KR102066645B1 - Mimo 암시적 빔형성을 위한 업링크 트레이닝 - Google Patents

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Abstract

다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신 시스템에서의 빔형성을 위한 방법에서, 데이터 유닛이 MIMO 통신 채널을 통해 통신 디바이스로부터 수신되며, 데이터 유닛이 하나 이상의 선택 기준들을 만족시키는지 여부가 결정된다. 또한, 데이터 유닛이 하나 이상의 선택 기준들을 만족시킨다고 결정될 때, 데이터 유닛은 데이터 유닛들을 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스를 도출하는데 사용되도록 선택된다.

Description

MIMO 암시적 빔형성을 위한 업링크 트레이닝{UPLINK TRAINING FOR MIMO IMPLICIT BEAMFORMING}
본 개시는 2011년 6월 21일에 출원된 "MIMO 암시적 빔형성을 위한 업링크 트레이닝 방법들(Uplink Training Methods for MIMO Implicit Beamforming)"이라는 제목의, 미국 가특허출원(출원번호 제61/499,432호)에 대한 우선권을 주장하며, 상기 미국 가특허출원은 본 명세서에 그 전체가 참조로서 통합된다.
본 개시는 전반적으로 통신 시스템들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통신 시스템들에서 사용되는 빔형성 기술들에 관한 것이다.
여기에 제공된 배경 설명은 일반적으로 개시의 맥락을 제공하기 위한 것이다. 이 배경 섹션에서 설명된 정도로, 현재 지명된 발명자들의 작업뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 자격을 얻을 수 없는 설명의 양상들은 명확하게 및 암시적으로 본 개시에 대해 종래 기술로서 인정되지 않는다.
몇몇 무선 통신 시스템들에서, 하나 이상의 통신 디바이스들은 다수의 안테나들을 이용한다. 따라서, 이러한 2개의 디바이스들 사이에서의 통신 채널은, i) 양쪽 통신 디바이스들 모두가 다수의 안테나들을 이용하는 경우에는 다중-입력, 다중-출력(MIMO) 채널, ii) 송신 디바이스("송신기")는 단일 송신 안테나를 이용하고 수신 디바이스("수신기")는 다수의 수신 안테나들을 이용하는 경우에는 단일-입력, 다중-출력(SIMO) 채널, 또는 iii) 송신기는 다수의 송신 안테나들을 이용하고 수신기는 단일 수신 안테나를 이용하는 경우에는 다중-입력, 단일-출력(MISO) 채널일 수 있다. 단순함을 위해 송신 빔형성을 참조하면, 이들 시스템들에서의 송신 및 수신 특성들은, 신호가 빔형성(beamforming) 또는 빔조정(beamsteering)을 달성하기 위해 다양한 송신 안테나들에 제공될 때 이러한 신호를 위상 조정하면서(및 증폭시키면서) 동일한 신호를 송신하기 위해 다양한 송신 안테나들의 각각을 사용함으로써 개선될 수 있다. 일반적으로 말해서, 빔형성 또는 빔조정은 하나 이상의 특정한 방향들에서 하나 이상의 로브들(lobes) 또는 빔들을 가진 공간 이득 패턴을 생성하는 반면에(전-방향 안테나에 의해 획득된 이득과 비교하여), 일반적으로 다른 방향들에서는 전-방향 안테나에 의해 획득된 것에 대한 이득을 감소시킨다. 이득 패턴이 수신기 안테나들의 각각의 방향에서 또는 일반적으로 수신기 안테나들의 방향에서 고 이득 로브를 생성하도록 구성된다면, MIMO 시스템은 단일 송신-안테나/수신-안테나 시스템들에 의해 획득된 것에 비해, 특정한 송신기 및 특정한 수신기 사이에서의 보다 양호한 송신 신뢰성을 획득할 수 있다.
수신기의 방향에서 빔형성을 하기 위해, 송신기는 일반적으로 원하는 송신 이득 패턴을 생성하도록 다양한 송신 안테나들에 인가된 신호들을 컨디셔닝(condition)하기 위해 순방향 채널(즉, 송신기에서 수신기로의 채널)의 세부 사항들에 기초하여 결정된 조정 매트릭스를 이용한다. 명시적 빔형성으로서 알려진 기술에서, 순방향 채널의 채널 상태 정보(CSI) 또는 다른 측정된 디스크립션(description)과 같이, 순방향 채널의 세부사항들을 결정하기 위해, 송신기는 먼저 트레이닝 데이터를 수신기에 전송하며, 그 후 순방향 채널 특성들을 결정 또는 추정하고 및/또는 송신기에 의해 사용될 빔조정 계수들을 특정하는 조정 매트릭스를 결정하며, 그 후 이러한 정보를 다시 송신기에 송신한다. 송신기는 결과적으로 수신기로부터 순방향 채널 정보(또는 조정 매트릭스)를 수신하며 수신기로의 차후 송신들에서의 원하는 이득 패턴을 생성하기 위해 이 정보를 이용한다. 명시적 빔형성은 통상적으로 3개의 유형들의 피드백 채널 디스크립션들 중 하나를 사용하며, 이것은 설명의 용이함을 위해 액세스 포인트(AP) 및 클라이언트 스테이션의 맥락에서 설명된다. 채널 상태 정보(CSI) 피드백을 갖고, 클라이언트 스테이션은 AP에 의해 송신된 사운딩 패킷(sounding packet)으로부터 다운링크 채널을 추정하며 추정된 채널 이득들을 피드백한다. 압축되지 않은 조정 매트릭스 피드백을 갖고, 클라이언트 스테이션은 AP로부터의 사운딩 패킷으로부터의 채널 추정치에 기초하여, AP에서 사용될 조정 매트릭스를 결정한다. 클라이언트 스테이션은 그 후 압축 없이 이러한 조정 매트릭스를 피드백한다. 압축된 조정 매트릭스 피드백을 갖고, 유사한 프로세스가 발생하지만, 조정 매트릭스는 압축된 형태로 피드백된다.
다른 한편으로, 암시적 빔형성에서, 송신기는, 송신기가 수신기로부터 수신한 트레이닝 신호들에 기초하여 역방향 채널(수신기로부터 송신기로의 채널)의 세부사항들을 결정하고, 채널 상호성(channel reciprocity)을 가정함으로써 역방향 채널로부터 순방향 채널을 추정한다.
빔형성은 통상적으로 트레이닝 신호들을 송신하고 CSI 또는 빔조정 계수들(즉, 빔형성 트레이닝 프로토콜)을 피드백하기 위한 프로토콜을 수반한다. 그러나, 몇몇 통신 디바이스들은 빔형성 트레이닝 프로토콜들을 지원하지 않으며, 그러므로 빔형성 트레이닝에 명시적으로 참여할 수 없다. 몇몇 빔형성 기술들은 2009년 10월, 전기 전자 기술자 협회, "시스템들-로컬 및 대도시 영역 네트워크들-특정 요건들 사이에서의 정보 기술-전기통신들 및 정보 교환을 위한 IEEE 표준 802.11n™ IEEE 표준, 파트 11: 무선 LAN 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리 계층(PHY) 규격들: 개정 5: 보다 높은 스루풋을 위한 강화들(IEEE Std. 802.11nTM IEEE Standard for Information Technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput)"에 설명되며, 이러한 기술들은 여기에 참조로서 통합된다.
일 실시예에서, 다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신 시스템에서의 빔형성을 위한 방법은 MIMO 통신 채널을 통해 통신 디바이스로부터 데이터 유닛을 수신하는 단계 및 데이터 유닛이 하나 이상의 선택 기준들을 만족시키는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 데이터 유닛이 하나 이상의 선택 기준들을 만족시킨다고 결정될 때, 데이터 유닛들을 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스를 도출(develop)할 때 사용될 데이터 유닛을 선택하는 단계를 포함한다.
다른 실시예들에서, 방법은 다음의 요소들 중 하나 이상의 임의의 조합을 포함한다.
조정 매트릭스를 도출하는 것은 업링크 데이터 유닛에 기초하여, 데이터 유닛이 수신되는 역방향 채널의 추정치를 도출하는 것, 역방향 채널의 추정치에 기초하여 순방향 채널의 추정치를 도출하는 것, 및 순방향 채널의 추정치에 기초하여 순방향 채널에서 빔형성을 수행하기 위해 조정 매트릭스를 도출하는 것을 포함한다.
하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나가 고정된다.
고정된 선택 기준은 i) 통신 디바이스에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수 및 ii) 통신 디바이스로의 송신을 위해 사용되는 채널 대역폭 중 하나 이상과 관련된다.
방법은 하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나의 선택 기준을 동적으로 결정하는 단계를 더 포함한다.
선택 기준을 동적으로 결정하는 단계는 통신 디바이스로부터 수신된 하나 이상의 데이터 유닛들과 연관된 신호 세기에 기초하여 선택 기준을 결정하는 단계를 포함한다.
선택 기준을 동적으로 결정하는 단계는 (i) 지속 기간(T)의 시간 기간 동안 통신 디바이스로부터 수신되며 (ii) 적어도 특정한 수의 공간 스트림들을 사용하여 송신되는 데이터 유닛들의 수(X)를 결정하는 단계; 및 수(X)에 기초하여 선택 기준을 설정하는 단계를 포함한다.
선택 기준을 동적으로 결정하는 단계는 수(X)가 수(N)보다 큰지 또는 동일한지 여부를 결정하는 단계, 및 수(X)가 수(N)보다 큰지 또는 동일한지 여부에 기초하여 선택 기준을 설정하는 단계를 포함한다.
i) 시간 기간 지속 기간(T) 및 ii) 수(N) 중 적어도 하나는 조정가능하다.
데이터 유닛은 비-사운딩 데이터 유닛이다.
또 다른 실시예에서, 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신 채널을 통해 통신 디바이스로부터 데이터 유닛을 수신하도록 구성된 네트워크 인터페이스를 포함한다. 네트워크 인터페이스는 또한 데이터 유닛이 하나 이상의 선택 기준들을 만족시키는지 여부를 결정하도록 구성된다. 네트워크 인터페이스는 또한 데이터 유닛이 하나 이상의 선택 기준들을 만족시킨다고 결정될 때, 데이터 유닛들을 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스를 도출할 때 사용될 업링크 데이터 유닛을 선택하도록 구성된다.
다른 실시예들에서, 장치는 다음의 특징들 중 하나 이상의 임의의 조합을 포함한다.
네트워크 인터페이스는 또한 데이터 유닛에 기초하여, 데이터 유닛이 송신되는 역방향 채널의 추정치를 도출하고, 역방향 채널의 추정치에 기초하여 순방향 채널의 추정치를 도출하며, 순방향 채널의 추정치에 기초하여 순방향 채널에서 빔형성을 수행하기 위해 조정 매트릭스를 도출하도록 구성된다.
하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나의 선택 기준이 고정된다.
고정된 선택 기준은 i) 통신 디바이스에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수 및 ii) 통신 디바이스로의 송신을 위해 사용된 채널 대역폭 중 하나 이상에 기초한다.
네트워크 인터페이스는 또한 하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나의 선택 기준을 동적으로 결정하도록 구성된다.
네트워크 인터페이스는 적어도 통신 디바이스로부터 수신된 하나 이상의 업링크 데이터 유닛들과 연관된 신호 세기에 기초하여 선택 기준을 동적으로 결정하도록 구성된다.
네트워크 인터페이스는 적어도 (i) 지속 기간(T)의 시간 기간 동안 통신 디바이스로부터 수신되며 (ii) 적어도 특정한 수의 공간 스트림들을 사용하여 송신되는 데이터 유닛들의 수(X)를 결정하며, 수(X)에 기초하여 선택 기준을 설정함으로써 선택 기준을 동적으로 결정하도록 구성된다.
네트워크 인터페이스는 적어도 수(X)가 수(N)보다 큰지 또는 동일한지 여부를 결정하며, 수(X)가 수(N)보다 큰지 또는 동일한지 여부에 기초하여 선택 기준을 설정함으로써 선택 기준을 동적으로 결정하도록 구성된다.
i) 시간 기간 지속 기간(T) 및 ii) 업링크 데이터 유닛들의 수(N) 중 적어도 하나가 조정 가능하다.
데이터 유닛은 비-사운딩 데이터 유닛이다.
또 다른 실시예에서, 무선 통신 시스템은 복수의 안테나들 및 제 1 네트워크 인터페이스를 가진 제 1 통신 디바이스, 및 제 2 네트워크 인터페이스를 가진 제 2 통신 디바이스를 포함한다. 제 1 통신 디바이스의 제 1 네트워크 인터페이스는 무선 통신 채널을 통해 제 1 통신 디바이스로부터 제 2 통신 디바이스로 데이터를 송신할 때 사용하기 위한 조정 매트릭스들을 결정하도록 구성되며, 여기에서 조정 매트릭스들은 제 2 통신 디바이스로부터 수신된 데이터 유닛들에 기초하여 결정된다. 제 2 통신 디바이스의 제 2 네트워크 인터페이스는 제 2 통신 디바이스에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 공간 스트림들의 수를 사용하여 제 1 통신 디바이스와 통신할 때, 지속 기간(T)의 시간 기간 동안, 제 2 통신 디바이스에 의해 지원된 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 최소 수(M)의 데이터 유닛들을 송신하도록 구성된다.
다른 실시예들에서, 무선 통신 시스템은 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함한다.
i) 시간 기간 지속 기간(T) 및 ii) 업링크 데이터 유닛들의 수(M) 중 적어도 하나가 조정 가능하다.
제 2 통신 디바이스의 제 2 네트워크 인터페이스는 제 1 변조 및 코딩 기법(MCS)에 따라, 지속 기간(T)의 시간 기간 동안, 제 2 통신 디바이스에 의해 지원된 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 데이터 유닛들을 송신하도록 구성된다. 제 1 MCS는 제 2 통신 디바이스에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 공간 스트림들의 수를 사용하여 데이터 유닛들을 송신하기 위해 제 2 통신 디바이스에 의해 사용된 제 2 MCS에 대응하는 제 2 데이터 레이트보다 낮은 제 1 데이터 레이트에 대응한다.
도 1은 일 실시예에 따른, 여기에 개시된 바와 같은 암시적 빔형성 기술들을 이용하는 예시적인 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)의 블록도이다.
도 2는 종래 기술의 암시적 빔형성 기술의 타이밍 도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 암시적 빔형성 기술의 타이밍 도이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 무선 통신 시스템에서 빔형성을 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 예시적인 방법의 흐름도이다.
무선 데이터 송신을 프로세싱 및 실시하기 위해 여기에 설명된 빔형성 기술들은 IEEE 802.11 통신 표준들(예로서, IEEE 802.11n) 중 하나를 사용하는 통신 시스템들에서 사용되는 바와 같이 설명되지만, 이들 기술들은 다양한 다른 유형들의 무선 통신 시스템들에서 사용될 수 있으며 IEEE 802.11 표준들 중 하나 이상을 따르는 것들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 이들 기술들은 IEEE 802.16e, 802.16j, 또는 802.16m 표준들("WiMAX"로서 알려진), 이동 전화 통신 시스템들 등에 기초한 통신 시스템들에서 사용될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라, 본 개시에 설명된 바와 같은 암시적 빔형성 기술들을 이용하는 예시적인 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)(10)의 블록도이다. AP(14)는 네트워크 인터페이스(16)에 결합된 호스트 프로세서(15)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(16)는 매체 액세스 제어(MAC) 프로세싱 유닛(18) 및 물리 계층(PHY) 프로세싱 유닛(20)을 포함한다. PHY 프로세싱 유닛(20)은 복수의 트랜시버들(21)을 포함하며, 트랜시버들(21)은 복수의 안테나들(24)에 결합된다. 3개의 트랜시버들(21) 및 3개의 안테나들(24)이 도 1에 예시되지만, AP(14)는 다른 실시예들에서 상이한 수들(예로서, 1, 2, 4, 5 등)의 트랜시버들(21) 및 안테나들(24)을 포함한다. 일 실시예에서, MAC 프로세싱 유닛(18) 및 PHY 프로세싱 유닛(20)은 특정 프레임 교환들 및 명시적 및/또는 암시적 빔형성과 구체적으로 관련된 다른 절차들을 지원하는 제 1 통신 프로토콜(예로서, IEEE 802.11n 표준, IEEE 802.11ac 표준(현재 표준화 과정에 있는) 등)에 따라 동작하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, MAC 프로세싱 유닛(18) 및 PHY 프로세싱 유닛(20)은 대안적으로 또는 부가적으로 제 2 통신 프로토콜에 따라 동작하도록 구성되며, 이것은 빔형성을 명시적으로 지원하지 않는다(예로서, IEEE 802.11g 표준, IEEE 802.11a 표준 등). 제 2 통신 프로토콜은 여기에서 "레거시 프로토콜(legacy protocol)"로서 불리운다.
WLAN(10)은 복수의 클라이언트 스테이션들(25)을 포함한다. 4개의 클라이언트 스테이션들(25)이 도 1에 예시되지만, WLAN(10)은 다양한 시나리오들 및 실시예들에서 상이한 수(예로서, 1, 2, 3, 5, 6 등)의 클라이언트 스테이션들(25)을 포함한다. 클라이언트 스테이션들(25) 중 적어도 하나(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1))는 적어도 제 1 통신 프로토콜에 따라 동작하도록 구성된다. WLAN(10)은 또한 몇몇 실시예들에서, 제 1 통신 프로토콜에 따라 동작하도록 구성되지 않지만 레거시 프로토콜에 따라 동작하도록 구성되는 클라이언트 스테이션(25-4)을 포함한다. 따라서, 클라이언트 스테이션(25-4)은 프레임 교환들 또는 빔형성과 구체적으로 관련된 다른 절차들을 명시적으로 지원하지 않는다. 이러한 클라이언트 스테이션(25-4)은 여기에서 "레거시 클라이언트 스테이션"으로서 불리운다. 몇몇 실시예들 및/또는 시나리오들에서, WLAN(10)은 하나 이상의 레거시 클라이언트 스테이션을 포함한다. 다른 실시예들 및/또는 시나리오들에서, WLAN(10)은 어떤 레거시 클라이언트 스테이션들도 포함하지 않는다.
클라이언트 스테이션(25-1)은 네트워크 인터페이스(27)에 결합된 호스트 프로세서(26)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 MAC 프로세싱 유닛(28) 및 PHY 프로세싱 유닛(29)을 포함한다. PHY 프로세싱 유닛(29)은 복수의 트랜시버들(30)을 포함하며, 트랜시버들(30)은 복수의 안테나들(34)에 결합된다. 3개의 트랜시버들(30) 및 3개의 안테나들(34)이 도 1에 예시되지만, 클라이언트 스테이션(25-1)은 다른 실시예들에서 상이한 수들(예로서, 1, 2, 4, 5 등)의 트랜시버들(30) 및 안테나들(34)을 포함한다.
일 실시예에서, 클라이언트 스테이션들(25-2, 25-3, 25-4) 중 하나 이상은 클라이언트 스테이션(25-1)과 동일하거나 또는 유사한 구조를 가진다(적어도 클라이언트 스테이션(25-4)이 프레임 교환들 또는 빔형성과 구체적으로 관련된 다른 절차들을 명시적으로 지원하도록 구성되지 않는다는 점을 제외하고). 이들 실시예들에서, 클라이언트 스테이션(25-1)과 동일하거나 또는 유사하게 구조화된 클라이언트 스테이션들(25)은 동일하거나 또는 상이한 수의 트랜시버들 및 안테나들을 가진다. 예를 들면, 클라이언트 스테이션(25-2)은 일 실시예에 따라 단지 2개의 트랜시버들 및 2개의 안테나들을 가진다.
몇몇 실시예들에서, AP(14)는 클라이언트(25)의 방향에서 신호 지향성을 증가시키기 위해서 및 그에 의해 클라이언트 스테이션에서의 수신된 신호 품질(예로서, SNR)을 개선하기 위해 클라이언트 스테이션들(25) 중 하나 이상과의 통신을 위한 암시적 빔형성을 이용한다. 일반적으로 말해서, 암시적 빔형성을 하기 위해, 일 실시예에 따르면, 제 1 통신 디바이스(예로서, AP(14))는 제 2 통신 디바이스로부터 제 1 통신 디바이스로 전송된 트레이닝 신호(들)로부터, 역방향 채널의 CSI 또는 다른 측정된 디스크립션, 즉 제 2 통신 디바이스(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1))로부터 제 1 통신 디바이스로의 채널을 결정한다. "표준" 암시적 빔형성 절차에서, 제 1 통신 디바이스는 제 2 통신 디바이스로부터 제 1 통신 디바이스로 역방향 채널을 "사운딩"하는 사운딩 프레임(또는 패킷)을 송신하기 위한 요청을 포함하는 데이터 유닛을 제 2 통신 디바이스에 송신하고 그에 의해 제 1 통신 디바이스가 역방향 채널의 특성들을 완전히 결정하거나 또는 추정하도록 허용한다. 제 1 통신 디바이스는 그 후 채널 상호성을 가정함으로써 역방향 채널의 추정치에 기초하여 순방향 채널의 추정치를 계산하고, 순방향 채널 추정치에 기초하여, 그 후 송신기 출력에서 원하는 송신 이득 패턴을 생성하기 위해 제 2 통신 디바이스로 송신될 신호들에 인가되는 빔조정 계수들을 특정하는 조정 매트릭스를 생성한다.
설명 목적들을 위해, 도 2는 MIMO 통신 채널에 걸쳐, 스테이션(A) 및 스테이션(B)과 같이, 암시적 빔형성을 지원하는 2개의 디바이스들에 의해 행해진 표준 암시적 빔형성 기술을 예시한 타이밍 도이다. 도 2에 예시된 기술은 IEEE 802.11n 표준에서 특정된다. 도 2에서의 스테이션(A)은 빔포머(beamformer)(즉, 조정 매트릭스를 사용하여 데이터 유닛을 송신하는 디바이스)이며 스테이션(B)은 빔포미(beamformee)(즉, 조정 매트릭스를 사용하여 송신된 데이터 유닛을 수신하는 디바이스)이다. 시간 간격(202) 동안, 스테이션(A)은 사운딩 프레임(TRQ)을 송신하기 위한 요청을 특정하는 고 스루풋 제어(hight throughput control; HTC) 프레임(204)을 송신한다.
프레임(204)을 수신하는 것에 응답하여, 암시적-빔형성-가능 스테이션(B)은 스테이션(A)이 역방향 MIMO 채널(즉, 스테이션(B)으로부터 스테이션(A)으로의 MIMO 채널)을 정확하게 추정할 수 있게 하기 위해 일 부분(206)에 여러 개의 트레이닝 필드들을 가진 사운딩 패킷(208)을 송신한다. 특히, 각각의 트레이닝 필드가 송신될 때, 스테이션(B)은 공간 스트림들로의 심볼들의 상이한 매핑을 이용하며, 트레이닝 필드들의 수는 보통 스테이션(B)으로부터 스테이션(A)으로 송신된 데이터 패킷들을 변조하기 위해 사용된 공간 또는 공간-시간 스트림들의 수에 대응한다. 사운딩 패킷(208)이 널-데이터 패킷(null-data packet; NDP)일 때, 사운딩 패킷은 페이로드(payload)를 포함하지 않는다. 다른 한편으로, "스태거드 사운딩(staggered sounding)"으로서 알려진 기술에서, 사운딩 패킷(208)은 일반적으로 스테이션(B)으로부터 스테이션(A)으로 페이로드 정보를 운반하는 데이터 패킷이지만, 필요하다면 데이터를 송신하기 위해 사용된 공간 또는 공간-시간 스트림들의 수보다 많은 트레이닝 필드들을 포함한다. 이러한 상황들에서, 사운딩 패킷(208)에 포함된 추가 트레이닝 필드들은 스테이션(A)이 패킷의 데이터 부분에 대한 모든 이용가능한 차원들을 이용하지 않는 패킷에 기초하여 스테이션(A) 및 스테이션(B) 사이에서의 통신 채널의 전 차원 채널 추정치를 획득하도록 허용한다. 일반적으로, 사운딩 패킷(208)은 사운딩 절차 외의 다른 절차들 동안 스테이션(A) 및 스테이션(B) 사이에서 송신되지 않는다.
시간 간격(212) 동안, 스테이션(A)은 사운딩 패킷(208)의 트레이닝 필드들에 기초하여 스테이션(B)으로부터 스테이션(A)으로의 방향에서의 MIMO 채널(즉, 역방향 채널)을 추정한다. 스테이션(A)은 그 후 역방향 채널의 추정치를 사용하여 순방향 채널의 추정치를 생성하고 다운링크 송신들에서의 사용을 위한 조정 벡터를 생성한다. 도 2에 예시된 바와 같이, 시간 기간(214) 동안, 스테이션(A)은 간격(212)에서 생성된 조정 벡터를 사용하여 데이터 패킷(64)을 송신한다.
몇몇 실시예들에서, AP(14)는 적어도 클라이언트 스테이션(25)에 대하여 실질적으로 명백한(transparent) "비-표준" 암시적 빔형성 절차를 행한다. AP(14)는 일 실시예에 따라, 역방향 통신 채널을 사운딩하기 위한 절차와 같이, 빔형성과 관련된 특정한 절차들을 지원하지 않는 레거시 클라이언트 스테이션(25-4)의 방향에서 빔형성을 수행하기 위해 비-표준 암시적 빔형성을 이용한다. 또 다른 실시예에서, AP(14)는 유사하게, 빔형성을 명시적으로 지원하지 않는 저 복잡도 비-레거시 클라이언트 스테이션(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1))의 방향에서 빔형성을 수행하기 위해 비-표준 암시적 빔형성을 이용한다. 일 실시예에 따르면, 클라이언트 스테이션(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1))에 대하여 명백하게 암시적 빔형성을 행하기 위해, AP(14)는 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 수신된 데이터 유닛에 기초하여 역방향 채널(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1)에서 AP(14)로의 채널)의 추정치를 결정하며, 여기에서 수신된 데이터 유닛은 빔형성과 구체적으로 관련되지 않는다(예로서, 비 사운딩 데이터 유닛, 또한 여기에서 "정규(regular)" 데이터 유닛으로서 불리우는). 보다 구체적으로, 이 실시예에서, AP(14)는 채널을 구체적으로 사운딩하지 않지만 그럼에도 불구하고 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 AP(14)가 역방향 채널의 특성들을 결정하거나 또는 추정하도록 허용하는 트레이닝 신호들을 포함하는(예로서, 프리앰블(preamble)에) 정규 데이터 유닛을 수신한다. 표준 암시적 빔형성과 유사하게, AP(14)는 일 실시예에 따라, 그 후 채널 상호성을 가정함으로써 역방향 채널의 추정치로부터 순방향 채널의 추정치를 계산하며, 순방향 채널 추정치에 기초하여, 클라이언트 스테이션(25-1)의 방향에서 빔형성을 위해 사용될 조정 매트릭스를 계산한다.
도 3은 일 실시예에 따른, 비-표준 암시적 빔형성 기술의 일 예를 예시한 타이밍 도이다. 도 3에서, 스테이션(A)은 빔포머이며, 스테이션(B)은 빔포미이다. 도 1을 참조할 때, 일 실시예에서, AP(14)는 빔포머(스테이션(A))이며, 클라이언트 스테이션(25-1)은 빔포미(스테이션(B))이다. 또 다른 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 빔포머(스테이션(A))이며, AP(14)는 빔포미(스테이션(B))이다.
도 3에 예시된 바와 같이, 시간 간격(302) 동안, 스테이션(B)은 정규 데이터 유닛(304)을 스테이션(A)에 송신한다. 여기에 사용된 바와 같이, 정규 데이터 유닛은 채널 사운딩 외의 다른 임의의 절차, 예로서 데이터 교환, 변조 및 코딩 기법(MCS) 피드백 등에 사용된 비-사운딩 데이터 유닛이며, 데이터 유닛(304)은 통신 프레임, 데이터 패킷 등이다. 일 실시예에 따르면, 데이터 유닛(304)은 사운딩 패킷을 송신하기 위한 요청에 응답하여 송신되지 않는다. 스테이션(B)은 일 실시예에서, MIMO 채널을 사운딩하는 것과 관련되지 않은 목적을 위해 데이터 유닛(304)을 송신한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 데이터 유닛(304)은 페이로드를 송신하기 위해 사용된 공간 또는 공간-시간 스트림들의 수에 대응하는 트레이닝 필드들의 수 및 데이터 페이로드를 포함하는 데이터 패킷이다. 일반적으로, 적어도 몇몇 실시예들에서, 도 3의 암시적 빔형성 절차는 스테이션(B)에 대하여 명백하게 행해진다.
시간 간격(306) 동안, 스테이션(A)은 데이터 유닛(304)에 포함된 트레이닝 신호들에 기초하여 스테이션(A) 및 스테이션(B) 사이에서의 역방향 채널을 추정하고, 역방향 채널의 추정치를 사용하여 순방향 채널을 추정하며, 시간 간격(308) 동안 데이터 유닛(310)을 스테이션(B)에 송신할 때 사용될 조정 매트릭스를 결정한다. 몇몇 실시예들에서, 정규 데이터(304)는 스테이션(A)으로 하여금 역방향 채널을 단지 부분적으로 추정하도록 허용하는 트레이닝 데이터를 포함한다. 하나의 이러한 실시예에서, 예를 들면, 스테이션(B)은 3개의 안테나들을 포함하지만, 안테나들 중 단지 두 개를 통해(즉, 2개의 공간 스트림들을 통해) 데이터 유닛(304)을 스테이션(A)에 송신한다. 이 경우에, 몇몇 상황들에서, 데이터 유닛(304)은 스테이션(A)으로 하여금 단지 부분적 채널 추정치(이 경우에, 3개의 가능성 중 기껏해야 2개의 차원들)만을 결정하도록 허용하는 트레이닝 신호들을 포함한다. 따라서, 이 실시예에서, 적어도 몇몇 상황들에서, 스테이션(A)은 스테이션(B)의 방향에서 적어도 몇몇 채널 지향성을 제공하는 조정 매트릭스를 생성하기 위해 부분적 채널 추정치를 이용한다.
계속해서 도 3을 참조하면, 수학적 용어들에서, 일 실시예에 따르면, 스테이션(B)에 의해 스테이션(A)으로부터 수신된 신호는 다음과 같이 표현되며:
Figure 112013118257091-pct00001
식 1
여기에서, sA는 스테이션(A)에 의해 송신된 신호를 표현한 Nss×1 차원 벡터이고, yB는 스테이션(B)에 의해 수신된 신호를 표현한 NRX×1 차원 벡터이고, n은 부가 잡음의 적절한 NRX×1 차원 벡터 표현이고, HAB는 스테이션(A)에서 스테이션(B)으로의 순방향 채널의 NRX×NTX 차원 매트릭스 표현이며, Qsteer는 스테이션(B)의 방향에서 스테이션(A)으로부터의 신호(sA)의 송신을 조정하기 위해 송신된 신호(sA)에 적용된 NTX×NSS 차원 공간 매핑 매트릭스이다(여기에서 NTX는 스테이션(A)에서의 송신 안테나들의 수이고, NRX는 스테이션(B)에서의 수신 안테나들의 수이며, Nss는 신호(sA)를 송신하기 위해 사용된 공간 또는 공간-시간 스트림들의 수이다). 다양한 실시예들 및/또는 시나리오들에서, 스테이션(A)은 여기에 설명된 비-표준 암시적 빔형성 기술들에 따라 공간적 매핑 매트릭스(Qsteer)를 계산한다.
몇몇 이러한 실시예들 및/또는 시나리오들에서, 스테이션(A)은 스테이션(B)으로부터 수신된 데이터 유닛(예로서, 도 3의 데이터 유닛(304))에 기초하여 역방향 채널과 연관된 하나 이상의 공간 스트림들의 하나 이상의 특성들(예로서, 이득, 위상, 신호 대 잡음 비(SNR) 등)을 설명하는 채널 상태 정보(CSI)를 획득한다. 식 1의 수학 모델을 계속하면, 역방향 채널에 대응하는 CSI는, 각각의 요소에서, 대응하는 송신 안테나(스테이션(B)에서) 및 수신 안테나(스테이션(A)에서)에 의해 정의된 공간 스트림에 대한 채널 이득 파라미터를 특정하는 스테이션(B)에서 스테이션(A)으로의 역방향에 대응하는 2-차원 채널 매트릭스(HBA)와 같이, 일 실시예에 따라, 매트릭스 포맷으로 표현된다. 순방향 채널의 추정치(예로서, 식 1의 HAB)를 생성하기 위해, 스테이션(A)은 역방향 채널을 설명하는 매트릭스(HBA)의 전치(transpose)를 산출한다. 그렇게 할 때, 스테이션(A)은 순방향 채널 및 역방향 채널이 상호적인 것으로 고려될 수 있도록 스테이션(A) 및 스테이션(B) 사이에서의 MIMO 채널이 대칭이라고 가정한다.
그러나, 채널 추정은 통상적으로 기저대역에서 행해지며, 그러므로 일 실시예에 따르면, 관찰된 채널은 일 실시예에 따라, 동일한 디바이스(예로서, 스테이션(A))에서 동일하지 않은 송신 및 수신 체인들의 등가 RF 응답들을 포함한다. 이 실시예에서, 스테이션(A) 및 스테이션(B) 사이에서의 순방향 및 역방향 채널들의 채널 상호성은 그러므로 손상된다. 암시적 빔형성 기술에서의 RF 체인 손상들에 의해 도입된 에러들을 감소시키거나 또는 지우기 위해, 일 실시예에서, 스테이션(A)은 완전한 상호성을 가정하지 않으며 실제 순방향 및 역방향 채널들 사이에서의 측정된 차이들을 보상하기 위해 빔형성 프로세스 동안 송신될 신호들(즉, 출력 신호들)에 적용될 교정 매트릭스를 생성한다.
특히, 일 실시예에 따르면, 스테이션(A)은 먼저 스테이션(A)에서 송신 및 수신 체인 불균형에 의해 야기된 RF 손상들을 적어도 부분적으로 보상하는 교정 매트릭스를 결정한다. 그 후, 새로운 조정 매트릭스가 순방향 채널에 대해 산출될 때마다, 빔형성 기술은 일단 교정 매트릭스가 결정되면, 송신기가 순방향 채널의 추정치를 생성하기 위해 역방향 채널의 측정된 디스크립션을 사용하여 암시적 빔형성을 수행하도록 암시적 빔형성 기술을 사용하여 결정된 조정 매트릭스에 교정 매트릭스를 적용한다. 대안적으로, 몇몇 실시예들에서, 스테이션(A)은 일단 교정 매트릭스가 결정되면, 스테이션(A)이 보상된 역방향 채널 추정치를 생성하기 위해 역방향 채널 추정에 교정 매트릭스들을 적용하도록 그것의 수신 체인들에 대한 교정 매트릭스들을 산출하며, 송신 빔형성에서 사용하기 위해 보상된 역방향 채널 추정치를 사용하여 순방향 채널 추정치를 생성한다. 일반적으로, 통신 디바이스는 순방향 채널의 채널 추정을 행하고, 피어 디바이스로부터 순방향 채널에 대응하는 채널 추정 정보를 수신하며(예를 들면, 피드백 메시지를 통해), MIMO 채널에 대한 상호성을 회복시킬 매트릭스를 생성하기 위해 두 개의 추정치들을 사용함으로써 교정 매트릭스를 도출한다. 그러나, 스테이션(B)이 채널 추정 피드백 및/또는 다른 교정 절차들을 지원하지 않는 몇몇 실시예들에서, 스테이션(A)은 자기-교정 기술을 행함으로써 교정 매트릭스를 생성한다.
무선 통신 채널들은 종종 페이딩, 실딩(shielding), 간섭 및 사용자 이동성과 같은 인자들로 인한 시변 조건들에 의해 특성화되기 때문에, 일 실시예에서, 스테이션(A) 및 스테이션(B) 사이에서의 통신 채널의 채널 특성들에 기초하여 결정된 조정 매트릭스는 통신 채널의 현재 특성들에 기초하여 빈번하게 업데이트된다. 다른 한편으로, 교정 절차는 일 실시예들에 따르면, 조정 매트릭스 업데이트들과 비교하여, 빈번하지 않게 행해진다. 예를 들면, 일 실시예에서, 교정 절차는 단지 네트워크로의 디바이스의 연관시, 새로운 채널로의 스위칭시, 또는 환경에서의 변화들시(예로서, 온도에서의 변화) 행해진다.
암시적 빔형성을 행할 때, 스테이션(A)은 일반적으로 일 실시예에서 스테이션(A)이 스테이션(B)으로부터 수신한 모든 업링크 데이터 유닛에 기초하여 스테이션(B)에 대한 조정 매트릭스를 업데이트한다. 논의된 바와 같이, 적어도 몇몇 상황들에서, 업링크 데이터 유닛은 일 실시예에 따라, 스테이션(A)이 통신 채널의 단지 부분적인 추정치를 획득하도록 허용하는 업링크 데이터 유닛을 송신하기 위해 사용된 공간 또는 공간-시간 스트림들의 수에 대응하는 트레이닝 필드들의 수를 포함한다. 몇몇 경우들에서, 이 실시예에서, 부분적인 추정치는 스테이션(B)의 방향에서 원하는 지향성을 달성하기에 불충분하다. 몇몇 이러한 상황들에서, 이러한 부분적인 채널 추정치에 기초하여 조정 매트릭스를 업데이트하는 것은 보다 많은 차원들을 포함하는 보다 오래된 채널 추정치를 사용하여 달성되는 성능과 비교하여 성능에서의 열화를 야기한다. 또한, 몇몇 상황들에서, 업링크 데이터 유닛이 스테이션(A)에서 스테이션(B)으로의 다운링크 데이터 유닛들을 송신하기 위해 사용된 채널 대역폭에 비교하여 보다 작은 채널 대역폭을 사용하여 송신된다면, 보다 작은 대역폭 업링크 데이터 유닛에 기초하여 결정된 조정 매트릭스는 다운링크 통신 채널의 전체 주파수 대역에서 지향성을 제공하지 않는다. 이러한 상황들에서, 계산된 조정 매트릭스는 일 실시예에 따라, 기껏해야 업링크 데이터 유닛이 이동한 채널에 대응하는 주파수 대역에서의 지향성을 제공한다.
수학 용어들에서 부분적인 채널 추정을 표현하기 위해, 일 실시예에 따르면, 업링크 데이터 유닛은 NT×NSTS _ UL의 차원들을 가진 업링크 공간 매핑 매트릭스(QUL)의 사용을 통해 다수의 공간 스트림들을 사용하여 송신된다고 가정되며, 여기에서 NT는 빔포머에서의 송신 안테나들의 수이며, NSTS _ UL은 업링크 데이터 유닛과 연관된 공간 스트림들의 수(및 트레이닝 필드들의 대응하는 수)이다. 이러한 데이터 유닛은 표현(HULQUL)에 의해 표현된 등가 업링크 채널의 추정을 허용하며, 여기에서 HUL은 역방향 통신 채널(즉, 빔포미에서 빔포머로의 통신 채널)을 표현한 전 차원(NT×NR) 채널 매트릭스이다. 일 실시예에서, 이러한 채널 추정치에 기초하여 계산된 다운링크 조정 매트릭스는 다음과 같이 표현된다:
Figure 112013118257091-pct00002
. 식 2
상기로부터 이해되는 바와 같이, 이 실시예에서, 업링크 데이터 유닛을 송신하기 위해 사용된 공간 스트림들의 수(NSTS _ UL)가 빔포미에서 송신 안테나들의 수(NT)와 동일하다면, 빔포머는 전 차원 채널 매트릭스(H)를 획득하고, 그에 의해 전 차원 다운링크 매핑 매트릭스(QDL)를 계산할 수 있다. 이 경우에, 비-사운딩 업링크 데이터 유닛에 기초한 채널 추정은 통신 채널을 완전히 사운딩하는 사운딩 패킷으로부터 획득될 수 있는 채널 추정치와 등가이다. 다른 한편으로, 업링크 데이터 유닛을 송신하기 위해 사용된 공간 스트림들의 수(NSTS _ UL)가 빔포미에서 송신 안테나들의 수(NT)보다 작다면, 빔포머는 업링크 데이터 유닛에 기초하여 전 차원 채널 추정치를 획득할 수 없다. NSTS _UL<NT의 경우는 때때로 여기에서 "불충분한 사운딩" 경우로서 불리운다. 조정 매트릭스가 부분적 채널 추정치에 기초하여 계산되기 때문에, 단지 부분적인 빔형성 이득만이 일 실시예에 따라, 불충분한 사운딩 경우에서의 NSTS_UL 공간 스트림들에 하나를 사용하여 송신된 다운링크 데이터 유닛들에 대해 획득된다. 또한, 일 실시예에서, NSTS _ UL보다 큰 공간 스트림들의 수를 사용하여 송신된 다운링크 데이터 유닛들은 이러한 데이터 유닛들을 위한 다운링크 조정 매트릭스가 불충분한 사운딩 경우에 결정될 수 없기 때문에 전-방향으로 송신된다. 그 결과, 몇몇 이러한 상황들에서, 근거리 및/또는 중거리 통신들에서 송신된 데이터 유닛들은 일반적으로 이러한 데이터 유닛들이 통상적으로 근거리 내지 중거리 통신들과 일반적으로 연관된 높은 데이터 레이트들을 달성하기 위해 이용가능한 공간 스트림들의 최대 수를 사용하여 다운링크 방향에서 송신되기 때문에 빔형성 이득으로부터 유익하지 않지만, 이러한 상황들에서 업링크 데이터 유닛들이 반드시 모든 이용가능한 공간 스트림들을 사용하여 송신되지는 않는다.
유사하게, 일 실시예에 따라, 전체 빔형성 이득은 보다 큰 대역폭 다운링크 데이터 패킷이 보다 작은 대역폭에서 송신된 업링크 데이터 패킷에 기초하여 계산된 조정 매트릭스를 사용하여 송신되는 상황에서 달성되지 않는다. 일 예로서, 일 실시예에서, 20/40 MHz 기본 서비스 세트(BSS) 802.11n 통신 시스템에서, 40 MHz 다운링크 데이터 유닛을 위한 전체 빔형성 이득은 20 MHz 업링크 데이터 유닛에 기초하여 계산된 채널 추정치를 사용하여 달성될 수 없다. 특히, 일 실시예에 따르면, 20 MHz 업링크 데이터 유닛에 기초하여 계산된 조정 매트릭스는 단지 조정 매트릭스를 도출하기 위해 사용된 업링크 데이터 유닛이 송신되는 20 MHz 대역에 대응하는 40 MHz 채널의 부분에서만 빔형성 이득을 제공할 것이다. 예를 들면, 직교 주파수 분할 다중화 경우에, 20 MHz 업링크 데이터 유닛에 기초하여 계산된 조정 매트릭스는 채널 추정을 위해 사용된 업링크 데이터 유닛이 송신되는 20 MHz 업링크 채널에 대응하는 40 MHz 대역의 20 MHz 절반에 대응하는 데이터 톤들에 대한 이득을 제공하며, 적어도 몇몇 상황들에서 40 MHz의 다른 절반에 대응하는 데이터 톤들에 대한 임의의 빔형성 이득을 제공할 수 없다. 몇몇 이러한 실시예들 및/또는 시나리오들에서, 다운링크 데이터 유닛들에 부분적 조정 매트릭스를 적용하기보다는, AP(14)는 40 MHz 송신들에 조정 매트릭스를 전혀 적용하지 않으며, 그에 의해 잠재적인 빔형성 이득을 전체적으로 포기한다.
몇몇 실시예들에서, 암시적인 빔형성을 갖고 빔형성 성능을 개선하기 위해, 스테이션(A)은 조정 매트릭스를 도출하기 위해 스테이션(B)으로부터 수신된 모든 업링크 데이터 유닛을 사용하지 않지만, 하나 또는 여러 개의 선택 기준들에 따라 조정 매트릭스 계산에 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 스테이션(A)은 특정한 선택 기준들에 따라 암시적 빔형성에서의 사용을 위한 수신된 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위해 선택 필터를 이용한다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 다양한 실시예들 및/또는 시나리오들에서, 이러한 기준들은 예를 들면, 스테이션(B)으로의 다운링크 송신들을 위해 스테이션(A)에 의해 사용되는 통신 채널의 대역폭, 스테이션(B)의 공간 스트림 능력들, 두 개의 조합, 및/또는 스테이션(B)으로의 송신들을 위한 조정 매트릭스를 도출하는데 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위한 임의의 다른 적절한 기준들에 적어도 부분적으로 기초한다. 일반적으로, 일 실시예에 따르면, 빔포머(스테이션(A))는 빔포미(스테이션(B))로부터 업링크 데이터 유닛을 수신하며 수신된 업링크 데이터 유닛이 암시적 빔형성 절차에 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위한 하나 이상의 기준들을 만족시키는지 여부를 결정한다. 특정한 선택 기준은, 일 실시예에 따라, 고정된다. 또 다른 실시예에서, 특정한 선택 기준은 예를 들면, 통신 채널의 품질, 빔포머에 대한 빔포미의 범위(또는 거리), 두 개의 조합, 및/또는 임의의 다른 적절한 인자 또는 인자들의 조합에 기초하여 동적으로 결정된다.
몇몇 실시예들에서, 암시적 빔형성 계산들을 위해 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위한 업링크 데이터 유닛 선택 기준들은 채널 대역폭과 관련된다. 채널 대역폭에 관한 선택 기준은 때때로 여기에서 "채널 대역폭 기준"으로 불리운다. 몇몇 이러한 실시예들에서, AP(14)는 빔형성 절차가 수행되는 클라이언트 스테이션으로의 다운링크 송신들을 위해 이용되는 채널 대역폭에 기초하여 조정 매트릭스 계산에 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택한다. 도 1을 참조하면, AP(14)가 채널 대역폭 기준을 사용하여 조정 매트릭스 계산을 위한 업링크 데이터 유닛들을 선택하는 예시적인 실시예에서, AP(14)가 40/20 MHz BSS에서 동작하고 클라이언트 스테이션(25-1)과의 통신을 위해 40 MHz 대역폭을 이용한다면, AP(14)는 그 후 클라이언트 스테이션(25-1)에 대한 조정 매트릭스 계산에서 사용될 단지 40 MHz 업링크 데이터 유닛들만을 선택한다. 이 실시예에서, AP(14)가 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 수신하는 20 MHz 업링크 데이터 유닛들은 클라이언트 스테이션(25-1)에 대한 조정 매트릭스 계산을 위해 사용되지 않는다(예로서, 선택 필터에 의해 걸러내지거나 또는 선택되지 않음). 이 경우에, 일 실시예에서, AP(14)는 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터의 다음 40 MHz 업링크 데이터 유닛이 수신될 때까지 클라이언트 스테이션(25-1)에 송신된 신호들에 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 이전에 수신된 40 MHz 업링크 데이터 유닛에 기초하여 계산된 조정 매트릭스를 계속해서 적용하며, 다음 수신된 40 MHz 데이터 유닛에 기초하여 조정 매트릭스를 업데이트한다. 또 다른 예에서, AP(14)가 80/40/20 MHz BSS에서 동작하고 클라이언트 스테이션(25-1)으로의 다운링크 송신들을 위해 80 MHz 채널을 이용한다면, AP(14)는 일 실시예에 따라, 조정 매트릭스 계산을 위해 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 단지 80 MHz 업링크 데이터 유닛들만을 선택한다. 따라서, 이 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터의 20 MHz 및 40 MHz 업링크 데이터 유닛들은 클라이언트 스테이션(25-1)에 대한 다운링크 조정 매트릭스 계산을 위해 사용되지 않는다. 예를 들면, 이 실시예에서, 20 MHz 및 40 MHz 업링크 데이터 유닛들은 선택 필터에 의해 걸러내진다.
부가적으로 또는 대안적으로, 몇몇 실시예들에서, 조정 매트릭스 계산을 위해 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위한 업링크 데이터 유닛 선택 기준들은 공간 스트림들의 수에 기초한다. 공간 스트림들의 수에 기초한 선택 기준은 때때로 여기에서 "공간 스트림들 기준"으로서 불리운다. 몇몇 이러한 실시예들에서, AP(14)는 일반적으로 AP(14)로의 업링크 송신을 위해 클라이언트 스테이션에 의해 사용된 공간 스트림들의 수 및/또는 클라이언트 스테이션에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수에 기초하여 조정 매트릭스 계산에 사용될 업링크 데이터 유닛들을 선택한다. 다시 도 1을 참조하면, AP(14)가 공간 스트림 기준을 사용하여 조정 매트릭스 계산을 위한 업링크 데이터 유닛들을 선택하는 예시적인 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)이 최대 2개의 공간 스트림들을 지원한다면, AP(14)는 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 수신된 단지 2개의 공간 스트림 업링크 데이터 유닛들(즉, 2개의 공간 스트림들을 사용하여 송신된 데이터 유닛들)만을 선택한다. 하나의 공간 스트림을 사용하여 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 송신된 업링크 데이터 유닛들은 이 실시예에서, 조정 매트릭스 계산을 위해 선택되지 않는다(예로서, 선택 필터에 의해 걸러내지거나 또는 선택되지 않는다). 이 경우에, 클라이언트 스테이션(25-1)이 지원하는 공간 스트림들의 수가 클라이언트 스테이션(25-1)에서의 송신 안테나들의 수에 대응한다고 가정하면, 이러한 기술은 조정 매트릭스가 AP(14) 및 클라이언트 스테이션(25-1) 사이에서의 통신 채널의 전 차원 추정치에 항상 기초한다는 것을 보장하며, 일반적으로 다운링크 데이터 유닛을 위한 빔조정이 채널의 부분적인 추정치를 사용하여 수행되는 상황과 비교하여 빔형성 성능을 개선한다. 몇몇 실시예들에서, 그러나, 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수는 안테나들(34)의 수보다 작다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 트랜시버들(30)의 수는 안테나들(34)의 수보다 작다.
선택 기준으로서 공간 스트림들의 수를 사용하는 또 다른 예로서, 일 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)이 최대 3개의 공간 스트림들을 지원한다면, AP(14)는 3개의 공간 스트림들을 사용하여 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 송신된 업링크 데이터 유닛들만을 선택하며, 다시 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수가 안테나들(34)의 수와 동일하다면 전 차원 추정치가 획득된다는 것을 보장한다. 대안적으로, AP(14)는 또 다른 실시예에서, 2 또는 3개의 공간 스트림들을 사용하여 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 송신된 업링크 데이터 유닛들을 선택한다. 이 실시예에서, 2개의 공간 스트림 업링크 데이터 유닛들에 기초하여 결정된 부분적 채널 추정치들은 적어도 몇몇 상황들에서 조정 매트릭스 계산을 위해 사용되지만, 단지 하나의 공간 스트림만을 사용하여 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 송신된 업링크 데이터 유닛들에 기초한 부분적 채널 추정치들은 사용되지 않는다(예로서, 선택 필터에 의해 걸러내진다).
몇몇 실시예들 및/또는 시나리오들에서, AP(14)는 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위한 고정된 선택 기준 또는 기준들을 이용한다. 대안적으로, 몇몇 실시예들에서, 특정 선택 기준 또는 기준들은 예를 들면, 실시간 패킷 모니터링에 기초하여, 동작 동안 동적으로 결정된다. 예를 들면, 일 실시예에서, AP(14)는 예로서, 동작시 AP(14)가 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 수신하는 하나 이상의 업링크 데이터 유닛들에 대응하는 측정된 신호 세기에 기초하여 공간 스트림들 기준을 위해 사용될 공간 스트림들의 특정 수(또는 숫자들)를 동적으로 결정한다. 또 다른 실시예에서, AP(14)는 클라이언트 스테이션(25-1)이 시간 기간에 걸쳐 업링크 데이터 패킷들을 송신하기 위해 사용하는 공간 스트림들의 수를 모니터링하는 것에 기초하여 공간 스트림들 기준을 위해 사용될 특정 수(또는 숫자들) 또는 공간 스트림들을 동적으로 결정한다.
선택 기준들을 동적으로 결정하는 일 예로서, AP(14)가 3개의 안테나들을 포함하며 클라이언트 스테이션(25-1)이 최대 3개의 공간 스트림들을 지원하는 일 실시예에서, AP(14)는 단지 3개의 공간 스트림 업링크 데이터 유닛들만을 선택할지 또는 2개의 공간 스트림 업링크 데이터 유닛들 또는 3개의 공간 스트림 업링크 데이터 유닛들을 선택할지 여부를 동적으로 결정한다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, AP(14)는 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 수신된 하나 이상의 업링크 데이터 유닛들에 대응하는 신호 세기를 임계 레벨에 비교하며 비교에 기초하여 선택 기준들을 동적으로 결정한다. 하나의 이러한 실시예에서, 측정된 신호 세기가 임계 레벨 이상이면, AP(14)는 지원된 공간 스트림들의 최대 수(이 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)에서의 3개의 안테나들에 대응하는 3개의 공간 스트림들)를 사용하여 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 송신될 몇몇 또는 모든 근거리 업링크 데이터 유닛들을 예상하고, 클라이언트 스테이션(25-1)이 근거리에서 동작한다고 결정하고, 최대 수의 공간 스트림들(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 3개의 공간 스트림들)을 사용하여 송신된 단지 업링크 데이터 유닛들만을 선택하는 것에 대해 공간 스트림 기준을 설정한다. 다른 한편으로, 수신된 신호 세기가 임계 레벨 미만이면, AP(14)는 일 실시예에 따르면, 적어도 몇몇 2개의 스트림 업링크 데이터 유닛들을 수신하는 것을 예상하며, 그에 따라 2 또는 3개의 공간 스트림들을 사용하여 송신된 업링크 데이터 유닛들을 선택하기 위해 공간 스트림 선택 기준을 설정한다. 일 실시예에서, 신호 세기에 기초한 공간 스트림 선택 기준의 결정은 AP(14)에 대하여 클라이언트 스테이션(25-1)의 범위(또는 거리)에서의 변화들 및/또는 가변 채널 상태들에 적응하도록 주기적으로 수행된다.
또 다른 실시예에서, AP(14)는 AP(14)가 지속 기간(T)의 특정한 모니터링 윈도우에서 클라이언트 스테이션(25-1)으로부터 수신하는 각각의 업링크 데이터 유닛과 연관된 공간 스트림의 수들을 결정함으로써 공간 스트림 선택 기준을 동적으로 결정한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 지속 기간(T)의 모니터링 윈도우 동안, 3개의 스트림 업링크 데이터 유닛들의 적어도 특정한 최소 수(N)가 수신된다면, AP(14)는 단지 3개의 스트림 업링크 데이터 유닛들만을 선택하는 것에 공간 스트림 선택 기준을 설정한다. 다른 한편으로, N보다 작은 3개의 스트림 업링크 데이터 패킷들이 수신된다면, AP(14)는 2 또는 3개의 공간 스트림들을 사용하여 송신된 업링크 데이터 유닛들을 선택하는 것에 공간 스트림들 선택 기준을 설정한다. 일 실시예에서, 파라미터들(T, N) 중 하나 또는 양쪽 모두는 예를 들면, 현재 채널 상태들, 패킷 에러 레이트, 또는 임의의 다른 적절한 기준들에 기초하여 조정 가능하다.
몇몇 실시예들에서, AP(14)는 완전히는 아니지만, 클라이언트 스테이션(25-1)에 대하여 실질적으로 명백한 암시적 빔형성 절차를 행한다. 예를 들면, AP(14) 및 클라이언트 스테이션(25-1)은 일 실시예에 따르면, 동일한 제조자에 의해 제공되며 특정한 통신 프레임들을 교환하기 위한 독점적인 방법을 지원한다. 하나의 이러한 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 AP(14)가 AP(14) 및 클라이언트 스테이션(25-1) 사이에서의 통신 채널의 전 차원 추정치를 획득하도록 허용하는 트레이닝 데이터를 포함하는 특정한 수의 업링크 데이터 유닛들을 주기적으로 송신한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 예를 들면, 클라이언트 스테이션(25-1)에서 이용가능한 모든 송신 안테나들을 사용하여, 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 업링크 데이터 유닛을 주기적으로 송신한다. 일 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 지속 기간(T)의 모든 시간 기간에서, 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여, 최소 수의 M개의 이러한 업링크 데이터 유닛들을 송신한다. 일 예로서, 클라이언트 스테이션(25-1)이 최대 3개의 공간 스트림들을 지원하고, 클라이언트 스테이션(25-1)이 AP(14)가 3개 이상의 안테나들, 예로서 4, 5, 6개의 안테나들 또는 3보다 큰 임의의 다른 적절한 수의 안테나들을 포함한다는 것을 알고 있거나 또는 결정한다면, 클라이언트 스테이션(25-1)은 지속 기간(T)의 모든 시간 기간 내에, 예를 들면, 매 6초 내에 M의 3개의 공간 스트림 업링크 데이터 유닛들을 송신한다. 몇몇 실시예들에서, 파라미터들(T, M) 중 하나 또는 양쪽 모두는 조정 가능하다.
몇몇 실시예들에서, 클라이언트 스테이션(25-1)이 클라이언트 스테이션(25-1)이 지원하는 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 공간 스트림들의 수를 사용하여 AP(14)와 통신할 때, 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 송신된 최소 수(M)의 업링크 데이터 유닛들이 전 차원 업링크 데이터 유닛들의 송신 동안 원하는 신호 신뢰성을 유지하기 위해 적절하게 낮은 데이터 레이트를 야기하는 적절하게 낮은 순차 변조를 사용하여 송신된다. 일 예로서, 최대 3개의 공간 스트림들을 지원하며 IEEE 802.11n 표준에 따라 동작하는 클라이언트 스테이션은, 일 실시예에서, MCS 번호 16, MCS 번호 17, MCS 번호 18, 또는 3개의 공간 스트림 송신을 위한 적절히 낮은 변조 순서를 특정하는 임의의 적절한 MCS를 사용하여 이러한 3개의 스트림 업링크 데이터 유닛들을 송신한다.
설명들의 용이함을 위해, 설명된 예시적인 실시예들에서, 통신 채널들은 일반적으로 3과 같거나 또는 그보다 작은 공간 스트림들의 수를 포함한다. 그러나, 개시된 빔형성 기술들은 3개의 공간 스트림들의 최대치에 제한되지 않는다. 일반적으로, 개시된 빔형성 기술들은 임의의 적절한 수의 공간 스트림들, 예로서, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 등의 공간 스트림들을 포함하는 통신 채널들을 가진 실시예들 및/또는 시나리오들에서 사용된다.
도 4는 일 실시예에 따른, MIMO 통신 시스템에서의 빔형성의 예시적인 방법(400)의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 방법(400)은 몇몇 실시예들에 따라, AP(14)에 의해 구현된다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 방법(400)은 네트워크 인터페이스(16)에 의해 구현된다. 하나의 이러한 실시예에서, PHY 프로세싱 유닛(20)은 방법(400)을 구현하도록 구성된다. 또 다른 실시예에 따르면, MAC 프로세싱 유닛(18)은 또한 방법(400)의 적어도 일 부분을 구현하도록 구성된다. 도 1을 계속해서 참조하면, 또 다른 실시예에서, 방법(400)은 네트워크 인터페이스(27)(예로서, PHY 프로세싱 유닛(29) 및/또는 MAC 프로세싱 유닛(28))에 의해 구현된다. 다른 실시예들에서, 방법(400)은 다른 적절한 네트워크 인터페이스들 및/또는 다른 적절한 통신 디바이스들에 의해 구현된다.
블록(402)에서, AP(14)는 클라이언트 스테이션(예로서, 클라이언트 스테이션(25-1))으로부터 업링크 데이터 유닛을 수신한다. 일 실시예에서, 블록(402)에서 수신된 업링크 데이터 유닛은 비-사운딩 데이터 유닛(예로서, 통신 채널을 사운딩하기 위해 구체적으로 의도되지 않은 데이터 유닛, 사운딩 데이터 유닛을 송신하기 위한 요청에 응답하여 송신되지 않은 데이터 유닛 등)이다. 블록(404)에서, AP(14)는 블록(402)에서 수신된 업링크 데이터 유닛이 조정 매트릭스 계산에서 업링크 데이터 유닛을 사용하기 위한 하나 또는 여러 개의 선택 기준들을 만족시키는지 여부를 결정한다. 일 실시예에서, 블록(404)에서 사용된 선택 기준은 블록(402)에서 수신된 업링크 데이터 유닛과 연관된 공간 스트림들의 수와 관련된다. 예를 들면, 일 실시예에서, 업링크 데이터 유닛은 업링크 데이터 유닛과 연관된 공간 스트림들의 수가 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수와 동일하다면 블록(404)에서 선택 기준들을 만족시킨다. 부가적으로 또는 대안적으로, 또 다른 실시예에서, 블록(404)에서 사용된 선택 기준들은 업링크 데이터 유닛으로 하여금 업링크 데이터 유닛과 연관된 공간 스트림들의 수가 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 적절한 수이면 선택되도록 허용한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 업링크 데이터 유닛은 업링크 데이터 유닛과 연관된 공간 스트림들의 수가 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수 마이너스 1과 동일하거나 또는 그보다 크다면 블록(404)에서 선택 기준들을 만족시킨다. 또 다른 예로서, 하나의 이러한 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)이 3개의 공간 스트림들의 최대치를 지원한다면, 블록(404)에서 사용된 선택 기준들은 3 또는 2개의 공간 스트림들을 가진 업링크 데이터 유닛들로 하여금 조정 매트릭스 계산들을 위해 선택되도록 허용한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 또 다른 실시예에서, 블록(404)에서 사용된 선택 기준은 클라이언트 스테이션(25-1)으로의 다운링크 송신을 위해 AP(14)에 의해 이용되는 채널 대역폭과 관련된다. 몇몇 실시예들에서, 블록(404)에서 사용된 선택 기준들은 공간 스트림들의 수 및 채널 대역폭 둘 모두와 관련된다. 몇몇 실시예들에서, 블록(404)에서 사용된 하나 이상의 선택 기준들은 예를 들면, AP(14) 및 클라이언트 스테이션(25-1) 사이에서의 통신 채널의 채널 품질, AP(14)에 대한 클라이언트 스테이션(25-1)의 범위(또는 거리)에 기초하여, 또는 하나 이상의 다른 적절한 기준들에 기초하여 동작 동안 동적으로 결정된다.
블록(404)에서 업링크 데이터 유닛이 선택 기준들을 만족시킨다고 결정된다면, 방법은 업링크 데이터 유닛이 AP(14)에 의해 클라이언트 스테이션(25)에 송신될 신호들에 적용될 조정 매트릭스를 도출하는데 사용되도록 선택되는 블록(406)으로 진행한다. 다른 한편으로, 블록(408)에서 업링크 데이터 유닛이 선택 기준들을 만족하지 않는다고 결정된다면, 방법은 블록(402)에서 수신된 업링크 데이터 유닛이 조정 매트릭스 계산을 위해 사용되지 않아야 함을 결정하는 블록(408)으로 진행한다. 예시적인 실시예에서, 이 경우에, 이전 수신된 업링크 데이터 유닛을 사용하여 결정된 조정 매트릭스는 선택 기준들을 만족하는 다음 데이터 유닛이 수신될 때까지 빔조정을 위해 사용된다. 다시 말해서, 이 실시예에 따르면, 이전 업링크 데이터 유닛에 기초하여 결정된 조정 매트릭스는 선택 기준들을 만족하지 않는 업링크 데이터 유닛에 기초하여 업데이트되지 않는다.
도 5는 일 실시예에 따른, 예시적인 방법(500)의 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 방법(500)은 몇몇 실시예들에 따라, AP(14)에 의해 구현된다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 방법(500)은 네트워크 인터페이스(16)에 의해 구현된다. 하나의 이러한 실시예에서, PHY 프로세싱 유닛(20)은 방법(500)을 구현하도록 구성된다. 또 다른 실시예에 따르면, MAC 프로세싱 유닛(18)은 또한 방법(500)의 적어도 일 부분을 구현하도록 구성된다. 계속해서 도 1을 참조하면, 또 다른 실시예에서, 방법(500)은 네트워크 인터페이스(27)(예로서, PHY 프로세싱 유닛(29) 및/또는 MAC 프로세싱 유닛(28))에 의해 구현된다. 다른 실시예들에서, 방법(500)은 다른 적절한 네트워크 인터페이스들 및/또는 다른 적절한 통신 디바이스들에 의해 구현된다.
블록(502)에 따르면, 클라이언트 스테이션(25-1)은 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 공간 스트림들의 수를 사용하여 복수의 데이터 유닛들을 AP(14)에 송신한다. 예를 들면, 일 실시예에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 3개의 안테나들(24)을 포함하며 3개의 공간 스트림들의 최대치를 지원한다. 이 실시예에서, 블록(502)에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 공간 스트림들의 수를 사용하여, 예를 들면, 2개의 송신 안테나들 및 2개의 공간 스트림들을 사용하여 복수의 데이터 유닛들을 AP(14)에 송신한다.
블록(504)에 따르면, 지속 기간(T)의 시간 기간 동안, 클라이언트 스테이션(25-1)은 클라이언트 스테이션(25-1)에 의해 지원된 공간 스트림들의 최대 수를 사용하여 데이터 유닛들의 최소 수(M)를 AP(14)에 송신한다. 예를 들면, 클라이언트 스테이션(25-1)이 3개의 안테나들(24)을 포함하며 3개의 공간 스트림들의 최대치를 지원하는 일 실시예에서, 블록(504)에서 최소 수(M)의 데이터 유닛들이 3개의 공간 스트림들을 사용하여 송신된다. 몇몇 실시예들에서, 블록(504)의 T 및 M 중 하나 또는 양쪽 모두는 예를 들면, 채널 상태들에 기초하여, 또는 또 다른 적절한 인자에 따라 조정 가능하다. 일 실시예에서, 블록(504)에서 송신된 데이터 유닛들의 최소치(M)는 데이터 유닛들이 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 송신될 때 시스템 신뢰성을 유지하기 위해 적절히 낮은 데이터 레이트에 대응하는 MCS를 사용하여 송신된다. 몇몇 실시예들에서, 클라이언트 스테이션(25-1)은 블록(502)에서 복수의 데이터 유닛들을 송신하기 위해 제 1 MCS 및 블록(504)에서 최소 수(M)의 데이터 유닛들을 송신하기 위해 제 2 MCS를 이용하며, 여기에서 제 1 MCS는 제 2 MCS와 상이하다. 하나의 이러한 실시예에서, 블록(504)에 사용된 MCS는 블록(502)에서 사용된 MCS에 대응하는 데이터 레이트와 비교하여 보다 낮은 데이터 레이트에 대응한다.
몇몇 실시예들에서, AP(14)는 블록(504)에서 송신된 M개의 데이터 유닛들의 최대치를 수신하며 AP(14) 및 클라이언트 스테이션(25-1) 사이에서의 통신 채널의 전-차원 채널 추정치들을 획득하기 위해 이들 데이터 유닛들을 이용한다. 일 실시예에서, AP(14)는 클라이언트 스테이션(25-1)으로의 다운링크 송신들에서의 사용을 위한 조정 매트릭스들을 도출하는데 전-차원 채널 추정치들을 이용한다.
설명된 다양한 블록들, 동작들, 및 기술들 중 적어도 몇몇은 하드웨어, 펌웨어 명령들을 실행하는 프로세서, 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서, 또는 그것들의 임의의 조합을 이용하여 구현될 수 있다.
하드웨어로 구현될 때, 하드웨어는 이산 구성요소들, 집적 회로, 애플리케이션-특정 집적 회로(ASIC), 프로그램 가능한 로직 디바이스(PLD) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
소프트웨어 또는 펌웨어 명령들을 실행한 프로세서를 이용하여 구현될 때, 소프트웨어 또는 펌웨어 명령들은 자기 디스크, 광 디스크, 또는 다른 저장 매체 상에, RAM 또는 ROM 또는 플래시 메모리, 프로세서, 하드 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브, 테이프 드라이브 등에서와 같은 임의의 컴퓨터 판독가능한 메모리에 저장될 수 있다. 마찬가지로, 소프트웨어 또는 펌웨어 명령들은 예를 들면, 컴퓨터 판독가능한 디스크 또는 다른 수송가능한 컴퓨터 저장 메커니즘 상에서 또는 통신 미디어를 통해서를 포함한 임의의 알려지거나 또는 원하는 전달 방법을 통해 사용자 또는 시스템에 전달될 수 있다. 통신 미디어는 통상적으로 컴퓨터 판독가능한 명령들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 또는 반송파 또는 다른 수송 메커니즘과 같은 변조된 데이터 신호에서의 다른 데이터를 구체화한다. 용어("변조된 데이터 신호")는 신호에서의 정보를 인코딩하기 위해서와 같은 방식으로 설정되거나 또는 변경된 그것의 특성들 중 하나 이상을 가진 신호를 의미한다. 예로서, 및 제한 없이, 통신 미디어는 유선 네트워크 또는 직접-유선 연결과 같은 유선 미디어 및 음향, 라디오 주파수, 적외선 및 다른 무선 미디어와 같은 무선 미디어를 포함한다. 따라서, 소프트웨어 또는 펌웨어 명령들은 전화 라인, DSL 라인, 케이블 텔레비전 라인, 광섬유 라인, 무선 통신 채널, 인터넷 등(수송 가능한 저장 매체를 통해 이러한 소프트웨어를 제공하는 것과 동일하거나 또는 그것과 상호 교환가능한 것으로서 보여지는)과 같은 통신 채널을 통해 사용자 또는 시스템에 전달될 수 있다. 소프트웨어 또는 펌웨어 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서로 하여금 다양한 동작들을 수행하게 하는 기계 판독가능한 명령들을 포함할 수 있다.
본 발명은 단지 예시적이며 본 발명의 제한이 아닌 것으로 의도되는, 특정 예들을 참조하여 설명되었지만, 변경들, 부가들 및/또는 삭제들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 개시된 실시예들에 대해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 설명된 방법들 또는 기술들의 하나 이상의 부분들이 상이한 순서로(또는 동시에) 수행될 수 있으며, 여전히 바람직한 결과들을 달성할 수 있다.

Claims (23)

  1. 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output; MIMO) 통신 시스템에서의 빔형성(beamforming)을 위한 방법에 있어서,
    MIMO 통신 채널을 통해 통신 디바이스로부터 데이터 유닛을 수신하는 단계;
    상기 데이터 유닛이 암시적 빔형성 계산들(implicit beamforming calculations)에 이용될 데이터 유닛들을 선택하기 위한 하나 이상의 선택 기준들을 만족시키는지 여부를 결정하는 단계, 상기 하나 이상의 선택 기준들은 i) 공간 스트림들의 수, 및 ii) 채널 대역폭 중 하나 이상과 관련되며;
    상기 데이터 유닛이 상기 하나 이상의 선택 기준들을 만족시킨다고 결정될 때, 데이터 유닛들을 상기 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스(steering matrix)를 도출(develop)하는데 사용될 상기 데이터 유닛을 선택하는 단계; 및
    데이터 유닛들을 상기 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스를 도출하는 단계
    를 포함하며,
    상기 조정 매트릭스를 도출하는 단계는 상기 선택된 데이터 유닛으로부터 결정된 채널 추정 정보를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조정 매트릭스를 도출하는 단계는,
    상기 데이터 유닛에 기초하여, 상기 데이터 유닛이 수신된 역방향(reverse) 채널의 추정치를 도출하는 단계;
    상기 역방향 채널의 상기 추정치에 기초하여 순방향 채널의 추정치를 도출하는 단계; 및
    상기 순방향 채널의 추정치에 기초하여 상기 순방향 채널에서 빔형성을 수행하기 위해 상기 조정 매트릭스를 도출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나는 고정(fix)되는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정된 선택 기준은 i) 상기 통신 디바이스에 의해 지원되는 공간 스트림들의 최대 수 및 ii) 상기 통신 디바이스로의 송신을 위해 사용되는 채널 대역폭 중 하나 이상과 관련되는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나의 선택 기준을 동적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선택 기준을 동적으로 결정하는 단계는,
    상기 통신 디바이스로부터 수신된 하나 이상의 데이터 유닛들과 연관된 신호 세기에 기초하여 상기 선택 기준을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 선택 기준을 동적으로 결정하는 단계는,
    (i) 지속 기간(T)의 시간 기간 동안 상기 통신 디바이스로부터 수신된 그리고 (ii) 적어도 소정 개수의 공간 스트림들을 사용하여 송신된 데이터 유닛들의 수(X)를 결정하는 단계; 및
    상기 수(X)에 기초하여 상기 선택 기준을 설정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 선택 기준을 동적으로 결정하는 단계는,
    상기 수(X)가 수(N)보다 크거나 또는 동일한지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 수(X)가 수(N)보다 크거나 또는 동일한지 여부에 기초하여 상기 선택 기준을 설정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    i) 상기 시간 기간 지속 기간(T) 및 ii) 상기 수(N) 중 적어도 하나는 조정 가능한(adjustable) 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 유닛은 비-사운딩(non-sounding) 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 빔형성을 위한 방법.
  11. 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치로서,
    네트워크 인터페이스를 포함하며, 상기 네트워크 인터페이스는,
    다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신 채널을 통해 통신 디바이스로부터 데이터 유닛을 수신하고,
    상기 데이터 유닛이 암시적 빔형성 계산들에 이용될 데이터 유닛들을 선택하기 위한 하나 이상의 선택 기준들을 만족시키는지 여부를 결정하고, 상기 하나 이상의 선택 기준들은 i) 공간 스트림들의 수, 및 ii) 채널 대역폭 중 하나 이상과 관련되며,
    상기 데이터 유닛이 상기 하나 이상의 선택 기준들을 만족시킨다고 결정될 때, 데이터 유닛들을 상기 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스를 도출하는데 사용될 상기 데이터 유닛을 선택하고, 그리고
    데이터 유닛들을 상기 통신 디바이스에 송신하기 위한 조정 매트릭스를 도출하도록 구성되며,
    상기 조정 매트릭스를 도출하는 것은 상기 선택된 데이터 유닛으로부터 결정된 채널 추정 정보를 사용하는 것을 포함하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스는 또한,
    상기 데이터 유닛에 기초하여, 상기 데이터 유닛이 송신된 역방향 채널의 추정치를 도출하고;
    상기 역방향 채널의 상기 추정치에 기초하여 순방향 채널의 추정치를 도출하며; 및
    상기 순방향 채널의 추정치에 기초하여 상기 순방향 채널에서 빔형성을 수행하기 위해 상기 조정 매트릭스를 도출하도록 된 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나의 선택 기준은 고정되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 고정된 선택 기준은 i) 상기 통신 디바이스에 의해 지원되는 공간 스트림들의 최대 수 및 ii) 상기 통신 디바이스로의 송신을 위해 사용되는 채널 대역폭 중 하나 이상에 기초하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스는 또한, 상기 하나 이상의 선택 기준들 중 적어도 하나의 선택 기준을 동적으로 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스는 적어도 상기 통신 디바이스로부터 수신된 하나 이상의 데이터 유닛들과 연관된 신호 세기에 기초하여 상기 선택 기준을 동적으로 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스는 적어도,
    (i) 지속 기간(T)의 시간 기간 동안 상기 통신 디바이스로부터 수신된 그리고 (ii) 적어도 소정 개수의 공간 스트림들을 사용하여 송신된 데이터 유닛들의 수(X)를 결정하고; 및
    상기 수(X)에 기초하여 상기 선택 기준을 설정함으로써, 상기 선택 기준을 동적으로 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스는 적어도,
    상기 수(X)가 수(N)보다 크거나 또는 동일한지 여부를 결정하고; 및
    상기 수(X)가 수(N)보다 크거나 또는 동일한지 여부에 기초하여 상기 선택 기준을 설정함으로써, 상기 선택 기준을 동적으로 결정하도록 된 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    i) 상기 시간 기간 지속 기간(T) 및 ii) 상기 수(N) 중 적어도 하나는 조정가능한 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 데이터 유닛은 비-사운딩 데이터 유닛인 것을 특징으로 하는 통신 시스템에서의 사용을 위한 장치.
  21. 무선 통신 시스템으로서,
    복수의 안테나들과 제 1 네트워크 인터페이스를 갖는 제 1 통신 디바이스; 및
    제 2 네트워크 인터페이스를 갖는 제 2 통신 디바이스
    를 포함하며,
    상기 제 1 통신 디바이스의 상기 제 1 네트워크 인터페이스는 무선 통신 채널을 통해 상기 제 1 통신 디바이스로부터 상기 제 2 통신 디바이스로 데이터를 송신하는데 사용하기 위한 조정 매트릭스들을 결정하도록 구성되고, 상기 조정 매트릭스들은 상기 제 2 통신 디바이스로부터 수신된 데이터 유닛들에 기초하여 결정되며, 그리고
    상기 제 2 통신 디바이스의 상기 제 2 네트워크 인터페이스는, 상기 제 2 통신 디바이스에 의해 지원되는 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 공간 스트림들의 수를 사용하여 상기 제 1 통신 디바이스와 통신하는 때, 지속 기간(T)의 시간 기간 동안, 상기 제 2 통신 디바이스에 의해 지원되는 상기 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 최소 수(M)의 데이터 유닛들을 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    i) 상기 지속 기간(T)의 시간 기간 및 ii) 상기 데이터 유닛들의 수(M) 중 적어도 하나는 조정가능한 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제 2 통신 디바이스의 상기 제 2 네트워크 인터페이스는 상기 지속 기간(T)의 시간 기간 동안,
    제 1 변조 및 코딩 기법(modulation and coding scheme: MCS)에 따라, 상기 제 2 통신 디바이스에 의해 지원되는 상기 최대 수의 공간 스트림들을 사용하여 데이터 유닛들을 송신하도록 구성되며,
    상기 제 1 MCS는 제 1 데이터 레이트(rate)에 대응하고 상기 제 1 데이터 레이트는 제 2 MCS에 대응하는 제 2 데이터 레이트보다 낮으며, 상기 제 2 MCS는 상기 제 2 통신 디바이스에 의해 지원되는 상기 공간 스트림들의 최대 수보다 작은 상기 공간 스트림들의 수를 사용하여 데이터 유닛들을 송신하기 위해 상기 제 2 통신 디바이스에 의해 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
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