KR20170056670A - SCMA(sparse code multiple access)를 사용한 다운링크 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트 전송을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

SCMA(sparse code multiple access)를 사용한 다운링크 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트 전송을 위한 시스템 및 방법
실시예들은 SCMA(sparse code multiple access)를 사용한 다운링크 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(MU-CoMP) 전송을 이네이블링하도록 제공된다. 실시예에서, 네트워크 컨트롤러는, 다중 전송 포인트(TPs) 및 다중 사용자 장비(UEs)의 클러스터 내에서, SCMA 전송 모드를 갖는 MU-CoMP 및 TP의 세트로부터 UE의 세트로의 데이터 전송을 위한 UE 페어링 방식을 선택한다. 컨트롤러는 TP의 세트 내의 각 TP에 대해, SCMA 전송 모드를 갖는 선택된 MU CoMP에 따라 UE에 복수의 SCMA 계층을 조정하고 할당하는 것을 포함하는, TP의 세트로부터의 데이터 전송을 위한 UE의 세트를 스케줄링하고, 컨트롤러는 또한 스케줄링에 기초하여 제어 시그널링에 대한 값을 결정한다. 제어 시그널링은 TP로부터의 데이터 전송을 검출하도록 UE의 세트를 구성한다.

Description

SCMA(sparse code multiple access)를 사용한 다운링크 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트 전송을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DOWNLINK OPEN-LOOP MULTI-USER COORDINATED MULTIPOINT TRANSMISSION USING SPARSE CODE MULTIPLE ACCESS}
본 출원은 Usa Vilaipornsawai et al.에 의해 2015년 9월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/860,476호 및 2014년 9월 19일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/052,989호(명칭: "다운링크 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트 전송을 위한 시스템 및 방법")의 이익을 청구하고, 상기 가출원 및 출원의 전체 내용은 본 출원에 참조로서 합체된다.
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 특정 실시예에서, SCMA(sparse code multiple access)를 사용하는 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
5세대(5G) 무선 네트워크와 같은 진화하는 네트워크에서 고용량 요구 및 새로운 애플리케이션을 지원하기 위해, 초고밀도 네트워크(UDN) 및 이동 네트워크(MN)가 개발되고 있다. 이러한 네트워크 아키텍처는 고용량 요구, 끊임없는 셀간 간섭, 빈번한 핸드오버, 및 빠르게 이동하는 사용자와 같은 여러 가지 과제로 인해 어려움을 겪고 있다. 협력 다지점(CoMP: Coordinated multipoint) 또는 조인트 전송(JT: Joint transmission) CoMP, 협력 빔 형성/스케줄링(CB/CS: Coordinated beam forming/scheduling) CoMP, 빔 형성에 기반한 다중 사용자 다중 입력 및 다중 출력(MU-MIMO: multi-user multiple-input and multiple-output)과 같은 기술들은, 이러한 과제를 완화하기 위해 제안되고 있다. 그러나, CoMP 및 MU-MIMO 방식은 높은 오버 헤드를 갖는 채널 상태 정보(CSI: channel state information) 피드백을 요구하는 폐루프 방식이다. CSI 피드백은 채널 노화 및 피드백 오류에도 민감하다. SCMA(sparse code multiple access)는 비교적 낮은 복잡도의 수신기 설계 및 양호한 성능을 갖는 전송 방식이다. SCMA는 리소스보다 더 많은 사용자 또는 트래픽을 가진 과부하(overloaded) 시스템을 지원하여 높은 스펙트럼 효율을 제공할 수 있다. 다중 사용자 SCMA(MU-SCMA: Multi-user SCMA) 방식은 스루풋 및 커버리지를 증가시킬 수 있고, 낮은 피드백 오버헤드를 갖는 개루프(OL: open-loop) 사용자 멀티플렉싱을 지원할 수 있다. SCAM 방식의 낮은 복잡성으로부터 이익을 얻고 전형적인 CoMP 시스템의 과제들 중 일부를 극복하기 위해 CoMP 전송을 사용하여 OL MU-SCMA를 구현하는 효율적인 방식이 요구된다.
실시예에 따르면, SCMA(sparse code multiple access)를 사용하는 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 이네이블링하는 방법은, 다중 전송 포인트(TPs: transmission points) 및 다중 사용자 장비(UE: user equipment)의 클러스터 내의 네트워크 컨트롤러에서, SCMA 전송 모드를 갖는 다중 사용자(MU: user equipment) CoMP 및 TP들의 세트로부터 UE들의 세트로의 데이터 전송을 위한 UE 페어링(paring) 방식을 포함한다. SCMA 전송 모드를 갖는 MU CoMP는 기준에 따라 선택된다. 방법은 SCMA 전송 모드를 갖는 선택된 MUCoMP에 따라, TP의 세트 내의 각 TP에 대해, 복수의 SCMA 계층을 UE의 세트에 조정하고할당하여, TP의 세트로부터의 데이터 전송을 위한 UE의 세트를 스케줄링하는 단계를 더 포함한다. 제어 시그널링에 대한 복수의 값은 또한 스케줄링에 기반하여 결정된다. 제어 시그널링은 UE의 세트를 구성하여 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하고, 결정된 값을 갖는 TP의 세트에 할당된다.
다른 실시예에 따르면, 개루프 MU-COMP-SCMA 전송을 이네이블링하는 방법은 TP에서, TP에할당된 제어 시그널링에 대한 복수의 값을 네트워크 컨트롤러로부터 수신하는 단계 및 TP에 연관된 UE의 세트에 제어 시그널링을 전송하는 단계를 포함한다. 제어 시그널링은 선택된 MU-CoMP-SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식에 따라 TE의 세트로부터의 전송을 검출하기 위해 UE의 세트에 대한 스케줄링 정보를 포함한다. 값들은 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수와 인덱스를 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 개루프 MU-COMP-SCMA 전송을 이네이블링하는 방법은 UE에서, 선택된 MU-CoMP-SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식에 따라 스케줄링을 위한 제어 시그널링을 수신하는 단계, 및 선택된 MU-CoMP-SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식에 따라 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하는 단계를 포함한다. 제어 시그널링은 TP들의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 지시한다.
다른 실시예에 따르면, SCMA를 사용하는 개루프 다중 사용자 CoMP 전송을 이네이블링하는 네트워크 컨트롤러는 메모리에 연결된 프로세서 및 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 프로그래밍은 다중 TP 및 다중 UE의 클러스터에 대해, SCMA 전송 모드를 갖는 다중 사용자(MU) CoMP 및 TP 세트로부터 UE 세트로의 데이터 전송을 위한 UE 페어링 방식을 선택하는 명령을 포함한다. SCMA 전송 모드를 갖는 MU CoMP는 기준에 따라 선택된다. 프로그래밍은 또한 SCMA 전송 모드를 갖는 선택된 MUCoMP에 따라, TP의 세트 내의 각 TP에 대해, 복수의 SCMA 계층을 UE의 세트에 조정하고 할당하여, TP의 세트로부터의 데이터 전송을 위한 UE의 세트를 스케줄링한다. 명령은 또한 스케줄링에 기반하여 제어 시그널링에 대한 복수의 값을 결정하는 것, 및 결정된 값을 갖는 TP의 세트에 제어 시그널링을 할당하는 것을 포함한다. 제어 시그널링은 UE의 세트를 구성하여 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출한다.
다른 실시예에 따르면, SCMA를 사용하는 개루프 다중 사용자 CoMP 전송을 지원하는 TP는 메모리에 연결된 프로세서, 및 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 프로그래밍은 네트워크 컨트롤러로부터, TP에할당된 제어 시그널링에 대한 복수의 값을 수신하고, TP와 연관된 UE의 세트에 제어 시그널링을 전송하는 명령을 포함한다. 제어 시그널링은 SCMA 전송 모드를 갖는 선택된 MU CoMP 및 UE 페어링 방식에 따라 TP들의 세트로부터의 전송을 검출하기 위해 UE들의 세트에 대한 스케줄링 정보를 포함한다. 값은 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, SCMA를 사용하는 개루프 다중 사용자 CoMP 전송을 지원하는 UE는 메모리에 연결된 프로세서, 및 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 프로그래밍은 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 사용하여 선택된 MU CoMP에 따라 스케줄링을 위한 제어 시그널링을 수신하고, SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 MU CoMP에 따라 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하기 위한 명령들을 포함한다. 제어 시그널링은 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 나타낸다.
전술한 내용은 후술하는 본 발명의 상세한 설명이 보다 잘 이해될 수 있도록 하기 위해 본 발명의 실시예의 특징을 다소 광범위하게 개략적으로 설명하였다. 본 발명의 추가적인 특징 및 실시예의 장점은, 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 이하에서 설명한다. 개시된 개념 및 특정 실시예가 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조 또는 프로세스를 수정 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 활용될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식되어야 한다. 또한, 이러한 등가 구성이 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 당업자에 의해 이해되어야 한다.
본 발명 및 그 장점을 보다 완전하게 이해하기 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 설명이 이제 참조된다.
도 1은 SCMA를 갖는 OL MU-CoMP 시스템의 실시예를 도시한다.
도 2는 OL MU-CoMP SCMA 전송 모드 및 그것의 구성을 결정하기 위한 방법의 실시예를 도시한다.
도 3은 스케줄링된 UE들에서의 검출을 위한 제어 시그널링을 이네이블링하는 방법의 실시예를 도시한다.
도 4는 OL MU-SCMA-CoMP 전송을 지원하기 위해 피드백 정보를 측정하고 전송하는 방법의 실시예를 도시한다.
도 5는 MU-SIGMA-CoMP 전송을 위한 UE 페어링 시나리오의 실시예를 도시한다.
도 6은 MU-SIGMA-CoMP 원격 페어링의 실시예를 도시한다.
도 7은 MU-SCMA-CoMP 로컬 페어링의 실시예를 도시한다.
도 8은 MU-SCMA-CoMP 듀얼 페어링의 실시예를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 OL MU-SCMA-CoMP 전송 시스템의 실시예를 도시한다.
도 10은 다양한 실시예를 구현하는 데 사용될 수 있는 처리 시스템의 도면이다.
상이한 도면에서의 대응하는 숫자 및 기호는 다른 언급이 없는 한 일반적으로 대응하는 부분을 나타낸다. 도면들은 실시예들의 관련 양태들을 명확하게 도시하기 위해 그려진 것이고, 반드시 비율대로 그려진 것은 아니다.
비록 하나 이상의 실시예의 예시적인 구현이 하기에서 제공되지만, 개시된 시스템 및/또는 방법은 현재 알려지거나 존재하는지 여부를 불문하고, 임의의 개수의 기술을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 당초에 이해되어야 한다. 본 개시는 여기에 도시되고 설명된 예시적인 설계 및 구현을 포함하는, 이하에서 설명되는 예시적인 구현 예, 도면, 및 기술에 결코 제한되어서는 안되며, 등가물의 전체 범위와 함께 첨부된 청구항의 범위 내에서 수정될 수 있다.
SCMA(sparse code multiple access)는 비-직교 다중 접속 방식으로, 희소 코드북(sparse codebooks)을 사용하여 사용자 데이터 심볼을 전달한다. 희소 코드북을 상이한 사용자 또는 데이터 심볼에 할당함으로써, SCMA는 합리적인 복잡성을 갖는 고급 수신기를 사용하여 과부하된 시스템(예를 들어, 리소스보다 많은 사용자/트래픽을 갖는)을 지원할 수 있다. 이러한 합리적인 복잡성은 SCMA 코드북의 희소성(sparsity)에 의해 가능해진다. 또한, SCMA의 코드 영역에서 사용자를 분리할 수 있는 기능은 무선 신호 커버리지를 향상시키는 헙력 멀티포인트(CoMP: Coordinated Multipoint) 전송 시나리오에 적합하다. 커버리지 개선은 사용자의 경험을 향상시키기 위해 번역될 수 있습니다. 제1 사용자 장비(UE: user equipment)는 상이한 또는 동일한 코드북을 사용할 수 있는 상이한 전송 포인트들(TPs: Transmitter Points)로부터 데이터 심볼들을 수신할 수 있다. 각 TP는 상이한 사용자에게 상이한 코드북을 할당하여 다중 사용자(MU: multiple users)를 지원할 수도 있다. TP라는 용어는 또한 TP의 커버리지 범위를 지시하기 위해 여기에서 사용된다.
여기서는 MU-SCMA-CoMP로도 지칭되는, SCMA를 사용하는 다운링크 개루프 MU-CoMP 전송을 이네이블링하는 실시예가 제공된다. 실시예는 검출 전략, 파워 공유 팩터 최적화, 사용자 페어링, 및 스케줄링을 위한 방식을 포함한다. 이 방식은 SCMA를 이용하여, 상이한 코드북 세트들을 사용하는 MU를 지원한다. 이 방식은 개루프 특성으로 인해, 채널 상태 정보(CSI: channel state information), 필요한 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator)에 대한 지식 없이도 구현될 수 있다. 이 방식은 예를 들어, V2V(Vehicle to Vehicle) 또는 높은 이동성 어플리케이션을 포함하는 5G 시스템과 같은, 높은 이동성 어플리케이션에 적합하다.
다운링크 MU-SCMA-CoMP에서, SCMA 계층들은 다중 UE간에 공유되므로, 전송 파워는 UE들간에 공유될 필요가 있다. 임의의 UE는 다중 TP로부터 데이터를 수신할 수 있다. MU-CoMP 시나리오에서, 전송은 다중 UE 및 다중 TP에 대해 전체적으로 최적화되어야 한다. 원격 페어링, 로컬 페어링, 및 듀얼 페어링을 포함하여, MU-SCMA-CoMP에 대한 다중 UE/TP 페어링 시나리오를 고려할 수 있다.
도 1은 다운링크 SCMA를 갖는 OL MU-CoMP 시스템(100)의 실시예를 도시한다. SCAM 방식의 사용은 각 UE로부터 채널 상태 정보(CSI) 피드백의 요구를 제거하여 CoMP 전송을 위한 프리코딩 매트릭스를 확립한다. 프리코딩 매트릭스를 획득하는 데 요구되는 CSI를 사용하는 대신, 각 TP에 대한 CoMP 전송 모드는 다중 TP로부터 다중 UE로의 SCMA CoMP 전송을 위한 복수의 가능한 구성을 식별하여 달성될 수 있다. 고려되는 모드는 단일 사용자(SU: single-user) 또는 다중 사용자(MU: multi-user) SCMA 모드, SCMA를 갖는 SU-CoMP(단일 UE에 공동으로 전송하는 다중 TP를 갖는) 및 SCMA를 갖는 다중 MU-CoMP(다중 UE에 공동으로 전송하는 다중 TP를 갖는) 방식과 같은 비-CoMP 모드를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 SCMA CoMP 전송 모드 및 이 모드의 상이한 구성을 확립하도록 무선 리소스 제어(RRC: Radio Resource Control) 시그널링을 지원한다. 아래에 설명된 바와 같이, MU-SCMA-CoMP 방식은 로컬 페어링, 원격 페어링, 및 듀얼 페어링 방식을 포함할 수 있다. 다른 적절한 전송 모드가 또한 고려될 수 있다. 따라서, UE들은 하나 이상의 전송 모드들에 기초하여, 예를 들어, 매 스케줄링 간격마다 동적으로, SCMA 계층들을 UE들에 조정/할당함으로써 전송을 위해 스케줄링될 수 있다.
시스템(100)에서, 네트워크 컨트롤러(101)는 네트워크 클러스터 내의, 다중 TP(110) 및 다중 UE(120) 사이의 다운링크 MU-SCMA-CoMP를 구성한다. 각 UE(120)는 채널 품질 지시자(CQI) 피드백 및 그에 대해 검출된 SCAM 계층들의 개수를 반송한다. CQI 피드백은 TP(110)에 의해 컨트롤러(101)로 포워딩된다. 컨트롤러(101)는 또한 각 UE(120) 및 TP(110) 쌍에 대한 이러한 피드백 정보를 사용하여 전체 클러스터(모든 고려되는 TP들(110) 및 UE들(120) 사이의)에서 스케줄링 및 CoMP 모드 선택을 구성한다. CoMP 모드 선택 외에도, 구성은 지정된 리소스에 대한 사용자 선택, SCMA 계층에 대한 파워할당, 및 레이트 및 계층 조정을 포함한다. 구성 파라미터는 CoMP/페어링된 사용자에 대한 인코딩, 변조(modulation), 멀티플렉싱, 및 제어 시그널링을 조정하도록 각각의 TP(110)에 전달된다. UE들(120)은 검출을 위해 제어 시그널링을 사용한다.
도 2는 OL MU-SCMA-CoMP 전송 모드 및 그것의 구성을 결정하기 위한 실시예 방법(200)을 도시한다. 방법(200)은 시스템(100), 예를 들어 컨트롤러(101)에서 수행될 수 있다. 단계(201)에서, 다양한 페어링 방식을 갖는 SU/MU-SCMA, SU-SCMA-CoMP, MU-SCMA-CoMP를 포함하는, SCMA CoMP 전송 모드에 대한 복수의 가능한 구성이 식별된다. 단계(202)에서, 컨트롤러는 미리 결정된 기준, 예를 들어, 최대 가중치 합 레이트(WSR: weighted sum rate)에 기초하여 전송 모드를 선택한다. 단계(203)에서, 다중 TP로부터의 다중 UE는 결정된 전송 모드에 기초하여 UE들에 SCMA 계층들을 조정/할당함으로써 스케줄링된다. 이 단계는 모든 스케줄링 간격마다 동적으로 수행될 수 있다. 스케줄링은 기준에 기초하여 다중 TP로부터 다중 UE를 페어링하는 것, 및 각각의 주어진 시간, 주파수 및/또는 공간 도메인 리소스에 대해, 다중 TP 내의 다수의 스케줄링된 UE에 파워 및 SCMA 계층 또는 다른 사용가능한 리소스를 할당하는 것을 포함한다. 스케줄링은 할당된 파워에 기초하여 스케줄링된 UE들의 SCMA 계층들의 레이트 및 개수를 조정하는 것을 포함한다.
도 3은 스케줄링된 UE들에서의 검출을 위한 제어 시그널링을 이네이블링하는 실시예 방법(300)을 나타낸다. 방법(300)은 시스템(100)에서, 예를 들어, 컨트롤러(101) 및 TP(110)에서 수행될 수 있다. 이러한 제어 시그널링은 OL MU-SCMA-CoMP 전송 모드에서 스케줄링된 UE의 검출에 필요하다. 단계(310)에서, 컨트롤러는 스케줄링 결정에 기초하여 제어 시그널링의 값을 결정한다. 값들은 선택된 CoMP 전송 모드를 포함할 수 있고, 각 CoMP UE에 대해, CoMP 전송 포인트 내의 TP의 개수, CoMP 전송 포인트 내의 TP의 인덱스, CoMP 전송 포인트 내의 각 TP의 계층의 개수, CoMP 전송 포인트 내의 각 TP의 계층의 인덱스를 포함할 수 있다. 값들은 또한 각 CoMP UE의 각 CoMP TP에 대해, 각 계층의 파워 공유 팩터, 각 계층의 코드북 크기, 및 각 계층의 코드 레이트를 포함한다. 일부 정보가 UE에 의해 맹목적으로 검출될 수 있기 때문에, 이러한 시그널링의 일부만이 요구될 수 있다. 단계(320)에서, 컨트롤러는 연관된 제어 시그널링을 CoMP UE의 각각의 서빙 TP에 할당한다. 단계(330)에서, 서빙 TP는 그것의 CoMP UE에 제어 시그널링을 전송한다.
도 4는 OL MU-SCMA-CoMP 전송을 지원하기 위해 피드백 정보를 측정하고 전송하는 실시예 방법(400)을 나타낸다. 방법(400)은 UE로부터 그것의 서빙 TP 또는 클러스터로의 피드백 CQI들을 측정하고 송신하는 것을 포함한다. CQI는 UE에 의해 측정된 SINR(signal-to-interference-plus-noise) 및 SCMA 계층들의 개수를 지시한다. 방법(400)은 시스템(100)에서, 예를 들어 각 TP 및 UE에서, 수행될 수 있다. 단계(410)에서, 비-CoMP 전송을 위한 각 서빙 TP는 조정 없이 기준 신호(예를 들어, CRS, CSI-RS)를 전송한다. 또한, 각 CoMP UE의 CoMP 측정 세트 내의 TP들은, 그들 중 뮤팅 조정을 갖는 기준 신호(예를 들어, CSI-RS/ZP CSI-RS)를 CoMP UE에 송신한다. 단계(420)에서, UE는 그것의 기준 신호를 사용하여 비-CoMP SINR을 측정한다. 비-CoMP SINR은 다른 모든 TP들로부터의 간섭 파워에 잡음 파워를 더한 파워에 대한 서빙 TP로부터의 신호 파워이다. 기준 신호의 뮤팅을 조정하는 것부터 측정을 사용하여, UE는 M개의 TP(M은 정수)에 대한 M개의 CoMP SINR을 측정할 수 있다. CoMP SINR은 CoMP 측정 세트의 외부로부터의 간섭 파워에 잡음 파워를 더한 파워에 대한 CoMP 측정 세트(예를 들어, M개의 TP) 내의 TP로부터의 신호 파워이다. 단계(430)에서, 각 비-CoMP UE는 측정된 비-CoMP SINR 및 연관된 SCMA 계층의 개수를 피드백으로서 그것의 서빙 TP/클러스터에 송신한다. MU-SCMA에서 비-CoMP SINR이 요구된다. 각 CoMP UE는 피드백으로서, 비-CoMP SINR 및 SCMA 계층의 연관된 개수를 그것의 서빙 TP/클러스터에, 그리고 M개의 CoMP SINR 및 그것들의 SCMA 계층의 연관된 개수를 그것의 서빙 TP/클러스터에 전송한다. MU-SCMA-CoMP에서 M개의 CoMP SINR이 요구된다. SINR의 값은 양자화되고 세트 내에서 미리 정의될 수 있다. 다수의 SCMA 계층은 또한 세트 내에서 미리 정의될 수 있다. SINR들의 피드백 레이트와 SCMA 계층들의 개수는 상이할 수 있다.
CoMP UE에 대한 다운링크 전송에서, 다중 TP로부터의 SCMA 계층들과 연관된 데이터가 공동으로 검출된다. 다중 공동-페어링된 UE/SCMA 링크에 대해, 각 스케줄링된 UE는 모든 링크로부터 모든 SCMA 계층들에 대한 조인트 검출(joint detection)을 수행한다. 연속 간섭 제거(SIC: successive interference cancellation) 검출 방식을 사용하여, UE는 증가하는 성능 메트릭(metric), 예를 들어, CQI 피드백에 기초한 채널 품질의 순서로 정렬될 수 있다. 따라서, 다른 모든 UE의 계층들이 간섭인 것으로 가정함으로써, 순서대로 제1 UE는 SCMA 계층들과 연관된 그것의 데이터를 검출한다. 제2 UE는 먼저 제1 UE 데이터(낮은 채널 품질을 갖는)를 검출하고, 그것의 신호로부터의 데이터를 재-인코딩/취소한 다음, 나머지 UE들로부터의 데이터 계층들이 간섭인 것으로 간주하는 자신의 데이터를 재-인코딩/취소한다. 순서대로 임의의 나머지 UE들은 유사한 방식으로 진행한다.
도 5는 MU-SCMA-CoMP 전송을 위한 UE 페어링 시나리오의 실시예를 도시한다. 이 시나리오는 다중 UE(520)이 TP들 또는 TP들에 의해 서비스되는 셀들과 반드시 연관되지는 않는 무선 네트워크에 적용될 수 있다. 예를 들어, UE들(520)은 차량, 기차, 또는 비행기 내의 UE들과 같은, 하나 이상의 무선 네트워크들 및 TP들에 걸쳐 이동할 수 있다. 다중 UE(520)(적어도 2 개의 UE)는 예를 들어, UE들과 충분히 근접한 다중 TP(510)로부터의 CoMP-SCMA 전송을 수신하도록 함께 페어링될 수 있다. 예를 들어, n개의 UE는 m개의 TP(n 및 m은 정수)에 의해 서빙되고, n개의 UE의 각 UE는 최대 m개의 TP에 의해 서빙된다. 네트워크 컨트롤러(미도시)는 적절한 개수의 SCMA 계층 및 파워 공유 팩터를 링크에 할당함으로써 각 TP(510) 및 UE(520) 사이의 링크를 확립할 수 있다. 주어진 시간, 주파수, 및/또는 공간 리소스마다 다른 리소스를 링크에 할당할 수도 있다.
도 6은 MU-SCMA-CoMP 원격 페어링 시나리오의 실시예를 도시한다. 상이한 데이터 스트림들이 SM(Spatial Multiplexing) 방식을 사용하여 상이한 TP들로부터 CoMP UE들에 전송될 수 있다. 대안으로, 동일한 데이터 스트림이 전송 다이버시티 방식을 사용하여 TP들로부터 UE들에 전송될 수 있다. UEi로 지정된 제1 UE(620)는, TP1로 지정되고 낮은 SINR을 갖는 제1 TP(610)에서 셀-에지 UE(620)인 것으로 가정된다. UEj로 지정된 제2 UE(620)는, TP2로 지정되고 높은 SINR을 갖는 제2 TP(610)의 셀-센터 UE(620)이다. 낮은 SINR을 갖는 셀-에지 UE(620) 및 높은 SINR을 갖는 셀-센터 UE(620)는 각각, 불량 UE 및 양호 UE로 지칭된다. 이 시나리오에서, TP2는
Figure pct00001
를 갖는 자기 자신의 셀-센터 UE(620)을 서빙하면서,
Figure pct00002
의 전송 파워를 그 UE에 할당하여 TP1의 셀-에지 UE(620)을 서빙할 수 있고, 여기서
Figure pct00003
는 최적화될 필요가 있는 파워 공유 팩터이다. SCMA를 사용하면, 이 사용자들 간에 파워을 공유하는 것 외에도, 계층들을 공유할 수 있다.
MIMO(multiple-input and multiple-output) 및 SCMA 모델의 선형-등가물에 기초하여 TP1과 연관된 UEi에서의 수신된 신호를
Figure pct00004
로 나타내면,
Figure pct00005
는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00006
여기서,
Figure pct00007
및
Figure pct00008
는 각각, TP1로부터의 UEi 및 TP2로부터의 UEi에 대한 공지된 채널 매트릭스들이고,
Figure pct00009
및
Figure pct00010
는 QAM(Quadrature amplitude modulation) 심볼의 대응하는 벡터들이며,
Figure pct00011
및
Figure pct00012
는 각각, TP1 및 TP2로부터의 UEi에 대한 시그니처들(signatures)의 개수이고,
Figure pct00013
는 TP2로부터의 UEj의 전송된 심볼 벡터이며,
Figure pct00014
는 TP1 내의 UEi에서의 간섭 플러스 잡음 신호(interference plus noise signal)이다.
다중 액세스 채널(MAC: multiple access channel)에서 TP2로부터 전송된 UEj에 대한 신호를 잡음으로서 취급함으로써, UEi에서의 조정된 레이트(
Figure pct00015
에 기초한)는 조인트 검출(joint detection)을 사용하여
Figure pct00016
로서 표현될 수 있고, 여기서
Figure pct00017
이고, 간섭 플러스 잡음의 공분산 매트릭스는
Figure pct00018
로 주어진다. 연속 간섭 제거(SIC: successive interference cancellation) 검출은 MAC 용량 영역의 코너 포인트를 달성하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 데이터 레이트는 다음과 같이, 각각 TP1 및 TP2로부터 UEi에서 개별적으로 표현될 수 있다.
Figure pct00019
Figure pct00020
여기서,
Figure pct00021
이고,
Figure pct00022
이다. 벡터
Figure pct00023
는 UEi에서의 잡음 플러스 간섭 파워이다. UEi에 대한 TP2로부터의 데이터는 UEi에 대한 TP1로부터의 신호 및 UEj에 대한 TP2로부터의 신호를 간섭으로서 취급하여, 먼저 검출된다. UEi에 대한 TP1로부터의 데이터는 UEj에 대한 TP2로부터의 신호만을 간섭으로 가정하여, 그 다음 검출된다. UEi에 대한 TP2로부터의 신호는 수신된 신호로부터 검출되고 상쇄되는 것으로 가정된다.
간섭 플러스 잡음을 백색 잡음으로서 고려함으로써, 다음의 근사치:
Figure pct00024
및
Figure pct00025
가 만들어진다. 여기서 CoMP SINR(SIMO 시스템에 대한)은 TPk 내의 사용자i의 CoMP 세트 외부의 모든 셀로부터의 잡음 플러스 간섭 파워인
Figure pct00026
를 갖는,
Figure pct00027
로서 정의된다.
이러한 가정으로써, 다음과 같은 레이트 근사치:
Figure pct00028
및
Figure pct00029
가 만들어질 수 있다.
방송 채널은 UEi에 대한 TP1로부터의 신호가 간섭으로서 취급되는 동안, 사용자i, j로의 TP2 전송 상위-위치된(super-positioned) 신호인, 시스템의 부분으로서 간주될 수 있다. 값
Figure pct00030
는 TP2와 연관된 사용자 j에서 수신된 신호를 다음과 같이 나타낸다.
Figure pct00031
분석을 단순화하기 위해, 등가 LDS(low density spreading)는 간섭 플러스 잡음을 백색 잡음으로서 가정한 저하된 모델로 근사된다. 따라서, SIC 검출이 사용될 수 있고, 증가하는 SINR을 갖는 사용자에 의해 정렬된다.
Figure pct00032
라고 가정하면, UEj에서 SIC 검출이 수행될 수 있다. 이는 이 사용자에 대한 TP1으로부터의 신호 및 UEj에 대한 TP2로부터의 신호를 간섭으로서 가정하여, 더 낮은
Figure pct00033
를 갖는 TP2로부터의 사용자i에 대한 데이터가 먼저 검출된다는 것을 의미한다.
Figure pct00034
를 갖는 이 저하된 시스템에서, 사용자i에 대한 TP2로부터의 데이터는 사용자j에서 검출되어 제거될 수 있다. 따라서, 이 양호 UEj에서 달성 가능한 레이트는
Figure pct00035
에 의해 근사화될 수 있고, 여기서,
Figure pct00036
는 서빙 TP를 제외한 모든 TP로부터의 잡음 플러스 간섭 파워로서 정의되는, 비-CoMP SINR(SIMO 시스템에 대한)이다.
상기의 도출에서, 검출 전략, 파워 공유 최적화 및 그리디 페어링 알고리즘(greedy pairing algorithm)은 MU-SCMA-CoMP 원격 페어링 방식에 대해 요약될 수 있다. 불량 UE(620)에서의 검출 전략에 있어서, 양호 UE(620)에 대한 TP2로부터의 신호가 간섭인 것으로 가정하면, TP1 및 TP2로부터의 데이터가 공동으로 검출될 수 있다. 대안적으로, 합 레이트에 관해서, TP1으로부터의 신호 및 양호 UE(620)에 대한 TP2로부터의 신호가 간섭인 것으로 가정하여, 불량 UE(620)에 대한 TP2로부터의 데이터가 먼저 검출된다. 양호 UE(620)에 대한 TP2로부터의 신호만을 간섭으로서 가정하여, 불량 UE(620)에 대한 TP1으로부터의 데이터가 검출될 수 있다. 각각의 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00037
Figure pct00038
양호 UE(620)에서, 저하된 시스템에 있어서, 불량 UE(620)에 대한 TP2로부터의 데이터가 검출되고 완전히 제거될 수 있다고 가정된다. 그러므로, 양호 UE(620)에 대한 데이터는 불량 UE(620)에 대한 TP1으로부터의 신호만을 간섭으로 가정하여 검출된다. 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00039
양호 UE(620)에서 UEi에 대한 TP2로부터의 데이터가 검출될 수 없다면, UEj에 대한 TP2로부터의 신호가 간섭으로서 가산된다.
2개의 UE(620)의 가중치 합 레이트(WSR)는 다음과 같은 최대 WSR 기준에 기초한 파워 공유 팩터 최적화에서 사용될 수 있다.
Figure pct00040
최적 해인
Figure pct00041
은
Figure pct00042
의 해이다. S = [1]인(예를 들어, OFDMA 시스템에 대한) SCMA의 경우, 해는 다음에 의해 구해질 수 있다.
Figure pct00043
여기서,
Figure pct00044
이고,
Figure pct00045
는 사용자i의 평균 레이트이다.
그리디 UE-페어링 알고리즘은 OL MU-SCMA-CoMP 전송을 위해 UE를 페어링하는 데 사용될 수 있다. 먼저, UEi는 다음과 같이, 단일-TP PF(proportional fairness) 스케줄링에 기초하여, TP1에서 선택된다.
Figure pct00046
다음으로, 주어진
Figure pct00047
에 대해,
Figure pct00048
가 TP2에서 선택되어,
Figure pct00049
가 최대화된다. 이러한 그리디 UE-페어링 알고리즘은 이들 TP들 사이의 가능한 모든 UE 쌍 보다, 협력 TP와 연관된 UE의 개수만으로 검색 공간을 감소시킬 수 있다. TP1이 TP2와 연관된 CoMP UE를 돕는 것이 가능하므로, 상호간의 절차는 또한 TP2에서 행해진다.
도 7은 2개의 UE들(720)이 동일한 셀에 있는 MU-SCMA-CoMP 로컬 페어링 시나리오의 실시예를 도시한다. 하나의 UE(720)는 셀-센터 CoMP UE 또는 양호 UE, 즉 UEj이고, 다른 하나는 셀-에지 UE 또는 불량 UE, 즉 UEi이다. 시스템은 다중 TP로부터 CoMP UE들로 데이터를 전송하도록 SM 방식 또는 전송 다이버시티 방식을 구현할 수 있다. 두 TP(710)는 데이터를 CoMP UE(720)에 전송한다. 불량 UE(720)에서의 검출 전략에 있어서, 양호 UE(720)에 대한 TP2로부터의 신호가 간섭인 것으로 가정하여, TP1 및 TP2로부터의 데이터가 공동으로 검출될 수 있다. 대안적으로, 파워 공유 팩터를 최적화하는 것을 용이하게 하기 위해, 합 레이트에 관해서는, TP2로부터의 신호 및 양호 UE(720)에 대한 TP1로부터의 신호가 간섭인 것으로 가정하여, 이 UE(720)에 대한 TP1로부터의 데이터가 먼저 검출된다. 양호 UE(720)에 대한 TP1로부터의 신호만을 간섭으로서 가정하여, 이 UE(720)에 대한 TP2로부터의 데이터가 검출될 수 있다. 이 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00050
Figure pct00051
양호 UE(720)에서, 저하된 시스템에 있어서, 불량 UE(720)에 대한 TP1으로부터의 데이터가 검출되고 완전히 제거될 수 있다고 가정된다. 따라서, 불량 UE(720)에 대한 TP2로부터의 신호만 간섭인 것으로 가정하여, 양호 UE(720)에 대한 데이터가 검출된다. 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00052
원격 페어링의 경우와 유사하게, 로컬 페어링 시나리오의 파워 공유 팩터 최적화는 다음과 같이 최대 가중치 합 레이트 기준에 기초한다.
Figure pct00053
S = [1]인(예를 들어, OFDMA 시스템에 대한) SCMA의 경우, 해는 다음에 의해 구해질 수 있다.
Figure pct00054
여기서,
Figure pct00055
이고,
Figure pct00056
는 사용자i의 평균 레이트이다.
그리디 UE-페어링 알고리즘은 로컬 페어링 시나리오에서 OL MU-CoMP 전송을 위해 UE를 페어링하는 데에도 사용될 수 있다. 먼저, UEi은 다음과 같이, 단일-TP PF 스케줄링에 기초하여, TP1에서 선택된다.
Figure pct00057
다음으로, 주어진
Figure pct00058
에 대해,
Figure pct00059
가 TP1에서 선택되어,
Figure pct00060
가 최대화된다.
도 8은 MU-SCMA-CoMP 듀얼 페어링 시나리오의 실시예를 도시하고, 여기서 UEj 및 UEk는 각각 TPs(810), TP1 및 TP2 내의, 셀-센터 UE(820)(또는 양호 UE)이다. UEi는 셀-에지 CoMP UE(820)(또는 불량 UE)이다. 양호 UE(820) 모두는 불량 UE(820) 보다 더 높은 SINR을 갖는다. 불량 UE(820)에서의 검출 전략에 있어서, 양호 UEj에 대한 TP1로부터의 신호 및 양호 UEk에 대한 TP2로부터의 신호가 간섭인 것으로 가정하여, TP1 및 TP2로부터의 데이터가 공동으로 검출될 수 있다. 대안적으로, 합 레이트에 관해서는, TP2로부터의 신호 및 양호 UE에 대한 TP1 및 TP2로부터의 신호가 간섭인 것으로 가정하여, UEi에 대한 TP1로부터의 데이터가 먼저 검출된다. UEj에 대한 TP2로부터의 데이터는 양호 UE들에 대한 TP1 및 TP2로부터의 신호만 간섭인 것으로 가정하여 검출될 수 있다. 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00061
Figure pct00062
양호 UEj에서, 저하된 시스템에 있어서, 불량 UE(820)에 대한 TP1으로부터의 데이터가 검출되고 완전히 제거될 수 있다고 가정된다. 따라서, TP2로부터의 신호들만이 간섭이라고 가정하여, 양호 UEj에 대한 데이터가 검출된다. 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00063
양호 UEk에서, 먼저, TP1로부터의 신호들만 간섭인 것으로 가정하여, 양호 UEk에 대한 데이터가 검출된다. 레이트는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00064
그러나, TP2로부터 불량 UE(820)로의 데이터가 획득되므로, TP1로부터 불량 UE(820)로의 데이터가 완전히 제거(더 높은 레이트를 초래함)된 것으로 가정한다. 이는 TP2로부터의 UEi에 대한 데이터가 양호 UEk에서 검출될 수 있는지를 확인할 것을 요구한다.
다음의 가중치 합 레이트는 최대 WSR 기준에 근거한 듀얼 페어링 시나리오를 위한 파워 공유 팩터 최적화에 사용된다.
Figure pct00065
파워 공유 최적화는 다음 단계에 의해 구현될 수 있다.
1.
Figure pct00066
에 대해
Figure pct00067
을 최적화하여,
Figure pct00068
을 획득한다.
2.
Figure pct00069
를
Figure pct00070
로 치환하여
Figure pct00071
을 획득한다.
3.
Figure pct00072
에 대해
Figure pct00073
을 최적화하여
Figure pct00074
을 획득한다.
4.
Figure pct00075
를
Figure pct00076
로 다시 치환하여
Figure pct00077
을 획득한다.
Figure pct00078
및
Figure pct00079
에 대한 닫힌 형식 표현식(close-form expressions)은 다음과 같이 적용될 수 있다.
Figure pct00080
Figure pct00081
그리디 UE 페어링 알고리즘은 듀얼 페어링 시나리오에서 OL MU-SCMA-CoMP 전송을 위해 UE를 페어링하는 데 사용될 수 있다. 먼저, 예를 들어 TP1 및 TP2와 같은 협력 셀의 소정 쌍에 대해, 셀-센터 UE(820)는 TP1 및 TP2에서 선택되고, 각각은 MU-SCMA 쌍에 기초한다. 따라서, UEj, UEk는 각각 TP1 및 TP2로부터 획득된다. 6-UE 페어링 내의 셀-에지 UE를 발견하기 위해 전체 UE(UEj는 제외)는 TP1에서 검색되고, 여기서 파워 공유 팩터는 각 페어링에 대해 최적화된다. 따라서, 최대 WSR을 제공하는 6-UE 쌍이 스케줄링된다.
도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 상기의 MU-SCMA-CoMP 페어링 시나리오에서, 전체 클러스터의 가중치 합 레이트를 최대화하는 셀 내의 UE들의 세트가 스케줄링된다. 스케줄링은 TP 또는 셀 및/또는 네트워크 중앙 컨트롤러와 연관된 하나 이상의 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 스케줄링은 비-CoMP 전송 모드에 대한 단일-TP 처리 단계 및 2개의 TP로부터의 조인트 전송(joint transmissions)을 스케줄링하기위한 2-TP 처리 단계를 포함할 수 있다. 이 예에서, PF 스케줄링 알고리즘은 2-TP 클러스터에 대해 사용된다. 클러스터의 각 셀(단일-TP 처리)은 단일-TP PF 스케줄링(SU 또는 MU 모드 중 하나에서)을 수행한다. 다음으로, CoMP 모드에서, 협력 TP(2-TP 처리)는 로컬, 원격 또는 이중 쌍으로 CoMP 모드에서 UE를 공동으로 스케줄링한다. 최대 WSR 및 그것와 연관된 UE 또는 UE들을 제공하는 모드는 각 전송 시간 간격(TTI) 마다 스케줄링된다.
단일-TP 처리 부분에서, 클러스터의 각 셀은 먼저 TP1에 대한 단계(901A) 및 TP2에 대한 단계(901B)에 도시된 바와 같이, 단일-TP 단일 사용자(SU) PF 스케줄링을 먼저 수행하고 스케줄링된 UE 및 그들의 대응하는 PF 메트릭을 등록한다. 다음으로, 각 셀은 TP1에 대한 단계(902A) 및 TP2에 대한 단계(902B)에 도시된 바와 같이, MU PF 스케줄링을 수행한다. MU PF 메트릭이 SU PF 메트릭보다 크면, TP1에 대한 단계(903A) 및 TP9에 대한 단계(903B)에 도시된 바와 같이, 다른 UE(예를 들어, SU PF 스케줄링으로부터 스케줄링된 UE와 페어링된 하나)가 그 셀의 이미 스케줄링된 UE에 추가되고, 대응하는 합 PF 메트릭(sum PF metric)은 유지된다
2-TP 처리 부분에서, 단계(911)에서, 클러스터 내의 모든 가능한 CoMP 세트에 대해, SU-CoMP 스케줄링이 수행된다. 클러스터 내의 나머지 셀들에 대한 PF 메트릭들의 합(단계 903A 및 903B로부터의)과 함께 CoMP 세트 내의 UE의 PF 메트릭이 모든 CoMP 세트들에 대해 최대이면, 이 모드의 합 PF 메트릭 및 대응하는 UE는 SU-CoMP 메트릭으로 유지된다. 예를 들어, 7개의 TP(TP1 내지 TP7를 갖는) 클러스터에서 크기 2의 CoMP 세트(즉, 2개의 TP가 협력)를 고려하면, CoMP 세트는 TP1과 TP2와 CoMP 세트 외부의 나머지 TP3 내지 TP7로 구성될 수 있다. 따라서, 후보 합 PF 메트릭은 협력하는 TP1 및 TP2 세트 하의 CoMP UE의 PF, 및 TP3 내지 TP7의 비-CoMP 모드와 연관된 PF 메트릭(SU-NonCoMP 또는 MU-NonCoMP 중 높은 쪽)의 합을 포함한다. 유사하게, 다른 가능한 CoMP 세트는 TP2 및 TP3과, 클러스터 내부에 있으나 CoMP 세트의 외부의 나머지 TP1 및 TP4 내지 TP7으로 구성될 수 있다. 단계(912)에서, 원격 페어링 MU-CoMP가 클러스터 내의 모든 가능한 CoMP 세트에 대해 수행된다. 클러스터 내의 나머지 셀들에 대한 PF 메트릭들의 합(단계 903A 및 903B로부터 결과)과 함께 CoMP 세트 내의 UE의 PF 메트릭이 모든 CoMP 세트들에 대해 최대이면, 이 모드의 합 PF 메트릭 및 대응하는 UE는 원격-페어링 MU-CoMP 메트릭으로 유지된다. 단계(913)에서, 로컬-페어링 MU-CoMP는 클러스터 내의 모든 가능한 CoMP 세트에 대해 수행된다. 클러스터 내의 나머지 셀에 대한 PF 메트릭의 합(단계 903A 및 903B로부터의)과 함께 CoMP 세트 내의 UE의 PF 메트릭이 모든 CoMP 세트에 대해 최대이면, 이 모드의 합 PF 메트릭 및 대응하는 UE는 로컬 페어링 MU-CoMP 메트릭으로 유지된다. 단계(914)에서, 듀얼 페어링(dual-pairing) MU-CoMP가 클러스터 내의 모든 가능한 CoMP 세트에 대해 수행된다. 클러스터 내의 나머지 셀에 대한 PF 메트릭의 합(단계 903A 및 903B로부터의)과 함께 CoMP 세트 내의 UE의 PF 메트릭이 모든 CoMP 세트에 대해 최대이면, 이 모드의 합 PF 메트릭 및 대응하는 UE는 듀얼 페어링 MU-CoMP 메트릭으로 유지된다. 단계(915)에서, 모든 비-CoMP 및 CoMP 모드에 걸쳐 PF 메트릭을 최대화하는 UE 세트가 스케줄링을 위해 선택된다.
MU-CoMP 시스템은 UE로부터의 채널 품질 지시자(CQI) 피드백을 사용하여 스케줄링 및 CoMP 모드 선택을 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이 클러스터 내의 9개의 TP의 경우, 각 UE에 대한 2개의 세트의 SINR이 중앙 컨트롤러에 피드백된다. 비-CoMP SINR(SU-non-CoMP),
Figure pct00082
에 대해, SINR은 UEi 및 그것의 서빙 TPj와 연관될 수 있다. 비-CoMP 모드의 경우, 간섭은 UEi의 서빙 TP 외부의 모든 TP로부터 나온다. CoMP SINR(SU-CoMP 또는 MU-CoMP 중 하나),
Figure pct00083
에 대해, SINR은 UE i 및 TP j와 관련되며, 여기서 TPj는 CoMP 세트(2개의 협력 TP 내)에 있다. CoMP SINR의 경우, 간섭은 UEi의 CoMP 세트 외부의 모든 셀로부터 나온다. 피드백 CoMP SINR의 계산을 위해, SU-CoMP 모드를 사용하여 UEi와 TP1 및 TP2 사이의 개루프 채널 용량(즉,
Figure pct00084
)이 먼저 계산된다. 용량은 모든 협력 TP들로부터의 UE로의 실제 단기 페이딩, 피드백 시에서의 지배적인 간섭 TP들 및 가정된 간섭 패턴(간섭 시그니처 매트릭스로부터의)에 기초하여 계산된다. 값
Figure pct00085
는
Figure pct00086
에 기초하여 먼저 계산될 수 있고,
Figure pct00087
는 다음의 관계식들에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure pct00088
Figure pct00089
실시예에서, MU-SCMA-CoMP 방식은 MIMO 시나리오로 확장될 수 있으며, 여기서 각 TP 및 UE는 다중 안테나를 구비한다. 각 TP로부터 다중 독립적인 데이터 스트림이 전송될 수 있는 개루프 SM 전송 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, TP 및 UE가 각각 2개의 안테나를 구비하고 2개의 독립적인 데이터 스트림이 TP로부터 전송되는 2×2 개루프 SM 전송 모드가 구현된다. 대안적으로, 전송 다이버시티 모드는 각 TP로부터 동일한 데이터 스트림이 전송될 수 있는 각 구성요소에서 다중 안테나와 함께 사용될 수 있다. 또한, TP 당 전송 파워가 고정된 경우, 다중 안테나 간에 파워가 분배된다. MIMO 전송 시나리오에서, (UE에서의) MIMO CQI 피드백 계산은 SIMO(single-input and multiple-output) 전송 방식에서의 CQI 피드백 계산과 유사할 수 있다. 예를 들어, 2개의 협력 TP들과 UE 사이의 MIMO 시스템에서 CQI 피드백을 계산하기 위해, 2개의 협력 TP들과 연관된 2개의 MIMO 채널 용량들이 계산된다. 실시예에서, 각 MIMO 채널에서
Figure pct00090
개의 독립적인 데이터 스트림들이
Figure pct00091
개의 병렬 채널(
Figure pct00092
는 정수)을 통해 전송되고, 각 독립적인 채널은 동일한 용량(즉, MIMO 용량/
Figure pct00093
)을 갖는 것으로 가정된다. 각 독립 채널의 용량은 SIMO 시스템의 채널 용량과 유사하게 간주될 수 있다. 이 용량은 SIMO 후-처리 SINR(CQI) 피드백의 계산에 사용된다. 피드백 SIMO SINR에 기초하여 MIMO 레이트 계산을 수행하기 위해, SIMO 레이트는 SIMO 후-처리 SINR에 기초하여 먼저 계산된다. SIMO 레이트에 독립 채널들의 개수,
Figure pct00094
를 승산하여 MIMO 레이트가 획득된다. 도 10은 다양한 실시예들을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 프로세싱 시스템(1000)의 블록도이다. 예를 들어, 시스템(1000)은 컨트롤러, TP, 또는 UE의 부분일 수 있다. 특정 장치는 도시된 모든 구성요소를 활용하거나, 또는 구성요소의 하위 세트 및 통합 수준만 장치마다 다양할 수 있다. 또한, 장치는 다중 처리 장치, 프로세서, 메모리, 송신기, 수신기 등과 같은 구성요소의 다중 인스턴스를 포함할 수 있다. 처리 시스템(1000)은 네트워크 인터페이스, 저장 인터페이스 등과 같은 하나 이상의 입력/출력 장치가 구비된 처리 유닛(1001)을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛(1001)은 중앙 처리 장치(CPU)(1010), 메모리(1020), 대용량 기억 장치(1030), 및 버스에 연결된 I/O 인터페이스(1060)를 포함할 수 있다. 버스는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 버스 등을 포함하는 임의의 유형의 여러 버스 아키텍처 중 하나 이상일 수 있다.
CPU(1010)는 임의의 유형의 전자 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(1020)는 SRAM(static random access memory), DRAM(dynamic random access memory), SDRAM(synchronous DRAM), ROM(read-only memory), 또는 이들의 조합 등과 같은 임의의 유형의 시스템 메모리를 포함할 수 있다. 실시예에서, 메모리(1020)는 부트-업 시에 사용되는 ROM 및 프로그램을 실행하는 동안 사용하기 위한 프로그램 및 데이터 저장을 위한 DRAM을 포함할 수 있다. 실시예에서, 메모리(1020)는 비일시적이다. 대용량 스토리지(1030)는 데이터, 프로그램, 및 다른 정보를 저장하고, 버스를 통해 액세스 가능한 데이터, 프로그램, 및 다른 정보를 생성하도록 구성된 임의의 유형의 스토리지를 포함할 수 있다. 대용량 스토리지(1030)는 예를 들어, 솔리드 스테이트 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브, 광학 디스크 드라이브 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
처리 유닛(1001)은 또한 이더넷 케이블 등과 같은 유선 링크, 및/또는 액세스 노드 또는 하나 이상의 네트워크(1080)에 대한 무선 링크를 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 인터페이스(1050)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(1050)는 프로세싱 유닛(1001)이 네트워크(1080)를 통해 원격 유닛과 통신하게 한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1050)는 하나 이상의 송신기/송신 안테나 및 하나 이상의 수신기/수신 안테나를 통해 무선 통신을 제공할 수 있다. 실시예에서, 처리 유닛(1001)은 다른 처리 유닛, 인터넷, 원격 저장 설비 등과 같은 원격 장치와의 데이터 처리 및 통신을 위해 근거리 통신망 또는 광역 네트워크에 연결된다.
본 개시에 여러 실시예가 제공되었지만, 개시된 시스템 및 방법은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 본 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 하며, 본 발명의 의도는 본 개시에 주어진 상세한 설명에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다양한 요소 또는 구성요소가 다른 시스템에서 결합되거나 또는 통합될 수 있거나 또는 특정 형상이 생략되거나, 또는 구현되지 않을 수 있다.
또한, 다양한 실시예에서 별개로 또는 개별적으로 기술되고 도시된 기술, 시스템, 서브 시스템, 및 방법은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 시스템, 모듈, 기술, 또는 방법과 결합되거나 또는 통합될 수 있다. 서로 연결되거나 또는 직접 연결되거나 또는 통신하는 것으로 도시되거나 또는 논의된 다른 항목은 전기적으로, 기계적으로, 또는 다른 방식으로 어떤 인터페이스, 장치 또는 중간 구성요소를 통해 간접적으로 연결되거나 통신될 수 있다. 변경, 대체, 및 치환의 다른 예는 당업자에 의해 확인가능하며 본 개시에 개시된 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (37)

  1. SCMA(sparse code multiple access)를 사용하여 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 이네이블링하는 방법으로서,
    전송 포인트(TP: transmission point)의 세트 내의 각 TP에 대해, SCMA 전송 모드 및 사용자 장비(UE) 페어링 방식을 갖는 다중 사용자(MU: multi-user) CoMP에 따라 복수의 SCMA 계층을 UE의 세트에 조정하고 할당하여, 다중 TP 및 다중 UE의 클러스터에 대해, TP의 세트로부터의 데이터 전송을 위한 상기 UE의 세트를 스케줄링하는 단계, 그리고
    상기 UE의 세트를 구성하기 위한 제어 시그널링을 상기 TP의 세트에 할당하여 상기 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 감지하는 단계
    를 포함하고,
    상기 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 MU CoMP가 기준에 따라 선택되고, 상기 제어 시그널링은 상기 스케줄링에 기반하여 복수의 파라미터를 지시하는,
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시그널링은 SCMA 전송 모드를 갖는 상기 선택된 MU CoMP, 상기 UE의 세트 내의 각 UE에 대한 TP들의 개수 및 인덱스, 상기 TP의 세트 내의 각 TP의 계층들의 개수 및 인덱스, 및 파워 공유 팩터, 각 계층의 코드북 크기 및 코드 레이트를 지시하는,
    방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 TP의 세트 내의 각 TP에 대해, 복수의 SCMA 계층을 상기 UE들에 스케줄링하는 것은, 기준 신호에 따른 측정을 지시하는, 상기 UE의 세트로부터의 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 피드백에 따라 결정되는,
    방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 CQI 피드백은 각 TP에 대해 각 UE에 의해 측정된 SCMA 계층의 개수를 지시하는,
    방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 CQI 피드백은 CoMP 전송 모드에 대한 CoMP CQI 리포트 및 비-CoMP 전송 모드에 대한 비-CoMP CQI 리포트를 포함하는,
    방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스케줄링하는 단계는 상기 기준에 기반한 데이터 전송을 위해 상기 UE 페어링 방식에 따라 상기 UE의 세트 내의 UE들을 상기 TP의 세트 내의 TP들과 페어링하는 단계를 포함하는,
    방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스케줄링하는 단계는 상기 기준에 기반한 상기 TP의 세트 및 상기 UE의 세트 사이의 데이터 전송을 위해, 각각 주어진 시간, 주파수 또는 공간 리소스에 대해, 파워 및 SCMA 계층을 포함하는 사용가능한 리소스를 할당하는 단계를 포함하는,
    방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스케줄링하는 단계는 상기 할당된 파워에 기반하여 SCMA 계층들의 레이트 및 개수를 상기 UE에 대해 조정하는 단계를 포함하는,
    방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기준은 최대 가중치 합 레이트(WSR: weighted sum rate)를 갖는 전송 모드를 선택하는 것을 포함하는,
    방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 MU CoMP가 단일 사용자(SU: single-user) 또는 MU SCMA, SCMA를 갖는 SU CoMP, 및 SCMA를 갖는 MU CoMP 및 다양한 UE-TP 페어링 방식을 포함하는 SCMA 및 CoMP 전송 모드에 대한 복수의 가능한 구성으로부터 상기 기준에 따라 선택되는,
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다양한 UE 페어링 방식은 셀 커버리지에 연관되지 않은 복수의 UE를 복수의 TP와 페어링하는 것을 포함하는,
    방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 다양한 UE 페어링 방식은 적어도 하나의 셀 에지 UE가 제1 TP와 그리고 적어도 하나의 제2 원격 UE를 서빙하는 제2 원격 TP와 페어링되는 원격 페어링 방식, 적어도 하나의 셀 에지 UE가 적어도 하나의 제2 UE를 서빙하는 제1 TP와 그리고 제2 원격 TP와 페어링되는 로컬 페어링 방식, 및 적어도 하나의 셀 에지 UE가 적어도 하나의 제2 UE를 서빙하는 제1 TP 및 제3 원격 UE를 서빙하는 제2 원격 TP와 페어링되는 듀얼 페어링 방식을 포함하는,
    방법.
  13. 제10항에 있어서,
    다수의 UE들이 동일하거나 상이한 개수의 TP에 의해 서빙되고, 상기 UE의 각 UE는 상기 TP 중 적어도 하나에 의해 서빙되는,
    방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 TP 중 각 TP는 셀룰러 서비스 영역을 갖는,
    방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 SCMA 전송 모드를 갖는 MU CoMP는 프리코딩 행렬 및 상기 UE로부터 연관된 피드백 없이 확립되는,
    방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 TP의 세트로부터의 데이터 전송은 각 TP에서 다중 안테나를 사용하는 다중입출력(MIMO: multiple-input and multiple-output) 전송인,
    방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 TP의 세트 내의 각 TP로부터의 데이터 전송은 상기 UE의 세트 내의 각 UE에 상이한 데이터를 전송하기 위한 공간 멀티플렉싱(SM: spatial multiplexing) 방식에 따르는,
    방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 TP의 세트 내의 각 TP로부터의 데이터 전송은 상기 UE의 세트 내의 각 UE에 동일한 데이터를 전송하기 위한 전송 다이버시티(diversity) 방식에 따르는,
    방법.
  19. SCMA(sparse code multiple access)를 사용하여 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 이네이블링하는 방법으로서,
    전송 포인트(TP: transmission point)에서, 상기 TP에 할당된 제어 시그널링에 대한 복수의 파라미터를 네트워크 컨트롤러로부터 수신하는 단계, 그리고
    상기 TP에 연관된 사용자 장비(UE: user equipment)의 세트에 상기 제어 시그널링을 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제어 시그널링은 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 다중 사용자(MU) CoMP에 따라, 상기 UE의 세트에 대한 스케줄링 정보를 지시하여 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하며, 상기 파라미터들은 상기 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 포함하는,
    방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어 시그널링에 대한 파라미터는 상기 선택된 SCMA 전송 모드를 갖는 MU CoMP, 상기 UE의 세트 내의 각 UE에 대한 TP들의 개수 및 인덱스, 및 파워 공유 팩터, 각 SCMA 계층의 코드북 크기 및 코드 레이트를 포함하는,
    방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 TP에 연관된 각 UE에 기준 신호를 송신하는 단계,
    각 UE로부터, 상기 기준 신호에 따라 측정을 지시하는 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 피드백을 수신하는 단계, 그리고
    상기 네트워크 컨트롤러에 상기 CQI 피드백을 포워딩하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 CQI 피드백은 각 UE에 의해 측정된 SCMA 계층들의 개수를 지시하는,
    방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 측정은 각 UE에 연관된 상기 TP의 세트에 대한 CoMP SINR(signal-to-interference-plus-noise) 또는 비 CoMP SINR인,
    방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 포함하는, 상기 제어 시그널링에 대한 파라미터는 각 UE로부터의 상기 CQI 피드백에 따르는,
    방법.
  25. SCMA(sparse code multiple access)를 사용하여 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 이네이블링하는 방법으로서,
    사용자 장비(UE: user equipment)에서, SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 다중 사용자(MU: multi-user) CoMP에 따라 데이터 전송을 스케줄링하기 위한 제어 시그널링을 수신하는 단계, 그리고
    상기 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 MU CoMP에 따라 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제어 시그널링은 상기 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 지시하는,
    방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제어 시그널링은 각 SCMA 계층에 대한 코드북 크기 및 코드 레이트를 더 지시하는,
    방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 TP의 세트 내의 각 TP로부터 기준 신호를 수신하는 단계, 그리고
    기준 신호에 따라 측정을 지시하는 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 피드백을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 CQI 피드백은 각 TP에 대해 상기 UE에 의해 측정된 SCMA 계층들의 개수를 지시하는,
    방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 측정은 상기 UE에 연관된 상기 TP의 세트에 대한 CoMP SINR(signal-to-interference-plus-noise) 또는 비 CoMP SINR인,
    방법.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 제어 시그널링은 상기 UE로부터의 상기 CQI 피드백에 따르는,
    방법.
  31. SCMA(sparse code multiple access)를 사용하여 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 이네이블링하는 네트워크 컨트롤러로서,
    메모리에 연결된 프로세서, 그리고
    상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체를 포함하고, 상기 프로그래밍은,
    전송 포인트(TP: transmission point)의 세트 내의 각 TP에 대해, SCMA 전송 모드 및 사용자 장비(UE) 페어링 방식을 갖는 다중 사용자(MU: multi-user) CoMP에 따라 복수의 SCMA 계층을 UE의 세트에 조정하고 할당하여, 다중 TP 및 다중 UE의 클러스터에 대해, TP의 세트로부터의 데이터 전송을 위한 상기 UE의 세트를 스케줄링하고,
    상기 UE의 세트를 구성하기 위한 제어 시그널링을 상기 TP의 세트에 할당하여 상기 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 감지하는 명령을 포함하고,
    상기 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 MU CoMP가 기준에 따라 선택되며, 상기 제어 시그널링은 상기 스케줄링에 기반하여 복수의 파라미터를 지시하는,
    네트워크 컨트롤러.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 프로그래밍은 기준 신호에 따른 측정을 지시하는, 상기 UE의 세트로부터의 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 피드백에 따라, 상기 TP의 세트 내의 각 TP에 대해, 복수의 SCMA 계층을 상기 UE들에 스케줄링하는 명령을 포함하는,
    네트워크 컨트롤러.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 위한 상기 UE의 세트를 스케줄링하는 명령은,
    상기 기준에 기반한 데이터 전송을 위해 상기 UE 페어링 방식에 따라 상기 UE의 세트 내의 UE들을 상기 TP의 세트 내의 TP들과 페어링하고,
    상기 기준에 기반한 상기 TP의 세트 및 상기 UE의 세트 사이의 데이터 전송을 위해, 각각 주어진 시간, 주파수 또는 공간 리소스에 대해, 파워 및 SCMA 계층을 포함하는 사용가능한 리소스를 할당하며,
    상기 할당된 파워에 기반하여 SCMA 계층들의 레이트 및 개수를 상기 UE들에 대해 조정하는 명령을 포함하는,
    네트워크 컨트롤러.
  34. SCMA(sparse code multiple access)를 사용하여 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 지원하는 전송 포인트(TP: transmission point)로서,
    메모리에 연결된 프로세서, 그리고
    상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체를 포함하고,
    상기 프로그래밍은,
    네트워크 컨트롤러로부터, 상기 TP에 할당된 제어 시그널링에 대한 복수의 파라미터를 수신하고,
    상기 TP에 연관된 사용자 장비(UE: user equipment)의 세트에 상기 제어 시그널링을 전송하는 명령을 포함하고,
    상기 제어 시그널링은 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 다중 사용자(MU) CoMP에 따라, 상기 UE의 세트에 대한 스케줄링 정보를 할당하여 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하며, 상기 파라미터들은 상기 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 포함하는,
    전송 포인트.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 TP에 연관된 각 UE에 기준 신호를 송신하고,
    각 UE로부터, 상기 기준 신호에 따라 측정을 지시하는 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 피드백을 수신하며,
    상기 네트워크 컨트롤러에 상기 CQI 피드백을 포워딩하는 명령을 더 포함하는,
    전송 포인트.
  36. SCMA(sparse code multiple access)를 사용하여 개루프 다중 사용자 협력 멀티포인트(CoMP: coordinated multipoint) 전송을 지원하는 사용자 장비(UE: user equipment)로서,
    메모리에 연결된 프로세서, 그리고
    상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 스토리지 매체를 포함하고, 상기 프로그래밍은,
    SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 다중 사용자(MU: multi-user) CoMP에 따라 데이터 전송을 스케줄링하기 위한 제어 시그널링을 수신하고,
    상기 SCMA 전송 모드 및 UE 페어링 방식을 갖는 선택된 MU CoMP에 따라 TP의 세트로부터의 데이터 전송을 검출하는 명령을 포함하고,
    상기 제어 시그널링은 상기 TP의 세트 내의 각 TP의 SCMA 계층들의 개수 및 인덱스를 지시하는,
    사용자 장비.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 TP의 세트 내의 각 TP로부터 기준 신호를 수신하고,
    기준 신호에 따라 측정을 지시하는 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 피드백을 전송하는 명령을 더 포함하는,
    사용자 장비.
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