KR20070094670A - 다중 입력 다중 출력 안테나의 빔 조합을 선택하는 방법 및장치 - Google Patents

다중 입력 다중 출력 안테나의 빔 조합을 선택하는 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나의 빔 조합을 선택하는 방법 및 장치가 개시된다. 무선 송수신 유닛(WTRU)은 MIMO를 지원하기 위한 복수의 빔들을 발생하도록 복수의 안테나들을 포함한다. 적어도 하나의 안테나가 복수의 빔을 발생하도록 구성되어, 다양한 빔 조합이 생성될 수 있고 다른 WTRU와의 무선 통신을 행하기 위해 소정의 빔 조합이 선택될 수 있다. 가능한 빔 조합의 각각 또는 가능한 빔 조합의 부분 집합에 관하여 품질 메트릭이 측정된다. MIMO 송수신을 위한 소정의 빔 조합이 상기 품질 메트릭 측정치에 기초하여 선택된다.

Description

다중 입력 다중 출력 안테나의 빔 조합을 선택하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING A BEAM COMBINATION OF MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT ANTENNAS}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 스마트 안테나 기술에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다중 입력 다중 출력(MIMO) 안테나의 빔 조합을 선택하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 당업계에 잘 공지되어 있다. 일반적으로, 이와 같은 무선 통신 시스템은 서로 간에 무선 통신 신호를 송수신하는 통신국들을 포함한다. 통상, 기지국[또는 액세스 포인트(AP)]들의 네트워크가 제공되고, 여기서 각각의 기지국(또는 AP)은 적절하게 구성된 이동 무선 송수신 유닛(WTRU)들은 물론 적절하게 구성된 복수의 기지국(또는 AP)들과 동시에 무선 통신을 행할 수 있다. 다른 방법으로, 일부 이동 WTRU들이 서로 간에 직접 무선 통신을 행하도록, 즉, 기지국(또는 AP)을 경유하여 네트워크를 통한 중계 없이 통신을 행하도록 구성될 수도 있다. 보통, 이것은 피어 투 피어 무선 통신으로 불린다. 이동 WTRU가 다른 무선 WTRU와 직접 통신하도록 구성되는 경우, 그것은 그 자신이 기지국(또는 AP)으로서 기능하 도록 구성될 수도 있다. 이동 WTRU는 네트워크 통신 능력과 피어 투 피어 통신 능력 모두를 갖고 복수의 네트워크에서 사용하기 위해 구성될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "AP"라는 용어는, 기지국, 노드 B, 사이트 제어기, 또는 AP와 연관된 네트워크로의 무선 액세스를 이동 WTRU에게 제공하는 무선 환경 내의 기타의 인터페이스 장치를 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 본 발명에서 사용되는 "이동 WTRU"라는 용어는, 사용자 장비, 이동국, 이동 가입자 유닛, 호출기 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다른 유형의 장치를 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 이와 같은 이동 WTRU들은, 전화기, 비디오 폰, 및 네트워크 접속을 갖는 인터넷 준비 폰과 같은 개인 통신 장치를 포함한다. 게다가, 이동 WTRU들은, 개인 휴대 정보 단말기(PDA)와 유사 네트워크 능력을 지니고 있는 무선 모뎀을 갖춘 노트북 컴퓨터와 같은, 휴대형 개인 컴퓨팅 장치를 포함한다. 휴대형이거나 다른 방식으로 위치를 변경할 수 있는 이동 WTRU는 이동 유닛이라 언급된다.
무선 근거리 통신망(WLAN)으로 불리는 무선 시스템의 한가지 유형은, WLAN 모뎀이 갖춰진 이동 WTRU를 이용하여 무선 통신을 행하도록 구성될 수 있다. 여기서 WLAN 모뎀도 역시 유사하게 갖추어진 이동 WTRU와 피어 투 피어 통신을 행할 수 있다. 현재, WLAN 모뎀은 제조자에 의해 많은 종래의 통신 및 컴퓨팅 장치에 통합되고 있다. 예를 들어, 휴대폰, 개인 휴대 정보 단말기, 및 랩톱 컴퓨터에는 하나 이상의 WLAN 모뎀이 설치되고 있다.
하나 이상의 AP를 갖춘 대중적인 WLAN 환경이 IEEE 802 표준 계열에 따라 구 축된다. 일반적으로, 이러한 네트워크로의 액세스는 사용자 인증 절차를 필요로 한다. 이와 같은 시스템에 대한 프로토콜은 현재 IEEE 802 표준 계열에 제공된 프로토콜의 프레임워크와 같은 WLAN 기술 분야에서 표준화가 진행되고 있다.
도 1은 이동 WTRU(14)들이 네트워크 스테이션[여기서는, WLAN(10)의 AP(12)]을 경유해서 무선 통신을 행하는 종래의 무선 통신 환경을 나타낸다. 도 1에서 두꺼운 화살표로 지시된 바와 같이, AP(12)는 액세스 제어기(AC)와 같은 WLAN의 다른 네트워크 기반 구조(infrastructure)에 접속된다. AP(12)는 5개의 이동 WTRU(14)들과 통신을 행하는 것으로 도시되고 있다. 이 통신은 AP(12)를 통해 조정되고 동기화된다. 또한, 이와 같은 구성은 WLAN 상황 내에서 기본 서비스 세트(BSS)로 불린다.
무선 셀룰러 상황에서, 널리 이용되는 현재 표준의 하나가 GSM(Global System for Mobile Telecommunications)이라 알려져 있다. 이것은 이른바 제2 세대 이동 무선 시스템 표준(2G)으로 간주되며, 그 개정(2.5G)이 뒤따랐다. GPRS(General Packet Radio Service)와 EDGE(Enhanced Data for GSM Evolution)는 (2G) GSM 네트워크의 최상층에서 비교적 고속의 데이터 서비스를 제공하는 2.5G 기술의 일례이다. 이들 표준의 각각은 부가적인 특징 및 개선으로 종래 표준을 향상시키려는 시도를 했다. 1998년 1월에, 유럽 전기 통신 표준 협회-특별 이동 통신 그룹(ETSI SMG)은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems)라 불리는 제3 세대 무선 시스템에 대한 무선 액세스 방식에 동의하였다. 추가로 UMTS 표준을 구현하기 위해서, 3GPP(Third Generation Partnership Project)가 1998년 12월에 출범하였다. 3GPP는 공통의 제3 세대 이동 무선 표준을 계속해서 제정하였다. 3GPP 표준 이외에, 이동성을 위해 코어 네트워크에서 이동 IP(Mobile IP)를 이용하는 3GPP2 표준이 개발되었다.
무선 통신 시스템에 대한 복수의 개발은 통신 오류를 줄이고, 범위와 처리량을 개선하고, 비용을 줄이기 위한 요구에 의해 동기가 부여되었다. 가장 최근의 진전은, 통신 신호의 시간 차원, 주파수 차원 및 코드 차원에서 다이버시티를 이용함으로써 가능하게 되었다. 1997년 3월 25일자에 발행되어 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 번호 제5,614,914호는 무선 통신을 개선시키기 위한 다이버시티를 활용하는 하나의 일례에 해당한다.
1990년대 중반 이후로, 다중 입력 다중 출력(MIMO) 시스템의 개발은, 무선 통신 채널의 공간 다이버시티를 이용함으로써, 송신 전력 또는 대역폭을 증가시키지 않고 처리량의 증가를 이끌어 내었다. MIMO는 무선 통신에서 가장 유망한 기술 중 하나이다. 해로운 다중 경로 페이딩을 완화시키고 단일 데이터 스트림의 견고성을 개선시킬 것을 목적으로 하는 종래의 스마트 안테나 기술과는 달리, MIMO는 복수의 데이터 스트림을 동시에 송수신하기 위해 다중 경로 페이딩을 이용한다. 이론상으로, MIMO 시스템의 용량은 송수신 안테나의 수에 비례해서 선형으로 증가한다. MIMO는 IEEE 802.11n과 3GPP 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA)과 같은 많은 무선 데이터 통신 표준에 의해 고려되고 있다.
소정 개수의 트랜시버 체인의 경우, 공간 멀티플렉싱이 이용될 때, 다이버시티 이득은 감소한다. 그래서, 데이터 링크는 신뢰성이 저하되고 시스템은 단일 데 이터 스트림 모드로 후퇴될 수도 있다. 복수의 데이터 스트림에 대한 링크 품질을 향상시키기 위해, 보다 많은 트랜시버 체인이 이용될 수 있다. 그러나, 이것은 고비용을 초래한다. 본 발명은 트랜시버 체인을 더 추가하지 않고 MIMO 시스템에서 공간 다이버시티를 달성한다.
본 발명은 MIMO 안테나의 빔 조합을 선택하는 방법 및 장치에 관한 것이다. WTRU(기지국, AP 및 이동 WTRU를 포함함)는, MIMO를 지원하기 위한 복수의 빔을 발생하기 위해 복수의 안테나를 포함한다. 적어도 하나의 안테나는 빔 조합이 선택될 수 있도록 복수의 빔을 발생하도록 구성된다. 빔 조합을 전환하는 동안, 품질 메트릭이 빔 또는 빔 조합의 각각 또는 부분 집합 상에서 측정된다. MIMO 송수신을 위한 소정의 빔 조합이 이 품질 메트릭에 기초하여 선택된다.
MIMO 무선 통신 시스템에서 무선 통신의 바람직한 한 방법에 따라, 제1 WTRU에 복수의 안테나들이 제공된다. 안테나들 중 적어도 하나는, 제1 WTRU가 MIMO 무선 통신을 위한 복수의 상이한 빔 조합을 생성할 수 있도록 하는 복수의 빔을 생성할 수 있다.제1 WTRU는 제2 WTRU와의 MIMO 무선 통신과 관련하여 복수의 안테나들을 이용하여 빔 조합을 형성한다. 제1 WTRU는 빔 조합에 관한 선택된 품질 메트릭을 측정한다. 그리고 나서, 제1 WTRU는 복수의 품질 메트릭 측정치를 생성하기 위해서 하나 이상의 상이한 빔 조합에 관해 상기 형성하는 단계와 측정하는 단계를 반복한다. 그리고 나서, 제1 WTRU는 이 품질 메트릭 측정치에 기초하여 제2 WTRU와의 MIMO 무선 통신에 대한 소정의 빔 조합을 선택한다. 제1 WTRU 또는 제2 WTRU 중 어느 하나는 기지국 또는 WLAN의 AP일 수 있다. 다른 방법으로, 애드 혹 네트워크(ad hoc network)에서 무선 통신을 행하는 WTRU에 관한 MIMO 무선 통신에 대하여 상기 방법이 수행될 수 있다.
바람직하게, 상기 방법은, 갱신된 품질 메트릭 측정치에 기초하여 새로운 소정의 빔 조합을 선택하기 위해 주기적으로 반복된다. 이점에 있어서, 선택된 소정의 빔 조합을 이용하여 MIMO 무선 통신을 행하는 동안 품질 메트릭을 감시하는 것이 바람직하고, 감시된 품질 메트릭이 미리 결정된 임계 양만큼 변하는 경우, 갱신된 소정의 빔 조합을 선택하기 위해 상기 방법이 반복된다.
바람직하게, 품질 메트릭의 측정은, 채널 추정, 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR), 수신 신호 강도 표시기(RSSI), 단기 데이터 처리량, 패킷 오류율, 데이터 레이트, 및 WTRU의 동작 모드를 포함하는 메트릭 그룹 중에서 하나 이상의 메트릭을 측정하는 것을 포함한다.
WTRU가 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하는 경우, 측정된 품질 메트릭은 SNIR인 것이 바람직하고, 바람직하게 WTRU는 빔 선택 기준으로서 가장 약한 데이터 스트림의 SNIR을 이용한다. 다른 방법으로, WTRU가 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하는 경우, 품질 메트릭은 채널 매트릭스의 고유치(singular value)일 수 있고 WTRU는 바람직하게 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 최소 고유치를 이용한다.
WTRU가 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하는 경우, 품질 메트릭의 측정은 빔 조합 각각의 조합된 SNIR의 측정을 포함하는 것이 바람직하고, WTRU는 빔 선택 기준으로서 조합된 SNIR을 이용하는 것이 바람직하다. WTRU가 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하는 다른 한 방법에서, 품질 매트릭의 측정은 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈(Frobenius norm)을 계산하는 것을 포함할 수 있고, WTRU는 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈을 이용한다.
다른 실시예에 따라, WTRU에 복수의 안테나가 제공되고, WTRU는 복수의 빔을 발생하기 위한 무선 주파수(RF) 빔형성을 수행한다. WTRU는 각각의 빔 상에서 품질 메트릭을 측정하고 그 품질 메트릭에 기초하여 다른 WTRU와의 MIMO 무선 통신에 관련하여 빔의 부분 집합을 선택한다.
본 발명의 다른 양태에서, MIMO 무선 통신을 위해 구성된 WTRU가 제공된다. WTRU는 복수의 안테나, 안테나 빔 선택 제어 컴포넌트, 트랜시버 및 빔 선택기를 포함한다. 적어도 하나의 안테나는 WTRU가 MIMO 무선 통신을 위해 복수의 상이한 빔 조합을 생성할 수 있도록 하는 복수의 빔을 발생하도록 구성된다. 안테나 빔 선택 제어 컴포넌트는 안테나를 제어하여 선택된 빔 조합을 생성하도록 구성된다. 트랜시버는 안테나를 경유하여 송수신하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된다. 트랜시버는 무선 MIMO 통신 신호의 품질 메트릭을 측정하도록 구성된 품질 메트릭 측정 유닛을 포함한다. 빔 선택기는 안테나 빔 선택 제어 컴포넌트 및 트랜시버에 결합되고, 품질 메트릭 측정에 기초하여 MIMO 송수신을 위한 소정의 빔 조합을 선택하도록 구성된다.
안테나는 SPA(switched parasitic antenna) 또는 위상 어레이 안테나일 수 있다. 다른 방법으로, 각각의 안테나는 복수의 전방향 안테나들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 안테나는 이 안테나에 의해 발생되는 빔들의 중첩이 최소화되는 것을 보장하도록 구성된다.
바람직하게, 빔 선택기는 갱신된 품질 메트릭 측정에 기초하여 갱신된 소정 의 빔 조합을 주기적으로 선택하도록 구성된다. 이에 대해, 트랜시버는 MIMO 무선 통신 동안 현재 선택된 빔 조합을 이용하여 품질 메트릭을 감시하도록 구성되고, 빔 선택기는 감시된 품질 메트릭이 미리 결정된 임계 양만큼 변하는 경우에 새로운 소정의 빔 조합의 선택을 트리거하도록 구성된다.
품질 메트릭 측정 유닛은 채널 추정, SNIR, RSSI, 단기 데이터 처리량, 패킷 오류율, 데이터 레이트, 및 WTRU의 동작 모드를 포함하는 품질 메트릭 그룹 중에서 하나 이상의 메트릭을 측정하도록 구성된다.
WTRU는 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 품질 메트릭 측정 유닛은 SNIR을 측정하도록 구성되고, 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 가장 약한 데이터 스트림의 SNIR을 이용하도록 구성된다. 다른 방법으로, 품질 메트릭 측정 유닛은 채널 매트릭스의 고유치를 측정하도록 구성될 수 있고, 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 최소 고유치를 이용하도록 구성될 수 있다.
WTRU는 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 경우에, 품질 메트릭 측정 유닛은 각각의 빔 조합의 조합된 SNIR을 측정하도록 구성되고, 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 조합된 SNIR을 이용하도록 구성된다. 다른 방법으로, 품질 메트릭 측정 유닛은 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈을 측정하도록 구성될 수 있고, 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈을 이용하도록 구성될 수 있다.
WTRU는 무선 네트워크의 기지국, WLAN의 AP, 또는 이동 WTRU일 수 있다. WTRU는 애드 혹 네트워크에서 WTRU들 간에 무선 통신을 행하도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에 따라, WTRU는 복수의 안테나, RF 빔형성기, 빔 선택 제어 컴포넌트, 트랜시버 및 빔 선택기를 포함한다. RF 빔형성기는 복수의 빔을 발생하기 위한 RF 빔형성을 수행하도록 구성된다. 빔 선택 제어 컴포넌트는 발생된 빔들 가운데 빔의 부분 집합을 선택한다. 트랜시버는 안테나들을 경유하여 송수신하기 위한 데이터를 처리한다. 트랜시버는 각각의 빔상에서 품질 메트릭을 측정하도록 구성된 품질 메트릭 측정 유닛을 포함한다. 빔 선택기는 빔 선택 제어 컴포넌트 및 트랜시버에 결합되고, 품질 메트릭 측정치에 기초하여 MIMO 송수신을 위한 빔의 부분 집합을 선택하도록 구성된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, WTRU(기지국, AP 및 이동 WTRU를 포함함)는, MIMO를 지원하기 위한 복수의 빔을 발생하기 위해 복수의 안테나를 포함하고, 적어도 하나의 안테나는 빔 조합이 선택될 수 있도록 복수의 빔을 발생하는 것이 가능하다. 빔 조합을 전환하는 동안, 품질 메트릭이 빔 또는 빔 조합의 각각 또는 부분 집합 상에서 측정되며, MIMO 송수신을 위한 소정의 빔 조합이 이 품질 메트릭에 기초하여 선택될 수 있다.
이후부터, "WTRU"라는 용어는 기지국, 이동 WTRU를 포함하고, AP, 노드 B, 사이트 제어기, 사용자 장비, 이동국, 이동 가입자 유닛, 호출기와 같은 이동 WTRU의 등가물을 포함하며, 이들은 애드 혹 네트워크에서 통신이 가능하거나 가능하지 않지 않을 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 WTRU(210)와 제2 WTRU(220)를 포함하는 무선 통신 시스템의 블록도이다. 이후부터, 본 발명은 제1 WTRU(210)로서의 AP로부터 제2 WTRU(220)로의 다운링크 전송을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, WTRU(210) 또는 WTRU(220) 중 어느 하나가 기지국인 경우는 물론, WTRU(210)가 애드 혹 네트워크에서 WTRU(220)와 직접 통신하는 구성에 대해서도, 본 발명은 업링크 전송과 다운링크 전송에 동일하게 적용할 수 있다.
AP(210)는 트랜시버(212)와 복수의 안테나들(214A-214N)을 포함한다. WTRU(220)는 트랜시버(222)와, 빔 선택기(224)와, 복수의 안테나들(226a-226m)을 포함한다. 안테나들(226a-226m) 중 적어도 하나는 복수의 빔을 발생한다. MIMO 송수신을 위해 빔 선택기(224)에 의해 빔 조합이 선택된다. 선택된 빔 조합은, 빔 선택기(224)로부터의 커플링(225)을 경유한 제어 신호 출력에 따라, 안테나 빔 선택 제어 회로(226)를 통해 안테나에 의해 발생된다. 빔 선택기(224)는, 이하에 상세하게 설명되는 바와 같이, 트랜시버(222) 내의 품질 메트릭 측정 유닛(230)에 의해 발생되는 품질 메트릭에 기초하여 특정 빔 조합을 선택한다. 본 발명의 WTRU 컴포넌트는 집적 회로(IC)에 병합되어 있거나, 수많은 상호 접속용 컴포넌트를 포함하는 회로에 구성될 수 있다.
간략하게 하기 위해, 도 2는 복수의 안테나를 갖춘 WTRU(220)를 나타내며, 안테나 각각은 3개의 빔을 발생하는 것으로 나타난다. 그러나, 도 1에 도시된 구성은 실례로서 제공된 것으로 이에 한정되지 않는다. 안테나들 중 적어도 하나가 하 나 보다 많은 빔을 발생하도록 구성되면, 임의의 빔의 수가 임의의 안테나에 의해 발생될 수 있다. 또한, AP(210)는 WTRU(220)처럼 빔 발생과 선택을 제어하기 위한 빔 선택기를 포함할 수도 있다.
안테나들(226a-226m)은 SPA(switched parasitic antenna), 위상 어레이 안테나, 또는 임의의 유형의 지향성 빔 형성 안테나일 수 있다. SPA는 크기가 콤팩트해서 WLAN 장치에 적합하다. SPA가 이용되면, 단일 능동 안테나 소자가 하나 이상의 수동 안테나 소자들과 함께 이용될 수 있다. 수동 안테나 소자의 임피던스를 조정함으로써, 안테나 빔 패턴이 조정될 수 있고, 임피던스 조정은 안테나 소자에 접속된 한 세트의 스위치를 제어함으로써 수행될 수 있다.
다른 방법으로, 안테나들은 모두 전방향 안테나(omni-directional antenna)일 수 있는 복수의 안테나를 포함하는 복합물 일 수 있다. 예를 들어, 선택된 물리적 간격을 갖는 3개의 전방향 안테나가 안테나들(226a-226m) 각각에 대해 이용될 수 있고, 전방향 안테나들은 빔 선택기(224)로부터의 제어 신호에 따라 온/오프로 전환되어 상이한 빔 조합을 정의할 수 있다.
입력(211)을 경유해 수신된 정보 비트들은 AP 트랜시버(212)에 의해 처리되고, 결과적 무선 주파수(RF) 신호들이 안테나들(214A-214N)을 통해 송신된다. 송신된 RF 신호들은 무선 매체를 통해 전파된 이후에, WTRU(220)의 안테나들(226a-226m)에 의해 수신된다. 각각 수신된 신호들은 데이터 경로(223a-223m)를 경유하여 WTRU 트랜시버(222)에 전달되고, WTRU 트랜시버(222)는 그 신호를 처리하여 출력(221)을 경유하여 데이터를 출력한다.
각각의 안테나는 단일 고정 빔 패턴만을 갖는 종래 MIMO 시스템과 달리, 안테나들(226a-226m) 중 적어도 하나는 복수의 빔을 발생할 수 있다. 도 2의 실례에서, 안테나(226a)는 3개의 빔들(al, a2, a3)을 발생하고, 안테나(226m)는 3개의 빔들(ml, m2, m3)을 발생한다. 발생된 빔들은 도 2에 도시된 바와 같이 모두 지향성 빔들일 수 있고, 전방향 빔을 포함할 수도 있다.
빔 선택의 이점을 최대화하기 위해서, 인접 안테나들에 의해 발생되는 빔들의 중첩이 최소화되는 것이 바람직하다. 도 3은 예시적인 빔 패턴과 방향을 도시한다. 안테나(226a)와 같은 일 안테나는 1개의 전방향 빔(a2)과 2개의 지향성 빔들(al, a3)을 발생하고, 안테나(226m)와 같은 다른 안테나는 1개의 전방향 빔(m2)과 2개의 지향성 빔들(m1, m3)을 발생한다. 빔들(al, a3) 및 빔들(ml, m3)의 방향은 지향성 빔들(al, a3, ml, m3)의 중첩이 최소화되도록, 예를 들어 도 3에 도시된 바처럼 서로 방위각이 90°어긋난다.
동작 중에, 품질 메트릭 측정 유닛(230)은 각각의 안테나 빔 또는 빔 조합, (또는 빔 조합의 부분 집합) 상에서 선택된 품질 메트릭을 측정하고, 품질 메트릭 측정 데이터를 라인(227)을 경유하여 빔 선택기(224)에 출력한다. 빔 선택기(224)는 품질 메트릭 측정치에 기초하여 AP(210)와의 데이터 통신을 위한 소정의 빔 조합을 선택한다.
소정의 빔 선택을 결정하기 위해 다양한 품질 메트릭이 이용될 수 있다. 물리 계층, 매체 접근 제어(MAC) 계층 또는 보다 상위 계층 메트릭이 적합하다. 바람직한 품질 메트릭은 채널 추정, 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR), 수신 신호 강도 표시기(RSSI), 단기 데이터 처리량, 패킷 오류율, 데이터 레이트, WTRU의 동작 모드 등을 포함하지만 이들에 한정되는 것은 아니다.
MIMO 구현에 있어서, WTRU(220)는 공간 멀티플렉싱 모드 또는 공간 다이버시티 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다. 동작 멀티플렉싱 모드에서, AP(210)는 복수의 독립적인 데이터 스트림을 송신하여 데이터 처리량을 최대화한다. 통상, M x N 채널 매트릭스(H)가 다음과 같은 형식으로 획득된다.
Figure 112007063328272-PAT00001
여기서, 성분들(h)의 아래 첨자는 AP 안테나들(214A-214N)과 WTRU(220)의 안테나들(226a-226m) 사이의 각 안테나 쌍에 기인하는 기여분을 나타낸다.
공간 다이버시티 모드에 있는 동안, AP(210)는 복수의 안테나를 경유하여 단일 데이터 스트림을 송신한다. 동작 모드에 따라서, WTRU(220)은 소정의 빔 조합의 선택시에 활용하기 위해서 적합한 품질 메트릭 또는 품질 메트릭의 조합을 선택하도록 구성된다.
빔 조합 선택은 모든 가능한 빔 조합에 기초할 수 있거나, 빔 조합의 제한된 부분 집합에 기초하여 행해질 수도 있다. 예를 들어, 복수의 안테나들이 지향성 빔 및 전방향 빔 모두를 발생할 수 있는 경우, 선택 가능한 빔 조합은 안테나들 중 하나만이 전방향 빔을 발생하는 경우의 조합으로 제한될 수 있다.
WTRU(220)가 공간 멀티플렉싱 모드에서 동작하고 각각의 빔 조합에 대한 채 널 매트릭스가 신뢰성 있게 획득되면, WTRU(220)는 채널 매트릭스 상에서 고유치 분해(SVD; singular value decomposition)를 수행하고, 그 채널 매트릭스의 고유치에 기초하여 빔 조합을 선택한다. 채널 용량은 채널 매트릭스의 최소 고유치에 의해 결정되기 때문에, WTRU(220)는 채널 매트릭스들의 최소 고유치들을 비교하여 채널 매트릭스들의 최소 고유치들 중에서 최대 고유치를 갖는 채널 매트릭스와 연관된 빔 조합을 선택한다.
도 2의 실례에서, AP에는 2개의 안테나(214A, 214N)만이 있고 WTRU에도 2개의 안테나(226a, 226m)만이 있으며, WTRU의 안테나(226a)가 3개의 빔들(al, a2, a3)을 발생할 수 있고 WTRU의 안테나(226m)가 3개의 빔들(ml, m2, m3)을 발생할 수 있는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 9개의 2x2 채널 매트릭스(H)가 다음과 같이 발생된다.
Figure 112007063328272-PAT00002
여기서, 성분들(h)의 아래 첨자는 AP 안테나들(214A, 214N)과 WTRU의 안테나들에 의한 빔 조합 사이의 각 안테나 쌍에 기인하는 기여분을 나타내고, WTRU의 안테나(226a)가 발생하는 빔은 ai으로서, ai은 빔(al, a2 또는 a3)이고, WTRU의 안테나(226m)가 발생하는 빔은 mj로서, mj는 빔(ml, m2 또는 m3)이다.
SVD는 각 채널 매트릭스(H) 상에서 수행되며 2개의 고유치들이 각 채널 매트릭스(H)에서 획득된다. 바람직하게, WTRU(220)는 9개의 채널 매트릭스들의 최소 고유치들을 비교하여 최대 고유치 값을 갖는 채널 매트릭스를 선택한다.
특정한 실례에 관하여, 선택 기준에 대한 한 잠재적인 제한은, WTRU의 안테나들 모두가 전방향 빔을 발생하는 빔의 조합을 허용하지 않는다는 것이다. 도 3의 실례에 따르면, 이것은 안테나(226a)가 빔(a2)을 발생하고, 안테나(226m)가 빔(m2)을 발생하는 경우에 일어날 것이다. 이 조합을 배제하는 제한과 더불어, 바람직하게는, 9개의 채널 매트릭스들 중 오직 8개만이 발생되고 소정의 조합을 선택하기 위해 평가될 것이다. 이는, 빔 조합(a2:m2)에 대응하는 조합이 배제될 것이기 때문이다.
유사하게, 이 특정한 실례에 관하여, 선택 기준에 대한 다른 잠재적인 제한은, WTRU 안테나들 중 적어도 하나가 전방향 빔을 발생하는 빔의 조합을 필요로 한다는 것이다. 도 3의 실례에 따르면, 이것은 안테나(226a)가 빔(a2)을 발생하거나, 안테나(226m)가 빔(m2)을 발생하는 경우에 일어날 것이다. 이러한 유형의 조합을 요구하는 제한과 더불어, 바람직하게는, 9개의 채널 매트릭스들 중 오직 5개만이 발생되고 소정의 조합을 선택하기 위해 평가될 것이다. 이는, 빔 조합(al:ml; al:m3; a3:ml; a3:m3)에 대응하는 조합이 배제될 것이기 때문이다.
유사하게, 특성한 실례에 관하여, 선택 기준에 대한 또 다른 잠재적인 제한은 오직 지향성 빔들만이 이용되는 빔의 조합을 필요로 한다는 것이다. 도 3의 실례에 따르면, 이것은 안테나(226a)가 빔(a2)을 발생하지 않고, 안테나(226m)도 빔(m2)을 발생지 않는 경우에 일어날 것이다. 이러한 유형의 조합을 요구하는 제한과 더불어, 바람직하게는, 9개의 채널 매트릭스들 중 오직 4개만이 발생되고 소정의 조합을 선택하기 위해 평가될 것이다. 이는, 빔 조합들(al:ml; al:m3; a3:ml; a3:m3)에 대응하는 조합만이 포함될 것이기 때문이다.
다른 방법으로, 실행 통계(running statistic)에 기초하여 빔 조합의 부분 집합에 대한 시간 적응형 선택이 이용될 수도 있다. 도 3의 실례에 따르면, 이것은 전체 빔 조합에 대한 모든 검색의 완료시의 시간(TO)에서, 그 당시 최상의 빔 조합(예컨대, al:ml)을 선택하는 것뿐만 아니라, 이후의 사용을 위해 빔 조합으로 후보 빔 조합의 부분 집합(예컨대, {al:ml, al:m3, a3:ml})을 생성하는 경우에도 발생할 것이다. 기간[T0, T0 + T] 동안 수행되는 최상의 빔에 대한 임의의 추가 검색은 선택된 부분 집합(예컨대, {al:ml, al:m3, a3:ml})에 한정되지 않을 것이다. 여기서 T는 적합화 할 수 있는 시간-기간 파라미터일 수 있다. 빔 조합의 이 부분 집합에 대한 선택 기준은, 최상의 빔 조합의 선택을 위해 이용되는 기준과 동일할 수 있다. 기간[T0, T0+T] 동안, 새로운 빔 조합 검색이 발생할 때마다, 부분 집합의 빔 조합(예컨대, {al:ml, al:m3, a3:ml})만을 테스트할 것이다. 지속 시간 파라미터(T)는 비교적 큰 값일 수 있다. 모든 빔 조합에 대한 새로운 전체 검색이 발생하는 시간 T0+T에서, 새로운 최상의 빔 조합(예컨대, a3:ml)이 선택되는 것은 물론, 빔 조합의 새로운 부분 집합(예컨대, {a3:ml, a3:m3, al:m3})이 형성될 것이다. 그러면, 아마도 다음 기간[T0+T, T0+2T]에 수행될 임의의 새로운 빔 검색은 이 빔 조합의 새로운 부분 집합으로 제한될 것이다. 이 방식은 빔 조합 부분 집합의 시간 적응형 선택의 이용에 의한 최상의 빔 조합 검색을 위해 검색 공간의 크기를 제한 하는 데에 유용하다.
본 발명은, 앞선 특정 실례에서 전술한 바와 같이 3개의 빔을 갖는 2개의 안테나들로 한정되지 않는다. 당업자라면 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 각각 안테나 수를 나타내는 N과 M의 임의의 값에 대해 MxN 채널 매트릭스가 용이하게 획득된다. 고려되는 조합의 수는 WTRU의 N개의 안테나 각각의 가능한 빔의 수에 따르며, 허용 가능하거나 배제된 안테나 빔 조합의 임의의 선택된 기준에 의해 제한된다.
WTRU(220)가 공간 다이버시티 모드로 동작하면, WTRU(220)는 바람직하게 각각의 빔 조합에 대한 채널 매트릭스를 발생하고, 각각의 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈을 계산하며, 최대 프로비니어스 놈을 갖는 채널 매트릭스와 연관된 빔 조합을 선택한다. 다른 방법으로, 각각의 빔 조합의 조합된 SNIR이 선택 기준으로 이용될 수도 있다.
채널 매트릭스가 이용 가능하지 않으면, WTRU(220)는 신호 품질 메트릭으로서 각각의 빔 조합에 대응하는 단기 평균 처리량을 수집하고, 그 단기 평균 처리량이 최대화되도록 하는 빔 조합을 선택할 수 있다.
전술한 바와 같이, AP(210)는 또한, 빔 선택기와, 복수의 빔을 발생하도록 구성된 안테나를 포함할 수도 있다. 각각의 스테이션에 대해, AP(210)와 WTRU(220)는 전술한 바와 같이 본 발명에 따라 그 자신의 사용을 위한 소정의 빔 조합의 선택을 동시에 시도하는 것이 가능하다. 그러나, 바람직한 다른 한 방법은, WTRU(220)가 우선 전술한 바와 같이 본 발명을 이용하여 소정의 빔 조합을 선택하 고, 그리고 나서 AP(210)가 소정의 조합을 선택하는 것이다. 이것은 WTRU(220)로부터 AP(210)로의 시그널링을 통해 이루어지거나, 또는 AP(210)가 소정의 안테나 빔 조합을 선택하기 전에 WTRU(220)가 그 선택을 완료할 수 있도록 선택 처리를 수행하는데 있어서 지연을 갖도록 AP(210)를 구성하는 것만으로도 이루어질 수 있다. 부가적으로, AP(210)에 의한 선택이 수행되고 난 후에, WTRU(220)가 소정의 안테나 빔 조합의 그 선택을 갱신하도록 구성될 수 있다. 다른 방법으로, AP(210)가 소정의 안테나 빔 조합을 먼저 선택하도록 구성될 수 있다.
WTRU는 복수의 트랜시버를 갖출 수 있고, 트랜시버들 각각은 안테나에 결합될 수 있다. 동시에 이용가능한 빔의 수가 트랜시버의 수와 동일하고, 안테나 빔의 전체 수는 트랜시버의 수보다 많아지게 되도록, 적어도 하나의 안테나가 하나 보다 많은 빔을 발생하도록 구성된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 WTRU(520)의 블록도이다. WTRU(520)는 품질 메트릭 측정 유닛(530)을 구비하는 트랜시버(522), 빔 선택기(524), 빔 선택 제어 회로(526), 무선 주파수(RF) 빔형성기(528), 및 복수의 안테나들(531a-531m)을 포함한다. RF 빔형성기(528)는, 안테나들(531a-531m)과 빔 선택 제어 회로(526) 사이에 제공되어 안테나들(531a-531m)을 경유하여 수신된 신호들로부터 복수의 빔을 형성한다. 안테나들(531a-531m)은 전방향 안테나 또는 지향성 안테나 일 수 있다. 그 다음, 복수의 안테나 스트림들이 RF 빔형성기(528)로부터 출력된다. 각각의 데이터 스트림은 RF 빔형성기(528)에 의해 발생된 특정한 빔에 대응한다. 데이터 스트림의 수는 안테나들(531a-531m)의 수와 동일할 필요는 없으며, 안테나들(531a- 531m)의 수보다 크거나 작을 수 있다. 빔은 고정 빔 일 수도 있고, 제어 신호(529)(선택 사항)에 따라 조정 가능할 수도 있다. 복수의 데이터 스트림들이 데이터 경로들(528a-528n)을 경유하여 빔 선택 제어 회로(526)에 제공되며, 여기서 각 데이터 스트림을 위해 하나의 경로가 제공되고 있다. 빔 선택기(524)는 빔 선택 제어 회로(526)에 제어 신호(525)를 전송하여, 현재 통신 중에 있는 다른 WTRU(도시되지 않음)과의 MIMO 통신을 위한 데이터 스트림들 중에서 데이터 스트림의 부분 집합을 선택한다. 데이터 스트림을 선택하기 위하여(즉, 빔 선택), 각각의 데이터 스트림에 대한 신호 품질 메트릭이 품질 메트릭 측정 유닛(530)에 의해 측정되어 라인(527)을 경유하여 빔 선택기(524)에 전송된다. 그러면, 최상의 빔 조합이 이 신호 품질 메트릭에 기초하여 빔 선택기(524)에 의해 선택된다.
도 4는 본 발명에 따라 선택된 품질 메트릭 또는 메트릭의 조합에 기초하여 MIMO 안테나의 빔 조합을 선택하는 처리(400)의 흐름도이다. 복수의 안테나를 이용하여 복수의 빔의 빔 조합이 형성된다(단계 402). 각각의 안테나는 적어도 하나의 빔을 발생하도록 구성된다. 그 다음, 빔 조합에 관하여 선택된 품질 메트릭이 측정된다(단계 404). 다른 빔 조합이 남아있는지의 여부가 판정된다(단계 406). 만약 남아 있다면, 처리(400)는 단계(402)로 되돌아 가고, 단계(402)와 단계(404)가 반복된다. 어떠한 빔 조합도 남아있지 않다면, 처리(400)는 단계(408)로 진행한다. 그 다음, MIMO 송수신을 위한 소정의 빔 조합이 품질 메트릭 측정치의 비교에 기초하여 선택된다(단계 408).
선택된 빔 조합을 이용하여 MIMO 통신을 하는 동안, WTRU(220)는 빔 조합을 주기적으로 전환하여 빔 조합의 각각 또는 빔 조합의 부분 집합에 관해 품질 메트릭을 측정하고, 갱신된 품질 메트릭에 기초하여 새로운 최적의 빔 조합을 선택한다. 바람직하게, 현재 선택된 빔 조합에 관한 품질 메트릭이 미리 결정된 임계값 이상으로 변하는 경우, 빔 선택 절차가 트리거된다. 예를 들어, WTRU(220)가 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 경우, 현재 선택된 빔 조합에 관한 채널 품질은 악화될 수 있으며, 다른 빔 조합에 관한 채널 품질이 보다 우수해질 수도 있다. 바람직하게, 현재 선택된 빔 조합에 대해 측정된 품질 메트릭이 미리 결정된 임계값 이상으로 악화되거나 개선되는 경우, 빔 선택 절차는 새로운 최적의 빔 조합을 찾기 위해서 트리거된다. 바람직하게, 안테나 빔 전환과 품질 메트릭 측정이 동기화된 방법으로 수행된다.
본 발명의 특징들 및 요소들이 특정 조합으로 바람직한 실시예에 기술되었지만, 각각의 특징 또는 요소는 바람직한 실시예의 다른 특징들 및 요소들 없이 단독으로 이용될 수 있거나, 본 발명의 다른 특징들 및 요소들이 있든 없든 다양한 조합으로 이용될 수도 있다.
도 1은 WLAN에서의 종래 무선 통신을 나타내는 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 AP와 WTRU를 포함하는 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 안테나에 의해 발생되는 예시적인 빔 패턴과 방향을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 MIMO 안테나의 빔 조합을 선택하는 처리의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 WTRU의 블록도이다.

Claims (33)

  1. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 무선 통신 시스템에서의 무선 통신의 방법으로서,
    (a) 복수의 안테나들을 갖는 제1 무선 송수신 유닛(WTRU)을 제공하는 단계로서, 상기 안테나들 중 적어도 하나는 상기 WTRU가 MIMO 무선 통신을 위한 복수의 상이한 빔 조합을 생성할 수 있도록 복수의 빔을 생성할 수 있는 것인, 상기 제1 WTRU를 제공하는 단계와;
    (b) 상기 제1 WTRU가 제2 WTRU와의 MIMO 무선 통신과 관련하여 상기 복수의 안테나들을 이용하여 빔 조합을 형성하는 단계와;
    (c) 상기 제1 WTRU가 상기 빔 조합에 관한 선택된 품질 메트릭을 측정하는 단계와;
    (d) 상기 제1 WTRU가 복수의 품질 메트릭 측정치를 생성하기 위해서 하나 이상의 상이한 빔 조합에 관하여 상기 단계(b)와 단계(c)를 반복하는 단계와;
    (e) 상기 제1 WTRU가 상기 품질 메트릭 측정치에 기초하여 상기 제2 WTRU와의 MIMO 무선 통신을 위한 소정의 빔 조합을 선택하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 WTRU는 기지국이며, 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)가 상기 기지국과의 MIMO 무선 통신에 관하여 수행되는 것인, 무선 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 WTRU는 무선 근거리 통신망(WLAN)의 액세스 포인트(AP)이며, 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)가 상기 AP와의 MIMO 무선 통신에 관하여 수행되는 것인, 무선 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 WTRU는 기지국이고, 상기 제2 WTRU는 이동 WTRU이며, 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)가 상기 기지국과 상기 이동 WTRU 사이의 MIMO 무선 통신에 관하여 수행되는 것인, 무선 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 WTRU는 무선 근거리 통신망(WLAN)의 액세스 포인트(AP)이고, 상기 제2 WTRU는 이동 WTRU이며, 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)가 상기 AP와 상기 이동 WTRU 사이의 WLAN MIMO 무선 통신에 관하여 수행되는 것인, 무선 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)가, 애드 혹 네트워크 내의 상기 제1 WTRU와 상기 제2 WTRU 사이의 무선 통신에 관하여 수행되는 것인, 무선 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)가, 갱신된 품질 메트릭 측정치에 기초하여 새로운 소정의 빔 조합을 선택하기 위해 주기적으로 반복되는 것인, 무선 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 선택된 소정의 빔 조합을 이용하여 MIMO 무선 통신을 행하는 동안 품질 메트릭을 감시하는 단계와, 상기 감시된 품질 메트릭이 미리 결정된 임계 양만큼 변하는 경우 갱신된 소정의 빔 조합을 선택하기 위해 상기 단계 (b) 내지 단계 (e)를 반복하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 품질 메트릭을 측정하는 단계는 채널 추정, 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR), 수신 신호 강도 표시기(RSSI), 단기 데이터 처리량, 패킷 오류율, 데이터 레이트, 및 상기 WTRU의 동작 모드를 포함하는 메트릭 그룹 중에서 하나 이상의 메트릭을 측정하는 단계를 포함하는 것인, 무선 통신 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 WTRU는 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하고, 상기 측정된 품질 메트릭은 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR)이며, 상기 제1 WTRU는 상기 단계 (e)를 위한 빔 선택 기준으로서 가장 약한 데이터 스트림의 SNIR을 이용하는 것인, 무선 통신 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 WTRU는 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하고, 상기 품질 메트릭은 채널 매트릭스의 고유치이며, 상기 WTRU는 상기 단계 (e)를 위한 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 최소 고유치를 이용하는 것인, 무선 통신 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 WTRU는 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하고, 상기 품질 메트릭을 측정하는 단계는 상기 빔 조합의 각각의 결합된 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR)를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 WTRU는 상기 단계 (e)를 위한 빔 선택 기준으로서 상기 결합된 SNIR을 이용하는 것인, 무선 통신 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 WTRU는 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하고, 품질 메트릭을 측정하는 단계는 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈(Frobenius norm)을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 WTRU는 상기 단계 (e)를 위한 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 상기 프로비니어스 놈을 이용하는 것인, 무선 통신 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 빔 조합의 부분 집합이 선택되고, 새로운 소정의 빔 조합이 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 빔 조합의 부분 집합 가운데 선택되는 것인, 무선 통신 방법.
  15. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 무선 통신 시스템에서의 무선 통신의 방법으로서,
    (a) 복수의 안테나를 갖는 제1 무선 송수신 유닛(WTRU)을 제공하는 단계와;
    (b) 복수의 빔을 발생하기 위해 상기 제1 WTRU가 무선 주파수(RF) 빔형성을 수행하는 단계와;
    (c) 상기 제1 WTRU가 상기 빔들 각각에 관한 품질 메트릭을 측정하는 단계와;
    (d) 상기 제1 WTRU가 상기 품질 메트릭에 기초하여 제2 WTRU와의 MIMO 무선 통신에 대한 빔들의 부분 집합을 선택하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  16. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 무선 통신용으로 구성된 무선 송수신 유닛(WTRU)으로서,
    복수의 빔 조합을 발생하도록 구성된 복수의 안테나로서, 적어도 하나의 안테나가 복수의 빔을 발생하도록 구성되는 것인, 상기 복수의 안테나와;
    선택된 빔 조합을 생성하기 위해 상기 안테나를 제어하도록 구성된 안테나 빔 선택 제어 컴포넌트와;
    상기 안테나를 경유하여 송수신하기 위한 데이터를 처리하도록 구성되며, 무선 MIMO 통신 신호의 품질 메트릭을 측정하도록 구성된 품질 메트릭 측정 유닛을 포함하는 트랜시버와;
    상기 안테나 빔 선택 제어 컴포넌트 및 상기 트랜시버에 결합되고, 상기 품질 메트릭 측정치에 기초하여 MIMO 송수신을 위한 소정의 빔 조합을 선택하도록 구성된 빔 선택기
    를 포함하는 무선 송수신 유닛.
  17. 제16항에 있어서, 상기 안테나는 SPA(switched parasitic antenna)인 것인, 무선 송수신 유닛.
  18. 제16항에 있어서, 상기 안테나는 위상 어레이 안테나인 것인, 무선 송수신 유닛.
  19. 제16항에 있어서, 상기 안테나 각각은 복수의 전방향 안테나를 포함하는 것인, 무선 송수신 유닛.
  20. 제16항에 있어서, 상기 안테나는, 상기 안테나에 의해 발생되는 상기 빔들의 중첩이 최소화되는 것을 보장하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  21. 제16항에 있어서, 상기 빔 선택기는 갱신된 품질 메트릭 측정치에 기초하여 갱신된 소정의 빔 조합을 주기적으로 선택하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  22. 제16항에 있어서, 상기 트랜시버는 MIMO 무선 통신 동안 품질 메트릭을 감시하도록 구성되고, 상기 빔 선택기는, 상기 감시되는 품질 메트릭이 미리 결정된 임계 양만큼 변하는 경우, 새로운 소정의 빔 조합의 선택을 트리거하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  23. 제16항에 있어서, 상기 품질 메트릭 측정 유닛은, 채널 추정, 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR), 수신 신호 강도 표시기(RSSI), 단기 데이터 처리량, 패킷 오류율, 데이터 레이트, 및 WTRU의 동작 모드를 포함하는 품질 메트릭 그룹 중에서 하나 이상의 품질 메트릭을 측정하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  24. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하도록 구성되고, 상기 품질 메트릭 측정 유닛은 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR)를 측정하도록 구성되며, 상기 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 가장 약한 데이터 스트림의 SNIR을 이용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  25. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 공간 멀티플렉싱 동작 모드를 이용하도록 구성되고, 상기 품질 메트릭 측정 유닛은 채널 매트릭스의 고유치를 측정하도록 구성되며, 상기 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 최소 고유치를 이용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  26. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하도록 구성되고, 상기 품질 메트릭 측정 유닛은 상기 빔 조합 각각의 결합된 신호 대 잡음 및 간섭 비(SNIR)를 측정하도록 구성되며, 상기 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 상기 결합된 SNIR을 이용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  27. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 송신 다이버시티 동작 모드를 이용하도록 구성되고, 상기 품질 메트릭 측정 유닛은 채널 매트릭스의 프로비니어스 놈을 측정하도록 구성되며, 상기 빔 선택기는 빔 선택 기준으로서 채널 매트릭스의 상기 프로비니어스 놈을 이용하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  28. 제16항에 있어서, 상기 빔 선택기는 빔 조합의 부분 집합을 선택하고, 미리 결정된 기간 동안 상기 빔 조합의 부분 집합 중에서 새로운 소정의 빔 조합을 선택하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  29. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 무선 네트워크의 기지국으로서 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  30. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 무선 근거리 통신망(WLAN)의 액세스 포인트(AP)로서 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  31. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 이동 WTRU인 것인, 무성 송수신 유닛.
  32. 제16항에 있어서, 상기 WTRU는 애드 혹 네트워크 내의 WTRU들 간에 무선 통신을 행하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛.
  33. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 무선 통신용으로 구성된 무선 송수신 유닛(WTRU)으로서,
    복수의 안테나와;
    복수의 빔들을 발생하기 위해 RF 빔형성기를 수행하도록 구성된 무선 주파수(RF) 빔형성기와;
    상기 발생된 빔들 중에서 빔들의 부분 집합을 선택하도록 구성된 빔 선택 제어 컴포턴트와;
    상기 안테나를 경유하여 송수신하기 위한 데이터를 처리하도록 구성되며, 빔들 각각에 대한 품질 메트릭을 측정하도록 구성된 품질 메트릭 측정 유닛을 포함하는 트랜시버와;
    상기 빔 선택 제어 컴포넌트 및 상기 트랜시버에 결합되고, 상기 품질 메트릭 측정치에 기초하여 MIMO 송수신을 위한 빔들의 부분 집합을 선택하도록 구성된 빔 선택기
    를 포함하는 무선 송수신 유닛.
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