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KR101432004B1 - 고정 인프라구조 기반의 중계기를 갖는 무선 시스템에서의 커버리지 향상 - Google Patents

고정 인프라구조 기반의 중계기를 갖는 무선 시스템에서의 커버리지 향상 Download PDF

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KR101432004B1
KR101432004B1 KR1020137023577A KR20137023577A KR101432004B1 KR 101432004 B1 KR101432004 B1 KR 101432004B1 KR 1020137023577 A KR1020137023577 A KR 1020137023577A KR 20137023577 A KR20137023577 A KR 20137023577A KR 101432004 B1 KR101432004 B1 KR 101432004B1
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노오텔 네트웍스 리미티드
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Abstract

고정 인프라구조 기반의 중계기를 갖는 무선 시스템에서 커버리지의 향상을 위한 시스템 및 방법으로서, 중계기들은 다중 안테나 수신기들에 신호들을 중계하기 위하여 사용되며, 여기서, 수신되는 신호들은 그 후 MIMO 처리를 사용하여 처리된다. MIMO 처리 노드는 적어도 2개의 다른 노드들로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행한다. 또 다른 양태에 있어서, 송신 노드로부터 수신 노드에 송신되는 신호들에 대하여 공간 다중화 및/또는 공간 시간 블록 코딩이 수행된다.

Description

고정 인프라구조 기반의 중계기를 갖는 무선 시스템에서의 커버리지 향상{COVERAGE IMPROVEMENT IN WIRELESS SYSTEMS WITH FIXED INFRASTRUCTURE BASED RELAYS}
본 발명은 고정 인프라구조 기반의 중계기를 갖는 셀룰러 시스템과 같은 무선 시스템 및 이러한 시스템에서 커버리지를 향상시키는 방법에 관한 것이다.
종래의 셀룰러 시스템의 커버리지를 확장하기 위하여 중계기가 사용되어 왔다. 이러한 중계기에 있어서, 기지국의 범위 밖에 있는 이동국일지라도 중계기들 중 하나를 통해 기지국과 통신을 할 수 있다. 중계기는 통상적으로 이동국 또는 기지국으로부터 수신되는 신호들을 재송신하는 것 외에 별로 기능을 갖지 않는다.
다중 입출력(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 시스템은 송신기 및/또는 수신기에서의 다중 안테나와 송신된 데이터를 복구하기 위한 수신기에서의 공간 처리를 특징으로 한다. 기존의 MIMO 기술의 예로서는, STBC(Space-Time Block Coding) 및 SM(Spatial Multiplexing) 접근법을 포함한다.
STBC에 있어서, 각각의 안테나는 해당 스트림을 송신하며, 본질적으로, 블록 코딩에 앞서서의 또는 블록 코딩 구조 내의 입력 데이터의 코딩과 변조로 인하여, 스트림들 사이에는 어떠한 상호상관이 존재한다. STBC 구조는 송신기에서 다소간의 복잡성을 포함하지만, 수신기에서는 복잡성을 간단화하도록 할 수 있다. 블록 코딩 전의 코딩과 변조에 의존하는 STBC 구조의 일례로서, 상호상관을 도입하도록 블록 코딩에 앞서서 코딩과 변조가 채용되어 고유 심볼 스트림을 송신하기 위해 각각의 송신 안테나가 사용되는, 소위, "BLAST" 접근법이 있다. 본질적으로 블록 코딩 구조에 의존하는 STBC 구조의 일례로서, 다중 안테나 상에서 각각의 심볼이 나타나는 STTD(Space Time Transmit Diversity)가 있다. 공지의 STTD 구조로서는 Alamouti 코드 기반의 송신이 있다.
공간 다중화(SM: Spatial Multiplexing)에 있어서, 독립적인 데이터 스트림을 송신하기 위하여 각각의 안테나가 사용된다. 코딩과 변조에 의해 도입되는 상호상관은 없다. SM 접근법은 송신기 복잡성을 감소시켰지만, 더 높은 수신기 복잡성을 포함한다. 공지의 SM 구조는, 각각의 안테나 상에서 독립적인 심볼 스트림이 송신되는, 소위, V-BLAST(Vertical BLAST) 및 D-BLAST(Diagonal BLAST)를 포함한다. SM에 있어서, 다중화 이득을 발생시키기 위하여 상이한 안테나 상에서 독립적인 데이터 스트림들이 송신된다. 최대 우도(Maximum Likelihood) 디코딩을 사용하는 경우, 이러한 구조는 양호한 성능을 제공하는 것으로 발견되었다.
전통적인 STBC는 다중화 이득과 다이버시티 이득 모두를 활용하는 한편, V-BLAST 등의 공간 다중화 시스템은 주로 다중화 이득을 제공한다. 다중화 이득은 안테나 수가 증가할수록 평준화되지만, 공간 다중화 이득은 안테나 수가 증가할수록 선형적으로 증가한다.
MIMO 신호들의 SINR이 상당하여, Full-Rank MIMO 채널 실현이 가능해지는 경우, MIMO의 장점이 크다. 이는 변화하는 SINR 조건을 갖는 사용자들이 분산된 것을 특징으로 하는 시스템에서 협력 MIMO가 성공적으로 채용될 수 있는 경우의 수를 제한한다.
협력 MIMO를 채용하는 시스템에 있어서, 다수의 이동국들이 단일 이동국의 데이터를 MIMO 송신으로 나타나도록 협력적으로 송신한다. 예를 들어, 하나의 안테나를 갖는 2개의 이동국은 각각 이동국 데이터 중 하나를 송신할 수 있다. 그 후, 2개의 안테나의 기지국은 2개의 신호를 수신하여, 이들을 MIMO 기법을 이용하여 처리할 수 있다. 이러한 구조는 몇몇 단점을 갖는다. 예를 들어, 협력 송신을 가능하게 하기 위해 2개의 이동국 사이에서 각각의 이동국의 데이터가 교환될 것을 필요로 한다. 또한, 자신의 우선순위의 송신을 통한 또는 그 송신 상에서의 피어(peer) 이동국의 액세스 대역폭에 기초하므로 송신이 기회적(opportunistic)이다. 본 구조는 그 피어들로부터 데이터를 송수신하기 위하여 추가의 송수신 체인을 필요로 한다는 점에서, 이동국에 대하여 복잡성을 부가한다. 협력 MIMO는 셀룰러 시스템에 있어서 큰 용량의 향상을 제공하는 것으로 보여져 왔다. 2개의 이동국 사이의 교환이 협력 MIMO의 본질적 성분이므로, 이동국들은 정보를 교환하기에 편리하게 위치될 필요가 있다. 따라서, 협력 MIMO의 적용은 이러한 시나리오에 제한된다.
중계 기능을 위해 셀룰러 스펙트럼을 사용하는 인프라구조 기반의 2-홉(hop) 중계는, 셀룰러 시스템에 있어서 커버리지를 크게 향상시켜, 사용자가 셀 주위를 이동하는 때에 더욱 더 큰 데이터율의 유비쿼티(ubiquity)를 가져오는 것으로 보여져 왔다. 기지국에서의 대역폭 리소스는 이제 이동국-중계기 송신과 중계기-이동국 송신 양쪽 모두에 대하여 사용된다는 사실에도 불구하고, 2개의 홉 각각에 대한 향상된 SINR 조건은 전체적으로 링크 상에서 총 SINR을 더 높게 하는 결과를 가져오므로, 기지국으로부터 더 먼 이동국들로 커버리지를 향상시킨다.
도 1은 종래의 고정 인프라구조 기반의 선택적 중계의 일례를 나타낸다. 공칭 커버리지 영역(12)을 갖는 기지국이 도시되어 있다. 각각 해당하는 커버리지 영역(18, 20)을 갖는 고정 인프라구조 중계기(14, 16)가 또한 제공된다. 중계기는 기지국의 커버리지 영역을 증가시키는 기능을 하는 것이라 할 수 있다. 기지국(10)의 커버리지 영역(12) 내에 존재하는 이동국(22)과 같은 이동국들은, 기지국(10)의 커버리지 영역 외부에 있지만, 중계기(14)와 같은 중계기들 중 하나의 커버리지 영역 내에 존재하는 이동국(24 및 26)과 같은 이동국들과는, 중계기(14)에 먼저 통신한 후, 중계기(14)로부터 기지국(10)에 도시된 바와 같이 신호들이 중계되도록 함으로써, 직접적으로 통신할 수 있다. 그 결과, 셀룰러 통신의 다중-홉 연장(multi-hop extension)이 이루어진다. 이동국들 사이의 송신 및 중계기들과 기지국 사이의 송신을 처리하기 위하여, 다양한 FDD(Frequency Division Duplexing)/TDM(Time Division Multiplexing) 접근법이 제안되었다. 30으로 도시된 특정예에 있어서, 셀룰러 기지국(10), 중계기(14), 및 이동국(24)은 제1 시간 간격(T1)에서 기지국(10)과 중계기(14)가 업링크 및 다운링크 주파수(FUL 및 FDL)를 각각 이용하여 통신하는 반면, 제2 시간 간격(T2)에서 기지국(24)과 중계기(14)가 업링크 및 다운링크 주파수(FDL 및 FUL)를 이용하여 통신하도록, 조합된 FDD/TDD를 이용하여 통신한다.
하나의 광의의 양태에 따르면, 본 발명은, 제1 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계; 제3 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계; 및 제 무선 노드가 제1 무선 노드 및 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행하는 단계를 포함하며, 제1 및 제3 무선 노드 중 적어도 하나는 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 재송신하는 송신 방법을 제공한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 무선 노드는 이동국이며; 제2 무선 노드는 기지국이며; 제3 무선 노드는 중계기이며; 제4 무선 노드는 이동국이다.
일부 실시예에 있어서, 본 방법은 제1 및 제3 무선 노드가 각각 제4 및 제5 무선 노드로부터 수신되는 신호들을 재송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 및 제3 무선 노드는 중계기이며; 제2 무선 노드는 기지국이며; 제4 및 제5 무선 노드는 이동국이다.
일부 실시예에 있어서, 본 방법은, 제1 및 제3 무선 노드가 각각 제4 및 제5 무선 노드로부터 신호들을 수신하는 단계; 및 제1 노드가 상기 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 제3 무선 노드에 송신하며, 제3 무선 노드가 제5 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 제1 무선 노드에 송신하는 단계를 더 포함하며, 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계는, 제3 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠에 기초하여 또한 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠에 기초하여 신호를 송신하는 단계를 포함하며; 제3 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계는, 제1 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠에 기초하여 또한 제5 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠에 기초하여 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 및 제3 노드 송신은 함께 STTD(Space Time Transmit Diversity) 송신을 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 본 방법은, 제4 노드가 상기 제2 노드와 제3 노드에 직접 송신하는 단계; 제3 노드가 제4 노드로부터 수신하여, 제2 노드에 재송신하는 단계 - 제3 노드 및 제4 노드의 송신은 협력 다이버시티 송신을 포함함 -; 및 제2 노드가 제4 노드로부터 직접 송신 및 다수 안테나 상의 제3 노드의 재송신을 수신하여, 다이버시티 조합을 수행하는 단계를 포함하는, 제4 노드를 위한 동작의 또 다른 모드를 제공하는 단계를 더 포함하며, 또 다른 MIMO 모드 및 협력 다이버시티 중 하나를 적응적으로 선택하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 본 발명은, 각각의 MIMO 모드가 해당 측정치를 판정하고, 측정치에 기초하여 복수의 MIMO 모드 사이에서 선택함으로써, 복수의 MIMO 모드 중 하나를 적응적으로 선택하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 광의의 양태에 따르면, 본 발명은, STBC를 이용하여 N≥2개의 안테나 상에 콘텐츠를 송신하는 단계; M≥1 개의 추가 안테나 상에 콘텐츠를 송신하는 단계; N개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련된 성분들 및 N개의 안테나에 의새 송신되는 콘텐츠에 관련된 성분들을 추출하기 위하여, 적어도 N+M개의 안테나 상에서 수신되는 신호들에 대하여 공간 다중화 처리를 수행하는 단계; 및 STBC를 이용하여 송신되는 콘텐츠를 복구하기 위하여 상기 N개 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관한 성분들에 대하여 STBC 처리를 수행하는 단계를 포함하는 송신 방법을 제공한다.
일부 실시예에 있어서, N개 안테나는 상이한 무선 노드들 상에 있다.
일부 실시예에 있어서, 안테나 중 적어도 하나는 또 다른 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 중계하는 중계기 상에 있다.
일부 실시예에 있어서, 본 발명은, 콘텐츠를 송신하기 위하여 사용되는 N+M개의 안테나의 집합으로부터 적응적으로 안테나를 추가 및/또는 제거하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 광의의 양태에 따르면, 본 발명은, 적어도 2개의 안테나를 갖는 MIMO 처리 노드; 및 제1 중계 노드를 포함하며, MIMO 처리 노드는 제1 중계 노드와 적어도 하나의 다른 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행하도록 구성되는 시스템을 제공한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 중계 노드는 상기 적어도 하나의 다른 노드로부터 직접 수신되는 것과는 다른 것으로부터 수신되는 신호를 중계한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 중계 노드는 적어도 하나의 다른 노드로부터 수신되는 신호를 중계한다.
일부 실시예에 있어서, 적어도 하나의 다른 노드는 제2 중계 노드를 포함한다.
일부 실시예에 있어서, 제1 및 제2 중계 노드는 중계를 위하여 수신되는 제1 및 제2 콘텐츠를 교환하며, 제1 및 제2 콘텐츠 양측에 기초하여 해당 신호들을 MIMO 처리 노드에 송신하며, 해당 신호들은 STBC 신호를 집합적으로 포함한다.
본 발명의 광의의 양태에 따르면, 본 발명은, N≥2개의 안테나로부터의 STBC 송신 및 M≥1개의 추가 안테나 상에서의 송신을 포함하는 송신으로부터 신호들을 수신하도록 구성되는 적어도 N+M개의 안테나; N개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련된 성분들 및 M개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련된 성분들을 추출하기 위하여, 적어도 N+M개의 안테나 상에서 수신되는 신호들에 대하여 공간 다중화 처리를 수행하는 공간 다중화 처리기; 및 STBC를 이용하여 송신되는 콘텐츠를 복구하기 위하여 N개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련된 성분들에 대하여 처리를 수행하는 STBC 처리기를 포함하는 MIMO 처리 노드를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 설명한다:
도 1a 및 도 1b는 종래의 인프라구조 기반의 중계 송신을 나타낸다;
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 인프라구조 기반의 중계를 이용한 협력 MIMO의 일례를 나타낸 네트워크도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 협력 MIMO의 일례의 방법의 흐름도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 인프라구조 기반의 중계를 이용한 협력 MIMO를 나타낸 일례의 네트워크의 개략도이다;
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 인프라구조 기반의 중계기를 이용한 협력 MIMO의 일례의 방법의 흐름도이다;
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 인프라구조 기반의 중계기를 갖는 협력 MIMO를 채용한 또 다른 일례의 네트워크도이다;
도 4d 및 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 협력 MIMO의 또 다른 일례의 방법의 흐름도이다;
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 협력 다이버시티를 나타낸 일례의 네트워크의 개략도이다;
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 협력 다이버시티를 수행하는 일례의 방법의 흐름도이다;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 협력 다이버시티와 협력 MIMO 사이의 적응화를 나타낸 일례의 네트워크의 개략도이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 협력 MIMO와 협력 다이버시티 사이의 적응화를 수행하는 일례의 방법의 흐름도이다.
도 8은 다중 MIMO 노드를 이용한 순차적 MIMO 처리를 나타낸 일례의 네트워크의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 또 다른 MIMO 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 또 다른 MIMO 방법의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 일례의 MIMO 처리 노드의 블록도이다.
이하, 도 2a를 참조하여, 고정 인프라구조 기반의 선택적 중계를 채용하는 MIMO 시스템의 제1 예를 설명한다. 2개의 안테나(82, 84)를 갖는 기지국(80) 및 2개의 안테나(88, 90)를 갖는 중계기(86)로 구성되는 고정 인프라구조가 도시되어 있다. 안테나(88)는 기지국(80)을 향하여 지향되어 있는 반면, 안테나(90)는 기지국으로부터 멀리 위치되어, 데이터율 유비쿼티 및/또는 물리적 커버리지 영역 측면에서 추가의 커버리지를 제공한다.
동작에 있어서, 기지국(80)의 직접 커버리지 영역 내에 위치하는 이동국들은 기지국과 직접적으로 통신한다. 본 예에서는 그 송신이 이동국(92)으로부터 기지국(80)으로 바로 향하는 것으로 도시된 이동국(92)이 존재한다. 중계기(86)의 커버리지 영역 내에 존재하는 이동국들이 먼저 중계기(86)에 송신하며, 그 후, 중계기(86)는 기지국(80)에 대하여 그 통신을 전달한다. 예를 들어, 중계기(86)에 의해 수신되는 신호(98)를 안테나(90) 상에서 송신하는 것으로 이동국(94)이 도시되어 있다. 그 후, 이는 기지국(80)을 향하는 신호(100)로서 안테나(88)를 통해 재송신된다.
기지국(80)은 그 후 자신의 2개의 안테나(82, 84) 상에 수신되는 신호들을 MIMO 처리 기법을 이용하여 처리한다. 도시된 특정예에 있어서, 예컨대, V-BLAST 모드를 이용하여 가상 2:2 MIMO 공간 다중화 시스템이 형성된다. 즉, 이는 2개 안테나 송신기가 각각의 송신기에 대하여 고유 데이터를 송신하는 것과 유사하다. 2개 안테나 송신기의 각각의 안테나는 송신 안테나 양측으로부터의 송신을 포함하는 신호를 수신한다. 바람직하게는, 이러한 MIMO 송신이 설정되는 경우, 기지국 스케쥴링에 의해 송신이 동기화된다. 도시된 예에 있어서, 이는 이동국(92)과 중계기(86)의 송신을 동기화시키는 것을 포함할 것이다. 종래의 협력 MIMO와는 달리, 도 2a의 실시예에 있어서, 이동국(92)과 중계기(86) 사이에 어떠한 직접적인 협력은 필요가 없다.
기지국(80)은 각각 이동국(92) 및 중계기(86)로부터 발신되는 신호(96 및 100)를 추출하도록 안테나(82 및 84) 상에서 수신되는 신호들을 함께 처리함으로써 MIMO 처리를 수행한다. 최대 우도 디코딩을 기초로 할 때, 공간 다중화를 위한 이상적인 검출 기법은 매우 복잡하다. 다른 차선책의 기법들이 또한 활용가능하다. 그러나, 기지국은 수신된 신호를 처리하므로, 수신기 복잡도는 중요치 않다. 이러한 MIMO 처리를 수행하기 위한 기법들은 당업계에 공지되어 있으며, 더 이상 여기서 설명하지 않겠다. 예를 들어, 「P.W. Wolniansky, G. J. Foschini, G.D. Golden, R.A. Valenzuela, V-BLAST: An Architecture for Realizing Very High Data Rates Over the Rich-Scattering Wireless Channel, in Proc. ISSSE-98, Pisa, Italy, Sept. 29, 1998」 을 참조하기 바란다.
본 명세서에 나타낸 예는 2x2 MIMO를 상정하지만, 본 개념은 수신기에서 NxM MIMO 채널을 형성하기 위하여 더 큰 수(N)의 중계기 및 이동국에 확장될 수 있다. 2개의 송신국(이동국, 중계기) 간의 데이터의 교환이 존재하지 않으므로, 2개의 국들이 서로의 도달 거리 내에 편하게 위치되어야 하는 요구사항은 없다.
이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 고정 인프라구조 기반의 선택적 중계를 채용하는 MIMO 시스템의 제2 예를 설명한다. 도 3a 및 도 3b에 있어서, 2개의 안테나(112, 114)를 갖는 기지국(110)과 중계기 쌍(116, 122)으로 구성되는 고정 인프라구조가 존재한다. 중계기(116)는 2개의 안테나(118, 120)를 가지며, 중계기(122)는 2개의 안테나(124, 126)를 갖는다. 도 3a는 이동국 쌍(130, 132)의 송신(134, 136)을 나타낸다. 도시된 예에 있어서, 이동국(130)은 중계기(136)의 커버리지 영역 내에 있는 반면, 이동국(132)은 중계기(122)의 커버리지 영역 내에 있다.
도 3b에 중계기(116, 122)에 의한 송신이 도시되어 있다. 중계기(116)는 140으로 나타낸 바와 같이 이동국(130)으로부터 수신되는 신호를 전달하며, 중계기(122)는 142로 나타낸 바와 같이 이동국(132)으로부터 수신되는 신호를 전달한다. 기지국(110)은 자신의 2개의 안테나(112, 114) 상에서 2개의 신호를 수신하며, 기지국은 이동국(130, 132) 각각의 송신을 복구하기 위하여 MIMO 처리를 수행한다. 바람직하게는, 중계기(116, 122)의 송신은, 예를 들어, 기지국 스케쥴링을 이용하여 동기화된다. 도 3a 및 도 3b의 예에 있어서, 최종 효과는 V-BLAST 모드의 가상 2:2 MIMO 시스템이다. 또한, NxM 공간 다중화 채널을 형성하기 위하여 임의의 수의 중계기가 참여할 수 있다(여기서, M은 기지국 안테나의 수). 또한, 중계기들이 데이터를 교환하기 위하여 이들 사이에 양호한 통신 채널을 가져야 하는 요구사항은 없다.
이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 고정 인프라구조 기반의 선택적 중계를 채용하는 MIMO 시스템의 또 다른 예가 도시되어 있으며, 여기서, 중계기들 이들 사이의 통신 채널을 갖는다. 예를 들어, 이들은 협력을 위해 이들 사이에 송신 채널을 형성할 수 있도록 서로 가까이 있을 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 있어서, 안테나(162, 164)를 갖는 기지국(160) 및 중계기 쌍(166, 172)으로 구성되는 고정 인프라구조가 도시되어 있다. 중계기(166)는 안테나(168, 170)를 가지며, 중계기(172)는 안테나(174, 176)를 갖는다. 이동국 쌍(180, 182)의 송신과 중계기(166, 172) 사이의 송신이 도 4a에 도시되어 있다. 이동국(180)이 중계기(166)에 의해 수신되는 자신의 송신(184)을 행하고, 이동국(182)이 중계기(172)에 의해 수신되는 자신의 송신(186)을 행함으로써 시작한다. 이들 사이에 송신 채널을 갖는 2개의 중계기(166, 172)는 그 후 해당 이동국(180, 182)으로부터 이들이 수신하는 정보를 교환한다. 이러한 정보의 교환은 188에 도시되어 있다. 이러한 점에서, 중계기(166, 172) 양측은 이동국(180, 182) 양측으로부터 수신되는 신호들의 지식을 갖는다. 데이터/신호들을 조합하도록 코딩 및/또는 변조가 수행된다.
이러한 정보를 이용하여, 다양한 STBC MIMO 송신이 이루어질 수 있다. 제1 예가 도 4b에 도시되어 있다. 본 예에 있어서, 제1 중계기(166)는 f1(a,b)를 송신한다(여기서, "a"는 제1 이동국의 콘텐츠이며, "b"는 제2 이동국의 콘텐츠이다). 중계기(172)는 f2(a,b)를 송신한다. 그 결과는, 예컨대, BLAST 모드의 가상 2:2 MIMO이다.
또 다른 STBC MIMO 예에 있어서, 2개의 이동국(182, 184)으로부터 수신되는 신호들은 STTD(Space-time Transmit Diversity), 예컨대, Alamouti 코딩을 이용하여 조합된다. 예를 들어, "a"가 이동국(180)으로부터의 신호이며, "b"가 이동국(182)으로부터의 신호라면, 2개의 중계기로부터의 송신은 이하와 같이 구성될 수 있다:
T1 T2
중계기 1 a b
중계기 2 -b* a*
본 예에 있어서, 제1 중계기는 2개의 시간 간격(T1, T2)에 걸쳐 연속적으로 {a, b}를 송신하며, 제2 중계기는 동일한 2개의 시간 간격에 걸쳐 {-b*, a*}를 송신한다(여기서, b* 및 a*는 각각 b와 a의 켤레 복소수). 그 후, 기지국은 a 및 b를 복구하기 위하여 MIMO 처리를 수행한다. 이는 도 4c에 도시되어 있다. 이 도면은 제1 중계기(165)가 연속적으로 {a, b}로 이루어지는 신호(190)를 송신하며, 중계기(172)가 연속적으로 {-b*, a*}로 이루어지는 신호(192)를 송신하는 것으로 도시된 점을 제외하면, 도 4b와 동일하다.
도 3에 도시된 기법(공간 다중화) 및 도 4에 도시된 기법(STBC) 양측 모두는, 기지국이 공간 다중화 또는 STBC가 사용되었는지 여부에 따라서 수신기 알고리즘을 적합화하여, 상이한 중계기들의 집합에서 사용될 수 있다. 중계기들은 정적인 개체들이므로, 기지국은 중계기의 집합들이 STBC를 사용할 수 있는지, 다른 중계기들이 공간 다중화를 사용할 수 있는지에 대한 지식을 갖게 된다.
이하, 도 5a를 참조하면, 고정 인프라구조 기반의 선택적 중계를 채용하는 MIMO 시스템의 또 다른 예를 나타낸다. 본 예는 안테나(52, 54)를 갖는 기지국(50) 및 안테나(58, 60)를 갖는 중계기(56)로 이루어지는 고정 인프라구조를 포함한다. 본 예에 있어서, 단일의 이동국(70)이 그 신호(72)를 송신하는 것으로 도시되어 있다. 중계기(56)에 의해 신호가 수신되며, 74에서 재송신된다. 기지국(50)은 이동국(70)으로부터 신호(72)를 직접 수신하며, 중계기로부터 신호(74)를 수신한다. 직접 수신되는 송신은 기지국(50)에 의해 먼저 수신될 것이며, 기지국은 이 수신에 대하여 판정되는 소프트 정보를 저장하게 된다. 더 새로운 송신(74)을 수신한 후에, 기지국(50)은 직접적인 이동국 송신(72)과 함께 새로운 중계 송신을 처리한다.
따라서, 제1 예에 있어서, 시간 T1에서 수신 안테나(52, 54) 상에서 이동국의 직접적인 송신의 카피(copy)를 수신하도록 기지국(50)에서 수신 안테나 다이버시티가 발생한다. 단시간 후에, 시간 T2에서 수신 안테나(52, 54) 상에서 중계기(56)에 의해 송신되는 신호의 2개의 카피를 수신하도록 기지국에서 안테나 다이버시티가 사용된다. 이 신호들은 모두 원래의 송신을 복구시키도록 조합된다. 이는 이동국(70)으로부터 및 중계기(58)로부터 안테나 다이버시티를 상이한 시간에서 제공하기 위하여 동일한 2개의 안테나가 사용된다는 점에서 "협력 다이버시티" 접근법으로서 고려될 수 있다.
예를 들어, 중계기가 아날로그 중계기라면, 동일한 수신 처리 간격 내에서 (경로(74) 상에 일부 지연을 가짐) 송신(72 및 74)이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 수신기에서 2x2 MIMO 신호로서 신호가 처리될 수 있다. 다른 방법으로서, 상이한 수신 처리 간격 중에 충분히 멀리 떨어져 수신되도록 72 및 74로부터의 송신이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 2개의 시간 간격에서의 소프트 샘플들이 소프트 조합에 의해 집합적으로 처리될 수 있다.
스케쥴링
기지국은 이동국들로부터 또한 중계기들로부터 기지국으로의 송신을 스케쥴링하는 책임이 있다. 기지국 스케쥴러는 스케쥴링을 위하여 중계기들을 단말기로서 취급한다.
바람직하게는, MIMO 송신에 있어서, 기지국은 상이한 이동국들의 스케쥴링 우선순위에 기초하여 결정적(Deterministic) 방법으로 MIMO 송신을 스케쥴링한다.
도 2a의 실시예에 있어서, 송신을 동기화하기 위하여 이하의 스케줄링 결정이 이루어질 수 있다:
이동국(94)에서 중계기(86): T1
이동국(92)에서 기지국(80) 및 중계기(86)에서 기지국(80): T2
도 3a의 실시예에 있어서, 송신을 동기화하기 위하여 이하의 스케쥴링 결정이 이루어질 수 있다:
이동국(130)에서 중계기(116), 이동국(132)에서 중계기(122): T1
중계기(116)에서 기지국(110) 및 중계기(122)에서 기지국(110): T2
도 4a의 실시예에 있어서, 송신을 동기화하기 위하여 이하의 스케쥴링 결정이 이루어질 수 있다:
이동국(180)에서 중계기(166) 및 이동국(182)에서 중계기(172): T1
중계기(166, 172) 사이의 교환: T2
중계기(166)에서 기지국(160) 및 중계기(172)에서 기지국(160): T3
도 5a의 실시예에 있어서, 송신을 동기화하기 위하여 이하의 스케쥴링 결정이 이루어질 수 있다:
이동국(70)에서 중계기(56) 및 기지국(50): T1
중계기(56)에서 기지국(50): T2
MIMO 및 협력 다이버시티의 다양한 예들을 설명하였다. 또 다른 실시예에 있어서, 협력 다이버시티와 또 다른 MIMO 구조 사이의 적응화가 수행된다. 이는 해당 이동국 및/또는 중계기 쌍 별로 MOMO 처리 이득과 다이버시티 이득을 비교하는 것을 포함한다. 그 후, 더 양호한 성능의 적절한 선택이 이루어질 수 있다. STBC, SM 및 협력 다이버시티를 포함하여, 본 명세서에서 설명되는 임의의 MIMO 모드 사이의 스위칭을 위하여 적응화가 또한 사용될 수 있다. 구체적인 구현예 별로 이들 사이에 적응화되는 특정의 모드가 선택될 수 있다. 이 선택을 행하기 위한 주파수는, 예를 들어, 채널 갱신율에 의존할 수 있다.
중계기들은 TDM 방식으로 셀룰러 채널 상에서 동작하는 것이 바람직하며, 이는 동시에 송수신하지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 예를 들어, 동채널 분리(co-channel separation) 또는 주파수 분할 듀플렉싱, 또는 아날로그 중계를 이용하여 중계기들이 동일한 시간에서 송수신할 수 있도록 하는 다른 접근법이 채용될 수 있다.
도 6에는 2개의 MIMO 모드 사이의 적응화의 일례가 도시되어 잇다. 본 예에 있어서, 안테나(202, 204)를 갖는 기지국(200)이 도시되어 있다. 또한, 각각 앞서서의 실시예들과 같이 안테나 쌍을 갖는 중계기 쌍(206, 208)이 도시되어 있다. 중계기(206, 208)와 이동국 쌍(212, 214)로부터의 제1 적응화 주기(AP1) 동안의 송신이 216에 도시되어 있다. 이러한 경우, 각각 이동국의 신호들이 해당 중계기들을 통해 MIMO 처리가 수행되는 기지국(200)에 송신되도록 하여 MIMO가 채용되고 있다. 이 후의 적응화 주기(AP2)에서, 송신되는 신호들이 218에 도시되어 있다. 이러한 경우, 제2 이동국(214)은 중계기(208)를 통해 송신되는 신호를 가지며, 기지국(204)에서 또한 신호가 직접 수신된다. 이와 같이, AP2에서 협력 다이버시티 모드가 구현되고 있다. 전반적인 시스템 성능을 최적화하도록 적응화가 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 2개의 MIMO 모드 사이의 적응적 선택 방법의 일례의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 7-1에서, 제1 MIMO 모드에 대한 측정치의 판정이 계산된다. 단계 7-2에서, 제2 MIMO 모드에 대한 측정치가 계산된다. 단계 7-3에서, 2개의 측정치에 기초하여 제1 MIMO 모드와 제2 MIMO 모드 간의 선택이 이루어진다. 측정치는 네트워크 내의 임의의 적절한 곳에서 계산될 수 있다. 셀룰러 환경에서 이들을 계산하기 위한 가장 편리한 장소는 기지국이 될 것이다. 더 일반적으로는, 이 방법이 복수의 MIMO 모드 사이의 선택을 위하여 사용될 수 있다.
상기 실시예들 전부에서는 기지국이 2개의 안테나를 가지며, 따라서, 2:2 STBC 및/또는 2:2 SM 구현예를 가능하게 하는 것으로 가정하였다. 더 일반적으로, 임의의 적합한 수의 안테나가 기지국에서 구현될 수 있으며, 이러한 안테나에 의해 지원되는 임의의 MIMO/협력 다이버시티 구조가 구현될 수 있다. 예를 들어, N개 안테나 수신기와 M개 송신 안테나(여기서, (N, M) > 2)에 대하여 NxM BLAST 또는 NxM V-BLAST가 채용될 수 있다.
이상, 기재된 실시예들에서는 셀룰러 시스템에 대하여 조명하였지만, 이러한 접근법들이 메쉬 네트워크에도 적용될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 메쉬 네트워크에 있어서, 상기 기재된 BTS와 중계기 또는 중계기 쌍의 기능은, 협력 MIMO 및/또는 협력 다이버시티 구조를 제공하도록 메쉬 네트워크 내의 2개 또는 3개의 노드들에 의해 구현될 것이다.
도 2b는 상기 도 2a를 참조하여 설명한 방법과 유사하지만, 4개 노드의 더 광범위한 맥락에서 적용되는 MIMO 송신 방법의 일례의 흐름도이다. 이들 노드들 중 임의의 것은, 예를 들어, 이동국, 중계기, 또는 기지국, 또는 메쉬 네트워크 노드, 또는 기타의 노드들일 수 있다. 단계 2-1에서, 제1 노드는 제2 노드에 송신한다. 단계 2-2에서, 제2 노드는 제3 노드에 재송신한다. 단계 2-3에서, 제4 노드는 제3 노드에 송신한다. 마지막으로, 단계 2-4에서, 제3 노드는 제2 및 제4 노드로부터 수신되는 신호들의 MIMO 처리를 수행한다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상기 설명한 것과 유사하지만, 5개의 노드의 더 광범위한 맥락에 적용되는 일례의 방법의 흐름도이다. 이들 노드들 중 임의의 것은, 예를 들어, 이동국, 중계기, 또는 기지국, 또는 메쉬 네트워크 노드, 또는 기타의 노드들 일 수 있다. 본 방법은 단계 3-1에서 시작하여, 제1 노드가 제2 노드에 송신하고, 제3 노드가 제4 노드에 송신한다. 단계 3-2에서, 제2 및 제 4 노드는 동기하여 제5 노드에 재송신한다. 단계 3-3에서, 제5 노드는 MIMO 처리를 수행한다.
도 4d를 참조하면, 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 상기 설명한 것과 유사하지만, 5개의 노드의 더 광범위한 맥락에 적용되는 일례의 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 이들 노드들 중 임의의 것은, 예를 들어, 이동국, 중계기, 또는 기지국, 또는 메쉬 네트워크 노드, 또는 기타의 노드들 일 수 있다. 단계 4-1에서, 제1 노드는 제2 노드에 송신하며, 제3 노드는 제4 노드에 송신한다. 단계 4-2에서, 제2 및 제4 노드는 제1 및 제3 노드의 신호들을 교환한다. 단계 4-3에서, 제4 노드는 제1 노드의 콘텐츠와 제3 노드의 콘텐츠 양측에 기초하여 신호를 송신하며, 제2 노드는 제1 노드의 콘텐츠와 제3 노드의 콘텐츠에 기초하여 신호를 송신한다. 단계 4-4에서, 제5 노드는 MIMO 처리를 수행한다.
도 4e를 참조하면, 도 4d의 방법의 특정예인 또 다른 방법이 도시되어 있다. 단계 4-6은 도 4d의 단계 4-3의 특정예로서 구현된다. 이는 제1 및 제3 노드 양측의 콘텐츠를 포함하는 STTD 신호를 송신하는 제2 및 제4 노드로 이루어진다.
도 5b를 참조하면, 도 5a를 참조하여 상기 설명한 것과 유사하지만, 3개의 노드의 더 광범위한 맥락에 적용되는 협력 다이버시티 송신 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 이들 노드들 중 임의의 것은, 예를 들어, 이동국, 중계기, 또는 기지국, 또는 메쉬 네트워크 노드, 또는 기타의 노드들 일 수 있다. 단계 5-1에서, 제1 노드는 제2 노드와 제3 노드에 송신한다. 단일 신호가 송신되지만, 제2 노드와 제3 노드 양측에 의해 수신된다. 단계 5-2에서, 제2 노드는 신호를 수신하여, 이신호를 제3 노드에 재송신한다. 단계 5-3에서, 제3 노드는 직접 송신을 수신한 후에, 다수의 안테나 상에서 제2 노드의 재송신을 수신한다. 다음, 기지국은 제1 노드와 제2 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행한다.
상기 실시예에 있어서, 어느 무선 노드들이 주어진 협력 MIMO 송신 또는 협력 다이버시티 송신에 참여하는지의 선택은 정적으로 또는 동적으로 정의될 수 있다는 것을 유의한다. 하나 이상의 무선 노드들이 이동국인 구현예에 있어서, 이동 노드의 이동을 수용하기 위하여 노드들이 동적으로 정의될 필요가 있을 것이다. 이러한 맥락에서, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, "제4 무선 노드"가 이동국인 것으로 가정하면, 이동국의 관점에서 제1, 제2, 및 제3 무선 노드들을 구성하는 것은 시간이 지날수록 변화할 수 있다.
협력 MIMO, 및 협력 다이버시티 사이의 적응적 선택을 특징으로 하는 실시예에 있어서, 2개의 방법에 관여되는 노드들은 동일할 수 있으며, 또는 상이할 수 있다.
모든 실시예들은 2x2 MIMO 구현예를 갖는다. 더 큰 차원의 MIMO 송신을 취급할 수 있도록 이들을 어떻게 연장할 수 있는지는 자명하다.
도 8을 참조하면, 다수의 MIMO 모드를 이용한 순차적인 MIMO 처리가 존재하는 일례의 MIMO 시스템의 네트워크도가 도시되어 있다. 4개의 안테나(201)를 갖는 기지국(200)이 도시되어 있다. 또한, 3개의 중계기(202, 204, 206)가 도시되어 있다. 208, 210, 211, 212에 이동국들이 도시되어 있다. 도시된 특정한 경우에 있어서, 이동국(208)은 자신의 송신을 중계기(202)에 발신하고 있으며, 이동국(210)은 자신의 송신을 중계기(204)에 발신하고 있다. 중계기(202 및 204)는 214에 도시된 바와 같이 콘텐츠를 교환하며, 기지국(200)을 향하여 송신되는 STBC 신호를 발생시킨다. 임의의 STBC 포맷이 채용될 수 있다. 결과적으로, 2개의 이동국(208, 210)이 상기에서 설명한 도 4와 유사한 방법으로 자신들의 신호들이 송신되도록 하고 있다. 동시에, 이동국(211)이 자신의 신호를 기지국(200)에 바로 발신하고 있으며, 이동국(212)은 자신의 신호를 중계기(206)를 통해 기지국(200)에 발신하고 있다.
기지국(200)은 자신의 4개의 안테나(201) 상에서 수신하며, 처음으로 공간 다중화 처리를 수행한다. 예를 들어, 4개의 인입 신호들 각각에 대하여 무엇이 송신되었는지를 해결하기 위하여 V-BLAST 처리를 수행할 수 있다. 공간 다중화 처리를 수행하였다면, 중계기(206)를 통해 이동국(211) 및 이동국(212)으로부터 수신되는 신호들은 바로 복구될 것이다. 이동국(208, 210)의 송신을 복구하기 위하여는, 2개의 중계기(202, 204)에 의해 연합하여 송신되는 STBC 신호로부터 해당 신호들을 추출하도록 또 다른 MIMO 처리가 수행되어야 한다.
따라서, 이동국(208, 210)으로부터 궁극적으로 비롯되는 콘텐츠에 있어서, 기지국(200)에서 순차적 MIMO 처리 접근법이 채용되는 것으로 볼 수 있다. 먼저, 2개의 이동국에 해당하는 스트림을 추출하도록 공간 다중화 처리가 수행된다. 그 후, 이동국 지정 스트림을 추출하도록 STBC 처리가 수행된다. 공간 다중화에서 상이한 스트림들을 "층(layer)"라 하고, 수행되는 MIMO 처리를 층 분해라고 하는 것이 보통이다. 상기 시나리오에 있어서, 전체 공간 다중화는 V-BLAST 송신과 동등한 것으로 가정하지만, 다른 공간 다중화 접근법이 대안으로서 구현될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 MIMO 송신을 수행하는 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 9-1에서, N≥2개의 노드들은 STBC를 이용하여 송신한다. 동시에, 단계 9-2에서, M≥1개의 다른 노드들이 송신하고 있다. 이 때, 다른 노드들은 STBC를 송신하고 있는 노드 및/또는 공간 다중화를 이용하여 송신하고 있는 노드들의 조합, 또는 단일의 다른 노드만을 포함할 수도 있다. 단계 9-3에서, N개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠와 관련된 성분들 및 M개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련된 성분들을 적어도 N+M 개의 수신 안테나를 이용하여 추출하기 위하여, 공간 다중화 처리가 수행된다. 이것이 행해진 후에, 단계 9-4에서 STBC 콘텐츠를 복구하기 위하여 공간 다중화 처리된 심볼들의 적절한 서브세트가 STBC 처리를 이용하여 더 처리된다.
도 8의 시나리오에서 개수를 적용함에 있어서, STBC를 이용하여 송신하였던 N=2 개의 노드, 즉, 202, 204가 존재한다. M=2개의 노드, 즉, 종국적으로 공간 다중화에 이르도록 해당 스트림들을 송신하였던 이동국(211)과 중계기(206)가 존재한다. 다음, 기지국은 N+M = 4개의 층을 추출하기 위하여 공간 다중화 처리를 수행하였다. 중계기(202, 204)로부터 수신되는 신호들에 대하여 추출되었던 층들은 그 후 2개의 이동국(208, 210) 각각으로부터 송신되었던 것을 복구하기 위하여 STBC 처리를 이용하여 처리되었다.
더욱 더 일반화하여, 도 9의 방법은 단일 노드에 의해 송신되고 있는 다수의 층들의 맥락에 적용될 수 있다. 예를 들어, 단계 9-1에서, STBC를 송신하는 노드가 N≥2개 존재하며, 더욱 일반적으로는, N≥2개의 송신 안테나가 STBC를 송신할 수 있으며, 안테나는 하나 이상의 상이한 노드 상에 있을 수 있다. 마찬가지로, 단계 9-2에서, M≥1개의 노드들이 송신중이라고는 하지만, 더 일반적으로는, STBC를 이용하여 송신중인 단계 9-1에서의 안테나에 추가하여 M≥1개의 안테나가 송신중이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의해 제공되는 MIMO 송신을 수행하는 방법의 일례의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 10-1에서, N≥2개의 안테나가 STBC를 이용하여 송신한다. 동시에, 단계 10-2에서, M≥1개의 다른 안테나가 송신중이다. 이 때, 다른 안테나는 STBC를 송신중인 안테나와 공간 다중화를 이용하여 송신중인 안테나의 조합, 또는 단일의 다른 안테나만을 포함할 수도 있다. 단계 10-3에서, 적어도 N+M개의 수신 안테나를 이용하여 N개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련되는 공간 다중화 성분들 및 M개의 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련한 성분들을 수행한다. 이를 행한 후에, 단계 10-4에서, STBC 콘텐츠를 복구하기 위하여, 공간 다중화 처리되는 심볼들의 적절한 서브셋트가 STBC 처리를 이용하여 더 처리된다.
도 8의 시나리오에서 개수를 적용함에 있어서, N=2개의 안테나, 즉, STBC를 이용하여 송신중인 중계기(202, 204)가 존재한다. M=2개의 안테나, 즉, 종국적으로 공간 다중화에 이르도록 해당 스트림들을 송신하였던 중계기(206)와 이동국(210)이 존재한다. 다음, 기지국은 N+M = 4개의 층을 추출하기 위하여 공간 다중화 처리를 수행하였다. 중계기(202, 204)로부터 수신된 신호들에 대하여 추출되었던 층들은 그 후 2개의 이동국(208, 210) 각각으로부터 송신되었던 것을 복구하기 위하여 STBC 처리를 이용하여 처리되었다.
좀 더 일반화하여, 도 10의 방법은 단일 노드에 의해 송신되고 있는 다수의 층들의 맥락에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 단계 10-1에서, STBC를 송신하는 안테나는 N≥2개가 존재하며, 더 일반적으로, N≥2 개의 송신 안테나가 STBC를 송신하고 있을 수 있으며, 안테나는 하나 이상의 상이한 안테나 상에 있다. 마찬가지로, 단계 10-2에서, M≥1개의 안테나가 송신중이라고 하지만, 더 일반적으로, STBC를 이용하여 송신하고 있는 것으로 단계 10-1에서 참조되는 안테나에 더하여, M≥1개의 안테나가 송신하고 있다.
바람직하게는, 도 9에서 상기 참조한 적어도 하나의 노드가 중계기인 경우, 본 방법 앞서 기재된 방법들 중 하나 이상의 특수한 경우가 된다.
도 9 및 도 10의 방법에 있어서, 수신기에서 공간 다중 처리 후에 따로 처리되는 다수의 STBC 그룹들을 수용하도록 어떻게 이것이 일반화될 수 있는지를 나타낸다. 예를 들어, 2개의 안테나 STBC 송신은 4개 안테나 수신기에 의해 수신될 수 있으며, 여기서, 공간 다중화가 먼저 수행된 후, 2개의 별도의 STBC 처리가 수행된다.
또한, 예를 들어, 이동 노드의 이동으로 인하여, 커버리지 영역에 또 다른 이동 노드들을 추가하는 등의, 주어진 N+M 개의 송신 안테나의 그룹으로부터 안테나가 적응적으로 추가 및/또는 제거될 수 있다. 또한, STBC 송신에 대하여 안테나가 할당되는 방법 또한 적응적으로 선택될 수 있다.
도 2a 및 도 5a의 실시예 모두를 포괄하는 일반화에 있어서, 적어도 2개의 안테나를 갖는 MIMO 처리 노드를 갖는 시스템이 제공된다. 이는 기지국 또는 다른 무선 노드일 수 있다. 제1 중계 노드(도 2a의 중계기(86) 또는 도 5a의 중계기(56)와 같은)가 존재한다. MIMO 처리 노드는 제1 중계 노드와 적어도 하나의 다른 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행한다. 도 2a에 있어서, 적어도 하나의 다른 노드는 이동국(92)이며, 도 5a에 있어서, 적어도 하나의 다른 노드는 이동국(70)이다.
일부 실시예에 있어서, 제1 지연 노드는 적어도 하나의 다른 노드로부터 직접 수신되는 것과 다른 것으로부터 수신되는 신호를 중계한다. 이는 도 2a의 예에 대한 경우이며, 여기서, 중계기는 이동국(94)으로부터 수신되는 콘텐츠를 중계한다. 다른 실시예에 있어서, 제1 중계 노드는 적어도 하나의 다른 노드로부터 수신되는 신호를 중계한다. 이는 도 5a에 대한 경우로서, 여기서, 중계기(56)가 "적어도 하나의 다른 노드"인 이동국(70)으로부터 수신되는 콘텐츠를 중계하고 있다.
일부 실시예에 있어서, 제1 및 제2 중계 노드는 중계를 위해 수신되는 제1 및 제2 콘텐츠를 교환하고, 제1 및 제2 콘텐츠 양측에 기초하여 해당 신호들을 MIMO 처리 노드에 송신하며, 해당 신호들은 집합적으로 STBC 신호를 포함한다. STBC 신호는 본 명세서에서 기재된 형태 중 임의의 것이거나, 몇몇 다른 STBC 포맷일 수 있다.
또 다른 실시예에서는 상기 기재된 방법들 중 임의의 것에 대하여 수신 노드로서 기능하는 MIMO 처리 노드를 제공한다. 예를 들어, 도 9 및 도 10의 수신 양태를 구현하기에 적합한 MIMO 처리 노드가 도 11에 300으로 도시되어 있으며, 기지국 또는 몇몇 다른 무선 노드일 수 있다. MIMO 처리 노드(300)는 N≥2개의 안테나로부터의 STBC 송신 및 M≥1개의 추가 안테나로부터의 송신을 포함하는 송신들로부터 신호들을 수신하도록 구성되는 적어도 N+M개의 안테나(301)를 갖는다. N개 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련되는 성분들 및 M개 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련되는 성분들을 추출하기 위하여 적어도 N+M개의 안테나 상에서 수신되는 신호들에 대하여 공간 다중화 처리를 수행하기 위한 공간 다중화 처리기(302)가 존재한다. 또한, STBC를 이용하여 송신되는 콘텐츠를 복구하기 위하여 N개 안테나에 의해 송신되는 콘텐츠에 관련되는 성분들에 대한 처리를 수행하는 STBC 처리기(304)가 있다. 물리적으로 구분된 개체로서 도시되어 있지만, SM 처리기(302) 및 STBC 처리가(304)가 다르게 조합될 수 있다. 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어의 임의의 하나 또는 적합한 조합이 처리기들을 구현하기 위하여 사용될 수 있다.
다수의 노드들이 참여하는 방법 및 시스템으로서 몇몇 실시예들을 설명하였다. 본 발명의 또 다른 실시예들은 본 명세서에 기재된 바와 같은 방법 및 시스템 중 하나 또는 조합에서 그 역할을 하는 개별 무선 노드들 제공한다.
상기 교시를 조명하여, 본 발명의 다수의 변경예 및 변형예가 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항의 범주 내에서, 본 발명은 구체적으로 본 명세서 기재된 바와 달리 실시될 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (33)

  1. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 처리 방법으로서,
    제1 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계;
    제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계;
    상기 제2 무선 노드가 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행하는 단계; 및
    상기 제3 무선 노드가 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 재송신하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계가 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계와 동기되는 MIMO 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는 이동국인 MIMO 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는 기지국인 MIMO 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 MIMO 모드에 대해 적어도 하나의 측정치를 판정하고, 상기 적어도 하나의 측정치에 적어도 기초하여 복수의 MIMO 모드 사이에서 선택함으로써, 상기 제2 무선 노드가 상기 복수의 MIMO 모드 중 하나를 적응적으로 선택하는 단계를 포함하는 MIMO 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정치는 MIMO 처리 이득들 및 다이버시티 이득들 중 적어도 하나를 포함하는 MIMO 처리 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 MIMO 모드들은 STBC(Space Time Block Coding), SM(Spatial Multiplexing) 및 협력 다이버시티 중 적어도 하나를 포함하는 MIMO 처리 방법.
  7. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 처리 방법으로서,
    제1 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계;
    제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계; 및
    상기 제2 무선 노드가 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대해 MIMO 처리를 수행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 및 제3 무선 노드들은 각각 제4 및 제5 무선 노드들로부터 신호들을 수신하고,
    상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계가 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계와 동기되는 MIMO 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는 상기 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 상기 제3 무선 노드에 송신하고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제5 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 상기 제1 무선 노드에 송신하는 MIMO 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 스케쥴링은 상기 제2 무선 노드에 의해 수행되는 MIMO 처리 방법.
  10. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 처리 방법으로서,
    제1 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계;
    제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계;
    상기 제2 무선 노드가 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행하는 단계; 및
    상기 제3 무선 노드가 상기 제1 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 재송신하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계가 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계와 동기되는 MIMO 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들은 협력 다이버시티 송신들인 MIMO 처리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는 이동국인 MIMO 처리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는 기지국인 MIMO 처리 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 MIMO 모드에 대해 적어도 하나의 측정치를 판정하고, 상기 적어도 하나의 측정치에 적어도 기초하여 복수의 MIMO 모드 사이에서 선택함으로써, 상기 제2 무선 노드가 상기 복수의 MIMO 모드 중 하나를 적응적으로 선택하는 단계를 포함하는 MIMO 처리 방법.
  15. 제1, 제2, 제3 및 제4 무선 노드들을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 시스템으로서,
    상기 제1 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제2 무선 노드는 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대해 MIMO 처리를 수행하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 재송신하도록 구성되고,
    상기 MIMO 시스템은 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들과 동기시키도록 구성되는 MIMO 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는 이동국인 MIMO 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는 기지국인 MIMO 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는,
    적어도 하나의 MIMO 모드에 대해 적어도 하나의 측정치를 판정하고, 상기 적어도 하나의 측정치에 적어도 기초하여 복수의 MIMO 모드 사이에서 선택함으로써, 상기 복수의 MIMO 모드 중 하나를 적응적으로 선택하도록 구성되는 MIMO 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정치는 MIMO 처리 이득들 및 다이버시티 이득들 중 적어도 하나를 포함하는 MIMO 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 MIMO 모드들은 STBC, SM 및 협력 다이버시티 중 적어도 하나를 포함하는 MIMO 시스템.
  21. 제1, 제2, 제3, 제4 및 제5 무선 노드들을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 시스템으로서,
    상기 제1 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제2 무선 노드는 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대해 MIMO 처리를 수행하도록 구성되고,
    상기 제1 및 제3 무선 노드들은 제4 및 제5 무선 노드들로부터 신호들을 각각 수신하도록 구성되고,
    상기 MIMO 시스템은 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들과 동기시키도록 구성되는 MIMO 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는 상기 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 상기 제3 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제5 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 상기 제1 무선 노드에 송신하도록 구성되는 MIMO 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는, 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠 및 상기 제4 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠 모두에 기초하여 신호를 송신함으로써 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는, 상기 제1 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠 및 상기 제5 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠 모두에 기초하여 신호를 송신함으로써 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되는 MIMO 시스템.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 스케쥴링은 상기 제2 무선 노드에 의해 수행되는 MIMO 시스템.
  25. 제1, 제2 및 제3 무선 노드들을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 처리 시스템으로서,
    상기 제1 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제2 무선 노드는 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대해 MIMO 처리를 수행하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제1 무선 노드로부터 수신되는 콘텐츠를 재송신하도록 구성되고,
    상기 MIMO 시스템은 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들과 동기시키도록 구성되는 MIMO 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 상기 신호들은 협력 다이버시티 송신들인 MIMO 처리 시스템.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 제1 무선 노드는 이동국인 MIMO 처리 시스템.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는 기지국인 MIMO 처리 시스템.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 제2 무선 노드는,
    적어도 하나의 MIMO 모드에 대해 적어도 하나의 측정치를 판정하고,
    상기 적어도 하나의 측정치에 적어도 기초하여 복수의 MIMO 모드 사이에서 선택함으로써, 상기 복수의 MIMO 모드 중 하나를 적응적으로 선택하도록 구성되는 MIMO 처리 시스템.
  30. 다중 입력 다중 출력(MIMO) 처리 방법으로서,
    제1 무선 노드가 제2 무선 노드에 송신하는 단계;
    제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계; 및
    상기 제2 무선 노드가 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대하여 MIMO 처리를 수행하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 것을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계가 상기 제3 무선 노드가 상기 제2 무선 노드에 송신하는 단계와 동기되는 MIMO 처리 방법.
  31. 제1, 제2 및 제3 무선 노드들을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 처리 시스템으로서,
    상기 제1 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제3 무선 노드는 상기 제2 무선 노드에 송신하도록 구성되고,
    상기 제2 무선 노드는 상기 제1 무선 노드 및 상기 제3 무선 노드로부터 수신되는 신호들에 대해 MIMO 처리를 수행하도록 구성되고,
    상기 MIMO 시스템은 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링하고 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 스케쥴링함으로써 상기 제1 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들을 상기 제3 무선 노드로부터 상기 제2 무선 노드로의 송신들과 동기시키도록 구성되는 MIMO 시스템.
  32. 삭제
  33. 삭제
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