KR101410603B1

KR101410603B1 - 셀룰러 네트워크에서 다중 사용자 안테나 빔형성을 지원하는 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101410603B1
Application number: KR1020117001703A
Authority: KR
Inventors: 라이 킹 티; 준 리; 아론 칼라드; 지앙레이 마
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2014-06-20
Also published as: KR20110025837A; JP2011526106A; CN102077101B; JP5475760B2; WO2009157993A1; US20110081943A1; EP2307894A4; EP2307894A1; CN102077101A; BRPI0914588A2; US9020554B2

Abstract

본 발명은 다수의 사용자 이동 광대역 통신 네트워크에서 각각의 안테나로부터 사용자 장치로의 신호의 크기 및 위상을 설정하고 조정하는 프로세스를 포함하는 빔 형성 안테나 시스템을 지원하는 방법 및 시스템이다. 즉, 본 발명은 셀 사이트 상의 송신의 동적 스케쥴링에서 발생하는 전력 레벨의 빠른 변화에 맞추는 방식으로 사용자 장치로의 전력 신호 값들 또는 레벨들의 통신을 지원한다. 본 발명은 다수의 사용자들이 셀 사이트 상에 위치한 상황에서 사용자 장치로의 개선된 신호 강도 신호 처리에 대한 이러한 요구를 만족시킨다.

Description

셀룰러 네트워크에서 다중 사용자 안테나 빔형성을 지원하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SUPPORTING MULTI-USER ANTENNA BEAMFORMING IN A CELLULAR NETWORK}

관련 출원 정보

본 출원은 2008년 6월 24일 제출된 가특허 출원 제61/075,215호에 관련되고, 35 U.S.C. §119(e) 하에 이러한 조기 출원에 대해 우선권을 주장한다. 상기 가특허 출원은 본 특허 출원에 원용된다.

기술 분야

본 발명은 셀 세그먼트 내의 다수의 사용자를 위한 공간적 빔들에 대한 신호 전력 변화를 지원하는 것에 관한 것이다.

음성 및 고속 데이터 서비스들을 제공하려는 증가하는 요구가 이동 무선 운영자들에게 있고, 동시에, 이러한 운영자들은 전체 네트워크 비용을 감소시키고 서비스를 가입자들에게 더 여유있게 하기 위해 기지국 당 더 많은 사용자를 지원하기를 원한다. 그 결과, 더 빠른 데이터 레이트 및 더 높은 용량을 가능하게 하는 무선 시스템이 요구된다. 그러나, 무선 서비스들을 위한 사용 가능한 스펙트럼은 제한되어 있고, 고정된 대역폭 내에서 트래픽을 증가시키려는 이전 시도들은 시스템의 간섭을 증가시켰고 신호 품질을 격하시켰다.

무선 통신 네트워크는 통상적으로 셀들로 나누어지고, 각각의 셀들은 또한 셀 섹터들로 나누어진다. 기지국은 각각의 셀에 제공되어 그 셀 내에 위치한 이동국들과의 무선 통신을 가능하게 한다. 종래 기술 전방향성(omni-directional) 안테나가 기지국에서 사용될 때, 각각의 사용자 신호의 송신/수신이 네트워크 상의 동일한 셀 위치 내에 위치한 다른 사용자들에게 간섭의 원인이 되며 전체 시스템 간섭을 제한되게 만들기 때문에, 한가지 문제가 존재한다. 그러한 전방향성 안테나가 도 1(a)에 도시되었다.

이러한 통상의 전방향성 안테나 셀룰러 네트워크 시스템에서, 기지국은 셀 내의 이동 유닛들의 위치에 대한 정보를 갖지 않고 무선 커버리지를 제공하기 위해 셀 내의 모든 방향으로 신호를 방출한다. 이것은 도달할 이동 유닛이 없을 때 송신의 전력 소모를 초래하며, 나아가 동일한 주파수를 사용하는 인접한 셀들, 소위 동일 채널(co-channel) 셀들에 대해 간섭을 유발한다. 마찬가지로, 수신시에, 안테나는 노이즈와 간섭을 포함하는 모든 방향으로부터의 신호를 수신한다.

대역폭 사용의 효율을 증가시키고 이러한 유형의 간섭을 감소시키는 효율적인 방법은 송신기와 수신기에서 다수의 안테나를 지원하는 다수의 입력-다수의 출력(MIMO) 기술을 사용하는 것이다. 셀룰러 네트워크 상의 다운링크와 같은, 다수의 안테나 브로드캐스트 채널에서, 송신/수신 방법은 셀을 다수의 섹터로 분할하여 섹터화 안테나들을 다수의 사용자와 동시에 통신하는 데에 사용함으로써 다운링크 쓰루풋(throughput)을 최대화하도록 발전했다. 그러한 섹터화 안테나 기술은 간섭 레벨을 감소시키고 시스템 용량을 개선하기 위한 상당히 개선된 해결책을 제공한다.

섹터화 안테나 시스템은 통신 세션에 포함된 다수의 수신기(사용자 장치, 셀 폰 등)와 동시에 통신하는 중앙 송신기(셀 사이트/타워)에 의해 특징을 갖는다. 이러한 기술로, 각각의 사용자 신호가 기지국에 의해 그 특정한 사용자의 방향으로만 송신되고 수신된다. 이것은 시스템이 시스템의 전체 간섭을 상당히 감소시키게 한다. 도 1(b)에 도시된 섹터화 안테나 시스템은 셀의 섹터의 커버리지 영역에 위치한 사용자들로 상이한 송신/수신 빔들을 지향시키는 안테나들의 어레이로 구성된다.

섹터화 셀 섹터의 성능을 개선하기 위해, SDMA(Space-Division Multiple Access) 시스템으로도 불리는 OFDMA(orthogonal frequency domain multiple access) 시스템을 사용한 방식들이 구현된다. 이러한 시스템들에서, 이동국은 하나 이상의 이러한 공간적 빔들을 사용하여 기지국과 통신할 수 있다. 빔형성으로 불리는, 신호의 직교형(orthogonally) 지향 송신 및 수신의 이러한 방법은 기지국에서 진보 신호 처리를 통해 가능해진다.

빔형성 방식은 셀 섹터를 상이한 커버리지 영역들로 나누는 셀 섹터 내의 다수의 공간적 빔들의 형성에 의해 정의된다. 송신과 수신 모두에서 기지국의 방출 패턴은 사용자마다 그 사용자의 방향으로 가장 높은 게인을 얻도록 적응된다. 섹터화 안테나 기술을 사용함으로써 그리고 셀 내의 이동 유닛들의 공간적 위치 및 채널 특성을 레버리징(leveraging)함으로써, SDMA(space-division multiple access)로 불리는 통신 기술들은 성능을 향상시키기 위해 발전되었다. SDMA 기술은 다수의 액세스 무선 통신 시스템에서 우수한 성능을 제공할 수 있는, 빔형성 및/또는 프리코딩을 통해 동시에 송신하는 다수의 상호연관되지 않은 공간적 파이프를 필수적으로 생성한다.

빔형성 방식의 한 유형은 동적으로 빔들을 이동국의 위치로 지향시키는 적응형 빔형성 방식이다. 그러한 적응형 빔형성 방식은 이동국들의 위치 및 공간적 특성들이 적응형 빔들을 제공하기 위해 추적되는 이동성 추적을 요구한다. 위치 및 공간적 특성들에 따라, 각각의 사용자 신호는 각각의 안테나로 그리고 안테나로부터 신호의 크기 및 위상을 조정하는 복잡한 가중치들에 의해 체배(multiply)된다. 이것은, 도 2에 시각적으로 보여지는 바와 같이, 섹터화 안테나의 어레이로부터의 출력이 원하는 방향으로 송신/수신 빔을 형성하도록 하고, 다른 방향으로의 출력을 최소화한다. 프리코딩은 각각의 코드워드가 안테나 요소에 대한 가중치의 세트인, 미리결정된 코드워드들을 사용하는 빔형성의 구현이다.

사용자 장치와의 통신을 지원하기 위해, 사용자 장치는 특별히 다수의 사용자가 셀 사이트에 위치할 때, 사용자 장치로의 송신을 위해 설정될 필요가 있는 전력 신호 값들 또는 신호 레벨들에 대해 지시받을 것이다. 종래 기술에서, 사용자 장치(205, 210)는 3GPP TS 36.213 표준의 조기 릴리즈(예를 들면, TS 36.213 v8.3.0)에 증명된 바와 같은 RRC(Radio Resource Control) 신호 처리에 의한 EPRE(energy allocation per resource element) 전력 레벨에 따라 지시된다. 그러나, 스케쥴링의 동적인 특징 때문에, 전력 레벨의 RRC 신호 처리는 시스템에서 직면하는 전력 레벨의 빠른 변화에 맞추기에는 지나치게 느리다. 이러한 문제는 다수의 사용자-MIMO 시스템 상의 사용자들이 RRC 신호 처리의 주파수보다 더 빠른 레이트로 변할 수 있기 때문에 성능 손실을 이끈다. 또한, 전력 레벨을 사용자 장치에 지정하는 데에 RRC 신호 처리를 사용하는 것은 증가한 스케쥴러 복잡성 및 전력 레벨의 더 많은 RRC 신호처리에 대한 요구를 포함하는 다른 불리한 점들이 있다.

신호 강도 값 또는 사용자 장치로의 송신에 대한 레벨인 EPRE에 대해 사용자 장치를 지시하는 일반적으로 알려진 방법들이 셀 사이트 상에 송신의 동적 스케쥴링에서 발생하는 전력 레벨의 빠른 변화에 맞출 만큼 충분히 빠르지 않기 때문에, 특별히 동일한 셀 사이트 상에 위치한 다수의 사용자가 동일한 채널 리소스들을 사용하여 송신을 위해 스케쥴링될 때, 사용자 장치로 개선된 신호 강도 또는 레벨 신호 처리에 대한 요구가 있다. 또한 전술된 문제를 해결하는 것을 포함하여, 다수의 사용자 광대역 통신 네트워크에서 섹터화 빔형성 안테나 시스템들의 지원에 대한 요구가 있다.

시스템 상의 다양한 컴포넌트들은 임의의 특정한 네트워크 구성 또는 통신 시스템에서 사용되는 명칭에 따라 상이한 이름들로 불릴 수 있다. 예를 들면, "사용자 장치"는 직접 셀룰러 네트워크에 무선 접속에 의해 결합된 인터넷 액세스, 이메일, 메시징 서비스 등과 같은 다양한 특징들 및 기능을 갖는 이동 단말("셀 폰들")의 다양한 제품들 및 모델들에 의해 체험될 수 있는 다른 유형들의 장치뿐만 아니라, 유선 네트워크 상의 PC를 포함한다.

또한, 단어 "수신기" 및 "송신기"는 통신이 송신되고 수신되는 방향에 따라 "액세스 포인트"(AP), "기지국", 및 "사용자"로 지칭될 수 있다. 예를 들면, 다운링크 환경에서 액세스 포인트 AP 또는 기지국(eNodeB 또는 eNB)은 송신기이고 사용자는 수신기인 반면에, 업링크 환경에서는 액세스 포인트 AP 또는 기지국(eNodeB 또는 eNB)은 수신기이고 사용자는 송신기이다. (송신기 또는 수신기와 같은) 이러한 용어들은 제한적으로 정의되도록 의도되지 않았고, 네트워크 상에 위치한 다양한 이동 통신 유닛들 또는 송신 디바이스들을 포함할 수 있다.

본 발명은 각각의 안테나로부터 사용자 장치로의 신호의 크기 및 위상을 설정하고 조정하는 프로세스를 포함하는 다수의 사용자 이동 광대역 통신 네트워크에서 빔형성 안테나 시스템을 지원하는 방법 및 시스템이다. 즉, 본 발명은 셀 사이트 상의 송신의 동적 스케쥴링에서 발생하는 전력 레벨의 빠른 변화에 맞추는 방식으로 사용자 장치로의 전력 신호 값들 또는 레벨들의 통신을 지원한다. 본 발명은 다수의 사용자가 셀 사이트 상에 위치한 상황에서 사용자 장치로의 개선된 신호 강도 신호 처리에 대한 이러한 요구를 만족시킨다.

본 발명의 목적 및 특징은 유사한 참조 번호가 유사한 구성 요소를 나타내는 첨부한 도면들과 함께 읽을 때 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 전방향성 안테나(a) 및 섹터화 안테나(b)의 시각적 도시이다.
도 2는 원하는 사용자로 지향된 가중화된 섹터화 송신 빔의 시각적 도시이다.
도 3은 기지국과 이동국의 예시적인 컴포넌트들의 블록도이다.

도 1(a)는 화살표(125, 115, 135, 140)에 의해 도시된 다양한 방향들로 동등하게 바깥을 향해 방사상으로 송신하는 전방향성 안테나(105)의 전체 송신 아키텍쳐(100)이다. 커버리지 영역의 경계는 송신 아키텍쳐(100)에 대한 영역(120)에 의해 도시된다. 개선된 효율성은 도 1(b)에 도시된 섹터화 안테나 아키텍쳐(141)를 사용함으로써 달성된다.

다수의 안테나들(145, 147, 148)이 아키택쳐(140)에 도시되고, 각각의 안테나는 커버리지 영역(150)에 대한 지향성 송신(175), 커버리지 영역(157)에 대한 송신(190), 커버리지 영역(155)에 대한 지향성 송신(180)으로 도시된 셀룰러 네트워크의 상이한 영역으로 지향된다. 이러한 환경에서, 시스템 용량이 섹터화 아키텍쳐에 의해 개선되는 것이 가능하다.

다양한 송신 신호들의 강도를 다르게 함으로써, 추가적인 효율성 및 감소한 간섭들이 섹터화 아티텍쳐(200)에 대해 도 2에 도시된 바와 같이 달성될 수 있다. 다수의 안테나(215, 220, 227, 230)는 섹터화 안테나 아키텍쳐(200)에서 송신들에 지향한다(또는 송신들을 수신한다). 지향성 안테나 빔(235)은 안테나 요소(230)로부터 그 신호의 강도를 증가시킴으로써 형성된다. 원하는 사용자(205)는 그 사용자(205)에게 지향되도록 의도된 더 높은 전력을 갖는 빔인, 높은 신호 강도 커버리지 영역(235)에서 원하는 송신(245)을 수신하는 것으로 도시되었다. 더 낮은 강도 송신 신호(240)를 갖는 간섭 사용자(210)는 그 사용자(210)와 관련된 시스템에서 직면할 수 있는 간섭을 감소시킨다.

일부 바람직한 실시예들에 따라, "기회" 공간 시간 다중 액세스(OSTMA) 기술은 무선 통신 네트워크에서 사용을 위해 제공된다. OSTMA 기술은 셀 세그먼트(셀 또는 셀 섹터)의 다수의 공간적 빔들의 형성을 가능하게 하고, 셀 세그먼트의 다수의 공간적 빔들의 적어도 일부가 셀 세그먼트 내의 상이한 커버리지 영역들을 제공하도록 상이한 전력 레벨들과 연관된다. 공간적 빔(또는 더 단순히는 "빔")은 기지국과 이동국(들) 사이의 무선 통신이 수행될 수 있는, 셀 세그먼트 내의 지리적으로 다른 커버리지 영역을 지칭한다.

OSTMA 방식은 기지국으로부터 이동국으로의 순방향 무선 링크를 위해 제공된다. 대안적인 실시예들에서, OSTMA 방식은 또한 이동국으로부터 기지국으로의 역방향 무선 링크에서 사용될 수 있다. 기지국으로부터 이동국으로 데이터가 이동하는 통신 연결은 순방향 링크(FL)로 불린다. 마찬가지로, 이동국으로부터 기지국으로 데이터가 이동하는 통신 연결은 역방향 링크(RL)로 불린다. 통신 조건은 FL과 RL 모두에 대해 항상 동일하지는 않다. 예를 들면, 이동국은 매우 정체중인 RL 트래픽과 상대적으로 여유로운 FL 흐름을 갖는 서빙 기지국과 통신 중일 수 있다. 이동국은 (더 여유로운 RL 연결이 다른 기지국으로부터 사용가능하다면) FL 및 RL 모두에 대해 동일한 기지국으로 유지하는 것이 통신 리소스들의 최상의 사용이 아닐 수 있기 때문에 그것의 RL 연결들을 조정할 필요가 있다.

기지국(1000)과 이동국(1002)을 포함하는 바람직한 실시예에서의 예시적인 컴포넌트들이 도 3에 도시되었다. 기지국(1000)은 이동국(1002)의 무선 인터페이스(1006)와 무선 링크를 통해 무선으로 통신하는 무선 인터페이스(1004)를 포함한다. 기지국(1000)은 기지국의 작업들을 수행하는 기지국(1000)의 하나 이상의 중앙 처리 유닛들(CPUs)(1010) 상에서 실행가능한 소프트웨어(1008)를 포함한다. CPU(들)(1010)는 메모리(1012)에 연결된다. 소프트웨어(1008)은 스케쥴러 및 다른 소프트웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 기지국(1000)은 또한 백홀(backhaul) 정보 및/또는 조정(coordination) 정보와 같은 정보를 다른 기지국과 통신하는 기지국 간 인터페이스(1014)를 포함한다.

유사하게 이동국(1002)은 메모리(1020)에 연결된 하나 이상의 CPU들(1018) 상에서 실행가능한 소프트웨어(1016)를 포함한다. 소프트웨어(1016)는 이동국(1002)의 작업들을 수행하도록 실행가능하다. 그러한 소프트웨어(1008, 1016)의 명령어들은 CPU들 또는 다른 유형들의 프로세서들 상에서 실행을 위해 로딩될 수 있다. 프로세서는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, (하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 마이크로컨트롤러들을 포함하는) 프로세서 모듈 또는 서브시스템, 또는 다른 제어 또는 컴퓨팅 디바이스들을 포함한다. "프로세서"는 단일 컴포넌트 또는 복수의 컴포넌트들을 지칭할 수 있다.

데이터와 (소프트웨어의) 명령어들은 하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 또는 컴퓨터-사용가능한 저장 매체로 구현된 각각의 저장 디바이스들에 저장된다. 저장 매체는 DRAM 또는 SRAM(dynamic or static random access memory), EPROM(erasable and programmable read-only memory), ERPROM(electrically erasable and programmable read-only memory), 플래시 메모리들과 같은 반도체 메모리 디바이스들; 고정형 플로피 및 제거가능한 디스크들과 같은 자기 디스크들; 테이프를 포함하는 다른 자기 매체; 및 CD(compact disk) 또는 DVD(digital video disk)들과 같은 광학 매체를 포함하는 메모리의 상이한 형태들을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 사용자들(205, 210)이 동일한 셀 사이트 섹터 상에서 서비스될 때, 송신 안테나(230)로부터의 신호 전력은 그 사용자들로 분배되어야 한다. 다수의 사용자-MIMO 모드의 사용자(205 또는 210)는 그것들의 EPRE 전력 레벨이 그 셀 사이트 섹터 상에서 동시에 서비스되고 있는 다수의 사용자의 수에 따라 다수의 값들 중 하나를 취할 수 있는 것으로 해야 한다.

종래 기술에서는, 사용자 장치(205, 210)는 3GPP TS 36.213 표준의 조기 릴리즈(예를 들면, TS 36.213 v8.3.0)에서 증명된 바와 같은 RRC 신호 처리에 의한 EPRE 전력 레벨에 따라 지시된다. 그러나, 스케쥴링의 동적인 특징 때문에, 전력 레벨의 RRC 신호 처리는 시스템 상에서 직면하는 전력 레벨의 빠른 변화들에 맞추기에는 지나치게 느리다. 이러한 문제는 다수의 사용자-MIMO 시스템 상의 사용자들이 RRC 신호 처리의 주파수보다 더 빠른 레이트로 변할 수 있기 때문에 성능 손실을 이끈다. 또한, 전력 레벨을 사용자 장치에 지정하는 데에 RRC 신호 처리를 사용하는 것은 증가한 스케쥴러 복잡성 및 전력 레벨의 더 많은 RRC 신호 처리에 대한 요구를 포함하는 다른 불리한 점들이 있다.

본 발명은 다수의 사용자-MIMO 모드의 사용자들을 위한 스케쥴링 메시지에 지정된 비트들을 통해 사용자 장치(205 또는 210)에 전력 레벨 정보를 제공함으로써 전력 레벨들의 RRC 신호 처리와 연관된 문제를 해결한다. RRC 신호 처리와는 반대로, 전력 레벨 정보를 통신하기 위해 스케쥴링 메시지를 사용하는 것의 이점은 전체 스케쥴러 유연성, 개선된 성능 및 스케일링 팩터 업데이트를 위한 RRC 신호 처리에 대한 감소한 요구를 포함한다. 또한, 다수의 사용자-MIMO 사용자들에 대해 신호 대 잡음 비가 상당히 높아지려는 경향이 있기 때문에, 허가(Grant) 메시지에 전력 레벨 정보를 포함하는 증가한 제어 채널 오버헤드는 (달성가능한 쓰루풋의 퍼센티지에 따라) 상당히 작아질 것이다.

본 발명은 기지국(1000)으로부터 사용자들(205, 210)(또는 이동국(1002))로 송신되는 스케쥴링 메시지에서 다수의 비트를 사용한다. 스케쥴링 허가 메시지는 다수의 사용자-MIMO 송신을 위한 신호 처리 포맷에서 식별되는 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel) 송신 모드와 관련하여 설명될 수 있다. 본 발명은, 폐쇄 루프 프리코딩 송신 모드가 다수의 사용자-MIMO 모드의 서브 세트이기 때문에, 다수의 사용자-MIMO와 폐쇄 루프 랭크-1 프리코딩 송신 모드를 송신 안테나 지정 비트를 갖는 단일 지정 모드로 통합한다. 즉, 본 발명은 종래 기술에서는 한 송신 모드를 다른 하나로 변경하기 위해 필수적인 상위 레이어 RRC 신호 처리에 대한 요구 없이, 스케쥴링 메시지의 지정 비트들을 통해 다수의 사용자-MIMO와 폐쇄 루프 랭크-1 및 랭크-2 프리코딩 송신 사이의 동적인 전환을 가능하게 한다. 사용자에게 송신되는 스케쥴링 메시지의 지정 비트들을 사용함으로써, 본 발명은 두 개별의 송신 모드 지정들을 단일 송신 모드 지정으로 통합하여, 제어 메시지들의 오버헤드를 감소시키고 시스템의 송신 모드 지정을 단순화한다.

본 발명에서, eNodeB가 도 2의 205 및 210과 같은 다수의 사용자 장치로 송신할 때, eNodeB는 전력을 상이한 사용자 장치로 분배해야 한다. 전력 분배의 양은 동일한 채널 리소스들을 사용하는 셀 세그먼트 상에서 서브되어야 하는 사용자 장치의 수에 의존한다. 예를 들어, 2개의 사용자 장치가 서비스되고 있다면, 사용자 장치(205)에 대한 전력 분배는 프리코딩 테이블 [1 1 1 1]/sqrt(2)에 의해 지정될 것이고, 사용자 장치(210)에 대해서는 프리코딩 테이블 [1 -1 1 -1]/sqrt(2)에 의해 지정될 것이고, 여기서 1/sqrt(2)는 각각의 사용자 장치로 송신되고 있는 전력 신호들을 감소시키는 2개의 프리코더에 대한 스케일링 팩터로서 사용된다. 4개의 송신기 안테나 시스템이 eNodeB에 의해 지원된다면, 프리코더는 동일한 채널 리소스들에 대해 스케쥴링된 N개의 사용자들에 대해, 프리코딩 테이블 [1 1 1 1]/sqrt(N)을 사용하여 사용자 장치(205)로의 전력 레벨을 스케일링할 수 있고, 다른 사용자 장치에 대한 다른 신호들은 그러한 다른 사용자 장치에 대해 할당된 미리결정된 프리코딩 테이블에 의해 지정된 비례적인 팩터에 의해 감소할 것이다.

본 발명에서, 스케일링 팩터는 사용자 장치로 보내진 메시지의 추가적인 지정 비트들을 사용하여 사용자 장치에 신호로 보내진다. 일 실시예에서, 추가적인 비트들이 새로운 포맷 메시지(예를 들면, 포맷 1B)에 더해질 수 있거나 지정 비트들이 기존 메시지 포맷(예를 들면, 다수의 사용자-MIMO 허가 메시지에서 사용자들을 위한 포맷 2)의 지정 비트들로부터 재해석될 수 있다. 셀 세그먼트 상에 1 내지 2개의 사용자들이 있기 때문에, 2개의 송신기만이 요구된다면, 포맷 메시지에 1개의 추가적인 지정 비트만이 필요할 것이다. 셀 세그먼트 상에 4개까지의 사용자가 있기 때문에 4개의 송신기가 요구된다면, 포맷 메시지에 2개의 추가적인 지정 비트가 필요할 것이다.

사용자 장치(205)가 포맷 메시지의 비트 지정을 수신할 때, 그것은 지정 비트에 의해 지정된 송신기 안테나 및 사용자의 수에 기초하여 그 사용자 장치에 대한 전력 레벨에 적용되는 스케일링 팩터를 계산한다. 전력 스케일링 팩터들 P_A 와 P_B는 그 방식으로 사용자에 의해 결정될 수 있고, 전력 스케일링 팩터는 수신된 신호를 복조(demodulate)하는 데에 수신기에 의해 사용될 수 있다. 시스템은 지정 비트들의 사용으로 매우 빠른 방식으로 송신 신호의 전력을 동적으로 조정하고, 사용자는 수신기에서 신호를 복조하는 데에 스케일링 팩터를 사용한다. 사용자 장치는 1개의 비트를 사용하는 2개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해서는 -10log₁₀N, N=1,2, 2개의 비트를 사용하는 4개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해서는 -10log₁₀N, N=1, 2, 3, 4와 같은 미리결정된 스케일링 팩터, 또는 프리코딩 테이블로부터의 값들을 사용하여 스케일링 팩터 P_A와 P_B를 계산할 수 있다. 이러한 실시예는 새로운 포맷 메시지(예를 들면, 포맷 1B)와 사용될 수 있거나 지정 비트들은 기존 메시지 포맷(예를 들면, 다수의 사용자-MIMO 허가 메시지의 사용자들을 위한 포맷 2)의 지정 비트들로부터 재해석될 수 있다. 대안적으로, 지정 비트들은 프리코딩 검색 테이블 또는 시스템 상의 다른 테이블 리소스로부터 스케일링 팩터를 검색하는 데에 사용될 수 있다.

대안적으로, 포맷 메시지의 비트 지정은 사용자 장치에, 이전 지정 방법보다 더 많은 비트들을 사용하지만 사용자 장치에 의한 P_A 및 P_B의 계산을 생략함으로써 더 빠른 프로토콜 처리를 가능하게 하는 실제 스케일링 값들 P_A 및 P_B를 제공할 수 있다. P_A 및 P_B 스케일링 값들의 실제 값은 지정 비트들에 지정되거나, 테이블에 의해 정의된 미리결정된 요소를 나타내거나, 또는 시스템에 알려질 수 있다. 예를 들어, P_A를 지정하는 3개의 비트들은 신호 강도 상의 전력에 적용될 dB 값들(예를 들면, dB=3,2,1,0,-1,-2,-3,-6)을 정의할 수 있고, 지정 비트들은 지정된 스케일링 테이블의 테이블 엔트리를 정의할 수 있고(예를 들면, 3개의 비트들은 스케일링 또는 프리코딩 테이블 상의 엔트리들을 지정함), 또는 시스템에 알려진 스케일링 팩터들은 2개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 P_A=-10log₁₀N, N=1,2 또는 4개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 P_A=-10log₁₀N, N=1,2,3,4로 지정된다. 전력 스케일링 팩터들 P_A 및 P_B는 그러한 방식으로 사용자에 의해 결정될 수 있고, 전력 스케일링 팩터는 수신된 신호를 복조하는 데에 수신기에 의해 사용될 수 있다. 시스템은 지정 비트들의 사용으로 매우 빠른 방식으로 송신 신호의 전력을 동적으로 조정하고, 사용자는 수신기에서 신호를 복조하는 데에 스케일링 팩터를 사용한다. 이러한 실시예는 새로운 포맷 메시지(예를 들면, 포맷 1B)와 사용될 수 있거나 지정 비트들은 종래 매세지 포맷(예를 들면, 다수의 사용자-MIMO 허가 메시지의 사용자들을 위한 포맷 2)의 지정 비트들로부터 재해석될 수 있다.

전술한 설명에서, 다수의 세부사항들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해 나열되었다. 그러나, 당업자들에게 본 발명이 이러한 세부사항 없이도 시행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명이 제한된 수의 실시예들에 관하여 개시된 반면에, 당업자들은 그것으로부터 다수의 치환 및 변경들을 이해할 것이다. 첨부한 청구범위는 그러한 치환 및 변경들을 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에서 커버하도록 의도되었다.

Claims

셀 섹터에 커버리지를 제공하는 적어도 2개의 공간적 빔을 갖는 통신 시스템 상에서 액세스 노드로부터 수신기로의 송신 빔에 대한 전력 스케일링 팩터를 지정하는 방법으로서,
상기 수신기로의 송신 신호에 적용하는 데에 사용해야 하는 전력 스케일링 팩터를 상기 액세스 노드에서 결정하는 단계 - 상기 전력 스케일링 팩터는 네트워크 상의 리소스 할당 및 동일한 리소스들을 통해 통신할 수신기들의 수에 기초하여 결정됨 -,
상기 액세스 노드에 의해 결정된 상기 전력 스케일링 팩터에 기초하여 상기 액세스 노드에서 지정 비트 포맷 메시지를 준비하는 단계 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는 복수의 송신 모드 중 하나의 송신 모드를 지정하며, 상기 복수의 송신 모드는 다수의 사용자-MIMO, 폐쇄 루프 랭크-1, 및 폐쇄 루프 랭크-2를 포함함 -,
하나 이상의 공간적 빔 송신을 통해 액세스 노드로부터 주기적으로 상기 지정 비트 포맷 메시지를 송신하는 단계 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 수신기가 상기 수신기로의 상기 송신 빔에 대한 전력 스케일링 팩터를 계산하고 상기 송신 빔에 대한 상기 복수의 송신 모드 중의 상기 송신 모드를 결정하는 데에 사용됨 -, 및
상기 전력 스케일링 팩터에 기초하여 동적으로 상기 수신기로의 송신 신호의 전력을 조정하는 단계 - 상기 송신 신호는 상기 지정 비트 포맷 메시지로부터 계산된 전력 스케일링 팩터를 사용하여 상기 수신기에서 복조됨 -
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
셀 세그먼트 상에 1 내지 2개의 사용자들이 있기 때문에 2개의 송신기가 요구된다면, 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 포맷 메시지에 1개의 추가 지정 비트를 필요로 하는 방법.
제1항에 있어서,
셀 세그먼트 상에 4개까지의 사용자들이 있기 때문에 4개의 송신기가 요구된다면, 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 포맷 메시지에 2개의 추가 지정 비트를 필요로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 상기 포맷 메시지에 1개의 비트를 사용하는 2개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2를 사용하여 계산되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 상기 포맷 메시지에 2개의 비트를 사용하는 4개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2,3,4를 사용하여 계산되는 방법.
제1항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 시스템의 미리결정된 값들의 테이블로부터의 값 지정을 사용하여 계산되는 방법.
셀 섹터에 커버리지를 제공하는 적어도 2개의 공간적 빔을 갖는 통신 시스템 상에서 액세스 노드로부터 수신기로의 송신 빔에 대한 전력 스케일링 팩터를 지정하는 방법으로서,
상기 수신기로의 송신 신호에 적용하는 데에 사용해야 하는 전력 스케일링 팩터를 상기 액세스 노드에서 결정하는 단계 - 상기 전력 스케일링 팩터는 네트워크 상의 리소스 할당 및 동일한 리소스들을 통해 통신할 수신기들의 수에 기초한 상기 송신 빔에 대한 값 조정임 -,
상기 액세스 노드에 의해 결정된 상기 전력 스케일링 팩터에 기초하여 상기 액세스 노드에서 지정 비트 포맷 메시지를 준비하는 단계 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는 복수의 송신 모드 중 하나의 송신 모드를 지정하며, 상기 복수의 송신 모드는 다수의 사용자-MIMO, 폐쇄 루프 랭크-1, 및 폐쇄 루프 랭크-2를 포함함 -,
하나 이상의 공간적 빔 송신을 통해 액세스 노드로부터 주기적으로 상기 지정 비트 포맷 메시지를 송신하는 단계 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 수신기로의 상기 송신 빔에 대해 상기 복수의 송신 모드 중의 상기 송신 모드 및 전력 스케일링 팩터의 실제 값을 상기 수신기에 지정함 -, 및
상기 전력 스케일링 팩터에 기초하여 동적으로 상기 수신기로의 송신 신호의 전력을 조정하는 단계 - 상기 송신 신호는 상기 지정 비트 포맷 메시지로부터 계산된 전력 스케일링 팩터를 사용하여 상기 수신기에서 복조됨 -
를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
지정 비트 포맷 메시지는 상기 송신 신호에 적용되는 dB 레이팅을 지정하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 지정 비트 포맷은 시스템의 미리결정된 값들의 테이블로부터 실제 값들을 지정하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 지정 비트 포맷은 상기 포맷 메시지에 1개의 비트를 사용하는 2개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2를 사용하여 실제 전력 스케일링 값을 지정하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 상기 포맷 메시지에 2개의 비트를 사용하는 4개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2,3,4를 사용하여 계산되는 방법.
셀 섹터에 커버리지를 제공하는 적어도 2개의 공간적 빔을 갖는 통신 시스템 상에서 액세스 노드로부터 수신기로의 송신 빔에 대한 전력 스케일링 팩터를 지정하는 송신 시스템으로서,
네트워크 상의 리소스 할당 및 동일한 리소스들을 통해 통신할 수신기들의 수에 기초하여 상기 수신기로의 송신 빔에 적용해야 하는 전력 스케일링 팩터를 결정하고, 그 전력 스케일링 팩터에 기초하여 지정 비트 포맷 메시지를 준비하는 프로세서와,
하나 이상의 공간적 빔 송신을 통해 주기적으로 지정 비트 포맷 메시지를 송신하는 송신기 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는, 상기 수신기가 상기 수신기로의 상기 송신 빔에 대해 복수의 송신 모드 중 하나의 송신 모드를 결정하고 전력 스케일링 팩터를 계산하는 데에 사용되며, 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 복수의 송신 모드 중의 상기 송신 모드를 지정하고, 상기 복수의 송신 모드는 다수의 사용자-MIMO, 폐쇄 루프 랭크-1, 및 폐쇄 루프 랭크-2를 포함함 -
를 갖는 액세스 노드를 포함하고,
상기 액세스 노드는 네트워크 상의 다른 송신들과의 간섭을 발생시키는 일 없이 상기 전력 스케일링 팩터에 기초하여 동적으로 상기 수신기로의 송신 신호의 전력을 조정하고, 상기 송신 신호는 상기 액세스 노드로부터 수신된 전력 스케일링 팩터를 사용하여 상기 수신기에서 복조되는 시스템.
제12항에 있어서,
셀 세그먼트 상에 1 내지 2개의 사용자들이 있기 때문에 2개의 송신기가 요구된다면, 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 포맷 메시지에 1개의 추가 지정 비트를 필요로 하는 시스템.
제12항에 있어서,
셀 세그먼트 상에 4개까지의 사용자들이 있기 때문에 4개의 송신기가 요구된다면, 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 포맷 메시지에 2개의 추가 지정 비트를 필요로 하는 시스템.
제12항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 상기 포맷 메시지에 1개의 비트를 사용하는 2개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2를 사용하여 계산되는 시스템.
제12항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 상기 포맷 메시지에 2개의 비트를 사용하는 4개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2,3,4를 사용하여 계산되는 시스템.
제12항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 시스템의 미리결정된 값들의 테이블로부터의 값 지정을 사용하여 계산되는 시스템.
셀 섹터에 커버리지를 제공하는 적어도 2개의 공간적 빔을 갖는 통신 시스템 상에서 액세스 노드로부터 수신기로의 송신 빔에 대한 전력 스케일링 팩터를 지정하는 송신 시스템으로서,
네트워크 상의 리소스 할당 및 동일한 리소스들을 통해 통신할 수신기들의 수에 기초하여 상기 수신기로의 송신 빔에 적용되는 실제 값 조정인 전력 스케일링 팩터를 결정하고, 그 전력 스케일링 팩터에 기초하여 지정 비트 포맷 메시지를 준비하는 프로세서와 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는 복수의 송신 모드 중 하나의 송신 모드를 지정함 -,
하나 이상의 공간적 빔 송신을 통해 주기적으로 지정 비트 포맷 메시지를 송신하는 송신기 - 상기 지정 비트 포맷 메시지는 상기 수신기로의 상기 송신 빔에 대해 상기 복수의 송신 모드 중의 상기 송신 모드 및 상기 수신기로의 전력 스케일링 팩터의 실제 값을 지정함 -
를 갖는 액세스 노드를 포함하고 - 상기 복수의 송신 모드는 다수의 사용자-MIMO, 폐쇄 루프 랭크-1, 및 폐쇄 루프 랭크-2를 포함함 -,
상기 액세스 노드는 네트워크 상의 다른 송신들과의 간섭을 발생시키는 일 없이 상기 전력 스케일링 팩터에 기초하여 동적으로 상기 수신기로의 송신 신호의 전력을 조정하고, 상기 송신 신호는 상기 액세스 노드로부터 수신된 상기 전력 스케일링 팩터를 사용하여 상기 수신기에서 복조되는 시스템.
제18항에 있어서,
지정 비트 포맷 메시지는 상기 송신 신호에 적용되는 dB 레이팅을 지정하는 시스템.
제18항에 있어서,
상기 지정 비트 포맷은 시스템의 미리결정된 값들의 테이블로부터 실제 값을 지정하는 시스템.
제18항에 있어서,
상기 지정 비트 포맷은 상기 포맷 메시지에 1개의 비트를 사용하는 2개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2를 사용하여 실제 전력 스케일링 값을 지정하는 시스템.
제18항에 있어서,
상기 전력 스케일링 팩터는 상기 포맷 메시지에 2개의 비트를 사용하는 4개의 송신기 안테나 비트 지정에 대해 공식 -10log₁₀N, N=1,2,3,4를 사용하여 계산되는 시스템.