KR20060029193A - 다수의 안테나 시스템의 적응적 시그널링 방법, 물품 및장치 - Google Patents

다수의 안테나 시스템의 적응적 시그널링 방법, 물품 및장치 Download PDF

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Abstract

간략하게 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 적어도 부분적으로 채널 조건 및 트래픽 조건을 기반하여 다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이를 적응적으로 전환한다.

Description

다수의 안테나 시스템의 적응적 시그널링 방법, 물품 및 장치{ADAPTIVE SIGNALING IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEMS}
"본 출원은, 고 처리율 무선 네트워크 구조, 장치 및 그 방법"이라는 제하에 2003년 8월 8일자 출원된 미국 가 특허출원 제60/493,937의 이점을 주장한다.
무선 네트워크에 있어서, 다수의 안테나들은 두 가지 방식 즉, 점 대 점(point-to-point) 통신 시스템 또는 점 대 다점(point-to-multipoint) 통신 시스템을 이용하여 송수신기에서 이용된다. 점 대 점 통신 시스템은 높은 신호 품질을 얻고 높은 스펙트럼 효율을 제공하기 위해 단일 수신기와 통신하는데 이용될 수 있다. 점 대 다점 통신 시스템은 각 수신기에 대해 높은 신호 품질을 얻고 높은 데이터 처리율을 얻도록 다수의 수신기들과 통신하는데 이용된다. 이러한 다수의 안테나 무선 네트워크에 있어서, 점 대 점 통신 시스템은 다수 입력 다수 출력(multiple input, multiple output; MIMO) 시스템이고, 점 대 다점 통신 시스템은 공간 분할 다중 접속(spatial division, multiple access; SDMA) 시스템이다.
이하의 설명에 있어서, 여러 특정 구성이 본 발명의 충분한 이해를 위해 개시된다. 그러나 본 발명의 당업자라면 이들 특정 구성에 의하지 않고도 본 발명을 이해할 수 있을 것이다. 다른 예에 있어서, 공지의 방법들, 절차들 및 구성요소들 및 회로들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 기술되었다.
이어지는 상세한 설명의 일부는 컴퓨터 메모리내의 데이터 비트 또는 이진 신호들에서의 동작의 알고리즘 및 상징적 표현으로 제공된다. 이들 알고리즘 설명 및 표현은 데이터 처리 분야의 당업자들이 그들 워크(work)의 내용을 다른 분야의 당업자에게 전달하기 위해 그들이 사용하는 기술이 될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 이러한 알고리즘 및 데이터 처리는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 적어도 부분적으로 구현되는 베이스밴드 주파수들, 중간 주파수들(IF), 또는 무선 주파수들(RF)에서의 아날로그 처리를 포함하지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다.
여기에 하나의 알고리즘이 있는데, 소정의 결과를 초래하는 활동 또는 동작의 일관성 있는 순서라 할 수 있다. 이는 물리적인 량의 처리를 포함한다. 일반적으로 반드시 필요치는 않지만, 이들 량은 저장, 전송, 조합, 비교 및 그렇지 않으면 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들 형태를 갖는다. 때로 주로는 공통 사용의 이유로 이들 신호들을 비트, 값, 소자, 심볼, 문자, 용어, 수 등으로 참조하는 것이 편리함이 증명되었다. 그러나 위 열거한 것 모두 및 유사한 용어들은 적합한 물리적 량과 관련되어 지고, 이들 량에 적용된 단순히 편리한 부호임을 이해해야 한다.
특히 다르게 기술하지 않는 한, 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 처리, 컴퓨팅, 연산, 판단, 등의 용어들을 이용하여 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 또는 처리를 참조함을 밝혀둔다. 위의 컴퓨터, 컴퓨팅 시스템 또는 컴퓨팅 장치는, 컴퓨팅 시스템의 레지스터 또는 메모리들내의 전자적 량 등의 물리적으로 표현된 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터, 또는 다른 그러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치내의 물리적 량으로 유사하게 표현된 데이터로 조작 및 변환한다.
본 발명의 실시예들은 여기서의 동작들을 실행하기 위한 장치들을 포함한다. 이 장치는 소정 목적으로 특별하게 구성될 수 있으며, 저장 프로그램으로 선택적으로 활성화 또는 재구성되는 범용 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 상기 프로그램은 플로피 디스크, 광학 디스크, CD-ROM, 자기 광학 디스크, 리드 온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 전기적 프로그램가능 리드 온리 메모리(EPROM), 전기적 소거 및 프로그램가능 리드 온리 메모리(EEPROM), 플래시 메모리, 자기 또는 광학 카드, 또는 전자적 명령들을 저장하고, 컴퓨팅 장치용의 시스템 버스에 결합될 수 있는 적합한 다른 타입의 매체와 같은 임의 타입의 디스크들에 저장될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
여기에 표시된 처리들 및 디스플레이들은 임의의 컴퓨팅 장치 또는 다른 장치에 고유하게 관련되지 않는다. 각종의 범용 시스템들은 본 명세서의 기술에 따른 프로그램들과 사용되거나, 소정의 방법을 실행하기 위한 보다 특정화된 장치를 구성하는데 편리한 것으로 증명되었다. 다양한 시스템들에 대한 소정의 구조는 이하의 설명으로부터 명백하게 된다. 또한, 본 발명의 실시예들은 임의의 특정 프로그래밍 언어를 참조하여 기술된다. 각종의 프로그래밍 언어들이 여기에 기술된 본 발명의 교시를 구현하는데 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
이하의 설명 및 청구범위에 있어서, 용어, "결합됨" 그리고 "접속됨"이 그 파생어들과 더불어 사용될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, "접속됨"은 둘 이상의 소자들이 물리적 또는 전기적으로 서로 직접적으로 접촉하고 있음을 나타내는데 사용된다. "결합됨"은 둘 이상의 소자들이 물리적 또는 전기적인 직접적 접촉하고 있음을 나타낸다. 그러나 "결합됨"은 또한 둘 이상의 소자들이 서로 직접적으로 접촉하고 있지는 않지만 그럼에도 서로 협조하거나 상호작용하고 있음을 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 각종의 분야에서 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 본 발명의 범주는 이러한 관점으로 제한되지 않지만, 여기에 도시된 회로들은 무선 시스템의 송신기 및 수신기에서와 같이 많은 장치에 사용될 수 있다. 본 발명의 영역 내에 포함하고자 하는 무선 시스템들은 일례로서, 무선 네트워크 인터페이스 장치와 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 기지국 접근점(AP), 게이트웨이, 브리지, 허브, 셀룰러 무선전화 통신 시스템, 위성 통신 시스템, 양방향 무선 통신 시스템, 단방향 페이저, 양방향 페이저, 개인 휴대통신 시스템(PCS), 퍼스널 컴퓨터(PC), 개인 휴대정보 단말기(PDA), 센서 네트워크, 개인 영역 네트워크(PAN) 등과 같은 무선 LAN(WLAN) 장치 및 무선 WAN(WWAN; wiress wide area network) 장치를 포함하지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
본 발명의 영역 내에 포함하고자 하는 무선 통신 시스템의 타입은 무선 LAN(WLAN), 무선 WAN, 코드 분할 다중 접속(CDMA) 셀룰러 무선전화 통신 시스템, 전 지구적 이동통신 시스템(GSM) 셀룰러 무선전화 시스템, 북미 디지털 셀룰러(NADC) 셀룰러 무선전화 시스템, 시분할 다중 접속(TDMA) 시스템, 확장된 TDMA(E-TDMA) 셀룰러 무선전화 시스템, 광대역 CDMA(WCDMA), CDMA-2000과 같은 제3 세대(3G) 시스템 등을 포함하지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 LAN 네트워크의 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 점 대 점 시스템의 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 점 대 다점 시스템의 도면이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 점 대 점 링크 및 점 대 다점 링크 사이에서 선택적으로 전환하기 위한 방법의 흐름도이다.
본 발명의 청구 대상은 명세서의 결론 부분에서 특별히 지적 및 구별 청구된다. 그러나 본 발명은, 동작의 조직 및 방법 모두와 관련하여 그 목적, 특징 및 장점과 더불어 첨부 도면과 관련하여 읽을 때 이하의 상세한 설명을 참조하면 충분히 이해될 수 있을 것이다.
설명의 간략화를 위해 도면에 도시된 소자들은 불필요하게 스케일로 도시하 지 않았음을 밝혀둔다. 예를 들어, 어떤 소자들의 치수는 설명을 위해 다른 소자들보다 크게 도시하였으며, 또한 적절하다고 생각되는 경우에는 대응 또는 유사의 소자들을 나타내도록 도면들 간에 참조 번호를 반복적으로 부여하였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 LAN 통신 시스템이 도시되는데, 도 1에 도시된 WLAN 통신 시스템(100)에 있어서, 이동 장치(110)는 안테나(118)에 그리고 프로세서(114)에 결합된 송수신기(112)를 구비하여 베이스밴드 및 매체 접근 제어(MAC;media access control) 처리 기능을 제공한다. 일 실시예에 있어서, 프로세서(114)는 단일 프로세서를 포함하지만, 선택적으로 베이스밴드 프로세서 및 응용 프로세서를 포함하지만 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 프로세서(114)는 DRAM과 같은 휘발성 메모리, 플래시 메모리와 같은 비 휘발성 메모리를 포함하고, 또는 선택적으로 하드 디스크 드라이브와 같은 다른 타입의 저장장치를 포함하는 메모리(116)에 결합될 수 있는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 메모리(116)의 일부 또는 그 모두는 프로세서(114)로서 동일 집적 회로상에 포함되거나 또는 이와는 달리 메모리(116)의 일부 또는 그 모두는 집적 회로 또는 프로세서(114)의 집적 회로의 외부 장치인 하드 디스크 드라이브와 같은 다른 매체 상에 배치될 수 있는데 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
이동 장치(110)는 무선 통신 링크(132)를 통해 접근점(122)과 통신한다. 다른 실시예에 있어서, 접근점(122) 및 선택적으로 이동 장치(110)는 예를 들어, 공간 분할 다중 접속(SDMA) 시스템 또는 다수 입력 다수 출력(MIMO) 시스템을 제공하기 위해 2 이상의 안테나를 포함하지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는 다. 접근점(122)은 네트워크(130)와 결합되어 이동 장치(110)가 무선 통신 링크(132)를 통해 접근점(122)과 통신함으로써 네트워크(130)에 결합된 장치들을 포함하는 네트워크(130)와 통신할 수 있다. 네트워크(130)는 전화망 또는 인터넷 등의 공중망을 포함할 수 있으며 또한 네트워크(130)는 인트라넷과 같은 사설망 또는 공중 및 사설망의 조합을 포함하지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 이동 장치(110)와 접근점(122) 사이의 통신은 예를 들어, IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, HiperLAN-Ⅱ 등과 같은 미국 전기 전자 학회(IEEE) 표준에 따른 네트워크와 같은 무선 LAN(WLAN)을 통해 실시될 수 있지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 이동 장치(110)와 접근점(122) 사이의 통신은 3GPP 표준에 따른 셀룰러 네트워크를 통해 적어도 부분적으로 실시될 수 있는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다수 입력 다수 출력 시스템의 도면이 도시되는데, 도 2에 도시된 다수 입력 다수 출력(MIMO) 시스템(200)은 제 1 안테나(212) 내지 MT(214) 송신 안테나들을 포함하는 송신 송수신기(210) 및 제 1 안테나(218) 내지 MR(220) 수신 안테나들을 포함하는 수신 송수신기(216) 사이의 MIMO 링크(222)를 도시한다. 도 2의 MIMO 시스템(200)은 도 1의 무선 LAN 시스템(100)과 유사한데, 송신 송수신기(210)는 접근점(122)에 대응하고, 수신 송수신기(216)는 이동 장치(110)에 대응하지만 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. t번째 송신 안테나로부터 r번째 수신 안테나에서의 복합 베이스밴드 채널은 MR×MT 채널 매트릭스 H내의 [r,t] 엔트리로서 정의된다. 채널 매트릭스 H는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112006009407549-PCT00001
본 발명의 일 실시예에 있어서, MIMO 채널은 단일 반송파 시스템에 대응한다. 예를 들어, 다수 반송파(multicarrier) 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 시스템에 있어서, 채널 매트릭스는 하나의 톤 주파수(one frequency tone) 상의 MIMO 채널에 대응하고, 톤마다 다르지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
일반적으로 채널 매트릭스는 송신 송수신기(210) 및 수신 송수신기(216)의 위치, 안테나(212 내지 214) 및 (218 내지 220)의 배치, 반송 주파수, 그리고 송신 송수신기(210)와 수신 송수신기(216) 주위의 산란 환경에 따른 랜덤 변수이다. 채널 매트릭스는 환경이 변하는 속도 그리고 송신 송수신기(210) 및 수신 송수신기(216)가 이동하는 속도에 따른 시간에 따라 변한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 채널은 수신 송수신기(216)에서 신뢰할 수 있게 산정된다.
시분할 이중화(TDD) 시스템에서와 같이 송신 송수신기(210)에서 채널 지식을 얻기 위해, 채널 매트릭스 H는 수신 송수신기(216)에서 송신 송수신기(210)로의 역방향 링크상에서 산정된 채널을 기반으로 결정된다. 주파수 분할 이중화(FDD) 시스템에 있어서, 송신 송수신기(210)에서 수신 송수신기(216)로의 채널은 역방향에서의 채널과 크게 상관되지 않으므로, 수신 송수신기(216)에서 송신 송수신기(210)로의 채널의 액티브 피드백이 이용될 수 있다. TDD 시스템에서도, 수신과 송신 사이 의 시간 동안 채널이 변하거나 송신 및 수신 무선 주파수(RF) 체인(chain) 사이의 조정이 충분히 정확하지 않은 경우, 수신 송수신기(216)로부터 송신 송수신기(210)로의 액티브 피드백이 또한 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서 MIMO 링크를 통해 시그널링하는 두 가지 방식 즉, 송신 송수신기(210)에서 활용가능한 채널 지식의 정도에 따라서 송신 송수신기(210)가 채널에 대한 지식을 전혀 갖지 않는 개방 루프 시그널링 및 송신 송수신기(210)가 채널 매트릭스 H에 대한 예를 들어, H의 값 또는 이와 달리 상관관계 E HH* 등의 H의 통계와 같은 부분 또는 완전한 정보를 갖는 폐쇄 루프 시그널링 중 하나를 이용한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 개방 루프 시그널링 및 송신기-트레인드(transmitter-trained) 시그널링 기술 모두 실제의 채널 인식과 무관하게 수신 송수신기(216)에서 예를 들어 신호 대 잡음 비(SNR) 등의 신호 품질을 개선하는데 사용될 수 있다. 이들 기술중 하나가 비트/초/헤르츠로 측정된 스펙트럼 효율을 증가시키는데 이용될 수 있으며, 성능은 채널 실현(channel realization) H의 함수이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전파 환경의 물리적 특성에 따라 H는 높은 스펙트럼 효율을 지원하도록 조정될 수 있다. H, κ(H)의 조건 수는 H=UΣＶ*의 단일 값 분해를 이용하여 정의되는데, 이때 κ= σ1/σM이고, 여기서 σ1은 가장 센 단일 값이고, σM은, H 와 M = 최소값(MT,MR)인 가장 약한 단일 값이다.
Figure 112006009407549-PCT00002
개방 루프 및 송신기-트레인드 MIMO 기술 모두는 κ= 1일 때 즉, 단일 값들의 대부분 또는 그 모두가 같을 때 최적의 성능을 제공한다. 이 결과 단일 값들이 동일하지 않게 되어, κ> 1이 된다. κ값의 크면 클수록 채널 H는 더 불량 조건으로 되고, MR×MT 점 대 점 MIMO 링크가 제공하는 스펙트럼 효율의 개선은 더 작아진다.
도 3을 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 분할 다중 접속 시스템이 개시되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 공간 분할 다중 접속(SDMA) 시스템(300)은 송신 송수신기(310), 제 1 수신 송수신기(312) 내지 U번째 수신 송수신기(314)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 송신기(310)는 도 1의 접근점(122) 그리고 도 2의 송신 송수신기(210)에 대응한다. 유사하게 수신기(312 내지 314)는 도 1의 이동 장치(110) 및 도 2의 수신 송수신기(216)에 대응하지만 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서 물리(PHY) 층 기술로 되는 MIMO 시스템(200)과 대조적으로 SDMA 시스템 시스템(300)은 수신기들의 U 수와 같은 다수의 유 저들을 동시에 서빙하도록 다수의 안테나들을 이용하는 매체 접근 제어(MAC) 층 기술로 될 수 있다. SDMA 시스템(300)은 제 1 안테나(318) 내지 MT(320) 송신 안테나들을 포함하는, 송신 송수신기(310)와 제 1 안테나들(322 및 326) 내지 MR(324 및 328)수신 안테나들 사이의 점 대 다점 SDMA 링크(316)를 제공하지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. U번째 수신기에서의 MR×MT 복합 베이스밴드 채널은 이하와 같이 특정되는 Hu로서 식별된다.
Figure 112006009407549-PCT00003
다른 수신 송수신기(312 내지 314)가 다른 물리적 위치에 위치하므로, 송수신기(312 내지 314)의 채널들은 크게 상관되지 않는다. MIMO 시스템(200)에서와 같이, 이들 U 채널들은 단일 반송 시스템에 대응하고, 예를 들어 OFDM 시스템의 단일 톤 상의 채널들로서 해석될 수 있지만, 본 발명의 범주는 이러한 관점으로만 제한되지 않는다. 또한, 도 3의 SDMA 시스템(300)은 송수신기(312 내지 314)상의 안테나들을 수신하지만, 수신 안테나들의 수는 유저마다 달라질 수 있으며, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 이 경우, MR은 수신기들(312 내지 314) 상의 수신 안테나들의 최대 또는 최대에 가까운 수로서 해석될 수 있다.
송수신기(310)에서의 다수-유저 채널은 아래 식으로 표현된 모든 단일-유저 채널들의 누적으로 구성된다.
Figure 112006009407549-PCT00004
SDMA 링크(316)와 비교하면, 도 2에 도시된 MIMO 링크(222)는 데이터가 다수의 송신 안테나들을 통해 동시에 부호화될 수 있으며, 다수의 수신 안테나들에서 동시에 복호화될 수 있는 점 대 다점 링크의 하나로서 해석될 수 있으며, 가상의 다수의 SDMA 유저들에 대응하게 되므로 MIMO 링크를 통해 높은 스펙트럼 효율을 제공할 수 있는데, 본 발명의 범주는 위의 관점으로만 제한되지 않는다.
MAC 층 트래픽 특징을 고려하면, 일 실시예에서 SDMA 링크(316)를 갖는 네트워크는 수집 처리율의 관점에서 독립의 MIMO 링크(222)를 갖는 네트워크를 능가한다. 따라서 다수의 MIMO 유저들이 반송파 감지 다중 액세스(CSMA) 매체를 액세스할 수 있기 전에 주파수 충돌을 일으키는 네트워크 핫 스폿(hot spots)에 특히 적합하다. 위의 충돌의 결과 유저들은 랜덤하게 물러서서 다시 송신하기 전에 대기하여야 하므로 패킷당 지연을 증가시키게 된다. 반대로 SDMA 유저들은 충돌의 가능성을 증가시키지 않고 동시에 서빙될 수 있어서 높은 네트워크 처리율과 낮은 지연을 가질 수 있는데, 본 발명의 범주는 전술한 바로만 제한되지 않는다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이의 전환에 의해 다수의 안테나들을 통한 적응적 시그널링을 위한 방법의 흐름도가 도시되는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 방법(400)은 도 1의 WLAN과 같은 무선 LAN 시스템에서 이용되어 WLAN 시스템(100)이 MIMO 모드와 SDMA 모드사이에서 전환될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 방법(400)이 MIMO 모드로 전환되는 경우, MIMO 동작은 개방 루프 시그널링을 이용하여 실행될 수 있는데, 이것으로만 제한되지 않는다. 다른 실시예에 있어서, MIMO 및 SDMA 중 하나 또는 그 모두는 예를 들어 채널이 고정이거나 거의 고정되는 경우 폐쇄 루프 시그널링을 이용하여 실행되는데, 본 발명의 범주는 이것으로만 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 방법(400)은 예를 들어, 베이스밴드 프로세서(126)에 의해 실행되고 메모리(128)에 저장된 명령들에 따라서 도 1의 접근점(122)에 의해 실행될 수 있는데, 본 발명의 범주는 이것으로만 제한되지 않는다. 이 실시예에 있어서, 접근점(122)은 MIMO 모드로 동작하는 동안 도 2의 송신 송수신기(210)로서 기능하고, SDMA 모드로 동작하는 동안 도 3의 송신 송수신기(310)로서 기능하는데, 이것으로만 제한되지 않는다. 블록 410에서 접근점(122)은 U 수신기들까지의 MIMO 채널 매트릭스를 산정 및 저장한다. 블록 412에서 MIMO 모드 또는 SDMA 모드로 동작할지에 대한 결정이 이루어진다. 대부분의 U 채널들이 불량 조건이 되는 경우, 방법(400)은 브랜치 414를 따라 블록 416으로 진행하여 U 유저들에 대해 동시 점 대 다점 SDMA를 이용하는 동작이 이루어진다.
SDMA 모드로 동작하는 경우, 블록 418에서 접근점(122)은 수신기들(312 내지 314)에서의 PHY 층의 성능 및 송신 송수신기(310)에서의 MAC 층의 성능을 인식할 수 있다. 블록 420에서 블록 418에서 인식된 PHY 및 MAC 층들의 성능을 기반으로 SDMA 모드에서 지속할지 또는 MIMO 모드로 전환할지에 대한 결정이 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, PHY 층의 양호한 성능은 고속 데이터 레이트, 높은 신호 대 잡음비(SNR), 낮은 비트 에러 율(BER) 그리고 높은 스펙트럼 효율에서 동작하는 양호한 것으로 정의될 수 있는데, 본 발명의 범주는 이것으로만 제한되지 않 는다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양호한 MAC의 성능이란 비교적 재전송이 적으면서도 낮은 지연 및 높은 처리율에서 동작하는 것으로 정의될 수 있다. PHY 층 및 MAC 층의 성능이 양호한 경우, 방법(400)은 브랜치 422를 따라 지속하고, 블록 416에서 SDMA 모드로 동작을 지속하지만, 본 발명의 범주는 이것으로만 제한되지 않는다.
PHY 성능이 열악한 경우, 예를 들어 유저당 스펙트럼 효율이 낮은 경우, 방법(400)은 브랜치 424를 따라 실행함으로써 SDMA 모드에서 MIMO 모드로 전환할 수 있다. 이러한 SDMA 모드에서 MIMO 모드로의 전환은 MAC 층의 성능이 양호한 것으로 인식되는 경우에도 일어날 수 있는데, 본 발명의 범주는 위로만 제한되지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 수신기들(312 내지 314)은 다른 것보다 높은 처리율을 필요로 하는데, 예를 들어 하나의 수신기는 유저당 높은 스펙트럼 효율에서 소수의 유저들을 동시에 서빙함으로써 제공되는 높은 서비스 품질(quality of service;QoS)을 필요로 할 수 있다. 이 경우, 방법(400)은 브랜치 424를 실행하여 SDMA 모드에서 MIMO 모드로 전환될 수 있어서 블록 428에서 MIMO 모드로 동작할 수 있는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
블록 412에서 U 채널들의 대부분이 좋은 조건으로 판정된 경우, 방법(400)은 송신 송수신기(210)가 동시에 하나의 수신 송수신기와 통신할 수 있는 블록 428에서의 점 대 점 MIMO 모드를 실행할 수 있다. MIMO 모드로 동작하는 동안, 블록 430에서 수신 송수신기(216)의 PHY 층 성능 및 송신 송수신기(210)의 MAC 층 성능이 인식될 수 있다. 블록 432에서 MIMO 모드에서 지속할지 또는 SDMA 모드로 전환할지 에 대한 결정이 행해진다. PHY 층 성능 및 MAC 층 성능이 양호한 경우, 방법(400)이 브랜치 434를 따라 실행되고, 블록 428에서 MIMO 모드에서의 동작을 지속하지만, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
MAC 층 성능이 열악한 경우, 예를 들어 많은 수의 충돌을 초래하는 많은 수의 수신 송수신기가 있는 경우, 방법(400)은 브랜치 436를 따라 실행함으로써 MIMO 모드로부터 SDMA모드로 전환하여 블록 416에서 SDMA 모드로 동작한다. 이러한 MIMO 모드에서 SDMA 모드로의 전환은 PHY의 성능이 양호한 경우에도 발생하는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 방법(400)은 WLAN 시스템(100)을 적용하여 채널 조건 및 트래픽 조건에 응답하여 높은 수집 네트워크 처리율 및 낮은 지연을 제공하는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, MIMO 모드로 동작하는 동안, 신호 품질은 개선되지만, 스펙트럼 효율은 개선되지 않는 채널 조건이 발생한다. 이 경우, 하나의 MIMO 수신 송수신기(216)에 대해 모든 송신 안테나(212 내지 214)를 사용하는 것이 효율적이지 않게 되어 다수의 유저들을 동시에 서빙하는 것이 더 이상 효과적이지 않게 된다. 이 경우, 방법(400)은 브랜치 436을 따라 실행함으로써 MIMO 모드에서 SDMA 모드로 전환하여 블록 416에서 SDMA 모드로 동작하게 되는데 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 도시된 방법(400)을 실행하는 동안, WLAN 시스템(100)은 시간에 따라 갱신된 채널 산정 결과들을 얻을 수 있게 된다. 이러한 갱신된 채널 산정들은 예를 들면, 유저의 이동으로부터 또는 WLAN 시스템(100) 환 경으로 진입 또는 이탈하는 추가적인 유저들로부터의, PHY 층의 성능에 영향을 미치는 물리적인 환경에서의 변화들을 수용하도록 얻어질 수 있다. 이러한 물리적인 환경에서의 변화들은 블록 418 및 블록 430에서 만들어진 인식에 영향을 미치게 되어 방법(400)은 채널에서의 변화들에 따라 MIMO 모드 및 SDMA 모드 사이에서 전환하게 되는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 방법(400)으로 구체화되는 MIMO 모드에서의 점 대 점 동작 및 SDMA에서의 점 대 다점 동작은 유사하게 본 발명에 따라 또한 높은 대역폭 채널들로 확장된다. 예를 들어 점 대 점의 높은 대역폭 채널 시스템은 높은 대역폭에서 동시에 하나의 유저를 서빙하는 반면, 점 대 다점의 높은 대역폭 채널 시스템은 유저들에 대해 낮은 대역폭에서 동시에 다수의 낮은 채널 유저들을 서빙한다. 본 발명에 따르면, 점 대 점 채널 결합 시스템들과 점 대 다점 채널 결합 시스템들 사이의 적용은 방법(400)과 사실상 유사한 방식으로 실행되는데, 본 발명의 범주는 이것으로 제한되지 않는다.
본 발명을 특히 기술하였지만, 본 발명의 소자들은 본 발명의 사상 및 영역을 일탈하지 않고 당업자들에 의해 변경될 수 있을 것이다. 본 발명의 다수의 안테나 시스템들의 적응적 시그널링 및 수반의 많은 장점들은 전술한 설명으로부터 이해될 수 있을 것이며, 형태, 구성 및 구성요소의 배치에서의 다양한 변형들이 본 발명의 영역 및 사상을 일탈하지 않거나 모든 재료적인 장점을 잃지 않고 행해질 수 있으며, 여기서 기술된 형태는 단순히 예시적 실시예이어서, 그에 대한 실질적인 변화는 제공하지 않는다. 본 발명의 청구범위는 상기의 변화들을 포함하는 것으로 개시된다.

Claims (31)

  1. 다수 입력 다수 출력 모드로 동작하는 단계와,
    소정 조건의 경우, 공간 분할 다중 접속(SDMA) 모드로 동작하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 지연(latency)값이 소정 값을 초과하는 것을 포함하는
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 처리율 값이 소정 값 이하가 되는 것을 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 충돌(collsions)의 수가 소정 값을 초과하는 것을 포함 하는
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소망의 조건은 소망의 높은 스펙트럼 효율을 포함하는
    방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 수신기의 수가 소정 값을 초과하는 것을 포함하는
    방법.
  7. 공간 분할 다중 접속(SDMA) 모드로 동작하는 단계와,
    소정 조건의 경우, 다수 입력 다수 출력 모드로 동작하는 단계를 포함하는
    방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 유저당 스펙트럼 효율이 소정 값 이하가 되는 것을 포함하는
    방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 데이터 레이트가 소정 값 이하가 되는 것을 포함하는
    방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 적어도 한 유저에 대한 소망의 높은 데이터 레이트를 포함하는
    방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 적어도 한 유저에 대한 소망의 높은 서비스 품질을 포함하는
    방법.
  12. 적어도 하나 이상의 수신기들의 채널 매트릭스를 산정하는 단계와,
    채널들이 좋은 조건(well-conditioned)인 경우, 다수 입력 다수 출력 모드로 동작하는 단계와,
    좋은 조건이 아닌 경우, 공간 분할 다중 접속 모드로 동작하는 단계를 포함하는
    방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    다수 입력 다수 출력 모드로 동작하는 동안 송신기에서 매체 접근 층 성능을 관찰하는 단계와,
    상기 매체 접근 층 성능이 열악한 경우, 공간 분할 다중 접속 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    공간 분할 다중 접속 모드로 동작하는 동안 적어도 하나의 수신기들의 물리 층 성능을 관찰하는 단계와,
    상기 물리 층 성능이 열악한 경우, 다수 입력 다수 출력 모드로 전환하는 단계를 더 포함하는
    방법.
  15. 컴퓨팅 플랫폼에 의해 실행될 때,
    다수 입력 다수 출력 모드로 동작하고,
    소정의 조건에서 공간 분할 다중 접속 모드로 동작함으로써,
    다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이에서 적응적 전환을 수행하는 명령들을 저장하고 있는 저장 매체를 구비하는
    물품(article).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 지연값이 소정 값을 초과하는 것을 포함하는
    물품.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 처리율 값이 소정 값 이하가 되는 것을 포함하는
    물품.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 충돌의 수가 소정 값을 초과하는 것을 포함하는
    물품.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 소망의 높은 스펙트럼 효율을 포함하는
    물품.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 수신기의 수가 소정 값을 초과하는 것을 포함하는
    물품.
  21. 컴퓨팅 플랫폼에 의해 실행될 때,
    공간 분할 다중 접속 모드로 동작하고,
    소정의 조건에서 다수 입력 다수 출력 모드로 동작함으로써,
    다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이에서 적응적 전환을 수행하는 명령들을 저장하고 있는 저장 매체를 구비하는
    물품.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 유저당 스펙트럼 효율이 소정 값 이하가 되는 것을 포함하는
    물품.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 데이터 레이트가 소정 값 이하가 되는 것을 포함하는
    물품.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 적어도 한 유저에 대한 소망의 높은 데이터 레이트를 포함하는
    물품.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 소정의 조건은 적어도 한 유저에 대한 소망의 높은 서비스 품질을 포함하는
    물품.
  26. 컴퓨팅 플랫폼에 의해 실행될 때,
    적어도 하나 이상의 수신기들의 채널 매트릭스를 산정하고,
    채널들이 좋은 조건인 경우, 다수 입력 다수 출력 모드로 동작하고,
    좋은 조건이 아닌 경우, 공간 분할 다중 접속 모드로 동작함으로써,
    다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이의 적응적 전환을 수행하는 명령들을 저장하고 있는 저장 매체를 구비하는
    물품.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 명령들은 컴퓨팅 플랫폼에 의해 실행될 때, 다수 입력 다수 출력 모드 로 동작하는 동안, 송신기에서 매체 접근 층 성능을 관찰해서, 상기 매체 접근 층 성능이 열악한 경우, 공간 분할 다중 접속 모드로 전환함으로써, 다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이의 적응적 전환을 수행하는
    물품.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 명령들은 컴퓨팅 플랫폼에 의해 실행될 때, 공간 분할 다중 접속 모드로 동작하는 동안, 적어도 하나의 수신기들의 물리 층 성능을 관찰해서, 상기 물리 층 성능이 열악한 경우 다수 입력 다수 출력 모드로 전환함으로써, 다수 입력 다수 출력 모드와 공간 분할 다중 접속 모드 사이의 적응적 전환을 수행하는
    물품.
  29. 송수신기와,
    상기 송수신기에 결합된 적어도 두개 이상의 전방향성 안테나들과,
    상기 송수신기에 결합을 위한 베이스밴드 처리기를 구비하되,
    상기 베이스밴드 처리기 및 상기 송수신기는 제 1 조건에서 다수 입력 다수 출력 모드에서 공간 분할 다중 접속 모드로 전환하고, 제 2 조건에서 공간 분할 다중 접속 모드에서 다수 입력 다수 출력 모드로 전환하는
    장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 조건은 높은 지연, 낮은 처리율, 높은 재전송 수 및 많은 수신기의 수 중 적어도 하나를 포함하는
    장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 2 조건은 낮은 신호 대 잡음 비, 높은 비트 에러율, 낮은 스펙트럼 효율, 적어도 하나의 수신기에 대한 소망의 높은 데이터 레이트, 적어도 하나의 수신기에 대한 소망의 높은 품질의 서비스 및 적은 수신기의 수 중 적어도 하나를 포함하는
    장치.
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