빔포밍 스케줄링 장치 및 방법
BEAMFORMING SCHEDULING APPARATUS AND METHOD
특허 요약
복수의 유저 단말들과 통신하는 통신 장치에서의 빔포밍을 스케줄링하는 장치 및 방법이 개시된다. 빔포밍 스케줄링 방법은 복수의 유저 단말들 각각에 저장되어 있는 보유 정보의 나이(AoI) 및 복수의 유저 단말들 각각과 통신 장치 간의 채널 정보(CSI)를 복수의 유저 단말들로부터 수신하는 단계와, 복수의 유저 단말들 각각에서의 보유 정보의 나이 및 보유 정보에 대한 나이 임계치에 기초하여, 설정된 통신 주기 동안 통신 장치와 통신할 유저 단말을 복수의 유저 단말들 중에서 선택하는 단계와, 선택된 유저 단말과 통신 장치 간의 채널 정보에 기초하여 선택된 유저 단말 각각에 대한 빔포밍 벡터를 도출하고, 빔포밍 벡터를 이용하여 선택된 유저 단말과 상기 통신 장치 간의 통신을 통해 선택된 유저 단말에서의 보유 정보를 업데이트하여 보유 정보의 나이를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
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복수의 유저 단말들과 통신하는 통신 장치에서의 빔포밍을 스케줄링하는 방법으로서,상기 복수의 유저 단말들 각각에 저장되어 있는 보유 정보의 나이(AoI: Age of Information) 및 상기 복수의 유저 단말들 각각과 상기 통신 장치 간의 채널 정보(CSI: Channel State Information)를 상기 복수의 유저 단말들로부터 수신하는 단계;상기 복수의 유저 단말들 각각에서의 상기 보유 정보의 나이 및 상기 보유 정보에 대한 나이 임계치(threshold)에 기초하여, 설정된 통신 주기 동안 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말을 상기 복수의 유저 단말들 중에서 선택하는 단계; 및상기 선택된 유저 단말과 상기 통신 장치 간의 채널 정보에 기초하여 상기 선택된 유저 단말 각각에 대한 빔포밍 벡터를 도출하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 상기 선택된 유저 단말과 상기 통신 장치 간의 통신을 통해 상기 선택된 유저 단말에서의 상기 보유 정보를 업데이트하여 상기 보유 정보의 나이를 조정하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제1항에 있어서,상기 통신 장치와 통신할 유저 단말을 상기 복수의 유저 단말들 중에서 선택하는 단계는,상기 복수의 유저 단말들에서 상기 보유 정보의 나이를 측정한 시점 및 상기 측정한 시점에서의 상기 보유 정보의 나이에 기초하여 상기 통신 주기 동안 상기 보유 정보의 나이에 대한 변화를 각각 예측하는 단계;상기 예측 결과에 기초하여, 상기 복수의 유저 단말들별로 상기 보유 정보가 업데이트될 때와 상기 보유 정보가 업데이트되지 않을 때에, 상기 통신 주기 동안 상기 보유 정보의 나이가 상기 보유 정보에 대한 나이 임계치를 초과하는 시간을 의미하는 AoI 바이올레이션 타임(violation time)을 산출하는 단계;상기 통신 주기의 시간에 대한 AoI 바이올레이션 타임의 비율을 AoI 바이올레이션 확률(violation probability)로서 정의하고, 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 AoI 바이올레이션 확률의 합이 최소값일 때의 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 업데이트 여부를 확인하는 단계; 및상기 AoI 바이올레이션 확률의 합이 최소값일 때, 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말을 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말로서 선택하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제2항에 있어서,상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 업데이트 여부를 확인하는 단계는,상기 복수의 유저 단말들 중 적어도 하나의 유저 단말이 업데이트될 때의 모든 경우의 수를 설정하는 단계;상기 모든 경우의 수에서 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 AoI 바이올레이션 확률의 합들을 산출하는 단계; 및상기 모든 경우의 수에 해당하는 상기 AoI 바이올레이션 확률의 합들 중에서 최소값을 선택하고, 상기 최소값일 때의 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 업데이트 여부를 확인하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제2항에 있어서,상기 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말을 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말로서 선택하는 단계는,상기 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말의 수가 설정된 개수를 초과하는 경우, 상기 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말 중에서, 상대적으로 작은 AoI 바이올레이션 확률을 갖는 유저 단말을 상기 개수만큼 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말로서 선택하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제2항에 있어서,상기 통신 주기는 미리 설정된 통신 시작 시점과 통신 종료 시점을 포함하고,상기 보유 정보의 나이에 대한 변화를 각각 예측하는 단계는,상기 보유 정보의 나이를 측정한 시점과 상기 통신 시작 시점의 시간차를 상기 보유 정보의 나이에 합하여, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 예측하는 단계; 및상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이가 상기 통신 종료 시점까지 비례하여 변화하는 것을 예측하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제12항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,상기 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말의 수가 설정된 개수를 초과하는 경우, 상기 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말 중에서, 상대적으로 작은 AoI 바이올레이션 확률을 갖는 유저 단말을 상기 개수만큼 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말로서 선택하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제5항에 있어서,상기 AoI 바이올레이션 타임을 산출하는 단계는,유저 단말에서 보유 정보가 업데이트될 때, 상기 보유 정보의 나이는 '0'으로 리셋되고,상기 나이 임계치가 유저 단말에서 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 보유 정보의 나이를 초과할 경우, '0'을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계;상기 나이 임계치가 유저 단말에서 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 보유 정보의 나이 이하이고, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 초과할 경우, 상기 유저 단말에서 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 보유 정보의 나이에서 상기 나이 임계치를 차감한 값을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계; 및상기 나이 임계치가 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이 이하일 경우, 상기 통신 시작 시점부터 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 시간을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계를 포함하고,상기 보유 정보가 업데이트되는 시점은 상기 통신 장치가 상기 통신 시작 시점에서 상기 보유 정보를 송신한 후 유저 단말에서 상기 보유 정보를 수신할 때까지 걸리는 시간을 상기 통신 시작 시점에 가산한 시점인,빔포밍 스케줄링 방법.

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제6항에 있어서,상기 통신 시작 시점부터 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 시간을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계는,상기 보유 정보의 사이즈 및 유저 단말과 상기 통신 장치 간의 채널 정보에 기초하여 상기 통신 시작 시점부터 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 시간을 산출하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제5항에 있어서,상기 AoI 바이올레이션 타임을 산출하는 단계는,유저 단말에서 보유 정보가 업데이트되지 않을 때,상기 나이 임계치가 상기 통신 종료 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 초과할 경우, '0'을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계;상기 나이 임계치가 상기 통신 종료 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이 이하이고, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 초과할 경우, 상기 통신 종료 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이에서 상기 나이 임계치를 차감한 값을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계; 및상기 나이 임계치가 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이 이하일 경우, 상기 통신 종료 시점에서 상기 통신 시작 시점을 차감한 값인 상기 통신 주기의 시간을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제1항에 있어서,상기 통신 장치와 통신할 유저 단말을 상기 복수의 유저 단말들 중에서 선택하는 단계는,상기 복수의 유저 단말들 각각에서의 상기 보유 정보의 나이 및 상기 보유 정보에 대한 나이 임계치와 함께, 상기 복수의 유저 단말들 각각과 상기 통신 장치 간의 채널 정보에 더 기초하여 상기 복수의 유저 단말들 중에서 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말을 선택하는 단계를 포함하는,빔포밍 스케줄링 방법.

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제1항에 있어서,상기 나이 임계치는 상기 보유 정보의 종류에 따라 상이하게 결정되는,빔포밍 스케줄링 방법.

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복수의 유저 단말들과 통신하는 통신 장치에서의 빔포밍을 스케줄링하는 통신 장치로서,프로세서; 및상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리를 포함하고,상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금,상기 복수의 유저 단말들 각각에 저장되어 있는 보유 정보의 나이(AoI: Age of Information) 및 상기 복수의 유저 단말들 각각과 상기 통신 장치 간의 채널 정보(CSI: Channel State Information)를 상기 복수의 유저 단말들로부터 수신하고, 상기 복수의 유저 단말들 각각에서의 상기 보유 정보의 나이 및 상기 보유 정보에 대한 나이 임계치(threshold)에 기초하여, 설정된 통신 주기 동안 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말을 상기 복수의 유저 단말들 중에서 선택하고, 상기 선택된 유저 단말과 상기 통신 장치 간의 채널 정보에 기초하여 상기 선택된 유저 단말 각각에 대한 빔포밍 벡터를 도출하고, 상기 빔포밍 벡터를 이용하여 상기 선택된 유저 단말과 상기 통신 장치 간의 통신을 통해 상기 선택된 유저 단말에서의 상기 보유 정보를 업데이트하여 상기 보유 정보의 나이를 조정하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제11항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,상기 복수의 유저 단말들에서 상기 보유 정보의 나이를 측정한 시점 및 상기 측정한 시점에서의 상기 보유 정보의 나이에 기초하여 상기 통신 주기 동안 상기 보유 정보의 나이에 대한 변화를 각각 예측하고, 상기 예측 결과에 기초하여, 상기 복수의 유저 단말들별로 상기 보유 정보가 업데이트될 때와 상기 보유 정보가 업데이트되지 않을 때에, 상기 통신 주기 동안 상기 보유 정보의 나이가 상기 보유 정보에 대한 나이 임계치를 초과하는 시간을 의미하는 AoI 바이올레이션 타임(violation time)을 산출하고, 상기 통신 주기의 시간에 대한 AoI 바이올레이션 타임의 비율을 AoI 바이올레이션 확률(violation probability)로서 정의하고, 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 AoI 바이올레이션 확률의 합이 최소값일 때의 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 업데이트 여부를 확인하고, 상기 AoI 바이올레이션 확률의 합이 최소값일 때, 업데이트하는 것으로 확인되는 유저 단말을 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말로서 선택하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제12항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,상기 복수의 유저 단말들 중 적어도 하나의 유저 단말이 업데이트될 때의 모든 경우의 수를 설정하고, 상기 모든 경우의 수에서 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 AoI 바이올레이션 확률의 합들을 산출하고, 상기 모든 경우의 수에 해당하는 상기 AoI 바이올레이션 확률의 합들 중에서 최소값을 선택하고, 상기 최소값일 때의 상기 복수의 유저 단말들 각각에 대한 업데이트 여부를 확인하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제14항에 있어서,상기 통신 주기는 미리 설정된 통신 시작 시점과 통신 종료 시점을 포함하고,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,상기 보유 정보의 나이를 측정한 시점과 상기 통신 시작 시점의 시간차를 상기 보유 정보의 나이에 합하여, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 예측하고, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이가 상기 통신 종료 시점까지 비례하여 변화하는 것을 예측하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제15항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,유저 단말에서 보유 정보가 업데이트될 때, 상기 보유 정보의 나이는 '0'으로 리셋되고, 상기 나이 임계치가 유저 단말에서 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 보유 정보의 나이를 초과할 경우, '0'을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하고, 상기 나이 임계치가 유저 단말에서 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 보유 정보의 나이 이하이고, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 초과할 경우, 상기 유저 단말에서 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 보유 정보의 나이에서 상기 나이 임계치를 차감한 값을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하고, 상기 나이 임계치가 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이 이하일 경우, 상기 통신 시작 시점부터 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 시간을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하도록 야기하는 코드를 저장하고,상기 보유 정보가 업데이트되는 시점은 상기 통신 장치가 상기 통신 시작 시점에서 상기 보유 정보를 송신한 후 유저 단말에서 상기 보유 정보를 수신할 때까지 걸리는 시간을 상기 통신 시작 시점에 가산한 시점인,빔포밍 스케줄링 장치.

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제16항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,상기 보유 정보의 사이즈 및 유저 단말과 상기 통신 장치간의 채널 정보에 기초하여 상기 통신 시작 시점부터 상기 보유 정보가 업데이트되기 직전까지의 시간을 산출하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제15항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,유저 단말에서 보유 정보가 업데이트되지 않을 때,상기 나이 임계치가 상기 통신 종료 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 초과할 경우, '0'을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하고, 상기 나이 임계치가 상기 통신 종료 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이 이하이고, 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이를 초과할 경우, 상기 통신 종료 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이에서 상기 나이 임계치를 차감한 값을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하고, 상기 나이 임계치가 상기 통신 시작 시점에서의 변화된 보유 정보의 나이 이하일 경우, 상기 통신 종료 시점에서 상기 통신 시작 시점을 차감한 값인 상기 통신 주기의 시간을 상기 AoI 바이올레이션 타임으로서 산출하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제11항에 있어서,상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,상기 복수의 유저 단말들 각각에서의 상기 보유 정보의 나이 및 상기 보유 정보에 대한 나이 임계치와 함께, 상기 복수의 유저 단말들 각각과 상기 통신 장치 간의 채널 정보에 더 기초하여 상기 복수의 유저 단말들 중에서 상기 통신 장치와 통신할 유저 단말을 선택하도록 야기하는 코드를 저장하는,빔포밍 스케줄링 장치.

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제11항에 있어서,상기 나이 임계치는 상기 보유 정보의 종류에 따라 상이하게 결정되는,빔포밍 스케줄링 장치.