KR20070122568A - 적응형 섹터화를 위한 채널 품질 보고 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빔 형성 전송들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 성능을 개선하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 일 양상에 따라, 채널 품질이 모니터된다. 채널 품질 표시자들은 공간 분할 멀티플렉싱(SDM), 다중-입력 다중-출력(MIMO) 전송 및 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들을 위한 기회적인 빔 형성과 같은 스케줄링 기술을 선택하는데 사용될 수 있다. 부가적으로, CQI는 적절한 빔 할당을 결정하거나 빔 패턴을 업데이트하기 위해 사용될 수 있다.

Description

적응형 섹터화를 위한 채널 품질 보고{CHANNEL QUALITY REPORTING FOR ADAPTIVE SECTORIZATION}
- U.S.C.§119에서 우선권의 청구 -
본 특허 출원은 2005년 4월 19일에 제출된 "CHANNEL QUALITY REPORTING FOR ADAPTIVE SECTORIZATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS"라는 명칭의 임시 출원 60/672,575 및 2005년 8월 22일에 제출된 임시 출원 60/710,419의 우선권을 청구하며, 본 출원의 양수인에게 양수되고, 본 명세서에서 참조로서 통합된다.
- 기술 분야 -
하기의 설명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 특히 무선 통신 시스템들을 위한 통신 방식들에 관한 것이다.
무선 네트워킹 시스템들은 대다수의 세계적인 사람들이 통신하기 위해 사용되는 널리 보급된 수단들이 될 수 있다. 무선 통신 디바이스들은 고객들의 요구를 충족하고 휴대성과 편리성을 개선하기 위해 더 작아지고 더 강력해지고 있다. 고객들은 신뢰성 있는 서비스 및 확대된 커버리지 영역들을 요구하는 셀룰러 전화기들, 개인 디지털 보조장치들(PDAs) 등등과 같은 무선 통신 디바이스들에 대한 다수의 사용들을 발견하였다.
일반적인 통신 네트워크(예를 들면, 주파수, 시간, 및 코드 분할 기술들을 사용하는)는 커버리지 영역을 제공하는 하나 또는 그 이상의 기지국들 및 커버리지 영역 내에서 데이터를 전송 및 수신할 수 있는 하나 또는 그 이상의 이동(예를 들면, 무선) 사용자 디바이스들을 포함한다. 일반적인 기지국은 브로드캐스트, 멀티캐스트, 및/또는 유니캐스트 서비스들을 위해 다수의 데이터 스트림들을 동시에 전송할 수 있고, 상기 데이터 스트림은 사용자 디바이스에 대한 독립적인 수신의 관심이 될 수 있는 데이터의 스트림이다. 기지국의 커버리지 내의 사용자 디바이스는 합성 스트림에 의해 전달된 하나의, 하나 이상의 또는 모든 데이터 스트림들을 수신하는데 관심을 가질 수 있다. 유사하게, 사용자 디바이스는 기지국 또는 또다른 사용자 디바이스로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 기지국과 사용자 디바이스 사이 또는 사용자 디바이스들 사이의 통신은 채널 변경들 및/또는 간섭 전력 변경들로 인해 저하될 수 있다. 예를 들어, 전술된 변경들은 기지국 스케줄링, 전력 제어 및/또는 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들을 위한 레이트 예측에 영향을 줄 수 있다.
무선 통신 시스템을 위한 성능은 기지국으로부터 이동 디바이스들로 통신하기 위해 빔 형성되는 전송들을 사용하여 개선될 수 있다. 기지국에 위치된 다수의 송신 안테나들은 빔 형성된 전송들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 빔 형성된 전송들은 또한 빔들이라 지칭되고, 일반적으로 단일 송신 안테나를 사용하는 전송들 보다 더 좁은 영역을 커버한다. 빔은 가상의 6-섹터 시스템이 종래의 3-섹터 시스템으로부터 발생될 수 있도록 하는 가상의 섹터로 고려될 수 있다. 그러나, 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR)는 빔들에 의해 커버되는 영역들 내에서 개선된다. 통신 시스템은 고정되거나 미리 결정된 빔들의 세트를 사용할 수 있다. 고정된 빔 패턴은 빔 조종 시스템과는 달리 업그레이드되거나 적응될 수 있지만, 고정된 빔 시스템의 빔들은 개별 사용자 디바이스들에 기초하여 동적으로 업데이트되지 않는다.
일반적으로, 사용자 디바이스들은 채널 성능을 최적화하기 위해 적절한 빔들에 할당되어야 한다. 부가적으로, 빔 형성 시스템은 공간, 주파수 또는 시간 분할들에 기초하여 다양한 스케줄링 기술들을 사용할 수 있다. 시스템은 채널 성능 및 결과적으로 시스템 성능을 최적화하기 위해 기술 또는 기술들의 조합을 선택해야 한다. 따라서 빔들 및 전송 기술들의 선택을 최적화하기 위해 채널 품질을 모니터하는 시스템 및/또는 방법이 당업계에 요구된다.
하기의 설명은 하나 또는 그 이상의 실시예들의 간략한 요약을 제공하여 상기 실시예들의 기본적인 이해를 제공한다. 상기 요약은 모든 고려되는 실시예들의 광범위한 개관이 아니라, 모든 실시예들의 모든 실시예들의 기본적이거나 결정적인 요소들을 식별하지도 않고, 임의의 또는 모든 실시예들의 사상을 서술하지도 않도록 의도된다. 그 유일한 목적은 이후에 제공되는 상세한 설명에 대한 서론으로서 하나 또는 그 이상의 실시예들의 몇몇 개념들을 간략화된 형태로 제공하는 것이다.
하나 또는 그 이상의 실시예들 및 그 상응하는 개시물에 따라, 빔 형성 전송들을 사용하는 무선 통신 시스템에서 성능을 개선하는 것과 관련하여 다양한 양상들이 개시된다. 일 양상에 따라, 채널 품질이 모니터된다. 채널 품질 표시자들은 공간 분할 멀티플렉싱(SDM), 다중-입력 다중-출력(MIMO) 전송 및 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들을 위한 기회적인 빔 형성과 같은 스케줄링 기술을 선택하는데 사용될 수 있다. 부가적으로, CQI는 적절한 빔 할당을 결정하거나 빔 패턴을 업데이트하기 위해 사용될 수 있다.
이를 위해, 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하기 위한 방법이 본 명세서에 설명된다. 상기 방법은 제 1 파일럿을 생성하는 단계, 상기 제 1 파일럿을 전송하는 단계, 및 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 CQI에 기초하여 사용자 디바이스를 빔에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 제 2 파일럿을 생성하는 단계, 상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하는 단계, 및 상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 파일럿을 수신하는 단계, 상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하는 단계, 및 상기 CQI를 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또다른 양상에 따라, 무선 통신 장치는 제 1 파일럿을 생성하고, 상기 제 1 파일럿을 전송하며, 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 CQI를 수신하도록 구성된 프로세서 및 상기 프로세서와 결합된 메모리를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하도록 구성될 수 있다. 또한, 장치는 파일럿을 수신하고, 상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하며, 상기 CQI를 기지국으로 전송하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
또다른 양상에 따라, 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하는 장치는 제 1 파일럿을 생성하기 위한 수단, 상기 제 1 파일럿을 전송하기 위한 수단, 및 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하기 위한 수단을 포함한다. 상기 장치는 또한 제 2 파일럿을 생성하기 위한 수단, 상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하기 위한 수단, 및 상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하기 위한 수단을 더 포함한다.
또다른 양상은 제 1 파일럿을 생성하고, 상기 제 1 파일럿을 전송하고, 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하며, 상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하기 위한 컴퓨터로 실행가능한 명령들을 저장하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에 관한 것이다. 또한, 상기 명령들은 제 2 파일럿을 생성하고, 상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하며, 및 상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하는 것을 더 포함한다.
또다른 양상은 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하기 위한 명령들을 실행하는 프로세서로서, 상기 명령들은 제 1 파일럿을 생성하는 단계, 상기 제 1 파일럿을 전송하는 단계, 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하는 단계, 상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 명령들은 제 2 파일럿을 생성하는 단계, 상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하는 단계, 및 상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또다른 양상들은 제 1 파일럿을 생성하는 구성 요소, 상기 제 1 파일럿을 전송하는 구성 요소, 및 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하는 구성 요소를 포함하는 이동 디바이스를 설명한다. 또한 상기 이동 디바이스는 셀룰러 전화기, 스마트폰, 휴대용 통신 디바이스, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 위성 라디오, 범용 위치측정 시스템, 랩탑 및 PDA 중 적어도 하나이다.
전술되고 관련된 목적들의 수행을 위해, 하나 또는 그 이상의 실시예들은 하기에서 완전히 설명되고 특히 청구항들에서 지시되는 특징들을 포함한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면들은 하나 또는 그 이상의 실시예들의 양상들을 상세하게 설명한다. 상기 양상들은 그러나 다양한 실시예들의 원칙들이 사용될 수 있고, 설명된 실시예들이 모든 상기 양상들 및 그들의 등가물들을 포함하도록 의도되는 다양한 방식들 중 몇몇의 표시이다.
도 1은 본 명세서에서 제공되는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 무선 통 신 시스템의 설명이다.
도 2는 본 명세서에서 제공되는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따른 무선 통신 시스템의 설명이다.
도 3은 본 명세서에서 제공되는 다양한 양상들에 따른 무선 통심 시스템을 위한 빔 패턴이다.
도 4는 본 명세서에서 제공되는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따라 채널 품질을 모니터하기 위한 방법을 설명한다.
도 5는 본 명세서에서 제공되는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따라 채널 품질을 모니터하기 위해 지정된 파일럿을 사용하는 방법을 설명한다.
도 6은 본 명세서에서 제공되는 하나 또는 그 이상의 양상들에 따라 장기적인 CQI를 사용하여 채널 품질을 모니터하기 위한 방법을 설명한다.
도 7은 본 명세서에서 제공되는 다양한 양상들에 따라 무선 통신 환경에서 성능을 개선하기 위해 채널 품질을 모니터하는 시스템의 설명이다.
도 8은 본 명세서에서 제공되는 다양한 양상들에 따라 무선 통신 환경에서 성능을 개선하기 위해 채널 품질을 모니터하는 시스템의 설명이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 다양한 시스템들 및 방법과 함께 사용될 수 있는 무선 통신 환경의 설명이다.
다양한 실시예들은 도면들을 참조하여 설명되며, 상기 도면에서 유사한 도면 부호들은 전체적으로 유사한 구성요소들을 지칭하도록 사용된다. 하기의 설명에 서, 설명을 위해, 다수의 특정 사항들이 하나 또는 그 이상의 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 상기 실시예(들)이 상기 특정 사항들 없이 실행될 수 있음이 명백할 수 있다. 다른 경우들에서, 공지된 구조들 및 디바이스들은 하나 또는 그 이상의 실시예들을 설명하는 것을 용이하게 하기 위해 블럭 다이어그램의 형태로 도시된다.
또한, 다양한 실시예들이 사용자 디바이스와 관련하여 본 명세서에 설명된다. 사용자 디바이스는 시스템, 가입자 유니트, 가입자국, 이동국, 이동 디바이스, 원격국, 액세스 포인트, 기지국, 원격 단말기, 액세스 단말기, 사용자 단말기, 단말기, 사용자 에이전트, 또는 사용자 장비(UE)라 불릴 수 있다. 사용자 디바이스는 셀룰러 전화기, 무선 전화기, 세션 초기화 프로토콜(SIP) 전화기, 무선 로컬 루프(WLL) 스테이션, PDA, 무선 접속 능력을 가지는 휴대용 통신 또는 컴퓨팅 디바이스, 스마트폰, 위성 라디오, 범용 위치측정 시스템, 랩탑 또는 무선 모뎀에 접속된 다른 프로세싱 디바이스가 될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 다양한 양상들 또는 특징들은 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술들을 사용하는 방법, 장치 또는 제작 결과물(article of manufacture)로서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 것과 같은 용어 "제작 결과물"은 임의의 컴퓨터로 읽을 수 있는 디바이스, 캐리어, 또는 매체로부터 접속할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 포함하도록 지정된다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체는 자기 저장 디바이스들(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립들 ...), 광학 디스크들(예를 들면, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 다용도 디스크(DVD)...), 스마트 카드들, 및 플래시 메모리 디바이스들(예를 들면, 카드, 스틱, 키 드라이브...)를 포함하지만 이에 제한되지 않을 수 있다.
본 개시물은 동작 모드로서 빔 형성을 논의하지만, 본 개시물 및 그 내용들은 실질적으로 프리 코딩되거나(precoded) 빔-조종되는 전송들에 적용된다. 이는 예를 들면 사용자가 스케줄링된 고정되거나 미리 결정된 매트릭들 또는 벡터들을 사용하여 수행될 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 명세서에 제공되는 다양한 실시예들에 따라 무선 통신 시스템(100)이 설명된다. 시스템(100)은 무선 통신 신호들을 수신하여 서로 및/또는 하나 또는 다른 이동 디바이스들(104)로 전송하고, 이를 반복하는 하나 또는 그 이상의 섹터들 내의 하나 또는 그 이상의 기지국들(102)을 포함할 수 있다. 각각의 기지국(102)은 각각 차례로 신호 전송 및 수신과 연관된 다수의 구성요소들(예를 들면, 프로세서들, 변조기들, 멀티플렉서들, 복조기들, 디멀티플렉서들, 안테나들 등등)을 포함하는 각각의 송신 및 수신 안테나들에 대한 다수의 송신기 체인들 및 수신기 체인들을 포함할 수 있다. 이동 디바이스들(104)은 예를 들어, 셀룰러폰들, 스마트폰들, 랩탑들, 휴대용 통신 디바이스들, 휴대용 컴퓨팅 디바이스들, 위성 라디오들, 범용 위치측정 시스템들, PDA들, 및/또는 무선 시스템(100)을 통해 통신하기 위한 임의의 다른 적합한 디바이스가 될 수 있다. 또한, 각각의 이동 디바이스(104)는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 시스템을 위해 사용되는 것과 같은 하나 또는 그 이상의 송신기 체인 및 수신기 체인들을 포함할 수 있다. 각각의 송신기 및 수신기 체인은 당업자에 의해 인식되는 것과 같이 신호 전송 및 수신과 연관된 다수의 구성 요소들(프로세서들, 변조기들, 멀티플렉서들, 복조기들, 디멀티플렉서들, 안테나들 등등)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따른 다중 액세스 무선 통신 시스템(200)이 설명된다. 3-섹터 기지국(202)은 안테나들(204, 206)을 포함하고, 안테나들(208, 210)을 포함하고, 안테나들(212, 214)을 포함하는 다수의 안테나 그룹들을 포함한다. 도면에 따라, 각각의 안테나 그룹에 대하여 단 2개의 안테나들만이 도시되지만, 더 많거나 더 적은 안테나들이 각각의 안테나 그룹을 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 빔 형성 기술들은 빔들을 전송하기 위해 다수의 송신 안테나들을 요구한다. 이동 디바이스(216)는 안테나들(212, 214)과 통신하며, 상기 안테나들(212, 214)은 순방향 링크(220)를 통해 이동 디바이스(216)에 정보를 전송하고, 역방향 링크(218)를 통해 이동 디바이스(216)로부터 정보를 수신한다. 순방향 링크(또는 다운링크)는 기지국들로부터 이동 디바이스들로의 통신 링크를 지칭하고, 역방향 링크(또는 업링크)는 이동 디바이스들로부터 기지국들로의 통신 링크를 지칭한다. 이동 디바이스(222)는 안테나들(204, 206)과 통신하며, 상기 안테나들(204, 206)은 순방향 링크(226)를 통해 이동 디바이스(222)에 정보를 전송하고, 역방향 링크(224)를 통해 이동 디바이스(222)로부터 정보를 수신한다.
안테나들 및/또는 상기 안테나들이 통신하기 위해 지정되는 영역의 각각의 그룹은 기지국(202)의 섹터로 지칭될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 안테나 그룹들은 각각 기지국(202)에 의해 커버되는 섹터 또는 영역들 내의 이동 디바이스들과 통신하도록 설계된다. 기지국은 단말기들과 통신하기 위해 사용 되는 고정국이 될 수 있고, 액세스 포인트, 노드 B, 또는 몇몇 다른 기술 용어로 지칭될 수 있다.
무선 통신 시스템은 하나 또는 그 이상의 디바이스들과 접속하는 하나 또는 그 이상의 기지국들을 포함할 수 있다. 각각의 기지국은 다수의 섹터들에 대하여 커버리지를 제공한다. 사용자 디바이스와 통신할 때, 기지국의 송신중인 안테나들은 서로 다른 이동 디바이스들에 대하여 순방향 링크들의 신호-대-잡음비를 개선하기 위해 빔-형성 기술들을 사용할 수 있다. 또한, 그 커버리지를 통해 랜덤하게 분포된 이동 디바이스들로 전송하기 위해 빔 형성을 사용하는 기지국은 그 커버리지 영역 내의 모든 디바이스들에 단일 안테나를 통해 전송하는 기지국보다 인접 셀들/섹터들 내의 이동 디바이스들에게 더 적은 간섭을 발생한다. 일반적으로, 다수의 송신 안테나들에 이해 발생되는 빔들은 단일 안테나의 커버리지 영역보다 더 좁다. 빔에 의해 커버되는 영역들 내의 사용자 디바이스들이 개선된 SINR을 경험하는 반면, 널(null) 영역 내의 사용자 디바이스들은 데이터 손실을 유도할 수 있는 낮은 SINR을 경험한다. 일반적으로, 널 영역 내의 사용자 디바이스들은 단일 송신 안테나가 데이터를 전송하기 위해 사용된 경우보다 상태가 열악하다. 또한, 빔 내에 위치된 사용자 디바이스가 통신을 위해 잘못된 빔을 선택하는 경우에, 사용자 디바이스는 널 영역 내에 위치된 사용자 디바이스들과 동일한 성능 감소를 경험할 것이다.
도 3은 본 명세서에 제공된 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따라 무선 통신 시스템 내에서 사용하기 위한 빔 패턴(300)을 설명한다. 기지국 송신 안테나들은 미리 결정된 영역들을 커버하는 빔들을 발생할 수 있고, 그 결과 고정된 빔 패턴을 발생한다. 빔 패턴은 주기적으로 조정될 수 있거나, 상기 패턴의 조정이 실행된 결과가 될 수 있다. 예를 들어, 빔 패턴은 사용자 디바이스들 및 기지국 사이의 통신의 패턴들에 기초하여 수정될 수 있다. 도 3에 설명된 빔 패턴에서, 기지국(302)에서의 다수의 안테나들은 섹터(308)에 대하여 제 1 고정 빔(304) 및 제 2 고정 빔(306)을 방사한다. 도시된 빔들의 개수는 간략함을 위해 2개로 제한되지만, 다수의, 부가의 고정된 빔들이 발생될 수 있다. 빔들은 일반적으로 도 3에 도시된 것과 같이 직교할 수 있거나, 빔들의 커버리지 영역이 겹쳐질 수 있다. 결과적으로, 사용자들 U1 및 U2은 빔-조종 시스템의 사용자들에 의해 경험되는 장점들과 유사하게 개선된 SINR을 경험한다. 대조적으로, 사용자들 U3 및 U4은 그들이 빔들(306, 304)의 널 영역 내에 위치되기 때문에 매우 낮은 SNR을 경험할 것이다. 사실, 사용자들 U3 및 U4의 성능은 단일 송신 안테나가 사용되는 경우보다 열악할 수 있다. 또한, 사용자 디바이스들은 잘못된 빔을 선택하는 경우에 감소된 SINR을 경험할 수 있다. 예를 들어, 사용자 디바이스 U1는 제 2 빔(306)의 커버리지 영역 내에 위치된다. 그러나, 만약 사용자 디바이스 U1가 제 1 빔(304)을 통한 전송을 부정확하게 선택한 경우 또는 사용자 디바이스 U1가 기지국에 의해 제 1 빔(304)에 할당된 경우에, 사용자 디바이스는 널 영역 내에 위치된 경우와 동일한 성능을 경험할 것이다.
빔 형성 기술들은 섹터들 내에서 고정된 전송 방향들을 제공하도록 사용될 수 있거나 섹터들 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 빔 패턴들은 3-섹터 기지국 의 섹터들에서 다수의 전송 방향들을 제공할 수 있고, 그 결과 가상의 6-섹터 기지국을 발생할 수 있다. 다양한 스케줄링 기술들과 결합될 때 섹터들을 세부 분할 하기 위한 상기 능력으로 인해 시스템 성능이 증가된다.
빔 형성된 전송들은 공간 분할 멀티플렉싱(SDM)을 포함하는 다수의 서로 다른 스케줄링 방식들과 함께 사용될 수 있다. SDM은 데이터 전송을 위해 추가 사용자 디바이스들을 지원하기 위해 공간 차원들을 사용하는 다수의 안테나 통신 시스템에서 사용되는 기술이다. 공간 분할 다중 접속 시스템(SDMA) 시스템에서, 기지국은 사용자가 개별 빔들에 할당되는 것과 동일한 시간에 다수의 사용자 디바이스들에 전송하기 위해 동일한 주파수를 사용한다.
다중 입력 다중 출력(MIMO) 및 기회적 빔 형성 스케줄링 기술들은 고정된 빔 형성 패턴들과 함께 사용될 수 있다. 특히, 양호한 상태의 매트릭스 채널들을 가지는 사용자 디바이스들은 MIMO를 사용하여 스케줄링될 수 있다. MIMO 시스템에서, 단일 사용자 디바이스에 상응하는 다수의 데이터 스트림들은 다수 빔들에서 동일한 시간 및 주파수에 스케줄링되며, 따라서 데이터 레이트를 증가시킨다. 대조적으로, 빔 선택이라 지칭되는 기회적 빔 형성에서, 기지국은 단일 빔을 사용하여 주어진 주파수들 및 시간 세트에서 단일 사용자 디바이스에 전송한다. 어떤 다른 빔들도 그들의 주파수들 및 시간들에서 임의의 다른 사용자에게 전송하기 위해 사용되지 않는다.
SDM, MIMO 및 기회적 빔 형성은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템과 같은 주파수 분할 시스템들과 함께 사용될 수 있다. OFDMA 시스템은 전체 시스 템 대역폭을 다수의 직교 서브 대역들로 분할한다. 상기 서브 대역들은 톤들, 캐리어들, 서브 캐리어들, 빈들 및/또는 주파수 채널들로 지칭된다. 각각의 서브 대역은 데이터와 함께 변조될 수 있는 서브 캐리어들과 연관된다. OFDMA 시스템은 다수의 사용자 디바이스들을 위한 다수의 데이터 전송들 사이에서 직교성을 달성하기 위해 시간 및/또는 주파수 분할 멀티플렉싱을 사용할 수 있다. 사용자 디바이스들의 그룹들에는 개별 서브 대역들이 할당될 수 있고, 각각의 사용자 디바이스에 대한 데이터 전송은 상기 사용자 디바이스에 할당된 서브 대역(들)을 통해 전송될 수 있다. SDMA, MIMO 및 기회적 빔 형성은 서로 다른 주파수 영역들에 할당된 사용자 디바이스에 대하여 실행될 수 있다.
빔 형성된 전송 시스템에서, 빔 형성 기술들은 섹터들 내에서 고정된 전송 방향들을 제공하기 위해 사용될 수 있거나 섹터들 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 빔 패턴들은 3-섹터 기지국의 섹터들 내에서 다수의 전송 방향들을 제공할 수 있고, 따라서 가상의 6-섹터 기지국을 발생한다. 상기 섹터들을 세부 분할하는 능력은 시스템 용량을 증가시킨다. 기지국 섹터에 의해 서비스되는 사용자 디바이스들은 주어진 빔에 대하여 선호도를 표시할 수 있다. 기지국은 SDM, MIMO, 기회적 빔 형성 또는 임의의 다른 스케줄링 방법을 사용하여 주어진 빔에서 사용자 디바이스와의 전송을 스케줄링할 수 있다. 또한, 고정된 빔 패턴을 가지는 빔 형성은 기지국이 SDM, MIMO 및 기회적 빔 형성 스케줄링 기술들을 동시에 사용하도록 한다. 예를 들어, 공간적으로 직교하는 사용자 디바이스들은 SDM을 사용하여 스케줄링될 수 있고, 양호한 상태의 매트릭스 채널들을 가지는 사용자 디바이스들은 MIMO를 사용하여 스케줄링될 수 있고, 추가 사용자들은 기회적 빔 형성을 사용하여 스케줄링될 수 있다. 프리 코딩 또는 빔 조종의 경우에, 도시된 방향들은 한 방향 또는 빔의 우세한 방향이 될 수 있다.
도 4-7을 참조로 하여, 무선 통신 시스템들에서 성능 및 용량을 증가시키는 것과 관련된 방법들이 설명된다. 예를 들어, 방법들은 SDMA 환경, FDMA 환경, OFDMA 환경, CDMA 환경, WCDMA 환경, TDMA 환경 또는 임의의 다른 적절한 무선 환경에서 빔 형성 및 채널 품질 모니터링을 사용하는 것과 관련될 수 있다. 설명의 간략화를 위해, 방법들은 동작들의 시리즈로 도시되고 설명될 수 있지만, 상기 방법들은 몇몇 동작들이 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따라 서로 다른 순서들로 발생할 수 있고 및/또는 본 명세서에 도시되고 설명된 것과 다른 동작들로 동시에 발생할 수 있는 것과 같이 동작들의 순서에 제한되지 않음이 이해되고 인식될 것이다. 예를 들어, 당업자는 방법이 선택적으로 상태도에서와 같이 서로 관련된 상태들 또는 이벤트들의 시리즈로 표현될 수 있음을 이해하고 인식할 것이다. 또한, 모든 설명되지 않은 동작들이 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따라 방법을 실행하기 위해 사용될 수 있다.
도 4를 참조하여, 하나 또는 그 이상의 양상들에 따라 채널 품질을 모니터하기 위한 방법(400)이 설명된다. 402에서, 파일럿은 사용자 디바이스들로 전송될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같은 파일럿은 일반적으로 통신 시스템을 통해 전송되는 신호이며, 제어, 동기화 또는 참조를 위해 사용될 수 있다. 채널 품질 표시자(CQI)는 404에서 수신된 파일럿에 기초하여 결정되거나 추정될 수 있 다. 일반적으로, CQI는 채널을 통해 지원가능한 레이트 또는 채널에 대하여 SINR과 같은 양이 될 수 있다. CQI가 결정된 후에, 406에서 기지국으로 통신될 수 있다. 408에서, CQI는 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들에 대한 스케줄링 기술 및/또는 빔 할당을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 스케줄링 및 할당 결정에서 CQI를 사용하는 것은 개별 채널 및 전체 시스템 성능을 최적화할 수 있다.
도 5를 참조하여, 하나 또는 그 이상의 양상들에 따라 지정된 파일럿을 전송하기 위한 방법(500)이 설명된다. 지정된 파일럿 시스템에서, 기지국은 섹터 내의 각각의 빔에 대하여 개별 파일럿을 전송한다. 지정된 빔들의 사용은 각각의 빔에 대한 CQI가 결정되게 한다. 502에서, 파일럿은 특정 빔에 대하여 발생된다. 504에서, 섹터 내에 추가 빔들이 존재하는지 결정된다. 만약, 존재하면, 방법은 502로 복귀하여 다음 빔에 대한 파일럿을 발생한다. 만약 존재하지 않으면, 506에서 모든 파일럿들은 개별 빔들을 통해 전송될 수 있다. 선택적으로, 모든 파일럿들은 한번에 하나씩 계산되어 전송될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 양상들에서, 파일럿들은 검색 테이블에 저장될 수 있다. 파일럿들은 파일럿들이 전송될 때마다 파일럿들을 발생하는 것과는 상반되게 빔들에서의 전송 이전에 검색 테이블로부터 판독될 수 있다. 파일럿들은 재계산될 수 있고, 주기적으로 업데이트되는 검색 테이블 또는 테이블의 재계산 및 업데이트는 실행된 결과가 될 수 있다. 예를 들어, 파일럿들은 빔 패턴의 변경들에 기초하여 업데이트될 수 있다.
파일럿을 사용자 디바이스들로 전송하는 것은 빔 또는 가상 섹터 당 CQI를 결정하는데 필요한 데이터를 사용자 디바이스들에 제공한다. 파일럿들은 광대역 채널 측정들이 수행되게 한다. 파일럿은 빔들이 동시에 사용될 때 채널을 재구성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, SDMA 스케줄링 기술이 사용될 때, 파일럿은 채널이 재구성되고 SDMA CQI가 계산되게 한다. 지정된 파일럿들을 사용하는 것은 빔들의 개수가 섹터 내의 송신 안테나들의 개수보다 작을 때 특히 유효할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 양상들에서, 공통 파일럿은 CQI들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 공통 파일럿은 섹터에 대한 모든 송신 안테나에서 전송된다. 송신 안테나들은 몇몇 방향으로 조준될 수 있다. 사용자 디바이스들은 빔 가중치들의 세트에 기초하여 빔들을 재구성할 수 있다. 공통 파일럿의 사용은 특히 사용가능한 송신 안테나들보다 빔 패턴에서 더 많은 빔들이 존재할 때 특히 유용하다. 예를 들어, 섹터 내에 3개의 안테나들 및 8개의 빔들이 존재하는 경우에, 안테나들은 3개의 개별 방향들로 조준될 수 있고, 사용자 디바이스들은 빔들을 재구성하기 위해 8개 빔들의 각각에 대하여 빔 가중치들의 세트를 사용할 수 있다. 사용자 디바이스들은 공통 파일럿을 수신하고, 공통 파일럿에 기초하여 각각의 송신 안테나에서 광대역 채널을 추정한다. 사용자 디바이스들은 채널들 및 간섭을 재구성할 수 있고, 채널 추정치들 및 적절한 빔에 대한 빔 가중치들의 세트에 기초하여 CQI를 계산할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 빔들은 특정 전송 심볼 또는 샘플의 위상, 진폭, 또는 위상 및 진폭을 변경하는 가중치들의 세트를 사용하여 형성된다. 상기 가중치들은 메모리 내의 검색 테이블에 저장될 수 있다. 빔 패턴은 검색 테이블 내에 저장된 가중치들을 수정함으로써 업데이트될 수 있다. 빔 가중 치들은 CQI 계산에서 사용하기 위해 검색 테이블에 저장될 수 있다. 빔들은 고정될 수 있거나, 기지국들은 오버헤드 채널들을 사용하여 사용자 디바이스들에게 빔 가중치들의 세트를 시그널링할 수 있다. 공통 파일럿의 사용은 빔들이 고정되거나 매우 천천히 변화하여 빔 가중치들이 자주 업데이트되지 못할 때 특히 유효할 수 있다. 만약 빔 패턴이 업데이트 되면, 기지국은 사용자 디바이스를 시그널링하고 빔 가중치들의 업데이트된 세트를 전송 및 시그널링해야 한다. 만약 빔 가중치들이 사용자 디바이스에 의해 인식되면, 그들은 사용자 디바이스에 전송되지 않아야 함이 이해될 것이다.
사용자 디바이스들은 사용자 디바이스를 서비스하는 섹터들에 대하여 빔 선택, SDMA 및/또는 MIMO CQI를 추정하기 위해 공통 또는 지정된 파일럿을 사용할 수 있다. 빔 선택, SDMA 및 MIMO CQI들은 사용자 디바이스를 위한 최적의 스케줄링 방법을 결정하기 위해 비교될 수 있다. 또한, 사용자 디바이스는 다른 섹터들로부터의 빔들에 대하여 CQI들을 추정할 수 있다. 다른 섹터들로부터의 빔들에 대한 CQI들은 오버헤드를 감소시키기 위해 사용자 디바이스를 서비스하는 섹터에 대한 CQI 보다 더 느린 레이트로 보고될 수 있다. 또한, 사용자 디바이스는 제어 채널 CQI를 트래킹할 수 있다. 일반적으로, 제어 채널은 가장 넓은 커버리지 영역을 가지는 빔에서 전송된다. 제어 채널에 대한 CQI는 전력 제어와 같은 목적들을 위해 특히 중요하다.
하나 또는 그 이상의 양상들에서, 사용자 디바이스는 하나 또는 그 이상의 CQI들을 기지국에 보고한다. 기지국은 사용자 디바이스들을 위한 적절한 스케줄링 기술을 결정하기 위해 CQI 피드백을 사용할 수 있다. 사용자 디바이스는 기지국이 연속적으로 CQI들을 수신하도록 신호 내의 CQI들을 보고할 수 있다. 예를 들어, 사용자 디바이스는 기지국으로 전송된 모든 프레임 또는 데이터 패킷 내에서 모든 스케줄링 기술들에 대한 CQI를 보고할 수 있다. 그러나, 이는 시스템에 대하여 초과 오버헤드를 발생할 수 있다. 선택적으로, 사용자 디바이스들은 사용자 디바이스가 스케줄링된 모드에 대한 CQI를 전송할 수 있다. 예를 들어, 빔 선택을 사용하여 스케줄링된 사용자 디바이스는 빔 선택 스케줄에 기초하여 빔 선택 CQI를 전송할 수 있고, SDMA를 사용하는 사용자 디바이스는 SDMA 스케줄에 기초하여 SDMA CQI를 전송할 수 있다. 또한, 사용자 디바이스는 펑처링된 코딩을 사용하여 전송할 수 있다. 제어 채널 CQI는 비-제어 채널 CQI들의 임의의 조합으로 펑처링될 수 있다.
도 6을 참조하여, 하나 또는 그 이상의 양상들에 따라 장기적인 CQI를 사용하여 채널 품질을 모니터하기 위한 방법(600)이 설명된다. 하나 또는 그 이상의 양상들에서, 시스템은 사용자에 대한 스케줄링 기술들 및/또는 빔 할당들을 선택하기 위해 장기적인 CQI를 사용할 수 있다. 순간적인 CQI 보다 장기적인 CQI를 사용하는 것은 사용자가 순간적인 CQI에서의 일시적인 변동들로 인해 빔들 또는 스케줄링 기술들로 스케줄링되는 것을 방지할 수 있다. 602에서, 순간적인 CQI가 계산된다. 장기적인 CQI는 604에서 순간적인 CQI에 기초하여 계산될 수 있다. 장기적인 CQI는 이전의 CQI 값들을 사용하여 순간적인 CQI를 평균함으로써 계산될 수 있다. 이전 CQI 값들의 테이블 및/또는 이전 값들의 평균은 저장될 수 있고, 값들 또는 평균은 장기적인 CQI를 계산하기 위해 사용된다. 또한, 가중된 평균은 장기적인 CQI를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 606에서, 장기적인 CQI를 기지국에 보고하기 위한 조건들이 만족되는지 결정된다. 만약 만족되면, 장기적인 CQI는 608에서 전송된다. 만약 만족되지 않으면, 다음의 순간적인 CQI가 602에서 계산된다. CQI는 미리 결정된 시간 주기에 기초하여 또는 계산된 순간적인 CQI들의 개수에 기초하여 주기적으로 보고될 수 있다. 선택적으로, 장기적인 CQI들의 전송은 실행된 결과가 될 수 있다. 예를 들어, 장기적인 CQI들은 빔 패턴이 변경될 때, 사용자 디바이스가 하나의 빔에 의해 커버되는 영역으로부터 제 2 빔에 의해 커버되는 영역으로 전이할 때 또는 CQI가 특정 미리 결정된 임계치 미만으로 떨어질 때 기지국에 보고될 수 있다. 또한, 사용자 디바이스들은 장기적인 CQI 및 순간적인 CQI 모두를 기지국으로 보고할 수 있다.
사용자 디바이스들은 빔들에 재할당될 수 있거나 전체 빔 패턴은 CQI 값들에 따라 수정될 수 있다. 일반적으로, 사용자 디바이스들은 음성 또는 데이터 전송 동안 재배치할 수 있거나 재배치될 수 있고, 그들이 할당된 빔에 의해 제공되는 커버리지 영역 내에서 또는 외부로 이동할 수 있다. 사용자 디바이스들은 하나의 빔의 커버리지 영역으로부터 또다른 빔의 커버리지 영역으로 섹터를 통해 이동하면서 재할당될 수 있다. 또한, 다수의 사용자들에 의해 보고된 CQI들에 기초하여, 기지국은 사용자 디바이스들의 그룹을 양호하게 서비스하기 위해 빔 패턴을 조절할 수 있다.
본 명세서에 개시된 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따라, 간섭들은 전송 포맷들, 주파수들 등등과 관련하여 생성될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것과 같은 용어 "추론하다" 또는 "추론"은 일반적으로 이벤트들 및/또는 데이터를 통해 포착된 것과 같은 관찰 값들의 세트로부터 시스템, 환경 및/또는 사용자의 추론 상태들 또는 추론 프로세스를 지칭한다. 추론은 특정 문맥 또는 동작을 식별하기 위해 사용될 수 있거나 예를 들면 상태들에서 확률 분포를 발생할 수 있다. 추론은 개연적일 수 있고, 즉 데이터 및 이벤트들의 고려에 기초하여 관심 있는 상태들에서 확률 분포의 계산이다. 추론은 이벤트들 및/또는 데이터의 세트로부터 상위 레벨 이벤트들을 구성하기 위해 사용된 기술들을 지칭할 수 있다. 상기 추론은 상기 이벤트들이 시간에 근접하여 상관되는지의 여부 및 이벤트들 및 데이터가 하나 또는 몇몇의 이벤트 및 데이터 소스들로부터 오는지의 여부에 따라 관찰된 이벤트들 및/또는 저장된 이벤트 데이터의 세트로부터 새로운 이벤트들 또는 동작들을 구성하게 한다.
일 예로서, 전술된 하나 또는 그 이상의 방법들은 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들에 대한 스케줄링 기술 또는 빔 할당과 관련하여 추론을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 디바이스는 제 1 빔에 의해 커버되는 영역에 남아있고, 제 2 빔에 의해 커버되는 영역에 입장하는 것으로 결정될 수 있으며, 따라서 사용자 디바이스는 제 2 빔에 재할당될 수 있다. 또한, 빔 패턴은 다수의 사용자 디바이스들에게 차선으로 최적인 것으로 결정될 수 있고, 빔 패턴은 수정될 수 있다.
또다른 예에 따라, 피크 시간들과 같은 하루, 한주 등등의 다양한 시간 동안 사용하기 위한 스케줄링 기술들과 관련하여 추론들이 수행될 수 있다. 전술된 예들은 실제로 실례가 되며, 상기 추론들이 본 명세서에 설명된 다양한 실시예들 및/또는 방법들과 함께 실행되는 방식 또는 실행될 수 있는 추론들의 개수를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 7은 본 명세서에 설명된 하나 또는 그 이상의 실시예들에 따라 시스템 용량 제한을 증가시키기 위해 무선 통신 환경에서 빔 형성을 용이하게 하는 시스템(700)의 설명이다. 시스템(700)은 당업자에 의해 인식되는 것과 같이 기지국 및/또는 사용자 디바이스에 상주할 수 있다. 시스템(700)은 예를 들면 하나 또는 그 이상의 수신 안테나들로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호에 일반적인 동작(예를 들면, 필터링, 증폭, 다운 컨버팅 등등)을 수행하고 샘플들을 획득하기 위해 처리된 신호를 디지털화하는 수신기(702)를 포함한다. 복조기(7040)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 프로세서(706)에 제공한다.
프로세서(706)는 수신기 구성요소(702)에 의해 수신된 정보를 분석하고 및/또는 송신기(714)에 의한 전송을 위해 정보를 발생하도록 지정된 프로세서가 될 수 있다. 프로세서(706)는 사용자 디바이스(700)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들을 제어하는 프로세서 및/또는 수신기(702)에 의해 수신된 정보를 분석하고, 송신기(714)에 의한 송신을 위한 정보를 발생하며, 사용자 디바이스(700)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들을 제어하는 프로세서가 될 수 있다. 프로세서(806)는 통신들을 조종하기 위해 도 4-6과 관련하여 설명된 것을 포함하여 본 명세서에 설명된 방법들 중 몇몇을 사용할 수 있다. 또한, 사용자 디바이스(700)는 빔 할당들을 조 종하고 및/또는 스케줄링 기술들을 선택하는 최적화 구성요소(708)를 포함할 수 있다. 최적화 구성요소(708)는 프로세서(706)에 통합될 수 있다. 최적화 구성요소(708)는 사용자 디바이스들을 빔들에 할당하는 것 및/또는 스케줄링 기술들과 관련하여 효용성에 기초한 분석을 수행하는 최적화 코드를 포함한다. 최적화 코드는 사용자 디바이스 빔 할당들을 최적화하는 것과 관련하여 추론 및/또는 개연적 결정들 및/또는 통계-기반 결정들을 수행하는 것과 관련하여 인위적인 정보에 기초한 방법들을 사용할 수 있다.
사용자 디바이스(700)는 프로세서(706)에 동작가능하게 접속되고 빔 패턴 정보와 관련된 정보, CQI 데이터, 그와 관련된 정보를 포함하는 검색 테이블들 및 본 명세서에 개시된 것과 같은 빔 형성 및 채널 모니터링과 관련된 임의의 다른 적절한 정보를 저장할 수 있는 메모리(710)를 추가로 포함한다. 메모리(710)는 또한 사용자 디바이스(700)가 시스템 용량 및 성능을 증가시키기 위해 저장된 프로토콜들 및/또는 알고리즘들을 사용할 수 있도록 검색 테이블들 등등을 발생하는 것과 연관된 프로토콜들을 저장할 수 있다. 본 명세서에 개시된 데이터 저장(예를 들면, 메모리들) 구성요소는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 하나가 될 수 있거나, 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리 모두가 될 수 있다. 설명을 위해, 제한 없이, 비휘발성 메모리는 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래밍 가능한 ROM(PROM), 전기적으로 프로그래밍 가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 소거가능한 ROM(EEPROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 동작하는 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 설명을 목적으 로 하나 제한 없이, RAM은 동기 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 이중 데이터 레이트 SDRAM(DDR SDRAM), 개선된 SDRAM(ESDRAM), 동기화링크 DRAM(SLDRAM), 직접 램버스 RAM(DRRAM)과 같은 다수의 형태들에서 사용가능하다. 종속 시스템들 및 방법들의 메모리(710)는 상기 메모리의 임의의 다른 적절한 타입들을 포함하지만 이에 제한되지 않도록 지정된다. 프로세서(706)는 심볼 변조기(712) 및 변조된 신호를 전송하는 송신기(714)에 접속된다.
도 8은 다양한 실시예들에 따라 통신 환경에서 시스템 용량 또는 성능을 증가시키는데 유용한 시스템(800)의 설명이다. 시스템(800)은 하나 또는 그 이상의 수신 안테나들(806)을 통해 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들(804)로부터 신호(들)을 수신하고, 다수의 송신 안테나들(808)을 통해 하나 또는 그 이상의 사용자 디바이스들(804)에 전송하는 수신기(810)를 가지는 기지국(802)을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 수신 안테나들(806) 및 송신 안테나들(808)은 안테나들의 단일 세트를 사용하여 구현될 수 있다. 수신기(810)는 수신 안테나들(806)로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 복조하는 복조기(812)와 동작가능하게 연관된다. 수신기(810)는 당업자에 의해 인식되는 것과 같이 예를 들면, 레이크 수신기(다수의 기저대역 상관기들을 사용하여 다중 경로 신호 성분들을 개별적으로 처리하는 기술), MMSE-기반의 수신기, 또는 그에 할당된 사용자 디바이스들을 구별하기 위한 임의의 다른 적절한 수신기가 될 수 있다. 다양한 양상들에 따라, 다수의 수신기들이 사용될 수 있고(예를 들면, 수신 안테나마다 하나씩), 상기 수신기들은 사용자 데이터의 개선된 추정치들을 제공하기 위해 서로 통신할 수 있다. 복조된 심볼들은 도 7과 관련하여 전술된 프로세서와 유사한 프로세서(814)에 의해 분석되며, 사용자 디바이스 할당들, 그와 관련된 검색 테이블들 등등과 관련된 정보를 저장하는 메모리(816)에 결합된다. 각각의 안테나에 대한 수신기 출력은 수신기(810) 및/또는 프로세서(814)에 의해 공동으로 처리될 수 있다. 변조기(818)는 송신 안테나들(808)을 통해 송신기(82)에 의해 사용자 디바이스(804)로의 전송을 위해 신호를 멀티플렉싱할 수 있다.
기지국(802)은 또한 프로세서(814)와 멀리 떨어지거나 내부에 위치된 프로세서가 될 수 있고, 기지국에 의해 서비스되는 섹터 내의 모든 사용자 디바이스의 풀을 평가할 수 있고, 개별 사용자 디바이스들의 채널에 대한 CQI들에 적어도 부분적으로 기초하여 빔들 및/또는 스케줄링 기술들에 사용자 디바이스들을 할당할 수 있는 할당 구성요소(822)를 더 포함한다.
도 9는 예시적인 무선 통신 시스템(900)을 도시한다. 무선 통신 시스템(900)은 간략함을 위해 하나의 기지국 및 하나의 사용자 디바이스를 도시한다. 그러나, 시스템은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 사용자 디바이스를 포함할 수 있고, 상기 추가의 기지국들 및/또는 추가의 사용자 디바이스들은 실질적으로 하기에서 논의되는 예시적인 기지국 및 사용자 디바이스와 유사하거나 서로 다를 수 있음이 인식될 것이다. 또한, 기지국 및/또는 사용자 디바이스는 그들 사이의 무선 통신을 용이하게 하기 위해 본 명세서에 설명된 시스템들(도 7-9) 및/또는 방법들(도 4-6)을 사용할 수 있음이 인식될 것이다.
도 9를 참조하여, 다운 링크를 통해, 액세스 포인트(905)에서, 송신(TX) 데 이터 프로세서(910)는 트래픽 데이터를 수신하고, 포맷화하고, 코딩하고, 인터리빙하고, 변조(또는 심볼 맵핑)하며, 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(915)는 데이터 심볼들 및 파일럿 심볼들을 수신하여 처리하며, 심볼들의 스트림을 제공한다. 심볼 변조기(915)는 데이터 및 파일럿 심볼들을 멀티플렉싱하여 송신기 유니트(TMTR;920)에 제공한다. 각각의 송신 전송 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼 또는 0의 신호 값이 될 수 있다. 파일럿 심볼들은 각각의 심볼 주기 내에 연속하여 전송될 수 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 멀티플레싱(FDM), 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM), 시간 분할 멀티플렉싱(TDM), 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM), 또는 코드 분할 멀티플렉싱(CDM) 될 수 있다.
TMTR(920)은 심볼들의 스트림을 수신하여 하나 또는 그 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 상기 아날로그 신호들을 추가 처리(예를 들면, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환)하여 무선 채널을 통한 전송에 적합한 다운링크 신호를 발생한다. 다운링크 신호는 그후에 안테나(925)를 통해 사용자 디바이스들로 전송된다. 사용자 디바이스(930)에서, 안테나(935)는 다운링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기 유니트(RCVR;940)로 제공한다. 수신기 유니트(940)는 수신된 신호를 처리(예를 들면, 필터링, 증폭 및 주파수 하향 변환)하고, 처리된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(945)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정 및 CQI 계산들을 위해 프로세서(950)에 제공한다. 심볼 복조기(945)는 또한 프로세서(950)로부터 다운링크를 위한 주파수 응답 추정치를 수신하며, 수신된 데이터 심볼들에 데이터 복조를 수행하여 데이터 심볼 추정치들(전송된 데이터 심 볼들의 추정치들)을 획득하며, 데이터 심볼 추정치들을 RX 데이터 프로세서(955)에 제공하여 전송된 트래픽 데이터를 복원하기 위한 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 맵핑), 디인터리빙 및 디코딩한다. 심볼 복조기(945) 및 RX 데이터 프로세서(955)에 의한 프로세싱은 각각 액세스 포인트(905)에서 심볼 변조기(915) 및 TX 데이터 프로세서(910)에 의한 프로세싱과 상호 보완적이다.
업링크에서, TX 데이터 프로세서(960)는 트래픽 데이터를 처리하여 데이터 심볼들을 제공한다. 데이터 심볼들은 수신된 파일럿에 기초하는 CQI 데이터를 포함할 수 있다. 심볼 변조기(965)는 데이터 심볼들을 수신하여 파일럿 심볼들과 함께 멀티플렉싱하며, 변조를 수행하여 심볼들의 스트림을 제공한다. 송신기 유니트(970)는 심볼들의 스트림을 수신하고 처리하여 업링크 신호를 발생하며, 상기 신호는 안테나(935)에 의해 액세스 포인트(905)로 전송된다.
액세스 포인트(905)에서, 사용자 디바이스(930)로부터의 업링크 신호는 안테나(925)에 의해 수신되고, 수신기 유니트(975)에 의해 처리되어 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(980)는 그후에 샘플들을 처리하여 수신된 파일럿 심볼들 및 업링크를 위한 데이터 심볼 추정치들을 제공한다. RX 데이터 프로세서(985)는 데이터 심볼 추정치들을 처리하여 사용자 디바이스(930)에 의해 전송된 트래픽 데이터를 복원한다. 프로세서(990)는 업링크를 통해 전송하는 각각의 활성 사용자 디바이스에 대하여 채널 추정을 수행한다. 다수의 사용자 디바이스들은 그들의 개별 할당된 파일럿 서브 대역들의 세트들을 통해 업링크에서 동시에 파일럿을 전송할 수 있고, 상기 경우에 파일럿 서브 대역 세트들은 인터레이스될(interlaced) 수 있다.
프로세서들(990 및 950)은 각각 액세스 포인트(905) 및 사용자 디바이스(930)에서 동작들을 지시(예를 들면, 제어, 조정, 관리 등등)한다. 개별 프로세서들(990, 950)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유니트들(비도시)과 연관될 수 있다. 프로세서들(990, 950)은 사용자 디바이스(930)에 대한 스케줄링 기술 또는 빔 할당을 선택하기 위해 도 4-6에 도시된 것을 포함하여 본 명세서에 개시된 방법들 중 몇몇을 사용할 수 있다. 개별 프로세서들(990 및 950)은 또한 업링크 및 다운링크에 대하여 주파수 및 임펄스 응답 추정치들을 유도하기 위한 계산들을 수행할 수 있다.
다중-접속 시스템(예를 들면, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, SDMA 등등)을 위해, 다수의 사용자 디바이스들은 업링크를 통해 동시에 전송할 수 있다. 상기 시스템을 위해, 파일럿 서브 대역들은 서로 다른 사용자 디바이스들을 사이에서 공유될 수 있다. 채널 추정 기술들은 각각의 사용자 디바이스에 대한 파일럿 서브 대역들이 전체 동작 대역(가능하면 대역 에지들은 제외하고)을 소비하는 경우에 사용될 수 있다. 상기 파일럿 서브 대역 구조는 각각의 사용자 디바이스에 대한 주파수 다이버시티를 획득하는데 바람직할 것이다. 본 명세서에 개시된 기술들은 다양한 수단들에 의해 실행될 수 있다. 예를 들면, 상기 기술들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 실행될 수 있다. 하드웨어 구현을 위해, 채널 추정을 위해 사용되는 처리 유니트들은 하나 또는 그 이상의 애플리케이션용 집적 회로들(ASICs), 디지털 신호 처리기들(DSPs), 디지털 신호 처리 디바이스들(DSPDs), 프로그램 가능한 로직 디바이스들(PLDs), 현장 프로그램 가능한 게이트 어레이 들(FPGAs), 프로세서들, 제어기들, 마이크로제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 디바이스들, 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유니트들 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수 있다. 소프트웨어에서, 구현은 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 절차들, 기능들 등등)을 통해 이루어질 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유니트 내에 저장되고 프로세서들(990 및 950)에 의해 실행될 수 있다.
소프트웨어 구현을 위해, 본 명세서에 개시된 기술들은 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들면, 절차들, 기능들 등등)을 사용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유니트 내에 저장되고 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유니트는 당업자에게 공지된 것과 같이 다양한 수단들에 의해 프로세서에 통신가능하게 결합되는 경우에 프로세서 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.
개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (52)

  1. 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하는 방법으로서,
    제 1 파일럿을 생성하는 단계;
    상기 제 1 파일럿을 전송하는 단계; 및
    상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하기 위해 공간 분할 멀티플렉싱(SDM), 다중 입력 다중 출력(MIMO) 및 기회적(opportunistic) 빔 형성 스케줄링 기술들 중 적어도 하나를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 기초하여 사용자 디바이스를 빔에 할당하는 단계 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    신호대 간섭 및 잡음비(SINR)를 상기 CQI로서 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 채널을 통해 지원가능한 레이트를 상기 CQI로서 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 파일럿은 제 1 빔을 통해 전송되고,
    제 2 파일럿을 생성하는 단계;
    상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하는 단계; 및
    상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 파일럿은 다수의 빔들을 포함하는 영역 상에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI는 빔 가중치들의 세트에 적어도 부분적으로 기초하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 빔 가중치들의 세트를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI는 매 프레임마다 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI는 공간 분할 멀티플렉싱(SDM), 다중 입력 다중 출력(MIMO) 및 기회적 빔 형성 스케줄링 중 적어도 하나에 기초하여 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    제어 채널 CQI를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 파일럿은 안테나를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 빔을 수정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하는 방법으로서,
    파일럿을 수신하는 단계;
    상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하는 단계; 및
    상기 CQI를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 파일럿 및 빔 가중치들의 세트에 기초하여 채널을 추정하는 단계를 더 포함하며, 상기 채널 추정치는 상기 CQI를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 무선 통신 장치로서,
    제 1 파일럿을 생성하고, 상기 제 1 파일럿을 전송하며, 상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 CQI를 수신하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 프로세서와 결합된 메모리를 포함하는 무선 통신 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하기 위해 공간 분할 멀티플렉싱(SDM), 다중 입력 다중 출력(MIMO) 및 기회적(opportunistic) 빔 형성 스케줄링 기술들 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 CQI에 기초하여 사용자 디바이스를 빔에 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  22. 제 18항에 있어서,
    상기 CQI는 신호대 간섭 및 잡음비(SINR) 및 상기 채널을 통해 지원가능한 레이트 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  23. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 제 2 파일럿을 생성하고, 상기 제 2 파일럿을 전송하며, 상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  24. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 다수의 빔들을 포함하는 영역 상에서 상기 제 1 파일럿을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI는 상기 메모리 내에 저장된 빔 가중치들의 세트에 적어도 부분적으로 기초하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 빔 가중치들의 세트를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  27. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 CQI를 매 프레임마다 수신하는 것을 특 징으로 하는 무선 통신 장치.
  28. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 CQI를 공간 분할 멀티플렉싱(SDM), 다중 입력 다중 출력(MIMO) 및 기회적 빔 형성 스케줄링 중 적어도 하나에 기초하여 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  29. 제 18항에 있어서,
    상기 프로세서는 제어 채널 CQI를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 파일럿을 안테나를 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  31. 무선 통신 장치로서,
    파일럿을 수신하고, 상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하며, 상기 CQI를 기지국으로 전송하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 프로세서와 결합된 메모리를 포함하는 무선 통신 장치.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 파일럿 및 빔 가중치들의 세트에 기초하여 채널을 추정하며, 상기 채널 추정치는 상기 CQI를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  33. 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하는 무선 통신 장치로서,
    제 1 파일럿을 생성하기 위한 수단;
    상기 제 1 파일럿을 전송하기 위한 수단; 및
    상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 장치.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  35. 제 33항에 있어서,
    제 2 파일럿을 생성하기 위한 수단;
    상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하기 위한 수단; 및
    상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  36. 제 33항에 있어서,
    제어 채널 CQI를 수신하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  37. 제 33항에 있어서,
    빔 가중치들의 세트를 사용하기 위한 수단을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 CQI는 상기 빔 가중치들의 세트에 적어도 부분적으로 기초하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  38. 제 33항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 빔을 수정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  39. 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하는 무선 통신 장치로서,
    파일럿을 수신하기 위한 수단;
    상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하기 위한 수단; 및
    상기 CQI를 기지국으로 전송하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 장치.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 파일럿 및 빔 가중치들의 세트에 기초하여 채널을 추정하기 위한 수단을 더 포함하며, 상기 채널 추정치는 상기 CQI를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  41. 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체로서,
    제 1 파일럿을 생성하고;
    상기 제 1 파일럿을 전송하며; 및
    상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하기 위한 컴퓨터로 실행가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  42. 제 41항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하기 위한 명령을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  43. 제 41항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 기초하여 사용자 디바이스를 빔에 할당하기 위한 명령을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  44. 제 41항에 있어서,
    제 2 파일럿을 생성하고;
    상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하며; 및
    상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하기 위한 명령들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  45. 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체로서,
    파일럿을 수신하고;
    상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하며; 및
    상기 CQI를 기지국으로 전송하기 위한 컴퓨터로 실행가능한 명령들을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
  46. 무선 통신 환경을 위해 성능을 개선하기 위한 명령들을 실행하는 프로세서로서, 상기 명령들은,
    제 1 파일럿을 생성하는 단계;
    상기 제 1 파일럿을 전송하는 단계; 및
    상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하는 단계를 포함하는 프로세서.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
  48. 제 46항에 있어서,
    제 2 파일럿을 생성하는 단계;
    상기 제 2 파일럿을 제 2 빔을 통해 전송하는 단계; 및
    상기 제 2 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 CQI를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
  49. 무선 네트워크를 통해 통신하는 것을 용이하게 하는 이동 디바이스로서,
    제 1 파일럿을 생성하는 구성 요소;
    상기 제 1 파일럿을 전송하는 구성 요소;
    상기 제 1 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 채널 품질 표시자(CQI)를 수신하는 구성 요소; 및
    상기 적어도 하나의 CQI에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 사용자 디바이스를 스케줄링하는 구성 요소를 포함하는 이동 디바이스.
  50. 제 49항에 있어서,
    상기 이동 디바이스는 셀룰러 전화기, 스마트폰, 휴대용 통신 디바이스, 휴 대용 컴퓨팅 디바이스, 위성 라디오, 범용 위치측정 시스템, 랩탑 및 PDA 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이동 디바이스.
  51. 무선 네트워크를 통해 통신하는 것을 용이하게 하는 이동 디바이스로서,
    파일럿을 수신하는 구성 요소;
    상기 파일럿에 적어도 부분적으로 기초하여 CQI를 결정하는 구성 요소; 및
    상기 CQI를 기지국으로 전송하는 구성 요소를 포함하는 이동 디바이스.
  52. 제 51항에 있어서,
    상기 이동 디바이스는 셀룰러 전화기, 스마트폰, 휴대용 통신 디바이스, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 위성 라디오, 범용 위치측정 시스템, 랩탑 및 PDA 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 이동 디바이스.
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