KR20170077107A - 무선랜 시스템에서 프레임 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 문서는 무선 통신 시스템, 특히 고밀도 무선랜 시스템에서 프레임을 전송하는 방법 및 이를 수행하는 스테이션 장치에 대한 것이다. 이를 위해 프레임을 전송하는 스테이션은 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분을 포함하는 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 구성하며, 여기서 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 1 타입 스테이션용 시그널링 필드(L-SIG) 전송을 위한 제 1 OFDM 심볼을 포함하고, 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 2 타입 스테이션용 시그널링 필드(HE-SIG) 전송을 위한 하나 이상의 제 2 OFDM 심볼을 포함한다. 추가적으로 상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임은 L-SIG 및 HE-SIG의 반복 전송을 위한 하나 이상의 제 3 OFDM 심볼을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선랜 시스템에서 프레임 전송 방법
이하의 설명은 무선 통신 시스템, 특히 고밀도 무선랜 시스템에서 프레임을 전송하는 방법 및 이를 수행하는 스테이션 장치에 대한 것이다.
먼저 본 발명이 적용될 수 있는 시스템의 일례로서 무선랜(wireless local area network, WLAN) 시스템에 대해 설명한다.
무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b 는 2.4. GHz 또는 5 GHz 에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b 는 11 Mbps 의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a 는 54 Mbps 의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g 는 2.4 GHz 에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps 의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n 은 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps 의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n 에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz 까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps 의 전송 속도를 제공한다.
상술한 무선랜 표준은 최대 160MHz 대역폭을 사용하고, 8 개의 공간 스트림을 지원하여 최대 1Gbit/s 의 속도를 지원하는 IEEE 802.11ac 표준을 거쳐, IEEE 802.11ax 표준화에 대한 논의가 이루어지고 있다.
상술한 바와 같은 IEEE 802.11ax 표준에서는 고밀도 무선 환경에서 보다 빠른 무선통신을 구현하기 위해 새로운 프레임 구조가 논의되고 있다.
특히 새로운 프레임 구조는 레거시(legacy) 단말(예를 들어, 802.11a 단말)을 위한 프레임 부분과 IEEE 802.11ax 를 지원하는 단말을 위한 프레임 부분이 공존하여, 802.11ax 용 단말의 프리엠블을 어떻게 구성하여 전송할지에 대한 논의가 필요하다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션이 프레임을 전송하는 방법에 있어서, 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분을 포함하는 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 구성하되, 상기 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 1 타입 스테이션용 시그널링 필드(L-SIG) 전송을 위한 제 1 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 2 타입 스테이션용 시그널링 필드(HE-SIG) 전송을 위한 하나 이상의 제 2 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임은 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 의 반복 전송을 위한 하나 이상의 제 3 OFDM 심볼을 추가적으로 포함하도록 구성되어, 상기 구성된 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 제 2 스테이션에 전송하는 프레임 전송 방법을 제안한다. 상기 제 1 및 제 2 스테이션은 제 2 타입 스테이션일 수 있다.
상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임은 시간 영역에서 제 1 길이를 가지는 OFDM 심볼로 구성되는 제 1 구간 및 상기 제 1 길이의 정수배만큼 긴 길이를 가지는 OFDM 심볼로 구성되는 제 2 구간을 포함하며, 상기 제 1 구간은 상기 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 상기 HE-SIG 를 포함하며, 상기 제 2 구간은 상기 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분에서 상기 HE-SIG 를 제외한 부분을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 구간은 상기 제 3 OFDM 심볼 구간을 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 는 상기 제 1 내지 제 3 OFDM 심볼을 통해 반복 전송됨에 따라 제 1 타입 스테이션용으로 규정된 가장 낮은 MCS 이하의 MCS 가 적용되는 것에 대응될 수 있다.
또한, 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 는 상기 제 3 OFDM 심볼에 대응하는 주파수 영역에서 서로 다른 위치에 맵핑되어 전송될 수 있으며, 구체적으로 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 중 어느 하나는 상기 제 3 OFDM 심볼에 대응하는 주파수 영역의 짝수번째 톤(tone)에 맵핑되며, 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 중 다른 어느 하나는 상기 제 3 OFDM 심볼에 대응하는 주파수 영역의 홀수번째 톤(tone)에 맵핑되도록 할 수 있다.
상기 제 3 OFDM 심볼을 통해 반복 전송되는 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 는 상기 제 1 OFDM 심볼을 통해 전송되는 상기 L-SIG 및 상기 제 2 OFDM 심볼을 통해 전송되는 상기 HE-SIG 각각의 일부 정보를 반복 전송할 수도 있다.
상기 제 3 OFDM 심볼은 상기 제 1 OFDM 심볼과 상기 제 2 OFDM 심볼 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 HE-SIG 는 공통 제어 정보를 전달하는 제 2 타입 스테이션용 제 1 시그널링 필드 (HE-SIG A) 및 사용자별 제어 정보를 전달하는 제 2 타입 스테이션용 제 2 시그널링 필드 (HE-SIG B)를 포함하고, 이 경우 상기 제 3 OFDM 심볼을 통해 상기 HE-SIG A 및 상기 HE-SIG B 중 하나 이상이 반복 전송될 수 있다.
상기 제 2 타입 스테이션용 SIG A 및 상기 제 2 타입 스테이션용 SIG B 중 하나 이상을 구성하는 신호를 n 비트 단위로 N 회 반복하여 구현할 수 있으며, n 및 N 은 2 이상의 자연수일 수 있다.
또한, 상기 N 회 반복된 신호에 인터리빙 또는 스크램블링 중 어느 하나 이상을 수행할 수도 있다.
상기 제 2 타입 스테이션은 IEEE 802.11ax 표준에 따른 통신 방식을 지원하는 스테이션일 수 있고, 상기 제 1 타입 스테이션은 레거시 스테이션일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션으로 동작하는 스테이션 장치에 있어서, 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분을 포함하는 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 구성하도록 구성된 프로세서; 및 상기 프로세서가 구성한 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 전송하는 전송기를 포함하되, 상기 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 1 타입 스테이션용 시그널링 필드(L-SIG) 전송을 위한 제 1 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 2 타입 스테이션용 시그널링 필드(HE-SIG) 전송을 위한 하나 이상의 제 2 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임이 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 의 반복 전송을 위한 하나 이상의 제 3 OFDM 심볼을 추가적으로 포함하도록 구성하는 스테이션 장치를 제안한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 기존 표준 기술에 영향을 최소화 하면서도 고효율의 무선통신을 가능하게 하는 프레임을 운용할 수 있다.
구체적으로, 기존의 L-SIG 및 새롭게 규정되는 무선랜 표준에 따른 HE-SIG 를 효율적으로 반복 전송함으로써 더욱 전송 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1 은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2 는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3 은 무선랜 시스템에서 사용될 수 있는 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 IEEE 802.11ac 표준 기술에 따른 프레임 포맷을 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예로서 새로운 표준에서 이용 가능한 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따라 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9 는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따라 HE PPDU 와 레거시 PPDU 를 구분하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12 는 HE-SIG 를 구성하는 심볼 수가 증가함에 따른 성능을 설명하기 위한 그래프들이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따라 L-SIG 및 HE-SIG 의 전송 신뢰도를 높이는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따라 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호 일부씩을 반복 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18 내지 도 20 은 본 발명의 일 측면에 따른 스테이션 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.
상술한 바와 같이 이하의 설명은 무선랜 시스템에서 프레임을 전송하는 방법 및 이를 수행하는 스테이션 장치에 대한 것이다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용되는 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1 은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS 는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합이다.
STA 는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서, 액세스 포인트(access point, AP)와 비 AP STA(Non-AP Station)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA 로써, 단순히 STA 이라고 할 때는 Non-AP STA 을 가리키기도 한다. Non-AP STA 은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
그리고, AP 는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템(Distribution System, DS)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP 는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
BSS 는 인프라스트럭처(infrastructure) BSS 와 독립적인(Independent) BSS(IBSS)로 구분할 수 있다.
도 1 에 도시된 BBS 는 IBSS 이다. IBSS 는 AP 를 포함하지 않는 BSS 를 의미하고, AP 를 포함하지 않으므로, DS 로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
도 2 는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2 에 도시된 BSS 는 인프라스트럭처 BSS 이다. 인프라스트럭처 BSS 는 하나 이상의 STA 및 AP 를 포함한다. 인프라스트럭처 BSS 에서 비 AP STA 들 사이의 통신은 AP 를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 비 AP STA 간에 직접 링크(link)가 설정된 경우에는 비 AP STA 들 사이에서 직접 통신도 가능하다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 복수의 인프라스트럭처 BSS 는 DS 를 통해 상호 연결될 수 있다. DS 를 통하여 연결된 복수의 BSS 를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS 에 포함되는 STA 들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비 AP STA 은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS 에서 다른 BSS 로 이동할 수 있다.
DS 는 복수의 AP 들을 연결하는 메커니즘(mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS 는 메쉬(mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고, AP 들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
이상을 바탕으로 무선랜 시스템에서 이용될 수 있는 프레임 구조에 대해 설명한다.
도 3 은 무선랜 시스템에서 사용될 수 있는 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 3 의 도면부호 310 은 IEEE 802.11a/g 표준에 따른 단말용 물리계층 프로토콜 데이터 유닛 (PPDU: Physical Layer Protocol Data Unit) 포맷을 도시하며, 도면부호 320 및 330 은 IEEE 802.11n 표준에 따른 단말용 PPDU 포맷을 도시한다. 도 3 에 도시된 바와 같이 IEEE 802.11n 방식을 지원하는 단말을 "HT- "로 지칭되는 프레임을 이용한다.
더 구체적으로, 도면부호 320 은 IEEE 802.11n 단말의 HT-mixed format PPDU 를, 330 은 HT-greenfield format PPDU 를 나타낸다.
도면부호 340 은 각각의 PPDU 에서 데이터 영역의 구성을 나타내며, 데이터 영역은 PSDU (Physical Service Data Unit)를 포함하게 된다.
도 4 는 IEEE 802.11ac 표준 기술에 따른 프레임 포맷을 나타낸다.
도 4 에 도시된 바와 같이 IEEE 802.11ac 표준에 따른 단말은 "VHT- "로 표기되는 필드를 지원한다.
구체적으로 도 4 에 표기된 각 필드들은 다음과 같다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예로서 새로운 표준에서 이용 가능한 프레임 포맷을 도시한 도면이다.
도 5 에서 "L-Part" 는 레거시 단말을 위한 프레임 부분(제 1 타입 단말용 프레임 부분)을 나타내며, "HE-Part" 는 향상된 표준 기술(예를 들어, IEEE 802.11ax)에 따른 단말을 위한 프레임 부분(제 2 타입 단말용 프레임 부분)을 나타낸다. 새로운 표준에 따른 프레임 부분은 시간 영역에서 레거시 단말용 프레임 부분의 길이보다 정수배 긴 길이를 가지는 것이 바람직하다. 도 5 의 예에서는 802.11ax 에서 HE-SIG 까지는 기존의 1x 심볼 구조(즉, 3.2us)를 유지하고, HE-프리엠블 및 데이터 부분은 4x 심볼 (즉, 12.8us)구조를 가진 프레임 구조를 사용하는 것을 도시하고 있다.
도 5 의 예에서 "L-part" 는 상기 도 3 및 도 4 와 관련하여 상술한 바와 같이 기존 WiFi 시스템에서 유지하는 형태 그대로 L-STF, L-LTF, L-SIG 의 구성을 따를 수 있다.
새롭게 규정되는 HE-part 의 HE-SIG 는 공통 제어 정보(Common control information)와 사용자 특정 정보(user specific information)를 각각 알려주기 위한 필드를 가질 수 있으며, 도 5 에서는 L-Part 와 같이 1x 심볼 구조를 유지하는 것을 도시하고 있다. 반면 HE-preamble 및 데이터는 4x 심볼 구조를 사용하기 때문에 기존 Wi-Fi 보다 대역폭 별 사용 가능한 주파수 톤(frequency tone:FT)이 4 배 증가하게 되었고, 가용 톤(tone)의 개수도 변경될 수 있다. 따라서, HE-preamble(HE-STF 및 HE-LTF)도 증가된 FT 및 변경된 가용 톤 수를 지원할 수 있게 새롭게 설계될 수 있다.
이하에서는 상술한 설계에 있어서, HE-part 를 효율적으로 구성하여 전송하는 방식에 대해 설명한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따라 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 에 도시된 PPDU 포맷은 전체 80 MHz 대역에 하나의 STA 을 위한 PPDU 가 20 MHz 의 4 개 채널을 통해 전송되는 예를 도시하고 있다. 다만, PPDU 는 20 MHZ 채널 각각을 통해서도 전송될 수 있으며, 따라서 4 개 채널 각각 다른 STA 을 위한 PPDU 가 전송될 수도 있다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG 는 각 20 MHz 채널에서 64 FFT (64 서브캐리어)를 기반으로 생성된 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있다.
한편, HE-part 는 2 개의 시그널링 필드를 포함하는 것을 제안한다. 제 1 시그널링 필드(이하 'SIG 1' 또는 'SIG A' )는 공통 제어 정보를 전송하고, 제 2 시그널링 필드(이하 'SIG 2' 또는 'SIG B' )는 데이터 전송에 필요한 정보를 제공하는 것으로 가정한다.
HE-SIG A 는 상술한 바와 같이 해당 PPDU 를 수신하는 STA 들에 공통적으로 적용되는 제어 정보를 제공할 수 있다. 이 HE-SIG A 는 2 또는 3 개 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있으며, 다음과 같은 정보를 포함할 수 있다.
Figure pct00002
상기 표 2 의 각 필드의 명칭 및 포맷은 예시적인 것이며, 본 발명은 이와 다른 형태의 HE-SIG A 를 가질 수 있다.
HE-STF 는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정 성능을 향상시키는데 이용될 수 있으며, HE-LTF 는 MIMO 채널 추정을 위해 이용될 수 있다.
HE-SIG B 는 각각의 STA 이 데이터(즉, PSDU(Physical Layer Service Data Unit))를 수신하는데 요구되는 사용자-특정 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, HE-SIG B 는 대응하는 PSDU 의 길이 및 MCS 레벨에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 HE-SIG B 는 1 또는 2 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있다.
한편, L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 는 20 MHz 채널 각각에 중복적으로 전송될 수 있다. 즉, 도 6 에 도시된 L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 는 모두 4 개 채널을 통해 전송되지만, 포함하는 정보는 동일할 수 있다.
상기 도 6 에서 HE-STF 부터 (또는 HE-SIG A 부터) 단위 주파수당 FFT 크기가 증가할 수 있다. 예를 들어, 256 FFT 크기가 20 MHz 채널에 이용될 수 있고, 512 FFT 크기가 40 MHz 채널에 이용될 수 있으며, 1024 FFT 크기가 80 MHz 채널에 이용될 수 있다. 만일, FFT 크기가 증가하는 경우, 단위 주파수당 OFDM 서브캐리어의 수도 증가할 수 있으며, 이는 OFDM 서브캐리어 간격이 줄어드는 반면, OFDM 심볼 시간은 증가하기 때문이다. 효율성을 증대시키기 위해, HE-STF 이후의 GI (Guard Interval)은 HE-SIG A 이후의 GI 와 동일하게 구성될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 도 6 과 비교하여 HE-SIG B 가 HE-SIG A 직후에 위치하는 점을 제외하고는 도 6 과 동일하다. 단위 주파수당 FFT 크기는 HE-SFT 이후부터 (또는 HE-SIG B 부터) 증가할 수 있다.
도 8 은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은 도 7 과 같이 HE-SIG B 가 HE-SIG A 직후에 위치하는 예를 도시하고 있다. 또한, 20 MHz 채널 각각이 STA 1 - STA 4 와 같이 각각 다른 STA 에 할당되어 데이터를 전송하는 예를 도시하고 있다.
상술한 바와 같이 HE-SIG B 는 각 STA 이 데이터를 수신하기 위한 정보를 포함하는 것을 가정하나, 도 8 의 예에서 HE-SIG B 는 전대역에 걸쳐 인코딩되어 있는 것을 도시하였다. 즉, HE- SIG B 는 모든 STA 들에게 수신될 수 있다. 한편, 단위 주파수당 FFT 크기는 HE-SFT 부터 (또는 HE-SIG B 부터) 증가할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 프레임을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 도 8 과 같이 HE-SIG B 가 HE-SIG A 직후에 위치하는 예를 도시하고 있으나, HE-SIG B 역시 각각 20 MHz 채널마다 별도로 전송되는 예를 도시하고 있다. 동일한 방식으로 도 7 의 구조에서 HE-SIG B 가 각 20 MHz 채널마다 전송되도록 변경할 수도 있다.
만일, FFT 크기가 증가하는 경우, 종래 IEEE 802.11a/g/n/ac 를 지원하는 STA 은 해당 PPDU 를 디코딩할 수 없다. 레거시 STA 과 HE-STA 의 공존을 위해 L-SFT, L-LTF 및 L-SIG 는 다른 필드의 FFT 크기가 증가하더라도 20 MHz 채널에서 64 FFT 크기로 전송되는 것을 제안한다. 예를 들어, L-SIG 는 하나의 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있고, 1 OFDM 심볼 구간은 4um 이며, GI 은 0.8 um 일 수 있다.
HE-SIG A 는 HE-STA 이 HE PPDU 를 수신하기 위해 필요한 제어 정보를 포함하지만, 20 MHz 채널에서 64 FFT 크기로 전송되어 HE STA 뿐만 아니라 레거시 STA 에서도 수신되도록 할 수 있다. 이는 HE STA 이 HE PPDU 뿐만 아니라 HT/VHT PPDU 들도 수신할 수 있도록 하기 위해서이다. 이를 위해 레거시 STA 과 HE STA 이 HE PPDU 와 HT/VHT PPDU 를 서로 간에 구분할 수 있는 방법이 필요하다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따라 HE PPDU 와 레거시 PPDU 를 구분하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 10 은 위상회전을 이용하여 PPDU 들을 구분하는 방법을 예시한다. 즉, PPDU 의 구분을 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 이후의 OFDM 심볼의 성좌 위상을 도시된 바와 같이 회전하여 전송할 수 있다.
도 10 에서 HE PPDU 의 경우 L-SIG 이후의 3 개 OFDM 심볼의 위상이 회전되는 예를 도시하였다. OFDM 심볼 1 및 OFDM 심볼 2 의 위상은 회전되지 않으나, OFDM 심볼 3 의 위상은 반시계 방향으로 90 도만큼 회전되어 전송될 수 있다. OFDM 심볼 1 및 OFDM 심볼 2 에는 BPSK 에 적용되고, OFDM 심볼 3 에는 QPSK 에 적용되도록 할 수 있다.
만일, L-SIG 이후 HE-SIG A 가 3 개 OFDM 심볼을 통해 전송되는 경우, 위에 도시된 3 개 OFDM 심볼 모두 HE-SIG A 전송에 이용되는 것으로 볼 수 있다.
상기 HE-SIG (혹은 HE-SIG A 와 HE-SIG B)는 전달하는 정보에 따라서 하나 이상의 OFDM/A 의 심볼로 구성될 수 있다. 또한 L-SIG 를 신뢰성 있게 수신할 수 없는 경우에는 상기 길이에 대한 정보는 HE-SIG 의 공통 제어 정보(혹은 HE-SIG1)에 포함되어 전송될 수 있으며, 이때 이러한 정보를 포함하기 위해서 HE-SIG(HE-SIG1)에 할당된 OFDM/A 의 심볼의 수가 증가할 수 있다.
도 11 및 도 12 는 HE-SIG 를 구성하는 심볼 수가 증가함에 따른 성능을 설명하기 위한 그래프들이다.
먼저, 도 11 은 UMi-nLoS 환경에서 1.6us 의 CP 를 이용하는 경우, HE-SIG 가 1 OFDM 심볼인 경우, 2 OFDM 심볼인 경우 그리고 3 OFDM 심볼인 경우의 성능 변화를 도시하고 있으며, 도 12 는 UMa-nLoS 환경에서 동일하게 1.6us 의 CP 를 이용하는 경우 HE-SIG 의 심볼 수 변화에 따른 성능 변화를 도시한 도면이다.
도 11 및 도 12 모두에서 HE-SIG 를 구성하는 심볼 수가 증가함에 따라 FER 이 동일 SNR 상황에서 증가하는 것을 알 수 있으며, 이는 HE-SIG 심볼 수 증가가 성능에 악영향을 주는 것을 나타낸다.
L-SIG 와 HE-SIG 를 통해서 패킷 전송에 대한 정보가 전송 되기 때문에 11ax 단말들은 패킷을 성공적으로 수신하기 위해서는 L-SIG 와 HE-SIG 를 성공적으로 수신해야 된다. 즉 L-SIG 와 HE-SIG 의 수신 성능이 데이터 수신 성능의 bottleneck 으로 작용할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 측면에서는 11ax 패킷 수신 성능을 높이기 위한 방법으로써 L-SIG 와 HE-SIG 의 성능을 증대시키기 위하여 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 하나 또는 그 이상의 심볼에 같이 실어 전송 방법을 제안한다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따라 L-SIG 및 HE-SIG 의 전송 신뢰도를 높이는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이 11ax 패킷을 잘 수신하기 위해서는 제어 정보를 전송하는 L-SIG 와 HE-SIG 의 수신 성능이 좋아야 한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서는 L-SIG 와 HE-SIG 의 수신 성능을 높이기 위해서 기존의 L-SIG 심볼과 HE-SIG 심볼은 각각 기존과 동일하게 유지하고, L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 하나 또는 그 이상의 심볼에 같이 실어 추가적으로 전송하는 것을 제안한다. 즉, 도 13 에 도시된 바와 같이 도 5 와 같은 L-SIG 전송을 위한 OFDM 심볼을 제 1 OFDM 심볼, 도 5 와 같이 HE-SIG 전송을 위한 하나 이상의 OFDM 심볼을 제 2 OFDM 심볼이라 할 경우, L-SIG 와 HE-SIG 모두를 포함하여 이들을 반복전송하기 위한 하나 이상의 제 3 OFDM 심볼을 추가적으로 구성하는 것을 제안한다. 여기서 제 1 내지 제 3 OFDM 심볼은 하나의 OFDM 심볼일 수도, 복수의 OFDM 심볼일 수도 있다.
본 실시예에서 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호는 하나의 심볼(제 3 OFDM 심볼)에 전체가 반복되거나 심볼의 특정 부분(예를 들어, 시간, 주파수)만을 이용하여 신호의 일정부분 만을 반복하여 전송할 수 있다. 일정 부분만을 반복하여 전송하는 경우 하나의 심볼에 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 섞어서 보낼 수도 있다. 예를 들어, 하나의 심볼에 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 같이 실어 전송할 수 있다.
시간 영역 반복 전송
본 발명의 일 실시예에서는 L-SIG 와 HE-SIG 의 심볼을 반복하여 전송하며, 반복된 심볼은 기존 SIG 심볼에 연속하여 전송할 수 있다. L-SIG 와 HE-SIG 는 도 13 에 도시된 바와 같이 기존 1x 심볼 구조를 이용하여 각각의 심볼(제 1 OFDM 심볼 및 제 2 OFDM 심볼)을 통해 전송되며, 상기 심볼을 제외한 별도의 심볼(제 3 OFDM 심볼)을 이용하여 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 실어 전송할 수 있다.
L-SIG 와 HE-SIG 는 robust 를 보장하기 위하여 MCS 0 (즉, BPSK 1/2)를 이용하여 전송될 수 있으며, 상술한 바와 같이 심볼을 반복하여 보냄으로써 L-SIG 와 HE-SIG 를 MCS0 보다 낮은 MCS 를 사용하여 보낸 것과 같은 성능을 얻을 수 있다. 반복 횟수는 2 이상 일 수도 있다. 한편, L-SIG 와 HE-SIG 에 적용되는 반복 횟수는 서로 다를 수도 있다.
여기서 반복되는 심볼(제 3 OFDM 심볼) 은 기존 SIG 와 동일한 전송 방법을 이용하거나 좀더 robust 한 전송 방법을 이용하여 전송 될 수 있다.
주파수 영역 반복
본 발명의 다른 일 실시형태에서는 위 L-SIG 와 HE-SIG 를 주파수 영역에서 반복 전송하는 것을 제안한다. 구체적인 일 예로서 캐리어의 짝수 톤(tone)과 홀수톤을 이용하여 각각 L-SIG 및 HE-SIG 를 반복 전송할 수도 있다.
이 경우 역시 L-SIG 와 HE-SIG 는 기존 1x symbol 구조를 이용하여 각각의 심볼(제 1 및 2 OFDM 심볼)을 이용하여 전송되며, 상기 심볼 이외의 다른 심볼(제 3 OFDM 심볼)을 이용하여 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 실어 전송할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 한 심볼(제 3 OFDM 심볼)의 홀수톤과 짝수톤에 각각 서로 다른 정보, 즉 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호 정보를 같이 실어 전송하는 것을 제안한다. 이 경우, L-SIG 와 HE-SIG 가 전송되는 톤 위치의 조합은 다음과 같다. (1) 짝수톤- L-SIG, 그리고 홀수톤 - HE-SIG, (2) 짝수톤-HE-SIG, 그리고 홀수톤 - L-SIG
본 실시예의 경우, 특정 톤만을 이용하여 정보를 전송하기 때문에 해당 톤 수만큼에 해당하는 정보만 반복하여 보낼 수 있다. 여기서 L-SIG 와 HE-SIG 의 신뢰도를 높이기 위해서 사용되는 제 3 OFDM 심볼의 수는 하나 이상 일 수 있다. 또한, 제 3 OFDM 심볼은 기존 SIG 와 동일한 전송 방법을 이용하거나 좀더 robust 한 전송 방법을 이용하여 전송 될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 L-SIG 및 HE-SIG 를 낮은 주파수 영역과 높은 주파수 영역에 나누어 반복 전송할 수 있다. 본 예에서도, L-SIG 와 HE-SIG 는 기존 1x symbol 구조를 이용하여 각각의 심볼(제 1 및 제 2 OFDM 심볼)을 이용하여 전송되며, 이들 심볼 이외의 다른 심볼(제 3 OFDM 심볼)을 이용하여 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호를 실어 전송할 수 있다.
이러한 심볼들은 기존의 1x 심볼 구조(64 FFT)를 이용하여 전송되며, 이때 심볼의 주파수 영역을 2 등분하여, 즉 낮은 주파수 영역과 높은 주파수 영역으로 구분하여, 각 영역에 서로 다른 정보(예를 들어, L-SIG 와 HE-SIG 신호)를 같이 실어 전송할 수 있다.
도 14 내지 도 17 은 본 발명의 일 실시예에 따라 L-SIG 와 HE-SIG 의 신호 일부씩을 반복 전송하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 17 의 예에서는 L-SIG 및 HE-SIG 전송을 위한 기존 제 1 및 제 2 OFDM 심볼 및 이들의 반복 전송을 위한 제 3 OFDM 심볼을 하나의 OFDM 심볼로 도시하고 있으나, 심볼 수는 각각 하나 이상일 수 있다.
도 14 내지 도 17 에서 제 3 OFDM 심볼은 제 1 OFDM 심볼과 제 2 OFDM 심볼 사이에 위치하는 예를 도시하고 있으나, 이와 달리 제 1 내지 제 3 OFDM 심볼이 순차적으로 위치할 수도 있다.
구체적으로, 도 14 는 제 3 OFDM 심볼을 통해 반복되는 L-SIG/HE-SIG 가 각각의 전반부인 경우를 도시하고 있으며, 도 15 는 제 3 OFDM 심볼을 통해 L-SIG 의 전반부와 HE-SIG 의 후반부가 반복되는 경우를, 도 16 은 제 3 OFDM 심볼을 통해 L-SIG 의 후반후와 HE-SIG 의 전반부가 반복되는 경우를, 그리고 도 17 은 제 3 OFDM 심볼을 통해 L-SIG 및 HE-SIG 의 후반부가 반복되는 경우를 도시하고 있다.
한편, 반복을 위한 제 3 OFDM 심볼은 L-SIG 전송을 위한 제 1 OFDM 심볼과 동일한 GI 및/또는 MCS 등을 이용하여 전송할 수 있다. 또한, 반복 전송을 위한 제 3 OFDM 심볼은 좀더 robust 한 전송 방법 예를 들어, MCS0 보다 낮은 MCS 를 이용하여 전송 될 수도 있다.
한편, 상술한 실시예들에서 HE-SIG 를 HE-SIG A 와 HE-SIG B 의 구분 없이 설명하였다. 다만, 상술한 바와 같이 HE-SIG 는 공통 제어 정보를 전송하기 위한 HE-SIG A 와 사용자 특정 정보 전송을 위한 HE-SIG B 로 구분될 수 있다. 따라서, 상술한 실시예들에서와 같이 L-SIG 와 함께 제 3 OFDM 심볼을 통해 반복되는 HE-SIG 는 HE SIG A 와 HE-SIG B 중 하나 이상일 수 있다.
상술한 바와 같이 L-SIG 와 HE-SIG 를 반복 전송하기 위한 구체적인 수단은 다음과 같다.
도 18 내지 도 20 은 본 발명의 일 측면에 따른 스테이션 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 의 무선 장치(50)은 프레임을 전송하는 STA1, 또는 프레임을 수신하는 STA2 에 대응할 수 있다. 각각의 STA1/STA2 중 하나 이상은 AP 에 대응할 수도 있다.
STA1(50)은 프로세서(51), 메모리(52) 및 RF 유닛 (송수신부:53)를 포함할 수 있다. RF 유닛(53)은 프레임 전송을 위한 전송기와 프레임 수신을 위한 수신기를 포함할 수 있다.
도 18 의 프로세서(50)는 도 19 및 도 20 과 같은 동작 수행을 위한 구성을 가질 수 있다.
먼저 도 19 를 참조하면, 프로세서(50)는 채널 코딩기, 인터리버, 변조기 및 IFFT 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 L-SIG 와 HE-SIG 가 반복 전송하도록 하는 반복기 구성을 추가적으로 포함하는 것을 제안한다.
일 실시예로서, L-SIG 및 HE-SIG 를 각각 제 1 OFDM 심볼 및 제 2 OFDM 심볼을 통해 MCS0 (BPSK1/2)를 이용하여 신호를 구성하며, L-SUG/HE-SIG 의 전부 또는 일부를 반복기에 의해 반복시켜 제 3 OFDM 심볼을 통해 전송할 수 있다.
신호의 반복은 신호 전체를 반복하거나, 변조기에 의해 변조된 신호의 비트별로 반복할 수 있다. 예를 들어, BPSK, 1/2 과 비트 인터리버를 거쳐나온 신호가 도 19 에 도시된 바와 같이 abcdef… 라 하면, 반복기에 의해 반복된 신호는 aabbccddeeff.. 로 구성될 수 있다. 여기서 반복계수 N 은 2 인 경우를 가정하였다.
한편, 신호의 반복은 n 비트 단위로 이루어 질 수 있다. n 은 1,2,3,4,6,8,12,24 중 하나의 값을 이용할 수 있다. 예를 들어, n=4 인 경우에 신호가 abcdefgh…라 하면 반복된 신호는 abcdabcdefghefgh…과 같이 구성될 수 있다.
L-SIG 및/또는 HE-SIG (HE-SIG A 및/또는 B)의 성능을 높이기 위하여 신호에 대한 반복은 2 이상 일 수 있다. 반복계수가 2 인 경우에는 신호가 한 번 반복되어 신호를 BPSK, 1/4 로 전송한 것과 같은 성능을 보장받을 수 있다.
한편, 도 19 와 달리 반복은 인터리버 전단, 즉 채널 코더에 의해 코딩이 수행한 직후에 수행될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 반복된 신호의 성능을 높이기 위해 도 19 와 같이 추가적인 인터리버/스크램블러를 추가적으로 포함할 수도 있다.
OFDMA 에서 상술한 바와 같이 반복되어 실리는 정보는 수신 성능을 보장하기 위하여 L-SIG/HE-SIG A/B 신호가 실리는 할당 크기와 비슷한 크기의 BTU(basic tone unit) 혹은 BTU 의 조합을 통하여 전송될 수 있다. 즉 작은 할당 크기의 조합을 이용하거나 비슷한 크기의 할당 크기를 이용하여 전송할 수 있다. 예를 들어, HE-SIG A 는 1x symbol(64 FFT)를 이용하여 전송되며 이때 4 개의 파일럿을 포함하여 52 개의 tone 을 이용하여 전송될 수 있다. 이때 OFDMA 를 지원을 위해 2 개의 BTU (예를 들어, 26 톤, 56 톤)를 사용하는 경우에 데이터/패킷을 2*26 톤 BTU 혹은 56 톤 BTU 를 사용하여 전송될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되는 것을 가정하여 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션이 프레임을 전송하는 방법에 있어서,
    제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분을 포함하는 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 구성하되,
    상기 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 1 타입 스테이션용 시그널링 필드(L-SIG) 전송을 위한 제 1 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 2 타입 스테이션용 시그널링 필드(HE-SIG) 전송을 위한 하나 이상의 제 2 OFDM 심볼을 포함하고,
    상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임은 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG의 반복 전송을 위한 하나 이상의 제 3 OFDM 심볼을 추가적으로 포함하도록 구성되어,
    상기 구성된 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 제 2 스테이션에 전송하는, 프레임 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임은 시간 영역에서 제 1 길이를 가지는 OFDM 심볼로 구성되는 제 1 구간 및 상기 제 1 길이의 정수배만큼 긴 길이를 가지는 OFDM 심볼로 구성되는 제 2 구간을 포함하며,
    상기 제 1 구간은 상기 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 상기 HE-SIG를 포함하며,
    상기 제 2 구간은 상기 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분에서 상기 HE-SIG를 제외한 부분을 포함하는, 프레임 전송 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 구간은 상기 제 3 OFDM 심볼 구간을 추가적으로 포함하는, 프레임 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG는 상기 제 1 내지 제 3 OFDM 심볼을 통해 반복 전송됨에 따라 제 1 타입 스테이션용으로 규정된 가장 낮은 MCS 이하의 MCS가 적용되는 것에 대응되는, 프레임 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG는 상기 제 3 OFDM 심볼에 대응하는 주파수 영역에서 서로 다른 위치에 맵핑되어 전송되는, 프레임 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 중 어느 하나는 상기 제 3 OFDM 심볼에 대응하는 주파수 영역의 짝수번째 톤(tone)에 맵핑되며,
    상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG 중 다른 어느 하나는 상기 제 3 OFDM 심볼에 대응하는 주파수 영역의 홀수번째 톤(tone)에 맵핑되는, 프레임 전송 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 OFDM 심볼을 통해 반복 전송되는 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG는 상기 제 1 OFDM 심볼을 통해 전송되는 상기 L-SIG 및 상기 제 2 OFDM 심볼을 통해 전송되는 상기 HE-SIG 각각의 일부 정보를 반복 전송하는, 프레임 전송 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 OFDM 심볼은 상기 제 1 OFDM 심볼과 상기 제 2 OFDM 심볼 사이에 위치하는, 프레임 전송 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 HE-SIG는 공통 제어 정보를 전달하는 제 2 타입 스테이션용 제 1 시그널링 필드 (HE-SIG A) 및 사용자별 제어 정보를 전달하는 제 2 타입 스테이션용 제 2 시그널링 필드 (HE-SIG B)를 포함하는, 프레임 전송 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 OFDM 심볼을 통해 상기 HE-SIG A 및 상기 HE-SIG B 중 하나 이상이 반복전송되는, 프레임 전송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 타입 스테이션용 SIG A 및 상기 제 2 타입 스테이션용 SIG B 중 하나 이상을 구성하는 신호를 n비트 단위로 N회 반복하여 구현하며, n 및 N은 2이상의 자연수인, 프레임 전송 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 N회 반복된 신호에 인터리빙 또는 스크램블링 중 어느 하나 이상을 수행하는, 프레임 전송 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 타입 스테이션은 IEEE 802.11ax 표준에 따른 통신 방식을 지원하는 스테이션이며,
    상기 제 1 타입 스테이션은 레거시 스테이션인, 프레임 전송 방법.
  14. 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션으로 동작하는 스테이션 장치에 있어서,
    제 1 타입 스테이션용 프레임 부분 및 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분을 포함하는 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 구성하도록 구성된 프로세서; 및
    상기 프로세서가 구성한 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임을 전송하는 전송기를 포함하되,
    상기 제 1 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 1 타입 스테이션용 시그널링 필드(L-SIG) 전송을 위한 제 1 OFDM 심볼을 포함하고, 상기 제 2 타입 스테이션용 프레임 부분은 제 2 타입 스테이션용 시그널링 필드(HE-SIG) 전송을 위한 하나 이상의 제 2 OFDM 심볼을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제 2 타입 스테이션용 무선 프레임이 상기 L-SIG 및 상기 HE-SIG의 반복 전송을 위한 하나 이상의 제 3 OFDM 심볼을 추가적으로 포함하도록 구성하는, 스테이션 장치.
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