KR101169918B1 - 공간분할 다중화가 가능한 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 네트워크에서 순방향 스케줄링 장치 및 방법 - Google Patents

공간분할 다중화가 가능한 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 네트워크에서 순방향 스케줄링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 OFDMA 방식의 무선 네트워크에서 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 SDMA 방식을 사용하는 OFDMA 방식의 무선 네트워크에서 스케줄링 장치 및 방법에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 스케줄러는 무선 네트워크에서 공간적으로 향하는 빔들을 이용하여 복수의 가입자국들로의 OFDMA 신호들의 순방향 전송들을 스케줄링한다. 상기 스케줄러는 주파수, 시간 및 공간의 함수에 의해 순방향 전송들을 스케줄링한다. 상기 스케줄러는 또한 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국들과 관련된 제 1 널 스페이스(Null space)를 기준으로 제 1 가입자국으로의 순방향 전송들을 스케줄링한다.
공간분할 다중화, OFDMA 스케줄링, 무선 네트워크.

Description

공간분할 다중화가 가능한 직교 주파수 분할 다중 접속 무선 네트워크에서 순방향 스케줄링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DOWNLINK SCHEDULING IN A SDMA-ENABLED OFDMA WIRELESS NETWORK}
도 1은 순방향 스케줄러를 적용한 무선 네트워크의 일 예를 도시하는 도면.
도 2는 SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘을 적용한 기지국의 내부 구성을 도시하는 도면.
도 3은 빔포밍 기술들을 이용하여 순방향 채널 트래픽의 전송을 도시하는 도면.
도 4는 SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘을 도시하는 흐름도.
본 발명은 일반적으로 무선 네트워크에 관한 것으로, 특히 OFDMA 무선 네트워크에서 공간 분할 다중 접속(Spatial Division Multiple Access : 이하 "SDMA"라 함) 순방향 채널(순방향) 전송을 스케줄링하는 방식에 관한 것이다.
무선 네트워크에서 순방향 채널의 처리율은 상기 무선 네트워크의 기지국들에 의해서 구현되는 스케줄링 알고리즘에 의해 크게 영향을 받는다. 기지국들로부터 가입자국들(또는 이동국들, 이동 단말기들 등)로의 음성 및 데이터 트래픽(Traffic) 전송을 스케줄링하기 위해 많은 알고리즘이 개발되었다. 상기 스케줄링 알고리즘들은 순방향 채널에서의 트래픽을 수신하기 위해 통상적으로 각각의 가입자국에 하나의 시간 슬롯(Slot), 하나의 주파수, 또는 하나의 코드(예를 들어 월쉬 코드)를 할당하거나, 상기 요소들의 조합을 할당한다.
여러 가지 종류의 무선 프로토콜들에 대해 여러 가지 종류의 스케줄링 알고리즘이 있다. 따라서, SDMA 네트워크들, 시간 분할 다중 접속(Time Division Multiple Access) 네트워크들, 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 이하 "OFDM"이라 칭함) 네트워크들, 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : 이하 "OFDMA"이라 칭함) 네트워크들, 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access) 네트워크들 등에 대해 고유한 스케줄러들과 스케줄링 알고리즘들이 있다.
OFDMA 기술과 SDMA 기술들 모두를 실시하기 위해 제안된 와이브로(WiBro) 표준과 IEEE-802.16d/e 표준과 같은 새로운 무선 기술 표준들이 개발되고 있다. 따라서, 네트워크 기지국은 빔-포밍(Beam-forming) 기술들(예를 들어, SDMA)을 이용하여 전송되는 다수의 캐리어(carrier)들을 통해 가입자국들(또는 이동국들, 이동 단말기들 등)로 전송할 수 있다.
그러나 종래의 어떠한 스케줄러와 스케줄링 알고리즘도 구체적으로 공간 분 할 다중 접속 가능한 직교 주파수 분할 다중 접속(SDMA-OFDMA) 순방향 시스템을 직접적으로 개시하지 않았다.
따라서, SDMA가 가능한 OFDMA 방식의 무선 네트워크에서 사용되는 향상된 스케줄러에 대한 기술의 필요성이 대두된다.
따라서 본 발명의 목적은 SDMA 방식을 사용할 수 있는 OFDMA 방식의 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 효율적으로 SDMA 방식을 사용할 수 있는 OFDMA 스케줄링 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 스케줄러는 무선 네트워크에서 공간적으로 향하는 빔들을 이용하여 복수의 가입자국들로의 OFDMA 신호들의 순방향 전송들을 스케줄링한다. 상기 스케줄러는 주파수, 시간 및 공간의 함수에 의해 순방향 전송들을 스케줄링한다. 상기 스케줄러는 또한 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국들과 관련된 제 1 널 스페이스(Null space)를 기준으로 제 1 가입자국으로의 순방향 전송들을 스케줄링한다.
본 발명의 다른 실시 예에서, 기지국은 무선 네트워크에서 복수의 가입자국들과 통신한다. 상기 기지국은 상기 다수의 가입자국들로 순방향 OFDMA 신호들을 전송할 수 있는 송수신기와; 공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 상기 순방향 OFDMA 신호들을 상기 복수의 가입자국들로 전송할 수 있는 안테나 배열(Antenna Array)과; 상기 공간적으로 지향된 전송 빔들을 이용하여 상기 복수의 가입자국들로 순방향 전송을 스케줄링할 수 있는 스케줄링 제어기를 포함한다. 상기 스케줄링 제어기는 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국들과 관련 있는 제 1 널 스페이스를 기준으로 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하기 위해 복수의 가입자국들 중에서 제 1 가입자국을 스케줄링한다.
본 발명은 무선 네트워크에서 복수의 가입자국들과 통신하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 제 1 시간-주파수 슬롯에서 적어도 하나 이상의 가입자국으로 순방향 OFDMA 신호들을 전송하는 과정과; 적어도 하나 이상의 가입자국들과 관련된 제 1 널 스페이스를 결정하는 과정과; 상기 제 1 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하기 위해 제 1 가입자국을 스케줄링하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 또한 가장 높은 우선순위를 가지는 복수의 가입자국들 중에서 제 2 가입자국을 결정하는 과정과, 상기 제 1 가입자국과 상기 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 2 널 스페이스를 결정하는 과정과; 상기 제 2 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 복수의 가입자국들 중에서 제 3 가입자국을 스케줄링하는 과정을 포함한다.
본 발명의 "발명의 상세한 설명" 부분을 기술하기 전에 먼저, 본원 특허 출원 명세서에서 사용되는 특정 용어 또는 구문에 대해 설명을 하는 것이 바람직할 것이다. 여기서 사용되는 "포함한다", "구성한다" 또는 그에 상응하는 단어는 제한 없는 포함관계를 의미한다. 용어 "또는"은 "및/또는"을 의미하는 포함관계를 말한다. 어구 "관련되는", "그것과 관련되는" 또는 이것의 상응하는 어구는 "포함하는", "...내에서 포함되는", "상호 관련되는", "..에, 또는 ..와 접속하는", "...에, 또는 ...와 함께 결합하는", "...와 통신가능한", "...와 협력하는", "...사이에", "병렬하는", "...에 근접하는", "...에 또는 ...와 함께 묶인", "갖는", "... 특성을 갖는" 등을 의미한다. 용어 "제어기"는 하나 이상의 동작을 제어하는 장치, 시스템 또는 그 부품을 의미하며, 이러한 장치는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어나, 그 밖에도 이들의 2가지 이상의 조합으로 구현된다. 특정 제어기와 관련된 기능성은 집중적일 수도 있고, 이산적일 수도 있으며, 또한 국부적일 수도 있고, 원격적일 수도 있다. 특정 단어 또는 문구에 대한 정의는 본 출원명세서 전반에 걸쳐 제공되며, 당해 분야의 통상의 기술자라면 대부분, 또는 대부분이 아니더라도, 이러한 정의가 본 명세서 이전에 이미 사용된 것이거나 이후 사용에 적용될 수 있는 것임을 이해할 수 있을 것이다.
이하 본 발명의 명확한 이해와 이점을 위해 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의한다.
본 발명의 원리를 설명하기 위해 다음에 설명하는 도 1 내지 도 4, 그리고 여러 가지 실시 예는 단지 예시를 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안된다. 당해 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 원리가 적절하게 배열 된 SDMA-OFDMA 무선 네트워크에서 구현될 수 있음을 알 수 있다.
스케줄링 제어기와 스케줄링 알고리즘은 가입자국들과 통신하는 기지국들을 포함하는 무선 네트워크에서의 용도에 대해 기재된다. 상기 스케줄링 제어기와 알고리즘은 주파수, 시간 및 공간의 함수로써 공간적으로 지향된 빔을 이용하여 OFDMA 신호들의 순방향 전송을 스케줄링한다. 예를 들어, 순방향 전송들은 제 1 공간적으로 지향된 빔을 이용하여 제 1 가입자국으로 전송하고, 제 2 공간적으로 지향된 빔을 이용하여 제 2 가입자국으로 전송함으로써, 두개의 공간적으로 분리된 가입자국들로 같은 시간에 같은 주파수 할당으로 스케줄링할 수 있다. 특정 가입자국으로의 상기 순방향 전송들은 특정 가입자국으로서 같은 시간-주파수 슬롯으로 수신하도록 미리 스케줄링된 가입자국들과 관련된 수학적 널 스페이스(Null Space)를 기준으로 스케줄링한다. 널 스페이스들은 선형대수학 분야에서는 잘 알려진 기술이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 순방향 스케줄러를 적용하는 무선 네트워크(100)의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시 예에서, 무선 네트워크(100)는 제 1 기지국(BS)(101), 제 2 기지국(BS)(102) 및 제 3 기지국(BS)(103)을 포함한다. 제 1 기지국(101)은 제 2 기지국(102) 및 제 3 기지국(103)과 통신한다. 제 1 기지국(101)은 또한 인터넷, 사유 인터넷 프로토콜 네트워크, 또는 다른 데이터 네트워크와 같은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 네트워크(130)와 통신한다.
제 2 기지국(102)은 상기 제 2 기지국(102)의 적용범위 영역(120) 내에 있는 복수의 제 1 가입자국들이 제 1 기지국(101)을 통하여 네트워크(130)에 무선 광대역 접속할 수 있도록 한다. 상기 복수의 제 1 가입자국들에는 가입자국(SS)(111), 가입자국(SS)(112), 가입자국(SS)(113), 가입자국(SS)(114), 가입자국(SS)(115), 및 가입자국(SS)(116)이 포함된다. 본 발명의 바람직한 실시 에에서, 가입자국(SS)(111)은 소기업에 위치하고, 가입자국(SS)(112)은 대기업에 위치하고, 가입자국(SS)(113)은 와이파이(WiFi: Wireless Fidelity) 핫스팟(Hotspot)에 위치하고, 가입자국(SS)(114)은 제 1 주거지에 위치하며, 가입자국(SS)(115)은 제 2 주거지에 위치하고, 가입자국(SS)(116)은 이동 장치이다.
제 3 기지국(103)은 상기 제 3 기지국(103)의 적용범위 영역(125) 내에 있는 복수의 제 2 가입자국들이 기지국(101)을 통하여 네트워크(130)에 무선 광대역 접속할 수 있도록 한다. 상기 복수의 제 2 가입자국들에는 가입자국(115)과 가입자국(116)이 포함된다.
다른 실시 예에서, 제 1 기지국(101)은 소수 혹은 다수의 기지국들과 통신할 수 있다. 그리고, 혼란을 초래하지 않기 위해 단지 6개의 가입자국들만을 도 1에 도시하고 있으나, 무선 네트워크(100)는 6개 이상의 가입자국들에 대한 무선 광대역 접속을 제공할 수 있음을 유의한다. 상기 제 2 주거지와 상기 이동 장치와 각각 관련된 가입자국(115)과 가입자국(116)은 제 2 기지국(102)의 적용범위 영역(120)과 제 3 기지국의 적용범위 영역(125)의 가장자리에 있다. 가입자국(115)과 가입자국(116)은 제 2 기지국(102)과 제 3 기지국(103) 모두와 각각 통신하고, 당업자에게 공지된 바와 같이 소프트 핸드오프 동작을 수행할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서, 제1 내지 제 3 기지국들(101-103)은 IEEE-802.16 무선 대도시 통신 네트워크 표준, 예를 들어, IEEE-802.16e 표준을 이용하여 서로간에 통신하고 가입자국들(111-116)과도 통신할 수 있다. 그러나, 다른 실시 예에서는, 다른 무선 프로토콜, 예를 들어 HIPERMAN 무선 대도시 통신 네트워크 표준이 적용될 수도 있다. 제 1 기지국(101)은 제 2 기지국(102) 및 제 3 기지국(103)과 직접 연결된 송수신선을 통하여 통신할 수 있다. 제 2 기지국(102)과 제 3 기지국(103) 각각은 OFDM 과/또는 OFDMA 기술들을 이용하여 가입자국들(111-116)과 직접 연결되지 않은 송수신선을 통하여 통신할 수 있다.
제 2 기지국(102)은 대기업과 관련된 가입자국(112)에 T1-level 서비스를 제공하고, 소기업과 관련된 가입자국(111)에는 부분적인 T1-level 서비스를 제공한다. 제 2 기지국(102)은 공항, 카페, 호텔 또는 대학 캠퍼스 등에 위치하는 와이파이 핫스팟에 관련된 가입자국(113)에 무선 백홀(backhaul)을 제공한다. 기지국(102)은 가입자국들(114, 115, 116)에 디지털 가입자 회선 (DSL : Digital Subscriber Line)을 제공한다.
각 가입자국들(111-116)은 비디오, 데이터, 비디오 화상회의 와/또는 다른 광대역 서비스들에 접속하기 위해서 네터워크(130)로 광대역 접속을 한다. 바람직한 실시 예에 따라, 하나 이상의 가입자국들(111-116)은 와이파이 무선랜(WLAN : Wireless LAN)의 접속 포인트(AP : Access Point)와 관련될 수 있다. 가입자국(116)은 무선 통신이 가능한 랩탑 컴퓨터(Laptop computer), 개인용 휴대정보 단말기(PDA : Personal Data Assistant), 노트북, 휴대용 장치(handheld device) 또는 다른 무선 가능한 장치를 포함하는 많은 이동 장치들 중에서 어떠한 것도 될 수 있다. 외각에 위치한 가입자국들(114, 115)은 예를 들어, 무선 가능한 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 게이트웨이(Gateway), 또는 다른 장치가 될 수 있다.
상기 도 1에서 점선은 적용범위 영역들(120, 125)의 대략적인 정도를 도시하고 있는데, 이는 단지 도시하고 설명하기 위한 목적에서 대략적인 원으로써 나타낸 것이다. 기지국들에 관련된 상기 적용범위, 예를 들어, 제 2 기지국 및 제 3 기지국의 적용범위 영역들(120, 125)은 자연적이거나 인위적인 장애물과 관련된 무선 환경에서 기지국들과 변형들의 구성에 따라서 불규칙적인 형태들을 포함하여 원이 아닌 다른 형태를 띌 수도 있다.
또한, 기지국들에 관련된 적용범위 영역들은 시간이 지남에 따라 항상 유지되지 않고 기지국과/또는 가입자국들, 기상 조건들, 또는 다른 요소들에 따라서 동적(형태를 확장하거나 축소하거나 변형하는)일 수 있다. 실시 예에서, 상기 기지국들, 예를 들어, 제 2 내지 제 3 기지국들(102, 103)의 적용범위 영역들(120, 125)의 적용범위 영역의 반경은 상기 기지국들로부터 약 2 킬로미터(kilometers)에서 50 킬로미터까지의 지역 내에서 확장될 수 있다.
당해 분야에 잘 알려져 있듯이, 기지국, 예를 들어, 기지국(101, 102, 또는 103)은 상기 적용범위 영역 내에 있는 복수의 섹터들을 지원하기 위해 지향성 안테나들을 사용한다. 다른 실시 예에서, 도 1에 제 2 내지 제 3 기지국들(102, 103) 각각은 적용범위 영역(120, 125)의 중앙에 대략적으로 도시되어 있는데, 지향성 안테나들은 상기 적용범위 영역의 가장자리 근처에 있는 상기 기지국에서, 예를 들 어, 원뿔 모양이거나 배 모양의 적용범위 영역의 끝점에 위치한다.
제 1 기지국(101)으로부터 네트워크(130)로의 연결은 중앙국(Central Office) 또는 다른 운영 회사 POP(Point-of-Presence)에 위치한 서버들로의 광대역 연결, 예를 들어, 광섬유 라인을 포함한다. 상기 서버들은 IP 기반 통신을 위해 인터넷 게이트웨이로 통신을 제공하고, 음성 기반 통신을 위해 공중 전화망 게이트웨이로 통신을 제공할 수 있다. 서버들, 인터넷 게이트웨이와 공중 전화망 게이트웨이는 도 1에 도시하지 않는다. 또 다른 실시 예에서, 네트워크(130)로의 연결은 다른 네트워크 노드(Node)들과 장치에 의해 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 원리에 따라 SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘을 적용하는 기지국(102)의 일 예를 더욱 상세히 도시한 도면이다.
제 2 기지국(102)은 단지 예시로써 도시되는 것이다. 따라서, 제 2 기지국(102)에 대하여 도시되고 기재되는 구성요소들은 제 1 및 제 3 기지국들(101, 103)의 부분일 수도 있음을 유의한다. 일 실시 예에 따라, 제 2 기지국(102)은 제어기(225), 채널 제어기(235), 송수신기 인터페이스(Interface, 이하 "IF"라 칭함)(245), 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 "RF"라 칭함) 송수신기(250), 안테나 배열(255), 공간 분할 다중 접속-직교 주파수 분할 다중 접속(SDMA-OFDMA) 스케줄링 제어기(260)로 구성된다.
제어기(225)는 제 2 기지국(102)의 전반적인 동작을 제어하는 동작 프로그램을 실행할 수 있는 프로세싱 회로와 메모리로 구성된다. 일 실시 예에서, 상기 제어기(225)는 네트워크(130)와의 통신을 수행하는데 동작될 수 있다. 정상적인 상황 에서, 제어기(225)는 채널요소(240)와 같은 다수의 채널 요소들로 구성되는 채널 제어기(235)의 동작을 제어하는데, 상기 각각의 채널요소들은 순방향 채널과 역방향 채널에서 양방향 통신을 수행한다. 순방향 채널은 기지국(102)으로부터 가입자국들(111-116)로의 순방향 신호들에 관련된다. 역방향 채널은 가입자국들(111-116)로부터 기지국(102)으로의 역방향 신호들에 관련된다. 채널 요소(240)는 또한 당업자에게 공지되었듯이 통상적으로 복조, 디코딩과 에러 정정 동작들을 포함하여 수신된 신호를 통해서 정보 또는 데이터 비트들을 추출하기 위해 디지털화된 수신 신호를 처리하는 모든 기저대역 프로세싱 동작을 수행한다. 송수신기 IF(245)는 채널 제어기(235)와 RF 송수신기(250)간의 양방향 채널 신호들을 전송한다.
안테나 배열(255)은 기지국(102)의 적용범위 영역에서 RF 송수신기(250)로부터 가입자국들(111-116)에 수신된 순방향 채널 신호들을 송신한다. 안테나 배열(255)은 또한 상기 기지국(102)의 적용범위 영역에서 가입자국들(111-116)로부터 수신된 역방향 채널 신호들을 RF 송수신기(250)로 전송한다. 본 발명의 일 실시 예에 따라서, 안테나 배열(255)은 멀티-섹터(multi-sector) 안테나, 예를 들어 3-섹터 안테나로 구성되는데, 여기에서 각각의 안테나 섹터는 대략 120도의 호에 대응되는 적용범위 영역 내에서 송신하고 수신하도록 한다. 그리고, RF 송수신기(250)는 송신과 수신 동작들 모두의 구간에서 안테나 배열(255)의 여러 가지 안테나들 중에서 선택하는 안테나 선택기로 구성된다.
바람직한 실시 예에서, 안테나 배열(255)의 각각의 섹터는 다수의 안테나 구성 요소들로 구성되는데, 상기 다수의 구성요소를 이용하여 안테나 배열(255)은 OFDMA 채널들을 통해 공간 분할 다중 접속(SDMA)을 실시하기 위해 공지된 빔포밍(Beamforming) 기술들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 독립적인 공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 다수의 공간적으로 분리된 가입자국들과 같은 주파수 대역에서 동시에 통신할 수 있다. SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 기지국(101)의 SDMA-OFDMA 채널들을 위한 향상된 스케줄링 알고리즘을 실행한다. SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 채널 제어기(235)에 있는 채널 요소들(240)의 전송 시간을 제어한다. SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 기지국(102)의 순방향 채널들에서 전송된 신호들의 빔포밍을 제어하기 위해서 RF 송수신기(250)와 안테나 배열(255)과 통신한다. 상기 도 2에서 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 제어기(225)와는 분리된 제어기로서 도시된다. 그러나, 대안적인 실시 예에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 제어기(225)의 기능을 소프트웨어에 의해 구현시킬 수 있다.
도 3은 빔포밍 기술들을 이용하여 순방향 채널 트래픽의 전송을 도시한 도면이다.
기지국(300)은 대표적인 가입자국들, SS(1), SS(2), SS(3), SS(K)를 포함하는 K개의 가입자국들로 복수의 공간적으로 지향된 순방향 채널 빔들을 송신한다. 기지국(300)은 도 1에 도시된 기지국들(101-103) 중의 하나이거나 무선 네트워크(100)에 접속하는 다른 어떤 기지국도 될 수 있다.
기지국(300)에 의해 전송된 상기 공간적으로 지향된 빔들에는 빔들(301-304)이 포함된다. 제 1 빔(301)은 순방향 채널 음성 및 데이터 패킷들을 SS(1)로 송신하는 상기 공간적으로 지향된 빔이다. 제 2 빔(302)은 순방향 채널 음성 및 데이터 패킷들을 SS(2)로 송신하는 상기 공간적으로 지향된 빔이다. 제 3 빔(303)은 순방향 채널 음성 및 데이터 패킷들을 SS(3)로 송신하는 상기 공간적으로 지향된 빔이다. 제 4 빔(304)은 순방향 채널 음성 및 데이터 패킷들을 SS(K)로 송신하는 상기 공간적으로 지향된 빔이다.
SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)에 의해 실행된 상기 스케줄링 알고리즘은 기지국(300)에 의해 서비스 받는 K개의 가입자국들 중에서 형평성을 유지하면서 기지국(300)의 데이터 처리율을 최대화한다. SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 다수의 공간적으로 분리된 가입자국들에 대한 스펙트럼 자원들을 재사용함으로써 스펙트럼 효율성을 증대시킨다. 즉, 분리된 빔들을 이용하여 동일한 주파수 대역을 이용하면서 다수의 가입자 국들로 독립된 정보를 동시에 전송함으로써 스펙트럼 효율성을 증대시킨다.
본 발명의 실시 예에 따른 설명에서, 부채널(SC : Sub-channel)은 OFDMA 시간-주파수 슬롯이다. 상기 반송파-대-간섭 및 잡음비(Carrier-to-Interference and Noise Ratio : 이하 "CINR"이라 칭함) 파라미터(Parameter)는 모든 부채널들 상에 있는 각각의 가입자국에 의해서 기지국(300)으로 주기적으로 보고된다. 각각의 가입자국은 각각의 부채널에 대해 고정된 전력으로 기지국(300)에 의해 전송된 파일럿 신호를 기준으로 상기 CINR 파라미터를 측정한다. 신호-대-간섭 및 잡음 비(Signal-to-Interference plus Noise Ratio : 이하 "SINR"이라 칭함) 파라미터는 상기 가입자국에서 수신된 데이터 채널의 질을 나타낸다. 상기 SINR과 CINR 파라미터의 관계는 하기 <수학식 1>과 같다.
SINR = CINR * 할당기지국전력(Assigned BS Power) * 빔포밍이득 (Beamforming Gain)
부가적으로, 다수-사용자 다이버시티 이득(MUDG : Multi-User Diversity Gain)은 일반적으로 CINR로 표시되듯이, 채널 상태들에 따라서 상기 자원을 가장 효율적으로 사용할 수 있는 가입자국들에 자원을 할당함으로써 얻어지는 선택 다이버시티 이득이다. 상기 SNR 파라미터는 신호-대-잡음 비를 나타내고, 상기 SNR 파라미터는 신호-대-간섭 비를 나타낸다. 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 설명에서는 하기와 같은 내용을 개시한다.
첫째, 풀(Full) 전송 전력이 항상 사용되고, 둘째, 기지국(300)이 모든 가입자국들에 대한 풀(Full) 버퍼를 가진다고 가정되어 기재된다.
기지국(300)은 K개의 가입자국들과 동시에 통신한다. 시간-분할 듀플렉싱(Time-Division Duplexing : 이하 "TDD"라 칭함) 시스템에서, 역방향 링크 공간 채널들은 순방향 링크 공간 채널들과 동일하고 기지국(300)에 의해 추정될 수 있다. 기지국(300)으로부터 K번째 가입자국으로의 상기 공간적 채널(또는 공간적 기호)은 열 벡터 ak 로 표시된다. 본 발명의 명세서에서는 벡터 용어와 행렬 용어를 굵은 활자로 표시할 것임을 유념한다. 공간적 기호 ak 에 있어서의 요소들 각각은 안테나 배열(255)에서 안테나 요소들 중에 하나와 관련된 복소 스칼라 값(Complex scalar value)이다. 예를 들어, 4개의 안테나 요소들이 있다면, SS(1)에 대한 상기 공간적 기호 a1 는 열벡터 [ a11 a12 a13 a14 ]T 이고, 여기에서 a11, a12, a13 및 a14는 복소 스칼라 값들이다. 상기 복소 스칼라 값들은 SS(1)으로부터 전송된 신호가 기지국에 수신되는 시간까지 상기 신호가 겪은 크기나 위상의 변화들을 정의한다. 각각의 공간적 기호 ak 는 정규화되고, 따라서 ak 의 두 번째 기준(norm)은 모든 k에 대하여 1(즉, ||a k|| = 1)이다. 각각의 가입자국은 와이드 빔(Wide Baem)을 통하여 공지되고 고정된 전력으로 전송된 파일럿 신호를 기준으로 각각의 부채널에 대한 CINR 값들을 기지국(300)으로 보고한다.
바람직한 실시 예에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 비례 공정 스케줄링(Proportional Fair Scheduling) 알고리즘을 이용한다. SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 자원 할당을 위해 2단계 접근 방식을 적용한다. 첫째로, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 가입자국들에 대한 부채널들을 스케줄링한다. 둘째, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 부채널들에 최적의 전력 할당을 수행한다.
SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)에 의해 실행된 상기 알고리즘은 채널 자원을 상대적으로 공정하게 공유되도록 하면서 총 기지국 처리율을 최대화한다. 상기 비례 공정(Proportional Fair : 이하 "PRF"라 칭함) 스케줄링 알고리즘은 당업자에게 잘 알려진 기술이고 본 출원에서 더 이상 상세히 설명될 필요성은 없다고 본다. 상기 PRF 스케줄링 알고리즘은 하기 <수학식 2>의 가장 높은 우선순위 기준에 따라 가입자국, SS(k)에 타임 슬롯을 독립적으로 할당한다.
Figure 112006004755180-pat00001
여기에서 V(k)는 현재의 시간-주파수 슬롯 동안의 k번째 가입자국에 대한 최대 지원가능 비이고, T(k)는 k번째 가입자국의 평균 처리율이고,
Figure 112006004755180-pat00002
는 0과 무한대(∞) 사이의 공정성(Fairness) 변수이다. T(k)는 SS(k)가 선택될 때 시간에 따라 증가하기 때문에, 공정성이 지원될 수 있다.
Figure 112006004755180-pat00003
=1 인 경우, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)에 의해 실행되는 스케줄링 알고리즘은 PRF 스케줄링 알고리즘이다.
Figure 112006004755180-pat00004
=0 인 경우, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 최대 처리율 스케줄러이다.
Figure 112006004755180-pat00005
=∞ 인 경우, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 라운드-로빈(Round-robin) 스케줄러처럼 동작한다. SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)에 의해 실행된 스케줄링 알고리즘은 부채널들에 대한 최적의 전력 할당에 의해 뒷받침된다면, 상기 기지국을 통한 처리율은 최대화된다.
SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)에 의해 실행된 SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘은 현재 섹터에서 상기 가입자국들 [a 1 … a k] 모두의 공간적 기호들을 이용한다. 상기 SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘은 모든 기지국의 모든 섹터에 대한 모든 부채널(SC)에서 계속해서 실행된다.
상기 알고리즘의 첫 번째 단계에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 카운터(Counter)를 i=1로 초기화한다. 특정한 시간-주파수 슬롯에 대해, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 상기 <수학식 2>에 기재된 최고 우선순위 기준에 따라 제 1 가입자국 k1을 스케줄링한다.
상기 알고리즘의 두 번째 단계에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 선택된 가입자국의 널 스페이스 매트릭스(Null Space Matrix) Ti를 하기 <수학식 3>에 따라서 정의한다.
Figure 112011005283486-pat00006
Figure 112011005283486-pat00007
상기 <수학식 3> 및 상기 <수학식 4>에서 I 는 단위행렬이며,
Figure 112011005283486-pat00008
는 i번째 스케줄링된 사용자의 공간적 기호를 표시한다.
상기 알고리즘의 첫 번째 반복에서, 상기 매트릭스 D는 제 1 스케줄링된 가입자국들에 대한 열벡터
Figure 112011005283486-pat00009
만을 포함한다. 이후의 반복에서 각각의 i번째 스케줄링된 가입자국에 대한 새로운 열벡터
Figure 112011005283486-pat00010
가 추가된다.
수학적으로, 상기 널 스페이스 매트릭스 T는 T의 컨텐츠들과 떨어진 다른 벡터를 순환(rotate)하는 프로젝션(Projection)(또는 순환(Rotation)) 매트릭스이다. 상기 널 스페이스 매트릭스 T는 상기 널 스페이스에서 프로젝션 매트릭스라고도 불릴 수 있다. 따라서, 상기 v = Ta k 의 동작은 매트릭스 T를 생산하기 위해 사용되는 모든 것으로부터 떨어진 벡터 a k 를 순환한다.
물리적으로, 임의의 k번째 가입자국에 대한 상기 널 스페이스 매트릭스 T i 와 공간적 기호 벡터 a k 을 고려하면, T i 을 보충하기 위해 사용된 어떤 것도 간섭하지 않으면서 상기 v = T i a k 값은 a k 의 방향으로 대부분(most) 가리키는 전송 빔일 것이다. 추가적으로, 상기 ||T i a k||2 값은 k번째 가입자국들에서의 수신 신호 전력을 나타낸다.
상기 알고리즘의 세 번째 단계에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 하기 <수학식 5>를 만족하는 가입자국 k1를 선택함으로써 상기 널 스페이스에서 세기가 가장 센 가입자국을 결정한다.
Figure 112011005283486-pat00011
여기에서
Figure 112011005283486-pat00012
는 현재 부채널에 대해 k번째 가입자국에 의해 주기적으로 보고되는 CINR이다.
Figure 112011005283486-pat00013
은 k번째 가입자국에서 신호 대 간섭 플러스 잡음 비(SINR)를 나타낸다. 상기 세기가 가장 센 가입자국은 시간-주파수 슬롯에 대해 이미 선택된 가입자국들과의 간섭 없이 가장 센 전송 빔(예를 들어, 최고의 전송 빔)이 전송될 수 있는 가입자국이다. 따라서, 상기 제 2 스케줄링된 가입자국은 제 1 스케줄링된 가입자국과 간섭을 일으키지 않을 것이고, 제 3 스케줄링된 가입자국은 제1 및 제 2 스케줄링된 가입자국들과 간섭을 일으키지 않을 것이며, 제 4 스케줄링된 가입자국은 상기 제 1, 제 2 및 제 3 스케줄링된 가입자국들과 간섭을 일으키지 않는 등의 관계가 될 것이다.
상기 알고리즘에서 네 번째 단계에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 다음 가입자국에 대해 카운터를 i=i+1로 증가시킨다. 상기 알고리즘의 다섯 번째 단계에서, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 가입자국들 최대의 수가 할당되거나하기 <수학식 6>이 될 때까지 상기 두 번째 단계부터 상기 알고리즘을 반복 실행한다.
Figure 112011005283486-pat00014
여기에서
Figure 112011005283486-pat00015
값은 통신이 가능한 최저 SINR 임계값이다. 본질적으로, 상기
Figure 112011005283486-pat00016
값은 상기 알고리즘의 반복에서 현재 가입자국에서의 수신 전력이 미리 정해진 최소 전력 임계값 이하인지 여부를 결정하는 세이프가드(Safeguard)이다. 상기 수신 전력이 상기 미리 정해진 최소 전력 임계값 이하라면, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 상기 스케줄링 알고리즘의 실행을 중단하고, 다음 시간-주파수 슬롯으로 이동한다.
상기 k번째 가입자국에 대한 빔 포밍 가중치는 w k = T i a k이고, 여기에서 T i은 i번째 반복 구간에 대해 상기 <수학식 3>에 정의하고 있고, 각각의 가입자국은 같은 전송 전력을 할당받는다.
도 4는 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)에 의해 실행되는 SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘을 도시하고 있는 흐름도(400)이다.
SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘은 현재 섹터에서 가입자국들 모두에 대한 공간적인 기호들, 즉, [a 1 a 2 a 3 … a k]를 알고 있다고 가정한다. SDMA-OFDMA 스케줄링 알고리즘은 모든 셀의 모든 섹터의 모든 시간-주파수 슬롯에 대해 계속해서 실행된다.
SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 405단계에서 현재 부채널(예를 들어, 시간-주파수 슬롯(405단계 진행))을 공유하는 i번째 가입자국에 대해 i=1로 초기화한다. 다음으로, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 410단계에서 특정 우선순위 알고리즘에 따라 각각의 가입자국에 대한 우선순위를 계산하고, 최고의 우선순위를 가지는 가입자국을 결정한다. 예를 들어, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 하기 <수학식 7>에 따라 PRF 공유 알고리즘을 이용하여 우선순위를 결정할 수 있다.
Figure 112011005283486-pat00017
상기 최고 우선순위 가입자국, SS(ki)이 가입자들의 현재 세트로부터 결정된다면, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 현재 시간-주파수 슬롯에서 데이터를 수신하는 SS(ki)를 선택 또는 스케줄링 한다.
다음으로, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 415단계에서 상기 <수학식 3> 을 이용하여 스케줄링된 가입자국(들)에 대한 널 스페이스를 계산한다. 상기 첫 번째 반복구간에서, 상기 널 스페이스는 상기 410 단계에서 PRF 공유 알고리즘(또는 다른 우선순위 알고리즘)에 의해 선택된 상기 제 1 가입자국만을 기준으로 한다. 이후 반복 구간들에서, 상기 널 스페이스는 이미 스케줄링된 가입자국(들) 모두를 기준으로 계산된다.
다음으로, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 420단계에서 상기 여전히-스케줄링되지 않은 가입자국들로부터 상기 <수학식 5>를 이용하여 널 스페이스에 있는 가장 센 스케줄링되지 않은 가입자국을 결정한다. 그리고 나서 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 425단계에서 가장 센 스케줄링되지 않은 가입자국에서 수신된 전력이 상기 미리 정해진 임계값
Figure 112006004755180-pat00018
이하인지를 결정한다.
상기 스케줄링되지 않은 가입자국에서의 수신 전력이 상기
Figure 112006004755180-pat00019
값보다 작다면 즉, 425단계의 검사결과 "예"인 경우 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 445단계로 진행하여 다음 시간-주파수 슬롯으로 이동하고 흐름도(400)를 다시 시작한다. 반면에 상기 가장 센 스케줄링되지 않은 가입자국에서의 수신 전력이 상기
Figure 112006004755180-pat00020
값보다 크다면 즉, 상기 425 단계의 검사결과 "아니오"인 경우 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 430단계로 진행하여 현재 시간-주파수 슬롯에서 수신하기 위한 널 스페이스에서 가장 센 스케줄링되지 않은 가입자국, SS(ki)을 스케줄링 한다.
다음으로, SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 435단계로 진행하여 추가 가입자 기지국이 스케줄링될 수 있는지를 결정한다. 상기 널 스페이스의 사용은 수학 적으로 각각의 시간-주파수 슬롯에 스케줄링될 수 있는 가입자국들의 수를 안테나 배열(255)에 있는 안테나의 수로 제한한다. 따라서, 안테나 배열(255)에 4개의 안테나들이 있다면, 단지 4개의 가입자국들만이 각각의 시간-주파수 슬롯에 스케줄링될 것이다. 만약 i가 안테나의 수와 같다면 즉, 상기 435 단계의 검사결과 "예"인 경우 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 445단계로 진행하여 다음 시간-주파수 슬롯으로 이동하고, 흐름도(400)를 다시 시작한다. 만약 i 안테나의 수와 같지 않다면 즉, 단계의 검사결과 "아니오"인 경우 SDMA-OFDMA 스케줄링 제어기(260)는 440단계로 진행하여 카운터를 i=i+1로 증가시키고, 스케줄링된 가입자국(들) 모두에 대한 널 스페이스를 계산하기 위해서 415 단계로 되돌아가서 진행한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변경과 변형이 당분야의 통상의 기술자에게 제안될 수 있다. 그리고 본 발명의 청구범위에서 벗어나지 않고 상기의 여러 가지 변경 및 변형을 포함할 수 있음을 유의한다.
이상에서 상술한 바와 같이 OFDMA 시스템에서 SDMA 방식을 사용하는 경우 효율적인 스케줄링이 가능해지는 이점이 있다.

Claims (22)

  1. 무선 네트워크에서 복수의 가입자국들과 통신할 수 있는 기지국에 있어서,
    순방향 직교 주파수 분할 다중 접속(OFMDA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 신호들을 상기 복수의 가입자국들로 송신할 수 있는 송수신기와,
    공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 상기 순방향 OFDMA 신호들을 상기 복수의 가입자국들로 전송할 수 있는 안테나 배열과,
    상기 공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 상기 복수의 가입자국들로의 순방향 전송들을 스케줄링할 수 있는 스케줄링 제어기를 포함하고,
    상기 스케줄링 제어기는 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 1 널 스페이스를 기준으로 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 1 가입자국을 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 스케줄링함을 특징으로 하는 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 가장 높은 우선순위를 가지는 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 2 가입자국을 결정할 수 있음을 특징으로 하는 기지국 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 비례 공정 공유 (Proportional Fair Sharing) 알고리즘을 이용하여 상기 제 2 가입자국의 우선순위를 결정함을 특징으로 하는 기지국 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 가입자국은, 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국들 중에서 하나임을 특징으로 하는 기지국 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 상기 제 1 가입자국과 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 2 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 3 가입자국을 더 스케줄링할 수 있음을 특징으로 하는 기지국 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 상기 제 3 가입자국과 관련된 수신 전력과 최소 전력 임계값을 더 비교할 수 있고, 상기 수신 전력이 상기 최소 전력 임계값을 초과하지 않는다고 결정되면, 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 제 3 가입자국을 스케줄링하지 않음을 특징으로 하는 기지국 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 상기 제 1 가입자국과 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 2 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 2 가입자국을 더 스케줄링할 수 있음을 특징으로 하는 기지국 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 상기 제 2 가입자국과 관련된 수신 전력과 최소 전력 임계값을 더 비교할 수 있고, 상기 수신 전력이 상기 최소 전력 임계값을 초과하지 않는다고 결정되면, 상기 제 2 가입자국을 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 스케줄링하지 않음을 특징으로 하는 기지국 장치.
  9. 가입자국들과 통신할 수 있는 복수의 기지국들을 포함하는 무선 네트워크에 있어서, 상기 복수의 기지국들 각각은;
    순방향 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 신호들을 상기 복수의 가입자국들로 전송할 수 있는 송수신기와,
    공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 상기 순방향 OFDMA 신호들을 상기 복수의 가입자국들로 전송할 수 있는 안테나 배열과,
    상기 공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 상기 복수의 가입자국들로의 순방향 전송들을 스케줄링할 수 있는 스케줄링 제어기를 포함하고,
    상기 스케줄링 제어기는 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 1 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 1 가입자국을 스케줄링함을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 가장 높은 우선순위를 가지는 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 2 가입자국을 결정할 수 있음을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 비례 공정 공유(Proportional Fair Sharing) 알고리즘을 이용하여 상기 제 2 가입자국의 우선순위를 결정함을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 가입자국은, 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국들 중에서 하나임을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 상기 제 1 가입자국과 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 2 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 3 가입자국을 더 스케줄링할 수 있음을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 스케줄링 제어기는, 상기 제 3 가입자국과 관련된 수신 전력과 최소 전력 임계값을 더 비교할 수 있고, 상기 수신 전력이 상기 최소 전력 임계값을 초과하지 않는다고 결정되면, 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 제 3 가입자국을 스케줄링하지 않음을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  15. 무선 네트워크에서 복수의 가입자국들과 통신할 수 있는 방법에 있어서,
    공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 제 1 시간-주파수 슬롯에서 순방향 직교 주파수 분할 다중 접속(OFMDA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 신호들을 적어도 하나 이상의 가입자국으로 전송하는 과정과,
    상기 적어도 하나 이상의 가입자국들과 관련된 제 1 널 스페이스를 결정하는 과정과,
    상기 제 1 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 제 1 가입자국을 스케줄링하는 과정을 포함하는 복수의 가입자국들과의 통신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    가장 높은 우선순위를 가지는 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 2 가입자국을 결정하는 과정을 더 포함하는 복수의 가입자국들과의 통신 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 가입자국의 우선순위를 결정하는 과정은,
    비례 공정 공유(Proportional Fair Sharing) 알고리즘을 이용함을 특징으로 하는 복수의 가입자국들과의 통신 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 2 가입자국은, 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국들 중에서 하나임을 특징으로 하는 복수의 가입자국들과의 통신 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 가입자국과 상기 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 2 널 스페이스를 결정하는 과정과,
    상기 제 2 널 스페이스를 기준으로 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 상기 복수의 가입자국들 중에서 제 3 가입자국을 스케줄링하는 과정을 더 포함하는 복수의 가입자국들과의 통신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 3 가입자국과 관련된 수신 전력과 최소 전력 임계값을 더 비교하는 과정과,
    상기 수신 전력이 상기 최소 전력 임계값을 초과하지 않는다고 결정되면, 상기 제 3 가입자국을 상기 제 1 시간-주파수 슬롯에서 수신하도록 스케줄링하지 않도록 하는 과정을 더 포함하는 복수의 가입자국들과의 통신 방법.
  21. 무선 네트워크에 있어서,
    복수의 가입자국들과 통신할 수 있는 복수의 기지국들과, 공간적으로 지향된 빔들을 이용하여 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Divisional Multiple Access) 신호들의 순방향 전송을 스케줄링하는 스케줄러를 포함하고,
    상기 스케줄러는 주파수, 시간, 공간의 함수로서 상기 순방향 전송들을 스케줄링함을 특징으로 하는 무선 네트워크.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 스케줄러는,
    수신하도록 미리 스케줄링된 적어도 하나 이상의 가입자국과 관련된 제 1 널 스페이스를 기준으로 제 1 가입자국으로의 순방향 전송들을 스케줄링함을 특징으로 하는 무선 네트워크.
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070153760A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Nir Shapira Method, apparatus and system of spatial division multiple access communication in a wireless local area network
US7672400B2 (en) * 2005-12-29 2010-03-02 Celeno Communications (Israel) Ltd. Method of secure WLAN communication
US9071435B2 (en) 2005-12-29 2015-06-30 Celeno Communications Ltd. System and method for tuning transmission parameters in multi-user multiple-input-multiple-output systems with aged and noisy channel estimation
US7656965B2 (en) * 2005-12-29 2010-02-02 Celeno Communications (Israel) Ltd. Method of secure WLAN communication
US7751353B2 (en) 2005-12-29 2010-07-06 Celeno Communications (Israel) Ltd. Device, system and method of securing wireless communication
US7606574B2 (en) * 2006-01-12 2009-10-20 Motorola, Inc. Method and apparatus for implementing spatial division multiple access (“SDMA”) to communicate user data and backhaul data with the same wireless time-frequency resources
JP4347300B2 (ja) * 2006-01-17 2009-10-21 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 送信装置および送信方法
US7864657B2 (en) * 2006-05-23 2011-01-04 Motorola Mobility, Inc. Method and apparatus for performing stream weighting in an SDMA communication system
US7782754B2 (en) * 2006-12-28 2010-08-24 Intel Corporation Method and apparatus to support SDMA transmission of a OFDMA based network
US20110019573A1 (en) * 2008-03-03 2011-01-27 Runcom Technologies Ltd. Low complexity user selection for sdma
US20090316680A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-24 Legend Silicon Corp. Tds-ofdma communication cinr estimation
US8644288B2 (en) * 2008-07-31 2014-02-04 Motorola Mobility Llc Uplink spatial division multiple access (SDMA) user pairing and scheduling
EP2182653A1 (en) 2008-10-31 2010-05-05 Nokia Siemens Networks GmbH & Co. KG Method of transmitting data in a radio network, radio network and receiving station.
CN102308513B (zh) * 2008-12-31 2014-04-09 意大利电信股份公司 多载波网络中的下行链路传输调度
US8396035B2 (en) * 2009-04-24 2013-03-12 Futurewei Technologies, Inc. System and method for communications using time-frequency space enabled coordinated beam switching
US9961701B2 (en) 2010-02-02 2018-05-01 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for transmitting an allocation of time in a wireless system
CN101925166B (zh) * 2010-08-04 2012-11-14 中国电信股份有限公司 扇区间的协作调度方法和系统
US20150055520A1 (en) * 2012-03-28 2015-02-26 Kyocera Corporation Base station and communication control method
CN103634798B (zh) * 2012-08-22 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 一种对下行业务信道资源进行分配的方法和系统
EP2912785B1 (en) * 2012-10-29 2018-12-05 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Downlink scheduling according to beam angles
KR101717003B1 (ko) * 2013-04-25 2017-03-27 인텔 코포레이션 송신 전력 및 전력 밀도의 지능적 제어를 위한 밀리미터파 통신 디바이스 및 방법
US9807640B2 (en) * 2013-12-17 2017-10-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Network operating system resource coordination
US9814092B2 (en) 2013-12-20 2017-11-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Frame transmission method performed in access point, frame reception method performed in terminal, and access point

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002033848A2 (en) 2000-10-18 2002-04-25 Broadstorm Telecommunications, Inc. Channel allocation in broadband orthogonal frequency-division multiple-access/space-division multiple-access networks

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6480524B1 (en) * 1999-09-13 2002-11-12 Nortel Networks Limited Multiple beam antenna
KR100478382B1 (ko) 2002-04-23 2005-03-24 (주)텔레시스테크놀로지 오.에프.디.엠/에스.디.엠.에이 기반 스마트 안테나시스템에서 배열안테나의 가중치 벡터 갱신 방법
ATE421809T1 (de) * 2002-08-22 2009-02-15 Imec Inter Uni Micro Electr Verfahren zur mimo-übertragung für mehrere benutzer und entsprechende vorrichtungen
US7423992B2 (en) * 2003-04-16 2008-09-09 Sony Corporation Time slot and carrier frequency allocation in a network
KR100975720B1 (ko) * 2003-11-13 2010-08-12 삼성전자주식회사 다중 송수신 안테나를 구비하는 직교주파수분할다중화 시스템에서 공간 분할 다중화를 고려하여 채널 할당을 수행하는 방법 및 시스템
KR20050091586A (ko) 2004-03-12 2005-09-15 삼성전자주식회사 직교주파수분할다중접속 방식을 기반으로 하는이동통신시스템에서 적응적 안테나 시스템 모드 지원방법
US7536205B2 (en) 2004-06-15 2009-05-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for downlink spatial division multiple access scheduling in a wireless network
CN100370868C (zh) * 2004-09-07 2008-02-20 大唐移动通信设备有限公司 无线网络中基于波束调度的包传输方法
KR200383473Y1 (ko) 2005-02-15 2005-05-03 물춤워터아트(주) 분수용 노즐의 배출가이드
US8693405B2 (en) * 2005-10-27 2014-04-08 Qualcomm Incorporated SDMA resource management

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002033848A2 (en) 2000-10-18 2002-04-25 Broadstorm Telecommunications, Inc. Channel allocation in broadband orthogonal frequency-division multiple-access/space-division multiple-access networks

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Publication number Publication date
US20060164972A1 (en) 2006-07-27
US8098632B2 (en) 2012-01-17
KR20060093271A (ko) 2006-08-24
CN101248594A (zh) 2008-08-20
CN101248594B (zh) 2011-12-14
WO2006078144A1 (en) 2006-07-27

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