KR100788894B1 - 확대된 서비스 영역을 제공하는 직교 주파수 분할 다중방식의 무선 랜 송수신 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 확대된 서비스 영역을 제공하는 직교 주파수 분할 다중 방식의 무선 랜 송, 수신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 송신 시스템은, 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조를 수행하고, 홀수 번째 시간에 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 위치를 FFT 포인트의 1/2 순환 이동시킨 제2 OFDM 변조를 수행한다. 그리고 제1 OFDM 변조 및 제2 OFDM 변조에 따른 복수의 시그널 필드로 이루어진 송신 프레임을 전송한다.
수신 시스템은, 수신 프레임의 포맷 구조를 확인하여 OFDM 심볼 변조가 반복 프레임인지 여부를 판단한다. 판단 결과, 시그널 필드가 반복되지 않은 프레임인 경우 그에 해당하는 복조를 수행한다. 판단 결과, 시그널 필드가 반복된 프레임인 경우, 제1 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드의 복조 및 제1 비트 할당 정보의 1/2인 제2 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드의 복조를 수행한다. 그리고 복조된 시그널 필드에 따른 데이터 필드의 복조를 수행한다.
무선 LAN, OFDM, 다이버시티, 커버리지 확대

Description

확대된 서비스 영역을 제공하는 직교 주파수 분할 다중 방식의 무선 랜 송수신 시스템 및 그 방법{TRANSMITION AND RECEIVED OFDM SYSTEM FOR PROVIDING EXTENSIONED SERVICE COVERAGE, AND METHOD THEREOF}
도 1은 종래의 무선 랜 송, 수신 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 종래의 무선 랜 프레임 구조를 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 송, 수신 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 도 3의 OFDM 변조 제어부 및 프레임 생성 제어부의 세부 블록 구성도이다.
도 5는 도 3의 OFDM 복조 제어부의 세부 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 송신 시스템의 OFDM 심볼 반복 과정을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 프레임 구조를 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템의 송신 방법을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템의 수신 방법을 보인 도면이다.
본 발명은 확대된 서비스 영역을 제공하는 직교 주파수 분할 다중 방식의 무선 랜(Wireless LAN) 송,수신 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 랜 시스템의 서비스 영역을 확대하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 무선 랜 기술은 기존 실내 환경에서 인터넷 서비스를 제공하는 양상에서 벗어나 소규모의 핫스팟(hot-spot) 영역으로 확장되어 가고 있으며 무선 랜을 이용한 응용 분야도 급속히 발전하고 있다.
무선 랜 시스템의 표준으로 IEEE 802.11 a/b/g가 있다. IEEE 802.11b/g는 2.4GHz 대역에서 정의되고 있고, IEEE 802.11a는 5GHz 대역에서 정의되고 있다. IEEE 802.11b는 11Mbps의 최대 전송 속도를, IEEE 802.11a/g는 54Mbps의 최대 전송 속도를 나타내고 있다. 이러한 무선 랜 시스템은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용한다. 또한, IEEE 802.11n 무선 랜 시스템은 현재 그 표준화를 진행 중이다
일반적인 IEEE 802.11a 규격에 따른 무선 랜 시스템의 송?수신 시스템의 구성은 도 1에 보인 바와 같다. 이러한 구성에 따른 송?수신 과정을 설명하면 다음과 같다.
즉 먼저 매체 접근 제어 계층(11)에서 송신할 데이터가 전해져 스크램블러(13)를 거치고, 길쌈 부호화부(15)를 통해 채널 부호화를 수행한다. 이는 펑쳐 부(17)를 데이터 전송률이 조절되고 인터리버(19)를 통해 재배열되어 맵퍼부(21)에서 이진 데이터들로 매핑된다. 그리고 버퍼부(23)에 저장되었다가 IFFT(고속 역푸리에 변환)부(25)에 의해 OFDM 변조되어 프리엠블 생성부(29)가 생성한 프리엠블과 더불어 전체 프레임으로 구성된다. 이는 디지털 아날로그 변환부(31)를 통해 변환되어 RF 송신부(33)를 통해 RF 주파수 대역으로 증폭되어 안테나를 통해 전송된다.
그러면, 안테나를 통해 수신되어 RF 수신부(35)를 통해 기저 대역 신호로 감쇄된 신호는 아날로그 디지털 변환부(37)에서 디지털 신호로 변환된다. 이는 신호 검파 및 동기부(39)에서 신호 검파, 주파수 동기 및 시간 동기 과정이 수행되고 버퍼부(41)에 저장된다. 그리고 FFT(고속 푸리에 변환)부(43)에 의해 변환되어 채널 추정부(45)에 의한 채널 추정 후 등화부(47)에서 채널 등화된다. 이후 디맵퍼부(49)를 통해 이진수 데이터 및 연판정 데이터로 변경되어 디인터리버(51), 디펑쳐부(53), 비터비 디코더부(55) 및 디스크램블러(57)를 통해 송신단의 역과정인 디인터리빙, 디펑쳐, 비터비 복호화 및 디스크램블링이 이루어진다.
이때, 무선 랜 프레임의 구조는 도 2에 보인 바와 같이, 프리엠블 구간(P10), 시그널 필드 구간(P20) 및 데이터 필드 구간(P30)으로 구성된다.
여기서, 프리엠블 구간(P10)은 짧은 프리엠블(Short Preamble) 및 긴 프레임블(Long Preamble)로 구성되어 있다.
짧은 프리엠블은 신호 검파 및 자동 이득 조절 수행 후에, 프레임 동기와 대략적인 주파수 동기를 수행하는데 이용된다.
긴 프리엠블은 정교한 주파수 동기의 수행 및 각 부반송파의 채널 추정에 이 용된다.
시그널 필드 구간(P20)의 시그널 필드는 전송 모드, 즉 변조 방식 및 부호률 정보와 프레임 길이 정보를 갖고 있다.
따라서, 시그널 필드를 우선 복조하여, 전송 모드 및 길이 정보를 추출하고, 이를 토대로 데이터 필드 구간(P30)의 데이터 필드를 복조하여 수신 데이터를 획득한다.
그런데 무선 랜을 이용한 VoIP(Voice over IP) 서비스와 같은 광대역에 수요가 증가하면서, 기존의 무선 랜 시스템의 커버리지 즉 서비스 영역을 확대하고자 하는 연구가 이루지고 있다.
그런데 무선 랜 시스템은 그 서비스 영역이 매우 협소한 단점을 가지는데, IEEE 802.11a/g 무선 랜의 경우, 대부분 그 서비스 반경이 약 100m 정도로 제한적이다.
이는 송신 출력이 낮은 것도 한 이유이기 때문에 높은 이득의 증폭기나 고이득 안테나 및 섹터화를 이용한 서비스 반경 확대를 이룰 수 있다.
하지만, 이에 따른 시스템 구축 비용의 증가와, 휴대 단말의 경우, 전력 소모의 문제점이 제기될 수 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수신 감도가 높은 새로운 전송 방식을 추가하여 넓은 커버리지를 제공하는 무선 랜의 송, 수신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 새로운 전송 방식의 추가에 따른 기존 시스템과의 상호 호환성을 제공하는 무선 랜의 송, 수신 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술한 바와 같은 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따르면,
송신 시스템은,
OFDM 무선 랜의 송신 시스템에 있어서, 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조를 제어하고, 홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 할당 위치를 변경한 제2 OFDM 변조를 제어하는 OFDM 변조 제어부; 상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조에 따라 생성된 복수의 시그널 필드로 이루어진 프레임 생성을 제어하는 프레임 생성 제어부; 상기 OFDM 변조 제어부의 제어하에 입력 데이터를 상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조 단위로 저장하는 버퍼부; 및 상기 버퍼부에 저장된 상기 제1 및 제2 OFDM 변조 단위로 반복 변조를 수행하고 상기 반복 변조된 OFDM 심볼을 상기 프레임 생성 제어부의 제어하에 프레임으로 구성하여 전송하는 OFDM 변조부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
송신 시스템은,
OFDM 무선 랜의 송신 시스템에 있어서, 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조를 제어하는 제1 OFDM 변조 제어부; 홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 심볼의 각 심볼 별 부반송파의 할당 위치를 FFT 포인트에 대해 1/2 순환 이동시켜 반복한 제2 OFDM 변조를 제어하는 제2 OFDM 변조 제어부; 상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조에 따라 생성된 복수의 시그널 필드로 이루어진 프레임 생성을 제어하는 프레임 생성 제어부; 상기 제1 및 제2 OFDM 변조 제어부의 제어하에 입력 데이터를 상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조 단위로 저장하는 버퍼부; 및 상기 버퍼부에 저장된 상기 제1 및 제2 OFDM 변조 단위로 반복 변조를 수행하고 상기 반복 변조된 OFDM 심볼을 상기 프레임 생성 제어부의 제어하에 프레임으로 구성하여 전송하는 OFDM 변조부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
수신 시스템은,
OFDM 무선 랜의 수신 시스템에 있어서, 수신 프레임의 포맷 구조를 확인하여 OFDM 심볼 변조가 반복 프레임인지 여부를 판단한 결과에 따른 복조 모드 동작을 제어하는 OFDM 복조 제어부; 상기 OFDM 복조 제어부의 제어하에 상기 복조 모드에 따른 등화를 수행하는 등화부; 및 상기 OFDM 복조 제어부의 제어하에 상기 복조 모드에 따른 수신 프레임의 시그널 필드 복조를 수행하고 이를 이용하여 데이터 필드의 복조를 수행하는 OFDM 복조부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
송신 방법은,
OFDM 무선 랜의 송신 방법에 있어서, (a) 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조에 따른 시그널 필드를 생성하는 단계; (b) 홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 할당 위치를 변경시킨 제2 OFDM 변조에 따른 시그널 필드를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 및 (b)단계에서 생성한 복수의 시그널 필드를 포함하는 송신 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면,
송신 방법은,
OFDM 무선 랜의 송신 방법에 있어서, (a) 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조에 따른 제1 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드를 생성하는 단계; (b) 홀수 번째 시간에 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 위치를 FFT 포인트의 1/2 순환 이동시킨 제2 OFDM 변조에 따른 제2 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 및 (b) 단계에서 생성한 복수의 시그널 필드를 포함하는 송신 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
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아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른 확대된 서비스 영역을 제공하는 직교 주파수 분할 다중 방식의 무선 랜 송수신 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 송, 수신 시스템의 블록 구성도이다. 여기서, 무선 랜 송, 수신 시스템은 OFDM 기반의 IEEE 802.11a/g를 기반으로 하지만, IEEE 802.11n을 비롯한 추후 제공될 IEEE 규격의 무선 랜 시스템에 적용 가능하다.
도 3에 따르면, 무선 랜 송, 수신 시스템은 매체 접근 제어 계층(MAC)(100), OFDM 변조 제어부(200), 프레임 생성 제어부(300), 버퍼부(400), OFDM 변조부(500), RF 송신부(600), RF 수신부(700), OFDM 복조 제어부(800), 등화부(900), OFDM 복조부(1000)를 포함한다.
이때, OFDM 변조 제어부(200), 프레임 생성 제어부(300), 버퍼부(400), OFDM 변조부(500), RF 송신부(600)는 송신 시스템을 구성하고, RF 수신부(700), OFDM 복조 제어부(800), 등화부(900), OFDM 복조부(1000)는 수신 시스템을 구성한다.
매체 접근 제어 계층(100)은 프레임 생성 제어부(300)의 제어하에 시그널 필드를 생성한다.
OFDM 변조 제어부(200)는 부반송파 할당을 다르게 하여 반복하는 OFDM 심볼의 변조를 제어한다.
프레임 생성 제어부(300)는 OFDM 변조 제어부(200)의 제어하에 OFDM 심볼 변조에 따른 반복 생성된 시그널 필드가 포함된 프레임의 생성을 제어한다. 이때, OFDM 심볼 변조는 연속되는 OFDM 심벌을 반복하여 사용하는데, 같은 신호에 대한 부반송파 할당을 다르게하여 다이버시티 효과를 얻을 수 있다.
버퍼부(400)는 OFDM 변조 제어부(200)의 제어하에 입력 데이터를 OFDM 심볼 반복 단위로 저장한다. 즉 맵핑된 심벌들을 OFDM 단위로 역프리에 변환부에 입력하고, 순환 반복하여 그 다음 시간에 반복된 OFDM 심볼을 입력한다.
OFDM 변조부(500)는 OFDM 변조 제어부(200)의 제어하에 버퍼부(400)로부터 입력된 OFDM 심볼을 반복하여 변조하고 이를 송신 프레임으로 구성하여 전송한다.
여기서, OFDM 변조부(500)는 도면에는 도시되어 있지 않으나 OFDM 심볼 제어 부(200)의 제어하에 제1 OFDM 변조 및 제2 OFDM 변조를 수행하는 역고속푸리에변환(IFFT)부 및 OFDM 심볼 제어부(200)의 제어하에 변조된 OFDM 심볼과 프레임 생성 제어부(300)의 제어하에 생성된 시그널 필드를 이용하여 송신할 프레임을 생성하는 먹스(MUX)를 포함할 수 있다.
OFDM 복조 제어부(800)는 수신 프레임의 포맷 구조를 확인하여 OFDM 심볼이 반복 변조된 프레임인지 여부를 판단한 결과에 따른 복조 모드의 동작을 제어한다.
등화부(900)는 OFDM 복조 제어부(800)의 제어하에 수신 프레임이 OFDM 심볼 반복 변조된 프레임인지 여부에 따른 복조 모드 별로 등화를 수행한다. 이때, OFDM 심볼이 반복 변조된 수신 프레임의 각 OFDM 심볼을 최대 비율 결합(MRC, Maximal Ratio Combining) 방식을 이용하여 검파를 수행할 수 있다.
OFDM 복조부(1000)는 OFDM 복조 제어부(800)의 제어하에 수신 프레임이 OFDM 심볼 반복 변조된 프레임인지 여부에 따른 복조 모드별로 수신 프레임의 시그널 필드 복조를 수행하고 이를 이용하여 데이터 필드의 복조를 수행한다.
도 4는 도 3의 OFDM 변조 제어부(200) 및 프레임 생성 제어부(300)의 세부 블록 구성도이다.
도 4에 따르면, OFDM 변조 제어부(200)는 제1 OFDM 변조와, 제1 OFDM 변조된 OFDM 심볼의 부반송파 할당 위치를 변경시켜 반복하는 제2 OFDM 변조의 수행을 제어한다. 이때, 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조의 수행을 제어한다. 그리고 홀수 번째 시간에 제2 OFDM 변조의 수행을 제어한다.
이때, OFDM 변조 제어부(200)는 도면에는 도시되어 있지 않지만, 제1 OFDM 변조 제어부와 제2 OFDM 변조 제어부로 구분하여 구성할 수 있다.
여기서, 제1 OFDM 변조 제어부는 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조를 제어한다.
제2 OFDM 변조 제어부는 홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 심볼의 각 심볼 별 부반송파의 할당 위치를 FFT 포인트에 대해 1/2 순환 이동시켜 반복한 제2 OFDM 변조를 제어한다. 여기서, 제2 OFDM 심볼 변조는 이하 도 6에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
프레임 생성 제어부(300)는 제1 OFDM 변조 및 제2 OFDM 변조에 따라 생성된 복수의 시그널 필드로 이루어진 프레임의 생성을 제어한다. 이때, 프레임 생성 제어부(300)는 세부적으로 제1 비트 할당 제어기(320), 제2 비트 할당 제어기(340) 및 시그널 필드 생성 제어기(360)를 포함한다.
제1 비트 할당 제어기(320)는 제1 OFDM 변조에 따른 비트 할당 정보에 기초하여 비트 할당을 제어한다.
제2 비트 할당 제어기(340)는 제2 OFDM 변조에 따른 비트 할당 정보에 기초하여 비트 할당을 제어한다. 이때, 제1 비트 할당 제어기(320)에 의해 할당된 비트 할당 정보의 1/2 값으로 비트 할당을 제어할 수 있다.
시그널 필드 생성 제어기(360)는 제1 비트 할당 제어기(320) 및 제2 비트 할당 제어기(340)에 의해 수행된 각각의 비트 할당에 따라 복수의 시그널 필드의 생성을 제어한다.
도 5는 도 3의 OFDM 복조 제어부(800)의 세부 블록 구성도이다.
도 5에 따르면, OFDM 복조 제어부(800)는 모드 정보 생성 모듈(810), 제1 복조 모드 제어 모듈(820) 및 제2 복조 모드 제어 모듈(830)을 포함한다.
모드 정보 생성 모듈(810)은 수신 프레임의 포맷 구조가 시그널 필드가 반복된 구조인지를 확인한 결과에 따라 복조 모드 정보를 생성한다.
제1 복조 모드 제어 모듈(820)은 모드 정보 생성 모듈(810)의 복조 모드 정보를 이용하여 시그널 필드가 반복되지 않은 수신 프레임의 복조 모드 동작을 제어한다.
제2 복조 모드 제어 모듈(830)은 모드 정보 생성 모듈(810)의 복조 모드 정보를 이용하여 시그널 필드가 반복된 수신 프레임의 복조 모드 동작을 제어한다. 이때, 제2 복조 모드 제어 모듈(830)은 제1 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드의 복조 및 제2 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드의 복조를 수행한다. 그리고, 각 시그널 필드에 따라 데이터 필드를 복조한다.
여기서, 제2 비트 할당 정보는 부반송파 할당의 FFT 포인트를 1/2 순환 이동 시켜 반복한 OFDM 심볼 변조에 따른 비트 할당 정보로서, 제1 비트 할당 정보의 1/2이다.
이때, 제2 복조 모드 제어 모듈(830)은 제2-1 복조 모드 제어 모듈(832) 및 제2-2 복조 모드 제어 모듈(834)로 세분화된 구성을 포함할 수 있다.
제2-1 복조 모드 제어 모듈(832)은 하나의 시그널 필드의 복조에 성공한 경 우 상기 복조된 하나의 시그널 필드를 이용하여 데이터 필드의 복조를 제어한다. 이때, 하나의 시그널 필드 복조 수행 후, 한 번 더 시그널 필드의 복조를 수행하여 그에 따른 데이터 필드의 복조를 제어할 수 있다.
제2-2 복조 모드 제어 모듈(834)은 하나의 시그널 필드의 복조에 실패한 경우 상기 시그널 필드의 반복 복조에 따른 데이터 필드의 복조를 제어한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 송신 시스템의 OFDM 심볼 반복 과정을 보인 도면이다.
도 6에 따르면, 무선 랜의 커버리지 확장을 위한 OFDM 심벌 반복 과정을 보인 도면이다.
이때, 단순히 OFDM 심벌만을 반복하는 것이 아니라, 두 반복 심벌의 부반송파 할당을 N(FFT 포인트 수)/2단위로 순환시켜서 다이버시티 효과를 획득할 수 있다.
이러한 OFDM 심벌의 반복 과정에 대하여 구체적으로 살펴 보면, 먼저 입력된 한 OFDM 심벌을 짝수 번째 시간에는 그대로 전송한다. 이는 제1 OFDM 심볼 변조 시퀀스를 구성한다. 다음, 홀수 번째 시간에는 짝수 번째 시간에 전송한 OFDM 심볼을 반복하되, 부반송파의 위치를 FFT 포인트의 1/2만큼 순환 이동시켜서 전송한다. 이는 제2 OFDM 심볼 변조 시퀀스를 구성한다. 이와 같이 하면 전체적으로 데이터 전송률은 반으로 줄어든다.
즉 처음에는 기존과 같이 A1 ~ A52의 데이터와 파일럿 심벌을 -26 ~ -1, 1 ~ 26의 부반송파에 할당한다. 그리고 그 다음에 반복되는 OFDM 심벌에서는 A27 ~ A52를 -26 ~ -1의 부반송파에 할당하고, A1 ~ A26을 1 ~ 26의 부반송파에 할당한다.
이와 같이 부반송파에 할당되어 전송된 제1 OFDM 심볼 변조 시퀀스 및 제2 OFDM 심볼 변조 시퀀스는 수신단에서서 두 개의 수신 심볼을 MRC(maximal ratio combining)하여 검파한다.
따라서, 전체적으로 OFDM 심볼 반복에 의한 3dB의 신호대 잡음비 이득과 부반송파 할당에 의한 다이버시티 효과를 얻어 전송 속도는 절반으로 감소할 수 있으나 50~100% 까지 서비스 반경을 확장할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 프레임 구조를 보인 도면이다.
도 7에 따르면, 무선 랜 프레임의 구조는 프리엠블 구간(P100), 시그널 필드 구간(P200) 및 데이터 필드 구간(P300)으로 이루어진다.
이때, 프리엠블 구간(P100)은 도 2에 보인 종래의 무선 랜 프레임 구조와 동일하다. 다만, 시그널 필드 구간(P200) 및 데이터 필드 구간(P300)은 반복된다. 이때, 시그널 필드 구간(P200)은 시그널 필드 역시 반복된다. 그렇지 않을 경우, 데이터 필드는 수신 감도가 향상되지만, 시그널 필드의 수신 감도 향상이 없어 커버리지 확대를 기대할 수 없기 때문이다.
여기서, 시그널 필드의 레이트(전송률, 즉 변조 방식과 부호률) 정보는 다음 표 1과 같이 정의된다.
RATE(Mbps) R1 - R4 New RATE(Mbps) R1 - R4
6 1101 3 1100
9 1111 4.5 1110
12 0101 6 0100
18 0111 9 0110
24 1001 12 1000
36 1011 18 1010
48 0001 24 0000
54 0011 27 0010
표 1에서 좌측의 레이트(RATE)는 제2 복조 모드 제어 모듈(830)의 제1 비트 할당 정보와 대응되고, 우측의 레이트(New RATE)는 제2 복조 모드 제어 모듈(830)의 제2 비트 할당 정보와 대응된다.
여기서, 좌측의 레이트(RATE)에 해당하는 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54(Mbps) 모드는 기존과 같은 비트 할당 정보에 해당한다.
그리고, 우측의 레이트(New RATE)에 해당하는 3, 4.5, 6, 9, 12, 18, 24, 27(Mbps)모드는 R1-R3는 좌측의 레이트(RATE)와 동일하고 R4 = 0으로 비트 할당 한다.
이렇게 비트 할당을 새로이 정의함으로써, 기존 시스템과의 상호 호환성을 제공할 수 있다.
기존 시스템과의 상호 호환성에 대해 간단히 설명하면 다음과 같다.
즉, 기존 무선 랜 시스템이 도 7에 보인 포맷 구조를 가진 프레임을 수신한 경우, 우선 기존 시스템이 프레임을 복조할 수 있는 신호 대 잡음비가 확보되어 수신될 경우에는 시그널 필드를 복조한다. 하지만 이때, 기존 시스템에서 이용하지 않는 레이트 비트 할당을 가지고 있기 때문에 프레임 수신을 중단한다. 그리고 프레임 수신이 종료될 때까지 기다린다. 한편, 수신 전력이 낮을 때에는 시그널 필드가 복조되지 않으므로, 뒤에 따라오는 데이터 부분을 복조하지 못한다.
따라서, 도 7에 보인 프레임 구조는 기존 무선 랜 시스템의 동작에 영향에 주지 않는 즉 기존 시스템과 호환될 수 있는 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 송신 시스템의 송신 방법을 보인 도면이다.
도 8에 따르면, 먼저 짝수 번째 시간(S101)에는 제1 OFDM 변조를 수행한다(S103).
다음, 제1 OFDM 변조에 따른 제1 비트 할당을 수행한다(S105).
다음, 제1 비트 할당에 따른 시그널 필드를 생성한다(S107).
다음, 홀수 번째 시간(S101)에는 제2 OFDM 변조를 수행한다(S109, S111). 여기서, 제2 OFDM 변조는 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 할당 위치를 변경시킨 변조이다. 보다 구체적으로, 제1 OFDM 변조된 심볼의 부반송파의 위치를 FFT 포인트의 수의 1/2 순환 이동시켜 변조한다.
다음, 제1 OFDM 변조에 따른 제2 비트 할당을 수행한다(S113).
다음, 제2 비트 할당에 따른 시그널 필드를 생성한다(S115).
다음, 상기 단계(S107, S115)에서 생성한 복수의 시그널 필드로 이루어진 송신 프레임을 구성하여 전송한다(P117).
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 수신 시스템의 수신 방법을 보인 도면이다.
도 9에 따르면, 먼저 수신(S201)된 프레임의 신호 검파, 동기 및 자동 이득 제어를 수행(S203)하고 채널을 추정한다(S205).
다음, 수신 프레임의 포맷 구조를 확인한다(S207). 상기 단계(S207)의 확인 결과에 따라 시그널 필드가 반복되지 않은 프레임의 복조 모드 또는 시그널 필드가 반복된 프레임의 복조 모드를 선택한다.
즉 확인(S207) 결과, OFDM 심볼이 반복 변조된 프레임이 아닌 경우(S209), 시그널 필드를 복조하고, 이를 이용하여 데이터 필드를 복조한다(S211, S213). 즉 도 7에서 좌측 레이트(RATE)인 레가시(Legacy) 비율 포맷을 적용하여 복조를 수행한 후 그 데이터를 MAC(100)으로 보내준다(S231).
확인(S207) 결과, 시그널 필드가 반복 생성된 즉 OFDM 심볼이 반복 변조된 프레임인 경우(S209), 시그널 필드를 복조한다(S213).
이때, 시그널 필드의 복조 성공 여부를 판단한 결과(S215)에 따라 두 가지 방식의 복조를 수행할 수 있다.
즉 시그널 필드의 복조에 성공한 경우는 하나의 시그널 필드만으로도 복조가 가능한 경우로서, 도 7에서 우측 레이트(NEW RATE) 비율 포맷을 적용하여 시그널 필드의 복조를 수행한다(S219). 이때, 뒤에 오는 반복된 시그널 필드는 무시하고 반복된 데이터 필드 부분을 최대 비율 결합 방식으로 복조한 후 데이터를 MAC(100)으로 전달한다(P221, P223, P231).
이때, 시그널 필드를 다시 한번 더 확인하기 위해서 두 개의 시그널 필드(제1 시그널 필드의 복조 및 제2 시그널 필드)의 복조를 수행하고 이를 이용해 데이터 필드의 복조를 수행할 수도 있다.
한편, 시그널 필드의 복조에 실패한 경우 즉 하나의 시그널 필드만으로는 복조가 안 되는 경우에는 도 7에서 우측 레이트(New RATE) 비율 포맷을 적용하여 반복된 시그널 필드를 복조한다(S225).
그리고 이를 최대 비율 결합 방식으로 시그널 필드를 복조하고, 이를 이용해 데이터 필드 역시 복조하여 MAC(100)에 전달한다(S227, S229, S231).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
그리고 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
전술한 구성에 의하여, 기존 무선 랜 시스템과 상호 호환성을 유지하면서 커버리지를 확대할 수 있다.
또한, 고출력 증폭기나 고이득 섹터 안테나를 사용하는 것과는 달리 전송 방식에서 접근하였기 때문에, 비용 즉면에서 효과적이며 두 방식을 같이 이용할 경우, 그 효과가 증대될 수 있다.

Claims (21)

  1. OFDM 무선 랜의 송신 시스템에 있어서,
    짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조를 제어하고, 홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 할당 위치를 변경한 제2 OFDM 변조를 제어하는 OFDM 변조 제어부;
    상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조에 따라 생성된 복수의 시그널 필드로 이루어진 프레임 생성을 제어하는 프레임 생성 제어부;
    상기 OFDM 변조 제어부의 제어하에 입력 데이터를 상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조 단위로 저장하는 버퍼부; 및
    상기 버퍼부에 저장된 상기 제1 및 제2 OFDM 변조 단위로 반복 변조를 수행하고 상기 반복 변조된 OFDM 심볼을 상기 프레임 생성 제어부의 제어하에 프레임으로 구성하여 전송하는 OFDM 변조부
    를 포함하는 송신 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 생성 제어부는,
    상기 제1 OFDM 변조에 따른 비트 할당을 제어하는 제1 비트 할당 제어기;
    상기 제2 OFDM 변조에 따른 비트 할당을 제어하는 제2 비트 할당 제어기; 및
    상기 제1 비트 할당 제어기 및 상기 제2 비트 할당 제어기에 의해 수행된 각 각의 비트 할당 정보에 따라 복수의 시그널 필드의 생성을 제어하는 시그널 필드 생성 제어기
    를 포함하는 송신 시스템.
  3. OFDM 무선 랜의 송신 시스템에 있어서,
    짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조를 제어하는 제1 OFDM 변조 제어부;
    홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 심볼의 각 심볼 별 부반송파의 할당 위치를 FFT 포인트에 대해 1/2 순환 이동시켜 반복한 제2 OFDM 변조를 제어하는 제2 OFDM 변조 제어부;
    상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조에 따라 생성된 복수의 시그널 필드로 이루어진 프레임 생성을 제어하는 프레임 생성 제어부;
    상기 제1 및 제2 OFDM 변조 제어부의 제어하에 입력 데이터를 상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조 단위로 저장하는 버퍼부; 및
    상기 버퍼부에 저장된 상기 제1 및 제2 OFDM 변조 단위로 반복 변조를 수행하고 상기 반복 변조된 OFDM 심볼을 상기 프레임 생성 제어부의 제어하에 프레임으로 구성하여 전송하는 OFDM 변조부
    를 포함하는 송신 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프레임 생성 제어부는,
    상기 제1 OFDM 변조에 따른 비트 할당을 제어하는 제1 비트 할당 제어기;
    상기 제2 OFDM 변조에 따라 상기 제1 비트 할당 제어기에 의해 할당된 비트의 1/2로 비트 할당을 제어하는 제2 비트 할당 제어기; 및
    상기 제1 비트 할당 제어기 및 상기 제2 비트 할당 제어기에 의해 수행된 각각의 비트 할당 정보에 따라 복수의 시그널 필드의 생성을 제어하는 시그널 필드 생성 제어기
    를 포함하는 송신 시스템.
  5. OFDM 무선 랜의 수신 시스템에 있어서,
    수신 프레임의 포맷 구조를 확인하여 OFDM 심볼 변조가 반복 프레임인지 여부를 판단한 결과에 따른 복조 모드 동작을 제어하는 OFDM 복조 제어부;
    상기 OFDM 복조 제어부의 제어하에 상기 복조 모드에 따른 등화를 수행하는 등화부; 및
    상기 OFDM 복조 제어부의 제어하에 상기 복조 모드에 따른 수신 프레임의 시그널 필드 복조를 수행하고 이를 이용하여 데이터 필드의 복조를 수행하는 OFDM 복조부
    를 포함하는 수신 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 OFDM 복조 제어부는,
    상기 수신 프레임의 포맷 구조가 시그널 필드가 반복된 구조인지를 확인한 결과에 따라 복조 모드 정보를 생성하는 모드 정보 생성 모듈;
    상기 모드 정보 생성 모듈의 복조 모드 정보를 이용하여 상기 시그널 필드가 반복되지 않은 수신 프레임의 복조 모드 동작을 제어하는 제1 복조 모드 제어 모듈; 및
    상기 모드 정보 생성 모듈의 복조 모드 정보를 이용하여 상기 시그널 필드가 반복된 수신 프레임의 복조 모드 동작을 제어하는 제2 복조 모드 제어 모듈
    을 포함하는 수신 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 복조 모드 제어 모듈은,
    상기 하나의 시그널 필드의 복조에 성공한 경우 상기 복조된 하나의 시그널 필드를 이용하여 데이터 필드의 복조를 제어하는 제2-1 복조 모드 제어 모듈; 및
    상기 하나의 시그널 필드의 복조에 실패한 경우 상기 시그널 필드의 반복 복조에 따른 데이터 필드의 복조를 제어하는 제2-2 복조 제어 모듈
    을 포함하는 수신 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2-1 복조 모드 제어 모듈은,
    하나의 시그널 필드의 복조를 수행한 후, 한 번 더 시그널 필드의 복조를 수 행하고 그에 따른 데이터 필드의 복조를 제어하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 복조 모드 제어 모듈은,
    부반송파 할당의 FFT 포인트를 1/2 순환 이동시켜 반복한 OFDM 심볼 변조에 따른 비트 할당 정보를 이용하여 복조를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 복조 모드 제어 모듈은,
    제1 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드의 복조 및 상기 제1 비트 할당 정보의 1/2인 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드의 복조를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 등화부는
    상기 OFDM 심볼이 반복 변조된 수신 프레임의 각 OFDM 심볼을 최대 비율 결합(MRC, Maximal Ratio Combining) 방식을 이용하여 검파하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
  12. OFDM 무선 랜의 송신 방법에 있어서,
    (a) 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조에 따른 시그널 필드를 생성하는 단계;
    (b) 홀수 번째 시간에 상기 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 할당 위치를 변경시킨 제2 OFDM 변조에 따른 시그널 필드를 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 (a) 및 (b)단계에서 생성한 복수의 시그널 필드를 포함하는 송신 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시그널 필드는,
    상기 제1 OFDM 변조 및 상기 제2 OFDM 변조에 따른 각각의 비트 할당 정보를 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
  14. OFDM 무선 랜의 송신 방법에 있어서,
    (a) 짝수 번째 시간에 제1 OFDM 변조에 따른 제1 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드를 생성하는 단계;
    (b) 홀수 번째 시간에 제1 OFDM 변조된 심볼의 각 부반송파의 위치를 FFT 포인트의 1/2 순환 이동시킨 제2 OFDM 변조에 따른 제2 비트 할당 정보를 이용한 시그널 필드를 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 (a) 및 (b) 단계에서 생성한 복수의 시그널 필드를 포함하는 송신 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하는 송신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 제1 비트 할당 정보의 1/2 값을 가지는 제2 비트 할당 정보를 이용하여 상기 시그널 필드를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 방법.
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