KR101105012B1 - 공간 분할 다중 액세스 빔들에 의한 직교 자원 재사용 - Google Patents

공간 분할 다중 액세스 빔들에 의한 직교 자원 재사용 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템은 서로 다른 공간 방향에서 빔들을 생성하는 다수의 전방향성 안테나를 거쳐 빔 형성을 구현할 수 있다. 통신 시스템은 세트들에 빔들을 배치할 수 있고, 각 세트는 미리 결정된 커버리지 영역에 걸쳐 실질적으로 완벽한 커버리지를 제공하도록 배치된다. 통신 시스템은 제 1 세트로부터의 메인 빔이 제 2 빔 세트의 약한 커버리지 영역에 대한 커버리지를 제공하도록 다수의 SDMA 빔 세트를 배치하여 실질적으로 상보적인 커버리지 영역들을 지원할 수 있다. 무선 통신 시스템은 빔 세트들 각각에 실질적으로 직교하는 자원들을 지정 또는 할당한다. 무선 통신 시스템은 대응하는 간섭 증가 없이 개선된 커버리지를 제공하기 위해 빔 세트들과 실질적으로 직교하는 자원들의 조합을 이용하여 통신 링크에 자원들을 할당한다.

Description

공간 분할 다중 액세스 빔들에 의한 직교 자원 재사용{ORTHOGONAL RESOURCE REUSE WITH SDMA BEAMS}
본 출원은 "ADAPTIVE RESOURCE REUSE IN SDMA WIRELESS COMMUNICATION"이라는 명칭으로 2006년 4월 20일자 제출된 미국 가 출원 60/794,001호에 대한 우선권을 청구하며, 상기 가 출원은 그 전체가 본원에 참조로 통합된다.
본원은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 공간 분할 다중 액세스(SDMA) 무선 통신 시스템에서의 자원 할당에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 전세계 대다수의 사람이 통신하게 된 널리 보급된 수단이 되었다. 무선 통신 디바이스들은 소비자의 요구를 충족시키고 휴대성 및 편의를 향상시키기 위해 점점 더 작아지고 점점 더 강력해져 왔다. 소비자들은 신뢰성 있는 서비스 및 확장된 커버리지 영역들을 요구하는 셀룰러폰, 개인 디지털 보조기기(PDA) 등과 같은 무선 통신 디바이스들에 대한 많은 용도를 발견하였다.
시스템 용량은 소정의 커버리지 영역 내의 통신 디바이스들에 신뢰성 있는 서비스를 제공하는 시스템의 능력을 제한하는 통상의 제약이다. 무선 통신 시스템들은 시스템 용량 증가에 기여하는 다양한 기술을 이용한다.
공간 분할 다중 액세스(SDMA)는 다수의 안테나 통신 시스템에 구현될 수 있 는 기술이다. SDMA는 데이터 또는 정보 송신을 위해 보다 많은 단말을 지원하는 공간 차원을 이용한다. SDMA는 단말들의 공간 서명들을 이용하고 각 링크 상에서 서로 (이상적으로) 직교하는 공간 서명들을 갖는 다수의 데이터 송신을 스케줄링한다.
무선 통신 시스템은 다양한 방식으로 SDMA를 구현할 수 있다. 한 방법은 빔 형성 또는 지향성 안테나 패턴을 이용하는 것이다. 그러나 빔 형성 또는 지향성 안테나를 이용하는 SDMA 시스템들은 빔들 사이의 약한 커버리지 영역들의 존재 또는 중첩하는 빔들로 인한 증가된 간섭이라는 단점을 갖는다.
무선 통신 시스템은 서로 다른 공간 방향에서 빔들을 생성하는 다수의 전방향성 안테나를 거쳐 빔 형성을 구현할 수 있다. 통신 시스템은 세트들에 빔들을 배치할 수 있고, 각 세트는 미리 결정된 커버리지 영역에 걸쳐 실질적으로 완벽한 커버리지를 제공하도록 배치된다. 통신 시스템은 제 1 세트로부터의 메인 빔이 제 2 빔 세트의 약한 커버리지 영역에 대한 커버리지를 제공하도록 다수의 SDMA 빔 세트를 배치하여 실질적으로 상보적인 커버리지 영역들을 지원할 수 있다.
무선 통신 시스템은 빔 세트들 각각에 실질적으로 직교하는 자원들을 지정 또는 할당한다. 실질적으로 직교하는 자원들은 예를 들어 시간, 주파수, 코드 등일 수도 있고 또는 이들의 조합일 수도 있다.
무선 통신 시스템은 대응하는 간섭 증가 없이 개선된 커버리지를 제공하기 위해 빔 세트들과 실질적으로 직교하는 자원들의 조합을 이용하여 통신 링크에 자원들을 할당한다. 예를 들어, 무선 통신 시스템은 빔 세트로부터의 빔 및 빔 세트에 대응하는 주파수 또는 다른 직교 자원을 특정 통신 링크에 할당할 수 있다.
본 발명의 형태들은 무선 통신 시스템에서의 자원 재사용 방법을 포함한다. 상기 방법은 단말 정보를 결정하는 단계, 상기 단말 정보를 기초로 다수의 빔 세트들로부터 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 단계 - 상기 제 1 빔 세트의 각각의 빔은 다수의 자원들의 하나의 서브세트의 자원들과 관련됨 -, 및 상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 이용하는 신호들을 상기 하나의 서브세트의 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 형태들은 무선 통신 시스템에서의 자원 재사용 방법을 포함한다. 상기 방법은 다수의 실질적인 직교 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송되는 다수의 신호들을 수신하는 단계, 상기 다수의 신호들을 기초로 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 기초로 기지국으로 통신을 전송하는 단계, 및 빔 세트의 하나의 빔 및 상기 빔 세트와 관련된 상기 다수의 직교 자원들의 서브세트와 관련된 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
발명의 형태들은 무선 통신 시스템에서의 자원 재사용 방법을 포함한다. 상기 방법은 제 1 빔 세트에서 통신 링크를 지원하는 빔을 결정하는 단계 - 상기 제 1 빔 세트의 각각의 빔은 자원과 관련됨 -, 상기 제 1 빔 세트의 빔 내에서 신호들을 전송하는 단계, 및 신호들을 상기 제 1 빔 세트의 빔에서 제 2 빔 세트의 빔으로 전이하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 빔 세트의 각 빔은 상기 제 1 빔 세트와 관련된 자원과 실질적으로 직교하는 자원과 관련된다.
발명의 형태들은 무선 통신 시스템에서의 자원 재사용 방법을 포함한다. 상기 방법은 다수의 실질적인 직교 자원들을 통해 신호들을 수신하는 단계, 상기 실질적인 직교 자원들 각각에 대한 품질 메트릭을 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 기초로 기지국으로 통신을 전송하는 단계, 및 상기 통신을 기초로 다수의 직교 자원들 중 적어도 하나를 이용하는 빔 형성 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
발명의 형태들은 하나 이상의 제어 신호들을 기초로 다수의 자원 중 적어도 하나를 이용하는 송신 신호를 생성하도록 구성되는 송신기, 상기 다수의 자원 중 적어도 하나의 선택을 제어하는, 상기 송신기에 대한 상기 하나 이상의 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 자원 제어기, 상기 송신기 및 상기 자원 제어기에 연결되어, 상기 다수의 자원 중 적어도 하나와 관련된 제 1 빔 세트로부터의 제 1 빔에 대한 상기 송신 신호를 인코딩하도록 구성되는 인코더, 및 상기 인코더에 연결되어, 상기 인코딩된 송신 신호를 상기 제 1 빔으로 방송하도록 구성되는 다수의 안테나를 포함하는, 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치를 포함한다.
발명의 형태들은 다수의 빔 형성된 신호들에 대응하며 적어도 2개의 서로 다른 자원들과 관련되는 다수의 신호들을 수신하도록 구성되는 수신기, 해당 자원을 기초로 상기 다수의 신호들 중 적어도 일부를 처리하고, 각 자원의 수신된 신호들에 대한 적어도 하나의 품질 메트릭을 생성하도록 구성되는 기저대역 프로세서, 및 특정 자원을 지원하기 위해 상기 수신기 및 기저대역 프로세서를 제어하도록 구성되는 자원 제어기를 포함하는, 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치를 포함한다.
발명의 형태들은 단말 정보를 결정하는 수단, 상기 단말 정보를 기초로 다수의 빔 세트들로부터 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 수단 - 상기 제 1 빔 세트의 각각의 빔은 다수의 자원들의 하나의 서브세트의 자원들과 관련됨 -, 및 상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 이용하는 신호들을 상기 하나의 서브세트의 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송하는 수단을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치를 포함한다.
발명의 형태들은 다수의 실질적인 직교 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송되는 다수의 신호들을 수신하는 수단, 상기 다수의 신호들을 기초로 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 수단, 상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 기초로 기지국으로 통신을 전송하는 수단, 및 빔 세트의 하나의 빔 및 상기 빔 세트와 관련된 상기 다수의 직교 자원들의 서브세트와 관련된 신호를 수신하는 수단을 포함하는, 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치를 포함한다.
본 개시의 실시예들의 특징, 과제 및 이점은 도면과 관련하여 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 명백해지며, 도면에서 동일 엘리먼트들은 동일한 참조부호를 갖는다.
도 1은 무선 통신 시스템의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다.
도 2는 다중 액세스 무선 통신 시스템에서 송신기 및 수신기의 실시예의 간 소화된 기능 블록도이다.
도 3은 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 송신기 시스템의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다.
도 4는 SDMA 빔 세트들에 대한 빔 패턴의 실시예의 간소화된 도면이다.
도 5는 섹터화된 SDMA 빔 세트들에 대한 빔 패턴들의 실시예의 간소화된 도면이다.
도 6은 주파수 재사용 SDMA의 각종 특별한 실시예들에 대한 사용자 기하학적 구조의 그래프이다.
도 7은 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 수신기 시스템의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다.
도 8a-8c는 SDMA 시스템에서의 자원 재사용 방법들의 실시예의 간소화된 흐름도이다.
도 9는 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 송신기 시스템의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다.
도 10은 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 수신기의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다.
무선 통신 시스템은 미리 결정된 커버리지 영역을 지원하도록 위치하는 다수의 안테나 빔을 제공함으로써 SDMA를 구현할 수 있다. 통신 시스템은 다수의 지향성 안테나, 빔 형성 또는 빔 조정된 안테나 등으로써 또는 이들의 조합으로써 안테나 빔들을 구현할 수 있다. 다수의 안테나 빔은 미리 결정된 커버리지 영역을 지원하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 커버리지 영역은 실질적으로 전방향성일 수도 있고, 또는 원형 또는 육각형으로서 모델화되는 커버리지 영역의 섹터와 같이 제한될 수도 있다.
다수의 빔 각각은 미리 결정된 커버리지 영역 내에 실질적으로 독립적인 영역을 지원할 수 있다. 더욱이, 빔들은 빔 세트들과 관련될 수 있으며, 각 빔 세트는 미리 결정된 커버리지 영역을 지원한다. 빔 세트의 빔들은 한 빔에서의 송신들이 실질적으로 동일한 빔 세트의 인접한 빔의 간섭에 기여하지 않도록 실질적으로 중첩하지 않는다. 빔 세트들은 제 1 세트로부터의 주요 빔이 제 2 세트로부터의 하나 이상의 인접한 빔의 경계 내에서 발생하도록 구성될 수 있다. 이런 식으로 제 1 빔 세트는 제 2 빔 세트로부터의 약한 빔 커버리지 영역들에 강력한 빔 커버리지를 제공한다. 빔 세트는 다수의 개별 빔이어야 하는 것이 아니라, 방송 신호를 빔 조정하기 위해 예를 들어 송신 신호 가중을 이용하여 빔이 조정될 수 있는 다수의 서로 다른 빔 축일 수 있다.
무선 통신 시스템은 또한 각각의 빔 세트에 자원을 관련시킬 수 있다. 이상적으로, 각 빔 세트와 관련된 자원들은 임의의 다른 빔 세트와 관련된 비슷한 자원과 실질적으로 직교한다. 직교 자원들의 예는 이에 한정되는 것은 아니지만 주파수, 시간, 코딩, 인터리빙 등, 또는 이들의 조합을 포함한다.
무선 통신 시스템은 각 통신 링크에 대한 서비스중인 빔과 관련 빔 세트 및 직교 자원을 결정할 수 있다. 무선 통신 시스템은 통신하고 있는 디바이스가 빔 에지 쪽으로 전이하고 있다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 통신하고 있는 디바이스는 하나 이상의 메트릭, 메시지, 또는 빔 세트의 빔 내에서의 위치와 관련된 다른 정보를 보고하는 피드백 또는 오버헤드 메시지를 제공할 수 있다.
무선 통신 시스템은 통신 링크를 관련 직교 자원을 갖는 빔 세트의 한 빔의 에지로부터 현재 빔 에지와 중첩하는 메인 로브를 갖는 빔을 갖는 제 2 빔 세트로 전이할 수 있다. 제 2 빔 세트의 빔은 다른 관련 직교 자원을 갖는다. 통신 시스템은 통신 링크를 제 1 빔 세트의 빔 및 제 1 직교 자원으로부터 제 2 직교 자원을 갖는 제 2 빔 세트의 빔으로 전이한다.
한 실시예로, 셀룰러 무선 통신 시스템은 빔 형성 전방향성 안테나를 이용하여 하나 이상의 기지국에서 SDMA를 구현할 수 있다. 빔 형성 기술을 이용하여, 서로 다른 공간 방향에서 빔들을 생성하여 셀룰러 시스템의 가상의 섹터화를 달성하기 위해 전방향성 안테나들이 공간 분할 다중 액세스(SDMA) 기술에 사용될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 0°, 60° 및 120°와 이들의 미러 응답 180°, 240° 및 300°에서 피크 빔 이득을 얻어 셀에 3-빔 SDMA 시스템을 형성하도록 다수의 전방향성 안테나를 사용하여 빔들을 생성할 수 있다.
셀 커버리지 영역에 걸쳐 균등한 빔 커버리지를 갖는 것이 바람직하다. 그러나 2개의 빔의 중첩 영역에 위치하는 통신 디바이스들은 원하는 신호 전력에 필적하는 전력을 갖는 다른 빔들로부터의 분리할 수 없는 간섭으로 인해 매우 낮은 신호대 간섭비(SINR)를 얻을 것이다. 따라서 빔 경계 근처에 위치하는 무선 디바이스들에는 이러한 고정된 빔 커버리지가 이상적이지 않다.
셀룰러 무선 통신 시스템은 별개의 빔 세트로부터 인접한 빔들의 중첩지점에ㅅ서그리고 인접하는 빔들의 주축들 사이의 실질적으로 중간쯤에서 피크 빔 이득들을 갖는 하나 이상의 상보적 빔 세트들을 구현할 수 있다. 상보적 빔 세트들은 각각 개별 자원에 관련되며, 각 자원은 실질적으로 다른 빔 세트와 관련된 자원과 직교한다.
도 1은 다중 액세스 무선 통신 시스템(100)의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다. 다중 액세스 무선 통신 시스템(100)은 다수의 셀, 예를 들어 셀(102, 104, 106)을 포함한다. 도 1의 실시예에서, 각 셀(102, 104, 106)은 다수의 섹터를 포함하는 액세스 포인트(150)를 포함할 수 있다.
셀의 일부에서 액세스 단말과의 통신을 각각 담당하는 안테나 그룹에 의해 다수의 섹터가 형성된다. 셀(102)에서, 안테나 그룹(112, 114, 116)은 각각 서로 다른 섹터에 대응한다. 예를 들어, 셀(102)은 3개의 섹터(120a-120c)로 나누어진다. 제 1 안테나(112)는 제 1 섹터(102a)를 서비스하고, 제 2 안테나(114)는 제 2 섹터(102b)를 서비스하고, 제 3 안테나(116)는 제 3 섹터(102c)를 서비스한다. 셀(104)에서, 안테나 그룹(118, 120, 122)은 각각 서로 다른 섹터에 대응한다. 셀(106)에서, 안테나 그룹(124, 126, 128)은 각각 서로 다른 섹터에 대응한다.
빔 형성 또는 빔 조정 기술들을 이용하여, 서로 다른 공간 방향에서 빔들을 생성하여 셀룰러 시스템의 가상의 섹터화를 달성하기 위해 전방향성 안테나들이 SDMA 기술에 사용될 수 있다. 예를 들어, 기지국은 0°, 60° 및 120°와 이들의 미러 응답 180°, 240° 및 300°에서 피크 빔 이득을 얻어 셀에 3-빔 SDMA 시스템 을 형성하도록 다수의 전방향성 안테나를 사용하여 빔들을 생성할 수 있다.
각 셀은 해당 액세스 단말의 하나 이상의 섹터와 통신하는 여러 액세스 단말을 지원하거나 서비스하도록 구성된다. 예를 들어, 액세스 단말(130, 132)은 액세스 포인트(142)와 통신하고, 액세스 단말(134, 136)은 액세스 포인트(144)와 통신하며, 액세스 단말(138, 140)은 액세스 포인트(146)와 통신한다. 각각의 액세스 포인트(142, 144, 146)는 2개의 액세스 단말과 통신하는 것으로 도시되지만, 각 액세스 포인트(142, 144, 146)는 2개의 액세스 단말과의 통신으로 한정되지 않으며, 물리적 한계 또는 통신 표준에 의해 부과되는 한계일 수 있는 어떠한 한계까지 임의의 수의 액세스 단말을 지원할 수 있다.
여기서 사용되는 바와 같이, 액세스 포인트는 단말들과 통신하는데 사용되는 고정국일 수 있으며, 기지국, 노드 B 또는 다른 어떤 용어로 지칭될 수도 있고 이들의 모든 또는 일부 기능을 포함할 수 있다. 액세스 단말(AT)은 사용자 기기(UE), 사용자 단말, 무선 통신 디바이스, 단말, 이동 단말, 이동국 또는 다른 어떤 용어로 지칭될 수도 있으며, 이들의 모든 또는 일부 기능을 포함할 수 있다.
상기 실시예들은 도 2에 나타낸 것과 같이 송신(TX) 프로세서(220 또는 260), 프로세서(230 또는 270) 및 메모리(232 또는 272)를 이용하여 구현될 수 있다. 프로세스들은 임의의 프로세서, 제어기 또는 다른 처리 디바이스에서 수행될 수 있으며, 소스 코드, 객체 코드 등과 같이 컴퓨터 판독 가능 매체에 컴퓨터 판독 가능 명령으로서 저장될 수 있다.
도 2는 다중 액세스 무선 통신 시스템(200)에서 송신기 및 수신기의 실시예 의 간소화된 기능 블록도이다. 송신기 시스템(210)에서, 다수의 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터가 데이터 소스(212)에서 송신(TX) 데이터 프로세서(214)로 제공된다. 한 실시예로, 각 데이터 스트림은 각각의 송신 안테나를 통해 전송된다. TX 데이터 프로세서(214)는 해당 데이터 스트림에 대해 선택된 특정 코딩 방식을 기초로 각 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 포맷화, 코딩 및 인터리빙하여 코딩된 데이터를 제공한다.
TX 데이터 프로세서(214)는 심벌들이 전송되고 있는 사용자의 위치 및 심벌들이 전송되고 있는 안테나를 기초로 데이터 스트림들의 심벌들에 빔 형성 가중치를 적용하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 빔 형성 가중치는 액세스 포인트와 액세스 단말 사이의 송신 경로들의 상태를 나타내는 채널 응답 정보를 기초로 생성될 수 있다. 채널 응답 정보는 사용자에 의해 제공되는 CQI 정보 또는 채널 추정치들을 이용하여 생성될 수 있다. 또한, 스케줄링된 송신들의 경우, TX 데이터 프로세서(214)는 사용자로부터 전송되는 랭크 정보를 기초로 패킷 포맷을 선택할 수 있다.
각 데이터 스트림에 대한 코딩된 데이터는 OFDM 기술을 이용하여 파일럿 데이터와 다중화될 수 있다. 파일럿 데이터는 통상적으로 공지된 방식으로 처리되는 공지된 데이터 패턴이며, 수신기 시스템에서 채널 응답을 추정하는데 사용될 수 있다. 각 데이터 스트림에 대한 다중화된 파일럿 및 코딩된 데이터는 해당 데이터 스트림에 대해 선택된 특정 변조 방식(예를 들어, BPSK, QPSK, M-PSK 또는 M-QAM)을 기초로 변조(즉, 심벌 매핑)되어 변조 심벌들을 제공한다. 각 데이터 스트림에 대한 데이터 레이트, 코딩 및 변조는 프로세서(230)에 의해 제공되는 명령들에 의해 결정될 수 있다. 어떤 실시예에서, 병렬 공간 스트림들의 수는 사용자로부터 전송되는 랭크 정보에 따라 달라질 수 있다.
모든 데이터 스트림에 대한 변조 심벌들은 TX MIMO 프로세서(220)에 제공되고, TX MIMO 프로세서(220)는 (예를 들어, OFDM에 대한) 변조 심벌들을 추가 처리할 수 있다. TX MIMO 프로세서(220)는 N T 개의 심벌 스트림을 N T 개의 송신기(TMTR; 222a-222t)에 제공한다. 특정 실시예에서, TX MIMO 프로세서(220)는 해당 사용자 채널 응답 정보로부터 심벌들이 전송되고 있는 사용자 및 심벌들이 전송되고 있는 안테나를 기초로 데이터 스트림들의 심벌들에 빔 형성 가중치를 적용한다.
각 송신기(222a-222t)는 각각의 심벌 스트림을 수신 및 처리하여 하나 이상의 아날로그 신호를 제공하고, 아날로그 신호들을 추가 조정(예를 들어, 증폭, 필터링 및 상향 변환)하여 MIMO 채널을 통한 송신에 적합한 변조 신호를 제공한다. 송신기(222a-222t)로부터의 N T 개의 변조 신호는 각각 N T 개의 안테나(224a-224t)로부터 전송된다.
수신기 시스템(250)에서, 전송된 변조 신호들은 N R 개의 안테나(252a-252r)에 의해 수신되고, 각 안테나(252)로부터의 수신 신호는 각각의 수신기(RCVR; 254)에 제공된다. 각 수신기(254)는 각각의 수신 신호를 조정(예를 들어, 필터링, 증폭 및 하향 변환)하고, 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 제공하고, 샘플들을 또 처리하여 해당 "수신" 심벌 스트림을 제공한다.
수신(RX) 데이터 프로세서(260)는 특정 수신기 처리 기술을 기초로 N R 개의 수신기(254)로부터 N R 개의 수신 심벌 스트림을 수신 및 처리하여 "검출된" 심벌 스트림의 랭크 번호를 제공한다. RX 데이터 프로세서(260)에 의한 처리는 뒤에 더 상세히 설명한다. 각각의 검출된 심벌 스트림은 해당 데이터 스트림에 대해 전송된 변조 심벌들의 추정치인 심벌들을 포함한다. RX 데이터 프로세서(260)는 각각의 검출된 심벌 스트림을 복조, 디인터리빙 및 디코딩하여 데이터 스트림에 대한 트래픽 데이터를 복원한다. RX 데이터 프로세서(260)에 의한 처리는 송신기 시스템(210)에서 TX MIMO 프로세서(220) 및 TX 데이터 프로세서(214)에 의해 수행되는 것과 상보적이다.
송신기 시스템(210)에서, 수신기 시스템(250)으로부터의 변조 신호들은 안테나들(224)에 의해 수신되고, 수신기들(222)에 의해 조정되며, 복조기(240)에 의해 복조되고, RX 데이터 프로세서(242)에 의해 처리되어 수신기 시스템에 의해 보고되는 CQI를 복원한다. 보고된 CQI는 프로세서(230)에 제공되어 (1) 데이터 스트림들에 사용될 데이터 레이트들과 코딩 및 변조 방식들을 결정하고 (2) TX 데이터 프로세서(214) 및 TX MIMO 프로세서(220)에 대한 각종 제어를 생성하는데 사용된다.
도 3은 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 송신기 시스템(300)의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다. 도 3의 송신기 시스템은 예를 들어 도 2의 송신기 시스템 또는 도 1의 무선 통신 시스템의 기지국 또는 가입자국 내의 송신기 시스템의 실시예일 수 있다.
송신기 시스템(300)은 데이터 또는 정보를 기초로 하나 이상의 RF 신호 스트림을 생성하도록 구성된 송신기(310)를 포함한다. 송신기(310)는 하나 이상의 기저대역 신호 스트림을 수신하고 하나 이상의 RF 신호 스트림으로 하나 이상의 기저대역 신호 스트림을 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 송신기(310)는 하나 이상의 기저대역 신호 스트림을 기초로 하나 이상의 OFDM 심벌을 생성하도록 구성될 수 있으며, 심벌 내의 적어도 하나의 OFDM 부반송파는 특정 통신 링크를 지원하도록 구성될 수 있다. 송신기(310) 주파수는 하나 이상의 OFDM 심벌을 관련 RF 동작 대역들로 변환한다.
송신기(310)는 하나 이상의 실질적으로 직교하는 자원에 대한 지원을 포함한다. 송신기(310)는 특정 통신 링크를 지원하는 신호 스트림을 처리하여 제어 입력에 제공되는 하나 이상의 신호를 기초로 실질적으로 직교하는 자원들 중 하나 이상을 이용하도록 구성될 수 있다.
송신기(310)는 다수의 안테나(3401-340N)를 사용하여 RF 신호를 빔 형성하도록 구성되는 빔 형성 인코더(320)에 출력 RF 신호들을 연결한다. 다수의 안테나(3401-340N)는 실질적으로 비슷한 안테나들의 어레이일 수 있고 또는 다수의 서로 다른 안테나 타입을 포함할 수 있으며, 각 안테나 타입은 개별 안테나 패턴을 제공한다. 예를 들어, 안테나(3401-340N)는 다수의 전방향성 안테나의 배열일 수 있다. 다른 예에서, 안테나(3401-340N)는 지향성 안테나의 배치, 또는 하나 이상의 지향성 안테나와 하나 이상의 전방향성 안테나와의 조합일 수 있다.
타이밍 및 동기화 모듈(350)은 타이밍 신호들을 제공하여 송신기 시스템(300) 내의 이벤트 타이밍을 제어하도록 구성된다. 타이밍 및 동기화 모듈(350)은 예를 들어 클록 소스 및 클록 소스를 외부 시간 기준과 동기화하는 제어 루프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 및 동기화 모듈(350)은 송신기 시스템(310)에 의해 생성된 OFDM 심벌들을 시스템 시간에 동기화하도록 구성될 수 있다. 추가로, 송신기 시스템(300)에 의해 생성된 OFDM 심벌들은 프레임, 슬롯들의 세트, 또는 다른 어떤 배열로 배치될 수 있으며, 타이밍 및 동기화 모듈(350)은 심벌들의 각 배치에 대한 동기를 유지할 수 있다.
자원 제어기(360)는 각 통신 링크에 대한 빔 세트 및 관련 자원들을 제어하는 하나 이상의 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 자원 제어기(360)는 다수의 안테나(3401-340N)를 사용하여 신호 스트림을 빔 형성하는데 사용되는 벡터값들을 보유하는 빔 형성 코드북(362)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 형성 코드북(362)은 복소 가중치들의 벡터를 포함할 수 있으며, 벡터의 각 복소 가중치는 해당 안테나에 대한 신호를 가중한다. 예로서, 빔 형성 코드북(362)은 고체 상태 메모리와 같은 하나 이상의 저장 디바이스를 포함할 수 있다.
빔 형성 인코더(320)는 신호 스트림의 각 샘플을 빔 형성 코드북(362)으로부터의 적절한 가중 벡터로 가중한다. 빔 형성 인코더(320)는 예를 들어 송신기(310)로부터의 신호를 N개의 병렬 신호 경로에 대한 N개의 사본으로 분할하도록 구성되는 신호 분리기를 포함할 수 있으며, 여기서 N은 안테나(3401-340N) 수를 나 타낸다. 빔 형성 인코더(320)는 송신기 신호와 빔 형성 코드북(362) 벡터로부터의 가중치를 곱하도록 동작하는 곱셈기 또는 스케일러(scaler)를 각 안테나 신호 경로에 포함할 수 있다.
빔 형성 인코더(320)는 시간 영역 신호 표현 또는 주파수 영역 표현에 빔 형성 가중치를 적용할 수 있다. 추가로, 도 3의 빔 형성 인코더(320)는 송신기(310)의 출력에 대해 동작하지만, 다른 실시예에서 빔 형성 인코더(320)는 송신기(310)와 통합될 수 있고 RF로의 주파수 변환 전에 기저대역 신호들에 대해 동작할 수 있다.
자원 제어기(360)는 빔 형성 코드북(362) 중에서 어느 벡터가 특정 샘플에 적용되는지를 결정하고, 그 벡터를 빔 형성 인코더(320)에 제공한다. 자원 제어기(360) 또는 빔 형성 인코더(320)는 타이밍 및 동기화 모듈(350)로부터의 기준 신호를 사용하여 벡터의 타이밍을 적절한 신호 샘플과 정렬할 수 있다.
자원 제어기(360)는 미리 결정된 빔 세트들에 따라 빔 형성 코드북(362)에 빔 형성 벡터들을 조직할 수 있거나 또는 추적할 수 있다. 각 빔 세트는 미리 결정된 커버리지 영역을 지원하기에 충분한 수의 빔을 포함할 수 있고, 빔 세트의 빔들을 구성하는데 사용되는 빔 형성 벡터들에 대응한다. 각 빔 세트는 빔 세트들이 커버리지 영역 내에 실질적으로 동일한 커버리지를 제공하지 않도록 다른 빔 세트들과 실질적으로 상보적으로 구성될 수 있다.
일 실시예로, 제 1 빔 세트로부터의 빔의 주축은 적어도 하나의 다른 빔 세트로부터 인접한 빔들의 주축들 사이의 실질적으로 중간쯤에 있다. 예를 들어, 2 개의 빔 세트를 갖는 실시예에서, 제 1 빔 세트로부터의 빔의 주축은 실질적으로 제 2 빔 세트로부터 인접한 2개의 빔의 주축들 사이의 실질적으로 중간쯤에 위치한다. 마찬가지로, 3개의 빔 세트를 갖는 실시예에서, 제 1 빔 세트로부터의 빔의 주축은 실질적으로 인접한 빔들의 주축들 사이의 실질적으로 중간쯤에 있으며, 인접한 빔들 중 하나는 제 2 빔 세트에서 나오고 인접한 빔들 중 다른 하나는 제 3 빔 세트로부터 나온다. 각종 빔 세트에서 빔들의 위치는 임의의 수의 빔 세트에 대해 비슷하게 결정될 수 있다.
각 빔 세트는 하나 이상의 직교 자원과 관련되며, 직교라는 용어는 빔 세트들과 관련된 자원들과 관련하여 실질적으로 직교 및 유사-직교를 포함한다. 직교 자원들은 이에 한정되는 것은 아니지만 주파수, 시간, 코드 등 또는 이들의 어떤 조합을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 빔 세트로부터의 빔의 주축은 통상적으로 다른 빔 세트의 널(null) 또는 약한 커버리지 영역 내에 있도록 위치한다. 빔 세트의 인접한 빔들 사이에서 널을 점유하는 빔들의 수는 빔들 세트들의 수보다 1 만큼 작고, 자원 재사용률에 직접적으로 관련된다. 일반적으로, 재사용률은 별개의 빔 세트들의 수의 역이며 1/K와 같으며, 여기서 K는 빔 세트들의 수를 나타낸다.
도 4는 다수의 SDMA 빔 세트(400)에 대한 안테나 패턴들의 실시예의 간소화된 도면이다. 다수의 SDMA 빔 세트(400)는 2개의 상보성 빔 세트를 포함하며, 각 빔 세트는 실질적으로 원형의 커버리지 영역을 지원하는 6개의 빔 주축을 갖는다.
제 1 빔 세트는 약 0, 60, 120, 180, 240 및 300도에 주축을 갖는 빔(4201-4206)을 포함한다. 제 2 빔 세트는 약 30, 90, 150, 210, 270 및 330도에 주축을 갖는 빔(4101-4106)을 포함한다. 각 빔 세트는 실질적으로 직교하는 자원에 관련된다. 2개의 빔 세트는 1/2의 자원 재사용을 제공한다. 예를 들어, 제 1 빔 세트는 제 1 주파수(F1)와 관련되는 것으로 도시되는 한편, 제 2 빔 세트는 제 2 주파수(F2)와 관련되는 것으로 도시된다. 주파수(F1, F2)는 주파수 또는 주파수 대역을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 주파수(F1, F2)는 샘플링 레이트 및 적분 구간에 걸쳐 실질적으로 직교하는 부반송파 주파수들의 개별 세트를 나타낼 수 있다.
빔 및 빔 세트들은 가상으로 임의의 커버리지 영역을 지원하도록 구성될 수 있고, 커버리지는 기지국에 의해 지원되는 전체 커버리지 영역과 일치할 필요는 없다. 도 5는 섹터화된 SDMA 빔 세트들에 대한 빔 패턴들의 실시예의 간소화된 도면(500)이다.
도 5의 실시예에서, 2개의 빔 세트(S1, S2)는 기지국에 의해 지원되는 전체 커버리지 영역의 섹터일 수 있는 커버리지 영역을 지원하도록 구성된다. 섹터는 제 1 섹터 경계(502) 및 제 2 섹터 경계(504)에 의해 대략 범위가 정해진다. 통상의 섹터화된 커버리지 영역에서, 제 1 섹터 경계(502) 및 제 2 섹터 경계(504)는 약 120도의 커버리지 영역에 이른다.
제 1 빔 세트(S1)는 섹터를 지원하는 제 1 및 제 2 빔(5101, 5102)을 포함한다. 제 2 빔 세트(S2)는 섹터를 지원하며 제 1 빔 세트의 빔들을 보완하도록 위치 하는 제 1 및 제 2 빔(5201, 5202)을 포함한다.
자원 제어기(360)는 특정 통신 링크와 관련된 빔 세트 및 빔을 추적하도록 구성되는 빔 세트 제어기(364)를 포함한다. 빔 세트 제어기(364)는 활성 빔 세트에 대응하는 적절한 코드북 벡터들이 특정 통신 링크에 확실히 사용되게 한다. 추가로, 빔 세트 제어기(360)는 빔 세트들과 관련된 하나 이상의 직교 자원에 관한 하나 이상의 파라미터를 제어한다.
일 실시예로, 빔 세트들과 관련된 직교 자원은 주파수이다. 송신기(310)는 제 1 빔 세트를 지원할 때 제 1 세트의 부반송파들로 OFDM 심벌들을 생성하도록 구성될 수 있으며 심벌 시간 및 데이터 레이트를 기초로 제 1 세트의 부반송파들에 실질적으로 직교하는 제 2 세트의 부반송파들을 이용하여 OFDM 심벌들을 생성하도록 구성될 수 있다. 빔 세트 제어기(364)는 송신기(310)를 제어하여 OFDM 심벌을 통신 링크에 대한 활성 빔 세트에 적어도 부분적으로 의존하는 RF 주파수로 주파수 변환하도록 구성될 수 있다. 대안으로, 송신기(310)는 각각 개별 빔 세트에 대응하는 2개의 직교 OFDM 심벌을 생성하도록 구성될 수 있으며, 빔 세트 제어기(364)는 송신기를 제어하여 통신 링크와 관련된 활성 빔 세트를 기초로 OFDM 심벌들 중 하나를 선택적으로 개체화하도록 구성될 수 있다.
직교 자원이 시간인 경우, 빔 세트 제어기(364)는 송신기(310)가 데이터 샘플에 대한 출력 신호를 생성하는 시간을 데이터 샘플과 관련된 활성 빔 세트에 따라 제어하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 직교 자원이 코드라면, 빔 세트 제어 기(364)는 송신기(310)가 특정 데이터 샘플을 인코딩하기 위해 다수의 직교 코드 중 어느 코드를 사용하는지를 데이터 샘플에 할당된 활성 빔 세트를 기초로 제어할 수 있다.
송신기(310)는 빔 세트들 각각에서 각각의 빔에 대한 개별 파일럿 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 송신기는 특정 빔 세트의 다수의 빔 사이에 공유되는 파일럿 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 빔 형성 코드북(362)은 파일럿 신호들을 적절한 빔들로 빔 형성하는데 사용되는 빔 형성 벡터들을 송신기에 제공하거나 그렇지 않으면 송신기(310)에 액세스 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 빔 형성 벡터들은 또한 파일럿 신호가 빔들 중 어느 빔을 차지하는지를 식별하기 위해 파일럿 신호들에 추가 가중치를 적용할 수 있다. 추가 가중치는 예를 들어 각 빔과 관련된 개별 복소 가중치일 수 있다. 다른 실시예에서, 빔 세트 제어기(364)는 파일럿 신호들이 발생하는 빔의 식별을 가능하게 하기 위해 송신기(310)를 제어하여 파일럿 신호들의 추가 처리로 이끌 수 있다. 추가 처리는 예를 들어 회전, 시간 지연, 결합, 또는 다른 임의의 처리나 처리의 조합일 수 있다. 다른 실시예에서, 각 안테나는 개별 파일럿 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
송신기 시스템(300)은 또한 가입자국과 같은 목적지 디바이스로부터 공간 정보를 수신하도록 구성된 수신기(330)를 포함한다. 수신기(330)는 개별 수신 안테나(332)에 연결되는 것으로 나타난다. 그러나 다른 실시예들에서, 수신기(330)는 송신 신호들의 빔 형성에 사용되는 안테나(3401-340N)의 일부 또는 전부를 이용할 수 있다.
수신기(330)는 송신기 시스템(300)의 커버리지 영역 내에서 지원되는 각 디바이스로부터의 통신을 수신할 수 있다. 통신은 디바이스가 상주하는 빔을 지시하고, 빔 내의 위치에 대한 표시를 제공할 수 있다. 통신은 정보를 직접 제공할 필요는 없지만, 빔 및 상기 빔 내에서의 위치를 결정하기 위해 수신기(330)가 사용하는 메시지, 메트릭 또는 파라미터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 수신된 파일럿 신호들을 기초로 빔 식별자의 표시를 전달할 수 있고, 빔 에지에 인접함을 일반적으로 나타내는 신호 품질 메트릭을 제공할 수 있다.
수신기(33)는 빔 세트 핸드오프를 시작할지 여부를 결정하기 위해 수신된 통신을 처리할 수 있다. 대안으로, 수신기(330)는 수신된 통신을 자원 제어기(360)에 연결할 수 있고, 자원 제어기는 디바이스에 대한 빔 세트 핸드오프를 시작할지 여부를 결정할 수 있다.
도 6은 주파수 재사용 SDMA의 특정 실시예에 대한 사용자 기하학적 구조의 그래프(600)이다. 그래프(600)는 비-재사용(610) 고정 빔 SDMA에 비해 1/2 재사용(620) 및 1/3 재사용(630) SDMA 경우에 개선된 사용자 기하학적 구조(장기 SINR)를 나타낸다. 안테나 엘리먼트들에 따라, 대개 3~5㏈ 정도의 이득이 관찰될 수 있다. 사용자 기하학적 구조를 더 개선하기 위해, 주파수 재사용 세트에 대한 빔 세트 매핑의 순서, 즉 {Si}→{Fi}는 다른 셀에 대해 회전할 수 있어, 2개의 인접한 셀에 대해 다른 방향의 2개의 서로 다른 빔 세트가 동일한 주파수 세트(Fi)에 사용될 것이다. 이러한 배치는 이웃하는 셀의 빔들로부터의 접근(head-to-head) 간섭 을 피할 수 있으며, 최악의 사용자 기하학적 구조를 개선할 수 있다.
빔 세트들과 관련된 직교 자원으로서 시간 또는 코드를 이용하는 재사용 실시예는 인접한 셀들이나 기지국 커버리지 영역들의 시간 간격들이나 코드들이 서로에 대해 적절한 차원에서 직교하도록 이웃하는 셀들이나 커버리지 영역들의 빔 세트들의 회전을 구현할 수 있다. 마찬가지로, 직교하는 자원들의 조합을 이용하는 재사용 실시예는 인접하는 커버리지 영역들에서 비슷한 자원들의 중첩을 제한할 수 있다.
주파수 재사용 시스템에서 빔 핸드오프들의 동작 예로서, 도 3의 송신기 시스템(300)은 도 1의 무선 통신 시스템의 기지국 내에 구현될 수 있다. 송신기 시스템(300)은 2개의 개별적이고 상보적인 빔 세트 내에서 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다. 송신기 시스템(300)은 빔 세트들에 대한 직교 자원으로서 주파수를 구현할 수 있다. 추가로, 송신기 시스템(300)은 빔 세트의 각 빔에서 적어도 하나의 파일럿 신호를 전송할 수 있고, 빔의 파일럿 신호는 해당하는 빔을 식별할 수 있다.
송신기 시스템(300)의 커버리지 영역 내의 가입자국과 같은 목적지 디바이스는 파일럿 신호들을 수신하여 이것이 어느 빔 및 해당 빔 세트에 있는지를 결정한다. 목적지 디바이스에서 수신기 시스템의 동작은 도 7과 관련하여 더 상세히 설명한다.
목적지 디바이스는 빔 세트, 빔, 및 빔 내의 신호 품질을 나타내는 통신을 생성하여 송신기 시스템(300)에 전송할 수 있다. 목적지 디바이스는 예를 들어 통신 내에서 하나 이상의 빔 및 관련 빔 세트들에 대한 신호 품질 메트릭을 전송할 수 있다. 송신기 시스템(300)의 수신기(330)는 목적지 디바이스로부터의 통신을 수신하고 목적지 디바이스가 위치하기에 바람직한 빔 및 관련 빔 세트를 결정한다. 바람직한 빔은 예를 들어 목적지 디바이스가 최상의 수신 신호 품질을 얻는 빔 및 관련 빔 세트일 수 있다.
수신기(330)는 자원 제어기(360)에 빔 및 빔 세트 정보를 보고한다. 빔 세트 제어기(364)는 적절한 빔 세트을 위한 송신기를 구성하기 위해 적절한 자원 제어 신호들을 결정하여 송신기(310)에 제공한다. 자원 제어기(360)는 빔 형성 코드북(362)으로부터 벡터 또는 다른 적절한 코드북 엔트리를 선택하여 목적지 디바이스로 향하는 신호들을 인코딩한다.
빔 형성 인코더(320)는 다수의 안테나(3401-340N)를 이용하여 통신을 빔 형성하기 위해 적절한 코드북 엔트리를 이용하여 목적지 디바이스로 향하는 신호들을 인코딩한다.
수신기(330)는 목적지 디바이스로부터의 통신들을 모니터하여 목적지 디바이스에 대한 통신을 다른 빔 및 관련 빔 세트로 핸드오프할지를 결정한다. 수신기(330)는 예를 들어 하나 이상의 빔에 대응하는 신호 품질 메트릭들을 비교할 수 있다. 수신기(330)는 비교를 기초로 빔 핸드오프를 시작하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 수신기(330)는 인접한 빔에 대한 신호 품질 메트릭이 현재 서비스중인 빔의 신호 품질 메트릭을 미리 결정된 핸드오프 임계치보다 크거나 같은 양만큼 초과한다면 빔 핸드오프를 시작할 수 있다. 각종 빔 세트의 보완적인 구성은 통상적으로 빔 핸드오프가 일어날 때 빔 세트 핸드오프가 일어나게 한다.
자원 제어기(360)는 송신기(310)가 빔 핸드오프를 스케줄링하고 빔 핸드오프에 관한 상세를 목적지 디바이스로 전달할 수 있도록 임박한 빔 핸드오프를 송신기(310)에 전달함으로써 빔 핸드오프를 시작할 수 있다. 송신기(310)는 예를 들어 빔 핸드오프에 대한 타이밍 및 빔 자원을 전달할 수 있다. 예로서, 송신기(310)는 프레임 경계와 같이 미리 결정된 타이밍 경계들에서 빔 핸드오프를 구현할 수 있다. 송신기(310)는 빔 핸드오프가 일어나게 될 주파수 경계를 전달하고 통신이 보내지고 있는 빔 세트와 관련된 주파수, 타이밍, 코드 또는 다른 자원을 전달한다.
도 7은 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 수신기 시스템(700)의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다. 수신기 시스템(700)은 예를 들어 도 1의 가입자국 내에 구현될 수 있다. 수신기 시스템(700)은 다수의 빔 세트에 의해 지원되는 커버리지 영역에서 하나 이상의 빔 세트를 모니터하도록 구성된다. 수신기 시스템(700)은 수신기 시스템(700)과의 통신 링크를 지원할 수 있는 하나 이상의 빔 세트의 하나 이상의 빔을 나타내는 통신을 송신기 시스템에 전송하도록 구성된다.
수신기 시스템(700)은 안테나(702)를 통해 하나 이상의 빔 형성된 신호를 수신하도록 구성되는 수신기(710)를 포함한다. 수신기(710)는 수신된 신호들을 필터링하고 증폭하여 기저대역 신호로 주파수 변환한다.
수신기(710)는 타이밍 및 동기화 모듈(730)로부터 하나 이상의 타이밍 및 동기화 신호를 수신하여 수신된 신호와 수신기(710)와의 동기화를 보조할 수 있다. 예를 들어, 수신기 시스템(700)과 대응하는 송신기 시스템 간의 통신들은 시분할 듀플렉스(TDD) 또는 시분할 다중화(TDM) 통신으로 구현될 수 있으며, 타이밍 및 동기화 모듈(730)은 시스템 시간에 대해 수신기 시스템(300)의 타이밍을 유지하도록 동작할 수 있다.
수신기(710)는 또한 다수의 빔 세트에 대응하는 다수의 빔으로부터 신호들을 수신하여 처리하도록 구성될 수 있다. 수신기(710)는 수신기 시스템(700)이 활성 빔뿐 아니라 하나 이상의 후보 빔들에 대한 신호 메트릭들 또는 다른 어떤 신호 품질 정보로 보고할 수 있으며, 후보 빔들은 하나 이상의 다른 빔 세트와 관련될 수 있다.
수신기 시스템(700)은 수신기(710)가 다수의 빔 세트 상의 신호들을 수신하여 처리할 수 있게 수신기(710)를 제어하도록 구성되는 빔 세트/자원 제어기(740)를 포함한다. 예를 들어, 빔 세트/자원 제어기(740)는 주파수, 타이밍, 또는 다수의 빔 세트와 관련된 다른 어떤 자원이나 자원들의 조합을 추적할 수 있다. 빔 세트/자원 제어기(740)는 빔 세트 자원들 각각에 따라 수신된 신호들을 처리하도록 수신기(710)를 구성한다. 빔 세트/자원 제어기(740)는 빔 세트들을 구별하는 자원들에 따라 수신기(710)를 제어하여 서로 다른 자원에 대응하는 서로 다른 빔 세트를 순차적으로 또는 동시에 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 빔 세트/자원 제어기(740)는 수신기(710)를 제어하여 개별 빔 세트들로부터의 수신 신호들을 순차적으로 처리할 수 있으며, 여기서 빔 세트들과 관련된 자원들은 개별 시간이다. 빔 세트/자원 제어기(740)는 수신기(710)를 제어하여 개별 빔 세트들로부터의 수신 신호들을 동시에 처리할 수 있으며, 여기서 빔 세트들과 관련된 자원은 주파수 또는 코드이다. 물론, 빔 세트/자원 제어기(740)는 서로 다른 빔 세트로부터의 신호들이 동시에 처리될 수 있는 경우에도 개별 빔 세트들로부터의 수신 신호들을 순차적으로 처리하도록 수신기(710)를 제어할 수 있다.
수신기(710)는 수신 신호들의 처리로부터 발생하는 기저대역 신호들을 추가 처리를 위해 기저대역 프로세서(720)에 연결한다. 기저대역 프로세서(720)는 활성 통신 링크로부터의 수신 신호들을 처리하여 기초가 되는 데이터 또는 정보를 복원하도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(720)는 데이터 및 정보를 (도시하지 않은) 적절한 목적지 디바이스 출력 포트에 연결하도록 구성될 수 있다.
기저대역 프로세서(720)는 또한 각종 빔 및 빔 세트의 메트릭 또는 품질 평가를 갖는 송신기 시스템에 대한 통신을 생성하도록 구성될 수 있다. 기저대역 프로세서(720)는 예를 들어 파일럿 프로세서(722) 및 빔 품질 모듈(724)을 포함할 수 있다.
파일럿 프로세서(722)는 다수의 빔 세트에 대응하는 다수의 빔의 파일럿 신호들을 처리하도록 구성될 수 있다. 파일럿 프로세서(722)는 처리된 파일럿 신호들을 기초로 품질 메트릭을 생성하도록 구성될 수 있고, 또는 파일럿 정보를 빔 품질 모듈(724)에 연결할 수 있어 활성 빔 및 하나 이상의 후보 빔에 대한 빔 품질 메트릭이 생성된다. 후보 빔은 예를 들어 수신기 시스템(700)이 핸드오프 가능성을 모니터하는 활성 빔에 인접한 빔일 수 있다.
파일럿 프로세서(722)는 또한 각각의 빔에 대응하는 채널의 추정치를 결정할 수도 있고, 각 빔에 대한 채널을 나타내는 송신기 시스템에 대한 메시지를 생성할 수 있다. 파일럿 프로세서(722)는 또한 발생하는 빔의 실질적인 지식 없이 파일럿 신호들을 처리하도록 구성될 수도 있고, 수신된 파일럿 신호들에 관한 메트릭을 송신기 시스템에 보고할 수 있다. 송신기 시스템은 보고된 파일럿 메트릭들을 기초로 적절한 빔을 결정할 수 있으며, 적절한 빔 세트 및 빔을 선택할 수도 있다.
빔 품질 모듈(724)은 예를 들어 파일럿 처리 결과들을 기초로 빔 품질 메트릭을 결정할 수 있다. 빔 품질 모듈(724)은 다수의 수신된 빔 각각의 신호 품질을 기초로 빔 품질 메트릭을 대안으로 또는 추가로 결정할 수 있다. 다양한 신호 품질 메트릭은 예를 들어 다수의 빔 세트에 대응할 수 있으며, 각각의 빔 세트는 적어도 하나의 개별 자원에 관련된다. 신호 품질 메트릭들은 예를 들어 수신된 신호 세기 표시, 신호대 잡음비, 심벌 에러율 등, 또는 다른 어떤 신호 품질 메트릭이나 신호 품질 메트릭들의 조합을 포함할 수 있다.
기저대역 프로세서(720)는 파일럿 프로세서(722) 및 빔 품질 모듈(724)로부터의 정보를 이용하여 빔 품질을 나타내는 송신기 시스템에 대한 통신을 생성할 수 있다. 실시예에서, 기저대역 프로세서(720)는 파일럿 프로세서(722) 및 빔 품질 모듈(724)로부터 수신된 모든 정보를 포함하는 통신을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 기저대역 프로세서(720)는 바람직한 빔 및 빔 세트를 식별하는 통신을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 기저대역 프로세서(720)는 바람직한 코드북 엔트리 또는 바람직한 빔 가중치를 식별하는 통신을 생성할 수 있다.
기저대역 프로세서(720)는 송신기(750)에 통신을 연결한다. 송신기(750)는 송신기 시스템으로의 전송을 위해 통신을 처리한다. 송신기(750)는 예를 들어 통신을 RF 대역으로 상향 변환하고 통신을 적절한 에어 인터페이스 포맷으로 처리할 수 있다.
도 8a-8c는 SDMA 시스템에서의 자원 재사용 방법의 실시예들의 간소화된 흐름도이다. 도 8a 및 도 8b는 송신 시스템에서 구현될 수 있는 자원 재사용 방법을 나타내고, 도 8c는 수신기 시스템 내에서 구현될 수 있는 자원 재사용 방법을 나타낸다.
도 8a는 본원에 제시된 하나 이상의 실시예에 따른 무선 통신 환경에서 사용자 디바이스에 빔을 할당하기 위한 방법(800)의 실시예의 흐름도이다. 사용자 디바이스와 기지국 또는 다른 어떤 단말 정보 간의 공간적 관계가 결정된다(블록(810)). 기지국-사용자 디바이스 쌍의 공간 신호를 기초로 사용자 디바이스의 위치가 결정될 수 있다. 대안으로, 사용자 디바이스는 사용자 디바이스의 위치를 결정할 수 있는 글로벌 위치 결정 시스템(GPS)을 포함할 수 있다. 그 다음, 단말 정보를 기초로 사용자에 대한 적절한 빔이 선택되거나 결정되며, 단말 정보는 단말의 위치 또는 위치 결정을 포함한다(블록(812)).
어떤 실시예들에서는, 사용자 위치 결정을 기초로 적절한 빔이 선택된다. 다른 형태들에서, 블록(810, 812) 둘 모두는 사용할 빔을 지시하는 사용자로부터의 정보에 응답하여 단일 블록에 의해 수행될 수도 있다. 이는 예를 들어 특정 코드북 엔트리와 관련된 빔을 선택함으로써 수행될 수도 있다.
그 다음, 빔에 할당되는 추가 직교 자원과 빔이 관련된다(블록(814)). 빔 세트의 각 빔은 직교 자원들의 서브세트와 관련될 수 있다. 추가 직교 자원은 예를 들어 인접한 빔들 상에서의 송신에 이용되지 않는 시간 주기, 인접한 빔들 상에서의 송신에 이용되지 않는 직교 또는 유사-직교 코드, 또는 빔과 관련된 부반송파들의 세트일 수 있다. 관련된 직교 자원은 소정 빔에 대한 채널 상태, 빔에 할당되는 사용자 수, 이들의 조합 또는 다른 어떤 파라미터들로 인해 시간에 따라 달라질 수 있다. 또한, 어떤 경우에는 소정 빔에 할당되는 직교 자원의 양이 시간에 따라 달라질 수도 있다. 즉, 서브세트당 부반송파 수나 시간 주기의 길이 또는 수가 달라질 수 있다.
관련 직교 자원을 갖는 빔이 사용자 디바이스에 전송 또는 방송될 수 있다. 단말 정보가 변할 때 기지국은 제 1 빔 세트의 제 1 빔으로부터 상기 제 1 빔 세트와 별개의 다른 빔 세트로부터의 빔으로 신호들의 전송이 전이할 수 있다. 다른 빔 세트들은 직교 자원들의 다른 서브세트들과 관련될 수 있다.
도 8b는 도 3의 송신기 시스템이나 도 1의 기지국의 송신기 시스템과 같은 송신기 시스템 내에 구현될 수 있는 자원 재사용 방법(802)의 실시예의 흐름도이다.
방법(802)은 블록(820)에서 시작한다. 송신기 시스템은 이미 하나의 빔 세트의 하나의 빔에서 통신 링크를 통한 수신기 시스템과의 통신을 지원하도록 구성된다. 블록(820)에서, 송신기 시스템은 하나 이상의 신호 품질 메트릭 및 관련 정보를 갖는 통신을 수신기 시스템으로부터 수신한다.
송신기 시스템은 블록(822)으로 진행하여, 수신된 통신에 적어도 부분적으로 기초하여 바람직한 빔 및 관련 빔 세트를 결정한다. 송신기 시스템은 결정 블록(830)으로 진행하여 수신기 시스템에 서비스하는 빔 및 빔 세트를 업데이트하는지 결정한다.
송신기 시스템은 예를 들어 바람직한 빔이 수신기 시스템에 서비스하고 있는 현재 빔과 다름을 감지하는 즉시 빔 핸드오프를 시작할 수 있다. 다른 실시예에서, 송신기 시스템은 빔 할당들 사이의 급속한 토글(toggle) 가능성을 줄이기 위해 결정에 어떤 임계치 또는 히스테리시스를 이용하여 빔 핸드오프를 시작할 수 있다. 예를 들어, 송신기 시스템은 제안된 빔의 신호 품질이 서비스중인 빔의 신호 품질을 어떤 미리 결정된 임계치만큼 초과할 때 빔 핸드오프를 시작할 수 있다. 다른 예에서, 송신기 시스템은 제안된 빔의 신호 품질이 히스테리시스 시간 주기를 초과하여 서비스중인 빔의 신호 품질을 초과할 때 빔 핸드오프를 시작할 수 있다.
송신기 시스템이 빔 핸드오프가 시작되어야 한다고 판단하면, 송신기 시스템은 빔 핸드오프가 서비스중인 빔 세트의 관련 핸드오프를 필요로 하는지 결정한다.
빔 핸드오프가 스케줄링되지 않거나 서비스중인 빔 세트에 대한 빔 핸드오프가 스케줄링되지 않을 때처럼 빔 세트 핸드오프가 필요하지 않다면, 송신기 시스템은 결정 블록(830)에서 블록(832)으로 진행하여 현재 자원 할당을 계속해서 지원한다. 즉, 빔 세트 핸드오프가 스케줄링되지 않기 때문에, 송신기 시스템은 관련 자원들을 변경할 필요가 없다. 송신기 시스템은 동일한 빔 세트 내의 빔 핸드오프가 바람직하다면 코드북으로부터의 빔 가중치를 업데이트할 수 있다. 송신기 시스템은 블록(820)으로 돌아가 수신기 시스템으로부터의 통신들의 모니터링을 계속한다.
결정 블록(830)에서 송신기 시스템이 빔 세트 핸드오프가 바람직하다고 결정한다면, 송신기 시스템은 블록(840)으로 진행한다. 블록(840)에서, 송신기 시스템은 빔 세트 핸드오버를 시작한다. 송신기 시스템은 빔 세트 핸드오프의 타이밍 및 업데이트된 빔 세트와 관련된 자원들을 수신기 시스템에 전달할 수 있다. 송신기 시스템은 현재 자원 및 빔 세트 할당에 대한 정보를 오버헤드 채널을 이용하여 수신기 시스템으로 전달할 수 있다.
송신기 시스템은 블록(842)으로 진행하여 적절한 코드북 엔트리를 선택함으로써 빔 형성 가중치를 업데이트한다. 업데이트된 빔 형성 가중치를 신호에 적용하면, 다수의 송신 안테나에 의해 신호가 빔 형성된다.
송신기 시스템은 블록(844)으로 진행하여 빔 세트와 관련된 자원에 부합하도록 통신 링크에 이용되는 자원들을 수정한다. 핸드오버 경계, 예를 들어 프레임 경계에서, 송신기 시스템은 수신기 시스템과의 통신들의 핸드오버를 새로운 빔 세트의 새로운 빔으로 지시한다. 송신기 시스템은 특정 통신 링크에 대응하는 빔 세트 및 관련 자원들을 업데이트한다. 송신기 시스템은 예를 들어 주파수, 타임 슬롯, 코드, 또는 빔 세트와 관련된 다른 어떤 자원을 업데이트할 수 있다. 송신기 시스템은 블록(820)으로 돌아가 수신기 시스템으로부터의 통신들을 모니터한다.
도 8c는 자원 재사용 방법(804)의 실시예의 흐름도이다. 방법(804)은 예를 들어 도 7의 수신기 시스템에 의해 구현될 수 있으며, 도 1의 무선 통신 시스템의 가입자 시스템에 구현될 수도 있다.
방법(804)은 블록(850)에서 시작하여, 수신기 시스템이 다수의 자원을 통해 신호들을 수신한다. 다수의 자원은 송신기 시스템에 의해 지원되는 서로 다른 빔 세트 각각에 관련된 자원들에 대응한다. 수신기 시스템은 서로 다른 자원에 의한 신호들을 동시에, 순차적으로 또는 미리 결정된 스케줄이나 알고리즘에 따라 수신할 수 있다.
수신기 시스템은 블록(852)으로 진행하여 빔 세트 자원들을 기초로 수신된 각 신호에 대한 품질 메트릭을 결정한다. 예를 들어, 수신기 시스템은 빔 세트에 대한 자원들을 사용하여 특정 수신 신호들을 기초로 품질 메트릭을 결정할 수 있고, 품질 메트릭을 빔 세트의 임의의 특정 빔에 관련시키지 않을 수도 있다. 대안으로, 수신기 시스템은 수신된 신호들에 대한 빔 및 대응하는 빔 세트를 식별하는 능력을 가질 수도 있고, 다수의 빔 및 빔 세트들에 대한 품질 메트릭을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신기 시스템은 다수의 파일럿 신호를 수신할 수 있고, 수신된 파일럿 신호들을 기초로 빔 세트의 특정 빔을 결정할 수 있다. 이러한 실시예에서, 수신기 시스템은 다수의 빔 및 빔 세트 쌍에 대한 품질 메트릭을 생성할 수 있다. 품질 메트릭은 송신기 시스템이 통신 링크 성능을 상관시킬 수 있는 사실상 임의의 정보일 수 있다. 예를 들어, 품질 메트릭은 빔 세트의 빔 내의 신호대 잡음비, 수신 신호 세기, 채널 추정치 또는 다른 어떤 정보일 수 있다.
수신기 시스템은 블록(854)으로 진행하여 송신기 시스템으로 하나 이상의 품질 메트릭을 전송하며, 송신기 시스템은 수신기 시스템이 상주하는 커버리지 영역을 서비스하는 기지국을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 수신기 시스템은 원하는 빔 및 빔 세트를 송신기 시스템으로 전달할 수 있다.
수신기 시스템은 결정 블록(860)으로 진행하여 빔 및 빔 세트 핸드오프가 시작되었는지를 결정한다. 빔 및 빔 세트 핸드오프는 품질 메트릭들의 가장 최근의 전달 결과로서 시작할 수도 있고 또는 하나 이상의 과거 통신을 기초로 할 수 있다. 송신기 시스템은 빔 및 빔 세트 핸드오프를 시작하는 수신기 시스템에 대한 메시지, 지시 또는 명령, 및 핸드오프와 관련된 시간, 경계 또는 이벤트를 전달할 수 있다.
수신기 시스템이 빔 세트 핸드오프가 스케줄링되지 않은 것으로 판단하면, 수신기 시스템은 결정 블록(860)에서 다시 블록(850)으로 진행하여 수신 신호들의 모니터를 계속한다. 어떤 실시예들에서, 수신기는 수신기가 작동하고 있는 특정 빔의 어떠한 지식도 가질 필요가 없다. 활성 빔 세트와 관련된 자원들에 의해 동작하는 것만 필요하다. 따라서 수신기 시스템은 빔 세트 핸드오프가 일어나지 않을 때 어떠한 신호 처리도 변경할 필요가 없다.
결정 블록(860)에서 수신기 시스템이 빔 세트 핸드오프가 스케줄링된 것으로 판단하면, 수신기 시스템은 블록(870)으로 진행한다. 블록(870)에서, 수신기 시스템은 빔 세트 핸드오버와 관련된 타이밍 및 자원들을 결정한다. 수신기 시스템은 예를 들어 빔 세트 및 핸드오버 타이밍 정보를 수신할 수 있다. 수신기 시스템은 빔 세트와 관련된 자원들을 제어하는 메시지를 수신할 수 있고 또는 자원들을 빔 세트들과 관련시키는 룩업 테이블을 메모리에 포함할 수 있다. 수신기 시스템은 자원 업데이트를 핸드오버의 타이밍으로 동기화할 수 있다.
수신기는 블록(880)으로 진행한다. 블록(880)에서 수신기 시스템은 수신기 시스템의 적절한 부분을 제어하여 핸드오버 단계에서 업데이트된 빔 세트와 관련된 자원으로 전이한다. 예를 들어, 빔 세트들과 관련된 개별 자원이 시간 할당을 포함하는 경우에, 수신기 시스템은 적절한 타임 슬롯으로 재동기화될 수 있다. 마찬가지로, 빔 세트들과 관련된 개별 자원이 주파수인 경우, 수신기 시스템은 수신 신호를 업데이트된 주파수에서 기저대역으로 주파수 변환하는데 사용되는 로컬 오실레이터 주파수를 업데이트할 수 있다. 수신기 시스템은 블록(850)으로 돌아가 새로운 빔 세트 및 자원 할당에 의해 신호들을 수신하여 처리한다.
도 9는 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 송신기 시스템(1100)의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다. 송신기 시스템(1100)은 송신 신호를 생성하는 수단을 포함하는 신호 송신 수단(1110)을 포함한다.
수신 수단(1130)은 수신 안테나(1132)를 통해 사용자 단말과 같은 신호 소스로부터 하나 이상의 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, 수신된 신호들을 기초로 단말 정보를 결정할 수 있다. 단말 정보는 예를 들어 커버리지 영역에서 단말의 위치를 포함할 수 있고 또는 커버리지 영역에서 단말의 각(angular) 위치를 포함할 수 있다.
송신기 시스템(1100)은 송신 수단에 연결되어 신호 송신 수단 내에서의 동작 타이밍을 동기화하거나 제어하기 위한 하나 이상의 타이밍 신호를 제공하도록 구성되는 타이밍 및 동기화 수단(1150)을 포함한다. 타이밍 및 동기화 수단(1150)은 단말 정보를 결정하기 위해 수신 수단(1130)과 함께 동작할 수 있다.
자원 할당 제어 수단(1160)은 다수의 빔 세트 각각에서 다수의 빔 형성 벡터 를 정의하는 적어도 하나의 빔 형성 코드북을 저장하는 수단을 포함할 수 있는 빔 형성 수단(1162)을 포함한다. 자원 할당 제어 수단(1160)은 통신 링크를 지원하는 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 수단을 포함하는 빔 세트 제어 수단을 포함하며, 제 1 빔 세트의 각 빔은 제 1 자원과 관련된다. 제 1 빔 세트는 다수의 빔 세트의 일부일 수 있으며, 제 1 빔 세트의 각 빔은 다수의 자원의 하나의 서브세트의 자원들과 관련된다.
자원 할당 제어 수단(1160)은 또한 수신 신호가 빔 세트 핸드오버가 일어나야 한다고 지시할 때 통신 링크를 지원하는 제 2 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 수단을 포함할 수 있으며, 제 2 빔 세트의 각 빔은 제 1 자원과는 다른 제 2 자원과 관련된다.
신호 빔 형성 수단(1120)은 송신 신호로부터 송신 신호의 다수의 사본을 생성하도록 구성될 수 있으며, 다수의 송신 신호 사본 각각에 대한 빔에 관련된 빔 형성 벡터로부터의 개별 빔 형성 가중치를 적용하여 가중 신호들을 생성하는 수단을 포함할 수 있다. 신호 빔 형성 수단(1120)은 가중 신호를 커버리지 영역 내의 목적지 디바이스에 전송하기 위한 다수의 안테나(11401-1140N)에 연결한다.
통신 수신 수단(1130)은 수신 안테나(1132)로부터 통신을 수신할 수 있고 통신을 기초로 빔 세트 전이 이벤트를 결정할 수 있다. 통신 수신 수단(1130)은 통신에 응답하여 빔 세트 핸드오버를 시작할 수 있다. 예를 들어, 통신 수신 수단(1130)은 송신 수단(1110) 및 빔 형성 수단(1120)을 제어하여 제 1 빔 세트 및 관련 제 1 자원을 사용하는 대신 제 2 자원을 이용하여 제 2 빔 세트로부터의 빔에 대해 송신 신호들을 빔 형성 또는 빔 조정하도록 자원 할당 제어 수단(1160)을 제어할 수 있다.
도 10은 SDMA 빔들에서의 자원 재사용을 지원하는 수신기 시스템(1200)의 실시예의 간소화된 기능 블록도이다. 수신기 시스템(1200)은 다수의 실질적으로 직교하는 자원을 통해 신호를 수신하는 수단(1210)을 포함하며, 신호들은 다수의 실질적으로 직교하는 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송된다. 신호 수신 수단(1210)은 송신 시스템 또는 기지국과 같은 신호 소스로부터 수신된 통신을 기초로 다수의 직교 자원 중 적어도 하나를 이용하는 빔 형성 신호를 수신하는 수단을 포함한다.
신호 수신 수단(1210)은 빔 세트/자원(1240) 제어 수단으로부터의 하나 이상의 제어 신호를 기초로 다수의 실질적으로 직교하는 자원들 각각을 지원하도록 제어될 수 있다. 빔 세트/자원 제어 수단(1240)은 다수의 실질적으로 직교하는 자원 각각, 및 자원을 이용하는 통신을 지원하기 위해 수신기 시스템(1200)을 제어하는데 필요한 대응하는 제어 신호들을 기재하는 룩업 테이블 또는 레지스터들을 포함할 수 있다.
타이밍 및 동기화 수단(1230)은 수신 신호 처리시 신호 수신 수단(1210)에 의해 사용되는 동기 또는 타이밍 기준을 유지하도록 구성될 수 있다. 처리 수단(1220)은 신호 수신 수단(1210)으로부터의 신호들을 추가 처리하도록 구성된다. 처리 수단(1220)은 실질적으로 직교하는 자원들 각각에 대한 신호 품질 메트릭을 결정하는 적어도 하나의 품질 메트릭(1224)을 측정 또는 결정하는 수단을 포함할 수 있다. 처리 수단(1220)은 또한 신호 품질 메트릭의 생성을 보조하기 위해 수신된 파일럿 신호들을 처리하도록 구성되는 파일럿 처리 수단(1222)을 포함할 수 있다.
수신기 시스템(1200)은 신호 품질 메트릭을 수신하고 기지국으로 전송되는 통신을 생성하도록 구성된 통신 송신 수단(1250)을 포함한다. 통신은 실제 신호 품질 메트릭일 수 있고 또는 품질 메트릭들을 기초로 할 수 있다. 예를 들어, 통신 송신 수단(1250)은 품질 메트릭 값보다는 빔 세트 선택 표시를 전송하도록 구성될 수 있다.
여기서는 SDMA 시스템에서 자원 재사용을 지원하는 방법 및 장치가 설명되었다. 시스템은 다수의 빔 세트를 지원할 수 있고, 각 빔 세트는 미리 결정된 커버리지 영역을 지원하는 다수의 빔을 갖는다. 각 빔 세트는 제 1 빔 세트에 대한 빔 주축들이 가장 가까운 인접 빔들의 빔 주축들 사이의 거의 중간쯤에 있도록 개별 빔 세트에 대해 실질적으로 보완적일 수 있다. 가장 가까운 인접 빔들은 통상적으로 개별 빔 세트로부터 나오지만, 동일한 빔 세트로부터 나올 필요는 없다.
각 빔 세트는 특정 자원과 관련되며, 빔 세트들과 관련된 자원들은 직교하거나 실질적으로 직교할 수 있다. 개별 빔 세트 수 및 대응하는 실질적으로 직교하는 자원들의 수는 재사용 세트 또는 재사용률을 정의한다.
개별 빔 세트들에서 빔들의 상보적인 배치는 각 빔에서 받는 간섭량을 줄이는 동시에 전체 커버리지 영역에 걸쳐 실질적으로 균등한 지원을 제공한다.
여기서 사용된 바와 같이, 연결 또는 접속이라는 용어는 직접 연결 또는 접속뿐 아니라 간접 연결의 의미로도 사용된다. 2개 이상의 블록, 모듈, 디바이스 또는 장치가 연결되는 경우, 연결된 두 블록 사이에 하나 이상의 개입 블록이 있을 수 있다.
본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 각종 예시적인 논리 블록, 모듈 및 회로는 여기서 설명하는 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 축소 명령 세트 컴퓨터(RISC) 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능 논리 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 성분, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로 프로세서는 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 연산 장치들의 조합, 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성으로 구현될 수도 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현을 위해, 여기서 설명한 기술들은 여기서 설명한 기능들을 수행하는 명령(예를 들어, 프로시저, 함수 등)으로서 구현될 수 있다. 펌웨어 및/또는 소프트웨어 코드는 메모리에 저장될 수 있으며 프로세서 또는 프로세서들에 의해 실행될 수 있다. 소프트웨어에 구현된다면, 이 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장될 수도 있고 이를 통해 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 및 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 한정이 아닌 예시로, 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM이나 다른 광 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 명령이나 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 운반 또는 저장하는데 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독 가능 매체로 적절히 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임쌍선, 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 전송된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 꼬임 쌍선, DSL, 또는 적외선, 라디오 및 초고주파와 같은 무선 기술이 매체의 정의에 포함된다. 여기서 사용된 것과 같은 디스크(disk 및 disc)는 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD), 플로피디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 디스크(disk)들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 데이터를 레이저에 의해 광학적으로 재생한다. 상기의 조합들 또한 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명되는 방법, 프로세스 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에 직접, 또는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에, 또는 이 둘의 조합에 구현될 수 있다. 방법 또는 프로세스의 각종 단계 또는 동작은 도시한 순서로 수행될 수도 있고, 다른 순서로 수행될 수도 있다. 추가로, 하 나 이상의 프로세스 또는 방법 단계들이 생략될 수도 있고 하나 이상의 프로세스 또는 방법 단계들이 방법 및 프로세스들에 추가될 수도 있다. 추가 단계, 블록 또는 동작은 방법 및 프로세스들의 시작, 끝 또는 개재하는 기존 엘리먼트들에 추가될 수 있다.
개시된 실시예들의 상기 설명은 당업자들이 본 개시를 제작 또는 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형이 당업자들에게 쉽게 명백할 것이며, 본원에 정의된 일반 원리들은 발명의 진의 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서 본 개시는 본원에 나타낸 실시예들로 한정되는 것이 아니라 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위에 따르는 것이다.

Claims (50)

  1. 무선 통신 시스템에서의 자원 재사용 방법으로서,
    단말 정보를 결정하는 단계;
    상기 단말 정보를 기초로 다수의 빔 세트들 중에서 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 단계 - 상기 제 1 빔 세트의 각각의 빔은 다수의 자원들의 하나의 서브세트의 자원들과 관련됨 -; 및
    상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 이용하는 신호들 상기 하나의 서브세트의 자원들 중 적어도 일부를 통해 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 다수의 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는 자원 재사용 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    신호들의 전송을 상기 제 1 빔에서 상기 제 1 빔 세트와 다른 제 2 빔 세트의 제 2 빔으로, 그리고 상기 제 1 빔 세트와 관련된 하나의 서브세트의 자원들에 대해 직교하는 자원들의 다른 서브세트로 전이하는 단계를 더 포함하며, 상기 다른 서브세트는 상기 제 2 빔 세트와 관련되는 자원 재사용 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 빔 세트의 빔들의 위치는 상기 제 2 빔 세트의 빔들의 위치와 상보적인(complementary) 자원 재사용 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 빔 세트의 빔의 주축은 다른 빔 세트들로부터 인접한 빔들의 주축들 사이의 중간인 자원 재사용 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 정보를 결정하는 단계는 커버리지 영역 내에서 상기 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 빔을 결정하는 단계는 상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔에 대응하는 코드북 벡터를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 전송하는 단계는 가중된 신호들을 생성하기 위해 상기 코드북 벡터를 사용하여 상기 신호들을 가중하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말 정보를 결정하는 단계는 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 상기 단말로부터 수신된 코드북의 엔트리를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 상기 단말로부터 수신된 파일럿 신호들을 기초로 코드북의 엔트리를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 채널 품질 정보를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 상기 단말로부터 수신된 신호들을 기초로 채널 품질 정보를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 무선 통신 시스템에서의 자원 재사용 방법으로서,
    다수의 직교 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송되는 다수의 신호들을 기지국으로부터 수신하는 단계;
    상기 다수의 신호들을 기초로 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 기초로 상기 기지국으로 통신 신호를 전송하는 단계; 및
    빔 세트의 하나의 빔 및 상기 빔 세트와 관련된 상기 다수의 직교 자원들의 서브세트와 관련된 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 다수의 직교 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는 자원 재사용 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 통신 신호를 전송하는 단계는 빔 세트 선택 표시를 전송하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수의 신호들은 파일럿 신호들을 포함하는 자원 재사용 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 상기 빔과 관련된 코드북의 엔트리를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 상기 빔 세트와 관련된 코드북의 엔트리를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 단계는 채널 품질 정보를 결정하는 단계를 포함하는 자원 재사용 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치로서,
    하나 이상의 제어 신호들을 기초로 다수의 자원들 중 적어도 하나를 이용하는 송신 신호를 생성하도록 구성되는 송신기;
    상기 다수의 자원들 중 적어도 하나의 선택을 제어하는, 상기 송신기에 대한 상기 하나 이상의 제어 신호들을 생성하도록 구성되는 자원 제어기;
    상기 송신기 및 상기 자원 제어기에 연결되어, 상기 다수의 자원들 중 적어도 하나와 관련된 제 1 빔 세트로부터의 제 1 빔에 대한 상기 송신 신호를 인코딩하도록 구성되는 인코더; 및
    상기 인코더에 연결되어, 상기 인코딩된 송신 신호를 상기 제 1 빔으로 방송하도록 구성되는 다수의 안테나들을 포함하며,
    상기 다수의 직교 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는 자원 재사용 지원 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 인코더는 빔 형성 코드북을 저장하도록 구성되고, 상기 인코더는 상기 빔 형성 코드북으로부터의 엔트리들로 상기 송신 신호를 가중하도록 구성되는 자원 재사용 지원 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 인코더는 상기 인코딩된 송신 신호를 빔 조정(steer)하기 위해 복소 가중치들로 상기 송신 신호를 가중하도록 구성되는 자원 재사용 지원 장치.
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 빔 세트는 제 2 빔 세트와 상보적인 자원 재사용 지원 장치.
  33. 삭제
  34. 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치로서,
    다수의 빔 형성된 신호들에 대응하며 적어도 2개의 서로 다른 자원들과 관련되는 다수의 신호들을 수신하도록 구성되는 수신기;
    대응하는 자원을 기초로 상기 다수의 신호들 중 적어도 일부를 처리하고, 각 자원의 수신된 신호들에 대한 적어도 하나의 품질 메트릭을 생성하도록 구성되는 기저대역 프로세서; 및
    특정 자원을 지원하기 위해 상기 수신기 및 기저대역 프로세서를 제어하도록 구성되는 자원 제어기를 포함하며,
    상기 적어도 2개의 서로 다른 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는 자원 재사용 지원 장치.
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 다수의 신호들은 다수의 파일럿 신호들을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  39. 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치로서,
    단말 정보를 결정하는 수단;
    상기 단말 정보를 기초로 다수의 빔 세트들 중에서 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 수단 - 상기 제 1 빔 세트의 각각의 빔은 다수의 자원들의 하나의 서브세트의 자원들과 관련됨 -; 및
    상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 이용하는 신호들 상기 하나의 서브세트의 자원들 중 적어도 일부를 통해 상기 단말로 전송하는 수단을 포함하며,
    상기 다수의 직교 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는 자원 재사용 지원 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 1 빔을 결정하는 수단은 상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔에 대응하는 코드북 벡터를 선택하는 수단을 포함하고, 상기 전송하는 수단은 가중된 신호들을 생성하기 위해 상기 코드북 벡터를 사용하여 상기 신호들을 가중하는 수단을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 1 빔을 결정하는 수단은 상기 다수의 빔 세트들 중에서 제 2 빔 세트와 관련된 자원들의 제 2 서브세트와 직교하는 자원들의 제 1 서브세트와 관련되는 상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하는 수단을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 무선 통신 시스템에서 자원 재사용을 지원하도록 구성된 장치로서,
    다수의 직교 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송되는 다수의 신호들을 기지국으로부터 수신하는 수단;
    상기 다수의 신호들을 기초로 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 수단;
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 기초로 상기 기지국으로 통신 신호를 전송하는 수단; 및
    빔 세트의 하나의 빔 및 상기 빔 세트와 관련된 상기 다수의 직교 자원들의 서브세트와 관련된 신호를 상기 기지국으로부터 수신하는 수단을 포함하며,
    상기 다수의 직교 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는 자원 재사용 지원 장치.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 통신 신호를 전송하는 수단은 빔 세트 선택 표시를 전송하는 수단을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  46. 제 44 항에 있어서,
    상기 다수의 신호들을 기지국으로부터 수신하는 수단은 다수의 파일럿 신호들을 수신하는 수단을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  47. 제 44 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 수단은 상기 빔과 관련된 코드북의 엔트리를 결정하는 수단을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  48. 제 44 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하는 수단은 채널 품질 정보를 결정하는 수단을 포함하는 자원 재사용 지원 장치.
  49. 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 수 있는 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 명령들은,
    단말 정보를 결정하기 위한 명령들;
    상기 단말 정보를 기초로 다수의 빔 세트들 중에서 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 결정하기 위한 명령들 - 상기 제 1 빔 세트의 각각의 빔은 다수의 자원들의 하나의 서브세트의 자원들과 관련됨 -; 및
    상기 제 1 빔 세트의 제 1 빔을 이용하는 신호들 상기 하나의 서브세트의 자원들 중 적어도 일부를 통해 상기 단말로 전송하기 위한 명령들을 포함하며,
    상기 다수의 직교 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
  50. 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 수 있는 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 명령들은,
    다수의 직교 자원들 중 적어도 일부를 통해 전송되는 다수의 신호들을 기지국으로부터 수신하기 위한 명령들;
    상기 다수의 신호들을 기초로 적어도 하나의 품질 메트릭을 결정하기 위한 명령들;
    상기 적어도 하나의 품질 메트릭을 기초로 상기 기지국으로 통신 신호를 전송하기 위한 명령들; 및
    빔 세트의 하나의 빔 및 상기 빔 세트와 관련된 상기 다수의 직교 자원들의 서브세트와 관련된 신호를 상기 기지국으로부터 수신하기 위한 명령들을 포함하며,
    상기 다수의 직교 자원들은 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 시스템의 부반송파들을 포함하고, 각 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트는 각각의 다른 빔 세트와 관련된 부반송파들의 각 서브세트와 직교하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.
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