KR101130591B1 - 무선 네트워크에서 코딩된 스케줄링을 갖는 기회적 멀티캐스팅을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 네트워크에서 코딩된 스케줄링을 갖는 기회적 멀티캐스팅을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

기회적 멀티캐스팅을 위한 방법, 장치, 및 시스템이 설명된다. 일 실시 형태에서, 무선 멀티캐스트 시스템에서 사용하기 위한 장치는 복수의 수신기로부터 수신된 채널 상태와 레이트 정보 중 적어도 하나를 저장하기 위한 스토리지; 원래의 멀티캐스트/브로드캐스트 콘텐트로부터 인코딩 블록들을 생성하기 위한 선택적 인코더; 각각의 송신 시간 슬롯에 대한 복수의 수신기 중 수신기들로 브로드캐스트 채널을 통해 정보를 브로드캐스트하는 송신기; 및 스토리지와 송신기에 커플링되어 송신기로 하여금 상이한 송신 시간 슬롯들에 대해 상이한 레이트로 송신하게 하도록 상기 송신기의 송신 레이트을 적응시키는 제어기를 포함하는데, 상기 제어기는 브로드캐스트 채널과 연관되고 상기 복수의 수신기로부터 수신된 상기 채널 상태 정보에 기초하고 각각의 송신 시간 슬롯 동안 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하는 것을 목표로 하는 복수의 수신기 중 수신기들의 서브셋에 기초하여, 정보를 브로드캐스트하는 송신기의 송신 레이트를 결정한다.
기회적 멀티캐스팅, 스토리지, 인코더, 송신 레이트, 브로드캐스트 채널

Description

무선 네트워크에서 코딩된 스케줄링을 갖는 기회적 멀티캐스팅을 위한 방법 및 장치{A METHOD AND APPARATUS FOR OPPORTUNISTIC MULTICASTING WITH CODED SCHEDULING IN WIRELESS NETWORKS}
우선권
본 특허 출원은 2006년 12월 22일 출원된 "A Method and Apparatus for Opportunistic Multicasting with Coded Scheduling in Wireless Networks"로 명칭된 대응 가특허 출원 제 60/876,903 호를 참고 문헌으로 하여 포함하고 이를 우선권으로 주장한다.
관련 출원
본원은 2006년 11월 27일 출원된 미국 특허 출원 제 11/605,812 호, 명칭 "A Method and Apparatus for Layered Rateless Coding"; 2007년 5월 4일 출원된 미국 특허 출원 제 60/927,814 호, 명칭 "Hybrid and Improved Approaches to Layered Rateless Coding"; 2007년 10월 16일 출원된 미국 특허 출원 제 11/873,248 호, 명칭 "Information Delivery Over Time-Varying Network Topologies"; 2007년 3월 13일 출원된 미국 특허 출원 제 60/906,999 호, 명칭 "A Method and Apparatus for Prioritized Information Delivery with Network Coding Over Time Varying Network Topologies"과 관련되며 모두 본 발명의 양수법인에게 양도되었다.
본 발명의 분야
본 발명은 멀티캐스트 브로드캐스팅과 관련되고; 보다 상세하게는, 본 발명은 무선 네트워크에서의 기회적 스케줄링 및 송신 레이트 적응을 갖는 네트워크 멀티캐스팅과 관련된다.
본 발명의 배경
M개의 수신기의 세트
Figure 112008072188851-pct00001
를 생각한다. 이때, 각각의 수신기가 완전한 정보를 복구하고 동시에 높은 처리율을 달성하도록 이 세트 내의 각각의 수신기에 동일한 정보를 보내는 것이 바람직하다. 일반성을 손상시키지 않고, 각각의 수신기
Figure 112008072188851-pct00002
가 k번째 슬롯에서의 그 평균 신호대 잡음비
Figure 112008072188851-pct00003
로 나타나는 고정 채널 품질을 유지하는 동안 시간이 슬롯으로 분할된다고 가정한다. 송신기는 시간 슬롯의 개시 시에 (예를 들어, 피드백 채널을 통해) 각각의 수신기의 (다소의 정확성으로) 채널 상태를 안다고 가정한다. 채널 상태 정보 (CSI) 는 초당 몇 비트 (또는 송신당 몇 비트) 가 주어진 신뢰성 또는 성취도로 그 채널을 통해 보내질 수 있는지를 지시한다. 예를 들어, 정보 이론은
Figure 112008072188851-pct00004
의 송신률이 수신기
Figure 112008072188851-pct00005
에서 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널을 통해 달성될 수 있음을 나타낸다. 송신기가 k번째 시간 슬롯 동안 레이트
Figure 112008072188851-pct00006
에서 정보를 보낸다면, 수신기
Figure 112008072188851-pct00007
는 그 슬롯 동안 보내진 정보를 복구할 수 없다. 반면에, 레이트
Figure 112008072188851-pct00008
에서 송신된 임의의 정보는 k번째 시간 슬롯 동안
Figure 112008072188851-pct00009
에 의해 성공적으로 복구될 수 있다.
수신기는 그 채널 품질에 관하여 각각의 시간 슬롯의 개시 시에 내림차순 즉,
Figure 112008072188851-pct00010
Figure 112008072188851-pct00011
으로 순서화된다고 가정한다. 그러면, 시간 슬롯의 시작 시 송신기에 의해 설정된 레이트는 수신기들의 어느 서브셋이 그 시간 슬롯 동안 보내진 정보를 복구할 수 있는지를 나타낸다. 레이트
Figure 112008072188851-pct00012
는 최고의 L개의 채널 품질들을 갖는 수신기들이 슬롯 k 동안 브로드캐스트 정보를 확실히 복구하는 한편 나머지 (M-L) 수신기들은 복구할 수 없는 레이트라고 정의된다. 예를 들어, 이상적인 가정 하에서 AWGN 채널 상에서,
Figure 112008072188851-pct00013
는
Figure 112008072188851-pct00014
와 같게 된다. 세트
Figure 112008072188851-pct00015
는, k번째 슬롯 동안, 예를 들어, SNR의 L개의 최고의 채널 품질 값을 갖는 수신기의 서브세트라고 정의된다. 다른 말로,
Figure 112008072188851-pct00016
는, 레이트
Figure 112008072188851-pct00017
에서 송신된 정보를 성공적으로 복구할 수 있는 수신기들의 세트를 나타낸다. 본원의 목적을 위해서, x가 참이고 0인 경우 인디케이터 함수
Figure 112008072188851-pct00018
는 1과 같다고 정의되고, 그렇지 않고, 예를 들어,
Figure 112008072188851-pct00019
라면,
Figure 112008072188851-pct00020
이고,
Figure 112008072188851-pct00021
라면,
Figure 112008072188851-pct00022
이다. 이러한 정의를 명심하면, T개 슬롯의 프레임 내의 수신기
Figure 112008072188851-pct00023
에서 관찰된 평균 레이트를 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure 112008072188851-pct00024
L과 T는 본원에서 시스템 파라미터로 사용된다는 것을 주목한다.
Figure 112008072188851-pct00025
가 랜덤 변수이기 때문에, 이러한 파라미터는
Figure 112008072188851-pct00026
, 즉
Figure 112008072188851-pct00027
의 기대값을 최대화하기 위해 선택될 수 있다.
Figure 112008072188851-pct00028
가 동일하게 분포될 때,
Figure 112008072188851-pct00029
는 T로부터 독립하고 최대화는 L에서만 실행된다. 대체로, 최대는 L=1 또는 L=M에서 맨 끝점과 일치하지 않고, 오히려 중간에서 일치한다. 최대 점의 위치는 채널 통계에 의해 좌우된다.
상이한 사용자가 상이한 채널 통계를 관찰한다면 (예를 들어, 한 사용자가 다른 사용자보다 송신기에 더 가까울 수도 있고, 일부 사용자들은 송신기에서 가까운 다이렉트 라인을 가질수도 있는 반면, 다른 사용자들은 그렇지 않을 수도 있는 등), 몇몇 사용자는 L개의 상이한 값들에서 보다 많은 이익을 얻을 수도 있다.
기회적 멀티캐스팅은 본 기술에서 잘 알려져 있다. 일부는 그 채널 품질에 관하여 사용자를 분류하고 무선 채널을 통해 송신 레이트를 설정하기 위해서 목표된 채널 품질 레벨로서 중간 사용자를 선택하는 전략을 제안한다. 이 경우에, 개별 전송 큐는 카디널리티 (cardinality) N/2 (N을 짝수로 가정) 의 수신기들의 모든 가능한 서브셋용으로 사용된다. 예를 들어, 1 내지 6으로 번호가 매겨진 사용자가 있는 6개의 사용자 시스템에서, 사용자는 카디널리티 2의 C(6,2)=6!/2!/(6-2)!=15 개의 상이한 서브셋을 정의할 수 있다. 또한, 매 서브셋 A 마다, 사용자는 상보적 서브셋
Figure 112008072188851-pct00030
을 갖는데, 예를 들어, {1,4,5}의 상보적 서브셋은 {2,3,6}이다. 새로운 정보 패킷이 수신될 때마다, 패킷은 2개의 큐: 최고 N/2 채널 품질 값 (즉, SNR) 및 그 상보적 세트로 카피된 다. 각각의 수신기가
Figure 112008072188851-pct00031
채널 품질 메트릭들을 갖는다고 가정하자, 각각의 서브셋은 현재의 채널 상태 정보에 의해 지시된 바와 같이 송신기에 의해 스케줄링되는 동등한 기회를 갖는다. 각각의 패킷이 모든 수신기들에 의해 수신되기 때문에, 패킷이 카피되는 각각의 큐는 적어도 한번씩은 스케줄링되어야한다. 이 시스템은 주로 3개의 문제점을 겪는다. 첫째로, 이 시스템은 최적이 아니어서 중간 사용자에 대해서만 레이트 적응을 고려한다. 둘째로, 송신기가 N/2 수신기들 이상을 목표로 할 때 대역폭을 낭비하게 된다. 이러한 상황에서, 동일한 사이즈의 수신기들의 상호 배타적인 서브셋들을 발견할 수 없고, 제안된 스케줄링은 일부 수신기들에 대하여 재송신된다. 예를 들어, 최적의 전략은 매 순간 중간 사용자 보다는 6개 중 4개의 최선의 수신기들을 목표하도록 되어있다. 최적의 서브셋이 {2,3,5,6}인 경우 (예를 들어, 현재 4개의 최고의 평균 SNR 값을 갖는 수신기들이 있다), 상보적 서브셋은 {1,4} 이고 그 카니널리티는 4 보다 작다. 따라서, 패킷이 서브셋 {2,3,5,6} 에 대하여 스케줄링될 때, 카디널리티 4의 서브셋에 대응하는 큐로 카피되고 또한 {1,4}를 포함한다. 그러나, 그 큐가 스케줄링될 때, 적어도 2개의 수신기들은 새로운 정보를 갖지 않을 것이고 그 관점에서 송신이 낭비된다는 것이 확실하다. 셋째로, 그 해결은 사용자들의 수와 함께 기하급수적인 복잡성을 갖는데, 큐의 지수를 유지할 필요가 있기 때문이다.
코딩된 비트스트림을 보내는 다른 기회적 멀티캐스팅 전략 또한 공지되어 있지만, 복구 사이클 다음에 송신을 하거나 작업을 유지하지 못한다 (즉, 만족스러운 송신 기회가 생길 때까지 유휴일 수 있다).
이 문헌이 기회적 스케줄링에 존재하지만, 이 문헌은 유니캐스트 흐름을 위한 사용을 제안하는데, 각각의 수신기는 페이딩 브로드캐스트 채널을 통한 정보와 무관한 스트림을 요구한다.
또한, 소거 코드들, 레이트리스 (rateless) 코드들, 및 그 응용은 본 기술에 공지되어 있다.
본 발명의 요약
기회적 멀티캐스팅을 위한 장치 및 시스템을 설명한다. 일 실시 형태에서, 무선 멀티캐스트 시스템에서 사용하기 위한 장치는 복수의 수신기로부터 수신된 채널 상태와 레이트 정보 중 적어도 하나를 저장하기 위한 스토리지; 원래의 멀티캐스트/브로드캐스트 콘텐트로부터 인코딩 블록들을 생성하기 위한 선택적 인코더; 각각의 송신 시간 슬롯에 대한 복수의 수신기 중 수신기들로 브로드캐스트 채널을 통해 정보를 브로드캐스트하는 송신기; 및 송신기로 하여금 상이한 송신 시간 슬롯들에 대해 상이한 레이트로 송신하도록 상기 송신기의 송신 레이트을 적응시키기 위해 상기 스토리지와 상기 송신기에 커플링된 제어기로서, 브로드캐스트 채널과 연관되고 상기 복수의 수신기로부터 수신된 상기 채널 상태 정보에 기초하고 각각의 송신 시간 슬롯 동안 상기 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하는 것을 목표로 하는 상기 복수의 수신기 중 수신기들의 서브셋에 기초하여, 정보를 브로드캐스트하는 상기 송신기의 송신 레이트를 결정하는 상기 제어기를 포함한다.
도면의 간단한 설명
본 발명은 아래에 주어진 상세한 설명과 본 발명의 다양한 실시 형태의 첨부 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이지만, 본 발명은 이 특정한 실시 형태들로 제한되지 않고, 단지 설명 및 이해를 위한 것이다.
도 1은 무선 멀티캐스트 시스템의 일 실시 형태의 블록도이다.
도 2는 송신 디바이스의 일 실시 형태의 블록도이다.
도 3은 10dB 평균 SNR을 가진 슬롯들에 걸쳐 독립적이고 동일하게 분포된 (
Figure 112008072188851-pct00032
) 레일리 (Rayleigh) 채널에 대한 도면을 도시한다.
도 4는 매 T 슬롯들 동안, L에 관하여 채널 모델이 업데이트되고 최적화되는 상황을 도시한다.
도 5는 송신기의 일 실시 형태의 데이터 흐름도이다.
도 6은 전형적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
본 발명의 상세한 설명
무선 네트워크에서 멀티캐스팅을 위한 방법 및 장치가 설명된다. 일 실시 형태에서, 멀티캐스팅은 코딩된 스케줄을 포함한다. 본 발명의 실시 형태는 동일한 정보가 복수의 수신기로 멀티캐스팅되는 무선 네트워크에 대한 현저한 용량 이득을 제공한다. 무선 네트워크에서, 이 매체는 본래부터 브로드캐스트 매체이기 때문에, 송신기에 의해 보내진 정보는 많은 사용자들에 의해 동시에 수신된다. 그러나, 각각의 수신자는 상이함을 관찰하는데, 이는 대체로, 주어진 시간 인스턴트에서 각각의 수신자에게 전달 가능한 최대 레이트를 결정하는 시변 채널 품질이다. 이러한 조건 하에서, 사용자마다 단기 및 장기 멀티캐스트 처리량을 성취하기 위해서 상이한 송신 전략이 이용된다. 극단적으로, 누구나 각각의 송신 시 보내진 정보를 성공적으로 복구할 수 있다는 것을 보증하기 위해 최악의 경우도 고려한 사용자에 관하여 송신할 수 있다. 최악의 경우도 고려한 사용자의 채널 품질이 이 시스템 내의 다른 많은 사용자 보다 현저하기 낮을 수 있기 때문에, 이 전략은 모든 사용자에 대해 매우 낮은 레이트 송신이될 수 있으므로, 훨씬 더 나은 지원 가능한 채널 레이트를 가진 사용자들을 불리하게 한다. 다른 극단적인 점에서, 송신기는 각각의 송신 기회에 가장 나은 채널 품질을 가진 사용자만을 기회적으로 목표로 함으로써 매번의 인스턴트에서 송신 레이트를 최대화한다. 이러한 전략의 저면은, 최선의 경우의 사용자만이 각 송신 기회에 정보를 성공적으로 복구할 수 있어 사용자들은 채널 상태가 그들에게 유리해질 때까지 대기해야 한다. 이 대기 기간은 사용자 당 멀티캐스트 처리량을 현저하게 감소시킬 수 있다. 향후, 본원에서 "기회적 멀티캐스팅"으로도 지칭되는 보다 나은 전략은 매우 낮은 채널 품질을 가진 사용자들을 걸러내지 않고 보다 큰 세트의 사용자에 초점을 맞춤으로써 순간의 송신 레이트와 스케줄러에서의 사용자당 대기 시간을 신중하게 균형 잡는다.
기회적 멀티캐스팅이 공간 및 시간에 걸친 채널 품질의 확산 (즉, 다중 사용자 다이버시티) 을 이용함으로써 실질적인 처리량 증가를 제공하더라도, 송신기에서의 스케줄러는 동일한 브로드캐스트 정보가 각각의 수신기에서 수신된다는 것을 확실하게 해야한다. 일 실시 형태에서, 이것은 주의하여 송신들을 조정함으로써 완성된다. 일 실시 형태에서, 이 시스템은 어떤 한 시각에 사용자들의 세트 에 의해 수신된 정보의 트랙을 유지하고, 주어진 이 정보 뿐만아니라, 현재의 채널 상태, 스케줄러는 수신자들 (사용자들) 의 어느 서브셋이 여전히 데이터를 수신할 필요가 있는지에 따라서 어느 정보를 보낼지 결정한다.
일 실시 형태에서, 고정된 레이트 또는 레이트리스 소거 코드는, 수신기가 충분한 수의 송신된 인코딩 블록들을 성공적으로 복구할 수 있는 한 수신기로 하여금 완전한 브로드캐스트 정보를 복구하게 하는데 사용된다. 이러한 경우에서, 이 시스템이 적은 정보의 트랙을 유지해야 하는 한편, 또한 본질적으로 송신 에러들에 대하여 원상복구된다. 본 발명의 일 실시 형태는 이러한 코드들의 특정 구현에 의존하지 않고 새로운 코딩 기술을 제공하도록 요구하지 않는다. 본 발명의 일 실시 형태는 단순하고, (예를 들어, 사용자의 수로) 스케일러블하고, 최선의 (예를 들어, 재송신들 및 낭비된 스케줄들로 인해 어떤 송신 기회들도 낭비하지 않는) 멀티캐스팅 장치를 제공하기 위해, 가장 능률적으로 활용된 기회적 멀티캐스팅과 함께 이러한 코드들 중 어떤 코드를 사용할 수 있다.
다음의 설명에서, 본 발명의 보다 자세한 설명을 제공하기 위해서 다수의 세부사항들이 제시된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 세부사항들 없이도 실시될 수도 있음이 본 기술의 숙련된 기술자에게 명백하다. 다른 예로, 잘 알려진 구조 및 디바이스들은 본 발명이 불분명해지는 것을 방지하기 위하여 상세하게 설명하지 않고 블록도 형태로 도시된다.
다음의 상세한 설명의 일부분은 컴퓨터 메모리 내부의 데이터 비트에 관한 오퍼레이션의 심볼적 표현들 및 알고리즘들로 제시된다. 이러한 알고리즘적인 설명 및 표현은, 데이터 처리 기술의 숙련된 기술자들에게 그들의 작업 내용을 가장 효율적으로 전달하기 위해서 본 기술의 숙련된 기술자에 의해 사용된 수단이다. 알고리즘은 본원에서, 그리고 일반적으로, 원하는 결과를 이끌어내는 단계들의 일관성 있는 시퀀스라고 이해된다. 이 단계들은 물리량의 물리적 조작을 요구하는 것들이다. 일반적으로, 꼭 그런것은 아니지만, 이러한 양은 저장, 이송, 결합, 비교, 및 다른 조작될 수 있는 전기 신호 또는 자기 신호의 형태를 갖는다. 비트, 값, 소자, 심볼, 문자, 용어, 숫자 등과 같은 신호들을 지칭하는 것은 대체로 보통의 용법 때문에 때때로 입증된 편리성을 갖는다.
그러나, 이들 용어 및 이와 유사한 용어 모두는 적절한 물리량과 연관되고 이들 양에 적용된 편리한 라벨들에 불과하다는 것을 명심해야 한다. 다음 논의에서 명백한 바와 같이 특별히 다르게 언급되지 않는다면, 명세서 전부에 걸쳐 "처리" 또는 "컴퓨팅" 또는 "계산" 또는 "결정" 또는 "디스플레이" 등과 같은 용어를 사용하는 검토는 컴퓨터 시스템의 작동 및 프로세스들, 또는 유사한 전자식 컴퓨팅 디바이스를 지칭하는 것으로, 이는 컴퓨터 시스템의 레지스터들 내부의 물리 (전자) 량으로 표현된 데이터를 조정하고 컴퓨터 시스템 메모리 또는 레지스터 또는 다른 이러한 정보 스토리지, 송신, 또는 디스플레이 디바이스 내부의 물리량으로 비슷하게 표현된 다른 데이터로 변형시킨다.
본 발명은 또한, 본원의 오퍼레이션들을 수행하는 장치와 관련된다. 이 장치는 요구된 목적을 위해 특별하게 구성될 수도 있고, 또는 컴퓨터에 기억된 컴퓨터 프로그램에 의해 재구성되거나 선택적으로 기동된 범용 컴퓨터를 포함할 수도 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 플로피 디스크, 광학 디스크, CD-ROM, 및 자기-광 디스크, ROM (Read-Only Memories), RAM (Random Access Memories), EPROM, EEPROM, 자기 카드 또는 광 카드, 또는 전자식 명령들을 기억하는데 적합한 임의의 유형의 매체로 제한되는 것은 아니지만 이와 같은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수도 있고, 이들 각각은 컴퓨터 시스템 버스에 각각 커플링된다.
본원에 제시된 알고리즘 및 디스플레이는 본질적으로 어떤 특정 컴퓨터 또는 다른 장치와 관련된다. 다양한 범용 컴퓨터들은 본원의 교시에 따른 프로그램들과 함께 사용될 수도 있고, 또는 필수 방법의 단계를 수행하기 위해서 보다 전문화된 장치를 구성하는 것이 편리한 것으로 판명될 수도 있다. 이들 시스템의 다양성을 위한 필수 구조는 아래의 설명에 나타낼 것이다. 그 외에도, 본 발명은 어떤 특정 프로그래밍 언어에 관하여 설명하지 않는다. 프로그래밍 언어의 다양성은 본원에 설명된 바와 같이 본 발명의 교시를 구현하도록 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
기계 판독 가능 매체는 기계 (예를 들어, 컴퓨터) 에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장하거나 송신하는 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 기계 판독 가능 매체는 ROM (Read Only Memory); RAM (Random Access Memory); 자기 디스크 기록 매체, 광학 기록 매체, 플레시 메모리 장치; 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태의 전파 신호들 (예를 들어, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등); 등을 포함한다.
개요
도 1은 무선 멀티캐스트 시스템의 일 실시 형태의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 무선 멀티캐스트 시스템은 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 정보를 전달하는 하나의 송신기 (101) 와 이 브로드캐스트 채널을 통해 수신할 수 있는 복수의 수신기 (노드들)(102-104) 를 구비한다. 이와 같이, 모든 수신기들에 의해 동일한 정보가 요청되고 수신기들은 이 브로드캐스트된 정보에 따라서 복구한다. 일 실시 형태에서, 브로드캐스트 채널은 시간 슬롯, 주파수 대역, OFDM 부대역, 확산 코드, 또는 논리 채널 (예를 들어, 주파수 대역의 시퀀스 또는 시간 슬롯의 세트) 을 포함한다. 각각의 수신기는 그 채널을 따르고 수신할 수 있다. 3개의 수신기가 도시되었지만, 본 발명은 3개의 수신기를 구비하는 시스템으로 제한되지 않으며, 이러한 시스템은 임의의 수의 수신기들 (예를 들어, 4, 5,...10,..100,...) 을 구비할 수도 있다.
각각의 수신기들 (102-104) 은 시변 채널 상태를 경험한다. 일 실시 형태에서, 채널 상태는 준 정적 (quasi-staionary) 이고 다음 슬롯 시적 전에 수신기 및 송신기 (101) 둘 다에 알려진다. 일 실시 형태에서, 피드백 메커니즘은, 채널 상태를 나타내는, 수신기 (102-104) 의 채널 상태 정보를 송신기 (101) 로 다시 제공한다. 피드백 메커니즘은 수신기 (102-104) 및 송신기 (101) 사이의 무선 채널 또는 유선 채널을 포함할 수도 있다. 이 피드백은 수신된 채널 품질을 송신기로 되돌려 주는 명시적 통신의 형태일 수도 있는 반면, 다른 실시 형태에서, 이 피드백은 순방향 및 역방향에서 역 채널 품질을 관찰하고 채널 대칭을 이용함으로써 송신기에서 암시적으로 완료된다.
송신기 (101) 는 송신기 (101) 를 제어하는 제어기 (110) 를 포함한다. 일 실시 형태에서, 제어기 (110) 는, 송신기 (101) 가 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 정보를 송신하는 레이트, 송신, 또는 상이한 채널을 선택하는 레이트 어댑터처럼 작동한다. 이러한 경우에서, 송신 레이트의 선택은 각각의 송신 이포크 (epoch)(예를 들어, 시간 슬롯) 에서 발생한다. 일 실시 형태에서, 제어기 (110) 는, 송신기 (101) 가 채널 상태 및 기존의 목표된 신뢰성에 따라서 상이한 레이트로 송신할 수 있는 레이트 적응 성능을 제공한다. 일 실시 형태에서, 이 레이트 적응은 각각의 송신 기회에 수신기 (102-104) 의 서브셋을 목표로 함으로써 기회적 방식으로 제공되는데, 이 레이트는 목표된 서브셋의 수신기들 사이의 최악의 채널 조건을 만족하도록 설정된다. 이 경우, 설정된 이 송신 레이트는 수신기들의 어느 서브셋이 브로드캐스트된 정보를 실질적으로 복구할 수 있는지를 지시한다. 어떤 경우, 설정된 목표에 있지 않은 하나 이상의 수신기는 설정된 송신 레이트에서 멀티캐스트 데이터를 복구할 만큼 만족스러운 채널 품질을 관찰할 수 있다. 그러면, 이들 수신기는 송신된 정보를 복구할 수 있으므로 주어진 슬롯에서 멀티캐스팅된 데이터를 실질적으로 복구할 수 있는 수신기들의 서브셋은 목표된 서브셋보다 더 클 수 있다. 또한, 목표된 서브셋에 원래있던 수신자는 추정된 것보다 더 나쁜 채널 상태를 인식하여 향후 실제 오퍼레이션 시 데이터를 복구할 수 없는 경우들이 있을 수 있다.
도 2는 송신기 (101) 와 같은 송신 디바이스의 일 실시 형태의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 송신 디바이스는 피드백 채널 입력 (211) 을 통해 무선 멀티 캐스트 시스템에서 복수의 수신기로부터 수신된 채널 상태 정보 (210) 를 기억하기 위한 스토리지 또는 다른 메모리 (212) 를 포함한다. 무선 송신기/수신기 (202) 는 브로드캐스트 정보 (210) 를 수신하여 안테나 (204) 를 경유하여 이것을 브로드캐스트 채널을 통해 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 멀티캐스트 시스템의 복수의 수신기의 수신자들에게 브로드캐스트하도록 커플링된다.
제어기 (202) 는 스토리지 (212) 및 송신기/수신기 (203) 에 커플링되어, 송신기로 하여금 상이한 송신 시간 슬롯에 대하여 상이한 레이트들로 송신하게 하는 송신기의 송신 레이트를 적응시킨다. 일 실시 형태에서, 제어기 (202) 는, 브로드캐스트 채널에 연관되고, 복수의 수신기로부터 수신되고, 스토리지 (212) 에서 저장된 채널 상태 정보 (210) 에 기초하고, 그 송신 시간 슬롯 동안 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하도록 목표된 복수의 수신기 중 수신기들의 서브셋에 기초하여, 정보를 브로드캐스트하는 송신기 (203) 의 송신 레이트를 결정한다.
일 실시 형태에서, 제어기 (202) 는 (도 1의 수신기들 (102 내지 104)의) 수신기들의 서브셋 중에서 최악의 채널 상태를 만족시키기 위해 송신기 (203) 의 송신 레이트를 설정함으로써 송신기 (203) 의 송신 레이트를 적응시킨다. 다른 실시 형태에서, 제어기 (202) 는 시간 슬롯 동안 발생할 적어도 하나의 멀티캐스트 송신을 포함하는 멀티케스트 송신을 위한 레이트 적응을 수행하고, 송신기 (203) 의 그 송신 레이트를 설정함으로써 송신기 (203) 의 송신 레이트들을 적응시키는데, 이 송신 레이트는 시간 슬롯에서 최적의 L명의 사용자들을 서빙하는 레이트이 다. 송신기 (203) 는 시간 슬롯의 전체 지속 기간 동안의 송신 레이트로 송신한다는 것을 주목한다.
일 실시 형태에서, 제어기 (202) 는, 분류 리스트를 생성하기 위해서 개별 채널 상태 정보에 기초하여 멀티캐스트 시스템에서 복수의 수신기를 분류하고; 그 최적의 순서 정보에 기초하여 분류 리스트에서의 값을 결정하고; 과거의 채널 상태 정보 이력과 송신들의 스케줄 중 적어도 하나가 상기 복수의 수신기 중 모든 수신기들과 연관되면, 상기 분류 리스트에서의 상기 값 이상의 성취 가능 송신 레이트를 갖는 모든 수신기들을 포함하도록 수신기들의 서브셋을 결정함으로써, 수신기들의 서브셋을 식별한다.
다른 실시 형태에서, 제어기 (202) 는 다음 시간 슬롯에 대한 순서로 멀티캐스트 시스템 내의 복수의 수신기 중 각각의 수신기의 성취 가능 레이트를 리스트로 분류함으로써 수신기들의 서브셋을 선택하고, 이후 그 리스트 내의 일 수신기의 일 성취 가능 레이트와 동일한 송신 레이트를 설정하는데, 일 성취 가능 레이트란 그 리스트 내의 가장 높은 성취 가능 레이트들을 포함하는 그룹에서 가장 낮은 성취 가능 레이트로서, 이는 미리 결정된 수의 수신기들과 연관된다. 이러한 경우, 제어기 (202) 는 설정된 송신 레이트에서 또는 그 이상에서 신뢰할 수 있는 송신 레이트를 갖는 수신기들로 다음 시간 슬롯에 대한 데이터의 송신을 스케줄링한다.
일 실시 형태에서, 제어기 (202) 는 각각의 수신기에 대한 채널 당 용량을 계산하고, 멀티캐스트 시스템내의 수신기들의 그룹에 대한 채널 당 용량의 정규화된 버전을 분류하고, 수신기들의 그 분류된 그룹에서 미리 결정된 수의 수신기들을 선택하는데, 송신 레이트는 미리 결정된 수의 수신기 중 수신기들의 송신 레이트들 중 가장 낮은 송신 레이트에 따라서 설정된다. 사용자의 채널 레이트의 정규화는 각각의 수신자에게 보내진 평균 처리량, 각각의 수신기의 스케줄링 시간 사이, 각각의 수신기의 평균 채널 품질, 각각의 수신기에 의해 수신된 실제 처리량 (이 수신된 처리량은 그 후에 피드백 채널을 통해 송신기로 다시 통신된다), 수신기에서 관찰된 애플리케이션 품질 (예를 들어, 레이트 왜곡 측정) 등을 고려할 수 있다.
일 실시 형태에서, 제어기 (202) 는 각각의 수신기의 채널 상태 정보에 기초하여 함수를 계산하여 그 함수를 계산한 결과에 대하여 복수의 수신기 중 수신기들을 분류한다. 일 실시 형태에서, 이 함수는 채널 상태 정보와 수신기들에 대한 송신의 과거 스케줄링과 관련된 정보 (예를 들어, 수신기 각각에 대한 평균 처리량) 에 기초한다. 다른 실시 형태에서, 이 함수는 현재 시각에서의 멀티캐스트 시스템의 각각의 수신기의 용량에 대응한다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 이 함수는 확장된 용량에 대한 관계에서 현재의 시각에서의 각각의 수신기의 용량에 대응한다. 또 다른 실시 형태에서, 이 함수는 그 수신기에 대한 처리량에 대한 관계에서 현재 시각에서의 각각의 수신기의 용량에 대응한다.
일 실시 형태에서, 송신 디바이스는 브로드캐스트/멀티캐스트 정보 (201) 로부터 인코딩된 블록을 생성하는 인코더 (220) 를 포함한다. 일 실시 형태에서, 인코더 (220) 는 고정 레이트 소거 코드를 이용한다. 일 실시 형태에서, 고정 레이트 소거 코드는 채널 상태 정보와 스케줄 이력를 이용하하여 인코딩된 블록을 생성한다. 다른 실시 형태에서, 인코더 (220) 는 레이트리스 코드를 이용한다. 어느 한 경우에서, 송신기 (203) 는 멀티캐스트 시스템 내의 모든 수신기들 중 수신기들의 서브셋에 이 인코딩된 블록을 송신한다. 일 실시 형태에서, 레이트리스 코드는 채널 상태 정보와 스케줄 이력을 이용하여 인코딩된 블록들을 생성한다. 일 실시 형 태에서, 인코더 (220) 는 또한 소거 코드 인코더에 대하여 충분한 브로드캐스트/멀티캐스트 블록들을 축적하는 버퍼링 기능을 수행한다. 인코더 (220) 는 통상적으로, 브로드캐스트/멀티캐스트 정보가 다른 노드에서 이미 인코딩되지 않았을 때 사용된다. 다른 실시 형태에서, 시스템은 하나의 노드에서 도 2의 모든 블록들을 구현한다. 다른 실시 형태에서, 블록들과 기능들은 많은 노드에 걸쳐서 분포되는데, 이 경우 스케줄러가 인코딩된 정보를 송신하는 것을 보증하기 위해서 적절한 제어 시그널링 메커니즘이 생성된다. 일 실시 형태에서, 멀티캐스트/브로드캐스트 정보가 상주하는 소스 노드는 인코더 (220) 의 인코딩 기능을 수행하고 송신 디바이스는 단독으로 어떠한 인코딩 오퍼레이션도 수행하지 않는다. 일 실시 형태에서, 소스 노드는, 송신 디바이스가 인코더 (220) 를 통해 정보를 전달하는 것에 의존하여 브로드캐스트/멀티캐스트 정보가 이미 인코딩되었는지 여부를 송신 디바이스에 통지한다. 다른 실시 형태에서, 무선 송신 디바이스는 인코더 (220) 를 완전히 디스에이블링하고 소스 또는 어떤 다른 노드가 소거 인코딩된 (예를 들어, FEC 차단된) 브로드캐스트/멀티캐스트 메시지를 이미 보낼 것을 기대한다.
서브셋 및 송신 레이트 선택
수신기들 (노드들) 의 서브셋의 선택 및 송신 레이트를 공식화화기 위해서, 채널들이 모델링된다. 이 모델을 형식적으로 언급하기 위해서, 무선 사용자 i 에 대해 시간 t에서의 수신 신호 yi(t) 를 다음과 같이 기재할 수 있다:
Figure 112008072188851-pct00033
본원의 목적을 위해서, s(t) 는 평균 전력 제한
Figure 112008072188851-pct00034
을 갖는 송신기에 의해 보내진 멀티캐스트 메시지를 나타낸다. 사용자 i의 채널 페이딩 계수 hi는 대체로 원형의 대칭 복소 가우시안 랜덤 변수와 같이 모델링되지만, 이러한 가정을 구성할 필요는 없다. 유사하게, 부가 잡음 ni는 제로 평균 및 하나의 변수를 가진 원형적 대칭의 복소 화이트 가우시안 노이즈와 같이 일반적으로 모델링된다. 채널 페이딩 계수 hi는 시간 슬롯 동안 동일하고, 수신기 및 송신기 모두에 알려질 것으로 가정된다. hi는 슬롯에서 슬롯으로 i.i.d. 또는 서로 관련있는 방식으로 변할 수도 있다. 2명의 상이한 사용자들 i 및 j에 대하여, hi 및 hj 는 일반적으로 독립적 프로세스들 처럼 취해질 수도 있다. 반면에 부가 잡음 ni는 사용자들에 걸쳐서 i.i.d.가 되도록 항상 가정된다.
이 모델을 이용하여, 슬롯 k에서 사용하는 채널 당 용량은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112008072188851-pct00035
Figure 112008072188851-pct00036
이고 이것은 k번째 시간 실롯 동안 사용자 i에 대한 평균 신호 대 잡음비를 나타낸다. 여기서, B1 및 B2는 채널 대역폭, 간섭, 수신기 결함 등을 캡쳐하는 계수들이다. 레이트
Figure 112008072188851-pct00037
에서 송신기가 보낼 때마다, 노드 i는 슬롯 k 동안 임의의 송신된 정보를 복구할 수 없다. 대조적으로, 송신기가 그 레이트를 임의의 값
Figure 112008072188851-pct00038
로 설정한다면, 노드 i는 슬롯 k 동안 보내진 모든 정보를 복구할 수 있다.
일 실시 형태에서, 송신기는 다음과 같이 멀티캐스트 송신을 위한 레이트 적응을 수행한다. 각각의 시간 슬롯의 시작시, 송신기는 그 송신 레이트
Figure 112008072188851-pct00039
를 설정하고 그 시간 슬롯의 기간 동안 동일한 레이트로 송신을 유지한다. 따라서, n번째 시간 슬롯의 끝까지 사용자 i의 처리 용량은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure 112008072188851-pct00040
본원의 목적을 위해,
Figure 112008072188851-pct00041
는 사용자 i가 j번째 슬롯에서 성공적으로 수신할 수 있다면 1과 같고 그렇지 않으면 제로인 인디케이터 함수이다.
일 실시 형태에서,
Figure 112008072188851-pct00042
케이스에 관하여, 채널 상태는 사용자들에 걸쳐서 i.i.d.일때, 송신기는 각각의 슬롯에서 최적의 L명의 사용자들을 서빙할 송신 레이트를 선택하도록 제약된다. L은 1 내지 N의 임의의 값일 수 있지만, 일단 고정 되면, 시스템 내 사용자 수의 변하고, 채널 통계의 변할 때까지, 또는 멀티캐스트 세션 끝까지 동일한 채로 있다. 이것을 구현하기 위해서, 사용자들의 용량들은
Figure 112008072188851-pct00043
과 같이 다음 슬롯 (n+1) 의 시작시 순서화되는데, 슬롯 인덱스는 본 발명을 불분명하게 하는 것을 방지하기 위해서 생략한다. 송신기는 다음 시간 슬롯에 대한 채널 레이트를 최적의 L명의 사용자들의 그룹
Figure 112008072188851-pct00044
중 최악의 사용자의 레이트로 설정한다. R[n] 는 i.i.d. 랜덤 프로세스가 된다는 것을 주목한다. 더욱이, Ii[n] 또한, R[n]과 독립인 i.i.d. 랜덤 프로세스가 된다. 어떤 수신기가 i.i.d. 채널 통계에 주어진 L명의 최선의 사용자들 중에 똑같은 것이 있을 것이라는 사실로 인한 것이다. 따라서, 확률
Figure 112008072188851-pct00045
에서 Ii[n]=1이고 확률 (1-p)=(1-L/N)에서 Ii[n]=0이다.
이러한 경우, 송신기는 다음 식을 이용하여 장기적인 처리 용량을 최적화하는 L*을 선택한다:
Figure 112008072188851-pct00046
일 실시 형태에서, 송신기의 제어기는 각각의 사용자의 성취 가능 레이트를 다음 시간 슬롯에 대해 내림 차순으로 분류한다. 제어기는 시스템 내에서 L번째의 최선의 성취 가능 레이트 CL을 목표로 하고 송신 레이트 R=CL를 설정한다. 이 레이트 적응은 시간 슬롯에 걸친 스케줄링 결정들을 암시적으로 하고 성취 가능 용량
Figure 112008072188851-pct00047
을 가진 임의의 사용자는다음 시간 슬롯에서 송신된 블록들을 성공적으로 복구한다; 그렇지 안으면 그 사용자는 아웃티지 (outage) 에 있어 그 시간 슬롯에서 손실/소거를 관찰한다. 또한, 일 실시 형태에서, 제어기는 최적의 L*을 찾아내고 최소 사용자 처리량은 장기적으로 최대가 된다. 이것은 상기 식을 수치적으로 풀거나, 상이한 채널 통계에 대하여 시스템을 시뮬레이팅하고 L*을 선택하기 위해 최적의 프로파일들을 생성하는 것 중 어느 하나에 의해 완료될 수 있다. i.i.d. 경우에 관하여, 모든 사용자는 동일한 장기간 처리 용량을 관찰한다.
비
Figure 112008072188851-pct00048
경우에 대하여, 채널 상태가 그 사용자들에 걸쳐서 비동일하게가 변하는 것을 제외하고 독립적으로 변할 때, 공평성이 고려된다. 이 상황은 일반적으로 사용자들의 지리적인 확산으로부터 발생한다. 기지국에 가까운 사용자들은 일반적으로 보다 낮은 신호 감쇠를 가지므로 더 멀리 떨어진 사용자들 보다 양호한 평균 신호 전력을 갖는다. 일 실시 형태에서, 비례적 공평성 할당 (Proportioal-Fair Sharing) 이 사용될 수 있는데, 이는 2005년 플로리다주 마이애미, Infocom'05의 회보, M. Sharif 및 B.Hassibi의 "A Delay Analysis for Opportunistic Transmission in Fading Broadcast Channels"에 설명된다. PFS에서, 송신기는 그 사용자의 평균 용량에 의해 다음 슬롯에서 각각의 사용자의 성취 가능 용량을 정규화한다. 그러므로, 각각의 사용자는 다른 사용자들 보다는 그 자신의 평균에 대하여 경합한다. 일 실시 형태에서, PFS 메트릭의 수정된 버전이 사용된다. 이것은 아래와 같이 요약된다.
비
Figure 112008072188851-pct00049
경우에 대하여, 다음 슬롯 (n+1) 에서의 멀티캐스트 채널의 레이트를 설정하기 위해서, 제어기는 먼저 각각의 수신자 i에 대하여
Figure 112008072188851-pct00050
를 계산하는데,
Figure 112008072188851-pct00051
는 정규화 인자이다.
Figure 112008072188851-pct00052
는 과거 스케줄링 이력의 함수이고 사용자 i의 채널 품질이다. 이것은
Figure 112008072188851-pct00053
, 즉 사용자 i가 관찰하는 평균 채널 품질로 설정될 수 있다. 이것은 또한
Figure 112008072188851-pct00054
, 즉 사용자 i에 의해 관찰된 평균 처리량으로 설정될 수 있다. 다른 통상의 방법은
Figure 112008072188851-pct00055
을 취하는 방법으로,
Figure 112008072188851-pct00056
는 일반적으로
Figure 112008072188851-pct00057
에 대한 가중 계수이다. 원래의 PFS 알고리즘은 예를 들어
Figure 112008072188851-pct00058
및
Figure 112008072188851-pct00059
Figure 112008072188851-pct00060
를 설정하는데,
Figure 112008072188851-pct00061
이다. 그 후, 제어기는 정규화된 용량들을
Figure 112008072188851-pct00062
로 분류한다. 제어기는 분류 리스트에 있는 L개의 가장 높은 값들을 선택하고 세트 {1,...,N} 에서 고유한 j를 찾음으로써 수신자 인덱스 세트
Figure 112008072188851-pct00063
를 구성하여, m=1,...,L에 대하여
Figure 112008072188851-pct00064
를 만족한다. 시간 슬롯 (n+1) 에서의 멀티캐스트 채널 레이트는 다음과 같이 계산된다:
Figure 112008072188851-pct00065
항상,
Figure 112008072188851-pct00066
인 경우이고
Figure 112008072188851-pct00067
를 가지는 것이 일반적이라른 것을 주목한다. 바꾸어 말하면, 일반적으로 L명의 사용자 보다 많은 사용자가 주어진 시간 슬롯에서 스케줄링된다.
따라서, 비 I.I.D.의 경우에, 일 실시 형태에서, 최적의 L*명을 찾는 것은
Figure 112008072188851-pct00068
에 따라서 수행된다.
채널 통계가 연역적으로 알려질 때, L*은 수치적으로 계산될 수 있다. 채널 통계가 알려지지 않을 때, 시스템이 먼저 시뮬레이트되고 L*은 동적인 방식으로 온라인에서 결정될 수 있다.
성능 커브
도 3은 10dB 평균 SNR 및 100명의 사용자 시스템에서의 IID 레일리 채널 경우에 대응하는 성능 커브의 예이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자들은 시간에 걸쳐 동일한 평균 채널 통계가 보인다. 도 3으로부터 채널에서 충분한 변화가 있다면 최선 및 최악의 경우의 사용자에 대한 서빙이 차선이라는 것를 쉽게 결론내릴 수 있다. 사실상, 주어진 채널 상태 하에서, 어떤 시각에서 사용자들 중 상위 63%는 항상 서빙해야 한다 (즉, 가장 최근의 측정으로부터 63번째 최고 SNR 값을 선택하고 이에 따라서 송신 레이트를 설정한다). 확실하게, 사용자의 채널 상태가 점진적으로 변할수록 사용자들의 상위 63%가 변한다. 도 4는 매 T 슬롯들 마다 채널 모델이 업데이트되고 그 모델이 새로운 측정에 기초하여 수정될 때까지 (그 점까지) 식별된 채널 모델들에 대하여 L이 최적화되는 (예를 들어 도 4에서 L=3) 상황을 도시한다. L 그 자체는 시간에 따라 변할 수도 있는 경우 또한 고려할 수 있다. (평균) 채널 통계가 정보의 브로드캐스트에 걸쳐서 변하거나 시간 슬롯에서 시간 슬롯으로 일정한 방법들로 변한다면, 이것은 참이 된다. 다른 시나리오로, L이 고정될 수 있다.
소거 코드의 사용
각각의 수신기에 대해서 전체 브로드캐스트 정보를 복구하는 것이 바람직하다는 것을 주목한다. 스케줄러가 주어진 시간 슬롯
Figure 112008072188851-pct00069
에서 L개의 가장 강한 수신기들을 기회적으로 목표로 하고 예를 들어 정보 X를 대응하는 레이트
Figure 112008072188851-pct00070
로 송신할 때, 나머지 (M-L) 수신기들은 이것을 디코딩할 수 없다. 이러한 (M-L) 수신기들 중 어느 것이 최종적으로 스케줄링될 수 있을 때 종래 스케줄러는 나중의 송신 기회에 X를 재송신 하는데, 이들이 보다 좋은 채널 상태를 가지기 때문이다. 그러나, 이것은 기회적 멀티캐스팅에 의해 성취된 처리량 이득을 현저히 감소시킨다. 일 실시 형태에서, 이 문제점을 다루기 위해 소거 코드가 사용된다.
상술된 바와 같이, 멀티캐스트 스케줄링의 일 컴포넌트는 멀티캐스트 사용자들 모두가 정상적인 오퍼레이션들 하에서 멀티캐스트 컨텐트의 블록을 각기 모두 수신하는 것을 확인하는 것이다. 무선 멀티캐스트 시스템의 일 실시 형태에서, 스케줄러는 시스템 내의 N명의 사용자들의 적절한 서브셋을 서빙하도록 결정한다. 이 스케줄링 결정의 결과에 따라서, K명의 사용자는 현재의 시간 슬롯에서 송신된 블록들을 성공적으로 복구할 수 있다. 나머지 (N-K) 사용자들의 관점에서, 블록 소거의 버스트가 발생하는데, 버스트 길이는 슬롯 길이와 동일한 사이즈이다. 일 실시 형태에서, 본원에 기재된 기회적 멀티캐스팅 기술은 인공적 소거 채널을 생성한다. 즉, 본 발명의 일 실시 형태에서, 송신기는 X의 함수인 원래 정보 뿐만 아니라, 다른 정보 블록들의 별개의 인코딩을 보낸다. 종래의 접근과는 대조적으로, 코딩되지 않은 원래의 브로드캐스트 정보만이 스케줄링되어 보내진다. 코딩된 정보를 이용함으로써 모든 새로운 송신이 각각의 수신기에 대하여 새로워진 정보를 포함한다는 것을 높은 확률로 보증할 수 있다. 이 방법으로서, 각각의 수신된 패킷은 원래의 콘텐트로부터 새로운 정보 세그먼트를 복구하는 것을 돕는다.
따라서, 원래의 메시지 블록들을 보내는 대신에, 고정 레이트 또는 레이트리스 소거 코드를 통해 메시지 블록이 전달되고 그 대신에 소거 코드에 의해 출력된 인코딩 블록을 스케줄링한다. 일 실시 형태에서, 스케줄링 레이어를 통해 고정 레이트 및/또는 레이트리스 소거 코드가 사용된다. 일 실시 형태에서,
Figure 112008072188851-pct00071
에서 사용자는 n번째 시간 인터벌 동안 수신할 수 없다 (즉, 이들 사용자들은 스케줄링되지 않는다). 주어진 사용자가 스케줄링되지 않은 인터벌들은 블록 소거 들로 다루어진다 (즉, 스케줄링 레이어는 "제어 가능한" 가상 소거 채널처럼 작동한다). 구현 전략 및 목표 디코딩 지연에 따라서, 기존의 소거 코딩 기술들이 사용될 수도 있다. 본원의 목적을 위해서, 이러한 방식들 중 2가지가 설명되는데, 즉 고정 레이트 소거 코드 (예를 들어, Reed Solomon 코드와 같은 MDS (Maximum Distance Separable) 코드들) 및 레이트리스 코드 (예를 들어, 랩터 (Raptor) 코드들) 이다.
고정 레이트 소거 코드는 무선 채널 및 스케줄링 결정의 신중한 평가를 요구한다. 이들 상태 중 어느 것이 변한다면, 이들이 비관적인 관점에서 이미 설계되지 않는 한 그 변경들을 쉽게 조정할 수 없다. 따라서, 오퍼레이션의 최적점에 대하여 엄격한 제어가 요구되고 작은 수의 블럭들에 걸쳐서 패킷 스케줄러 전후 기지국에서 소거 코딩이 적용된다면 최선이다.
반면에, 레이트리스 코드는 매우 플렉서블하고 처리량 변동을 맹목적으로 조정할 수 있다. 상이한 수신기들이 상이한 단기간 또는 장기간의 처리량들을 관찰한다면, 각각의 수신기는 그 자신의 처리량을 달성하고 다른 사용자들에 대해 병목을 생성하지 않는다. 전체 콘텐트가 이용 가능한 원격 서버 측에서 이들은 애플리케이션 레이어에서 적용될 수 있고 또는 서버가 애플리케이션 레이어 FEC를 지원하지 않는다면 충분한 버퍼링 이후 기지국에서 적용될 수 있다. 레이트리스 코드는 또한 레이트 제한을 실시함으로써 불충분한 고정 레이트 코드로 이용될 수 있다.
제어기의 예
도 5는 고정된 레이트 또는 레이트리스 소거 코드들을 가지고 기회적 멀티캐스팅을 위한 송신기를 제어하기 위한 제어기의 일 실시 형태의 데이터 흐름도이다. 프로세싱 블록들 각각은 하드웨어 (회로, 논리 전용 등), (범용 컴퓨터 시스템 또는 전용기에서 실행되는) 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합을 포함할 수도 있는 프로세싱을 포함할 수도 있다. 이들 처리 블록들은 하나의 디바이스에 물리적으로 위치될 수 있고 또는 하나의 디바이스 이상에 물리적으로 분배될 수 있다.
도 5를 참조하면, 피드백 메커니즘은 수신기로부터 다시 채널 상태 정보 (CSI)(예를 들어, SNR 또는 SINR 측정들, 성취 가능 채널 레이트들 등) 를 수정하고 이것을 다시 송신기로 보낸다 (처리 블록 501). CSI는 처리 블록 (502) 에서 분류되고 처리 블록 (505) 에서 스케줄 이력의 일부로서 기억된다. 일 실시 형태에서, 스케줄러 이력은 적어도, 수신기들이 여태까지 (또는 최후 T 초, 이포크 동안) 스케줄링되었던 정보와, 각각의 수신기의 평균 처리량 (이것은 윈도우된/필터링된 처리량일 수 있다) 이 어떻게 되었는지를 포함한다. 일 실시 형태에서, 제어기는 CSI 측정의 이력을 기억하여 (처리 블록 504) 그 시스템 내의 수신기들의 수, 그들의 이동성, 위치 등에 의존하는 네트워크 구성의 현재의 스냅샷에 대한 채널 모델을 형성하고 업데이트한다. 일 실시 형태에서, 제어기는 각각의 사용자의 성취 가능 채널 레이트의 통계를 기억한다. 이것은 적어도 2가지 방법으로 완성될 수 있다. 한 방법에서, 송신기는 수신된 신호대 간섭 및 노이즈 율에 관하여 CSI 정보와 이력을 얻어 각각의 수신기의 성취 가능 채널 레이트를 결정한다. 다른 방법으로, 송신기는 수신기들에서의 성취 가능 레이트에 관하여 그 수신기들로부터 피드백을 직접적으로 수신한다.
내림 차순의 현재 채널 상태 정보의 분류 어레이 및 모델이 주어지고, 제어기는 수신기들 L의 최적의 수에 기초하여 수신기들 L (503) 의 최적의 수를 결정하고, 목표 CSI를 선택하여 송신 레이트를 설정한다 (처리 블록 520). 채널 모델은 시간에 걸쳐서 상당히 발전될 수 있기 때문에, 일반적으로 최적의 L 값 또한 시변이다. 일 실시 형태에서, 목표된 수의 수신자가 추정 또는 일부 확률적 목표 그 자체인 경우에서, 최적의 "L" 은 또한 과거 정보의 추정 또는 정확도의 신뢰성을 고려한다.
일 실시 형태에서, 모든 수신자들로부터 CSI의 분류 어레이에서 목표 CSI를 선택하는 것은 어느 수신자의 서브셋이 다음 시퀀스의 송신에서 수신하는 것을 목표로 하는지를 결정한다. 이들 수신자들이 그 채널 상태들에서 높은 변동을 경험하지 않는다고 가정하면, 다음 시퀀스의 송신을 위해 목표된 사용자들의 서브셋이 송신을 수신하도록 암시적으로 스케줄링된다.
다른 실시 형태에서, 제어기는 수신자들을 분류하고 수신자들의 목표된 서브셋을 결정하기 위해서 현재의 CSI 보다는 현재 CSI 및 과거 CSI 이력의 함수를 사용한다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 각각의 사용자의 가장 최근의 SNR 측정이 여태까지 관찰된 그 평균 SNR에 대하여 정규화되고, 그런 다음 송신기는 정규화된 SNR을 이용하여 수신자들을 분류한다. 다른 실시 형태에서, 현재 CSI 및 과거 CSI 이력은 현재 시간 슬롯 및 과거 시간 슬롯에 대해 성취 가능 송신 레이트들로 매핑된다. 다른 경우, 일 실시 형태에서, 사용자들은 그들의 현재 성취 가 능 레이트들 (또는 정규화된 레이트) 에 대하여 직접 분류되는데, 이 레이트는 일반적으로 채널 상태 정보의 자명하지 않은 함수 (non-trivial function) 이다. 그런 다음, 목표된 수신기들의 서브셋에 대한 결정을 위해서 송신 레이트의 순서가 이용된다. 유사하게, 다른 실시 형태에서, 일단 현재 성취 가능 레이트와 레이트 이력이 계산되면, 사용자들은 각각의 사용자의 피크 송신 레이트에의 근접에 관하여 측정되고 그런 다음 그에 따라서 제어기에 의해 우선화된다. 일 실시 형태에서, 그 평균 채널 레이트에 대하여 사용자의 현재 채널 레이트를 정규화함으로써 측정된다. 다른 실시 형태에서, 사용자의 현재 채널 레이트는 그 평균 처리량에 대하여 정규화된다. 평균 처리량은 시간 윈도우에 걸쳐서 가중된 평균 만큼 계산될 수 있는데, 최근의 시간 슬롯들 동안 성취된 처리량 값들은 평균 계산에서 보다 높은 가중을 갖는다. 이 예들은 CSI 및 성취 가능 레이트들의 다른 함수들로 확장될 수 있다. 또한, 송신기 및 수신기에서의 사용자 당 스케줄링 사이 시간들, 사용자당 버퍼 백로그들 (backlogs) 을 명시적으로 이용하여 현재 최고 채널 품질에 있는 사용자들을 분류할 수 있다.
일 실시 형태에서, 제어기는 시간에 걸쳐서 이들 서브셋들의 트랙을 유지하고 지금까지 이미 송신된 정보는 스케줄 이력 (505) 을 형성하기 위해 사용된다. 다른 실시 형태에서, 제어기는 또한, 스케줄 이력 (505) 을 수정하기 위해서 어떤 정보가 수신되었는지 또는 수신되지 않았는지에 대하여 수신기들로부터 직접적으로 피드백을 수신할 수 있다.
일 실시 형태에서, (예를 들어, 과거 L개의 값들 및 CSI 이력을 합친) 과거 이력들은 최적의 L을 선택하는 결정에 사용될 수 있다. 이 정보는 스케줄 이력 (505) 에 의해 제공된다.
일 실시 형태에서, 원래의 콘텐트 (510) 는 소거 또는 레이트리스 인코더 (511) 를 이용하여 인코딩 블록들 (512)(예를 들어, 비트들, 심볼들, 패킷들 등) 을 생성하기 위해서 고정 레이트 또는 레이트리스 소거 코드를 통해 전달되는데, 소거 코드의 레이트를 선택하도록 CSI 이력이 사용된다. 그런 다음, 다음 채널 (530) 을 통해 무선 수신기를 위해 목표된 CSI (즉, 수신기들의 서브셋) 에 의해 이미 결정된 송신 레이트로, 인코딩 블록들 (512) 이 송신기의 물리 계층으로 전달된다. 다른 실시 형태에서, 각각 성공적으로 복구된 인코딩 블록이 새로운 정보를 어떤 수신기로 전달하는 이 인코딩 블록들 (502) 은 레이트리스 코드들에 의해 생성되는데, 그 새로운 정보는 의미 그대로 중복된 것이 아닌 혁신적인 어떤 수신 정보이다 (즉, 지금까지 수신된 정보 비트로부터 복수될 수 없다).
일 실시 형태에서, 스케줄 이력 (505) 은 원래의 콘텐트 (510) 및 CSI 이력 (504) 과 함께 소거 코드/레이트리스 코드 인코더 (511) 에 대한 입력으로서 사용된다. 보다 명확하게는, 수신기에 의해 이미 복구되지 않은 멀티캐스트 콘텐트의 코딩되지 않은 블록들을 기억하기 위해서 각각의 수신기에 대한 큐를 유지할 수 있다 (스케줄링 이력 및 과거 인코딩들로 부터 어느 블록들이 아직도 복구되지 않았는지 또는 수신기들이 이 정보를 명시적으로 피드백할 수 있는지를 즉시 알 수 있다). 그런 다음, 인코더는 현재 스케줄링된 수신기들의 이들 큐들에 걸쳐서 어느 인코딩이 최선의 정보를 전달할 수 있는지를 필요로 한다. 예를 들어, 송 신기는 제 1 시간 슬롯에서 x (코딩되지 않은 정보) 를 스케줄링하고 수신기들 (A 및 B) 은 이것을 복구하지만 수신기 (C) 는 그렇지 않다. 추측컨대, 제 2 슬롯에서 수신기들 (B 및 C) 을 위한 (다시 코딩되지 않은) y를 스케줄링한다. 수신기들 (A 및 C) 이 현재 슬롯에서 스케줄링된다면, 인코딩 (x+y) 은 수신기 (A) 가 y를 복구하고 수신기 (C) 가 x를 복구한다는 것을 보증할 수 있다. 이 방법에서, 현재 슬롯에서의 스케줄링 이력이 사용될 뿐만 아니라 현재 슬롯에서 어느 수신기가 스케줄링된다.
다른 실시 형태에서, 레이트리스 코드들의 사용이, 높은 확률의 혁신적인 정보를 가진 스케줄 이력 (505) 이 보내지는 것과 상관없다는 것을 보증할 수 있는 경우에는 스케줄 이력 (505) 이 사용되지 않는다.
상이한 실시 형태에서, 각각의 채널은 시간 슬롯, 주파수 부대역, 확산 코드, 또는 하나 이상의 이들 채널화 기술들의 조합에 대응할 수 있다. 주어진 수신기 또는 많은 수신기들에 대한 채널 품질들의 변화가 시간 영역, 주파수 영역 (예를 들어, OFDM 부대역), 코드 영역 (예를 들어, CDMA 확산 코드), 또는 이들 영역의 임의의 서브셋에 존재할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시 형태와 연관된 수 많은 이득들이 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 형태들은 기회적 멀티캐스팅 및 코딩을 조합함으로써 일 송신기에서 많은 수신기들로 정보를 브로드캐스팅하기 위해 사용자 및 시스템 처리량을 증대시킨다. 일반적인 종래의 시스템 최악의 경우의 사용자를 목표로 하여 송신 레이트를 적응시킨다. 기회적 멀티캐스팅 특징은 사용자의 보다 작은 서브셋에 초점을 맞추는 대신에 매우 높은 순간 송신 레이트들을 달성할 수 있게 한다. 문헌에서 기회적 멀티캐스팅에 대해 제안된 해결은, 수신기들이 지금까지의 특정 패킷을 아직 수신하지 않은 트랙을 암시적 및 명시적으로 유지함으로써 패킷 스케줄링 문제를 개별적으로 해결하여 이후의 송신 기회에 그 패킷을 재송신하므로 리소스를 낭비한다. 또한, 중간 사용자에 초점을 맞춤으로써 기회적 멀티캐스팅에 관한 하나의 경우에만 초점을 맞춘다. 반면에, 본 발명의 일 실시 형태는 코딩 패킷들의 부가적인 메커니즘과 스케줄링 오퍼레이션을 단순화를 이용한다.
더욱이, 본 발명의 일 실시 형태는 레이트 적응을 위한 최적의 목표 CSI를 더 계산함으로써 기회적 멀티캐스팅 성능을 최적화한다. 또한 고정된 레이트 소거 코드 보다는 인코딩 단계에서 레이트리스 코드들을 이용하는 것은 수신기들로 하여금 단기적으로 더 높은 처리량을 갖게 하는 이점을 취한다. 또한, 본 발명의 일 실시 형태는 문헌에서 기회적 멀티캐스팅을 위해 제안된 종래 스케줄러들의 지수적 시간 (exponential time) 과는 반대로 스케줄링 (소거/레이트리스 코드 인코더들로 인한 폴리노미얼 시간) 의 관점에서 매우 낮은 복잡성을 갖는다.
컴퓨터 시스템의 예
도 6은 본원에 설명된 하나 이상의 오퍼레이션을 수행할 수도 있는 대표적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다. 도 6을 참조하면, 컴퓨터 시스템 (600) 은 대표적인 클라이언트 또는 서버 컴퓨터 시스템을 포함할 수도 있다. 컴퓨터 시스템 (600) 은 통신 메커니즘 또는 정보를 통신하기 위한 버스 (611) 와, 정보를 처리하 기 위해 버스 (611) 과 커플링된 프로세서 (612) 를 포함한다. 프로세서 (612) 는 마이크로프로세서를 포함하지만 PentiumTM, PowerPCTM, AlphaTM 등과 같은 마이크로 프로세서로 제한되는 것은 아니다.
시스템 (600) 은 프로세서 (612) 에 의해 실행되는 명령들 및 정보를 기억하기 위해 버스 (611) 에 커플링된 RAM (Random Access Memory), 또는 (주기억 장치로 지칭되는) 다른 동적 기억 장치 (604) 를 더 포함한다. 주기억 장치 (604) 는 또한, 프로세서 (612) 에 의한 명령들의 실행 동안 임시 변수들 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위해 사용될 수도 있다.
컴퓨터 시스템 (600) 은 또한, 프로세서 (612) 를 위한 명령들 및 정적 정보를 기억하기 위한 버스 (611) 에 커플링된 다른 정적 기억 장치 (606) 및/또는 ROM (Read Only Memory) 과, 마그네틱 디스크 또는 광학 디스크, 및 대량 기억 장치에 해당하는 디스크 드라이브와 같은 데이터 기억 장치 (607) 를 포함한다. 데이터 기억 장치 (607) 는 정보 및 명령들을 기억하기 위해 버스 (611) 에 커플링된다.
컴퓨터 시스템 (600) 은 정보를 컴퓨터 사용자에게 디스플레이하기 위한 버스 (611) 에 커플링된, CRT (음극선관) 또는 액정 디스플레이 (LCD) 와 같은 디스플레이 장치 (621) 에 더 커플링될 수도 있다. 문자 숫자식 키 및 다른 키들을 포함하는 문자 숫자식 입력 장치 (622) 또한, 프로세서 (612) 로 정보 및 명령어 선택들을 통신하기 위해 버스 (611) 에 커플링될 수도 있다. 부가적인 사용자 입력 장치는, 지시 정보 및 명령어 선택들을 프로세서 (612) 로 통신하고 디스플레이 (621) 상에서 커서 움직임을 제어하기 위해 버스 (611) 에 커플링되는 마우스, 트랙볼, 트랙패드, 스타일러스, 또는 커서 방향 키들과 같은 커서 제어 디바이스 (623) 이다.
버스 (611) 에 커플링될 수도 있는 다른 장치는 페이퍼, 필름과 같은 매체, 또는 매체와 비슷한 유형들 상에 정보를 마킹하기 위해 사용될 수도 있는 하드 카피 디바이스 (624) 이다. 버스 (611) 에 커플링될 수도 있는 다른 장치는 전화 또는 휴대용 팜 (palm) 장치와 통신하기 위한 유/무선 통신 캐퍼빌러티 (625) 이다.
시스템 (600) 의 컴포넌트들 중 어떤 것 또는 전부, 및 연관된 하드웨어가 본 발명에 사용될 수도 있다는 것을 주목한다. 그러나, 컴퓨터 시스템의 다른 구성들은 이 장치들 중 일부 또는 전부를 포함할 수도 있다는 것을 이해할 수 있다.
본 발명의 많은 대안들 및 수정들이 있다는 것은 앞의 상세한 설명을 읽은 본 기술의 숙련된 기술자에게 명확하다는 것은 의심의 여지가 없으므로, 예증으로서 도시되고 설명된 임의의 특정한 실시 형태는 제한하고자 의도하는 것이 아니라는 것이 이해한다. 따라서, 다양한 실시 형태들의 상세한 설명들에 대한 언급은 본 발명에 필수적인 것으로 여겨진 이들 특징들을 열거하는 청구 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.

Claims (30)

  1. 복수의 수신기를 갖는 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치로서,
    상기 복수의 수신기로부터 수신된 채널 상태와 레이트 정보 중 적어도 하나를 저장하기 위한 스토리지;
    각각의 송신 시간 슬롯에 대해 상기 복수의 수신기 중 수신기들로 브로드캐스트 채널을 통해 정보를 브로드캐스트하는 송신기; 및
    상기 스토리지 및 상기 송신기에 커플링되어, 상기 송신기로 하여금 상이한 송신 시간 슬롯들에 대해 상이한 레이트들로 송신하게 하도록 상기 송신기의 송신 레이트를 적응시키는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는, 각각의 송신 시간 슬롯에 대한 상기 복수의 수신기들의 분류 리스트로부터 수신기들의 서브셋을 결정하며, 상기 브로드캐스트 채널과 연관되고 상기 복수의 수신기로부터 수신된 채널 상태 정보에 기초하고, 상기 수신기들의 서브셋에 기초하여, 상기 송신기가, 상기 정보를 상기 수신기들의 서브셋으로 브로드캐스트 방식으로써 브로드캐스트하는 송신 레이트를 셋팅하도록 동작 가능하며,
    상기 분류 리스트는, 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 각각의 수신기의 성취 가능 레이트에 기초하여 분류되며,
    상기 수신기들의 서브셋은, 주어진 채널 상태 정보 이력에서 상기 각각의 송신 시간 슬롯 동안 상기 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하는 것을 목표로 하는 수신기들이며,
    상기 송신 레이트는, 상기 복수의 수신기들 중 상기 수신기들의 서브셋에 있지 않은 수신기들이 상기 각각의 송신 시간 슬롯에서 블록의 소거들을 주시하는 것이 허용되는 동안, 상기 수신기들의 서브셋에서의 수신기들이 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 브로드캐스트 정보를 성공적으로 복구할 수 있도록, 상기 수신기들의 서브셋에 대해 가장 낮은 성취 가능 레이트이며,
    상기 제어기는, 상이한 시간 슬롯들에 걸쳐 상이한 수신기들의 서브셋을 목표로 함에 의해 야기된 소거들에 대하여 인코딩된 블록들을 수신한 후에, 상기 브로드캐스트 정보가 상기 복수의 수신기들 중 모든 수신기들에 의해 복구될 수 있도록, 고정 레이트 소거 코드 및 레이트리스 코드로 구성된 그룹 중 하나를 이용하여 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 상기 브로드캐스트 정보로부터 인코딩된 블록들을 생성하는 인코더를 포함하며,
    상기 송신기는 상기 인코딩된 블록들을 상기 수신기들의 서브셋들로 송신하도록 동작가능한, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제어기에 의해 선택된 상기 수신기들의 서브셋 중에서 최악의 채널 조건을 만족하도록 상기 송신기의 상기 송신 레이트를 설정함으로써 상기 송신기의 송신 레이트들을 적응시키는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    분류 리스트를 생성하기 위해 개별 채널 상태 정보에 기초하여 상기 복수의 수신기를 분류하고;
    상기 분류 리스트에서의 값을 순서 정보에 기초하여 결정하고;
    과거의 채널 상태 정보 이력과 송신들의 스케줄 중 적어도 하나가 상기 복수의 수신기 중 모든 수신기들과 연관되면, 상기 분류 리스트에서의 상기 값 이상의 성취 가능 송신 레이트를 갖는 모든 수신기들을 포함하도록 수신기들의 서브셋을 결정함으로써,
    상기 수신기들의 서브셋을 식별하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 수신기의 상기 채널 상태 정보에 기초하여 함수를 계산하고 상기 함수를 계산한 결과에 대하여 상기 복수의 수신기 중 상기 수신기들을 분류하도록 동작 가능한, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 복수의 수신기 중 수신기들에 대한 송신들의 과거 스케줄링과 관련된 정보 및 채널 상태 정보에 기초하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 과거 스케줄링과 관련된 정보는 상기 수신기들 각각에 대한 평균 처리량을 포함하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 복수의 수신기 중 각각의 수신기의 용량에 대응하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 함수는 확대된 용량에 관하여 각각의 수신기의 용량에 대응하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 함수는 상기 수신기의 처리량에 관하여 각각의 수신기의 용량에 대응하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    다음 시간 슬롯에 대해 일 순서 (an order) 로 상기 복수의 수신기 중 각각의 수신기의 성취 가능 레이트들을 일 리스트 (a list) 로 분류하고;
    상기 리스트에서 일 수신기의 일 성취 가능 레이트와 동일한 상기 송신 레이트를 설정함으로써,
    상기 수신기들의 서브셋을 선택하고,
    상기 일 성취 가능 레이트는, 미리 결정된 수의 수신기들과 연관된, 상기 리스트에서 가장 높은 성취 가능 레이트들을 포함하는 그룹 내의 가장 낮은 성취 가능 레이트가 되고; 상기 송신 레이트를 설정하는 것은, 상기 설정된 송신 레이트 이상으로 신뢰성있는 송신 레이트를 갖는 수신기들에 대한 상기 다음 시간 슬롯 동안 데이터의 송신을 스케줄링하는 것을 더 포함하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    일 시간 슬롯 동안 발생할 적어도 하나의 멀티캐스트 송신을 포함하는 멀티캐스트 송신들을 위한 레이트 적응을 수행하고;
    상기 송신기의 송신 레이트를 설정함으로써,
    상기 송신기의 송신 레이트들을 적응시키고,
    상기 송신 레이트는 상기 시간 슬롯에서 L명의 사용자들을 서빙하는 레이트가 되고; 또한 상기 송신기는 상기 시간 슬롯의 전체 지속기간 동안 상기 송신 레이트에서 송신하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    각각의 수신기에 대한 채널 당 용량을 계산하고;
    상기 수신기들의 그룹에 대한 상기 채널 당 용량들의 정규화된 버전들을 분류하고;
    상기 분류에 기초하여 상기 수신기들의 분류된 그룹으로부터 미리 결정된 수의 수신기들을 선택하도록 동작 가능하고,
    상기 송신 레이트는 상기 미리 결정된 수의 수신기들 중 수신기들의 송신 레이트들 중에서 가장 낮은 송신 레이트들에 따라서 설정되는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 레이트 소거 코드는 상기 인코딩된 블록들을 생성하기 위해서 상기 채널 상태 정보와 스케줄 이력을 이용하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이트리스 코드는 상기 인코딩된 블록들을 생성하기 위해서 상기 채널 상태 정보와 스케줄 이력을 이용하는, 무선 멀티캐스트 시스템에서 이용하는 장치.
  18. 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 정보를 보내는 송신기;
    상기 브로드캐스트 채널을 통해 송신들을 수신하는 복수의 노드들; 및
    상기 송신기로 하여금 수신기로부터 수신된 채널 상태 및 목표로한 신뢰성에 의존하여 상이한 레이트들로 송신하게 하도록 레이트 적응을 수행하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는, 각각의 송신 시간 슬롯에 대한 상기 복수의 수신기들의 분류 리스트로부터 수신기들의 서브셋을 결정하며, 상기 브로드캐스트 채널과 연관되고 상기 복수의 수신기로부터 수신된 상기 채널 상태 정보에 기초하고, 상기 수신기들의 서브셋에 기초하여, 상기 송신기가, 상기 정보를 상기 수신기들의 서브셋으로 브로드캐스트 방식으로써 브로드캐스트하는 송신 레이트를 셋팅하고, 상기 제어기는, 상이한 시간 슬롯들에 걸쳐 상이한 수신기들의 서브셋을 목표로 함에 의해 야기된 소거들에 대하여 인코딩된 블록들을 수신한 후에, 상기 브로드캐스트 정보가 상기 복수의 수신기들 중 모든 수신기들에 의해 복구될 수 있도록, 고정 레이트 소거 코드 및 레이트리스 코드로 구성된 그룹 중 하나를 이용하여 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 상기 브로드캐스트 정보로부터 충분한 수의 인코딩된 블록들을 생성하고, 상기 송신기로 하여금 상기 인코딩된 블록들을 송신하도록 하며,
    상기 분류 리스트는, 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 각각의 수신기의 성취 가능 레이트에 기초하여 분류되며,
    상기 수신기들의 서브셋은, 주어진 채널 상태 정보 이력에서 상기 각각의 송신 시간 슬롯 동안 상기 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하는 것을 목표로 하는 수신기들이며,
    상기 송신 레이트는, 상기 복수의 수신기들 중 상기 수신기들의 서브셋에 있지 않은 수신기들이 상기 각각의 송신 시간 슬롯에서 블록의 소거를 주시하는 것이 허용되는 동안, 상기 수신기들의 서브셋에서의 수신기들이 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 브로드캐스트 정보를 성공적으로 복구할 수 있도록, 상기 수신기들의 서브셋에 대해 가장 낮은 성취 가능 레이트인, 무선 멀티캐스트 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 송신 기회에 수신기들의 서브셋을 목표로 함으로써 레이트 적응을 제공하고, 송신 레이트는 상기 목표로 하는 서브셋의 상기 수신기들 중에서 최악의 채널 조건을 만족하도록 설정되는, 무선 멀티캐스트 시스템.
  20. 무선 멀티캐스트 시스템 내의 복수의 수신기의 채널 상태 정보를 수신하는 단계; 및
    송신기로 하여금 상이한 송신 시간 슬롯들에 대해 상이한 레이트들로 송신하게 하도록 상기 송신기의 송신 레이트들을 적응시키는 단계를 포함하며,
    상기 송신기의 송신 레이트들을 적응시키는 단계는,
    각각의 송신 시간 슬롯에 대한 상기 복수의 수신기들의 분류 리스트로부터 수신기들의 서브셋을 결정하는 단계로서,상기 분류 리스트는, 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 각각의 수신기의 성취 가능 레이트에 기초하여 분류되며, 상기 수신기들의 서브셋은, 주어진 채널 상태 정보 이력에서 상기 각각의 송신 시간 슬롯 동안 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하는 것을 목표로 하는 수신기들인, 상기 수신기들의 서브셋을 결정하는 단계;
    상기 복수의 수신기들 중 상기 수신기들의 서브셋에 있지 않은 수신기들이 상기 각각의 송신 시간 슬롯에서 블록의 소거들을 주시하는 것이 허용되는 동안, 상기 수신기들의 서브셋에서의 수신기들이 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 브로드캐스트 정보를 성공적으로 복구할 수 있도록, 브로드캐스트 채널과 연관되고 상기 복수의 수신기로부터 수신된 상기 채널 상태 정보에 기초하고 각각의 송신 시간 슬롯 동안 상기 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 송신을 신뢰성있게 수신하는 것을 목표로하는 상기 복수의 수신기 중 수신기들의 서브셋에 기초하여, 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 브로드캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 방식으로써 상기 복수의 수신기로 정보를 브로드캐스트하는 송신기의 송신 레이트를 결정하는 단계
    상이한 시간 슬롯들에 걸쳐 상이한 수신기들의 서브셋을 목표로 함에 의해 야기된 소거들에 대하여 인코딩된 블록들을 수신한 후에, 상기 브로드캐스트 정보가 상기 복수의 수신기들 중 모든 수신기들에 의해 복구될 수 있도록, 고정 레이트 소거 코드 및 레이트리스 코드로 구성된 그룹 중 하나를 이용하여 상기 각각의 송신 시간 슬롯에 대해 상기 브로드캐스트 정보로부터 인코딩된 블록들을 생성하는 단계; 및
    송신기를 이용하여 상기 인코딩된 블록들을 무선 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 송신기의 송신 레이트들을 적응시키는 단계는, 상기 수신기들의 서브셋 중에서 최악의 채널 조건을 만족하도록 상기 송신기의 상기 송신 레이트를 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 삭제
  23. 제 20 항에 있어서,
    분류된 리스트를 생성하기 위해 개별 채널 상태 정보에 기초하여 복수의 수신기를 분류하는 단계;
    상기 분류된 리스트에서의 값을 순서 정보에 기초하여 결정하는 단계; 및
    과거의 채널 상태 정보 이력과 송신들의 스케줄 중 적어도 하나가 상기 복수의 수신기 중 모든 수신기들과 연관되면, 상기 분류 리스트에서의 상기 값 이상의 성취 가능 송신 레이트를 갖는 모든 수신기들을 포함하도록 수신기들의 서브셋을 결정하는 단계에 의해,
    상기 수신기들의 상기 서브셋을 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 수신기 중 각각의 수신기의 성취 가능 레이트들을 다음 시간 슬롯에 대해 일 순서로 일 리스트로 분류하는 단계; 및
    상기 리스트에서 일 수신기의 일 성취 가능 레이트와 동일한 상기 송신 레이트를 설정하는 단계에 의해,
    상기 수신기들의 서브셋을 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 일 성취 가능 레이트는, 미리 결정된 수의 수신기들과 연관된, 상기 리스트 내의 가장 높은 성취 가능 레이트들을 포함하는 그룹 내의 가장 낮은 성취 가능 레이트가 되고; 상기 송신 레이트를 설정하는 단계는, 상기 설정된 송신 레이트 이상으로 신뢰성있는 송신 레이트를 갖는 수신기들에 대한 다음 시간 슬롯을 위한 데이터의 송신을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 송신기의 송신 레이트들을 적응시키는 단계는,
    일 시간 슬롯 동안 발생할 적어도 하나의 멀티캐스트 송신을 포함하는 멀티캐스트 송신들을 위한 레이트 적응을 수행하는 단계;
    상기 송신기의 송신 레이트를 설정하는 단계로서, 상기 송신 레이트는 상기 시간 슬롯에서 L명의 사용자들을 서빙하는 레이트가 되는 상기 설정 단계; 및
    상기 시간 슬롯의 전체 지속기간 동안 상기 송신 레이트에서 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    각각의 수신기에 대한 채널 당 용량을 계산하는 단계;
    상기 수신기들의 그룹에 대한 상기 채널 당 용량들의 정규화된 버전들을 분류하는 단계; 및
    상기 분류에 기초하여 수신기들의 상기 분류된 그룹으로부터 미리 결정된 수의 수신기들을 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 송신 레이트는 상기 미리 결정된 수의 수신기들 중 수신기들의 송신 레이트들 중에서 가장 낮은 송신 레이트들에 따라서 설정되는, 방법.
  27. 삭제
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 고정 레이트 소거 코드는 상기 인코딩된 블록들을 생성하기 위해 상기 채널 상태 정보 및 스케줄 이력을 이용하는, 방법.
  29. 삭제
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 레이트리스 코드는 상기 인코딩된 블록들을 생성하도록 상기 채널 상태 정보 및 스케줄 이력을 이용하는, 방법.
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