KR20140010881A

KR20140010881A - 증강된 멀티 유저 mimo 스케줄링

Info

Publication number: KR20140010881A
Application number: KR1020130071620A
Authority: KR
Inventors: 스리람 라자고팔; 고우리산카르 소미체티
Original assignee: 브로드콤 코포레이션
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-01-27
Also published as: EP2688221B1; US20140023154A1; CN103546246A; KR101466190B1; TW201406090A; CN103546246B; TWI467952B; US8842760B2; EP2688221A1

Abstract

예를 들어, eNB 또는 다른 기지국내의 공간 다중화 스케줄러는 UE들에 대하여 랭크 n 프리코더들을 결정한다. 각각 UE는 이 셋(set)의 랭크 n 프리코더들로부터 우선 프리코더(preferred precoder)를 보고한다. 우선 프리코더는 나머지 (n-m) 계층들에 비교되어 m 계층들에 대하여 성능에서의 불균형으로 귀결된다. UE들은 또한 eNB에 채널 품질을 보고하고, 그것으로부터 eNB는 UE에 대하여 어느 계층(들)이 더 나은지를 결정한다. 예를 들어, n=2 및 m=1일때, eNB는 UE들에 의해 사용되는 같은 프리코더에 대하여, 제 1 UE 는 계층 2 보다 훨씬 더 높은 계층 1 성능을 가지며, 그리고 제 2 UE 는 계층 1 보다 훨씬 더 높은 계층 2 성능을 가지는 두개의 UE들을 선택할 수 있다. 이들 UE들은 이어서 계층 1 상에서 수신된 제 1 UE 정보를 가지지만, 그러나 제 2 UE 정보는 계층 2 상에서 발송되는, 같은 주파수-시간 도메인 자원들을 공유할 수 있다.

Description

증강된 멀티 유저 MIMO 스케줄링 {ENHANCED MULTI USER MIMO SCHEDULING}

관련 출원들에 대한 교차-참조(CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS)

본 출원은 2012년 7월 17일에 출원된 미국 가특허출원 번호 61/672,391의 우선권 이득을 주장하고, 그것은 전체로서 참조로 본원에 통합된다.

기술 분야

본 발명은 무선 통신에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 다수-입력-다수-출력 ("MIMO":Multiple-Input-Multiple-Output) 통신 기술들에 관한 것이다.

현대 기술에서의 지속적인 발전 및 빠른 향상은 무선 디바이스들을 포함하는 모든 유형들의 통신 디바이스들의 광범위한 이용 가능성 및 사용으로 귀결된다. 소비자들 및 사업체들은 계속하여 추가적인 및 증강된 성능들을 갖는 디바이스들에 대한 강력한 수요를 유도하려고 한다. 결과적으로, 통신 디바이스 및 컴포넌트 제조자들은 통신 디바이스들을 위한 추가적인 통신 특징들을 지속적으로 발전시키고 있다.

일 측면에 따라, 방법은

제 1 유저 단말로부터, 통신 자원의 제 1 계층 및 제 2 계층 상에서 동시에 통신하기 위한 우선 프리코더(preferred precoder)를 지정한 제 1 표시자(indicator)를 수신하는 단계;

제 2 유저 단말로부터, 상기 제 2 유저 단말에 의한 사용을 위해 역시 상기 우선 프리코더를 지정한 제 2 표시자를 수신하는 단계;

상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말에 대하여 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층 사이에서 반대의 성능 불균형(opposing performance imbalance)이 존재하는지를 결정하는 단계; 및

둘 모두의 유저 단말들이 지정한 상기 우선 프리코더를 이용하여 상기 제 1 계층 및 제 2 계층의 반대의 계층들 상에서 동시에 통신하기 위해서 상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말을 선택하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는,

상기 반대의 성능 불균형이 존재하는지를 결정하는 단계는

상기 우선 프리코더가 상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말 둘 모두에 의해 사용될 때, 상기 제 1 유저 단말은 상기 제 2 계층보다 상기 제 1 계층상에서 더 높은 성능을 가지며, 그리고 상기 제 2 유저 단말은 상기 제 1 계층보다 상기 제 2 계층상에서 더 높은 성능을 갖는지를 결정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은

상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말로부터, 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 성능 메트릭(metric)들을 수신하는 단계;를 더 포함하고 및

더 높은 성능을 결정하는 단계는

더 높은 채널 품질, 더 높은 스루풋, 더 높은 SNIR(Signal to Noise plus Interference Ratio), 또는 그것의 임의 조합을 결정하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은

상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말로부터, 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 메트릭(metric)들을 수신하는 단계;를 더 포함하고 및

상기 결정하는 단계는

상기 채널 메트릭들을 이용하여 상기 반대의 성능 불균형을 결정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는,

상기 제 1 표시자를 수신하는 단계는 상기 우선 프리코더를 지정한 우선 매트릭스 표시자(preferred matrix indicator)를 수신하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는,

상기 제 1 표시자를 수신하는 단계는

적어도 랭크 2 를 갖는 멀티-유저 다수 입력 다수 출력(MIMO: multiple input multiple output) 통신 프리코더의 제 1 표시자를 수신하는 단계;를 포함한다.

일 측면에 따라, 시스템은

제 1 계층내 및 제 2 계층내 다수의 안테나들을 통하여 동시 송신을 지원하는 다수 입력 다수 출력(MIMO:multiple input multiple output) 통신 인터페이스; 및

상기 MIMO 통신 인터페이스와 통신하는 시스템 로직으로서, 상기 시스템 로직은,

상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층 내에서 동시에 통신하기 위해 유저 단말들로부터 우선 프리코더들의 표시자들을 획득하고; 및

공통 우선 프리코더(common preferred precoder)를 지정한 상기 유저 단말들 중 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말에 대한 상기 표시자들을 탐색하고, 그리고 상기 제 1 계층 내에서 및 상기 제 2 계층 내에서 반대의 계층 용량 불균형이 존재하는지 탐색하도록 동작 가능한, 상기 시스템 로직;을 포함한다.

바람직하게는, 상기 시스템 로직은,

상기 탐색이 성공한때

상기 제 1 유저 단말에 대하여 상기 제 1 계층이 상기 제 2 계층보다 더 높은 성능을 갖는지를 결정하고; 및

송신들을 수신하기 위해 상기 제 1 계층을 지정한 계층 선택을 상기 제 1 유저 단말에 전달하도록 더 동작 가능하다.

바람직하게는, 상기 시스템 로직은,

상기 탐색이 성공한때

송신들을 수신하기 위해 상기 제 2 계층을 지정한 계층 선택을 상기 제 2 유저 단말에 전달하도록 더 동작 가능하다.

바람직하게는, 상기 시스템 로직은,

상기 공통 우선 인코더를 이용하여

상기 제 1 유저 단말에 대하여 상기 제 1 계층에서 정보를; 및 상기 제 2 유저 단말에 대하여 상기 제 2 계층에서 정보를, 동시에 송신하도록 더 동작 가능하다.

바람직하게는, 상기 시스템 로직은,

상기 탐색이 성공하지 못한 때

상이한 우선 프리코더들을 갖고; 및

상기 제 1 계층내 및 상기 제 2 계층 내에서 반대의 계층 용량 불균형을 갖는

상기 유저 단말들 중 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말을 더 탐색하도록 동작 가능하다.

바람직하게는, 상기 시스템 로직은,

상기 탐색이 성공하지 못한때

상이한 우선 프리코더들을 갖고;

상기 제 1 계층내 및 상기 제 2 계층내에서 반대의 계층 용량 불균형을 갖고; 및

비록 상이하지만, 공통 코딩 엔트리(common coding entry)를 공유하는 상이한 우선 프리코더들을 갖는

바람직하게는, 상기 공통 코딩 엔트리는

상기 상이한 우선 프리코더들내에 존재하는 공통 프리코딩 컬럼을 포함한다.

바람직하게는, 상이한 우선 프리코더들은 적어도 랭크 2 MIMO 통신을 위한 프리코더들을 포함한다.

일 측면에 따라, 방법은

적어도 제 1 계층 및 제 2 계층상에서 동시에 통신하기 위해 우선 프리코더들의 표시자들을 유저 단말들로부터 수신하는 단계;

상기 유저 단말들로부터 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 메트릭들을 수신하는 단계; 그리고

공통 우선 프리코더를 지정한 유저 단말들을 공통 프리코더 유저 단말들로서 결정하는 단계;

상기 공통 우선 프리코더 유저 단말들의 상기 채널 메트릭들에서의 불균형을 식별하는 단계로서, 상기 제 1 유저 단말은 상기 제 2 계층보다 상기 제 1 계층상에서 더 높은 성능을 가지며, 그리고 상기 제 2 유저 단말은 상기 제 1 계층보다 상기 제 2 계층상에서 더 높은 성능을 갖는, 상기 식별하는 단계; 및

상기 불균형 식별에 대한 응답으로 통신 그룹에 대하여 상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말을 선택하는 단계; 에 의하여

적어도 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층을 통하여 동시에 통신하기 위하여 적어도 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말을 갖는 상기 통신 그룹을 결정하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은

상기 제 1 유저 단말에 대한 정보를 상기 제 1 계층에서 상기 제 1 유저 단말로 송신하는 단계; 및

상기 제 2 유저 단말에 대한 정보를 상기 제 2 계층에서 상기 제 2 유저 단말로 송신하는 단계;를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은:

상기 제 1 유저 단말에 대한 정보가 어느 계층에서 송신될지를 지정한 계층 선택 표시자를 상기 제 1 유저 단말에 전달하는 단계;를 더 포함한다.

바람직하게는, 채널 메트릭들을 수신하는 단계는 채널 품질 표시자들을 수신하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 채널 메트릭들은 수신하는 단계는 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 용량을 포함한다.

바람직하게는, 우선 프리코더들의 표시자들을 수신하는 단계는

멀티-유저 다수 입력 다수 출력(MIMO: multiple input multiple output) 통신에 대한 우선 프리코더들의 표시자들을 수신하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 따른 증강된 멀티 유저 MIMO 스케줄링에 의하면, 다수의 UE들이 통신 자원의 사용을 최적화 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 증강된 멀티 유저 MIMO 스케줄링에 의하면, 통신 자원들을 동시에 공유하기 위해 UE들을 탐지할 수 있다.

본 발명은 다음 도면들 및 설명을 참조로 하여 더 잘 이해될 것이다. 도면들에서, 같은 참조 번호들은 상이한 도면들 전체에서 대응하는 부분들을 지정한다.
도 1 은 다수의 유저 단말들 (UE들)과 통신하는 증강된 노드 B (eNB)와 같은, 통신 노드를 도시한다.
도 2 는 eNB 및 UE들이 구현할 수 있는 일 예시적인 시스템 모델을 도시한다.
도 3 은 UE의 일 예를 도시한다.
도 4 는 계층 성능 불균형에 따른 스케줄링을 위한 로직을 도시한다.
도 5 는 랭크 4 프리코더들을 이용하는 일 예를 도시한다.
도 6 은 UE들을 계층들에 할당하기 위해서 탐색하기 위한 로직을 도시한다.
도 7 은 UE가 계층 성능 불균형에 따른 스케줄링을 위해 구현할 수 있는 로직을 도시한다.

이하의 논의는 다양한 유형들의 통신 디바이스들을 포함하는 유저 단말(UE)을 참고로 한다. UE는 많은 상이한 형태들을 취하며 많은 상이한 기능들을 가질 수 있다. 일 예로서, UE는 무선 전화 호(call)들을 만들고 수신할 수 있는 셀룰러 전화기일 수 있다. UE는 또한, 전화 호들을 만들고 수신하는 것에 추가하여, 범용 애플리케이션들을 구동하는 스마트 폰일 수 있다. UE는 추가적인 예들로서 무선 디바이스들, 라우터들 또는 다른 네트워크, 차량내의 운전자 보조 모듈, 긴급 트랜스폰더(emergency transponder), 페이저(pager), 위성 텔레비전 수신기, 네트워크화된 스테레오 수신기, 컴퓨터 시스템, 뮤직 플레이어, 또는 사실상 임의의 다른 디바이스를 포함하는, 사실상 임의의 디바이스일 수 있다. 다양한 UE들에 대하여 상이한 참조 번호들이 임의 도면들에 집중하기 위해서 도면들에서 사용될 수 있지만, 상이한 참조 번호들은 UE들이 서로 다른 UE들이어야 하는 것을 의미하지는 않는다. 대신에, 임의의 UE는 이하에서 언급되는 프로세싱을 구현할 수 있다.

이하의 논의는 상이한 UE들로부터의 임의의 프리코더(precoder) 정보를 이용하여, 어떻게 기지국이 UE들 중 어느 것이 주파수-시간 도메인 자원들 상에 결합될 수 있고 그리고 할당될 수 있는지 그리고 어떻게 그렇게 할 수 있는지에 대하여 결정을 할 수 있는지를 다룬다. 기지국에 의한 결정은 통신 자원들의 사용을 최적화하는 것에 향할 수 있다. 예를 들어, 기지국은 전체 시스템 스루풋(throughput)을 증가시키는 것을 시도할 수 있다. 그것에 관련해서, 기지국은 자원을 공유하기 위한 기회를 인지하지 못하는 종전의 스케줄링 기술들에 비교되어, 통신 자원들을 동시에 공유하기 위해 UE들을 탐지하는 이하에서 설명되는 기술들을 구현할 수 있다. 기지국은 결정들을 하기 위해 예를 들어, 자원 스케줄러와 같은 제어 로직을 하드웨어, 소프트웨어, 또는 둘 모두로 구현할 수 있다. 기지국은 진화된 노드 B (eNB) 또는 다른 유형의 네트워크 제어기일 수 있다. 다른 구현예들에서, 결정들은 eNB를 제어하고 eNB와 통신하는 라디오 네트워크 제어기 (RNC:Radio Network Controller)에 의해 대신 수행될 수 있다. 따라서, 예들로서, RNC는 이하에서 언급되는 기술들에 따른 우선 프리코더 표시자(preferred precoder indicator)들을 수신하는 것, 반대의 계층 불균형(opposing layer imbalance) 탐색하는 것, 및 어느 UE들이 시간 및 주파수 자원들을 공유할지를 결정하는 것과 같은 프로세싱의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다. RNC는 그런 다음 eNB로 결정들을 전달할 수 있고, 그것들을 UE들과 구현할 수 있다.

멀티-유저 다수 입력 다수 출력(MIMO) 배치들은 다수의 유저들이 같은 주파수-시간 도메인 자원들을 공유하는 것을 허용하고, 그렇게 함으로써 더 높은 시스템 레벨 스루풋을 달성한다. 예를 들어, LTE(Long Term Evolution / 4G) 시스템에서, 상이한 UE들이 그것들의 개별적인 eNB들에 그것들의 우선 프리코더(preferred precoder)를 추천할 수 있는 증강된 송신 모드 (예를 들어, 송신 모드 5)가 존재한다.

일부 구현예들에서, UE 및 eNB가 발송할 코드 워드들 및 코드 워드들이 발송될 수 있는 계층(layer) 들 사이에서의 고정된 맵핑(fixed mapping)이 있다. eNB 송신기 로직은 송신 전에 프리코딩 매트릭스 W를 신호에 적용함으로써 공간적 다중화(spatial multiplexing)를 지원한다. UE들은 그것들의 우선 프리코더들을 eNB에 지정한다. UE들은 제어 채널상에서의 프리코더 매트릭스 표시자들 (PMI들:Precoder Matrix Indicators)을 eNB로 발송함으로써 이를 성취할 수 있다. 이렇게 할때, UE는 라디오 채널을 추정할 수 있고 그리고 특정 우선 프리코딩 매트릭스(preferred precoding matrix), 예를 들어, 최대 스펙트럼 효율을 제공하는 어느 하나,를 선택할 수있 다.

이하에서 더 상세하게 설명되는 계층 불균형 스케줄링 기술들을 이해하는데 보조로서, 먼저 이하의 시스템 모델을 고려한다:

1)

를 eNB가 지원하는 송신 안테나들의 수로 한다.

2) LTE 송신 모드 5에서, 단지 랭크 1 공간 다중화만이 이용 가능할 수 있다.

1) 및 2)의 결과로서, eNB가 채용할 수 있는 프리코더의 차원은

로 주어진다.

3) 두개의 유저 단말들 UE1 및 UE2이 같은 시간-주파수 자원들에 결합되고 그리고 할당되는 시나리오를 고려한다. UE1 및 UE2를 위한 각각의 프리코더들을 제각기

및

로 한다.

4) UE1 및 UE2로 송신될 정보 심벌들은 각각

및

로 표현된다.

5)eNB로부터 송신되는 신호는:

일 것이다.

6)

를 UE1에서 보여지는 채널이라 한다. 이 경우에, UE1 수신 안테나들에서 수신된 벡터는 :

일 것이다.

7) 상기에서,

는 다른 eNB들로부터의 추가의 가우시안 잡음(Gaussian noise) 및 간섭의 합이다. 만약 UE1에서의 수신 안테나들의 수가

이면,

의 차원은

이고

의 차원은

이다.

유효 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio):

상기의 시스템 모델에서, UE1에 의해 보여지는 유효 SINR은 다음과 같이 주어질 수 있다 :

그리고 유사하게 만약 G가 UE2가 경험하는 채널이라면, UE2에 보여지는 유효 SINR은 다음과 같다 :

유효 SINR 계산들로부터, eNB는 UE들 각각의 SINR 표현들에서, 신호 출력(signal power)들 (분자들)이 최대가 되고 반면 간섭들이 (분모들) 최소가 되도록 하는 시간 및 주파수자원들을 공유하기 위한 UE들을 선택할 수 있다. 이것은 UE들이 어느 프리코더들을 사용할지에 대하여 그 자신의 결정들을 수행하고 그리고 전형적으로 그 자신의 신호 출력을 최대로 하는 프리코더를 선택하기 때문에 발생한다. UE는 이하에서 언급될 것처럼, UE는 다른 UE들에 의해 사용중인 프리코더들을 알지 못하기 때문에 통상적으로 SINR에 기반하여 프로코더 결정을 수행할 수 없다.

일 구현예에서, UE들은 UE들의 우선 프리코더들을 eNB로 보고할 수 있다. 보고(report)들은 물리적 업링크 제어 채널 (PUCCH: Physical Uplink Control Channel)과 같은, 무선 제어 또는 데이터 채널들을 통하여 임의의 적절한 메시지들에 의해 eNB로 발송될 수 있다. 우선 프리코더들은 프리코더 매트릭스 인덱스 (PMI : Precoder Matrix Index) 선택의 형태로 보고될 수 있다.

보다 상세하게는, 소정의 UE는 일반적으로 UE들 중 어느 것이 통신 자원(예를 들어, 같은 시간 및 주파수 자원상에서 공유되는)상에서 공유되는지를 알지 못하고 그리고 일반적으로 각각의 다른 UE들의 우선 프리코더들을 알지 못한다. 결과적으로, UE들의 PMI 선택은 종종 그것 자신의 신호 출력을 최대화하는 것에 기반된다. 따라서, eNB는 전체 시스템 레벨 스루풋이 최대화되도록 UE들 중 어느 것이 결합될 수 있는지를 추정할 수 있거나 또는 추측할 수 있다.

소정의 UE가 다른 UE들에 의해 사용중인 프리코더들을 알지 못하기 때문에 다른 문제가 일어나는 것에 또한 유의한다. 특별히, 이 정보 부족 때문에, 소정의 UE는 연속적인 간섭 제거 또는 랭크 2 감지와 같은 어드밴스드(advanced) 수신기들 또는 수신 기술들을 채용할 수 없다.

상기에서 설명된 상황에 개선을 위하여, 공간 다중화 전개(spatial multiplexing deployment) (예를 들어, 랭크 2 또는 더 높은 랭크)에서, 각각의 UE에 대한 프리코더는 각각의 그것의 두개 (또는 그 이상의) 계층들 상에서 성능의 어떤 불균형들을 탐지할 수 있다. 게다가, eNB 안테나들이 근접하게 분리되는 경우, 미리 결정된 간격 임계값 (예를 들어, 펨토 eNB들, 홈 eNB들, 릴레이 트랜시버들, 또는 다른 근접 간격 환경들)보다 작게, 송신 상관관계는 높아질 것이고, 그리고 이런 경우들에서 계층들 사이에서의 불균형들은 훨씬 더 개연성이 있다.

따라서, 일 구현예에서, eNB 및 UE들은 이하의 로직을 하드웨어, 소프트웨어, 또는 둘모두로 구현할 수 있다:

1) 그것들의 PMI 선택시에 랭크 1 프리코더들을 채용하는 대신에, eNB들은 일련의 랭크 2 프리코더들에 동의할 수 있다. 각각 프리코더의 사이즈는 <Nt x 2>일 것에 유의한다.

2) PMI 피드백 메커니즘은 UE의 우선 프리코더로서 랭크 2 프리코더를 보고하도록 UE에서 구현될 수 있고, 해당 우선 프리코더는 두 계층들 사이의 성능 면에서의 불균형을 생성(예를 들어, 최대화하는) 한다. 예를 들어, 소정의 UE에 대하여 계층 1은 계층 2 보다 훨씬 더 높은 스루풋을 가질 수 있다. 보다 일반적으로, UE는 특정계층이 불균형 임계값에 의해 다른 계층을 초과하는 성능을 가질 때 다수의 계층들 사이에 계층 불균형이 존재한다고 결정할 수 있다.

3) 추가적으로, UE들은 다수의 계층들 상에서 채널 메트릭(metric)들을 측정하거나 또는 그렇지 않으면 획득할 수 있다. UE들은 또한 채널상에서 채널 메트릭들을 eNB로 보고할 수 있다. eNB는 각각의 UE 대하여 다수의 계층들 중 어느 것이 대역폭, 신호 세기, 용량, SINR, 스루풋, 잡음, 에너지 소모, 송신하기 위해 요구되거나 또는 수신하기 위해서 요구되는 파워, 패킷 재전송(retry) 요청들의 평균 횟수, 또는 임의의 다른 성능 기준 또는 기준의 조합에 면에서 더 나은 성능을 갖는지를 결정하기 위해서 채널 메트릭들을 분석할 수 있다. 일 특정 예로서, UE들은 채널 메트릭으로서 채널 품질 정보 (CQl : Channel Quality Information)를 eNB로 보고할 수 있다.

4) 두개의 계층들이 존재하는 랭크 2 통신들의 경우를 고려한다. eNB는 둘 모두의 UE들에 의해 채용되는 같은 프리코더에 대하여, UE1 계층 1 성능이 (예를 들어, 미리 결정된 성능 임계값에 의해) 그것의 계층 2 성능보다 더 높고 (예를 들어, 계층 1 성능은 미리 구성된 불균형 임계값에 의해 계층 2 성능을 초과할 수 있다), 그리고 UE2 계층 2 용량이 (예를 들어, 미리 결정된 성능 임계값에 의해) 그것의 계층 1 성능보다 더 높도록 UE들을 선택할 수 있다.

5) 이런 UE들을 탐지하는, eNB는 두개의 UE들을 선택하여 같은 주파수 및 시간 도메인 자원들을 공유할 수 있다. 이렇게 하여, eNB는 UE1에 대하여 계층 1상에서 정보를 발송하고, 그리고 UE2에 대하여 계층 2상에서 정보를 발송할 수 있다. 다시 말해서, 랭크 2 프리코더들이 지정되었을지라도, 특정 UE로 발송되는 정보는 다수의 계층들 사이에서 산개되지 않고 특정 계층상에서 발송된다. 특정 계층은 UE에 대하여 다수의 계층들 중에서 최상의 성능을 갖는 계층이고, 그리고 특정 계층에 유리한 다수의 계층들사이의 상당한 성능 불균형이 존재한다.

6) 추가적으로, 둘 모두의 UE들이 그것들이 지정한 프리코더들을 그리고 eNB가 지정된 동일한 프리코더들을 가지고 UE들을 매칭(matching)한 것을 알고 있기 때문에, UE들은 둘 모두의 계층들 상에서 완전한 최대 우도 (ML:Maximum Likelihood ) 디코딩을 수행할 수 있다(설사 소정의 UE가 단지 계층들 중 하나의 정보에 관심이 있을 지라도). 따라서, 성능이 훨씬 나아질 것이다.

다운링크 (DL) 스케줄링에 관하여, 상기에서 설명된 기술들을 지원하는, eNB에 의해 UE들로 발송되는 다운링크 제어 정보는 계층 선택(layer selection)들을 포함하기 위해서 확장될 수 있다. 계층 선택들은 예들로서 현존하는 제어 메시지 또는 전용의 계층 선택 메시지내에 추가적인 정보 비트일 수 있다. 계층 선택은 UE가 통신을 위하여 스케줄 되는 다수의 계층들 중 어느 것을 지정할 수 있다. 예를 들어, 정보 비트가 계층 선택으로서 사용되고 그리고 비트가 설정된 때, 그것은 UE가 계층 1 상에서 수신하여야 한다는 것을 UE에게 지시할 수 있다. 정보 비트가 클리어(clear) 된 때, 그것은 UE가 계층 2 상에서 수신하여야 한다는 것을 지시할 수 있다.

일부 구현예들에서, 상기에서 설명된 기술들은 상기에서 설명된 것처럼 확장자(extension)들을 충실히 지키는 UE들 및 eNB들에 의해 구현될 수 있다. 확장자들은 표준에 기반하여 합의된 것의 일부일 수 있거나 또는 아닐 수 있고, 그리고 eNB 및 UE들은 기술들이 표준에 통합되었는지 아닌지에 관계없이 기술들을 구현할 수 있다. 예들로서, LTE 또는 802.16m 표준들은 상기에서 설명된 기술들을 지지하기 위해서 확장될 수 있다. 특정 예들로서, 표준들은 상기에서 언급된 기술들의 표준화된 적응 및 구현을 지지하기 위해서 이하의 방식들로 확장될 수 있다:

1) UE들에 대하여 추가적인 송신 모드를 도입하는 것으로, 계층 불균형을 일으키고, 및 eNB로부터 피드백(예를 들어, 계층 선택들)을 수신하는 우선 프리코더들을 그것들이 전달하고 (예를 들어, PMI를 이용하여), 그리고 UE들로 다운링크 데이터를 송신하기 위해 물리적 다운링크 공유된 채널 (POSCH:Physical Downlink Shared Channel) 스케줄링을 이용한다.

2) 다른 대안은 LTE 송신 모드 5 를 확장하여서 상기에서 설명된 다수의 랭크 (예를 들어, 랭크 2) 멀티유저 MIMO 스케줄링 및 PMI 피드백 메커니즘에 대한 지원을 포함하는 것이다.

상기에서 언급된 확장들 및 상기에서 설명된 기술들은 예를 들어, 폐루프(closed loop) MIMO를 지원하는 임의의 다른 표준들에 채용될 수 있다. 이것은 예를 들어 모든 현재의 4G 표준들을 포함한다.

도 1 은 다수의 유저 단말들 (UE들)과 무선 채널들 상에서 통신하는 증강된 노드 B (eNB)(100)와 같은, 통신 노드를 도시한다. 도 1 은 UE1 (104) 및 UE2 (106)를 도시하지만, 임의 개수의 UE들이 존재할 수 있다. eNB (100)는 트랜시버 A(122) 및 트랜시버 B (124)와 같은 하나 또는 그 이상의 트랜시버들을 포함하는 무선 통신 라디오 (120)를 포함한다. 트랜시버 'n' (134)에 의해 표시된 바와 같이, 임의 개수의 트랜시버들이 존재할 수 있다. 트랜시버 (예를 들어, 트랜시버 A (122) 또는 트랜시버 B (124))는 디지털-아날로그 ("D/A") 컨버터, 아날로그를 디지털로 ("A/D") 컨버터, 증폭기, 변조기, 파형 성형기(waveform shaper), 전치증폭기, 파워 증폭기, 및 안테나 (예를 들어, 안테나 A (126) 또는 안테나 B (128))를 구동시키는 임의의 추가적인 하드웨어를 포함할 수 있다.

도 1의 예에서, 트랜시버 (122)는 안테나 A (126)를 포함하고, 트랜시버 B는 안테나 B (128)를 포함하고, 및 트랜시버 'n' (124)는 안테나 'n' (136)를 포함한다. 각각의 안테나는 정보 스트림 송신할 수 있고 그리고 정보 스트림들을 인코딩하여 신호들을 수신할 수 있다. 각각의 스트림은 일반적으로 '계층(layer)'으로서 언급된다. 따라서, 예를 들어 계층 1은 안테나 (126)에서 송신되고 수신되는 정보 스트림으로 간주될 수 있다. 다수의 유저 MIMO 시스템에서, 안테나를 통하여 eNB가 송신하고 수신하는, 2, 4, 또는 그 이상의 안테나들이 존재할 수 있다. 각각 안테나는 특정 계층과 관련될 수 있다.

eNB (100)는 유저 데이터를 나타내는 코드 워드들을 UE들에 발송한다. 프리코딩은 송신전에 계층 신호들을 개조한다. eNB는 다이버시티(diversity), 빔 조종(beam steering), 공간 다중화, 또는 다른 이유들 때문에 프리코딩을 수행할 수 있다.

eNB (100)는 다수의 트랜시버들을 이용하여 이용 가능한 통신 자원들에 걸쳐서 UE들에 통신하기 위한 다수 입력 / 다수 출력 ("MIMO") 통신 기술들을 구현할 수 있다. 통신 자원들은 UE들에 대한 시간 및 주파수 할당들을 포함한다. 동일한 통신 자원들 (예를 들어, 동일한 시간 및 주파수슬롯들)은 이하에서 더 상세하게 설명될 것처럼 다수의 상이한 UE들에 의해 공유될 수 있다. 통신 자원들은 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 또는 802.11ac, WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), 블루투스, HSPA+, 4G, 3GPP LTE, 및 다른 것들과 같은 통신 표준들에 의해 사용되는 통신 채널들을 지칭할 수 있다.

eNB (100)는 프로세서 (138) 및 메모리 (140)를 포함한다.eNB (100)는 UE들로부터 우선 프리코더(preferred precoder)들을 갖는 표시자들 (예를 들어, 표시자들 (130), (132))을 수신한다. 일 예로서 표시자들은 PMI들의 형태일 수 있다. eNB (100)는 RNC(144)에 의해 제어될 수 있다. RNC (144)는 다른 eNB들(146) 또한 제어할 수 있다. 메모리 (140)는 도 2 에 도시된 시스템 모델 (200)과 같은 시스템 모델을 구현하는 제어 로직 (142)을 저장할 수 있다.

도 2에 관하여, 시스템 모델 (200)은 eNB (100)가 공통의 우선 프리코더, W (202)를 이용하여 UE들에 송신하는 것을 도시한다. 공통 우선 프리코더(common preferred precoder)는 예를 들어, 랭크 2 프리코더이어서 랭크 1 프리코더의 차원 <Nt x 1 >에 대조되는 차원 <Nt x 2>을 갖는다. 각각 UE는 이용 가능한 계층들 사이에서의 성능 불균형을 의도적으로 증가시키는 (예를 들어, 최대화) 그것의 우선 랭크 2 프리코더를 보고한다. 구체적으로, 랭크 2 MIMO 시스템에서, 각각의 UE는 만약 사용된다면, 계층 1 및 계층 2사이의 성능에서 상당한 불균형을 일으키는 그것의 우선 랭크 2 프리코더를 보고한다. 그것에 관련해서, 계층 1 이 계층 2 에 대하여 상당한 성능 이점을 가질 수 있거나, 또는 계층 2 가 계층 1 에 대하여 상당한 성능 이점을 가질 수 있다.

도 2에서, eNB (100)는 채널 H 통하여 UE1 (206)와 통신하고, 및 채널 G (208) 통하여 UE2 (210)와 통신한다. 비록 랭크 2 프리코더들이 지시되었을지라도, eNB (100)는 UE1 (206)에 대하여 구체적으로 개별 계층 (예를 들어, 계층 1)을 통하여 정보를 통신할 수 있고, 그리고 정보 UE2 (210)에 대하여 구체적으로 상이한 개별 계층 (예를 들어, 계층 2)를 통하여 정보를 통신할 수 있다. 프로세서 (138)는, 제어 로직 (142)를 실행함으로써, UE들에 의해 지시된 우선 프리코더들을 결정할 수 있다. 우선 프리코더들은 프리코더들이 적용된 계층들 사이의 용량에서의 상당한 불균형으로 귀결된다는 것을 상기한다. UE들은 또한 eNB (100)에 채널 메트릭들을 보고하고, 거기에서 제어 로직 (142)은 어느 계층이 UE에 대하여 더 나은 성능을 갖는지를 결정한다.

제어 로직 (142)은 그런 다음 UE들에 대하여 계층들 사이에서 존재하는 성능 불균형에 대비하여, UE들에 정보를 발송하기 위해 eNB (100)에 의해 동일한 프리코더 W (202)가 사용되도록 다수의 UE들 (예를 들어, 두개의 UE들, 랭크 2 MIMO 시스템에서)를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직 (142)은 UE1 (206)는 계층 2 보다 훨씬 더 높은 계층 1 용량을 가지는 것을, 그리고 UE2 (210)는 계층 1보다 훨씬 더 높은 계층 2 용량을 가지는 것을 결정할 수 있다. 이런 매치가 탐지되면, 제어 로직 (142)은 UE1 (206) 및 UE2 (210)를 선택하여 둘 모두의 UE들이 지정하였던 우선 프리코더를 이용하여 서로 다른 계층들 상에서 동시에 통신할 수 있다. 예를 들어, eNB (100)는 UE1 (206)에 대하여 계층 1상에서 정보를 통신할 수 있고, 그리고 UE2에 대하여 계층 2상에서 정보를 통신할 수 있다. 따라서, UE들은 eNB (100)에 의해 계층 1 상에서 발송된 제 1 UE 정보를, 제 2 UE 정보는 eNB (100)에 의해 계층 2 상에서 발송되는 같은 주파수-시간 도메인 자원들을 공유한다. 다시 말해서, 설사 랭크 2 프리코더들이 지시되었을지라도, eNB (100)는 UE에 대하여 둘 모드의 계층들을 통하여 정보를 산개시키지 않고 그러나 대신 소정의 UE에 대하여 정보를 발송하기 위해서 특정 계층을 사용한다.

상기에서 설명된 원리들은 랭크 네개의 MIMO와 같은 더 높은 랭크 MIMO로 확장될 수 있다. 그 경우에, 네개의 UE들은 우선 랭크 4 프리코더들을 지정할 수 있고, 그리고 네개의 상이한 특정 계층들 중 하나 상에서 정보를 수신할 수 있으며, 해당 계층은 다른 UE들에 대비되어 다른 세개의 계층들에 대하여 상당한 성능 이점을 준다. 예를 들어, UE1는 계층 3 상에서 수신하고 그리고 최상의 성능을 가질 수 있고, UE2는 계층 1 상에서 수신하고 그리고 최상의 성능을 가질 수 있고, UE3는 계층 4 상에서 수신하고 그리고 최상의 성능을 가질 수 있고, 및 UE4는 계층 1 상에서 수신하고 그리고 최상의 성능을 가질 수 있다.

도 3 은 유저 단말 (UE) (300)의 일 예를 도시한다. UE (300)는 통신 인터페이스 (302)를 통하여 MIMO 통신을 지원할 수 있다. 통신 인터페이스 (302)는 라디오 (304) 및 라디오 (306)와 같은 다수의 라디오들을 포함할 수 있다. UE (200)의 각각의 라디오는 통신 유형 또는 표준에 따라 통신하기 위해 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 라디오들은 2G, 3G, 4G / LTE 라디오들, 와이파이 라디오들, 블루투스 라디오들, 또는 임의의 다른 유형의 무선 통신 라디오들일 수 있다.

UE (200)의 각각의 라디오는 다수의 PHY 코어들을 포함할 수 있다. 라디오 (306)는 PHY 코어 (308), PHY 코어 (310), PHY 코어 (312), 및 PHY 코어 (314)를 포함한다. PHY 코어는 송신기, 수신기, 또는 둘 모두 (예를 들어, 트랜시버)를 포함할 수 있다. 트랜시버들은 개별 안테나들 (316)을 통하여 송신 및 수신한다. 따라서, UE (200)는 다수의 안테나들 (316)을 통하여 MIMO 통신들 (예를 들어, LTE 모드 5에서의 랭크 2 또는 랭크 4 MIMO)을 지원할 수 있다.

UE (200)는 또한 통신 인터페이스 (302)에 통신에 관하여 결합된 시스템 로직 (318)을 포함한다. 시스템 로직 (318)은 예를 들어 프로세서 (320) (또는 다수의 프로세서들) 및 프로세서 (320)에 통신에 관하여 결합된 메모리 (322)를 가져 하드웨어, 소프트웨어, 또는 둘모두로 구현될 수 있다. 메모리 (322)는 시스템 명령들 (324)을 저장할 수 있고, 프로세서 (320)에 의해 실행될 때, UE (200)는 상기에서 설명된 것처럼, 예를 들어 시스템 모델 (200)에 관하여, 우선 프리코더 정보를 전달하게 한다. 시스템 명령들 (324)은 또한 우선 프리코더들이 적용되는 계층들에 대한 채널 메트릭들 (330)을 eNB (100)에 보고할 수 있다. 우선 프리코더는 일련의 이용 가능한 프리코더들 (326) 중에서 선택될 수 있고, 및 이용 가능한 프리코더들은 이런 프리코더들의 코드북(codebook)으로부터 선택될 수 있다. 코드북은 예를 들어 특정 통신 표준에 의해 지정될 수 있다. 보다 일반적으로, 코드북은 메모리 (322)에 및 eNB (100)에 임의의 희망하는 프리코더들의 셋(set)을 저장함으로써 수립될 수 있다. 상기에서 더 설명된 것처럼, UE (200)는 eNB (100)로부터 계층 선택들 (328)을 수신할 수 있다. 따라서, UE (200)는 그것이 그것의 데이터 스트림을 eNB (100)로부터 수신할 계층에 관해 통신 인터페이스 (302)에 알릴 수 있다.

도 4 는 계층 용량 불균형에 따른 스케줄링을 위한 로직(400)을 도시한다. 로직 (400) 은 예를 들어, 제어 로직 (142)의 일부로서 eNB (100)에서 구현될 수 있다. 로직 (400)은 우선 프리코더들의 표시자들을 UE들로부터 수신한다(402). 우선 프리코더들은 프리코더들이 적용되는 계층들 사이에서 성능 불균형을 일으키는 임의의 이용 가능한 랭크 2 또는 랭크 4 프리코더들일 수 있다. 일 구현예에서, UE들은 계층들간에서 성능 불균형을 최대화하는 프리코더를 그것들의 우선 프리코더(preferred precoder)로서 보고한다. 로직 (400)은 또한 UE들로부터, 우선 프리코더들로서 표시된 프리코더들에 해당하는 계층들에 대한 채널 메트릭들을 수신한다(404). 채널 메트릭들은 불균형 계층들사이에서의 불균형 양(amount of imbalance)을 간파할 수 있다. 도 4 는 단지 일 예로서, 그것들의 우선 프리코더들 및 채널 메트릭들을 보고한 일련의 다섯개의 UE들 (408)을 예시한다.

랭크 투(two) 시나리오에서, eNB (100)는 이어서 특정 탐색 기준에 따라 통신 자원들을 공유할 UE들을 발견하기 위해서 탐색할 수 있다. 예를 들어, 탐색 기준은 반대의 계층 불균형, 예를 들어, eNB (100)는 UE들에 의해 사용되는 같은 프리코더에 대하여, 제 1 UE 는 계층 2 용량 보다 상당히 더 높은 계층 1 용량을 가지며, 그리고 제 2 UE는 계층 1 보다 상당히 더 높은 계층 2 용량을 가지도록 UE들을 선택하는,일 수 있다(406). 어느 계층이 상당히 더 높은 용량을 갖는지를 결정할 때, eNB (100)는 계층들사이 에서의 용량 불균형이 불균형 임계값을 초과하는지를 결정할 수 있다.

탐색이 탐색 기준을 충족하는 UE들 (410) 및 (412)과 같은 두개의 UE들을 찾았을 때, eNB (100)는 같은 주파수-시간 도메인 자원들을 공유하기 위해서 UE들을 선택할 수 있다(408). 그것에 관련해서, eNB (100)는 선택된 UE들에 대하여 동일한 우선 프리코더 및 동일한 시간 및 주파수자원들을 사용할 것이다. 그러나, eNB (100)는 제 1 UE에 대하여 그것의 더 높은 성능 계층들인, 계층 1상에서 정보를 송신하고 (410), 및 제 2 UE에 대하여 그것의 더 높은 성능 계층인 계층 2 상에서 정보를 송신한다(412). 따라서, eNB (100)는 설사 랭크 2 프리코더들가 지정되었을지라도 특정 UE에 대하여 다수의 계층들에 걸쳐서 정보를 산개시키지 않고, 대신 특정 UE에 대하여 특정 더 높은 수행 계층상에서 구체적인 정보를 발송한다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 상기에서 논의되고 도면들에서 도시된 기술들은 추가적인 랭크들, 예를 들어, 랭크 4로 확장될 수 있다. 도 5에서, UE들 (502)은 프리코더가 적용되는 계층들에 대하여 우선 랭크 4 프리코더들, 및 채널 메트릭들을 보고한다. 우선 프리코더는 어느 하나의 계층이 다른 세개의 계층들보다 상당히 더 높은 용량을 갖는 프리코더 일 수 있다. eNB (100)는 UE들 (502)중에서 탐색하여 동일한 우선 프리코더, 및 반대의 계층 불균형을 갖는 네개의 UE들 (512)을 찾을 수 있다. 도 5의 예에서, UE들 (504), (506), (508), 및 (510)는 각각의 UE들은 어느 성능이 다른 계층들을 상당히 초과하는 상이한 계층을 갖는다는 점에서 반대의 계층 불균형을 갖는다: UE (504)에 대하여 그것은 계층 1이고, UE (506)에 대하여 그것은 계층 2이고, UE (508)에 대하여 그것은 계층 3이고, 및 UE (510)에 대하여 그것은 계층 4이다.

eNB (100)는 반대의 계층 불균형을 갖는 UE들을 선택하여 동일한 주파수-시간 도메인 자원들을 공유한다. 따라서, 이 예에서, 계층 1 은 UE (504)를 서브(serve)할 것이고, 계층 2 는 UE (506)를 서브할 것이고, 계층 3 은 제 3 UE (508)를 서브할 것이고, 및 계층 4 는 UE(510)를 서브할 것이다. eNB (100)는 특정 UE에 대하여 특정 계층상에서 구체적인 정보를 발송한다(예를 들어, UE (506)에 대하여 계층 2상에서 정보를). 보다 일반적으로, eNB (100)는 특정 UE에 대하여 이용 가능한 'M' 계층들 중 'L' 계층들 상에서 정보를 발송할 수 있다. eNB (100)는 예를 들어, 'L' 계층들이 이어서 다른 UE들에 할당될 수 있는 잔존 'M-L' 계층들에 대하여 강력한 성능 이점들을 보일 때 그렇게 할 수 있다.

다른 구현예들에서, eNB (100)가 같은 통신 자원들을 공유하기 위해서 선택할 UE들을 찾지 못한 때 eNB (100)는 다른 행동들을 취할 수 있다. 예를 들어, eNB (100)는 대신 랭크 1 송신들이 발송될 특정 비 매칭된 UE들 (예를 들어, 제어 채널상에서)을 알릴 수 있다. eNB (100)는 이어서 랭크 1 송신들을 이용하여 이들 UE들에 정보를 전달할 수 있다.

도 6 은 통신 자원들 공유하기 위해서 UE들을 선택하기 위한 추가적인 탐색 전략을 제공하기 위해서 구현할 수 있는 로직 (600)의 다른 예를 도시한다. eNB (100)는 원하는 때는 언제나, 예를 들어 로직 (400)이 상기에서 설명된 것처럼 반대의 계층 불균형을 갖는 동일한 프리코더를 지정한 UE들을 찾지 못할 때, 로직 (600)을 실행할 수 있다. 추가하여, eNB (100)는 일부 UE들이 상기에서 설명된 바대로 계층 불균형에 매칭되지만, 및 그러나 일부 매칭되지 않은 UE들이 남아 있을 때 잔존하는, 비매칭된 UE들에 대하여 로직 (600)을 실행할 수 있다. 앞에서처럼, 로직 (600) UE들 (602)로부터 우선 프리코더들의 표시자들 및 또한 지시된 프리코더들에 해당하는 계층들에 대한 채널 메트릭들을 수신한다는 것에 유의한다(604).

eNB (100)는 보고된 프리코더 W1 (606)을 갖는 제 1 UE을 발견하고, 및 보고된 프리코더 W2를 갖는 제 2 UE를 발견한다. eNB (100)는 예를 들어, 가장 높은 프리코더 (예를 들어, W1)의 수행 컬럼이 가장 높은 다른 프리코더 (예를 들어, W2)의 수행 컬럼이 아닌 컬럼에 매칭되는지를 결정한다. 이 조건이 존재하면, eNB (100)는 통신 자원들을 공유하기 위해서 제 1 UE 및 제 2 UE를 선택할 수 있다.

보다 상세한 예에서, eNB (100)는 서로 상이한 더 높은 수행 계층들을 갖는 두개의 UE들을 탐색한다 (610). 설사 그것들이 상이한 프리코더들을 지정하였을지라도 예를 들어, 제 1 UE 최상 수행 계층은 계층 1이고, 및 제 2 UE 최상 수행 계층은 계층 2이라고 가정한다. 만약 이런 UE들이 탐지되어 (612), 그러면 eNB는 W1의 적어도 하나의 컬럼이 W2의 컬럼에 매칭될 때 통신 자원들을 공유하기 위해서 두개의 UE들을 지정할 수 있다. 예를 들어, W1의 컬럼 1이 W2의 컬럼 1 에 매치될 때 매칭이 존재하고, 및 W2 의 컬럼 2 가 W1의 컬럼 2 에 매치될 때 매칭이 존재한다(614). 매칭에 대한 응답에서 (616), eNB (100)는 통신 자원들을 공유하기 위해서 두개의 UE들을 선택한다 (618). 제 1 UE는 그것의 정보를 계층 1상에서 수신할 것이고 그리고 제 2 UE는 그것의 정보를 계층 2상에서 수신할 것이다. eNB (100)에서, eNB는 W1의 컬럼 1이 W2의 컬럼1에 매치될 때 프리코더 W1를 사용할 것이다. 이 시나리오에서, 제 1 UE이 이점을 갖는다. W1의 컬럼 2가 W2의 컬럼 2 에 매치될 때는 eNB (100)는 프리코더 W2를 사용한다. 이 시나리오에서, 제 2 UE가 이점을 갖는다.

더욱이, (610) - (614)에서의 상기 분석을 독립적으로, 또는 상이한 순서로 하는, eNB (100)는 또한 도 6 에 도시된 다른 체크를 수행할 수 있다. 특별히, eNB (100)는 상이한 지시 프리코더들을 가지면서 동일한 가장 높은 수행 계층들을 갖는 UE들을 탐색할 수 있다(620). 예를 들어, 제 1 UE 및 제 2 UE 둘 모두가 우선(preferred) 또는 가장 높은(highest) 수행 계층으로서 계층1을 갖는다고 가정한다. 이런 UE들이 발견된 때 (622), 그러면 eNB (100)는 UE들에 의해 지정된 상이한 프리코더들내 매치되는 프로코더 컬럼들을 탐색할 수 있어서(624), W1의 컬럼 1 은 W2의 컬럼 2 에 매치되거나, 또는 W2의 컬럼 1은 W1의 컬럼 2에 매치된다(624). 매칭에 대한 응답에서 (626), eNB (100)는 통신 자원들을 공유하기 위해서 두개의 UE들을 선택한다 (618). 제 1 UE는 그것의 정보를 계층 1상에서 수신할 것이고, 및 제 2 UE는 그것의 정보를 계층 2상에서 수신할 것이다. eNB (100)에서, eNB는 W1의 컬럼 1이 W2의 컬럼 2에 매치될 때 W1 프리코더를 사용할 것이다. 효과적으로, eNB는 그렇게 함으로써 계층 1상에서 제 1 UE를 스케줄하고 및 계층 2상에서 제 2 UE를 스케줄 한다. 제 1 UE가 이점을 갖는다. W1의 컬럼 2 가 W2의 컬럼 1에 매치될 때, 그러면 eNB는 W2 프리코더를 사용한다. 이것은 계층 1상에서 제 2 UE를 스케줄링하는 것으로, 그리고 계층 2상에서 제 1 UE를 스케줄링하는 것으로 귀결된다. 제 2 UE가 이점을 갖는다.

더구나, eNB (100)가 통신 자원들을 공유하기 위해서 상기에서 설명된 바와 같은 UE들에 매치되지 않을 때, eNB (100)는 대안적인 스케줄링을 수행할 수 있다(626). 일 구현예에서, eNB (100)는 UE들 사이에서 통신 자원들을 공유하지 않도록 결정할 수 있다. 예를 들어, eNB (100)는 특정 UE에 대하여 단지 랭크 'L' 다중화 (예를 들어, 랭크 1)만을 스케줄 할 수 있어서, 통신은 이들 'L' 계층들 상에서는 해당 특정 UE에만 발송된다. 다시 말해서, 다른 UE들은 특정UE와 시간 및 주파수자원들을 공유하지 않는다. 그 경우에, 예를 들어, UE의 제 1 계층이 제 2 계층보다 더 나은 수행을 할 때, eNB (100)는 UE의 우선 프리코더를 갖는 제 1 컬럼을 선택할 수 있다. eNB (100)는 UE와 통신하기 위한 랭크 1 프리코더로서 제 1 컬럼, 예를 들어, 제 1 계층상에서,을 사용한다. 유사하게, UE의 제 2 계층이 제 1 계층보다 더 나은 수행을 할 때, eNB (100)는 우선 프리코더를 갖는 제 2 컬럼을 선택할 수 있다. eNB는 UE에 통신하기 위한 랭크 1 프리코더로서 선택된 컬럼, 예를 들어, 제 2 계층을 통하여,을 사용한다. 추가의 스케줄링 예로서, eNB (100)는 특정 UE에 완전한 랭크-2 공간 다중화를 스케줄 하도록 결정할 수 있다. 그런 다음, eNB (100)는 우선 랭크-2 프리코더를 할당하고 그리고 같은 UE에 둘 모두 계층들을 스케줄 할 수 있다.

상기에서 설명된 기술들의 전부에 대하여, eNB (100)는 다운링크 제어 채널상에서 UE들에 전달되는 제어 프레임들 내에 추가적인 비트들 또는 필드들을 도입할 수 있다. 추가적인 비트들 또는 필드들은 계층 선택, 프리코더 선택, 통신 랭크, 및 다른 구성 정보를 포함하는 UE에 대하여 선택된 스케줄링에 관한 특정 구성 정보를 전달할 수 있다.

추가적인 구성 정보의 일 예로서, eNB (100)는 임의의 상이한 UE에 대하여 선택된 송신 파라미터들을 UE에 전달할 수 있다. 예를 들어, eNB (100)는 UE2에 의해 채용된 변조(modulation)를 UE1에 발송할 수 있고, UE1 및 UE2 는 통신 자원들을 공유한다. 이 정보를 가지고, UE1는 증강된 디코딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, UE1는 둘 모두의 UE들에 대하여 최대 우도(ML: maximal likelihood) 디코딩을 수행할 수 있다. 즉, UE1에 대한 정보만을 디코딩하는 대신에, UE1는 UE1 및 UE2에 대하여 정보의 공동 디코딩(joint decoding)을 수행할 수 있다. UE1는 그런다음 UE2에 대하여 의도된 정보의 전부 또는 일부와 같은 UE1에 대하여 유용하지 않은 정보를 여과시킬 수 있다.

상기의 기술들 중 일부는 랭크 2 프리코더 선택을 통하여 랭크 1 스케줄링을 논의한다. 그러나, 해당 스케줄링은 랭크 'n' 프리코더 선택을 통하여 임의의 랭크 'm' 스케줄링에 일반화 될 수 있다는 것에 유의한다 여기서 'm' <- 'n'. 일 특정 예로서 m=1 및 n=4를 갖는 기술들은 랭크 4 프리코더 선택을 통하여 랭크 1 스케줄링을 구현할 수 있다. 일 예가 상기의 도 5에 주어졌다.

도 7 은 UE가 계층 성능 불균형에 따른 스케줄링을 위하여 (예를 들어, 시스템 명령들 (324)의 일부로서) 구현할 수 있는 로직(700)을 도시한다. 로직 (700)은 예를 들어, 프리코더 계층들에 적용하는 채널 특성들을 측정하고 그리고 채널 메트릭들을 획득한다 (702). 이 점에서, 로직(700)은 대역폭, 신호 세기, 용량, SINR, 스루풋, 잡음, 특정 계층 상에서 발송 또는 수신하기 위한 에너지 소모, 특정 계층 상에서 송신하기 위해 요구되거나 수신하기 위해 요구되는 파워, 패킷 재전송(retry) 요청들의 평균 횟수, 또는 임의의 다른 성능 기준 또는 기준의 조합을 결정할 수 있다. 다른 특정 예로서, 로직 (700)은 채널 메트릭으로서 채널 품질 정보 (CQl:Channel Quality Information)를 결정할 수 있다.

로직 (700)은 그것의 우선 프리코더 (예를 들어, PMI에 의해 지정된 랭크 2 프리코더), 및 채널 메트릭들, eNB (704)에 전달한다. eNB (100)는 상기에서 설명된 것처럼 표시된 프리코더들, 및 채널 메트릭들의 분석에 관여한다. eNB (100)가 UE들에 대한 스케줄링을 결정하였을 때, eNB (100)는 스케줄링에 대한 구성 정보를 UE들에 전달한다. 구성 정보는 다운링크 제어 채널 내에 발송되는 프레임들에 비트 필드들 내에 배치될 수 있다. 따라서, 로직 (700)은 구성 정보를 수신한다 (706).

구성 정보를 가지고, UE는 구성 정보에 의해 지정된 계층(들)내의 정보를 수신하고 디코딩하도록 그것의 수신기를 구성한다 (708). 예를 들어, 설사 UE가 랭크 2 프리코더를 지정하였다 하더라도, 구성 정보는 UE가 두개의 계층들 중에서 특정 계층에서 그것의 정보를 수신하도록 지시할 수 있다. 그것의 수신기가 구성되면, UE는 그런다음 eNB (100)로부터 신호들을 수신하고, 및 UE에 대한 정보를 획득하기 위해 지정된 계층(들)을 디코드할 수 있다(710).

용어에 관련하여, 이하의 예시적인 설명이 제공된다. 코드 워드(code word)들은 일반적으로 더 높은 계층들이 UE들에 정보를 전달하기 위해 송신 체인(transmit chain)에 발송하는 정보를 지칭한다. 각각 UE에 향하는 하나 또는 그 이상의 상이한 코드 워드들을 갖는 특정 플로우(specific flow)가 전형적으로 존재한다. 송신 체인에서, 계층 맵핑 모듈(layer mapping module)는 하나 또는 다수의 UE들에 대한 코드 워드들을 수용한다. 계층 맵핑 모듈은, 요구되는 것은 아니지만, 다수의 계층들에 걸쳐서 특정 코드 워드로 분열할 수 있다. 계층 맵핑 모듈은 다양한 계층들에 할당된 송신을 위한 심벌들을 출력한다.

프리코딩(precoding)은 입력들로서 심벌들을 취한다. 프리코딩 로직에 입력되는 계층들의 수가 'm'이고 송신 안테나 포트들의 수가 'n'일 때, 그러면 전형적으로 프리코딩 매트릭스는 사이즈 <n x m>를 갖는다. 프리코딩 매트릭스 (예를 들어, <m x n>의)는 'n' 안테나 포트들을 통하여 송신하기 위한 심벌들의 출력을 (예를 들어, 차원 <m x 1>을 갖는)획득하기 위해서 심벌 (예를 들어, 차원 <n x 1>을 갖는)에 대하여 곱해진다. 프리코딩 로직에 입력을 형성하는 계층들의 수는 랭크(Rank)로서 지칭된다. 주어진 예에서, 랭크는 'm'이다.

상이한 계층들로부터의 입력 심벌들은 아래에 의해 표현된다:

프리코더 매트릭스는 아래에 의해 표현된다:

프리코더 매트릭스에서 각각 컬럼은 그것의 사이즈가 <n X 1>인 Px에 의해 표시된다. m 컬럼들이 존재한다.

프리코딩 출력은 아래에 의해 주어진다:

그것의 사이즈는 <n X 1 >이다. 이 심벌의 'n' 파트들의 각각은 상이한 송신 안테나 포트들로 진행한다.

상기에서, 선행 매트릭스의 각각의 컬럼은 특정 계층에 해당하는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 선행 매트릭스의 각각의 특정 컬럼은 특정 계층과 관련된 것으로 전형적으로 간주된다. 만약 선행 매트릭스가 항등 행렬(identify matrix)가 아니라면, 선행 동작은 다수의 안테나들에 의한 송신을 위해 계층들에 산개된다.

상기 설명된 방법들, 디바이스들 및 로직은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 둘 모두의 많은 상이한 조합들에서 많은 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들면, 로직의 전부 또는 일부들은 제어기, 마이크로프로세서, 또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)내에 회로부를 포함할 수 있거나, 또는 단일 집적 회로 상에 결합되거나 또는 다수의 집적 회로들 가운데 분산된 이산 로직 또는 컴포넌트들, 또는 다른 유형들의 아날로그 또는 디지털 회로의 조합으로 구현될 수 있다. 상기 설명된 로직의 모두 또는 일부는 프로세서, 제어기, 또는 다른 프로세싱 디바이스에 의한 실행을 위한 명령들로서 구현될 수 있으며 플래시 메모리, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 판독 전용 메모리(ROM), 삭제 가능한 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM)과 같은 유형의 또는 비-일시적 기계-판독 가능하거나 또는 컴퓨터-판독 가능한 매체 또는 컴팩트 디스크 판독 전용 메모리(CDROM), 또는 자기 또는 광 디스크와 같은 다른 기계-판독 가능한 매체에 저장될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 프로그램 제품과 같은 제품은 저장 매체 및 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령들을 포함할 수 있으며, UE 및 eNB, 컴퓨터 시스템, 또는 다른 디바이스에서 실행될 때 이것은 디바이스로 하여금 상기의 설명 중 임의의 것에 따라 동작들을 수행하게 한다.

시스템의 프로세싱 능력은 다수의 분배 프로세싱 시스템들을 선택적으로 포함하여, 다수의 프로세서들 및 메모리들 중에서와 같이, 다수의 시스템 구성요소들 가운데 분배될 수 있다. 파라미터들, 데이터베이스들, 및 다른 데이터 구조들은 별개로 저장되고 관리될 수 있으며, 단일 메모리 또는 데이터베이스로 통합될 수 있고, 많은 상이한 방식들로 논리적으로 및 물리적으로 조직화될 수 있으며, 링크드 리스트(linked list)들, 해시 테이블(hash table)들, 또는 내포된 저장 메커니즘(스토리지 메커니즘)들과 같은 데이터 구조들을 포함하여, 많은 방식들로 구현될 수 있다. 프로그램들은 여러 개의 메모리들 및 프로세스들에 걸쳐 분배되거나, 또는 공유 라이브러리(예로서, 동적 링크 라이브러리(DLL:dynamic link library)와 같은 라이브러리에서와 같이, 많은 상이한 방식들로 구현된 단일 프로그램, 별개의 프로그램들의 부분들(예로서, 서브루틴(subroutine)들)일 수 있다. DLL은 예를 들면, 상술된 시스템 프로세싱 중 임의의 것을 수행하는 코드를 저장할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 보다 많은 실시예들 및 구현들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것이 당해 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들 및 그 등가물들을 고려하는 것을 제외하고 제한되지 않는다.

Claims

제 1 유저 단말로부터, 통신 자원의 제 1 계층 및 제 2 계층 상에서 동시에 통신하기 위한 우선 프리코더(preferred precoder)를 지정한 제 1 표시자(indicator)를 수신하는 단계;
제 2 유저 단말로부터, 상기 제 2 유저 단말에 의한 사용을 위해 역시 상기 우선 프리코더를 지정한 제 2 표시자를 수신하는 단계;
상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말에 대하여 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층 사이에서 반대의 성능 불균형(opposing performance imbalance)이 존재하는지를 결정하는 단계; 및
둘 모두의 유저 단말들이 지정한 상기 우선 프리코더를 이용하여 상기 제 1 계층 및 제 2 계층의 반대의 계층들 상에서 동시에 통신하기 위해서 상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말을 선택하는 단계;를 포함하는, 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 반대의 성능 불균형이 존재하는지를 결정하는 단계는
상기 우선 프리코더가 상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말 둘 모두에 의해 사용될 때, 상기 제 1 유저 단말은 상기 제 2 계층보다 상기 제 1 계층상에서 더 높은 성능을 가지며, 그리고 상기 제 2 유저 단말은 상기 제 1 계층보다 상기 제 2 계층상에서 더 높은 성능을 갖는지를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 2 에 있어서,
상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말로부터, 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 성능 메트릭(metric)들을 수신하는 단계;를 더 포함하고 및
더 높은 성능을 결정하는 단계는
더 높은 채널 품질, 더 높은 스루풋, 더 높은 SNIR(Signal to Noise plus Interference Ratio), 또는 그것의 임의 조합을 결정하는 단계;를 포함하는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말로부터, 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 메트릭(metric)들을 수신하는 단계;를 더 포함하고 및
상기 결정하는 단계는
상기 채널 메트릭들을 이용하여 상기 반대의 성능 불균형을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제 1 표시자를 수신하는 단계는 상기 우선 프리코더를 지정한 우선 매트릭스 표시자(preferred matrix indicator)를 수신하는 단계;를 포함하는, 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 제 1 표시자를 수신하는 단계는
적어도 랭크 2 를 갖는 멀티-유저 다수 입력 다수 출력(MIMO: multiple input multiple output) 통신 프리코더의 제 1 표시자를 수신하는 단계;를 포함하는, 방법 .
제 1 계층내 및 제 2 계층내 다수의 안테나들을 통하여 동시 송신을 지원하는 다수 입력 다수 출력(MIMO:multiple input multiple output) 통신 인터페이스; 및
상기 MIMO 통신 인터페이스와 통신하는 시스템 로직으로서, 상기 시스템 로직은,
상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층 내에서 동시에 통신하기 위해 유저 단말들로부터 우선 프리코더들의 표시자들을 획득하고; 및
공통 우선 프리코더(common preferred precoder)를 지정한 상기 유저 단말들 중 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말에 대한 상기 표시자들을 탐색하고, 그리고 상기 제 1 계층 내에서 및 상기 제 2 계층 내에서 반대의 계층 용량 불균형이 존재하는지 탐색하도록 동작 가능한, 상기 시스템 로직;을 포함하는, 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 시스템 로직은,
상기 탐색이 성공한때
상기 제 1 유저 단말에 대하여 상기 제 1 계층이 상기 제 2 계층보다 더 높은 성능을 갖는지를 결정하고; 및
송신들을 수신하기 위해 상기 제 1 계층을 지정한 계층 선택을 상기 제 1 유저 단말에 전달하도록 더 동작 가능한, 시스템
청구항 8에 있어서,
상기 시스템 로직은,
상기 탐색이 성공한때
송신들을 수신하기 위해 상기 제 2 계층을 지정한 계층 선택을 상기 제 2 유저 단말에 전달하도록 더 동작 가능한, 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 시스템 로직은,
상기 공통 우선 인코더를 이용하여
상기 제 1 유저 단말에 대하여 상기 제 1 계층에서 정보를; 및 상기 제 2 유저 단말에 대하여 상기 제 2 계층에서 정보를, 동시에 송신하도록 더 동작 가능한, 시스템.
청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 시스템 로직은,
상기 탐색이 성공하지 못한 때
상이한 우선 프리코더들을 갖고; 및
상기 제 1 계층내 및 상기 제 2 계층 내에서 반대의 계층 용량 불균형을 갖는
상기 유저 단말들 중 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말을 더 탐색하도록 동작 가능한, 시스템.
청구항 7 내지 청구항 11 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 시스템 로직은,
상기 탐색이 성공하지 못한때
상이한 우선 프리코더들을 갖고;
상기 제 1 계층내 및 상기 제 2 계층내에서 반대의 계층 용량 불균형을 갖고; 및
비록 상이하지만, 공통 코딩 엔트리(common coding entry)를 공유하는 상이한 우선 프리코더들을 갖는
상기 유저 단말들 중 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말을 더 탐색하도록 동작 가능한, 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 공통 코딩 엔트리는
상기 상이한 우선 프리코더들내에 존재하는 공통 프리코딩 컬럼을 포함하는, 시스템.
청구항 13 에 있어서, 상기 상이한 우선 프리코더들은 적어도 랭크 2 MIMO 통신을 위한 프리코더들을 포함하는, 시스템.
적어도 제 1 계층 및 제 2 계층상에서 동시에 통신하기 위해 우선 프리코더들의 표시자들을 유저 단말들로부터 수신하는 단계;
상기 유저 단말들로부터 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층에 대한 채널 메트릭들을 수신하는 단계; 그리고
공통 우선 프리코더를 지정한 유저 단말들을 공통 프리코더 유저 단말들로서 결정하는 단계;
상기 공통 우선 프리코더 유저 단말들의 상기 채널 메트릭들에서의 불균형을 식별하는 단계로서, 상기 제 1 유저 단말은 상기 제 2 계층보다 상기 제 1 계층상에서 더 높은 성능을 가지며, 그리고 상기 제 2 유저 단말은 상기 제 1 계층보다 상기 제 2 계층상에서 더 높은 성능을 갖는, 상기 식별하는 단계; 및
상기 불균형 식별에 대한 응답으로 통신 그룹에 대하여 상기 제 1 유저 단말 및 상기 제 2 유저 단말을 선택하는 단계;에 의하여
적어도 상기 제 1 계층 및 상기 제 2 계층을 통하여 동시에 통신하기 위하여 적어도 제 1 유저 단말 및 제 2 유저 단말을 갖는 상기 통신 그룹을 결정하는 단계;를 포함하는 방법.