KR20120090069A - 다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 프로토콜 - Google Patents

다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 프로토콜 Download PDF

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Abstract

다운링크 공간 분할 다중 액세스(SDMA) 시스템에서 하나 또는 그 이상의 사용자-종속 채널 상태 정보(CSI) 피드백 레이트들을 지원하기 위한 방법들 및 장치들이 제안된다. 특정 양상들에 대해, 액세스 포인트(AP)는 하나 또는 그 이상의 스테이션들로부터 채널 에볼루션 피드백을 수신할 수 있으며 그 CSI 값들이 업데이트되어야 할 필요가 있는 스테이션들에 CSI에 대한 요청을 송신할 수 있다. 특정 양상들을 위해, 결정성 백-오프 타이머들은 그 CSI 피드백을 송신할 때를 표시하는 스테이션들에 할당될 수 있다. 제안된 방법들은 시스템 성능을 개선할 수 있다.

Description

다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 프로토콜{PROTOCOL TO SUPPORT ADAPTIVE STATION-DEPENDENT CHANNEL STATE INFORMATION FEEDBACK RATE IN MULTI-USER COMMUNICATION SYSTEMS}
본 특허 출원은 모두 본 출원의 양수인에게 양수되며 본 명세서에 명시적으로 참조로 통합되는, 2009년 9월 18일 출원된 "다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 MAC 프로토콜(MAC Protocol to Support Adaptive Station-Dependent Channel State Information Feedback rate in Multi-User Communication Systems)"이란 명칭의 미국 가 특허 출원 일련번호 제 61/243,891 호, 2010년 6월 16일에 출원된 "다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 MAC 프로토콜"이란 명칭의 미국 가 특허 출원 일련번호 제 61/355,424 호 및 2010년 6월 24일에 출원된 "다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 MAC 프로토콜"이란 명칭의 미국 가 특허 출원 일련번호 제 61/358,234 호의 이익을 주장한다.
본 발명의 특정 양상들은 일반적으로 무선 통신들에 관한 것으로, 특히 다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 것에 관한 것이다.
무선 통신들 시스템들에 대해 요구되는 증가하는 대역폭 요건들의 쟁점을 처리하기 위해, 높은 데이터 스루풋들을 달성하면서 채널 자원들을 공유함으로써 다수의 사용자 단말들이 단일 액세스 포인트(AP)와 통신하게 허용하기 위해 서로 다른 방식들이 개발되고 있다. 다중 입력 또는 다중 출력(MIMO) 기술은 차세대 통신 시스템들을 위해 대중적인 기술로서 최근에 부상하는 그와 같은 일 방식을 나타낸다. MIMO 기술은 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11 표준과 같은 여러 부상하는 무선 통신들 표준들에 채택되어 왔다. IEEE 802.11은 예를 들어, 수십 미터 내지 수백 미터인, 단거리 통미터인위해 IEEE 802.11 위원회에 의해 개발되는 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 무선 인터페이스 표준들의 세트를 표시한다.
MIMO 무선 시스템은 데이터 전송을 위해 다수의(NT) 전송 안테나들 및 다수의(NR) 수신 안테나들을 사용한다. NT개의 전송 안테나들 및 NR개의 수신 안테나들에 의해 형성되는 MIMO 채널은 NS개의 공간 스트림들로 분해될 수 있으며, 여기서 모든 실시 목적들을 위해, NS <= min{NT,NR}이다. NS개의 공간 스트림들은 더 큰 전체 스루풋을 달성하기 위해 NS개의 독립 데이터 스트림들을 전송하도록 이용될 수 있다.
단일 액세스 포인트 및 다수의 스테이션들을 갖는 무선 네트워크들에서, 업링크(UL) 및 다운링크(DL) 양쪽 방향들에서 서로 다른 스테이션들에 대해 다수의 채널들 상에 동시적 전송들이 발생할 수 있다. 비-레거시 디바이스들에 추가되는 레거시 디바이스들과의 통신 능력, 자원들의 효율적인 이용 및 간섭과 같은 많은 도전 과제들이 그와 같은 시스템들에 존재한다.
본 발명의 특정 양상들은 무선 통신들을 위한 방법을 제공한다. 방법은 일반적으로 채널 상태 정보(CSI) 피드백에 대해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링(polling) 메시지들을 전송하는 단계, 및 폴링 메시지들에 응답하여, 폴링되는 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 양상들은 무선 통신들을 위한 방법을 제공한다. 방법은 일반적으로 채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하는 단계, 장치로부터 폴링 메시지를 수신하는 단계, 및 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우, 폴링 메시지에 응답하여 장치에 CSI 피드백을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특정 양상들은 무선 통신들을 위한 장치를 제공한다. 장치는 일반적으로 채널 상태 정보(CSI) 피드백에 대해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송하도록 구성되는 전송기, 및 폴링 메시지들에 응답하여, 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하도록 구성되는 수신기를 포함한다.
본 발명의 특정 양상들은 무선 통신들을 위한 장치를 제공한다. 장치는 일반적으로 채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하도록 구성되는 회로, 장치로부터 폴링 메시지를 수신하도록 구성되는 수신기, 및 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우, 폴링 메시지에 응답하여 장치에 CSI 피드백을 전송하도록 구성되는 전송기를 포함한다.
본 발명의 특정 양상들은 무선 통신들을 위한 장치를 제공한다. 장치는 일반적으로 채널 상태 정보(CSI) 피드백에 대해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송하기 위한 수단, 및 폴링 메시지들에 응답하여, 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 특정 양상들은 무선 통신들을 위한 장치를 제공한다. 장치는 일반적으로 채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하기 위한 수단, 장치로부터 폴링 메시지를 수신하기 위한 수단, 및 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 폴링 메시지에 응답하여 장치에 CSI 피드백을 전송하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 특정 양상들은 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는, 무선 통신들을 위한 컴퓨터-프로그램 물건을 제공한다. 명령들은 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 위해 복수의 장치들의 각각을 폴링하도록 별개의 폴링 메시지들을 전송하기 위해, 그리고 폴링 메시지들에 응답하여, 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하기 위해 실행가능하다.
본 발명의 특정 양상들은 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는, 무선 통신들을 위한 컴퓨터-프로그램 물건을 제공한다. 명령들은 채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하기 위해, 장치로부터 폴링 메시지를 수신하기 위해, 그리고 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 폴링 메시지에 응답하여 장치에 CSI 피드백을 전송하기 위해 실행가능하다.
특정 양상들은 무선 통신들을 위한 액세스 포인트를 제공한다. 액세스 포인트는 일반적으로 복수의 안테나들, 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 위해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해, 복수의 안테나들을 통해 별개의 폴링 메시지들을 전송하도록 구성되는 전송기, 및 폴링 메시지들에 응답하여, 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하도록 구성되는 수신기를 포함한다.
특정 양상들은 무선 통신들을 위한 스테이션을 제공한다. 스테이션은 일반적으로 적어도 하나의 안테나, 채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하도록 구성되는 회로, 적어도 하나의 안테나를 통해, 장치로부터 폴링 메시지를 수신하도록 구성되는 수신기, 및 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 폴링 메시지에 응답하여, CSI 피드백을 장치에 전송하도록 구성되는 전송기를 포함한다.
본 발명의 상술한 특징들이 상기에 간략하게 요약되는, 더 특정한 설명에서 상세하게 이해될 수 있는 방식이 양상들을 참조함으로써 이루어질 수 있도록, 그 일부는 첨부 도면들에 도시된다. 그러나, 첨부 도면들은 본 발명의 특정 전형적인 양상들만을 도시하며 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안되며 그 설명이 다른 동일하게 효과적인 양상들에 수용될 수 있음이 주목되어야 한다.
도 1은 본 발명의 특정 양상들에 따른 무선 통신들 네트워크의 도면을 도시한다.
도 2는 본 발명의 특정 양상들에 따른 예시적인 액세스 포인트와 사용자 단말들의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 특정 양상들에 따른 예시적인 무선 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 위한 2-단계 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜을 도시한다.
도 5는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 CSI 피드백을 갖는 2-단계 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작을 도시한다.
도 5A는 도 5에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 6은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 CSI 피드백을 갖는 2-단계 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 6A는 도 6에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 7은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 결정성 백-오프 타이머들에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜을 도시한다.
도 8은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 결정성 백-오프 타이머들에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 8A는 도 8에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 9는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 결정성 백-오프 타이머들에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 9A는 도 9에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 10은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 스테이션들의 폴링에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜을 도시한다.
도 11은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 스테이션들의 폴링에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 11A는 도 11에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 12는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 스테이션들의 폴링에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 12A는 도 12에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 13은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 13A는 도 13에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
도 14는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다.
도 14A는 도 14에 도시되는 동작들을 수행할 수 있는 예시적인 컴포넌트들을 도시한다.
본 발명의 특정 양상들의 다양한 양상들이 이하에 설명된다. 본 명세서의 교시들은 광범위한 형태들로 구체화될 수 있으며 본 명세서에 개시되는 임의의 특정 구조, 기능 또는 구조 및 기능은 단지 전형적인 것이다. 본 명세서의 교시들에 기초하여, 당업자는 본 명세서에 개시되는 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 이들 양상들 중 2개 이상이 다양한 방식들로 조합될 수 있음을 인식해야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 방법이 실시될 수 있다. 추가로, 본 명세서에 설명되는 양상들 중 하나 또는 그 이상에 더하여 또는 그와 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 그와 같은 장치가 구현될 수 있거나 그와 같은 방법이 실시될 수 있다. 더욱이, 일 양상은 청구항의 적어도 하나의 엘리먼트를 포함할 수 있다.
용어 “예시적인”은 여기서 “예, 보기, 또는 예시로서 기능하는” 것을 의미하는 것으로 이용된다. “예시적인” 것으로서 본 명세서에 설명되는 임의의 양상이 반드시 다른 양상들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에 이용된 바와 같이, 용어 "레거시 스테이션들"은 일반적으로 802.11n 또는 IEEE 802.11 표준의 구 버전들을 지원하는 무선 네트워크 노드들을 지칭한다.
본 명세서에 설명되는 다중-안테나 전송 기술들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중 액세스(TDMA), 공간 분할 다중 액세스(SDMA) 등과 같은 다양한 무선 기술들을 조합하여 이용될 수 있다. 다수의 사용자 단말들은 서로 다른 (1) CDMA를 위한 직교 코드 채널들, (2) TDMA를 위한 타임 슬롯들 또는 (3) OFDM을 위한 서브-대역들을 통해 데이터를 동시적으로 전송/수신할 수 있다. CDMA 시스템은 IS-2000, IS-95, IS-856, 광대역-CDMA(W-CDMA) 또는 일부 다른 표준들을 구현할 수 있다. OFDM 시스템은 IEEE 802.11 또는 일부 다른 표준들을 구현할 수 있다. TDMA 시스템은 GSM 또는 일부 다른 표준들을 구현할 수 있다. 이들 다양한 표준들이 기술분야에 공지되어 있다.
예시적인 MIMO 시스템
도 1은 액세스 포인트들 및 사용자 단말들을 갖는 다중-액세스 MIMO 시스템(100)을 도시한다. 간략화를 위해, 하나의 액세스 포인트(110)만이 도 1에 도시된다. 액세스 포인트(AP)는 일반적으로 사용자 단말들과 통신하는 고정 스테이션이고 또한 기지국 또는 일부 다른 용어로 지칭될 수 있다. 사용자 단말은 고정이거나 이동형일 수 있으며 또한 이동국, 스테이션(STA), 클라이언트, 무선 디바이스 또는 일부 다른 용어로 지칭될 수 있다. 사용자 단말은 셀룰러 전화, 개인 휴대 정보 단말(PDA), 휴대용 디바이스, 무선 모뎀, 랩톱 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 무선 디바이스일 수 있다.
액세스 포인트(110)는 다운링크 및 업링크에서의 임의의 정해진 순간에 하나 또는 그 이상의 사용자 단말들(120)과 통신할 수 있다. 다운링크(즉, 순방향 링크)는 액세스 포인트로부터 사용자 단말들로의 통신 링크이고, 업링크(즉, 역방향 링크)는 사용자 단말들로부터 액세스 포인트로의 통신 링크이다. 사용자 단말은 또한 다른 사용자 단말과 피어-투-피어 통신할 수 있다. 시스템 제어기(130)는 액세스 포인트들에 커플링하고 액세스 포인트들에 대한 조정 및 제어를 제공한다.
시스템(100)은 다운링크 및 업링크에서의 데이터 전송을 위해 다수의 전송 및 다수의 수신 안테나들을 사용한다. 액세스 포인트(110)는 Nap개의 안테나들을 구비하며 다운링크 전송들을 위한 다중-입력(MI) 및 업링크 전송들을 위한 다중-출력(MO)을 나타낸다. 선택된 사용자 단말들(120)의 세트 Nu는 집합적으로 다운링크 전송들을 위한 다중-출력 및 업링크(UL) 전송들을 위한 다중-입력을 나타낸다. 특정 경우들에서, Nu 사용자 단말들을 위한 데이터 심볼 스트림들이 일부 수단에 의해 코드, 주파수 또는 시간으로 다중화되지 않는 경우에 Nap≥Nu≥1을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 데이터 심볼 스트림들이 CDMA로의 서로 다른 코드 채널들, OFDM으로의 서브-대역들의 겹침 없는 세트들 등을 이용하여 다중화될 수 있는 경우에 Nu는 Nap보다 클 수 있다. 각 선택된 사용자 단말은 액세스 포인트에 사용자-특정 데이터를 전송하고 및/또는 액세스 포인트로부터 사용자-특정 데이터를 수신한다. 일반적으로, 각 선택된 사용자 단말은 하나 또는 다수의 안테나들(즉, Nut≥1)을 구비할 수 있다. Nu 선택된 사용자 단말들은 동일하거나 다른 수의 안테나들을 가질 수 있다.
MIMO 시스템(100)은 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템 또는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템일 수 있다. TDD 시스템에 대해, 다운링크 및 업링크는 동일한 주파수 대역을 공유한다. FDD 시스템을 위해, 다운링크 및 업링크는 서로 다른 주파수 대역들을 이용한다. MIMO 시스템(100)은 또한 전송을 위해 단일 캐리어 또는 다수의 캐리어들을 이용할 수 있다. 각 사용자 단말은 단일 안테나(예를 들어, 비용을 절감하기 위함) 또는 다수의 안테나들(예를 들어, 추가적인 비용이 지원될 수 있는 경우)을 구비할 수 있다.
도 2는 MIMO 시스템(100)에서의 액세스 포인트(110) 및 2개의 사용자 단말들(120m 및 120x)의 블록도를 도시한다. 액세스 포인트(110)는 Nap 안테나들(224a 내지 224ap)을 구비한다. 사용자 단말(120m)은 Nut ,m 안테나들(252ma 내지 252mu)을 구비하며, 사용자 단말(120x)은 Nut ,x 안테나들(252xa 내지 252xu)을 구비한다. 액세스 포인트(110)는 다운링크를 위한 전송 엔티티이고 업링크를 위한 수신 엔티티이다. 각 사용자 단말(120)은 업링크를 위한 전송 엔티티이고 다운링크를 위한 수신 엔티티이다. 본 명세서에 이용된 바와 같이, "전송 엔티티"는 주파수 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있는 독립적으로 동작되는 장치 또는 디바이스이며, "수신 엔티티"는 주파수 채널을 통해 데이터를 수신할 수 있는 독립적으로 동작되는 장치 또는 디바이스이다. 다음의 설명에서, 아래에 기입된 문자 "dn"은 다운링크를 표시하고, 아래에 기입된 문자 "up"는 업링크를 표시하며, 업링크에서의 동시적 전송을 위해 Nup 사용자 단말들이 선택되며, 다운링크에서의 동시적 전송을 위해 Ndn 사용자 단말들이 선택되며, Nup는 Ndn과 동일하거나 동일하지 않을 수 있으며, Nup 및 Ndn은 정적인 값들일 수 있거나 각 스케줄링 간격에 대해 변화할 수 있다. 빔-조종(beam-steering) 또는 일부 다른 공간 프로세싱 기술이 액세스 포인트 및 사용자 단말에서 이용될 수 있다.
업링크에서, 업링크 전송을 위해 선택되는 각 사용자 단말(120)에서, TX 데이터 프로세서(288)는 데이터 소스(286)로부터 트래픽 데이터를 수신하며 제어기(280)로부터 제어 데이터를 수신한다. TX 데이터 프로세서(288)는 사용자 단말에 대해 선택되는 레이트와 관련되는 코딩 및 변조 방식들에 기초하여 사용자 단말에 대한 트래픽 데이터 {dup ,m}을 프로세싱하며 데이터 심볼 스트림 {sup ,m}을 제공한다. TX 공간 프로세서(290)는 데이터 심볼 스트림 {sup ,m}에 관한 공간 프로세싱을 수행하며 Nut ,m 안테나들에 대해 Nut ,m 전송 심볼 스트림들을 제공한다. 각 전송기 유닛(TMTR)(254)은 업링크 신호를 발생시키기 위해 각각의 전송 심볼 스트림을 수신하고 프로세싱(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향변환)한다. Nut ,m 전송기 유닛들(254)은 Nut ,m 안테나들(252)로부터 액세스 포인트(110)로의 전송을 위해 Nut ,m 업링크 신호들을 제공한다.
Nup개의 사용자 단말들은 업링크에서의 동시적 전송을 위해 스케줄링될 수 있다. 이들 사용자 단말들의 각각은 그 데이터 심볼 스트림에 관한 공간 프로세싱을 수행하며 액세스 포인트에 업링크에서의 전송 심볼 스트림들의 세트를 전송한다.
액세스 포인트(110)에서, Nap 안테나들(224a 내지 224ap)은 업링크에서 전송하는 모든 Nup 사용자 단말들로부터 업링크 신호들을 수신한다. 각 안테나(224)는 수신된 신호를 각각의 수신기 유닛(RCVR)(222)에 제공한다. 각 수신기 유닛(222)은 전송기 유닛(254)에 의해 수행되는 것과 상보적인 프로세싱을 수행하며 수신된 심볼 스트림을 제공한다. RX 공간 프로세서(240)는 Nap 수신기 유닛들(222)로부터 Nap 수신된 심볼 스트림들에 관한 수신기 공간 프로세싱을 수행하며 Nup 복구된 업링크 데이터 심볼 스트림들을 제공한다. 수신기 공간 프로세싱은 채널 상관 매트릭스 반전(CCMI), 최소 평균 제곱 에러(MMSE), 연속적인 간섭 소거(SIC) 또는 일부 다른 기술에 따라 수행된다. 각 복구된 업링크 데이터 심볼 스트림 {sup ,m}은 각각의 사용자 단말에 의해 전송되는 데이터 심볼 스트림 {sup ,m}의 추정치이다. RX 데이터 프로세서(242)는 디코딩된 데이터를 획득하기 위해 그 스트림에 대해 이용되는 레이트에 따라 각 복구된 업링크 데이터 심볼 스트림 {sup ,m}을 프로세싱(예를 들어, 복조, 디인터리빙 및 디코딩)한다. 각 사용자 단말에 대한 디코딩된 데이터는 저장을 위해 데이터 싱크(244)에 및/또는 추가의 프로세싱을 위해 제어기(230)에 제공될 수 있다.
다운링크에서, 액세스 포인트(110)에서, TX 데이터 프로세서(210)는 다운링크 전송을 위해 스케줄링되는 Ndn 사용자 단말들에 대해 데이터 소스(208)로부터의 트래픽 데이터, 제어기(230)로부터의 제어 데이터 및 가능하게는 스케줄러(230)로부터의 다른 데이터를 수신한다. 다양한 타입들의 데이터가 서로 다른 전송 채널들 상에 송신될 수 있다. TX 데이터 프로세서(210)는 사용자 단말에 대해 선택되는 레이트에 기초하여 각 사용자 단말에 대해 트래픽 데이터를 프로세싱(예를 들어, 인코딩, 인터리빙 및 변조)한다. TX 데이터 프로세서(210)는 Ndn 사용자 단말들에 대해 Ndn 다운링크 데이터 심볼 스트림들을 제공한다. TX 공간 프로세서(220)는 Ndn 다운링크 데이터 심볼 스트림들 상에 공간 프로세싱을 수행하며 Nap 안테나들에 대해 Nap 전송 심볼 스트림들을 제공한다. 각 전송기 유닛(TMTR)(222)은 다운링크 신호를 발생시키기 위해 각각의 전송 심볼 스트림을 수신하고 프로세싱한다. Nap 전송기 유닛들(222)은 Nap 안테나들(224)로부터 사용자 단말들로의 전송을 위해 Nap 다운링크 신호들을 제공한다.
각 사용자 단말(120)에서, Nut ,m 안테나들(252)은 액세스 포인트(110)로부터 Nap 다운링크 신호들을 수신한다. 각 수신기 유닛(RCVR)(254)은 관련된 안테나(252)로부터 수신된 신호를 프로세싱하며 수신된 심볼 스트림을 제공한다. RX 공간 프로세서(260)는 Nut ,m 수신기 유닛들(254)로부터 Nut ,m 수신된 심볼 스트림들 상에 수신기 공간 프로세싱을 수행하며 사용자 단말에 대한 복구된 다운링크 데이터 심볼 스트림 {sdn ,m}을 제공한다. 수신기 공간 프로세싱은 CCMI, MMSE 또는 일부 다른 기술에 따라 수행된다. RX 데이터 프로세서(270)는 사용자 단말에 대한 디코딩된 데이터를 획득하기 위해 복구되는 다운링크 데이터 심볼 스트림을 프로세싱(예를 들어, 복조, 디인터리빙 및 디코딩)한다.
도 3은 시스템(100) 내에 사용될 수 있는 무선 디바이스(302)에서 이용될 수 있는 다양한 컴포넌트들을 도시한다. 무선 디바이스(302)는 본 명세서에 설명되는 다양한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있는 디바이스의 일 예이다. 무선 디바이스(302)는 액세스 포인트(110) 또는 사용자 단말(120)일 수 있다.
무선 디바이스(302)는 무선 디바이스(302)의 동작을 제어하는 프로세서(304)를 포함할 수 있다. 프로세서(304)는 또한 중앙 프로세싱 유닛(CPU)으로 지칭될 수 있다. 판독-전용 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM) 둘 다를 포함할 수 있는 메모리(306)는 명령들 및 데이터를 프로세서(304)에 제공한다. 메모리(306)의 일부분은 또한 비-휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM)를 포함할 수 있다. 프로세서(304)는 전형적으로 메모리(306) 내에 저장되는 프로그램 명령들에 기초하여 논리 및 산술 연산들을 수행한다. 메모리(306)에서의 명령들은 본 명세서에 설명되는 방법들을 구현하도록 실행가능할 수 있다.
무선 디바이스(302)는 또한 무선 디바이스(302)와 원격 위치 사이의 데이터의 전송 및 수신을 허용하기 위해 전송기(310) 및 수신기(312)를 포함할 수 있는 하우징(308)을 포함할 수 있다. 전송기(310) 및 수신기(312)는 트랜시버(314)에 조합될 수 있다. 복수의 전송 안테나들(316)은 하우징(308)에 부착될 수 있으며 트랜시버(314)에 전기적으로 커플링될 수 있다. 무선 디바이스(302)는 또한 (도시되지 않은) 다수의 전송기들, 다수의 수신기들 및 다수의 트랜시버들을 포함할 수 있다.
무선 디바이스(302)는 또한 트랜시버(314)에 의해 수신되는 신호들의 레벨을 검출하고 정량화하기 위한 노력으로 이용될 수 있는 신호 검출기(318)를 포함할 수 있다. 신호 검출기(318)는 총 에너지, 심볼 당 서브캐리어 당 에너지, 전력 스펙트럼 밀도 및 다른 신호들과 같은 신호들을 검출할 수 있다. 무선 디바이스(302)는 또한 신호들을 프로세싱하는데 이용하기 위해 디지털 신호 프로세서(DSP)(320)를 포함할 수 있다.
무선 디바이스(302)의 다양한 컴포넌트들은 전력 버스, 제어 신호 버스 및 데이터 버스에 추가되는 상태 신호 버스를 포함할 수 있는 버스 시스템(322)에 의해 함께 커플링될 수 있다.
당업자는 본 명세서에 설명되는 기술들이 일반적으로 SDMA, OFDMA, CDMA, SDMA 및 그들의 조합들과 같은 임의의 타입의 다중 액세스 방식들을 이용하는 시스템들에 적용될 수 있다.
다중-사용자 통신 시스템들에서 적응형 스테이션-종속 채널 상태 정보 피드백 레이트를 지원하는 프로토콜
본 발명의 특정 양상들은 다운링크 SDMA 시스템에서의 하나 또는 그 이상의 사용자-종속 채널 상태 정보(CSI) 피드백 레이트들을 지원하기 위한 방법들을 제공한다. 특정 양상들에 대해, 액세스 포인트(AP)는 하나 또는 그 이상의 스테이션들로부터 채널 에볼루션 피드백들을 수신할 수 있으며 그 CSI 값들이 업데이트되어야 하는 스테이션들에 CSI에 대한 요청을 송신할 수 있다. 특정 양상들에 대해, AP는 업데이트되는 CSI 값들에 대해 스테이션들을 폴링할 수 있다. 특정 양상들에 대해, 결정성 백-오프 타이머들은 그들의 CSI 피드백을 송신할 때를 표시하는 스테이션들에 할당될 수 있다. 제안된 방법들은 시스템 성능을 개선할 수 있다.
다운링크 다중-사용자 MIMO(MU-MIMO) 또는 SDMA를 이용하는 시스템은 AP에서의 안테나 어레이로부터 전송-빔 형성에 의해 다수의 공간적으로 분리되는 스테이션들을 동시적으로 서빙할 수 있다. AP는 스테이션들의 각각으로부터 수신되는 채널 상태 정보에 기초하여 복합 전송 프리코딩 가중치들을 계산할 수 있다.
스테이션 이동성 및 환경에서 이동하는 객체들에 의한 모드 교반(stirring)으로 인해 채널이 시간에 따라 변화하기 때문에, CSI는 AP가 각 스테이션에 정확하게 빔 형성하기 위해 주기적으로 업데이트되어야 한다. 각 스테이션에 대한 CSI 피드백의 요구되는 레이트는 AP와 스테이션 사이의 채널의 가간섭성 시간에 의존할 수 있다. 불충분한 피드백 레이트는 부정확한 빔 형성으로 인해 성능에 불리하게 영향을 줄 수 있다. 다른 한편으로, 과도한 피드백 레이트는 귀중한 매체 시간을 낭비하면서, 최소의 추가적인 장점을 생성할 수 있다.
다수의 공간적으로 분리되는 스테이션들로 이루어지는 시나리오에서, 채널 가간섭성 시간 및 그에 따른 적절한 CSI 피드백 레이트가 스테이션들에 걸쳐 공간적으로 변화하는 것이 예상될 수 있다. 추가로, 채널 조건들 및 스테이션들의 이동성을 변경하는 것과 같은 다양한 팩터들로 인하여, 적절한 CSI 피드백 레이트가 또한 스테이션들의 각각에 대해 일시적으로 변화할 수 있다.
예를 들어, 고선명 텔레비전(HDTV) 또는 셋-톱 박스와 같은 일부 스테이션들은 고정형인 한편, 휴대용 디바이스들과 같은 다른 스테이션들은 움직이게 된다. 더욱이, 스테이션들의 서브세트는 형광 효과들로부터 높은 도플러 현상을 받게 된다. 마지막으로, 서로 다른 산란체들이 서로 다른 속도들로 움직일 수 있으며 스테이션들의 서로 다른 서브세트들에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 다른 것들보다 더 많은 도플러를 가질 수 있다.
따라서, CSI 피드백의 단일 레이트가 모든 스테이션들에 대해 이용되는 경우, 불충분한 피드백 레이트들을 갖는 스테이션들에 대한 부정확한 빔 형성 및/또는 불필요하게 높은 피드백 레이트들을 갖는 스테이션들에 대한 과도한 피드백 오버헤드로 인해 시스템 성능이 악화될 수 있다.
종래의 방식들에서, CSI 피드백은 이동성 또는 일시적 채널 변화의 관점에서 최악-경우 스테이션에 일치하는 레이트에서 발생할 수 있다. 그러나, 다양한 채널 조건들을 경험하는 스테이션들로 이루어지는 SDMA 시스템에 대해, 단일 CSI 피드백 레이트가 모든 스테이션들에 대해 적절한 것은 아닐 수 있다. 최악-경우 스테이션으로의 케이터링(catering)은 상대적으로 정적인 채널 조건들을 경험하는 스테이션들이 고도로 동적인 채널들에서와 동일한 레이트를 갖는 CSI 값들을 피드백하게 함으로써 채널 자원들의 불필요한 낭비를 발생시킬 수 있다.
예를 들어, CDMA2000 표준에서, 에볼루션-데이터 최적화(EV-DO) 데이터 레이트 제어 채널(DRC)에서, 채널 상태 정보는 수신된 파일럿의 신호 대 간섭 플러스 잡음비(SINR)를 반영한다. 추가로, 다음의 전송을 위한 레이트 선택을 용이하게 하기 위해 채널 상태 정보가 스테이션에 의해 송신된다. 이러한 정보는 스테이션들의 전부에 대해 고정 레이트에서, 아마도 최악-경우 예상된 이동성 상황들과 관련된 채널 변화들을 추적하는데 충분한 레이트에서 업데이트된다. 이러한 채널 상태 피드백의 레이트는 정적 스테이션들에 대해 불필요하게 높은 경향이 있다. 최소의 오버헤드를 제공하기 위해 DRC가 설계되는 것이 주목되어야 한다. AP에서의 복합 빔 형성을 지원하기 위해 SDMA 시스템에서의 CSI가 이용되기 때문에, CSI 피드백을 EV-DO 설계에서 달성되는 정도까지 압축하거나 간소화하는 것이 실현가능하지 않을 수 있다.
제 2 예로서, 전송 빔 형성을 지원하는 IEEE 802.11n 표준은 CSI 피드백이 송신되어야 하는 레이트를 특정하지 않는다. 따라서, CSI 피드백 레이트는 구현 팩터로 고려될 수 있다. 반대로, IEEE 802.11ac 표준에서의 다수의 SDMA 스테이션들을 위한 CSI 피드백의 잠재적으로 높은 오버헤드 및 비인증(rogue) 스테이션들에 의한 그와 같은 CSI 피드백 메커니즘의 오남용의 가능성으로 인해, 표준 사양에서 이들 프로토콜들을 특정하는 것이 필요할 수 있다.
상술한 바와 같이, 특정 스테이션에 대한 CSI 피드백의 적절한 레이트는 스테이션의 신호 대 잡음비(SNR) 조건들에 의존할 수 있다. 특정 양상들에 대해, 더 낮은 SNR 값들을 갖는 스테이션들 및 그로 인한 더 낮은 다운링크 변조 및 코딩 방식(MCS) 레벨들이 더 낮은 CSI 피드백 레이트에 대해 바이어스될 수 있다. 오래된(staled) CSI에 기초한 프리코딩으로 인한 스루풋 페널티는 높은 MCS/SNR 스테이션들을 위한 페널티보다 낮은 MCS/SNR 스테이션들에 대해 더 작을 수 있다. 추가로, 낮은 MCS(예를 들어, 낮은 데이터 레이트)를 갖는 스테이션들에 의해 CSI를 전달하도록 요구되는 업링크 자원들은 높은 SNR 조건들을 경험하는 스테이션들에 의해 요구되는 자원들보다 더 클 수 있다. 따라서, 특정 양상들에 대해, 낮은-SNR 스테이션들은 다운링크 다중-사용자(MU)-MIMO로부터 완전히 배제될 수 있다.
본 발명의 특정 양상들은 사용자-종속 및 시간-종속 CSI 피드백 전송들을 허용하는 매체 액세스 제어(MAC) 계층 프로토콜을 제안한다. 제안된 MAC 계층 프로토콜에서, 다중-사용자 MIMO 시스템에서의 각 스테이션은 그 채널 조건들에 적절한 레이트에서 CSI를 송신한다. 제안된 프로토콜은 네트워크 스루풋 및 채널 효율성에서의 실질적인 개선들을 유도할 수 있다.
도 4는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 CSI 피드백을 갖는 2-단계 MAC 프로토콜을 도시한다. 제 1 단계에서, 액세스 포인트는 하나 또는 그 이상의 스테이션들로부터 채널 에볼루션 피드백(CEFB, 406)을 요청할 수 있다. 제 2 단계에서, AP는 스테이션들의 서브세트로부터 CSI 피드백(410)을 요청할 수 있다. AP는 각 스테이션의 채널 에볼루션의 정도, 각 스테이션의 SNR 또는 MCS 값들 및 다음 SDMA 전송에서의 전체 예상된 간섭 레벨에 기초하여 스테이션들의 서브세트로부터의 피드백을 요청할 것을 결정할 수 있다. 제안된 방법은 업링크 SDMA를 이용함으로써 피드백 오버헤드의 상당한 감소를 허용할 수 있다.
특정 양상들에 대해, 도 4에 도시되는 트랜잭션(transaction)은 트레이닝 요청 메시지(TRM)(402)를 이용하여 AP에 의해 개시될 수 있다. TRM 메시지는 레거시 IEEE 802.11a/g 스테이션들에 의해 디코딩 가능한 포맷을 갖는 최저 지원된 레이트를 이용하여 전송될 수 있다. TRM 메시지는 2가지 목적들을 서빙할 수 있다. 먼저, TRM은 모든 스테이션들로부터 또는 스테이션들의 서브세트로부터 채널 에볼루션 데이터를 요청하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 스테이션들의 서브세트는 임박한 다운링크 SDMA 전송을 위한 후보들일 수 있다. 둘째로, TRM 메시지는 채널 에볼루션 피드백 전송을 보호하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, TRM 메시지의 지속기간 필드에서의 정보는 간섭을 최소화하기 위해 적절하게 그들의 네트워크 할당 벡터(NAV)를 설정하도록 모든 비-참가 스테이션들에 의해 이용될 수 있다.
TRM 메시지의 페이로드는 채널 에볼루션을 위한 요청(즉, 채널 상태 정보 요청)을 표시하기 위해 비트들을 포함할 수 있다. 짧은 프레임-간 공간(SIFS) 간격에 후속하여, AP는 매우 높은 스루풋(VHT) 프리앰블을 포함하는 널 데이터 패킷(NDP)(404)을 스테이션들에 전송할 수 있다. NDP 메시지는 다운링크 채널 사운딩을 위해 이용될 수 있다. TRM과 달리, NDP 메시지는 레거시 스테이션들에 의해 디코딩가능하지 않을 수 있다. 각 스테이션은 가장 최근의 CSI가 송신된 이후에 채널 에이징의 정도를 표시하는 메트릭 또는 메트릭들을 포함할 수 있는, TRM 및 NDP 메시지들과 CEFB 메시지(406)의 조합에 응답할 수 있다.
AP는 제 2 TRM 메시지(408)를 송신하기 위해 각 스테이션으로부터 수신되는 메트릭들 뿐 아니라, SDMA 스테이션들의 총 수, 그들의 MCS 및 전송 전력과 같은 다른 네트워크 상태 파라미터들을 이용할 수 있다. 제 2 TRM 메시지(408)는 그 CSI가 업데이트되어야 하는 스테이션들의 서브세트로부터 채널 피드백을 요청하도록 이용될 수 있다. 이러한 TRM 메시지는 또한 각 스테이션이 그 CSI 피드백 메시지를 송신해야 하는 MCS를 특정할 수 있다. 제 2 TRM 메시지를 수신한 후에, 스테이션들은 그들의 CSI 피드백 메시지들에 응답할 수 있다. 제 2 TRM 메시지(408)의 지속기간 필드는 레거시 스테이션들을 포함하는 비-참여 스테이션들에 의해 야기되는 간섭으로부터 CSI 피드백 전송의 전체 지속기간을 보호하기 위해 설정될 수 있다.
AP는 수신된 CSI 피드백에 기초하여 그의 프리코딩 가중치들을 업데이트할 수 있고 다운링크 SDMA 데이터(412)를 스테이션들에 전송할 수 있다. 특정 양상들에 대해, 다운링크 SDMA 데이터 전송은 CTS(clear to send)-투-셀프 메시지에 의해 보호될 수 있다. CTS-대 셀프 메시지는 데이터 전송을 위해 매체를 예약하기 위해 SDMA 데이터 전송 전에 전송될 수 있다. CTS 메시지는 또한 제 2 TRM 메시지(408)에서의 지속기간 필드에 의해 보호될 수 있다.
시스템이 업링크 SDMA(UL-SDMA)를 지원하는 경우에, 모든 스테이션들로부터 UL-SDMA를 이용하는 CEFB 또는 CSI 메시지들의 동시적 전송이 도 4에 도시되는 제안된 프로토콜의 가장 효율적인 구현일 수 있다. 그러나, UL-SDMA의 부재시에, CEFB 및 CSI 메시지들은 시분할 다중 액세스(TDMA) 또는 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA)에 의해 직렬로 전송될 수 있다.
도 5는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종 CSI 피드백을 갖는 2-단계 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들(500)을 도시한다. 502에서, 액세스 포인트는 복수의 장치들(예를 들어, 스테이션들)로부터 채널 에볼루션 피드백을 요구하기 위해 제 1 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 여기서 채널 에볼루션 피드백은 가장 최근의 CSI 업데이트 이후의 채널 에이징의 정도를 표시한다. 504에서, 액세스 포인트는 장치들로부터 채널 에볼루션 피드백을 수신할 수 있다.
506에서, 액세스 포인트는 채널 에볼루션 피드백에 적어도 부분적으로 기초하여 그들의 CSI 피드백을 업데이트해야 하는 장치들의 서브세트를 결정할 수 있다. 508에서, 액세스 포인트는 CSI 피드백을 요청하는 장치들의 서브세트에 제 2 요청 메시지를 전송할 수 있다. 특정 양상들에 대해, 제 1 또는 제 2 요청 메시지들은 널 데이터 패킷(NDP) 안내 프레임들일 수 있다.
특정 양상들에 대해, CSI 피드백(410)은 현재 추정된 채널의 표현, 또는 이전에 수신된 CSI 피드백이 전송된 이후의 추정 채널에서의 상대적 변경을 포함할 수 있다. 특정 양상들에 대해, 제 1 요청 메시지(402)는 액세스 포인트에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입을 표시할 수 있다. 예를 들어, 제 1 요청 메시지는 CSI 피드백으로의 차등적 업데이트들이 액세스 포인트에 의해 지원되는지 여부를 표시할 수 있다. 특정 양상들에 대해, CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)일 수 있다.
특정 양상들에 대해, AP는 새로운 CSI 피드백을 전송해야 하는 스테이션들의 서브세트를 결정하기 위해 스테이션들의 서브세트에서 채널 에볼루션 또는 도플러의 레이트를 결정할 수 있다. 특정 양상들에 대해, AP는 새로운 CSI 피드백을 송신해야 하는 스테이션들의 서브세트를 결정하기 위해 이전에 획득된 채널 에볼루션 피드백과 채널 에볼루션 피드백을 비교할 수 있다.
도 6은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종의 CSI 피드백을 갖는 2-단계 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들(600)을 도시한다. 602에서, 스테이션은 장치(예를 들어, 액세스 포인트)로부터, 채널 에볼루션 피드백을 요청하는 요청 메시지인, 제 1 요청 메시지를 수신할 수 있다. 604에서, 스테이션은 장치로부터 수신되는 하나 또는 그 이상의 신호들에 기초하여 채널 에볼루션 피드백을 발생시킬 수 있으며, 여기서 채널 에볼루션 피드백은 가장 최근의 채널 상태 정보(CSI) 이후의 채널 에이징의 정도를 표시한다. 606에서, 스테이션은 제 1 요청 메시지에 응답하여 장치에 채널 에볼루션 피드백을 전송할 수 있다.
특정 양상들에 대해, UL-SDMA에 의해 CSI 피드백이 달성되지 않는 경우에, 제 2 TRM 메시지에 포함되는 지속기간 필드는 모든 스테이션들이 CSI 피드백을 송신하는 가정으로 AP에 의해 계산될 수 있다. 이러한 메커니즘은 피드백 전송들에 참여하지 않는 스테이션들로부터의 전송들로 인하여 발생하는 충돌들로부터 CEFB 및 CSI 메시지들을 보호할 수 있다.
특정 양상들에 대해, AP에서 CSI를 요청하는 결정을 센트럴라이징(centralize)하는 '소프트' 채널 에볼루션 메트릭이 이용될 수 있다. AP는 또한 그 결정에서 각 스테이션의 다중-사용자 간섭 레벨 및 MCS와 같은 다른 팩터들을 고려할 수 있다.
도 7은 본 발명의 특정 양상들에 따른 결정성 백-오프 타이머들에 기초하여 이종의 CSI 피드백을 갖는 대안적인 MAC 프로토콜을 도시한다. 도시된 바와 같이, CSI 피드백 메시지를 전송하는 결정은 단일 단계에서 수행될 수 있다. 추가로, 스테이션들의 각각은 CSI 피드백을 AP에 전송할지 여부를 결정할 수 있다. 결정은 정의된 메트릭 및 미리 결정된 기준에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. CSI 피드백 메시지가 송신된 마지막 이후에 채널이 변화한 것으로 결정하는 스테이션들만이 CSI 피드백을 전송할 수 있다. 그 결과, CSI 피드백 오버헤드가 감소될 수 있다.
도 7에 도시된 프로토콜은 UL-SDMA가 이용가능하지 않은 무선 인터페이스들에 대해 더 적합할 수 있다. 제안된 프로토콜에서, 각 SDMA 스테이션은 하드 메트릭에 유사한 내부 계산에 기초하여 CSI 피드백을 전송할지 여부를 결정할 수 있다. 직렬 CSI 전송들의 타이밍은 결정성 백-오프 타이머를 이용함으로써 달성될 수 있다.
AP는 보류 DL-SDMA 전송을 위해 정해지는 스테이션들에 어드레싱된 TRM 메시지를 전송함으로써 도 7에서의 트랜잭션들을 개시할 수 있다. TRM 메시지는 각 스테이션에 대한 결정성 백-오프 할당을 포함할 수 있다. 도 4와 유사하게, TRM 메시지는 사운딩 프리앰블을 제공하는 NDP 메시지를 수반할 수 있다. 스테이션은 CSI 업데이트가 AP에서 필요한 것으로 결정하는 경우에 각 스테이션은 차례로 CSI 피드백에 응답할 수 있다. 스테이션은 CSI 업데이트가 요구되지 않는 것으로 결정하는 경우에, 스테이션은 아무것도 전송하지 않을 수 있다.
서로 다른 스테이션에 의해 전송되는 CSI 피드백 메시지들에서의 충돌들을 최소화하기 위해, 각 스테이션은 결정성 백-오프 타이머를 이용할 수 있다. 각 스테이션은 그 백-오프 타이머가 만료할 때만 전송할 수 있다. 각 스테이션은 또한 스테이션이 다른 스테이션에 의한 전송을 검출하는 경우에 그 타이머를 정지시킬 수 있다. 타이머들은 다른 스테이션이 그 전송을 완료하고 매체를 떠난 후에 카운트 다운을 재개할 수 있다. 백-오프 값들은 비-응답 스테이션들로 인해 손실될 수 있는 시간량을 최소화하도록 선택될 수 있다. 손실 시간의 감소는 모든 CSI 피드백 메시지들을 수신하는데 요구되는 총 시간을 감소시키는데 도움될 수 있다.
최종 스테이션으로부터의 CSI 메시지의 수신, 또는 최장 백-오프 타이머의 만료에 후속하여, AP는 프리코딩 가중치들을 재계산할 수 있으며 DL-SDMA 전송(412)을 시작할 수 있다. 도 7에 도시되는 예에서, STA3은 CSI 피드백 메시지를 전송하지 않으며, STA4는 최소 지연 후에 CSI 피드백 메시지를 전송하기 시작한다.
본 발명의 특정 양상들에 대해, 요청 메시지는 CSI가 사운딩 프레임 또는 데이터 프레임을 이용하여 송신되어야 한다는 표시를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 결정성 백-오프 타이머들에 기초하여 이종 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들(800)을 도시한다. 802에서, 액세스 포인트는 복수의 장치들에 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 요청하는 요청 메시지를 전송하며, 여기서 요청 메시지는 그들의 CSI 피드백을 송신할 때를 표시하는 장치들의 각각에 대한 결정성 백-오프 타이머 할당을 제공한다. 804에서, 액세스 포인트는 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터, 백-오프 타이머 할당들에 따라 전송되는 CSI 피드백을 수신한다.
도 9는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 결정성 백-오프 타이머들에 기초하여 이종의 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들(900)을 도시한다. 902에서, 스테이션은 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 요청하는 장치로부터 요청 메시지를 수신하며, 여기서 요청은 CSI 피드백을 전송할 때를 표시하는 결정성 백-오프 타이머를 포함한다. 904에서, 스테이션은 백-오프 타이머에 따라 CSI 피드백을 전송한다.
이러한 프로토콜의 일 단점은 결정성 백-오프 개념이 매체를 감지함으로써 모든 스테이션들이 다른 스테이션들의 전송을 검출할 수 있는 것으로 가정한다는 것이다. 그러나, 히든 노드들의 존재시에, 백-오프 타이머들은 예상된 바와 같이 정지하지 않을 수 있으며, 이는 잠재적으로 CSI 피드백 데이터의 충돌들을 유도한다.
도 10은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 스테이션들의 폴링에 기초하여 이종의 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜을 도시한다. 이러한 프로토콜은 히든 노드 문제점을 회피하며 따라서 폴링 프로토콜을 이용함으로써 서로 다른 스테이션들로부터의 전송들의 충돌을 회피한다.
도 10에 도시된 바와 같이, TRM 및 사운딩 NDP 메시지들의 전송에 후속하여, 각 스테이션은 CSI 피드백에 대해 순차적으로 폴링될 수 있다. 스테이션은 CSI 업데이트가 요구되는 것으로 결정하는 경우에 스테이션은 CSI 피드백을 전송함으로써 폴링(1002)에 응답할 수 있다. 그렇지 않으면, 스테이션은 아무것도 전송하지 못할 수 있다. AP가 하나의 타임슬롯 후의 폴(poll)에 대한 응답을 검출하지 못하는 경우, AP는 다음 스테이션을 폴링한다. 최종 스테이션으로부터의 CSI의 수신, 또는 최종 폴링 스테이션으로부터의 응답 없음에 후속하여, AP는 프리코딩 가중치들을 재계산할 수 있고 DL-SDMA 데이터 전송을 시작할 수 있다. 도 10에 도시된 예에서, STA3은 CSI 피드백 메시지를 전송하지 않는다. AP가 특정 시간에서 STA3으로부터의 응답을 검출하지 않을 때, AP는 CSI 피드백에 대해 STA4를 폴링할 수 있다.
도 11은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 폴링에 기초하여 이종의 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들(1100)을 도시한다. 1102에서, 액세스 포인트는 채널 상태 정보(CSI) 피드백에 대해 복수의 장치들(예를 들어, 스테이션들)의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송한다. 1104에서, 폴링 메시지들에 응답하여, 액세스 포인트는 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신한다.
특정 양상들에 대해, 폴링 메시지들은 NDP 프레임을 수반하는 NDP 안내 프레임에 의해 선행될 수 있다. 특정 양상들에 대해, 느린 이벌빙(evolving) 채널을 갖는 스테이션에 전송되는 폴링 메시지들은 더 빠른 이벌빙 채널을 갖는 스테이션에 전송되는 폴링 메시지들에 비교하여, 덜 빈번할 수 있다.
도 12는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 폴링에 기초하여 이종의 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들(1200)을 도시한다. 1202에서, 스테이션은 채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정한다. 1204에서, 스테이션은 장치(예를 들어, 액세스 포인트)로부터 폴링 메시지를 수신한다. 1206에서, 스테이션은 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 폴링 메시지에 응답하여 장치에 CSI 피드백을 전송한다.
특정 양상들에 대해, 스테이션은 액세스 포인트로부터 수신되는 신호들에 기초하여 CSI 값을 계산할 수 있다. 스테이션은 CSI 값과 AP에 전송된 가장 최근의 CSI 업데이트를 비교할 수 있다. 스테이션은 CSI 값과 가장 최근의 CSI 값 간의 차이가 임계값과 동일하거나 또는 더 큰 경우에 CSI를 업데이트할 것을 결정할 수 있다.
본 발명의 특정 양상들에 대해, TRM 메시지는 레거시 디바이스들(즉, DL-SDMA를 지원하지 않는 스테이션들)에 의해 디코딩 가능한 포맷을 가질 수 있다. 따라서, TRM 메시지는 모든 스테이션들, 심지어 레거시 스테이션들에 의해 디코딩될 수 있다. TRM 메시지는 스테이션들 중 일부가 그들의 NAV를 적절하게 설정함으로써 그들의 전송들을 지연시키도록 지속기간 필드를 운반할 수 있다. 그들의 전송들을 지연시키는 스테이션들은 임박하는 DL-SDMA 전송에 참여하지 않는 스테이션들 또는 SDMA 가능하지 않은 스테이션들일 수 있다.
특정 양상들에 대해, TRM 메시지에 포함되는 지속기간 필드는 모든 스테이션들이 CSI 메시지들을 피드백할 수 있음을 가정하는 AP에 의해 계산될 수 있다. TRM 메시지의 지속기간 필드는 피드백 전송들에 참여하지 않는 스테이션들의 전송들로 인해 발생하는 충돌들로부터 사운딩 NDP 및 CSI 메시지들을 보호하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명은 업링크 SDMA가 지원될 때 CSI 피드백 오버헤드를 감소시키는 프로토콜들을 제안한다. 특정 양상들은 또한 UL-SDMA가 지원되지 않을 때 피드백 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 상기 문서에 설명된 바와 같이, 채널 에볼루션 및 CSI 피드백은 레거시 스테이션들 또는 임의의 특정 SDMA 전송에 참여하지 않는 다른 스테이션들에 임박한 피드백 전송들을 통지함으로써 데이터 충돌들로부터 보호될 수 있다.
CSI 보고 옵션들
상술한 바와 같이, 본 발명의 특정 양상들은 AP가 다수의 스테이션들로부터 CSI를 수신하게 허용한다. CSI 정보는 채널 에볼루션의 정도에 기초하여 송신될 수 있다.
특정 양상들에 따르면, AP는 스테이션들의 세트가 채널을 추정하게 허용하는 사운딩 메시지와 같은 요청 메시지를 스테이션들의 세트에 전송할 수 있다. 특정 양상들에 따르면, 요청 메시지는 AP가 수용할 수 있는 CSI 보고 종류의 표시를 포함할 수 있다. 예시로서, 차별적인 CSI 업데이트들을 지원하기 위해, AP는 일부 AP들이 수행하지 못할 수 있는 이전의 CSI 보고를 저장하도록 요구될 수 있다.
어쨌든, 각 스테이션은 메시지에 기초하여 채널을 추정할 수 있다. 각 스테이션은 메모리에 저장될 수 있는 이전의 추정된 채널과 추정된 채널 사이의 차이를 계산할 수 있다. 각 스테이션은 또한 그 차이에 기초하여 메트릭을 계산할 수 있다. 각 스테이션은 계산된 메트릭에 기초하여 메시지에 응답할 수 있다. 예를 들어, 메시지는 다음의 타입들 중 하나를 가질 수 있다: 풀 CSI 보고, 널 또는 확인응답(ACK) 프레임 또는 차별적인 CSI 보고. 풀 CSI 보고는 풀 해상도로 양자화되는, 완전한 CSI를 갖는 패킷일 수 있다. 널 또는 ACK 프레임은 이전의 CSI 전송 이후에 채널이 크게 변화하지 않음을 표시하는, CSI를 포함하지 않는 패킷일 수 있다. 차별적인 CSI 보고는 풀 CSI 보고에 대해 이용되는 비트들의 수보다 작은 비트들의 수로 양자화된, 이전의 CSI 보고에 대한 CSI의 양자화된 차이일 수 있다.
특정 양상들에 따르면, CSI 응답 메시지는 또한 CSI 메시지의 타입(예를 들어, 풀 CSI 보고 또는 차별적인 CSI 보고) 및 양자화 파라미터들을 표시할 수 있다. 특정 양상들에 따르면, 양자화 파라미터들은 대안적인 메시징 방식을 통해 사전에 정의될 수 있다. 스테이션들로부터의 응답들은 백-오프 타이머 또는 폴링을 이용하여, 순차적인 것과 같이 상술한 방식들 중 임의의 방식을 따를 수 있다.
도 13은 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종의 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 액세스 포인트에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 1302에서, 액세스 포인트는 CSI 피드백을 요청하는 하나 또는 그 이상의 장치들(예를 들어, 스테이션들)에 제 1 요청 메시지를 전송할 수 있다. 1304에서, 액세스 포인트는 장치들 중 적어도 하나로부터 제 1 CSI 피드백을 수신할 수 있으며, 여기서 제 1 CSI 피드백은 CSI 피드백이 최종 전송된 이후에 추정된 채널이 크게 변화하지 않음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함한다.
특정 양상들에 대해, 제 1 요청 메시지는 NDP 안내 프레임일 수 있다. 제 1 요청 메시지는 또한 NDP 프레임 및 폴 프레임을 수반할 수 있다. 스테이션들은 채널을 추정하기 위해 NDP 프레임을 이용할 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 폴링 메시지는 특정 시간에 AP에 CSI 업데이트를 송신할 것을 스테이션들에 통지할 수 있다. 제 1 요청 메시지는 또한 AP가 CSI로의 차등적 업데이트들을 지원하는지 여부를 표시할 수 있다.
특정 양상들에 대해, AP는 CSI 피드백을 요청하는 스테이션들에 제 2 요청 메시지를 전송할 수 있다. AP는 그 후에 스테이션들 중 적어도 하나로부터 제 2 CSI 피드백을 수신할 수 있다. 제 2 CSI 피드백은 이전에 수신되는 CSI 피드백이 전송된 이후에 추정된 채널에서의 상대적 변경의 표현을 포함할 수 있다.
특정 양상들에 대해, AP는 수신된 CSI 피드백에 기초하여, 스테이션들의 서브세트로의 전송들을 위해 이용되는 프리코딩 가중치들을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, AP는 업데이트되는 CSI 값을 수신하는 스테이션들에 대한 프리코딩 가중치들을 업데이트할 수 있다.
도 14는 본 발명의 특정 양상들에 따른, 이종의 CSI 피드백을 갖는 MAC 프로토콜에 대해 스테이션에 의해 수행될 수 있는 예시적인 동작들을 도시한다. 도시된 바와 같이, 1402에서, 스테이션은 장치(예를 들어, 액세스 포인트)로부터 제 1 요청 메시지를 수신할 수 있으며, 제 1 요청 메시지는 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 요청한다. 1404에서, 스테이션은 제 1 요청 메시지에 응답하여 장치에 제 1 CSI 피드백 메시지를 전송할 수 있으며, 여기서 제 1 CSI 피드백 메시지는 CSI 피드백이 최종 전송된 이후에 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함한다.
분석
본 발명의 문서에 설명되는 시나리오들에 확장하여, 40 MHz IEEE 802.11ac 네트워크는 100ms, 200ms, 400ms, 400ms, 600ms, 800ms, 1000ms 및 1200ms와 같은 다양한 채널 가간섭성 시간들을 경험하는 10개의 듀얼-안테나 스테이션들 및 8-안테나 AP로 가정된다. 이들 채널 가간섭성 시간 값들은 채널에서의 정밀한 보행자 활동으로의 실내 조건들에서 고정 스테이션들에 관련하는 최근 측정 캠페인들에 일치한다(100ms는 대략 측정들의 1 백분위수를 나타낸다). 정해진 스테이션에 대한 바람직한 CSI 피드백 간격은 그 채널 가간섭성 시간의 10 퍼센트로 가정된다. 추가로, 54Mbps의 공칭 업링크 용량이 모든 스테이션들에 대해 가정될 수 있다.
제안된 프로토콜이 구현되지 않는 경우, 시스템은 모든 스테이션들이 예상된 최악-경우 도플러 조건에 대해 적합한 레이트에서 CSI 피드백을 전송하도록 설계될 수 있다. 100ms 가간섭성 시간을 가정하면, 모든 스테이션들은 그에 따라 초당 100번 CSI 메시지들을 피드백할 수 있다. 따라서, 모든 CSI 피드백 메시지들에 대해 요구되는 총 용량은 다음과 같이 기입될 수 있다:
Figure pct00001
여기서
Figure pct00002
는 초당 보고되는 CSI들의 수를 나타낼 수 있으며,
Figure pct00003
는 각 CSI 값을 보고하기 위해 이용되는 비트들의 수를 나타낼 수 있으며,
Figure pct00004
는 전송 안테나들의 수를 나타낼 수 있으며,
Figure pct00005
는 수신 안테나들의 수를 나타낼 수 있으며,
Figure pct00006
는 서브캐리어들의 수를 나타낼 수 있으며,
Figure pct00007
는 스테이션들의 수를 나타낼 수 있으며
Figure pct00008
는 MAC 오버헤드의 퍼센티지를 나타낼 수 있다. 요구된 용량(즉, 30.6 Mbps)은 이용가능한 54 Mbps 업링크 용량의 57 퍼센트와 대략 동일할 수 있다.
제안된 프로토콜이 구현되는 경우에, CSI 피드백은 각 스테이션의 채널 가간섭성 시간에 대해 적절한 레이트에서 발생할 수 있다. 상기 예에서, CSI 피드백 메시지들 전부를 전송하기 위해 요구되는 총 스루풋은 8.3 Mbps와 동일할 수 있으며, 이는 이용가능한 54Mbps 업링크 용량의 대략 15 퍼센트를 나타낸다. 제안된 방식을 이용하면 제안된 기술들이 구현되지 않는 경우와 비교하여 명시적 CSI 피드백을 위해 요구되는 채널 오버헤드의 73 퍼센트 감소를 발생시킬 수 있다.
스테이션들이 SNR들 또는 SINR들의 범위에 있게 되는 조건들에서, 더 낮은 피드백 레이트들을 낮은 MCS 스테이션들에 할당함으로써 추가의 최적화가 가능할 수 있으며, 이는 추가적인 오버헤드 감소를 발생시킨다.
상술한 방법들의 다양한 동작들은 대응하는 기능들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수 있다. 수단은 회로, 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 프로세서를 포함하는(이들로 제한되지는 않음) 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들) 및/또는 모듈(들)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 도면들에 도시되는 동작들이 존재하는 경우에, 그 동작들은 유사한 넘버링을 갖는 대응하는 상대 수단-플러스-기능 컴포넌트들을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5, 6, 8, 9, 11, 12, 13 및 14 각각에서 도시된 동작들(500 및 600, 800, 900, 1100, 1200, 1300 및 1400)은 도 5A, 6A, 8A, 9A, 11A, 12A, 13A 및 14A에 도시되는 수단-플러스-기능 블록들(500A, 600A, 800A, 900A, 1100A, 1200A, 1300A 및 1400A)에 대응한다.
본 명세서에 이용된 바와 같이, 용어 "결정하는"는 광범위한 동작들을 망라한다. 예를 들어, "결정하는"은 계산, 컴퓨팅, 프로세싱, 도출, 조사, 룩업(예를 들어, 표, 데이터베이스 또는 다른 데이터 구조에서의 룩업), 확인 및 등등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 수신(예를 들어, 정보를 수신), 액세싱(예를 들어, 메모리에서 데이터를 액세싱) 및 등등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 해결, 선정, 선택, 설정 및 등등을 포함할 수 있다.
본 명세서에 이용된 바와 같이, 어구 "A 또는 B 중 적어도 하나"는 A 및 B의 임의의 조합을 포함하는 것을 의미한다. 다시 말해, "A 또는 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 또는 A 및 B를 포함한다.
상술한 방법들의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들), 회로들 및/또는 모듈(들)과 같은 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 도면들에 도시되는 임의의 동작들은 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수 있다.
본 발명과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 논리 디바이스(PLD), 이산 게이트 또는 트랜지스터 논리, 이산 하드웨어 컴포넌트들 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 것들의 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만 대안적으로, 프로세서는 임의의 상업적으로 이용가능한 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그와 같은 구성의 조합인, 컴퓨팅 디바이스들의 조합으로서 구현될 수 있다.
본 발명과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어에서 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 기술 분야에 공지되는 저장 매체의 임의의 형태로 존재할 수 있다. 이용될 수 있는 저장 매체의 일부 예들은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 휴대용 디스크, CD-ROM 및 등등을 포함한다. 소프트웨어 모듈은 단일 명령 또는 다수의 명령들을 포함할 수 있으며, 서로 다른 프로그램들 중에서 여러 다른 코드 세그먼트들을 통해, 및 다수의 저장 매체들에 걸쳐 분배될 수 있다. 저장 매체는 프로세서에 결합되어, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 집적될 수 있다.
본 명세서에 개시된 방법들은 설명한 방법을 달성하기 위해 하나 또는 그 이상의 단계들 또는 동작들을 포함한다. 방법 단계들 및/또는 동작들은 청구범위로부터 이탈하지 않고서 서로 교환될 수 있다. 다시 말해, 단계들 또는 동작들의 특정 순서가 특정되지 않는 한, 특정 단계들 및/또는 동작들의 순서 및/또는 이용은 청구범위로부터 이탈하지 않고서 수정될 수 있다.
설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 그 기능들은 컴퓨터-판독가능한 매체 상에 하나 또는 그 이상의 명령들로서 저장될 수 있다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 그와 같은 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 요구되는 프로그램 코드를 운반하거나 저장하는데 이용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에 사용되는 disk 및 disc는 컴팩트 disc(CD), 레이저 disc, 광 disc, 디지털 만능 디스크(DVD), 플로피 disk, 및 블루-레이® disc를 포함하며, 여기서 disk들은 대개 데이터를 자기적으로 재생하는 한편, disc들은 레이저들로 광학적으로 데이터를 재생한다.
따라서, 특정 양상들은 본 명세서에 제시되는 동작들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그와 같은 컴퓨터 프로그램 물건은 그 안에 저장되는(및/또는 인코딩되는) 명령들을 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있으며, 명령들은 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하기 위해 하나 또는 그 이상의 프로세서들에 의해 실행가능하다. 특정 양상들에 대해, 컴퓨터 프로그램 물건은 패키징 재료를 포함할 수 있다.
소프트웨어 또는 명령들이 또한 전송 매체를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들을 이용하여 전송되는 경우, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은 무선 기술들이 전송 매체의 정의에 포함된다.
더욱이, 본 명세서에 설명된 방법들 및 기술들을 수행하기 위한 모듈들 및/또는 다른 적절한 수단들은 적용가능함에 따라 사용자 단말 및/또는 기지국에 의해 다운로딩될 수 있고 및/또는 그렇지 않으면 획득될 수 있음이 인식되어야 한다. 예를 들어, 그와 같은 디바이스는 본 명세서에 설명된 방법들을 수행하기 위한 수단들의 전달을 용이하게 하기 위해 서버에 커플링될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 설명된 다양한 방법들은 사용자 단말 및/또는 기지국이 저장 수단을 디바이스에 커플링하거나 제공할 때 다양한 방법들을 획득할 수 있도록, 저장 수단(예를 들어, RAM, ROM, 컴팩트 디스크(CD) 또는 플로피 디스크와 같은 물리적 저장 매체 등)을 통해 제공될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 설명된 방법들 및 기술들을 디바이스에 제공하기 위한 임의의 다른 적합한 기술이 이용될 수 있다.
청구범위는 상기에 예시되는 정밀한 구성 및 컴포넌트들에 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 청구범위를 이탈하지 않고서 다양한 수정들, 변경들 및 변형들이 상술한 방법들 및 장치의 배열, 동작 및 상세들에서 이루어질 수 있다.
본 명세서에 제공되는 기술들은 다양한 애플리케이션들에서 이용될 수 있다. 특정 양상들에 대해, 본 명세서에 제시되는 기술들은 액세스 포인트 스테이션, 액세스 단말, 이동 핸드셋 또는 본 명세서에 제공되는 기술들을 수행하기 위해 프로세싱 논리 및 엘리먼트들을 갖는 다른 타입의 무선 디바이스에 통합될 수 있다.
전술한 바는 본 발명의 양상들에 관한 것인 한편, 본 발명의 다른 및 추가 양상들은 그 기본 범위를 이탈하지 않고서 고안될 수 있으며, 그 범위는 다음의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (79)

  1. 무선 통신들을 위한 방법으로서,
    채널 상태 정보(CSI) 피드백을 위해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송하는 단계; 및
    상기 폴링 메시지들에 응답하여, 상기 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하는 단계
    를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들에는 널 데이터 패킷(NDP) 프레임이 후속하는 NDP 안내(announcement) 프레임이 선행되는, 무선 통신들을 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    느린 이벌빙(evolving) 채널을 갖는 장치에 시간에 걸쳐 전송되는 폴링 메시지들은 더 빠른 이벌빙 채널을 갖는 장치에 전송되는 폴링 메시지들에 비해 덜 빈번한, 무선 통신들을 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 CSI 피드백에 기초하여, 상기 장치들로의 전송들을 위해 이용되는 프리코딩 가중치들을 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백을 수신하는 단계는 상기 복수의 장치들 전부보다 적은 장치들로부터 CSI 피드백을 수신하는 단계를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 현재 추정된 채널의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 이전에 수신된 CSI 피드백이 전송된 이후에 추정된 채널에서의 상대적 변경의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 CSI 피드백이 최종 수신된 이후에 상기 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 CSI 피드백에 포함되는 CSI의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통시들을 위한 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들은 상기 폴링 메시지를 전송한 요청 디바이스에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들은 CSI 피드백으로의 차등적(differential) 업데이트들이 지원되는지 여부의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백 수신을 확인응답하는 확인응답 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  14. 무선 통신들을 위한 방법으로서,
    채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하는 단계;
    장치로부터 폴링 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우, 상기 폴링 메시지에 응답하여 상기 장치에 CSI 피드백을 전송하는 단계
    를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지에는 널 데이터 패킷(NDP) 프레임이 후속하는 NDP 안내 프레임이 선행되는, 무선 통신들을 위한 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 결정은 가장 최근의 CSI 업데이트가 전송된 이후에 채널 에이징(aging)의 정도를 결정하는 단계를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 결정은:
    상기 장치로부터 수신되는 하나 또는 그 이상의 신호들에 기초하여 CSI 값을 계산하는 단계;
    상기 장치에 전송된 가장 최근의 CSI 값과 상기 CSI 값을 비교하는 단계; 및
    상기 CSI 값과 상기 가장 최근의 CSI 값 간의 차이가 임계값과 동일하거나 또는 더 큰 경우에 CSI를 업데이트할 것을 결정하는 단계를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 현재 추정된 채널의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백의 이전의 전송 이후에 추정된 채널에서의 상대적인 변경의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백이 최종 전송된 이후에 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백에 포함되는 CSI의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지는 상기 폴링 메시지를 전송한 장치에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지는 CSI 피드백으로의 차등적 업데이트들이 지원되는지 여부의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 방법.
  26. 무선 통신들을 위한 장치로서,
    채널 상태 정보(CSI) 피드백에 대해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송하도록 구성되는 전송기; 및
    상기 폴링 메시지들에 응답하여, 상기 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하도록 구성되는 수신기
    를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들에는 널 데이터 패킷(NDP) 프레임이 후속하는 NDP 안내 프레임이 선행되는, 무선 통신들을 위한 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    느린 이벌빙 채널을 갖는 장치에 시간에 걸쳐 전송되는 폴링 메시지들은 더 빠른 이벌빙 채널을 갖는 장치에 전송되는 폴링 메시지들에 비해 덜 빈번한, 무선 통신들을 위한 장치.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 수신된 CSI 피드백에 기초하여, 상기 장치들로의 전송들을 위해 이용되는 프리코딩 가중치들을 업데이트하도록 구성되는 회로를 더 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    CSI 피드백을 수신하도록 구성되는 상기 회로는 상기 복수의 장치들 전부보다 적은 장치들로부터 CSI 피드백을 수신하도록 구성되는 회로를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 현재 추정되는 채널의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 이전에 수신되는 CSI 피드백이 전송된 이후에 추정된 채널에서의 상대적 변경의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백이 최종 수신된 이후에 상기 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백에 포함되는 CSI의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 장치.
  36. 제 26 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들은 상기 폴링 메시지를 전송한 요청 디바이스에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들은 CSI 피드백으로의 차등적 업데이트들이 지원되는지 여부의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  38. 제 26 항에 있어서,
    상기 전송기는 상기 CSI 피드백의 수신을 확인응답하는 확인응답 메시지를 전송하도록 더 구성되는, 무선 통신들을 위한 장치.
  39. 무선 통신들을 위한 장치로서,
    채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하도록 구성되는 회로;
    장치로부터 폴링 메시지를 수신하도록 구성되는 수신기; 및
    상기 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 상기 폴링 메시지에 응답하여 상기 장치에 CSI 피드백을 전송하도록 구성되는 전송기
    를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지에는 널 데이터 패킷(NDP) 프레임이 후속하는 NDP 안내 프레임이 선행되는, 무선 통신들을 위한 장치.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 결정하도록 구성되는 회로는 가장 최근의 CSI 업데이트가 전송된 이후에 채널 에이징의 정도를 결정하도록 구성되는 회로를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 결정하도록 구성되는 회로는:
    상기 장치로부터 수신되는 하나 또는 그 이상의 신호들에 기초하여 CSI 값을 계산하도록 구성되는 회로;
    상기 장치에 전송된 가장 최근의 CSI 값과 상기 CSI 값을 비교하도록 구성되는 회로; 및
    상기 CSI 값과 상기 가장 최근의 CSI 값 간의 차이가 임계값과 동일하거나 또는 더 큰 경우에 CSI를 업데이트할 것을 결정하도록 구성되는 회로를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  43. 제 39 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 현재 추정된 채널의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  44. 제 39 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백의 이전의 전송 이후에 추정된 채널에서의 상대적인 변경의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백이 최종 전송된 이후에 상기 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  46. 제 39 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백에 포함되는 CSI의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 장치.
  48. 제 39 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지는 상기 폴링 메시지를 전송한 상기 장치에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  49. 제 48 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 장치.
  50. 제 48 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지는 CSI 피드백으로의 차등적 업데이트들이 지원되는지 여부의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  51. 무선 통신들을 위한 장치로서,
    채널 상태 정보(CSI) 피드백에 대해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송하기 위한 수단; 및
    상기 폴링 메시지들에 응답하여, 상기 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하기 위한 수단
    을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들에는 널 데이터 패킷(NDP) 프레임이 후속하는 NDP 안내 프레임이 선행되는, 무선 통신들을 위한 장치.
  53. 제 51 항에 있어서,
    느린 이벌빙 채널을 갖는 장치에 시간에 걸쳐 전송되는 폴링 메시지들은 더 빠른 이벌빙 채널을 갖는 장치에 전송되는 폴링 메시지들에 비해 덜 빈번한, 무선 통신들을 위한 장치.
  54. 제 51 항에 있어서,
    상기 수신된 CSI 피드백에 기초하여 상기 장치들로의 전송들을 위해 이용되는 프리코딩 가중치들을 업데이팅하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  55. 제 51 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백을 수신하기 위한 수단은 상기 복수의 장치들의 전부보다 적은 장치들로부터 CSI 피드백을 수신하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  56. 제 51 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 현재 추정된 채널의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  57. 제 51 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 이전에 수신된 CSI 피드백이 전송된 이후에 추정된 채널에서의 상대적 변경의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백이 최종 수신된 이후에 상기 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  59. 제 51 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백에 포함되는 CSI의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  60. 제 59 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 장치.
  61. 제 51 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들은 상기 폴링 메시지를 전송한 요청 디바이스에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지들은 CSI 피드백으로의 차등적 업데이트들이 지원되는지 여부의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  63. 제 51 항에 있어서,
    상기 전송하기 위한 수단은 상기 CSI 피드백의 수신을 확인응답하는 확인응답 메시지를 전송하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  64. 무선 통신들을 위한 장치로서,
    채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하기 위한 수단;
    장치로부터 폴링 메시지를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 상기 폴링 메시지에 응답하여 상기 장치에 CSI 피드백을 전송하기 위한 수단
    을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지에는 널 데이터 패킷(NDP) 프레임이 후속하는 NDP 안내 프레임이 선행되는, 무선 통신들을 위한 장치.
  66. 제 64 항에 있어서,
    상기 결정하기 위한 수단은:
    가장 최근의 CSI 업데이트가 전송된 이후에 채널 에이징의 정도를 결정하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  67. 제 64 항에 있어서,
    상기 결정하기 위한 수단은:
    상기 장치로부터 수신되는 하나 또는 그 이상의 신호들에 기초하여 CSI 값을 계산하기 위한 수단;
    상기 장치에 전송된 가장 최근의 CSI 값과 상기 CSI 값을 비교하기 위한 수단; 및
    상기 CSI 값과 상기 가장 최근의 CSI 값 간의 차이가 임계값과 동일하거나 또는 더 큰 경우에 CSI를 업데이트할 것을 결정하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  68. 제 64 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 현재 추정된 채널의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  69. 제 64 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백의 이전의 전송 이후에 추정된 채널에서의 상대적 변경의 표현을 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  70. 제 69 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백이 최종 전송된 이후에 상기 추정된 채널이 크게 변경되지 않았음을 표시하기 위해 널 데이터 프레임 또는 확인응답 프레임 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  71. 제 64 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백은 상기 CSI 피드백에 포함되는 CSI의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 장치.
  73. 제 64 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지는 상기 폴링 메시지를 전송한 상기 장치에 의해 지원되는 CSI 피드백의 타입의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  74. 제 73 항에 있어서,
    상기 CSI 피드백의 타입은 다중-사용자(MU) 또는 단일 사용자(SU)인, 무선 통신들을 위한 장치.
  75. 제 73 항에 있어서,
    상기 폴링 메시지는 CSI 피드백으로의 차등적 업데이트들이 지원되는지 여부의 표시를 포함하는, 무선 통신들을 위한 장치.
  76. 명령들을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는, 무선 통신들을 위한 컴퓨터-프로그램 물건으로서,
    상기 명령들은:
    채널 상태 정보(CSI) 피드백을 위하여 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 별개의 폴링 메시지들을 전송하며; 그리고
    상기 폴링 메시지들에 응답하여, 상기 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하도록 실행가능한, 무선 통신들을 위한 컴퓨터-프로그램 물건.
  77. 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는, 무선 통신들을 위한 컴퓨터-프로그램 물건으로서,
    상기 명령들은:
    채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하고;
    장치로부터 폴링 메시지를 수신하며; 그리고
    상기 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우, 상기 폴링 메시지에 응답하여 상기 장치에 CSI 피드백을 전송하도록 실행가능한, 무선 통신들을 위한 컴퓨터-프로그램 물건.
  78. 무선 통신들을 위한 액세스 포인트로서,
    복수의 안테나들;
    채널 상태 정보(CSI) 피드백을 위해 복수의 장치들의 각각을 폴링하기 위해 상기 복수의 안테나들을 통해, 별개의 폴링 메시지들을 전송하도록 구성되는 전송기; 및
    상기 폴링 메시지들에 응답하여, 상기 폴링된 장치들 중 하나 또는 그 이상으로부터 CSI 피드백을 수신하도록 구성되는 수신기
    를 포함하는, 무선 통신들을 위한 액세스 포인트.
  79. 무선 통신들을 위한 스테이션으로서,
    적어도 하나의 안테나;
    채널 상태 정보(CSI)가 업데이트될 필요가 있는지를 결정하도록 구성되는 회로;
    상기 적어도 하나의 안테나를 통해, 장치로부터 폴링 메시지를 수신하도록 구성되는 수신기; 및
    상기 CSI가 업데이트될 필요가 있는 것으로 결정되는 경우에, 상기 폴링 메시지에 응답하여 상기 장치에 CSI 피드백을 전송하도록 구성되는 전송기
    를 포함하는, 무선 통신들을 위한 스테이션.
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