KR102008426B1 - Method and system for station selection and link adaptation for 802.11ac compliant multi user-mimo operation - Google Patents

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Abstract

다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 동작을 지원하는 802.11ac 무선 네트워크 표준에서 향상된 링크 어댑테이션을 제공하는 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 방법은 801.11ac 표준의 액세스 포인트(AP) 801.11ac 피드백 구성요소에게 스테이션(STA)에서의 변화들을 제공한다. 이러한 변화들은 액세스 포인트가 바람직한 패킷 오류율(PER)을 유지함으로써 채널과 간섭 상태를 매칭하도록 최적의 MCS 레벨을 선택할 수 있도록 한다. 상기 방법은 각각의 코-스케쥴된 스테이션이 다중-사용자(MU) 프리코더를 획득한 후에 계산된 다중-사용자 간섭에 기초하여 액세스 포인트가 최적의 MCS 레벨을 얻도록 하는 SINR 스텝 사이즈를 나타내도록 할 수 있다. 상기 방법은 전송 파워를 적절히 최소화하거나 데이터 레이트를 적절히 최대화하는 링크 어댑테이션 및 조인트 STA 선택을 더 가능하게 한다.A method and system for providing enhanced link adaptation in an 802.11ac wireless network standard that supports multiple user-multiple input multiple output (MU-MIMO) operation on the downlink is disclosed. The method provides changes in station (STA) to an access point (AP) 801.11ac feedback component of the 801.11ac standard. These changes allow the access point to select the optimal MCS level to match the channel and interference conditions by maintaining the desired packet error rate (PER). The method allows each co-scheduled station to exhibit an SINR step size that allows the access point to obtain an optimal MCS level based on the multi-user interference calculated after obtaining the multi-user (MU) precoder. Can be. The method further enables link adaptation and joint STA selection to properly minimize transmit power or to maximize data rate properly.

Description

다중 사용자-ＭＩＭＯ 동작을 준수하는 ８０２.１１ａｃ에 대한 링크 어댑테이션 및 스테이션 선택을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR STATION SELECTION AND LINK ADAPTATION FOR 802.11AC COMPLIANT MULTI USER-MIMO OPERATION}METHOD AND SYSTEM FOR STATION SELECTION AND LINK ADAPTATION FOR 802.11AC COMPLIANT MULTI USER-MIMO OPERATION}

무선 통신에 연관되며, 보다 특정하게는 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(Multi User-Multiple Input Multiple Output)(MU-MIMO) 동작을 지원하는 802.11ac IEEE 무선 네트워크 표준의 링크 어댑테이션 기술의 향상에 연관된다.It relates to wireless communications, and more specifically to the enhancement of link adaptation technology in the 802.11ac IEEE wireless network standard that supports Multi User-Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) operation. .

모든 장소, 모든 시간에서 보다 빠르고 신뢰성 있는 무선 연결에 대한 새로운 수요를 만드는 전자 통신 디바이스는 일상적으로 널리 사용되고 있다. IEEE 802.11ac는 노트북, 태블릿, 휴대 전화 등에 거의 즉각적인 데이터 백업과 동기화, 및 빠르고 높은 품질의 비디오 스트리밍을 제공하는 5세대 무선 피델리티(a fifth generation Wireless Fidelity)(Wi-Fi) 네트워킹 표준이다. 링크 어댑테이션(LA) 기술은 무선 채널들의 즉각적인 품질의(instantaneous quality) 스펙트럼 효율을 극대화하는 효율적인 방법들을 제공함으로써 사용자 처리량(user throughput)을 상당히 증가시킨다.
상기 Wi-Fi 802.11ac 사양(specification)은 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(Multiple User-Multiple Input Multiple Output)(MU-MIMO) 동작을 지원하고, 다중 사용자 성능 향상을 위해 프리코더 디자인과 링크 어댑테이션을 사용한다(uses link adaption with precoder design to enhance multiuser performance).
다운링크 다중-사용자 MIMO는 다중 공간 스트림들(spatial streams)을 동시에 이용하여 액세스 포인트(AP)가 다중 클라이언트들에게(STAs) 전송하는 것을 허용하는 기술이다.
채널 품질과 MCS 레벨 사이의 매핑은(The mapping between the channel quality and Modulation and Coding scheme (MCS) level) LA 기술에서 중요한 디자인 문제 중 하나이다. 802.11ac 사양을 준수하는 WLAN에서, 액세스 포인트는 MU-MIMO 동작에서의 다운링크를 위한 미리 정의된 작업들을 수행한다. 바람직한 레이트와 타겟 패킷 오류율(target Packet Error Rate)(PER)에 매칭하기 위한 최적의 프리코더 디자인, 각각의 스테이션(STA)에 대한 랭크 선택, 및 STA 선택과 페어링과 같은 작업들이 수행된다. 현재, 802.11ac에서 정의된 피드백 구성요소들은 MU-MIMO 동작을 지원하기 위해 STA들로부터 액세스 포인트까지 전달되어야 하며, STA의 피드백 SINR, 빔포밍 매트릭스들 및 권장되는 MCS 레벨(recommended MCS level)을 포함한다. (Currently, the feedback elements defined in 802.11ac have to be conveyed from the STAs to AP in support of MU-MIMO operation comprise STA's feedback SINR, beamforming matrices and recommended MCS level). 그러나, 기존의 방법에서 이러한 정의된 피드백 구성요소들은 각각의 공동으로 스케줄된 STA들에 대하여 액세스 포인트가 최적의 MCS 레벨을 획득하기에는 불충분하다(However, these defined feedback elements in existing method are inadequate for AP to derive an optimal MCS level for each of the co-scheduled STAs). 기존에는, 액세스 포인트는 각각의 STA의 수신기 종류에 따른 개별적인 STA의 수신기 기능(receiver capability)을 인식하지 못한다.
위에서 언급한 이유로 인해, 기존 방법들은 안정적인 고품질의 무선 채널들을 제공하기 위한 향상된 링크 어댑테이션을 가능하게 하는 최적의 MCS 레벨을 획득하지 못한다(fail to derive optimal MCS level).Electronic communication devices are becoming commonplace every day, creating new demands for faster and more reliable wireless connections everywhere, at all times. IEEE 802.11ac is a fifth generation Wireless Fidelity (Wi-Fi) networking standard that provides near instantaneous data backup and synchronization, and fast, high-quality video streaming to notebooks, tablets, and mobile phones. Link adaptation (LA) technology significantly increases user throughput by providing efficient ways to maximize the instantaneous quality spectral efficiency of wireless channels.
The Wi-Fi 802.11ac specification supports Multiple User-Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) operation on the downlink, and the precoder design to improve multi-user performance. Uses link adaption with precoder design to enhance multiuser performance.
Downlink multi-user MIMO is a technique that allows access points (APs) to transmit to multiple clients (STAs) using multiple spatial streams simultaneously.
The mapping between the channel quality and Modulation and Coding Scheme (MCS) level is one of the important design issues in LA technology. In a WLAN compliant with the 802.11ac specification, the access point performs predefined tasks for the downlink in MU-MIMO operation. Operations such as optimal precoder design to match the desired rate and target Packet Error Rate (PER), rank selection for each station (STA), and STA selection and pairing are performed. Currently, feedback components defined in 802.11ac must be delivered from the STAs to the access point to support MU-MIMO operation, including the feedback SINR of the STA, beamforming matrices and the recommended MCS level. do. (Currently, the feedback elements defined in 802.11ac have to be conveyed from the STAs to AP in support of MU-MIMO operation comprise STA's feedback SINR, beamforming matrices and recommended MCS level). However, in the conventional method, these defined feedback elements are insufficient for the access point to obtain an optimal MCS level for each co-scheduled STAs (However, these defined feedback elements in existing method are inadequate for AP to derive an optimal MCS level for each of the co-scheduled STAs). Conventionally, the access point does not recognize the receiver capability of an individual STA according to the receiver type of each STA.
For the reasons mentioned above, existing methods fail to obtain an optimal MCS level that enables enhanced link adaptation to provide stable, high quality wireless channels (fail to derive optimal MCS level).

본 실시예들의 목적은 액세스 포인트가 채널 및 간섭 상태에 매칭하기 위하여 최적의 MCS 레벨을 선택할 수 있도록 액세스 포인트 피드백 구성요소에게 상기 스테이션(STA)에서의 변화들을 제공함으로써, 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력 동작을 지원하는 802.11ac 사양에서 링크 어댑테이션을 향상시키는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
다른 목적은 상기 액세스 포인트가 SINR 스텝 사이즈 테이블로부터 적절한 상기 SINR 스텝 사이즈를 선택할 수 있도록 하고, 상기 액세스 포인트에 상기 SINR 스텝 사이즈 인덱스를 피드백하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 상기 STA가 상기 STA의 간섭 억제 능력을 액세스 포인트에 피드백하는 것을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 최적의 조인트 STA 선택(optimal joint STA selection), 다중 사용자 프리코더 디자인(Multi User (MU) precoder design), 및 MCS 선택(MCS selection)을 위한 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present embodiments is to provide the access point feedback component with changes in the station (STA) so that the access point can select an optimal MCS level to match the channel and interference conditions, thereby providing multiple user-multiple in the downlink. It provides a method and system for improving link adaptation in the 802.11ac specification that supports input multiple output operation.
Another object is to enable the access point to select the appropriate SINR step size from the SINR step size table, and to provide a method and system for feeding back the SINR step size index to the access point.
Yet another object is to provide a method that enables the STA to feed back the interference suppression capability of the STA to an access point.
Another object is to provide a method for optimal joint STA selection, multi-user (MU) precoder design, and MCS selection.

일실시예에 따르면, 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력 동작(Multi User-Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) operation)을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 액세스 포인트(Access Point)에 의해 적어도 하나의 스테이션으로부터 피드백 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)과 SINR 스텝 사이즈를 수신하는 단계, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 다중 사용자 프리코더 매트릭스(Multi User (MU) precoder matrix)를 디자인한 후, 액세스 포인트에 의해 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 후처리(post processing) SINR을 획득하는 단계, 상기 후처리 SINR 및 상기 수신된 피드백 SINR을 이용하여 상기 액세스 포인트에 의해 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 계산하는 단계, 및 상기 액세스 포인트에 의해 스테이션들의 세트로부터 적어도 하나의 최적의 스테이션을 선택하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따르면, 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력 동작을 준수하는 802.11ac에 대한 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 제공하는 액세스 포인트가 제공된다. 상기 액세스 포인트는 적어도 하나의 프로세서를 추가적으로 포함하는 IC 회로, 상기 회로 내에 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서를 갖는 상기 컴퓨터 프로그램 및 상기 적어도 하나의 메모리는 상기 액세스 포인트가 적어도 하나의 스테이션으로부터 피드백 SINR을 따라 SINR 스텝 사이즈를 수신하고, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 최적의 다중 사용자 프리코더 매트릭스를 디자인한 후, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 후처리 SINR을 얻고, 상기 후처리 SINR과 수신된 피드백 SINR을 이용하여 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 MCS 레벨을 계산하고 및 스테이션들의 세트로부터 적어도 하나의 최적의 스테이션을 선택하도록 한다.
일실시예에 따르면, 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 동작을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 제공하기 위한 액세스 포인트가 제공된다. 상기 액세스 포인트는, 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는 집적 회로(integrated circuit), 및 상기 회로 내부에 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서와 상기 컴퓨터 프로그램 코드 및 상기 적어도 하나의 메모리는, 상기 액세스 포인트가 적어도 하나의 스테이션으로부터 피드백 SINR과 SINR 스텝 사이즈를 수신하고, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 다중 사용자 프리코더 매트릭스를 디자인한 후, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 후처리 SINR을 획득하고, 상기 후처리 SINR 및 수신된 피드백 SINR을 이용하여 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 MCS 레벨을 계산하고, 스테이션들의 세트로부터 적어도 하나의 최적의 스테이션을 선택하도록 한다.
일실시예에 따르면, 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 동작을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 제공하기 위한 스테이션이 제공된다. 상기 스테이션은 상기 스테이션의 수신기 기능(receiver capability)에 따라 SINR 스텝 사이즈를 액세스 포인트에 피드백하고, 복수 개의 상기 SINR 스텝 사이즈 테이블들을 저장하고, 간섭 억제 능력을 상기 액세스 포인트에 피드백 하도록 구성된다.
이러한 및 다른 측면들의 실시예들은 첨부된 도면과 함께 다음의 설명을 고려할 경우에 더 잘 이해된다. 그러나, 바람직한 실시예들 및 다양한 특정 세부 사항들을 나타내는 다음의 설명들은 예시적인 목적으로 제공되는 것이며 제한의 목적으로 제공되는 것으로 이해되지 않아야 한다. 다양한 변화들 및 수정들은 그 사상에서 벗어나지 않고 본 실시예들의 범위 내에서 실행될 수 있으며, 본 실시예들은 이러한 수정들을 모두 포함한다.According to one embodiment, there is provided a method for link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to a multi-user-multiple input multiple output (MU-MIMO) operation in the downlink. do. The method includes receiving feedback SINR (Signal to Interference and Noise Ratio) and SINR step size from at least one station by an access point, wherein the optimal multi-user precoder matrix for the at least one station is obtained. Designing a multi-user (MU) precoder matrix), and then obtaining, by an access point, a post processing SINR for the at least one station, using the post processing SINR and the received feedback SINR. Calculating an optimal Modulation and Coding Scheme (MCS) level for the at least one station by an access point, and selecting at least one optimal station from the set of stations by the access point.
According to one embodiment, an access point is provided that provides link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multiple user-multiple input multiple output operations in the downlink. The access point includes an IC circuit further comprising at least one processor, at least one memory including computer program code in the circuit, wherein the computer program having the at least one processor and the at least one memory comprise: The access point receives an SINR step size along the feedback SINR from at least one station, designs an optimal multi-user precoder matrix for the at least one station, and then obtains a post-processing SINR for the at least one station. Calculate the MCS level for the at least one station using the post-process SINR and the received feedback SINR and select at least one optimal station from the set of stations.
According to one embodiment, an access point is provided for providing link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multiple user-multiple input multiple output (MU-MIMO) operation in the downlink. The access point includes an integrated circuit further including at least one processor, and at least one memory including computer program code therein, wherein the at least one processor and the computer program code and The at least one memory includes the at least one station after the access point receives feedback SINR and SINR step size from at least one station and designs an optimal multi-user precoder matrix for the at least one station. Obtain a post-process SINR, calculate the optimal MCS level for the at least one station using the post-process SINR and the received feedback SINR, and select at least one optimal station from the set of stations. .
According to one embodiment, a station is provided for providing link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multiple user-multiple input multiple output (MU-MIMO) operation in the downlink. The station is configured to feed back an SINR step size to an access point, store a plurality of the SINR step size tables, and feed back interference suppression capability to the access point according to a receiver capability of the station.
Embodiments of these and other aspects are better understood when considering the following description in conjunction with the accompanying drawings. However, the following descriptions showing the preferred embodiments and various specific details are provided for illustrative purposes and should not be construed as being provided for the purpose of limitation. Various changes and modifications may be made within the scope of the present embodiments without departing from the spirit thereof, and the present embodiments include all such modifications.

첨부된 도면을 참조하여 설명되고, 참조 문자는 다양한 도면에서 상응하는 부분을 나타낸다. 여기서의 실시예들은 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 더 자세히 이해된다.
도 1은 일실시예에 따른 802.11ac 사양에서 링크 어댑테이션 동안의 STA 선택 및 MU-MIMO 피드백을 도시한다.
도 2는 일실시예에 따른 802.11ac 사양을 준수하는 PER 대 SNR 곡선을 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 최적의 MCS 레벨을 획득하기 위한 동작 흐름도를 도시한다.
도 4는 기술된 실시예들에 따른 802.11ac 사양 D1.1의 VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 제안되는 변화들을 도시한다(illustrates proposed changes to).
도 5는 일실시예에 따른 VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 MFB 서브-필드 내의 MCS 필드에서의 제안되는 변화들을 이용하여 MCS 레벨 및 SINR 스텝 사이즈의 조인트 암호화를 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 액세스 포인트 및 STA에 저장되는 SINR 스텝 사이즈 테이블들을 도시한다.
도 7은 일실시예에 따른 802.11ac 사양 D1.2의 VHT 지원 MCS 세트 필드의 변화들을 도시한다.
도 8은 일실시예에 따른 IEEE 802.11ac D1.2의 VHT 기능 정보 필드(VHT capabilities Info field)의 변화를 도시한다.
도 9는 일실시예에 따른, 링크 어댑테이션 및 조인트 STA 선택의 프로세스를 설명하는 동작 흐름도를 도시한다.Reference is made to the accompanying drawings, wherein reference characters indicate corresponding parts in the various figures. Embodiments herein are understood in more detail from the following description with reference to the drawings.
1 illustrates STA selection and MU-MIMO feedback during link adaptation in the 802.11ac specification, according to one embodiment.
2 shows a PER vs. SNR curve that conforms to the 802.11ac specification, according to one embodiment.
3 is a flowchart of an operation for obtaining an optimal MCS level according to an embodiment.
4 illustrates proposed changes to the VHT format HT control field of the 802.11ac specification D1.1 according to the described embodiments.
5 illustrates joint encryption of MCS level and SINR step size using proposed changes in MCS field in MFB sub-field of VHT format HT control field according to one embodiment.
6 illustrates SINR step size tables stored in an access point and an STA according to an embodiment.
7 illustrates changes in the VHT supported MCS set field of the 802.11ac specification D1.2 according to one embodiment.
8 illustrates a change in the VHT capabilities Info field of IEEE 802.11ac D1.2 according to an embodiment.
9 illustrates an operational flow diagram illustrating a process of link adaptation and joint STA selection, according to one embodiment.

여기의 실시예들 및 다양한 특징과 바람직한 세부 사항들은 첨부된 도면과 함께 다음의 설명에서 상세히 설명되는 제한되지 않는 실시예들을 참조하여 더 완전하게 설명된다. 잘 알려진 구성요소들 및 프로세싱 기술들에 대한 설명은 여기서 기술되는 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해 생략된다. 여기에서 사용되는 실시예들은 여기서 기술되는 실시예들이 실행될 수 있도록 하기 위한 이해를 돕기 위한 것이며, 당업자가 여기서 기술되는 실시예들을 실시할 수 있도록 하기 위한 것이다. 따라서, 실시예들은 실시예들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예들은 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(Multi User-Multiple Input Multiple Output)(MU-MIMO)을 지원하는 802.11ac 무선 네트워크 표준에서 향상된 링크 어댑테이션을 제공하는 방법 및 시스템을 달성한다. 상기 방법은 상기 801.11ac 표준의 액세스 포인트 피드백 구성요소들에 스테이션(STA)의 변화들을 제공한다(provides changes in station (STA) to Access Point (AP) feedback elements of the 801.11ac standard). 이러한 변화들은 바람직한 패킷 오류율(Packet Error Rate)(PER)을 유지함으로써 액세스 포인트가 간섭 조건 및 채널을 매칭하기 위한 최적의 변조 및 코딩 기법(MCS) 레벨을 선택하도록 할 수 있다.
상기 방법은 각각의 공동으로 스케줄된 STA가 MU-프리코더를 획득한 후에(after deriving the MU-precoder) 계산된 다중-사용자 간섭에 기초하여 상기 액세스 포인트가 최적의 MCS 레벨을 획득하는 것을 가능하게 하는 신호 대 간섭 잡음 비율(Signal to interference noise ratio)(SINR) 스텝 사이즈를 표시하도록 할 수 있다(enables each co-scheduled STA to indicate a Signal to interference noise ratio (SINR) step size). 상기 방법은 전송되는 파워를 적절하게 최소화하거나 데이터 레이트를 적절하게 최대화하는 링크 어댑테이션 및 조인트 STA 선택을 더 가능하게 한다.
설명에서, STA는 비-액세스 포인트 STA(non-AP STA)를 의미한다.
일실시예에 따르면, 스테이션(STA)은 무선 로컬 영역 네트워크(Wireless Local Area Network)(WLAN)를 지원하는 모바일 디바이스, 랩탑, 태블릿, 개인용 컴퓨터, 미디어 플레이어, 디지털 카메라, 스마트 폰, TV 또는 그와 같은 것들을 포함한다.
도 1 내지 도 9를 참조하며, 유사한 참조 문자는 바람직한 실시예들로 도시된 도면들에 일관되게 대응하는 특징을 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 802.11ac 사양에서 링크 어댑테이션 동안의 STA 선택 및 MU-MIMO 피드백을 도시한다. 도 1은 상기 STA들로부터 상기 액세스 포인트의 링크 어댑테이션까지의 피드백 구성요소, 스케줄링 알고리즘, 및 상기 링크 어댑테이션과 스케줄링 알고리즘의 출력을 도시한다(The figure depicts feedback elements from the STAs to the AP's link adaptation and scheduling algorithm and output of the link adaptation and scheduling algorithm).
기존의 802.11ac 사양을 준수하는 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 시스템에서, 다운링크 MU-MIMO 동작 동안 액세스 포인트는 각각의 공동으로 스케줄된 STA의 타겟 패킷 오류율과 바람직한 데이터 레이트를 매칭하도록 하는 최적의 프리코더 디자인을 따른 각각의 STA에 대한 MCS와 랭크의 선택, 및 STA 선택 및 페어링을 수행한다. 기존의 방법에서, 상기 액세스 포인트는 STA들로부터 피드백을 수신한다.
다양한 수신된 피드백 파라미터들에 기초하여, 상기 액세스 포인트는 지정된 시간 간격에서 스케줄되고, 그 뒤에 OFDM 프레임의 각각의 서브캐리어에서 최적의 프리코더를 얻도록 하는 STA들의 세트를 선택한다(the AP selects a set of STAs to be scheduled in the designated time interval and subsequently derive an optimal precoder at each subcarrier of the OFDM frame). 게다가, 상기 액세스 포인트는 개별적인 QoS(Quality of Service) 요구 사항에 따른 바람직한 PER 타겟들을 만족할 수 있는 상기 STA(사용자 장비)의 각각에 대하여 상기 최적의 MCS 레벨을 계산한다.
802.11ac 사양에 따라, 다운링크 MU-MIMO 동작을 지원하기 위해 각각의 STA로부터 액세스 포인트에 전달되어야 하는 상기 피드백 구성요소들은 MCS 피드백 메시지(MCS feedback message) 및 빔포밍 리포트(beamforming report)를 포함한다. 상기 MCS 피드백 메시지는 권장되는 MCS 레벨(MCSfb)의 상기 STA 및 상기 STA로부터 모든 공간 스트림(Spatial Streams)(SS)들 및 서브캐리어(subcarriers)(SC)들에서 평균 SINR(AvgSINR)이라고 불리는 액세스 포인트까지의 피드백 SINR을 포함한다.
빔포밍 리포트는 서브캐리어 단위로 압축된 빔포밍 매트릭스(Vsc)(compressed per subcarrier Beamforming matrix (Vsc)), SC 및 SS 단위로 양자화된 ΔSINR(quantized

Figure 112019051098232-pct00015
SINR per SC & SS (
Figure 112019051098232-pct00016
SINRsc,ss)), 및 공간 스트림 단위로 양자화된 모든 서브캐리어에 대하여 평균된 SINR(quantized per spatial stream SINR averaged over all subcarriers(Avg SINRss)을 포함한다. 상기 액세스 포인트는 상기 수신되는 피드백 구성요소들을 특정한 STA의 MCS(STA specific MCS), 특정한 STA의 랭크(STA specific rank), 및 SC MU-프리코더 매트릭스(per SC MU-precoder matrix)(Q)로 출력되도록 처리한다.
기존 방법의 단점은 풀 스윙 다운링크 MU-MIMO 동작(full swing downlink MU-MIMO operation) 동안 STA에 의해 경험되는 실제 SINR(후처리 SINR(post processing SINR) 또는 효과적인 SINR)과 상기 피드백 SINR(Avg SINR)이 크게 차이가 난다는 것이다(the feedback SINR differs drastically from the actual SINR experienced by the STA). 따라서, 권장되는 MCS 레벨의 상기 STA는 특정한 STA의 MCS를 결정하기에 불충분하다(the STA recommended MCS level (MCSfb) is insufficient to decide the STA specific MCS). 피드백 SINR(fed back SINR)(Avg SINR) 및 실제 경험되는 SINR에서의 변화로 이어지는 다양한 요소들은 아래에서 설명된다.
다중 사용자 인터페이스: 널 데이터 패킷(Null Data Packet)(NDP) 프레임들은 단일 사용자-MIMO(Single User-MIMO)(SU-MIMO) 모드로 개별의 STA들에게 전송되는 트레이닝 프레임들(training frames)이다. NDP 프레임들의 전송 동안 다중 사용자들의 부재로 인해, STA들은 다중-사용자 간섭으로부터 자유로운 통신 채널을 경험한다. 따라서, STA들로부터의 SINR 피드백은 액세스 포인트가 MU-MIMO 모드에서 데이터 패킷들을 실제로 전송하는 경우 다중-사용자 간섭에 따른 SINR 저하를 고려하지 않는다.
송신기에서의 파샬 채널 상태 정보(Partial Channel State Information at Transmitter)(CSIT): 액세스 포인트(AP)는 빔포밍 매트릭스(Vsc) 및 SINRS(스트림 SINR 단위의 대각선 매트릭스(Diagonal matrix of per stream SINR))의 형태로 각각의 STA로부터 서브캐리어 단위로 파샬 CSIT를 수신한다(AP receives per subcarrier partial CSIT from each STA in the form of SINR S (Diagonal matrix of per stream SINR) and beamforming matrix (Vsc)). 상기 두 개의 매트릭스는 특이값의 대각선 매트릭스 및 SVD(H = USVH)의 라이트 특이 매트릭스를 구성하는 데에 사용될 수 있다.
그러나, 상기 수신기 측 로테이션 매트릭스(receiver side rotation matrix)(U)는 액세스 포인트에 알려져 있지 않다(is not known to the AP). 이러한 파샬 CSIT로 디자인되는 다중-사용자(MU) 프리코더들(Multi-user (MU) precoders)은 STA 수신기에서 겪게 되는 후처리 SINR에서의 저하를 발생시킨다(cause degradation in post-processing SINR experienced at the STA receiver).
노이지 CSIT(Noisy CSIT): STA들은 압축 및 양자화를 통해 빔포밍 매트릭스(Vsc) 및 서브캐리어 단위로 피드백한다(feedback per subcarrier SINR and beamforming matrix(Vsc)). 빔포밍 매트릭스의 압축 및 양자화는 액세스 포인트에서 최종 복호화된 빔포밍 매트릭스의 에러를 발생시킨다(introduces errors in the final decoded beamforming matrix at AP). 이러한 손상된 빔포밍 매트릭스(Vsc)가 액세스 포인트에서 MU-프리코더를 획득하기 위해 사용되는 경우, STA에서 겪게 되는 후처리 SINR은 저하된다.
서브캐리어 그룹핑(Subcarrier Grouping): STA로부터 액세스 포인트까지의 피드백 오버헤드(overhead)를 감소시키기 위해(In order to reduce feedback overhead from STA to AP), 서브-캐리어 그룹핑이 피드백에서 사용되며, 이 경우 빔포밍 매트릭스(Vsc) 및 SINR이 모든 서브캐리어들과 통신되지 않고 하나의 특정 세트의 서브캐리어들과 통신된다. 이것은 단일 피드백이 서브캐리어들의 그룹에 전송되도록 한다. 액세스 포인트에서, 다른 서브캐리어들에 대한 CSIT는 보간법(interpolation)을 통해 획득될 수 있다. 이러한 보간 기법들은 STA에서 겪게 되는 후처리 SINR을 더 저하시키는 상당한 CSIT 에러를 발생시킨다(introduce significant CSIT errors).
따라서, 기존 방법에서 액세스 포인트는 후처리 SINR에 기초하는 최적의 MCS를 재선택하지 못한다(fails to re-select an optimal MCS). 기존의 방법은 또한 후처리 SINR을 획득하고, 기존의 802.11ac 사양에서 링크 어댑테이션을 향상하기 위한 스케줄링 알고리즘 및 링크 어댑테이션에 의한 프로세싱을 위해 후처리 SINR을 사용하는 매커니즘을 제공하지 못한다. 기존의 방법에서, 피드백 SINR 보다 낮은 STA의 후처리 SINR은 고려 대상이 되지 않는다(is not taken into consideration). 또한, PER 성능들이 다른 최소 평균 제곱 오차(Minimum Mean Square Error)(MMSE) 수신기, 간섭 억제 수신기(interference suppression receivers), 연속적인 간섭 제거 수신기(successive interference cancellation receivers), 및 최대우도(ML) 벡터 심볼 탐지기(Maximum Likelihood (ML) vector symbol detector) 등의 수신기들을 사용하는 STA들의 수신기 기능(receiver capability)은 고려되지 않는다.
도 2는 일실시예에 따른 802.11ac 사양을 준수하는 PER 대 SNR 곡선(PER versus SNR curve)을 도시한다. 도 2는 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 수신기에 대하여 채널 모델 D의 채널 대역폭이 80MHz인 경우에 MCS 레벨 0 내지 9에 대한 4x4 MIMO 시스템에 대한 PER 대 SNR 곡선을 도시한다. PER 대 SNR은 80MHz, 4x4, 공간 스트림의 개수(Number of spatial streams)(NSS) = 4, MCS 0-9, BCC, 완벽한 CSIT를 갖는 TxBF, 및 채널 D-NLOS에 대한 곡선이다(curve for 80MHz, 4x4, Number of spatial streams (NSS)=4, MCS 0 - 9, BCC, TxBF with perfect CSIT, Channel D-NLOS).
10-2의 타겟 PER에서, 다음의 MCS 레벨에 대하여 요구되는 SNR 스텝 사이즈가 도시된다(the SNR step size required for subsequent MCS levels is shown). 그래프는 좌측으로부터 우측으로 각각 MCS 레벨 0 내지 9를 나타낸다. MCS 레벨 0과 MCS 레벨 1 사이의 SINR 차이는 2.5 dB이고, MCS 레벨 1과 MCS 레벨 2 사이의 SINR 차이는 3 dB이고, MCS 레벨2와 MCS 레벨 3과의 SINR 차이는 4 dB, 등 이다. 이것은 STA의 바람직한 PER 타겟(desired PER target of a STA)에 대한 것을 나타내고 다음의 MCS 레벨들 사이의 SINR 차이(dB로(in dB))가 일정하지 않다는 것을 나타낸다. 따라서, 액세스 포인트는 수신기 타입, 대역폭 및 SS의 모든 조합들에 대한 서로 다른 PER 타겟들을 위한 MCS 대 SINR 테이블들에 대한 지식을 필요로 한다(requires the knowledge of MCS vs. SINR tables).
기존 방법은 STA 수신기 기능의 정보를 제공하지 못한다. 따라서, 액세스 포인트는 STA에서의 수신기 기능(receiver capabilities)을 인지하지 못하고, 후처리 SINR(post-processing SINR)에 대응하는 최적의 MCS 레벨을 정확하게 추정할 수 없다. 수신기 기능에 대한 지식(knowledge of receiver capabilities) 없이 액세스 포인트에 의해 적용되는 모든 MCS 다운 스케일링은 통신 링크의 안정성 및 효율성을 위협한다.
따라서 정의된 피드백 구성요소들은 액세스 포인트가 공동으로 스케줄된 STA들(co-scheduled STAs) 각각에 대하여 최적의 MCS 레벨을 획득하기에는 불충분하다.
도 3은 일실시예에 따른 최적의 MCS 레벨을 획득하기 위한 동작 흐름도를 도시한다. 기술된 방법은 STA 수신기에서 겪을 수 있는 후처리 SINR을 추정하고, 피드백 SINR 스텝 사이즈(dB)에 매커니즘을 제공함으로써(by providing a mechanism to feedback SINR step size (dB)) STA로부터 액세스 포인트까지의 피드백을 향상시킨다. 다운링크 MU-MIMO 시나리오에서 액세스 포인트는 공동으로 스케줄된 STA로부터 피드백 SINR을 받아들인다(accepts the feedback SINR).
액세스 포인트(AP)는 최적의 MU-프리코더 매트릭스(Q)를 계산한다(301). 그리고, 액세스 포인트는 각각의 공동으로 스케줄된 STA에 대하여 후처리 SINR을 계산하도록(302) MU-프리코더 매트릭스(Q)를 형성한다. 예를 들어, 각각이 NRx 수신 안테나들이 각각 구비된 K개의 STA의 각각에 대하여 하나의 SS를 제공하고(serving one SS to each of the K STAs, each equipped with NRx receive antennas), NTx 안테나들이 구비된, 액세스 포인트의 제한되지 않은 다운 링크 시나리오를 고려해 보자. 송신기와 k번째 STA 사이의 채널은
Figure 112019051098232-pct00017
[001]로 표현되고, 송신 벡터는 X에 의해 표현되며 스퀘어 컨스텔레이션에서 그려진다(is drawn from a square constellation). MU-프리코더 매트릭스(Q)를 이용하는 액세스 포인트와 함께 STAk에서 수신된 신호는 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112019051098232-pct00018
액세스 포인트가 Hk 및 Q의 정보를 가지기 때문에, 아래의 수학식 2를 이용하여 STAk가 겪을 수 있는 후처리 SINR이 계산된다(it computes post processing SINR that STAk is likely to experience).
Figure 112019051098232-pct00019
STA의 간섭 억제 능력(STA's interference suppression capability)에 대한 지식은 각각의 STA에 대응하는 최적의 수신기 매트릭스 G를 구성하는 데에 있어서 액세스 포인트를 보조하고(will assist the AP in constructing an optimal receiver matrix G), 이를 후처리 SINR에서의 계산에 사용한다(use it in computation in the post processing SINR). G 매트릭스는 각각의 STA의 간섭 억제 능력을 고려함으로써 형성된다(is formed by factoring). 따라서, 후처리 SINR은 STA 피드백 SINR보다 더 낮아진다.
상기 방법은 공동으로 스케줄된 STA가 액세스 포인트로 SINR 스텝 사이즈를 피드백할 수 있도록 한다(enables the co-scheduled STA to feedback SINR step size to the AP). 도 2에 도시된 바와 같이, 근접한 MCS 레벨들(immediate MCS levels) 사이의 SINR 차이는 일정하지 않고, SINR 차이는 STA에서의 수신기 타입, 공간 스트림의 개수(NSS) 및 대역폭에 따라 달라진다. 따라서, 상기 방법은 대부분의 SINR 차이를 커버하는 다중의 SINR 스텝 사이즈들을 정의한다.
일실시예에 따르면, 상기 방법은 협의된 경우(at the time of association) 액세스 포인트로 SINR 스텝 사이즈들(SINR 스텝 사이즈 테이블)을 사전에 통신한다.
일실시예에 따르면, SINR 스텝 사이즈 테이블은 액세스 포인트와 STA 모두에 저장되고 SINR 스텝 사이즈 테이블의 인덱스는 피드백 메시지로 통신될 수 있다.
상기 방법은 액세스 포인트가 SINR 스텝 사이즈 테이블로부터 적절한 스텝 사이즈를 선택할 수 있도록 한다. 선택되는 SINR 스텝 사이즈는 후처리 SINR에 알맞은, 근접하면서 더 낮은 MCS 레벨을 선택하도록(to select the immediate lower MCS levels to suit the post processing SINR) 액세스 포인트에서 사용된다. 그런 후에, 상기 방법은 SINR 스텝 사이즈 테이블로부터 선택되는 SINR 스텝 사이즈를 이용하여 MCSfb(STA에 대해 권장되는 MCS 레벨)를 다운그레이드하기 위해 MCS 레벨의 개수(Nlevels)를 계산한다(303). Nlevels은 주어진 아래의 수학식 3을 이용하여 계산된다.
Figure 112019051098232-pct00020
게다가, 상기 방법은 수학식 3으로부터 계산된 Nlevels 및 권장되는 MCS 레벨(MCSfb)의 상기 STA를 이용하여 최적의 MCS 레벨(MCSoptimal)을 획득한다(304). 아래에 주어진 수학식 4는 액세스 포인트가 더 나은 채널과 간섭 조건에 매칭할 수 있도록(that enables AP to better match the channel and interference conditions) 하는, 액세스 포인트에 의해 사용되는 최적의 MCS 레벨을 제공한다.
Figure 112019051098232-pct00021
동작 흐름도(300)에서의 다양한 동작들은 제시된 순서대로, 다른 순서대로 또는 동시에 수행될 수 있다. 게다가, 몇몇의 실시예들에서, 도 3에서 설명된 몇몇의 동작은 생략될 수 있다.
도 4는 기술된 실시예들에 따른 802.11ac 사양 D1.1의 VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 제안되는 변화들을 도시한다. 도 4는 기존의 802.11ac 사양의 예비 비트(B1)가 제거되는 경우에(where reserved bit (B1) of the existing 802.11ac specification is removed), VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 변화들을 도시한다. 이 획득된 비트(This acquired bit)는 VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 MFB 서브-필드에서 사용된다. 상기 방법은 MFB 서브-필드 사이즈를 16 비트(B8-B23)로 변화시킨다. VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 남아있는 필드들은 기존의 802.11ac 사양에 따라서 유지되고 변화하지 않는다(are unchanged and remain).
도 4는 802.11ac 사양의 VHT 포맷 HT 컨트롤 필드에서 MFB 서브-필드의 MCS 필드에 나타나는 변화들을 도시한다. MFB 서브-필드에서 획득된 비트는 도면에 도시된 바와 같이 MCS 필드의 사이즈를 다섯 개의 비트(B11-B15)로 변경하는데 사용된다. 다섯 개의 비트 사이즈를 갖는 MCS 필드와 함께, 상기 방법은 32개의 특유의 MCS 레벨들을 지원한다(supports 32 unique MCS levels).
도 5는 일실시예에 따른 VHT 포맷 HT 컨트롤 필드의 MFB 서브-필드 내의 MCS 필드에서의 제안되는 변화들을 이용하여 MCS 레벨 및 SINR 스텝 사이즈의 조인트 암호화를 도시한다. 도 5는 SINR 스텝 사이즈 및 MCS 레벨의 통합된 설명을 도시한다(depicts a combined interpretation). 상기 방법은 아래에서 주어진 세 개의 스텝 사이즈를 정의할 수 있다.
초기의 10개의 MCS 레벨(0-9)은 스텝 사이즈-1로 MCS0-9를 나타낸다(indicate MCS 0 - 9 with step size-1).
다음의 10 개의 MCS 레벨(10-19)은 스텝 사이즈-2로 MCS 0-9를 나타낸다(indicate MCS 0 - 9 with step size-2).
다음의 10 개의 MCS 레벨(20-29)은 스텝 사이즈-3으로 MCS 0-9를 나타낸다(indicate MCS 0 - 9 with step size-3).
남아있는 두 개의 레벨(30 및 31)은 사용되지 않고 향후의 사용을 위해 남겨 둔다.
도 6은 일실시예에 따른 액세스 포인트 및 STA에 저장되는 SINR 스텝 사이즈 테이블들을 도시한다. 도 6은 세 개의 서로 다른 스텝 사이즈를 정의하는 각각의 테이블로 네 개의 SINR 스텝 사이즈를 도시한다. SINR 스텝 사이즈 테이블 1은 1dB, 2dB, 3dB의 세 개의 SINR 스텝 사이즈들을 정의하고, SINR 스텝 사이즈 테이블 2는 1dB, 2.5dB, 4dB과 같이 세 개의 스텝 사이즈들을 정의한다.
SINR 스텝 사이즈 테이블 3 및 SINR 스텝 사이즈 테이블 4는 복수 개의 SINR 스텝 사이즈들을 정의한다. 상기 방법은 액세스 포인트가 정의된 SINR 스텝 사이즈 테이블들의 정보를 알도록 할 수 있다(enables AP to be aware of this information). 액세스 포인트는 SINR 스텝 사이즈 테이블 인덱스를 통해 사용되는 적절한 SINR 스텝 사이즈 테이블에 대하여 알고 있다(The AP is informed about the appropriate SINR step size table to be used through a SINR step size table index).
도 7은 일실시예에 따른 802.11ac 사양 D1.2의 VHT 지원 MCS 세트 필드의 변화들을 도시한다. 도 7은 하나의 MCS 세트 필드(B0-B63)를 도시한다. 상기 방법은 MCS 세트 필드 내부에서의 SINR 스텝 사이즈 테이블 인덱스 필드(B29-B31)를 정의한다. 3 비트 사이즈의 인덱스 필드와, 서로 다른 입상(varying granularity)의 8 개의 스텝 사이즈 테이블이 지원된다. 이러한 8 개의 테이블은 대부분의 SINR 스텝 사이즈를 커버하기에 충분하다. STA들은 최적의 MCS 레벨을 획득하기 위해 나중에 액세스 포인트에 의해 이용될 바람직한 SINR 스텝 사이즈 테이블의 인덱스를 피드백한다.
도 8은 일실시예에 따른 IEEE 802.11ac D1.2의 VHT 기능 정보 필드(VHT capabilities Info field)의 변화를 도시한다. 상기 방법은 STA가 간섭 억제 능력(its interference suppression capability)을 액세스 포인트에 피드백할 수 있도록 한다. STA의 간섭 억제 능력에 대한 지식은 나중에 후처리 SINR을 계산하는데 사용되는, 각각의 STA에 대응하는 최적의 수신기 매트릭스 G를 액세스 포인트가 구성할 수 있도록 한다.
상기 방법은 협의된 경우(at the time of association) STA가 간섭 억제 능력(its interference suppression capability)을 액세스 포인트에게 통신하도록 하기 위해 예비 비트들(비트 B28) 중 하나를 이용하여 VHT 기능 정보 필드(32 비트)의 변경 사항들을 제공한다. VHT 기능 정보 필드의 남아있는 필드들은 변경되지 않고 기존의 802.11ac 사양에 따라 유지된다.
도 9는 일실시예에 따른, 링크 어댑테이션 및 조인트 STA 선택의 프로세스를 설명하는 동작 흐름도를 도시한다. 액세스 포인트는 복수 개의 STA들에 대하여 스테이션 선택 및 페어링을 수행한다(performs station selection and pairing). 이를 테면, K 개의 스테이션 STA1 내지 STAK는 액세스 포인트에 의해 고려된다. STA1 내지 STAk 각각은 정의되거나 또는 바람직한 QoS, 타겟 PER, 데이터 레이트, 랭크, 및 MCS 레벨을 가진다.
흐름도(900)에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트는 액세스 포인트의 큐(queue)에서의 데이터 가용성(data availability)에 기초하여 STA들(STA1 내지 STAk) 중 하나의 세트를 선택한다(901). 액세스 포인트는 각각의 STA의 QoS를 알고 있다. 따라서, 액세스 포인트는 특정한 STA의 QoS에 기반하여, 요구되는 각각의 STA의 타겟 PER 및 데이터 레이트에 액세스한다(AP asses each STA's target PER and data rate required based on the STA specific QoS).
게다가, 각각의 STA에 대하여 액세스 포인트는 요구되는 데이터 레이트를 지원하도록 요구되는 MCS 레벨 및 랭크(NSS)를 획득한다(derives). 액세스 포인트는 저장된 PER 대 SINR 테이블을 이용하여 STA의 바람직한 타겟 PER을 만족하도록 각각의 STA의 요구되는 SINR에 도달한다(arrives at). 그 후에, 액세스 포인트는 사용자 단위 SINR 컨스트레인트(the per user SINR constrain) 및 안테나 단위 파워 컨스트레인트(per antenna power constraint)를 적용하고(902), 최적의 프리코더가 존재하는지 여부를 확인한다(903)(applies (902) the per user SINR constraint and per antenna power constraint and checks (903) if an optimal precoder exists).
만약 선택된 STA들의 세트에 대하여 최적의 프리코더가 존재하지 않는다면, 상기 방법은 STA들의 새로운 세트를 선택하도록 단계 (901)로 되돌아간다(loop back). 만약 최적의 프리코더가 존재한다면, 액세스 포인트는 최적의 프리코더를 추가로 디자인한다(904)(further designs (904) the optimal precoder). 그런 후에, 액세스 포인트는 각각의 공동으로 스케줄된 후처리 SINR을 획득한다(the AP derives the post processing SINR of each co-scheduled).
그 후에, SINR 스텝 사이즈, STA들로부터의 피드백 SINR(Avg SINR), 및 피드백 구성요소들(MCSfb)을 이용하여, 액세스 포인트는 각각의 공동으로 스케줄된 STA에 대하여 최적의 MCS(MCSoptimal)를 획득한다(905). 액세스 포인트는 또한 모든 공동으로 스케줄된 STA들에 대하여 달성 가능한 데이터 레이트를 계산하고 이 달성 가능한 데이터 레이트를 제공하기 위해 요구되는 파워를 계산한다. 액세스 포인트는 달성 가능한 데이터 레이트 및 요구되는 파워를 저장한다(stores the power required and achievable data rate).
그 후에, 액세스 포인트는 모든 STA들의 조합을 통해 루프하고(906), 달성 가능한 데이터 레이트를 최대화하거나 지연 컨스트레인트(delay constraints)를 만족하는 전송 파워를 최소화하는 조합을 선택한다. 따라서, 액세스 포인트는 링크 어댑테이션 및 조인트 STA 선택을 제공하기 위한 랭크(NSS), MU-프리코더 및 MCS에 따라 최적의 STA 세트에 도달한다(907). 동작 흐름도(900)의 다양한 동작들은 제시된 순서대로, 다른 순서대로 또는 동시에 수행될 수 있다. 게다가, 몇몇의 실시예들에서, 도 9에서 설명된 몇몇의 동작은 생략될 수 있다.
여기에서 기술되는 실시예들은 구성요소들을 컨트롤 하기 위한 네트워크 매니지먼트 기능을 수행하고 적어도 하나의 하드웨어 디바이스에서 실행되는 적어도 하나의 소프트웨어 프로그램을 통해 수행될 수 있다. 도 9에 도시된 구성요소들은 적어도 하나의 하드웨어 디바이스가 될 수 있거나 또는 하드웨어 디바이스와 소프트웨어 모듈의 조합이 될 수 있는 블록들을 포함한다.
전술된 특정한 실시예들의 설명은 일반적인 개념에서의 이탈 없이 특정한 실시예들과 같은 다양한 어플리케이션을 어댑트(adapt)하고 및 쉽게 수정할 수 있는 실시예들의 일반적인 특성을 나타낸다. 그러므로 이러한 어댑테이션(adaptations)들과 수정들은 기술된 실시예들과 동일한 범위 및 의미 내에서 이해되어야 한다. 여기서 이용되는 어법이나 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 이에 제한되지 않는다. 그러므로, 여기서 기술된 실시예들은 바람직한 실시예들에 대하여 설명되는 동안, 당업자는 여기서 실시예들이 위에서 설명된 바와 같은 실시예들의 사상 및 범위 내에서 실시될 수 있는 것으로 이해해야 한다.The embodiments herein and the various features and preferred details are described more fully with reference to the non-limiting embodiments described in detail in the following description in conjunction with the accompanying drawings. Descriptions of well-known components and processing techniques are omitted so as not to unnecessarily obscure the embodiments described herein. The embodiments used herein are intended to facilitate understanding of the embodiments described herein and to enable those skilled in the art to practice the embodiments described herein. Accordingly, the examples should not be construed as limiting the scope of the embodiments.
Embodiments achieve a method and system for providing enhanced link adaptation in an 802.11ac wireless network standard that supports Multi User-Multiple Input Multiple Output (MU-MIMO) in the downlink. The method provides changes in station (STA) to Access Point (AP) feedback elements of the 801.11ac standard. These changes may allow the access point to select the optimal modulation and coding scheme (MCS) level for matching interference conditions and channels by maintaining a desirable Packet Error Rate (PER).
The method enables the access point to obtain an optimal MCS level based on the calculated multi-user interference after each co-scheduled STA obtains an MU-precoder. Enables each co-scheduled STA to indicate a Signal to interference noise ratio (SINR) step size. The method further enables link adaptation and joint STA selection to adequately minimize the transmitted power or to properly maximize the data rate.
In the description, a STA means a non-access point STA.
According to one embodiment, the station (STA) may be a mobile device, laptop, tablet, personal computer, media player, digital camera, smartphone, TV or TV that supports a Wireless Local Area Network (WLAN). Include the same things.
1-9, like reference characters indicate features that correspond consistently to the figures shown in the preferred embodiments.
1 illustrates STA selection and MU-MIMO feedback during link adaptation in the 802.11ac specification, according to one embodiment. 1 illustrates a feedback component from the STAs to a link adaptation of the access point, a scheduling algorithm, and an output of the link adaptation and scheduling algorithm. The figure depicts feedback elements from the STAs to the AP's link adaptation and scheduling algorithm and output of the link adaptation and scheduling algorithm).
In a wireless local area network (WLAN) system compliant with the existing 802.11ac specification, during downlink MU-MIMO operation, the access point is optimally free to match the desired packet rate with the target packet error rate of each jointly scheduled STA. MCS and rank selection and STA selection and pairing are performed for each STA according to the coder design. In the existing method, the access point receives feedback from the STAs.
Based on various received feedback parameters, the access point is scheduled at a specified time interval, and then selects a set of STAs to obtain an optimal precoder in each subcarrier of the OFDM frame (the AP selects a set of STAs to be scheduled in the designated time interval and subsequently derive an optimal precoder at each subcarrier of the OFDM frame). In addition, the access point calculates the optimal MCS level for each of the STAs (user equipments) that can meet the desired PER targets according to individual Quality of Service (QoS) requirements.
According to the 802.11ac specification, the feedback components that must be delivered from each STA to an access point to support downlink MU-MIMO operation include an MCS feedback message and a beamforming report. . The MCS feedback message is an access called average SINR (AvgSINR) in all Spatial Streams (SS) and subcarriers (SC) from the STA and the STA at the recommended MCS level (MCS fb ). Include feedback SINR up to the point.
Beamforming report the beamforming matrix (V sc) compression for each sub-carrier (compressed per subcarrier Beamforming matrix (V sc)), SC and ΔSINR (quantized by the quantization unit SS
Figure 112019051098232-pct00015
SINR per SC & SS (
Figure 112019051098232-pct00016
SINR sc, ss )), and quantized per spatial stream SINR averaged over all subcarriers (Avg SINR ss ) averaged over all subcarriers quantized in spatial stream units. The elements are processed to be output in a STA specific MCS (STA specific MCS), a STA specific rank, and a SC MU-precoder matrix (Q).
Disadvantages of the existing methods are the actual SINR (post processing SINR) or the effective SINR experienced by the STA during full swing downlink MU-MIMO operation and the feedback SINR (Avg SINR). (The feedback SINR differs drastically from the actual SINR experienced by the STA). Therefore, the STA of the recommended MCS level is insufficient to determine the MCS of a specific STA (the STA recommended MCS level (MCSfb) is insufficient to decide the STA specific MCS). Various factors leading to feedback back SINR (Avg SINR) and changes in SINR actually experienced are described below.
Multiple User Interface: Null Data Packet (NDP) frames are training frames transmitted to individual STAs in Single User-MIMO (SU-MIMO) mode. Due to the absence of multiple users during transmission of NDP frames, STAs experience a communication channel free from multi-user interference. Thus, SINR feedback from STAs does not consider SINR degradation due to multi-user interference when the access point actually transmits data packets in MU-MIMO mode.
Partial Channel State Information at Transmitter (CSIT) at the transmitter: The access point (AP) is composed of a beamforming matrix (Vsc) and a SINRS (Diagonal matrix of per stream SINR). (AP receives per subcarrier partial CSIT from each STA in the form of SINR S and Diagonal matrix of per stream SINR and beamforming matrix (V sc )). The two matrices can be used to construct a diagonal matrix of singular values and a light specific matrix of SVD (H = USV H ).
However, the receiver side rotation matrix U is not known to the AP. Multi-user (MU) precoders designed with this partial CSIT cause degradation in post-processing SINR experienced at the STA receiver. STA receiver).
Noisy CSIT: STAs feed back into a beamforming matrix (V sc ) and a subcarrier unit through compression and quantization (feedback per subcarrier SINR and beamforming matrix (V sc )). Compression and quantization of the beamforming matrix introduces errors in the final decoded beamforming matrix at AP. If such a damaged beamforming matrix (V sc ) is used to obtain the MU-precoder at the access point, the post-processing SINR experienced at the STA is degraded.
Subcarrier Grouping: In order to reduce feedback overhead from STA to AP, sub-carrier grouping is used in the feedback, in which case the beam The forming matrix V sc and SINR are not communicated with all subcarriers, but with one particular set of subcarriers. This allows a single feedback to be sent to the group of subcarriers. At the access point, CSIT for other subcarriers can be obtained through interpolation. These interpolation techniques introduce significant CSIT errors that further degrade the post-processing SINR experienced by the STA.
Therefore, in the existing method, the access point fails to reselect an optimal MCS based on the post-processing SINR. Existing methods also obtain a post-processing SINR and do not provide a mechanism to use a post-processing SINR for processing by link adaptation and scheduling algorithms to improve link adaptation in the existing 802.11ac specification. In the existing method, the post-processing SINR of the STA lower than the feedback SINR is not taken into consideration. In addition, PER performance differs in Minimum Mean Square Error (MMSE) receivers, interference suppression receivers, successive interference cancellation receivers, and maximum likelihood (ML) vector symbols. Receiver capability of STAs that use receivers such as a maximum likelihood (ML) vector symbol detector is not considered.
2 illustrates a PER versus SNR curve that conforms to the 802.11ac specification, according to one embodiment. FIG. 2 shows the PER vs. SNR curve for a 4x4 MIMO system for MCS levels 0-9 when the channel bandwidth of channel model D is 80 MHz for a minimum mean square error (MMSE) receiver. PER vs SNR is a curve for 80 MHz, 4x4, Number of spatial streams (NSS) = 4, MCS 0-9, BCC, TxBF with full CSIT, and channel D-NLOS (curve for 80 MHz , 4x4, Number of spatial streams (NSS) = 4, MCS 0-9, BCC, TxBF with perfect CSIT, Channel D-NLOS.
At a target PER of 10 −2 , the SNR step size required for subsequent MCS levels is shown. The graphs show MCS levels 0-9 from left to right, respectively. The SINR difference between MCS level 0 and MCS level 1 is 2.5 dB, the SINR difference between MCS level 1 and MCS level 2 is 3 dB, the SINR difference between MCS level 2 and MCS level 3 is 4 dB, and so on. This indicates for the desired PER target of a STA and indicates that the SINR difference (in dB) between the following MCS levels is not constant. Thus, the access point requires knowledge of the MCS to SINR tables for different PER targets for all combinations of receiver type, bandwidth and SS.
The existing method does not provide information of the STA receiver function. Thus, the access point is not aware of the receiver capabilities at the STA and cannot accurately estimate the optimal MCS level corresponding to the post-processing SINR. Any MCS downscaling applied by an access point without knowledge of receiver capabilities threatens the stability and efficiency of the communication link.
Thus, the defined feedback components are insufficient for the access point to obtain an optimal MCS level for each of the co-scheduled STAs.
3 is a flowchart of an operation for obtaining an optimal MCS level according to an embodiment. The described method estimates post-processing SINR that may be experienced at the STA receiver and provides a mechanism to feedback SINR step size (dB) to feed back from the STA to the access point. To improve. In the downlink MU-MIMO scenario, the access point accepts the feedback SINR from the jointly scheduled STA.
The access point AP calculates 301 an optimal MU-precoder matrix Q. The access point then forms an MU-precoder matrix (Q) to calculate 302 the post-processing SINR for each jointly scheduled STA. For example, to each of the N Rx receive antennas each providing one of the SS, for each K of STA having the (serving one SS to each of the K STAs, each equipped with NRx receive antennas), N Tx antennas Consider the provided, unrestricted downlink scenario of an access point. The channel between the transmitter and the kth STA is
Figure 112019051098232-pct00017
Represented by [001], the transmission vector is represented by X and is drawn from a square constellation. The signal received at STA k together with an access point using the MU-precoder matrix (Q) is represented by equation (1).
Figure 112019051098232-pct00018
Since the access point is gajigi information of Hk and Q, it is a process that can be calculated after the STA SINR k experience using Equation 2 below (it computes post processing SINR k that STA is likely to experience).
Figure 112019051098232-pct00019
Knowledge of the STA's interference suppression capability assists the access point in constructing an optimal receiver matrix G corresponding to each STA (will assist the AP in constructing an optimal receiver matrix G). Use it in computation in the post processing SINR. The G matrix is formed by taking into account the interference suppression capability of each STA. Thus, the post processing SINR is lower than the STA feedback SINR.
The method enables the co-scheduled STA to feed back the SINR step size to the access point. As shown in FIG. 2, the SINR difference between adjacent MCS levels is not constant, and the SINR difference depends on the receiver type, the number of spatial streams (NSS) and the bandwidth at the STA. Thus, the method defines multiple SINR step sizes that cover most of the SINR differences.
According to one embodiment, the method communicates in advance the SINR step sizes (SINR step size table) to the access point when at the time of association.
According to one embodiment, the SINR step size table may be stored at both the access point and the STA and the index of the SINR step size table may be communicated in a feedback message.
The method allows the access point to select an appropriate step size from the SINR step size table. The SINR step size selected is used at the access point to select the immediate lower MCS levels to suit the post processing SINR, which is appropriate for the post-processing SINR. The method then calculates (303) the number of MCS levels N levels to downgrade MCS fb (the recommended MCS level for STA) using the SINR step size selected from the SINR step size table. N levels are calculated using Equation 3 given below.
Figure 112019051098232-pct00020
In addition, the method obtains an optimal MCS level (MCS optimal ) using the N levels calculated from Equation 3 and the STA of the recommended MCS level (MCS fb ) (304). Equation 4 given below provides the optimal MCS level used by the access point that allows the access point to better match the channel and interference conditions.
Figure 112019051098232-pct00021
The various operations in the operational flow diagram 300 may be performed in the order presented, in a different order or concurrently. In addition, in some embodiments, some of the operations described in FIG. 3 may be omitted.
4 shows proposed changes in the VHT format HT control field of the 802.11ac specification D1.1 according to the described embodiments. FIG. 4 shows changes in the VHT format HT control field when the reserved bit B1 of the existing 802.11ac specification is removed. This acquired bit is used in the MFB sub-field of the VHT format HT control field. The method changes the MFB sub-field size to 16 bits (B8-B23). The remaining fields of the VHT Format HT Control field are unchanged and remain in accordance with the existing 802.11ac specification.
4 illustrates the changes that appear in the MCS field of the MFB sub-field in the VHT format HT control field of the 802.11ac specification. The bits obtained in the MFB sub-field are used to change the size of the MCS field to five bits B11-B15 as shown in the figure. With an MCS field with five bit sizes, the method supports 32 unique MCS levels.
5 illustrates joint encryption of MCS level and SINR step size using proposed changes in MCS field in MFB sub-field of VHT format HT control field according to one embodiment. 5 shows a combined description of SINR step size and MCS level (depicts a combined interpretation). The method can define three step sizes given below.
The initial ten MCS levels (0-9) represent MCS0-9 with step size-1 (indicate MCS 0-9 with step size-1).
The next 10 MCS levels 10-19 represent MCS 0-9 with step size-2 (indicate MCS 0-9 with step size-2).
The next ten MCS levels 20-29 represent MCS 0-9 with step size-3 (indicate MCS 0-9 with step size-3).
The remaining two levels 30 and 31 are not used and are reserved for future use.
6 illustrates SINR step size tables stored in an access point and an STA according to an embodiment. 6 shows four SINR step sizes with each table defining three different step sizes. SINR step size table 1 defines three SINR step sizes of 1 dB, 2 dB, and 3 dB, and SINR step size table 2 defines three step sizes, such as 1 dB, 2.5 dB, and 4 dB.
SINR step size table 3 and SINR step size table 4 define a plurality of SINR step sizes. The method may enable the access point to know information of the defined SINR step size tables (enables AP to be aware of this information). The AP is informed about the appropriate SINR step size table to be used through a SINR step size table index.
7 illustrates changes in the VHT supported MCS set field of the 802.11ac specification D1.2 according to one embodiment. 7 shows one MCS set field B0-B63. The method defines an SINR step size table index field B29-B31 within the MCS set field. Three bit sized index fields and eight step size tables of differing granularity are supported. These eight tables are sufficient to cover most SINR step sizes. The STAs feed back an index of the preferred SINR step size table that will later be used by the access point to obtain an optimal MCS level.
8 illustrates a change in the VHT capabilities Info field of IEEE 802.11ac D1.2 according to an embodiment. The method allows the STA to feed back its interference suppression capability to the access point. Knowledge of the STA's interference suppression capability allows the access point to configure the optimal receiver matrix G corresponding to each STA, which is later used to calculate the post-processing SINR.
The method uses the VHT capability information field 32 using one of the reserved bits (bit B28) to allow the STA to communicate its interference suppression capability to the access point when the time of association is negotiated. Bits). The remaining fields of the VHT capability information field remain unchanged according to the existing 802.11ac specification.
9 illustrates an operational flow diagram illustrating a process of link adaptation and joint STA selection, according to one embodiment. The access point performs station selection and pairing on a plurality of STAs. For example, K stations STA1 through STAK are considered by the access point. Each of STA1 to STAk has a defined or desired QoS, target PER, data rate, rank, and MCS level.
As shown in flow diagram 900, the access point selects one set of STAs STA1-STAk based on data availability in a queue of access points (901). The access point knows the QoS of each STA. Accordingly, the access point accesses the target PER and data rate of each required STA based on the QoS of the specific STA (AP asses each STA's target PER and data rate required based on the STA specific QoS).
In addition, for each STA, the access point derives the required MCS level and rank (NSS) to support the required data rate. The access point uses the stored PER to SINR table to arrive at the required SINR of each STA to meet the desired target PER of the STA. The access point then applies the per user SINR constrain and per antenna power constraint (902) and checks whether an optimal precoder is present. (903) (applies (902) the per user SINR constraint and per antenna power constraint and checks (903) if an optimal precoder exists).
If there is no optimal precoder for the selected set of STAs, the method loops back to step 901 to select a new set of STAs. If there is an optimal precoder, the access point further designs the optimal precoder (904) the optimal precoder. Then, the access point obtains each co-scheduled post-processing SINR (the AP derives the post processing SINR of each co-scheduled).
Then, using the SINR step size, the feedback SINR (Avg SINR) from the STAs, and the feedback components (MCSfb), the access point obtains an optimal MCS (MCSoptimal) for each jointly scheduled STA. (905). The access point also calculates achievable data rates for all jointly scheduled STAs and calculates the power required to provide this attainable data rate. The access point stores the power required and achievable data rate.
The access point then loops through the combination of all STAs (906) and selects a combination that maximizes achievable data rate or minimizes transmission power that satisfies delay constraints. Thus, the access point reaches 907 an optimal set of STAs according to rank (NSS), MU-precoder, and MCS for providing link adaptation and joint STA selection. Various operations of the operational flow diagram 900 may be performed in the order presented, in a different order or concurrently. In addition, in some embodiments, some of the operations described in FIG. 9 may be omitted.
Embodiments described herein may be performed through at least one software program that performs a network management function to control components and is executed on at least one hardware device. The components shown in FIG. 9 include blocks that can be at least one hardware device or a combination of hardware device and software module.
The description of specific embodiments described above represents the general characteristics of embodiments that can adapt and easily modify various applications, such as specific embodiments, without departing from the general concept. Therefore, such adaptations and modifications should be understood within the same scope and meaning as the described embodiments. The phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and not of limitation. Therefore, while the embodiments described herein are described in terms of preferred embodiments, those skilled in the art should understand that the embodiments herein may be practiced within the spirit and scope of the embodiments as described above.

Claims (18)

다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 동작을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
액세스 포인트(Access Point)에 의해 적어도 하나의 스테이션으로부터 피드백 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)과 SINR 스텝 사이즈를 수신하는 단계;
상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 다중 사용자 프리코더 매트릭스(Multi User (MU) precoder matrix)를 디자인한 후, 액세스 포인트에 의해 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 후처리(post processing) SINR을 획득하는 단계;
상기 후처리 SINR 및 상기 수신된 피드백 SINR을 이용하여 상기 액세스 포인트에 의해 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 계산하는 단계; 및
상기 액세스 포인트에 의해 스테이션들의 세트로부터 적어도 하나의 최적의 스테이션을 선택하는 단계
를 포함하는 방법.A method for link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multi-user-multi-input multiple-output (MU-MIMO) operation in the downlink, the method comprising:
Receiving a feedback Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) and SINR step size from at least one station by an access point;
Designing an optimal Multi User (MU) precoder matrix for the at least one station, and then acquiring a post processing SINR for the at least one station by an access point. ;
Calculating an optimal Modulation and Coding Scheme (MCS) level for the at least one station by the access point using the post-processing SINR and the received feedback SINR; And
Selecting at least one optimal station from the set of stations by the access point
How to include. 제1항에 있어서,
상기 방법은, 상기 액세스 포인트의 송신기 사이의 통신로 행렬(channel matrix), 상기 적어도 하나의 스테이션의 수신기, 상기 최적의 다중 사용자 프리코더 매트릭스(said optimal MU-precoder matrix), 및 상기 적어도 하나의 스테이션의 간섭 억제(interference suppression) 능력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 후처리 SINR을 획득하는 방법.The method of claim 1,
The method includes a channel matrix between transmitters of the access point, a receiver of the at least one station, the best optimal MU-precoder matrix, and the at least one station. Obtaining the post-processing SINR using at least one of interference suppression capabilities of the < RTI ID = 0.0 > 제2항에 있어서, 상기 방법은,
VHT(Very High Throughput) 기능 정보 필드(capabilities info field)의 예비 비트(reserved bit)를 통해 상기 간섭 억제 능력의 지시를 수신하는 방법.The method of claim 2, wherein the method is
And receiving an indication of the interference suppression capability through a reserved bit of a Very High Throughput capability information field. 제1항에 있어서,
상기 최적의 MCS 레벨을 계산하는 방법은,
상기 적어도 하나의 스테이션으로부터 상기 액세스 포인트에 의해 수신되는 VHT 지원 MCS 세트 필드 내의 SINR 스텝 사이즈 인덱스 필드에 의해 지시되는 상기 SINR 스텝 사이즈 테이블로부터 적절한 상기 SINR 스텝 사이즈를 선택하는 단계;
상기 SINR 스텝 사이즈, 상기 피드백 SINR, 및 상기 후처리 SINR 중 적어도 하나를 이용하여 상기 MCS 레벨의 개수를 계산하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 스테이션에 권장되는 상기 MCS 레벨(said at least one station recommended said MCS level), 및 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 상기 MCS 레벨의 개수 중 적어도 하나를 이용하여 최적의 상기 MCS 레벨을 계산하는 단계
를 더 포함하는 방법.The method of claim 1,
The method for calculating the optimal MCS level is
Selecting an appropriate SINR step size from the SINR step size table indicated by an SINR step size index field in a VHT supported MCS set field received by the access point from the at least one station;
Calculating the number of MCS levels using at least one of the SINR step size, the feedback SINR, and the post-process SINR; And
Calculating the optimal MCS level using at least one of the said at least one station recommended said MCS level, and the number of said MCS levels for said at least one station; step
How to include more. 제4항에 있어서,
상기 방법은 암호화된(encoded) 상기 MCS 레벨 및 암호화된 상기 SINR 스텝 사이즈를 이용하여 상기 최적의 MCS 레벨을 계산하는 방법.The method of claim 4, wherein
And the method calculates the optimal MCS level using the encrypted MCS level and the encrypted SINR step size. 제5항에 있어서,
상기 방법은, 복수의 상기 MCS 레벨과 상기 SINR 스텝 사이즈를 암호화하기 위하여, MFB 서브-필드의 상기 MCS 필드에 대하여 VHT 포맷 HT(High Throughput) 컨트롤 필드 내부에서 예비 비트를 이용하는 방법.The method of claim 5,
The method uses spare bits within a VHT format High Throughput (HT) control field for the MCS field of an MFB sub-field to encrypt a plurality of the MCS levels and the SINR step size. 제4항에 있어서,
상기 SINR 스텝 사이즈 인덱스는 상기 VHT 지원 MCS 세트 필드의 예비 비트를 통해 통신되는 방법.The method of claim 4, wherein
And the SINR step size index is communicated on the reserved bits of the VHT supported MCS set field. 제4항에 있어서,
상기 방법은 상기 액세스 포인트 및 상기 적어도 하나의 스테이션 중 적어도 하나에 복수의 상기 SINR 스텝 사이즈 테이블들을 저장하는 방법.The method of claim 4, wherein
The method comprises storing a plurality of the SINR step size tables in at least one of the access point and the at least one station. 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력 동작을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 위한 시스템에 있어서,
상기 시스템은,
적어도 하나의 액세스 포인트(AP); 및
적어도 하나의 스테이션
을 포함하고,
상기 시스템은, 제1항 내지 제8항에서 청구되는 단계들을 수행하도록 구성되는 시스템.A system for link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multi-user-multi-input multiple-output operation in the downlink,
The system,
At least one access point (AP); And
At least one station
Including,
The system is configured to perform the steps as claimed in claim 1. 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 동작을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 제공하기 위한 액세스 포인트에 있어서, 상기 액세스 포인트는,
적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는 집적 회로(integrated circuit); 및
상기 회로 내부에 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서와 상기 컴퓨터 프로그램 코드 및 상기 적어도 하나의 메모리는, 상기 액세스 포인트가
적어도 하나의 스테이션으로부터 피드백 SINR과 SINR 스텝 사이즈를 수신하고,
상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 다중 사용자 프리코더 매트릭스를 디자인한 후, 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 후처리 SINR을 획득하고,
상기 후처리 SINR 및 수신된 피드백 SINR을 이용하여 상기 적어도 하나의 스테이션에 대하여 최적의 MCS 레벨을 계산하고,
스테이션들의 세트로부터 적어도 하나의 최적의 스테이션을 선택하도록 하는 액세스 포인트.An access point for providing link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multi-user-multi-input multiple-output (MU-MIMO) operation in the downlink, the access point comprising:
An integrated circuit further comprising at least one processor; And
At least one memory containing computer program code within the circuit
Including,
The at least one processor, the computer program code and the at least one memory may be
Receive feedback SINR and SINR step size from at least one station,
Design an optimal multi-user precoder matrix for the at least one station, then obtain a post-processing SINR for the at least one station,
Calculate an optimal MCS level for the at least one station using the post-processing SINR and the received feedback SINR,
Access point to select at least one optimal station from a set of stations. 제10항에 있어서,
상기 액세스 포인트는, 상기 액세스 포인트의 송신기 사이의 통신로 행렬(channel matrix), 상기 적어도 하나의 스테이션의 수신기, 상기 다중 사용자 프리코더 매트릭스, 및 상기 적어도 하나의 스테이션의 간섭 억제 능력 중 적어도 하나를 이용하여 상기 후처리 SINR을 획득하도록 구성되는 액세스 포인트.The method of claim 10,
The access point utilizes at least one of a channel matrix between transmitters of the access point, a receiver of the at least one station, the multi-user precoder matrix, and the interference suppression capability of the at least one station. To obtain the post-processing SINR. 제10항에 있어서,
상기 액세스 포인트는 상기 적어도 하나의 스테이션으로부터 수신되는 VHT 지원 MCS 세트 필드 내의 SINR 스텝 사이즈 인덱스 필드 내에서 지시되는 상기 SINR 스텝 사이즈 테이블로부터 상기 SINR 스텝 사이즈를 수신하도록 구성되는 액세스 포인트.The method of claim 10,
The access point is configured to receive the SINR step size from the SINR step size table indicated in an SINR step size index field in a VHT supported MCS set field received from the at least one station. 제12항에 있어서,
상기 액세스 포인트는
상기 SINR 스텝 사이즈, 상기 피드백 SINR, 상기 후처리 SINR 중 적어도 하나를 이용하여 상기 MCS 레벨의 개수를 계산하고,
상기 적어도 하나의 스테이션에 권장되는 상기 MCS 레벨(said at least one station recommended said MCS level), 및 상기 적어도 하나의 스테이션에 대한 상기 MCS 레벨의 개수 중 적어도 하나를 이용하여 최적의 상기 MCS 레벨을 계산하도록 구성되는 액세스 포인트.The method of claim 12,
The access point is
Calculate the number of MCS levels using at least one of the SINR step size, the feedback SINR, and the post-process SINR,
Calculate an optimal MCS level using at least one of the said at least one station recommended said MCS level and the number of said MCS levels for said at least one station. The access point that is configured. 제13항에 있어서,
상기 액세스 포인트는, 암호화된 상기 MCS 레벨 및 암호화된 상기 SINR 스텝 사이즈를 이용하여 상기 최적의 MCS 레벨을 계산하도록 구성되는 액세스 포인트.The method of claim 13,
The access point is configured to calculate the optimal MCS level using the encrypted MCS level and the encrypted SINR step size. 제14항에 있어서,
복수의 상기 MCS 레벨과 상기 SINR 스텝 사이즈를 암호화하기 위하여, MFB 서브-필드의 상기 MCS 필드에 대하여 VHT 포맷 HT(High Throughput) 컨트롤 필드 내부에서 예비 비트를 이용하도록 구성되는 액세스 포인트.The method of claim 14,
And use reserved bits within a VHT format High Throughput (HT) control field for the MCS field of an MFB sub-field to encrypt a plurality of the MCS levels and the SINR step size. 제10항에 있어서,
상기 액세스 포인트는 복수 개의 상기 SINR 스텝 사이즈 테이블들을 저장하도록 구성되는 액세스 포인트.The method of claim 10,
The access point is configured to store a plurality of the SINR step size tables. 다운링크에서 다중 사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 동작을 준수하는 802.11ac에 대하여 링크 어댑테이션 및 조인트 스테이션 선택을 제공하기 위한 스테이션에 있어서, 상기 스테이션은,
상기 스테이션의 수신기 기능(receiver capability)에 따라 SINR 스텝 사이즈를 액세스 포인트에 피드백하고,
복수 개의 상기 SINR 스텝 사이즈 테이블들을 저장하고,
간섭 억제 능력을 상기 액세스 포인트에 피드백 하도록 구성되는 스테이션.A station for providing link adaptation and joint station selection for 802.11ac that conforms to multi-user-multi-input multiple-output (MU-MIMO) operation in the downlink, the station comprising:
Feed back the SINR step size to the access point according to the receiver capability of the station,
Store a plurality of the SINR step size tables,
A station configured to feed back interference suppression capability to the access point. 제17항에 있어서,
상기 스테이션은, VHT 지원 MCS 세트 필드의 예약된 비트를 통해 상기 SINR 스텝 사이즈 인덱스를 상기 액세스 포인트에 통신하도록 구성되는 스테이션.The method of claim 17,
The station is configured to communicate the SINR step size index to the access point via a reserved bit of a VHT supported MCS set field.
KR1020137006904A 2011-11-30 2012-11-30 Method and system for station selection and link adaptation for 802.11ac compliant multi user-mimo operation KR102008426B1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9444576B2 (en) * 2014-05-09 2016-09-13 Qualcomm Incorporated Updates to MU-MIMO rate adaptation algorithm
KR101705814B1 (en) * 2015-10-27 2017-02-10 고려대학교 산학협력단 Method and apparatus for controlling client connection in mu-mimo networks
US9843411B2 (en) 2016-04-19 2017-12-12 Qualcomm, Incorporated System and method for rate adaptation based on total number of spatial streams in MU-MIMO transmissions
US20210168831A1 (en) * 2017-05-18 2021-06-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Access Point, Station, Methods and Computer Programs

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011053069A2 (en) 2009-10-30 2011-05-05 한국전자통신연구원 Transmission method of data in multi-user wireless communication system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120069927A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Intel Corporation CQI feedback mechanisms for distortion-aware link adaptation toward enhanced multimedia communications

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011053069A2 (en) 2009-10-30 2011-05-05 한국전자통신연구원 Transmission method of data in multi-user wireless communication system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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T. Lindstrom, "Fast Link Adaptation for MIMO OFDM", IEEE Trans. Vehicular Technology, 59권, 8호, 2010.10.

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