로, 시스템은 그룹핑 특성 표준으로서 공간 서명 또는 그룹핑 특성의 초기값을 사용하여, 사용자 디바이스의 현재의 공간 서명 또는 그룹핑 특성이 그러한 초기값과 비교될 수 있도록 한다. 어떤 변화가 있다면, 806 에서, 공간 서명 또는 그룹핑 특성의 변화가 중대한지 여부가 결정된다. 만일 그렇지 않다면, 방법은 종료하고 사용자 디바이스 서브셋들은 변하지 않는다. 만일 그렇다면, 사용자 디바이스 서브셋들은 808 에서 갱신될 수 있다. 사용자 디바이스 서브셋들을 갱신하는 것은 각각의 사용자 디바이스에 대한 그룹핑 특성을 결정하는 것과 하나 이상의 서브셋들에 사용자 디바이스들을 재할당하는 것을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 모든 사용자 디바이스들은 재평가되고 서브셋들 또는 채널들에 재할당될 수도 있다. 대안적으로, 사용자 디바이스들의 서브셋 또는 단일의 사용자 디바이스가 재할당될 수도 있다. 재할당되도록 선택되는 사용자 디바이스들은 개개의 사용자 디바이스, 사용자 디바이스들의 그룹에 대한 공간 서명 또는 그룹핑 특성의 변화량, 또는 모든 사용자 디바이스들의 총 변화에 기초하여 결정될 수도 있다. 재할당될 사용자 디바이스들은 또한 서브셋들이 마지막으로 결정된 이래의 시간량 또는 서브셋들이 마지막으로 결정된 이래로 할당 또는 제거된 사용자 디바이스들의 수에 기초하여 결정될 수도 있다. 810 에서, 각각의 갱신된 사용자 디바이스에 대한 빔 가중치 벡터는 현재의 공간 서명에 기초하여 재계산될 수 있다. 재계산된 빔 가중치 벡터는 룩업 테이블에 저장될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 시스템의 성능이 모니터링되어 사용자 디바이스들이 재할당되어야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 채널에 사용자 디바이스를 할당한 후, 사용자 디바이스가 할당된 채널에 대한 채널 품질 표시자 (CQI) 가 모니터링될 수 있다. 만일 CQI 가 소정의 임계값 아래에 있다면, 하나 이상의 사용자 디바이스가 재평가 및 재할당될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 모든 채널들, 일 서브셋의 채널들, 또는 단일의 채널에 대한 CQI 가 주기적으로 평가되어 사용자 디바이스들을 재할당할지 여부를 결정할 수 있다. 대안적으로, 모든 사용자 디바이스들, 일 서브셋의 사용자 디바이스들, 또는 단일의 사용자 디바이스에 대한 SINR 이 모니터링될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 여기에 제공된 하나 이상의 양태들에 따른 무선 통신 환경의 일 섹터에서의 시스템 용량을 증가시키는 시스템 또는 장치 (900) 가 도시되어 있다. 시스템 (900) 은 사용자 디바이스들의 공간 서명 또는 공간 그룹핑 특성들을 결정하는 공간 결정기 (902) 및 채널에 할당된 임의의 두 개의 사용자 디바이스들이 사실상 공간적으로 직교하거나 공간적으로 상이하도록 채널들에 사용자 디바이스들을 할당하는 할당기 (904) 를 포함한다. 시스템 (900) 은 또한 사용자 디바이스들과 기지국들 간의 송신들에 적용될 가중치들을 결정하는 가중치 결정기 (906) 를 포함할 수 있다. 또한, 시스템 (900) 은 서브셋 할당기 (908) 및 선택기 (910) 를 포함할 수 있다. 서브셋 할당기 (908) 는 하나 이상의 서브셋들에 사용자 디바이스들을 할당하는데 사용될 수 있다. 선택기 (910) 는 공간적 으로 직교하거나 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록 채널들에 할당될 서브셋들로부터 사용자 디바이스들을 선택할 수 있다. 시스템 (900) 은 또한 사용자 디바이스들의 공간 서명들의 변경에 적어도 부분적으로 기초하여 및/또는 시스템 성능에 기초하여 주기적으로 사용자 디바이스들을 재할당할 수 있는 재할당기 (912) 를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 여기에 제공된 하나 이상의 양태들에 따른 무선 통신 환경의 채널 할당을 갱신시키는 시스템 또는 장치 (1000) 가 도시되어 있다. 시스템 (1000) 은 그룹핑 특성 표준에 대한 값을 획득하는 그룹핑 특성 표준 획득기 (1002) 및 사용자 디바이스들에 대한 공간 그룹핑 특성의 현재의 값을 결정하는 그룹핑 특성 결정기 (1004) 를 포함한다. 시스템 (1000) 은 또한 그룹핑 특성 표준과 하나 이상의 사용자 디바이스들의 그룹핑 특성의 값 간에 중대한 차이가 존재하는지 여부를 결정하는 차분 결정기 (1006) 를 포함한다. 게다가, 시스템 (1000) 은 또한 중대한 차이가 존재한다면 사용자 디바이스들의 채널 할당을 갱신하는 채널 할당 갱신기 (1008) 및 갱신된 사용자 디바이스들에 대한 빔 가중치 벡터를 계산하는 가중치 결정기 (1010) 를 포함한다.
도 11은 여기에 진술된 하나 이상의 실시형태들에 따라 시스템 용량 한계를 증가시키기 위해 무선 통신 환경에서의 SDM 을 용이하게 하는 시스템 (1100) 의 도면이다. 시스템 (1100) 은 본 기술분야의 당업자에 의해 인정될 수 있는 바와 같이, 기지국 및/또는 사용자 디바이스에 상주할 수 있다. 시스템 (1100) 은 예를 들어 하나 이상의 수신 안테나들로부터 신호를 수신하고, 그 수신된 신호 상에 통상의 작용들 (예를 들어, 필터링, 증폭, 다운컨버팅 등) 을 수행하고, 컨디셔닝된 신호를 디지털화하여 샘플들을 얻는 수신기 (1102) 를 포함한다. 복조기 (1104) 는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 프로세서 (1106) 로 제공한다.
프로세서 (1106) 는 수신기 컴포넌트 (1102) 에 의해 수신된 정보를 분석하는 것 및/또는 송신기 (1112) 에 의한 송신용 정보를 생성하는 것에 전용인 프로세서일 수 있다. 프로세서 (1106) 는 사용자 디바이스 (1100) 의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기 (1102) 에 의해 수신된 정보를 분석하고, 송신기 (1112) 에 의한 송신용 정보를 생성하고, 사용자 디바이스 (1100) 의 하나 이상의 컴포넌트를 제어하는 프로세서일 수 있다. 프로세서 (1106) 는 채널 할당을 조정하는 최적화 컴포넌트 (도시하지 않음) 를 포함할 수 있다. 최적화 컴포넌트는 채널들로 사용자 디바이스들을 할당하는 것과 관련된 유틸리티 기반 분석을 수행하는 최적화 코드를 포함할 수 있다는 것이 인정되어야 한다. 최적화 코드는 추정을 수행하는 것과 관련된 인공지능 기반 방법들 및/또는 사용자 채널 할당을 최적화하는 것에 관련된 확률적 결정 및/또는 통계학-기반 결정을 사용할 수 있다.
사용자 디바이스 (1100) 는 프로세서 (1106) 에 동작적으로 커플링되고 공간 정보에 관련된 정보, 그것에 관련된 정보를 포함하는 룩업 테이블, 및 여기에 기술된 SDM 에 관련된 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리 (1108) 를 부가적으로 포함할 수 있다. 메모리 (1108) 는 룩업 테이블 등을 발생시키는 것과 관련된 프로토콜들을 부가적으로 저장할 수 있어서, 사용자 디바이스 (1100) 가 시스템 용량을 증가시키도록 저장된 프로토콜 및/또는 알고리즘을 사용할 수 있도록 한다. 여기서 기술된 데이터 기억장치 (예를 들어, 메모리) 는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 어느 하나일 수 있거나 휘발성 및 비휘발성 메모리 양자를 포함할 수 있다. 제한이 아니라 예시로써, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리 (ROM), 프로그램가능 ROM (PROM), 전기적으로 프로그램가능 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM (EEPROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 작용하는 랜덤 액세스 메모리 (RAM) 를 포함할 수 있다. 제한이 아니라 예시로써, RAM 은 동기 RAM (SRAM), 동적 RAM (DRAM), 동기 DRAM (SDRAM), 이중 데이터 레이트 SDRAM (DDR SDRAM), 보강된 SDRAM (ESDRAM), 싱크링크 DRAM (SLDRAM), 및 직접 램버스 RAM (DRRAM) 등의 많은 형태로 이용가능하다. 본 시스템 및 방법의 메모리 (1108) 는 이들 및 임의의 다른 적합한 형태의 메모리를 포함하도록 의도되지만 그것에 제한되지 않는다. 프로세서 (1106) 는 심볼 변조기 (1110) 및 변조된 신호를 송신하는 송신기 (1112) 에 접속된다.
도 12는 다양한 양태들에 따른 통신 환경에서의 시스템 용량을 증가시키는 것을 용이하게 하는 시스템 (1200) 의 도면이다. 시스템 (1200) 은 복수의 수신 안테나 (1206) 를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스 (1204) 로부터 신호를 수신하는 수신기 (1210) 를 갖는 기지국 (1202) 을 포함하고, 송신 안테나 (1208) 를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스 (1204) 로 송신한다. 수신기 (1210) 는 수신 안테나 (1206) 로부터 정보를 수신할 수 있고 수신된 정보를 복조하는 복조기 (1212) 와 동작가능하게 관련된다. 본 기술분야의 당업자에게 인정되는 바와 같이, 수신기 (1210) 는 예를 들어, 레이크 수신기 (예를 들어, 복수의 기저대역 상관기들을 사용하는 다중 경로 신호 컴포넌트들을 개별적으로 처리하는 기술,...), MMSE 기반 수신기, 그것에 할당된 사용자 디바이스들을 분리하는 몇몇 다른 적합한 수신기일 수 있다. 복조된 심볼들은 도 10에 관해 기술된 프로세서와 유사하고 사용자 디바이스 할당에 관련된 정보, 그것에 관련된 룩업 테이블 등을 저장하는 메모리 (1216) 에 커플링된 프로세서 (1214) 에 의해 분석된다. 각각의 안테나에 대한 수신기 출력은 수신기 (1210) 및/또는 프로세서 (1214) 에 의해 공동으로 처리될 수 있다. 변조기 (1218) 는 사용자 디바이스 (1204) 로의 송신 안테나 (1208) 를 통한 송신기 (1220) 에 의한 송신용 신호를 멀티플렉싱할 수 있다.
기지국 (1202) 은 프로세서 (1214) 와는 별개이거나 그것에 통합된 프로세서 일 수 있고, 기지국 (1202) 에 의해 서비스되는 섹터 내의 모든 사용자 디바이스들의 풀 (pool) 을 평가할 수 있고 (예를 들어, SDMA 기술 등을 사용하여) 개개의 사용자 디바이스들의 공간 서명에 적어도 부분적으로 기초하여 (예를 들어, 사용자 디바이스 (1204) 의 서브셋 등의) 서브셋들로 사용자 디바이스들을 그룹핑할 수 있는 할당 컴포넌트 (1222) 를 더욱 포함한다. 예를 들어, 빔형성 가중치들이 그 다음부터 하나의 사용자 디바이스를 고유하게 묘사하는데 사용될 수 있으며, 여기서 사용자 디바이스는 사용자 디바이스의 빔형성 가중치들을 나타내는 그들 통신 신호들만을 인식하고 그것의 송신들의 공간 서명은 기지국에 대해 사용자 디바이스 를 식별한다.
할당 컴포넌트 (1222) 는 수신 안테나들의 수에 의해 지원될 수 있는 사용자 디바이스의 수에 따라 사용자 디바이스들을 서브셋들로 그룹핑할 수 있다. 예를 들어, 섹터 내의 모든 사용자 디바이스들은 서로에 대한 그들의 지리적 근접성에 적어도 부분적으로 기초하여 서브셋들로 분할될 수 있다.
비록 상술된 것은 수신 안테나의 수가 무선 통신 환경에서 증가됨에 따라 역방향 링크 시스템 용량을 선형적으로 스케일링하는 것에 관해 기술되었지만, 본 기술분야의 당업자에 의해 인정될 수 있는 바와 같이, 그러한 기술은 순방향 링크 송신 및 송신 안테나의 수를 증가시키는 것에 적용될 수 있다. 더욱이, 다양한 양태에 따르면, 다수의 수신기들이 사용될 수 있고 (예를 들어, 수신 안테나당 하나씩), 그러한 수신기들은 사용자 데이터의 개선된 추정치를 제공하기 위해 서로 통신할 수 있다.
도 13은 예시적인 무선 통신 시스템 (1300) 을 나타낸다. 무선 통신 시스템 (1300) 은 간략화하기 위해 하나의 기지국과 하나의 단말기를 도시한다. 그러나, 시스템은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말기를 포함할 수 있으며, 여기서 부가적인 기지국 및/또는 단말기는 이하에 기술되는 예시적인 기지국 및 단말기와 사실상 유사 또는 상이할 수 있다. 또한, 기지국 및/또는 단말기는 그들 사이의 무선 통신을 용이하게 하기 위해 여기에 기술된 시스템 (도 9 내지 도 12) 및/또는 방법 (도 4 내지 도 8) 을 사용할 수 있다.
도 13을 참조하면, 액세스 포인트 (1305) 에서의 다운링크 상에서, 송신 (TX) 데이터 프로세서 (1310) 는 트래픽 데이터를 수신, 포맷, 코딩, 인터리빙 및 변조 (또는 심볼 매핑) 하고 변조 심볼들 ("데이터 심볼들") 을 제공한다. 심볼 변조기 (1315) 는 데이터 심볼 및 파일럿 심볼을 수신 및 처리하고 심볼의 스트림을 제공한다. 심볼 변조기 (1315) 는 데이터 및 파일럿 심볼을 멀티플렉싱하고 그들을 송신기 유닛 (TMTR) (1320) 에 제공한다. 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호값일 수도 있다. 파일럿 심볼은 각각의 심볼 기간에 연속하여 전송될 수도 있다. 파일럿 심볼은 주파수 분할 멀티플렉싱 (FDM), 직교 주파수 분할 멀티플렉싱 (OFDM), 시분할 멀티플렉싱 (TDM), 또는 코드 분할 멀티플렉싱 (CDM) 될 수 있다.
TMTR (1320) 은 심볼의 스트림을 수신 및 하나 이상의 아날로그 신호로 변환하고 또한 그 아날로그 신호를 컨디셔닝 (예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업컨버팅) 하여 무선 채널 상의 송신에 적합한 다운링크 신호를 생성한다. 다운링크 신호는 그 후 안테나 (1325) 를 통해 단말기로 송신된다. 단말기 (1330) 에서, 안테나 (1335) 는 다운링크 신호를 수신하고 수신된 신호를 수신기 유닛 (RCVR) (1340) 에 제공한다. 수신기 유닛 (1340) 은 수신된 신호를 컨디셔닝 (예를 들어, 필터링, 증폭 및 주파수 다운컨버팅) 하고 컨디셔닝된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기 (1345) 는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하고 채널 추정을 위해 프로세서 (1350) 에 제공한다. 심볼 복조기 (1345) 는 또한 프로세서 (1350) 로부터 다운링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, (송신된 데이터 심볼들의 추정치인) 데이터 심볼 추정치를 획득하기 위해 수신된 데이터 심볼들에 관한 데이터 복조를 수행하고, 송신된 트래픽 데이터를 복구하기 위해 데이터 심볼 추정치를 복조 (즉, 심볼 디매핑), 디인터리빙, 및 디코딩하는 RX 데이터 프로세서 (1355) 로 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 심볼 복조기 (1345) 및 RX 데이터 프로세서 (1355) 에 의한 처리는 각각 액세스 포인트 (1305) 의 심볼 변조기 (1315) 및 TX 데이터 프로세서 (1310) 에 의한 처리와 상보적이다.
업링크 상에서, TX 데이터 프로세서 (1360) 는 트래픽 데이터를 처리하고 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기 (1365) 는 데이터 심볼들을 수신하여 파일럿 심볼들과 멀티플렉싱하고, 변조를 수행하고, 심볼들의 스트림을 제공한다. 송신기 유닛 (1370) 은 그 후 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여 안테나 (1335) 에 의해 액세스 포인트 (1305) 로 송신되는 업링크 신호를 생성한다.
액세스 포인트 (1305) 에서, 단말기 (1330) 로부터의 업링크 신호는 안테나 (1325) 에 의해 수신되고 수신기 유닛 (1375) 에 의해 처리되어 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기 (1380) 는 그 후 샘플들을 처리하고 수신된 파일럿 심볼들 및 업링크를 위한 데이터 심볼 추정치들을 제공한다. RX 데이터 프로세서 (1385) 는 데이터 심볼 추정치들을 처리하여 단말기 (1330) 에 의해 송신된 트래픽 데이터를 복구한다. 프로세서 (1390) 는 업링크 상에서 송신하는 각각의 액티브 단말기에 대한 채널 추정을 수행한다. 다수의 단말기는 그들의 각각의 할당된 파일럿 서브캐리어 세트 상의 업링크 상에서 동시에 파일럿을 송신할 수도 있으며, 여기서 파일럿 서브캐리어 세트는 인터레이싱될 수도 있다.
프로세서 (1390 및 1350) 는 각각 액세스 포인트 (1305) 및 단말기 (1330) 에서의 동작을 지시 (예를 들어, 제어, 조정, 관리 등) 한다. 각각의 프로세서 (1390 및 1350) 는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛 (도시하지 않음) 과 관련될 수 있다. 프로세서 (1390 및 1350) 는 또한 각각 업링크 및 다운링크를 위한 주파수 및 임펄스 응답 추정치를 도출하기 위한 계산을 수행할 수 있다.
멀티-액세스 시스템 (예를 들어, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, SDMA, IFDMA, LFDMA 등) 에서, 다수의 단말기는 업링크 상에서 동시에 송신할 수 있다. 그러한 시스템에서, 파일럿 서브캐리어는 상이한 단말기들 중에 공유될 수도 있다. 채널 추정 기술은 각각의 단말기에 대한 파일럿 서브캐리어들이 (어쩌면 대역 에지를 제외한) 전체 동작 대역에 걸치는 경우에 사용될 수도 있다. 그러한 파일럿 서브캐리어 구조는 각각의 단말기에 대한 주파수 다이버시티를 획득하는데 바람직할 수 있을 것이다. 여기에 기재된 기술은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우, 채널 추정을 위해 사용되는 처리 유닛은 하나 이상의 주문형반도체 (ASIC), 디지털 신호처리기 (DSP), 디지털 신호처리 디바이스 (DSPD), 프로그래머블 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로-컨트롤러, 마이크로프로세서, 여기에 기술된 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어로써, 여기에 기술된 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 프로시져, 함수 등) 을 통한 구현이 있을 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되고 프로세스 (1390 및 1350) 에 의해 수행될 수도 있다.
소프트웨어 구현에 대해, 여기에 기재된 기술은 여기에 기술된 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 프로시져, 함수 등) 로써 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되고 프로세스에 의해 수행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내에서 구현될 수도 있고, 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있으며, 이 경우, 그것은 본 기술분야에서 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서에 통신적으로 커플링될 수 있다.
상술된 것은 하나 이상의 실시형태의 예들을 포함한다. 물론 상술된 실시형태를 기술하는 목적으로 모든 착상가능한 컴포넌트 또는 방법론의 조합을 기술하는 것은 불가능하지만, 본 기술분야의 당업자는 다양한 실시형태의 많은 또 다른 조합 및 치환이 가능하다는 것을 인식할 수도 있다. 따라서, 기술된 실시형태들은 첨부된 청구범위의 사상 및 범위 내에 있는 모든 그러한 변경예, 수정예 및 변형예를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 용어 "포함한다 (include)" 가 상세한 설명이나 청구범위에서 사용되는 한도에서, 그러한 용어는 "구비하는 (comprising)" 이 청구범위의 전이 단어로서 사용될 때 해석되는 것처럼 용어 "포함하는 (comprising)" 과 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.

Claims (40)

  1. 무선 통신 환경을 위한 시스템 용량을 증가시키는 방법으로서,
    제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 단계;
    상기 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 제 2 사용자 디바이스가 공간적으로 상이하도록 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널에 할당하는 단계;
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명에 기초하여 가중치를 결정하는 단계로서, 상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 상기 가중치 결정 단계;
    공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 단계; 및
    공간적으로 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록, 상기 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스들을 선택하여 상기 복수의 채널 중 하나에 할당하는 단계를 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스는, 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스들에 대한 공간 그룹핑 특성들이 소정의 임계값 범위 밖에 있을 때, 상이한 서브셋들로 할당되는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 그룹핑 특성은 상기 기지국에서의 신호의 도착 방향을 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 서명은 상기 제 1 사용자 디바이스로부터의 신호의 도착 방향, 상기 신호의 다중경로의 수, 및 상기 신호의 감쇠 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 채널 중 하나에의 상기 제 1 사용자 디바이스의 할당은 상기 제 1 사용자 디바이스로부터의 신호의 SINR 에 기초하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 기지국 간의 신호의 최소 평균 자승 에러 (MMSE) 에 기초하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치는 정규화된 채널 응답에 기초한 단순 빔형성 및 최대 고유벡터 (the most significant eigenvector) 에 기초한 고유-빔형성 (eigen-beamforming) 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 빔형성 가중치인, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널 중 하나에 주기적으로 재할당하는 단계를 더 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명의 변화에 기초하여 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널 중 하나에 재할당하는 단계를 더 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    시스템 성능에 기초하여 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널 중 하나에 재할당하는 단계를 더 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시스템 성능은 채널 품질 표시자 및 신호대 잡음비 중 적어도 하나에 기초하여 평가되는, 시스템 용량을 증가시키는 방법.
  13. 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하고, 상기 제 1 사용자 디바이스가 채널에 할당된 제 2 사용자 디바이스와 공간적으로 상이하도록 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 채널에 할당하고, 상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명에 기초하여 가중치를 결정하는 프로세서로서, 상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 상기 프로세서; 및
    상기 프로세서에 커플링되어, 상기 제 1 사용자 디바이스에 대한 상기 가중치를 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 프로세서는 공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 할당하고, 공간적으로 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록, 상기 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스들을 선택하여 상기 채널에 할당하는, 무선 통신 장치.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 메모리는 소정의 임계값 범위를 저장하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 및 제 2 사용자 디바이스들에 대한 공간 그룹핑 특성들 간의 차이가 상기 소정의 임계값 범위 밖에 있다는 결정시에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 상이한 서브셋들에 할당하는, 무선 통신 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 공간 그룹핑 특성은 상기 기지국에서의 신호의 도착 방향을 포함하는, 무선 통신 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 공간 서명은 상기 제 1 사용자 디바이스로부터의 신호의 도착 방향, 상기 신호의 다중경로의 수, 및 상기 신호의 감쇠 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 무선 통신 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 사용자 디바이스로부터의 신호의 SINR 에 기초하여 상기 채널에 상기 제 1 사용자 디바이스를 할당하는, 무선 통신 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 기지국 간의 신호의 최소 평균 자승 에러 (MMSE) 에 기초하는, 무선 통신 장치.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 가중치는 정규화된 채널 응답에 기초한 단순 빔형성 및 최대 고유벡터에 기초한 고유-빔형성 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 빔형성 가중치인, 무선 통신 장치.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 채널에 주기적으로 재할당하는, 무선 통신 장치.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명의 변화에 기초하여 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 채널에 재할당하는, 무선 통신 장치.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 시스템 성능에 기초하여 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 채널에 재할당하는, 무선 통신 장치.
  24. 무선 통신 환경의 섹터 내에서의 시스템 용량을 증가시키는 장치로서,
    제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 수단;
    상기 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 제 2 사용자 디바이스가 공간적으로 상이하도록 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널에 할당하는 수단;
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명에 기초하여 가중치를 결정하는 수단으로서, 상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 상기 가중치 결정 수단;
    공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 수단; 및
    공간적으로 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록, 상기 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스들을 선택하여 상기 복수의 채널 중 하나에 할당하는 수단을 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 장치.
  25. 삭제
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널 중 하나에 주기적으로 재할당하는 수단을 더 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 장치.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명의 변화에 기초하여 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널 중 하나에 재할당하는 수단을 더 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 장치.
  28. 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 컴퓨터 실행가능 명령;
    상기 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 제 2 사용자 디바이스가 공간적으로 상이하도록 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널에 할당하는 컴퓨터 실행가능 명령;
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명에 기초하여 가중치를 결정하는 컴퓨터 실행가능 명령으로서, 상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 상기 가중치를 결정하는 컴퓨터 실행가능 명령;
    공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 컴퓨터 실행가능 명령; 및
    공간적으로 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록, 상기 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스들을 선택하여 상기 복수의 채널 중 하나에 할당하는 컴퓨터 실행가능 명령을 저장하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
  29. 삭제
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 공간 서명의 변화, 시스템 성능 및 소정의 시간 간격 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제 1 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널 중 하나에 재할당하는 명령을 더 포함하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
  31. 다중 접속 무선 통신 환경에서 시스템 용량을 증가시키는 명령들을 실행하는 프로세서로서,
    상기 명령들은,
    제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 것;
    상기 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 제 2 사용자 디바이스가 공간적으로 상이하도록 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 상기 복수의 채널에 할당하는 것;
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명에 기초하여 가중치를 결정하는 것으로서, 상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 상기 가중치를 결정하는 것;
    공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 것; 및
    공간적으로 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록, 상기 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스들을 선택하여 상기 복수의 채널 중 하나에 할당하는 것을 포함하는, 시스템 용량을 증가시키는 명령들을 실행하는 프로세서.
  32. 무선 네트워크 상에서 통신하는 것을 용이하게 하는 제 1 사용자 디바이스로서,
    상기 제 1 사용자 디바이스에 대한 공간 서명을 결정하는 컴포넌트;
    상기 제 1 사용자 디바이스 및 제 2 사용자 디바이스가 복수의 채널 중 하나에 할당될 때 상기 제 1 사용자 디바이스와 상기 제 2 사용자 디바이스가 공간적으로 상이하도록 채널 할당을 수신하는 컴포넌트;
    상기 제 1 사용자 디바이스의 상기 공간 서명에 기초하여 가중치를 결정하는 컴포넌트로서, 상기 가중치는 상기 제 1 사용자 디바이스와 기지국 간의 적어도 하나의 송신에 적용되는, 상기 가중치 결정 컴포넌트;
    공간 그룹핑 특성에 기초하여 적어도 하나의 서브셋에 상기 제 1 사용자 디바이스 및 상기 제 2 사용자 디바이스를 할당하는 컴포넌트; 및
    공간적으로 상이한 사용자 디바이스들이 동일한 채널에 할당되도록, 상기 적어도 하나의 서브셋으로부터 사용자 디바이스들을 선택하여 상기 복수의 채널 중 하나에 할당하는 컴포넌트를 포함하는, 제 1 사용자 디바이스.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 사용자 디바이스는 셀룰러 전화, 스마트폰, 소형 통신 디바이스, 소형 컴퓨팅 디바이스, 위성 라디오, GPS (global positioning system), 랩탑, 및 PDA 중 적어도 하나인, 제 1 사용자 디바이스.
  34. 삭제
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