KR101124717B1 - 무선 네트워크에서의 통신 방법, 장치, 제조 물품 및 시스템 - Google Patents

무선 네트워크에서의 통신 방법, 장치, 제조 물품 및 시스템 Download PDF

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Abstract

기지국 및 다수의 사용자국 사이의 송신을 스케줄링하는 방법 및 장치는 "프레임"으로 지칭된 일부 실시예에서, 송신 시간 구간(transmit time interval : TTI)을 다수의 부분 또는 서브채널 세트로 분할하는 것을 포함한다. 스케줄러는 제한된 수의 연속적인 TTI 상에서 각각의 서브채널 세트에 대해서만 각각의 서브채널 세트 내에서의 스펙트럼, 사용자 당 전력 및/또는 빔 형성 계수를 최적화하도록 사용자의 할당을 최적화한다. 다음의 서브채널 세트는 다음의 TTI에서 최적화될 수 있다. 그러나, 각각의 서브채널 세트에 대한 변조 및 코딩 방안(modulation and coding scheme : MCS)의 최적화는 보다 통상적으로, 예를 들어, TTI마다 수행될 수 있다. 추가적인 실시예 및 변형예가 또한 개시된다.

Description

무선 네트워크에서의 통신 방법, 장치, 제조 물품 및 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING TRANSMISSIONS IN MULTIPLE ACCESS WIRELESS NETWORKS}
케이블 및 다른 지상선 기술에 비해 상대적으로 고가인 가입자에 원격 통신 서비스를 제공할 수 있도록 하는 것이 점점 중요해지고 있다. 또한, 모바일 애플리케이션이 증가된 사용자는 고속으로 다량의 데이터를 전달할 수 있는 무선 시스템을 개발하는 보다 많은 초점이 맞추어져 왔다.
보다 효율적이고 보다 높은 대역폭 무선 네트워크의 개발이 점점 중요해져 왔으며 이러한 네트워크의 효율을 어떻게 극대화할 지에 대한 과제를 다루는 것이 진행 중인 과제이다. 하나의 이러한 과제는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 프로토콜을 이용하는 네트워크와 같은 다수의 액세스 무선 네트워크에서 기지국 및 다수의 사용자국 사이의 효율적인 송신 스케줄링에 관한 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 측면, 특징 및 장점은 유사한 참조 번호가 유사한 요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 후술하는 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다. 도면에서,
도 1은 각종 실시예에 따른 예시적인 무선 네트워크의 블록도이고,
도 2는 각종 실시예에 따른 기지국 스케줄링의 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이며,
도 3은 도 2를 참조하여 기술된 것과 유사한 스케줄링 방법으로부터 초래하는 예시적인 스케줄링 패턴을 나타내는 도면이고,
도 4는 OFDMA 무선 네트워크에서 다수의 사용자를 스케줄링하도록 구성된 예시적인 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
후술하는 상세한 설명은 광대역 WMAN(wireless metropolitan area networks)에 관한 본 발명의 예시적인 실시예를 기술할 수 있으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 본 발명은 유사한 장점이 획득될 수 있는 다른 유형의 무선 네트워크에 적용될 수 있다. 이러한 네트워크는 구체적으로 적절하다면, WLAN(wireless local area networks), WPAN(wireless personal area networks) 및/또는 셀룰라 네트워크 등과 같은 WWAN(wireless wide area networks)을 포함한다. 또한, 특정의 실시예는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)로서 달리 지칭되는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)를 이용하는 무선 네트워크와 관련하여 기술될 수 있으나, 본 발명의 실시예는 그에 한정되지 않으며, 예를 들어, 적절하게 적용 가능한 경우 다른 무선 인터페이스를 이용하여 구현될 수 있다.
후술하는 본 발명의 실시예는 무선 시스템의 송신기 및 수신기를 포함하는 다양한 애플리케이션에서 사용될 수 있으나, 본 발명은 이러한 관점에서 제한되지는 않는다. 본 발명의 범위 내에 포함된 무선 시스템은 구체적으로 NIC(network interface cards), 네트워크 어댑터, 고정 또는 모바일 액세스 포인트, 메쉬 스테이션, 기지국, HC(hybrid coordinators), 게이트웨이, 브리지, 허브, 라우터 또는 다른 네트워크 주변 기기를 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 범위 내의 무선 시스템은 셀룰라 무선 정화 시스템, 위성 시스템, PCS(personal communication systems), 2중 무선 시스템 및 2중 페이저(pagers) 뿐만 아니라 PC(personal computers) 및 관련 주변 기기, PDA(personal digital assistants), 퍼스널 컴퓨팅 액세서리, 휴대용 통신 디바이스와 같은 무선 시스템을 포함하는 컴퓨팅 디바이스 및 본질적으로 관련될 수 있고 본 발명의 실시예의 원리가 적절하게 적용될 수 있는 모든 현재 및 향후에 발생하는 시스템을 포함할 수 있다.
현재의 무선 및 셀룰라 시스템은 주로 채널 미인식(unaware) 송신 방법을 채용한다. 즉, 송신은 전형적으로 서비스 품질(QoS) 및 기지국에서의 이용 가능한 큐 뿐만 아니라, 일부 피드백 메커니즘을 이용하여 기지국에 보고되는 바와 같은 SINR(signal to interference-plus-noise ratio), CQI(channel quality indicator), 또는 모바일 측에서의 다른 샘플링 시스템에 의존한다. SINR/CQI 값은 전체 스펙트럼에 걸쳐 평균화될 수 있고 몇몇 유형의 슬라이딩 윈도우 동작에 의해 시간에 따라 또한 평균화될 수 있다.
스케줄러는 일반적으로 대역폭을 할당하며(예를 들어, OFDMA 프레임에서 다수의 가입자에 대한 서브캐리어/서브채널 할당), 변조 및 코딩 방안(modulation and coding scheme : MCS)을 선택하고/하거나 송신 전력을 지정하는 기능을 할 수 있는 기지국 및 액세스 포인트(AP)와 같은 네트워크 액세스 스테이션(이하 일반적으로 "기지국"으로서 지칭됨)의 요소이다. 채널 미인식 스케줄러는 전술한 바와 같이, SINR 또는 CQI의 형태의 제한된 피드백에 근거하여 판정할 수 있다. 이와 대조적으로, 채널 인식 스케줄러는, 예를 들어, 스케줄러가 서브채널을 각종 사용자에 신속하게 할당할 수 있도록 하는, 예를 들어, (추정된) 전달 함수의 형태로, 즉각적인 채널 지식을 갖는다.
기지국은 (예를 들어, MWMAN(Mobile Wireless Metropolitan Area Networks)에 대한 IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 표준; IEEE Std 802.16e-2005에 보고된 바와 같은 채널 사운딩(sounding) 메커니즘의 사용에 의해) 자신 및 그 연관된 가입자국 사이의 채널을 인식할 수 있으나, 기지국은 전형적으로 인접한 기지국 및 해당 동일한 가입자 사이의 채널(들)을 인식하지 못할 것이다. 이러한 사실은 각각의 가입자국에 대해 최적화된 변조 및 코딩 방안을 적절하게 할당하는 기지국의 성능을 심각하게 감소시켜, 이는 현저한 시스템 레벨 성능 저하를 초래할 수 있다. 이러한 해결책은 다수의 안테나가 빔 형성을 위해 기지국에서 사용되는 때이더라도 악화될 수 있으며 여기서 다수의 가입자에 의해 경험된 간섭의 편차가 커져서, 보다 심각한 성능 저하를 초래한다.
본 발명의 각종 실시예에서, 유연성 있는 대역폭 할당을 촉진하며 부적절하거나 비효율적인 MCS 할당의 취약성을 더 감소시키는 스케줄링 방법 및 장치가 개시된다. 이를 위해, 본 발명의 실시예는 즉각적인 스펙트럼 할당 및 임의의 사용자에 대한 즉각적인 MCS 할당 사이에 트레이드 오프가 있을 수 있다. 이러한 트레이드 오프를 보다 잘 이해하기 위해, 스펙트럼 할당(예를 들어, 서브채널 할당) 뿐만 아니라 빔 형성 계수 및 사용자 당 전력이 고정될 때, MCS 할당이 다소 강인하고 간단하게는 적절한 SINR 피드백에 의존할 수 있음에 주목해야 한다. 그러나, 채널은 시간에 따라 변화하므로 가변하는 채널 조건을 위한 다중 안테나 송신을 최적화하도록 빔 형성 계수를 조정하는 것이 바람직하게 된다. 또한, 다중 사용자 다이버시티를 최적화하기 위해, 스펙트럼 재할당 및 전력 재할당이 유리할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 각종 실시예에 따른 무선 통신 네트워크(100)는 제공자 네트워크(provider network : PN)(110) 및 모바일 혹은 고정 가입자를 포함하는 하나 이상의 가입자국(120-124) 사이의 무선 액세스를 촉진할 수 있는 임의의 무선 시스템일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 네트워크(100)는 고정 및/또는 모바일 BWA(broadband wireless access), 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 모바일 폰 네트워크 또는 다른 유형의 고 대역폭 WMAN, WLAN, WWAN에 의해 고려된 것과 같은 고 스루풋 무선 통신 네트워크일 수 있다.
IEEE 802.16 표준(통상 Worldwide Interoperability for Microwave Access를 나타내는 약자 WiMAX로서 지칭됨)에서, 기지국(BS)(예를 들어, 기지국(115)) 및 가입자국(SS)(예를 들어, 가입자국(120, 122, 124))을 포함하는 2개의 주요 통신 무선 네트워크 노드가 정의된다. 그러나, 이들 용어는 본 명세서 전반에 걸쳐 일반적인 방식으로 사용되며 이러한 관점에서 그 표시는 본 발명의 실시예를 임의의 특정의 유형의 네트워크로 제한하도록 의도되어 있지는 않다.
도 1의 예시적인 구성에서, 기지국(115)은 가입자국(120-124) 및 제공자 네트워크(110) 사이 및/또는 잠재적으로 이들 가입자국 사이의 무선 통신을 제어하는 관리 엔티티이다. 가입자국(120-124)은 또한, 전용 또는 공용 LAN(local area network)를 통해 네트워크(110)에 대한 다른 디바이스(도시되지 않음)의 각종 서비스 접속을 촉진할 수 있으나, 본 실시예는 이러한 관점에서 제한되지 않는다.
일 구현예에서 기지국(115)은 송신 시간 구간(transmit time interval : TTI)의 시퀀스에서 다운링크(DL)로 가입자국(120-124)에 데이터를 전송하고 업링크(UL)로 가입자국(120-124)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. IEEE 802.16 표준과 같은 일부 네트워크 구성에서의 TTI는 무선 프레임 또는 프레임으로서 지칭될 수 있다. 다른 네트워크 구성에서, 업링크 및 다운링크 통신은 프레임을 일정하되, 구성 가능한 구간으로(예를 들어, 5ms마다) 전송함으로써 유지된다. 다중 사용자 OFDM으로서 또한 지칭되는 OFDMA는 차세대 무선 네트워크를 위한 변조 및 다수 액세스 방법으로서 간주된다. OFDMA는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)의 확장이며, OFDM는 현재 IEEE 802.11a/g 무선 LAN(WiFi) 및 IEEE 802.16a/d 무선 광대역 액세스 시스템(WiMAX)과 같은 다수의 고속 데이터 액세스 시스템에 대한 선택의 변조이다.
OFDMA는 다수의 사용자에 대해 동시적인 송신을 허용한다. 모든 사용자가 특정의 서브캐리어에서 딥 페이드(deep fade)를 경험하는 확률은 매우 낮으므로, 서브캐리어 또는 서브채널 할당의 최적화는 이들 상에서 양호한 채널 이득을 관측하는 사용자에 서브캐리어가 할당되는 것을 보증할 수 있다.
OFDMA에서, 각각의 단일의 무선 프레임 또는 TTI는 상이한 사용자국에 대한 할당을 위해 각각의 서브채널이 이용 가능한 서브채널로 불리우는, 인접 또는 비인접 서브캐리어의 서브세트로 구획될 수 있는 다수의 활성(즉, 데이터를 전달하는데 이용 가능한) 서브캐리어로 구성될 수 있다. TTD(time division duplex) 모드에서, 각각의 프레임은 실제로 업링크 서브프레임 및 다운링크 서브프레임으로 구성될 수 있으나 이들 서브프레임 내의 서브채널 할당은 모든 의도하는 목적에 대해 유사하다. 업링크 할당은 다운링크 할당과는 독립적일 수 있다. 또한, (i) 상이한 사용자는 동일한 프레임에서 UL 및 DL 상에서 제공될 수 있으며, UL 서브프레임 및 DL 서브프레임에 대해 상이한 수의 서브채널 세트가 사용될 수 있고/있거나 업링크 및 다운링크에 대해 상이한 주기성 길이가 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 기지국 및 다수의 가입자국 사이의 데이터 전달은 다수의 TTI에서 성취될 수 있다. sOFDMA(scalable OFDMA)에서, 현재의 사용자의 수 및/또는 필요로 하는 서브채널의 수에 의존하여 구획을 위해 이용 가능한 서브캐리어의 수가 사용될 수 있다. 그러나 본 명세서에서 기술된 스케줄링 알고리즘은 적절하게 적용 가능한 임의의 다수의 액세스 변조를 이용하여 구현될 수 있음에 따라 각종 실시예는 임의의 특정의 유형의 OFDMA의 구현 또는 OFDMA의 사용으로 제한되지 않는다.
무선 프레임 내에서 전송된 데이터는 각각의 버스트가 특정의 변조 방안(예를 들어, BPSK(binary phase shift keying) 또는 몇몇 레벨의 QPSK(quaternary phase shift keying) 또는 QAM(quaternary amplitude modulation))을 이용하여 할당된 서브채널 상에서 전송될 수 있는 연속적인 데이터 부분인 다수의 버스트로 구성될 수 있다. 필요하다면, 몇몇 형태의 콘볼루션 코딩(convolutional coding : CC) 또는 콘볼루션 터보 코딩(convolutional turbo coding : CTC)과 같은 순방향 에러 정정(Forward Error Correction : ECC)이 또한 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 이들은 집합적으로 변조 및 코딩 방안(modulation and coding scheme: MCS)으로서 지칭된다.
본 발명의 각종 실시예에서, 매체 액세스 제어(medium access control : MAC) 서브컨버전스(subconvergence) 층의 일부분일 수 있는 기지국 스케줄러는 다중 사용자 서브채널 할당, 사용자 당 전력 선택, 최적의 빔 형성 계수의 결정 및/또는 MCS의 선택에 대한 역할을 할 수 있다.
빔 형성은 방사 패턴의 방향성 또는 방사 패턴에 대한 감도를 제어하도록 사용될 수 있는 송신기 또는 수신기의 어레이(예를 들어, 적어도 2개 이상의 안테나)와 함께 사용된 신호 프로세싱 기법이다. 빔 형성은 빔의 물리적 방향성에 영향을 줄 수도 있는 않는 신호의 수학적 평균화일 수 있음을 인지하는 것이 중요하다. OFDM 또는 OFDMA 시스템에서, 각각의 서브캐리어는 상이한 빔 형성 프로세스를 경험하여, "방향성"이 정의되기에 매우 어려운 (시간 도메인에서) 출력 신호를 산출할 수 있다. 신호를 송신할 때, 빔 형성은 안테나 어레이 방사 패턴 내의 빔 및 널(nulls)을 생성함으로써 신호가 전송되는 방향으로 이득을 증가시킬 수 있다. 빔 형성은 잘 알려져 있는 공간 필터링의 형태이며 빔 형성 계수의 선택/사용은 무선 네트워크의 특정의 조건에 의존한다. 예를 들어, 트랜스듀서의 수, 송신의 범위, 각각의 트랜스듀서에 대한 송신 전력 및/또는 빔 형성을 위한 일반적인 알고리즘은 네트워크 환경에 크게 의존한다. 빔 형성 기법은 당 분야에서 알려져 있고 현저하게 네트워크 의존적이므로, 빔 형성 계수의 선택/사용에 대한 특정의 구현예는 본 명세서에서 기술되지는 않지만 네트워크 설계자의 결정에 달려 있다.
도 2를 참조하면, 송신을 스케줄링하는 방법(200)은 일반적으로 다수의 서브채널을 갖는 TTI(또는 WiMAX 분야 용어에서의 "프레임")를 다수의 비중첩 서브채널 세트로 분할하는(210) 것을 포함할 수 있다. IEEE 802.16e에서, 예를 들어, 서브채널의 수는 특정의 경우에서 32일 수 있고 원하는 채널 서브세트의 수가 4이면, 결과는 각각의 TTI에서 8개의 서브채널의 4 세트가 있게 된다. 다른 구현예에서, 이용 가능한 서브채널의 수는 24일 수 있다. 할당을 위해 이용 가능한 서브채널의 수는 네트워크의 유형 또는 이용 가능한 특정의 구현에 의존할 것이며 실제로 sOFDM을 이용하더라도 변화될 수 있다는 것을 인식해야 하며, 따라서 본 발명의 실시예는 임의의 특정의 값으로 제한되지 않는다.
각각의 TTI에서, 스케줄링 회적화(220)는 TTI 당 서브채널 세트에 대해서 수행될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 최적화(220)는 TTI당 서브채널 세트의 하나에 대해서만 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 최적화(220)는 각각의 TTI에서 2 이상의 서브채널 세트(예를 들어, 2)에 대해 수행될 수 있다. 각종 실시예에서, 스케줄링 최적화(220)는 (ⅰ) 서브채널 세트의 이용 가능한 스펙트럼(예를 들어, 서브채널)을 하나 이상의 가입자에 할당하고, (ⅱ) 가입자(들)에 대해 사용자 당 전력 레벨을 할당하고/하거나, (ⅲ) 가입자(들)로의 송신을 위해 최적의 빔 형성 계수를 결정하는 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 추가적으로, 요구되는 것은 아니라도, 서브채널 세트의 무선 통신에 대한 MCS의 최적화(230)가 수행될 수 있다. 이러한 스케줄링 최적화(220, 230)의 스테이지는 본 명세서에서 "초기 최적화"로서 지칭된다. MCS의 예외에 따라, 이후 스펙트럼 할당, 전력 레벨 및 빔 형성 계수에 대한 동일한 파라미터는 제한된 수의 연속적인 TTI에 대한 가입자국(들)과 통신을 위해 사용될 것이다. 다음의 TTI에서 초기 최적화를 요구하는 추가적인 가입자가 존재하거나 또는 동일한 가입자가 추가적인 대역폭을 필요로 하는 경우(240), 이러한 프로세스(220, 230)가 반복될 수 있다. 각종 TTI(예를 들어, 시간 1에서 제 1 세트 시간 1+1에서 제 2 세트) 상에서 동일한 사용자에 2 이상의 서브채널 세트가 할당될 수 있으므로 단지 하나의 서브채널 세트 내에서 스펙트럼의 할당으로 한정되지 않는다. 그러나, 일단 서브채널 세트가 할당되면, 특정의 할당과 연관된 하나 이상의 송신 파라미터(예를 들어, 스펙트럼, 전력 및/또는 빔 형성 계수)는 바람직하게 서브채널 세트 할당에 후속하여 제한된 수의 연속적인 TTI가 경과될 때까지 변경되지 않는다.
따라서, 각종 실시예에서, 스펙트럼, 전력 및/또는 빔 형성 계수는 각각의 가입자국에 대한 초기 최적화 스테이지에서만 할당될 수 있고(220), 특정의 수의 연속적인 TTI 또는 프레임에 대해 변경되지 않고 유지될 수 있다. 이와 대조적으로, 각각의 가입자의 할당된 서브채널 세트에 대한 MCS가 최적화될 수 있고(230, 250), 보다 빈번하게, 예를 들어, 매 송신 시간 구간마다 또는 매 다른 시간 구간마다 최적화될 수 있다. 각각의 가입자국의 초기 최적화로부터 특정의 수의 연속적인 TTI의 종단(260)에서, 전력 레벨, 서브채널 세트 할당 및/또는 빔 형성 계수는 시변 채널 특성과의 유연성을 수용하도록 재할당될 수 있다(220).
도 3을 참조하면, 일 예시적인 실시예에 따른 스케줄링 최적화의 예시적인 패턴(300)이 도시되어 있다. 예시적인 패턴의 4개의 로우는 32개의 서브채널의 전체 이용 가능한 스펙트럼이 분할되는(예를 들어, 도 2의 (210)) 4개의 비중첩 서브채널 세트(K)에 대응한다. 패턴(300)의 칼럼은 연속적인 TTI 또는 프레임을 나타낸다. 패턴 내의 각각의 그레이 음영 박스는 서브채널 세트(K) 중 하나에 대해 초기 최적화(305)가 수행되는 TTI를 표시한다. 각각의 서브채널 세트(K)에 대한 초기 최적화(305) 사이의 각각의 로우는 서브채널 세트(K)에 대한 MCS 최적화(예를 들어, 230, 250)만이 수행되는(즉, 동일한 로우에서 가장 최근의 초기 최적화(305)에 따라 사용자 선택, 전력 할당, 스펙트럼 할당 및 빔 형성 할당이 모두 고정되는) TTI(310)이다.
K=4가 사용되는 이러한 예에서, 각각의 가입자는 자신(뿐만 아니라 전력 및 빔 형성)과 연관된 서브채널(들)이 4개의 연속적인 송신 시간 간격마다 한번 선택되거나 재할당되도록 제공된다. WiMAX 구성에서, K-4는 특정의 서브채널 세트에 대해 각각이 초기 최적화(305) 사이의 20ms에 대응하는 반면 MCS 최적화는 항상 수 행된다.
전술한 스케줄링 알고리즘은 다중 사용자 다이버시티의 적절한 이용 뿐만 아니라 QoS 제약에 대한 용이한 지원을 촉진하는 스펙트럼 할당(전체 대역폭의 유연성의 1/K)에 대해 상대적으로 큰 유연성을 허용한다. 각각의 TTI에서, 서브채널 세트에 대한 새로운 가입자 선택/할당이 수행될 수 있음에 주목해야 한다. 한편, 최기 최적화 스테이지를 따르는 K-1 TTI(310) 상에서, 초기 최적화와 연관된 송신 파라미터는 변경되지 않는다. 따라서, 무선 네트워크 내의 인접한 기지국이 이들 최적화에 대해 통합되면, MCS만의 최적화 상태와 연관된 K-1 TTI 상에서 적어도, MCS 할당이 견고하고 정확할 수 있다. 그러나, 기지국이 동기화되지 않더라도 빔 형성이 사용되는 경우에, (대상 기지국에서) MCS 할당의 높은 레이트에 의해 특정의 이득 레벨 및 (예를 들어, 인접 셀에서) 보다 정확한 빔 형성 계수 계산이 성취될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선 네트워크에서 사용하기 위한 장치(400)는 상기 하나 이상의 프로세스에서 기술된 바와 같이 다수의 가입자에 대한 트래픽을 스케줄링하는 로직(예를 들어, 회로, 프로세서, 소프트웨어 또는 그 결합)을 포함하는 프로세싱 회로(450)를 포함할 수 있다. 특정의 비제한 실시예에서, 장치(400)는 일반적으로 무선 주파수(RF) 인터페이스(410) 및 매체 액세스 콘트롤러(MAC)/베이스밴드 프로세서 부분(450)을 포함할 수 있다.
일 예시적인 실시예에서, RF 인터페이스(410)는 멀티캐리어 변조 신호(예를 들어, OFDMA)를 송신하고 수신하는 임의의 구성요소 또는 구성요소의 결합일 수 있 으나, 본 발명의 실시예는 변조 방안에 대한 임의의 특정의 OTA(over-the-air) 인터페이스로 제한되지 않는다. RF 인터페이스(410)는, 예를 들어, 수신기(412), 송신기(414) 및 주파수 합성기(416)를 포함할 수 있다. RF 인터페이스(410)는 필요하다면, 바이어스 제어, 결정 발진기 및/또는 하나 이상이 안테나(418, 410)를 또한 포함할 수 있다. 또한, RF 인터페이스(410)는 원한다면, 대안적으로 또는 추가적으로 외부 전압 제어 발진기(VCO), 표면 어쿠스틱 파형 필터, 중간 주파수(IF) 필터 및/또는 무선 주파수(RF) 필터를 사용할 수 있다. 각종 RF 인터페이스 설계 및 그 동작은 당 분야에서 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
프로세싱 부분(450)은 수신/송신 신호를 프로세스하도록 RF 인터페이스(410)와 통신할 수 있으며, 단지 예시로서, 수신된 신호를 다운 컨버팅하는 아날로그 디지털 변환기(452), 송신을 위한 신호를 업 컨버팅하는 디지털 아날로그 변환기(454), 및 필요하다면, 제각기 수신/송신 신호의 물리적(PHY) 링크 층 프로세싱을 위한 베이스밴드 프로세서(456)를 포함할 수 있다. 프로세싱 부분(450)은 매체 액세스 제어(MAC)/데이터 링크 층 프로세싱을 위한 프로세싱 회로(459)를 또한 포함하거나 또는 이들로 구성될 수 있다.
본 발명의 특정의 실시예에서, MAC 프로세싱 회로(459)는 버퍼 메모리(도시되지 않음)와 같은 추가적인 회로와 결합하여, 스케줄러(480)를 포함할 수 있으며, 베이스밴드 회로(456)는 이전에 기술된 실시예에서와 같이, TTI를 서브채널 세트로 분할하고 사용자를 서브채널 세트에 할당하며, 사용자 당 전력 레벨을 할당하고 빔 형성 계수를 계산하도록 기능할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 베이스밴드 프로세싱 회로(456)는 MAC 프로세싱 회로(459)와 독립적으로 이들 프로세스를 수행할 수 있다. MAC 및 PHY 프로세싱은 필요하다면 단일의 회로로 통합될 수 있다.
장치(400)는, 예를 들어, 기지국, 액세스 포인트, 하이브리드 통합기, 무선 라우터 또는 NIC 및/또는 컴퓨팅 디바이스를 위한 어댑터일 수 있다. 따라서, 장치(400)의 이전에 기술된 기능 및/또는 특정의 구성은 필요하다면 적절하게 포함되거나 생략될 수 있다. 일부 실시예에서 장치(400)는 광대역 무선 네트워크에 대한 IRRR 802.16 표준 중 하나 이상과 연관된 프로토콜 및 주파수와 호환 가능하도록 구성될 수 있으나, 실시예는 이러한 문맥에서 제한되지 않는다.
장치(400)의 실시예는 단일 입력 단일 출력(single input single output : SISO) 아키텍처를 이용하여 구현될 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 특정의 바람직한 구현예는 공간 분할 다중 액세스(spatial division multiple access : SDMA) 및/또는 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output : MIMO) 통신 기법을 이용하여 송신 및/또는 수신을 위한 다중 안테나(예를 들어, 418, 419)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 OTA 링크 액세스를 위한 멀티 캐리어 코드 분할 멀티플렉싱(multi-carrier code division multiplexing : MC-CDMA), 멀티 캐리어 다이렉트 시퀀스 코드 분할 멀티플렉싱(multi-carrier direct sequence code division multiplexing : MC-DS-CDMA) 또는 본 발명의 특징과 호환 가능한 임의의 다른 현재 또는 향후에 발생하는 변조 또는 멀티플렉싱 방안을 이용할 수 있다.
장치(400)의 구성요소 및 특징은 이산 회로, ASIC(application specific integrated circuits), 논리 게이트 및/또는 단일의 칩 아키텍처의 임의의 결합을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치(400)의 특징은 마이크로콘트롤러, 프로그램 가능한 로직 어레이 및/또는 마이크로프로세서 또는 적절하게는 전술한 임의의 결합을 이용하여 구현될 수 있다. 하드웨어, 펌웨어 및/또는 소프트웨어 요소는 집합적으로 또는 개별적으로 "로직" 또는 "회로"로서 지칭될 수 있음에 주목해야 한다.
도 4의 블록도에 도시된 예시적인 장치(400)는 다수의 잠재적인 구현예 중 단지 하나의 기능 설명적인 예를 나타낸다. 따라서, 첨부 도면에 표시된 블록 기능의 분할, 생략 또는 포함은 이들 기능을 구현하는 하드웨어 구성요소, 회로, 소프트웨어 및/또는 요소가 본 발명의 실시예에서 반드시 분할되거나, 생략되거나, 또는 포함되는 것을 암시하지는 않는다.
물리적인 가능성과 다르지 않는 한, 본 발명자는 본 명세서에서 기술된 방법은 (ⅰ) 임의의 시퀀스 및/또는 임의의 결합으로 구현될 수 있고, (ⅱ) 각각의 실시예의 구성요소는 임의의 방식으로 결합될 수 있다.
신규한 본 발명의 예시적인 실시예가 기술되었으나, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다수의 변형예 및 수정예가 가능하다. 따라서 본 발명의 실시예는 상기 특정의 개시 내용에 의해 제한되지 않으며, 청부되는 청구 범위 및 그 법적인 균등물의 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (20)

  1. 무선 네트워크에서 통신하는 방법으로서,
    제 1 가입자국과의 다운링크 통신을 위해 스펙트럼 할당, 전력 할당 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를, 제한된 수의 연속적인 송신 시간 구간(transmit time interval: TTI) 중 제 1 TTI 동안에만 최적화하고, 상기 제한된 수의 연속적인 TTI 중 상기 제 1 TTI 이외의 나머지 TTI 동안에는 최적화된 스펙트럼 할당, 전력 할당 또는 빔 형성 계수를 유지하는 단계와,
    상기 제한된 수의 연속적인 TTI 중 적어도 2개의 TTI에서 상기 제 1 가입자국과의 다운링크 통신을 위해 변조 및 코딩 방안(modulation and coding scheme: MCS)을 최적화하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 2 가입자국과의 다운링크 통신을 위해 스펙트럼 할당, 전력 할당 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를, 상기 제 1 TTI가 아닌 제 2 TTI에서만 최적화하고, 동일하게 제한된 수의 연속적인 TTI 중 상기 제 2 TTI 이외의 나머지 TTI 동안에는 최적화된 스펙트럼 할당, 전력 할당 또는 빔 형성 계수를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 TTI는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 프레임을 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    스펙트럼 할당은 상기 OFDMA 프레임의 하나 이상의 서브채널 세트의 서브채널에 상기 제 1 가입자국을 할당하는 것을 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가입자국과의 다운링크 통신을 위해 제한된 수의 연속적인 TTI를 포함하는 새로운 세트 중 제 1 TTI에서 스펙트럼 할당, 전력 할당 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 재최적화하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 제 1 가입자국과의 업링크 통신을 위해 또한 수행되는 방법.
  7. 무선 통신을 위한 장치로서,
    제한된 수의 연속적인 송신 시간 구간(TTI) 동안 서브채널 세트에 대해서 1회만 제 1 가입자국과의 다운링크 통신을 위해 스펙트럼 할당, 전력 할당 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 선택하고, 상기 제한된 수의 연속적인 TTI 중 2개 이상의 TTI에서 상기 서브채널 세트를 이용하여 상기 제 1 가입자국과의 다운링크 통신을 위해 변조 및 코딩 방안(MCS)을 최적화하는 스케줄러를 포함하는
    장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스케줄러는 제한된 수의 연속적인 TTI를 포함하는 새로운 세트 중 제 1 TTI에서만 상기 서브채널 세트에 대해 스펙트럼, 전력 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 재할당하도록 동작하는 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스케줄러에 통신 가능하게 접속되며, SDMA(spatial diversity multiple access) 통신을 촉진하는 다수의 안테나를 포함하는 무선 주파수(radio frequency: RF) 인터페이스를 더 포함하는 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    각각의 TTI는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 프레임을 포함하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스케줄러는 각각의 OFDMA 프레임을 가입자국으로의 다운링크 송신을 위해 각각 사용될 다수의 서브채널 세트로 분할하도록 동작하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스케줄러는 각각의 OFDMA 프레임에서 상기 다수의 서브채널 세트 중 오직 하나를 통해서만 스케줄링 최적화를 수행하도록 동작 가능한 장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 장치는 기지국을 포함하는 장치.
  14. 머신 판독가능 인스트럭션을 저장하는 저장 매체를 포함하는 제조 물품으로서,
    상기 머신 판독가능 인스트럭션은 프로세싱 디바이스에 의해 실행될 때,
    송신 시간 구간(TTI)을 하나 이상의 사용자국과의 통신을 위해 사용될 다수의 서브채널 세트로 분할하게 하고,
    각각의 서브채널 세트에 대해, 하나 이상의 사용자 스펙트럼, 사용자 당 전력 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 할당하되, 상기 다수의 서브채널 세트의 각각의 서브채널 세트에 대한 할당은 상이한 TTI에서 수행되고, 제한된 수의 연속적인 TTI 상에서 각각의 서브채널 세트에 대해 1회만 수행되게 하며,
    상기 제한된 수의 연속적인 TTI 중 2개 이상의 TTI에서 각각의 서브채널 세트에 대해 인지된 최적의 변조 및 코딩 방안(MCS)을 선택하게 하는
    제조 물품.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 머신 판독가능 인스트럭션은, 상기 프로세싱 디바이스에 의해 실행될 때, 서브채널 세트에 대해, 상기 제한된 수의 연속적인 TTI가 발생한 이후의 통신을 위해 상기 사용자 스펙트럼, 사용자 당 전력 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 재지정하게 하는 제조 물품.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 TTI는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 프레임을 포함하는 제조 물품.
  17. 무선 통신을 위한 시스템으로서,
    프로세싱 회로와,
    상기 프로세싱 회로에 결합되며, 전자기파의 형태로 변조 신호를 송신하는 적어도 2개의 안테나를 포함하는 무선 인터페이스 회로를 포함하며,
    상기 프로세싱 회로는,
    송신 시간 구간(TTI)을 다수의 서브채널 세트로 분할하고,
    스펙트럼 할당, 사용자 당 전력 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 포함하는 하나 이상의 사용자국과의 다운링크 통신을 위해 상기 하나 이상의 사용자국에 대한 스케줄링을 수행하되, 상기 스케줄링은 TTI 당 단일의 서브채널 세트에 대해서만 수행되고, 제한된 수의 연속적인 TTI에 걸쳐서 상기 단일의 서브채널 세트에 대해 변경되지 않은 채로 유지되며,
    상기 제한된 수의 연속적인 TTI 중 2개 이상의 TTI에서 상기 단일의 서브채널 세트를 위해 업데이트된 변조 및 코딩 방안(MCS)을 선택하도록 또한 구성되는
    시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    각각의 TTI는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 프레임을 포함하는 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 시스템은 광대역 무선 네트워크 기지국을 포함하는 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로는 기지국 및 상기 하나 이상의 사용자국 사이의 채널을 추정하는 채널 전달 함수에 적어도 부분적으로 근거하여, 상기 스펙트럼 할당, 사용자당 전력 또는 빔 형성 계수 중 적어도 하나를 지정하도록 구성되는 시스템.
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