WO2016137144A1 - 무선 통신 시스템의 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템의 송수신 장치 및 방법 Download PDF

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WO2016137144A1
WO2016137144A1 PCT/KR2016/001404 KR2016001404W WO2016137144A1 WO 2016137144 A1 WO2016137144 A1 WO 2016137144A1 KR 2016001404 W KR2016001404 W KR 2016001404W WO 2016137144 A1 WO2016137144 A1 WO 2016137144A1
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WO
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tone
tones
leftover
resource
resource unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/001404
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English (en)
French (fr)
Inventor
박은성
이욱봉
조한규
Original Assignee
엘지전자(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method of arranging resource units and leftover tones in a frequency domain, and a STA (Station) apparatus for performing the same in a wireless communication system.
  • Wi-Fi is a Wireless Local Area Network (WLAN) technology that allows devices to access the Internet in the 2.4 GHz, 5 GHz, or 6 GHz frequency bands.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • first, second, fourth, and fifth resource units may correspond to the 52 ton resource unit
  • third resource unit may correspond to the 26 ton resource unit
  • FIG. 8 illustrates the HT format of the HT Control field in the MAC frame according to FIG. 6.
  • FIG. 18 illustrates a tone plan of a 20 MHz channel according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 illustrates a tone plan of a 20 MHz channel according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning the STA on or off, the STA entering or exiting the BSS region, or the like.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • the direct STA-to-STA distance in an 802.11 system may be limited by physical layer (PHY) performance. In some cases, this distance limit may be sufficient, but in some cases, communication between STAs over longer distances may be required.
  • a distribution system (DS) may be configured to support extended coverage.
  • the DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, instead of the BSS independently as shown in FIG. 1, the BSS may exist as an extended type component of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the characteristics of the Distribution System Medium (DSM).
  • DSM Distribution System Medium
  • the IEEE 802.11 standard logically distinguishes between wireless medium (WM) and distribution system medium (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones.
  • the plurality of media are logically different, and thus the flexibility of the structure of the IEEE 802.11 system (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 system structure can be implemented in various ways, the corresponding system structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support mobile devices by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • the AP means an entity that enables access to the DS through the WM to the associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA 2 and STA 3 illustrated in FIG. 1 have a functionality of STA, and provide a function of allowing associated STAs STA 1 and STA 4 to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities.
  • the address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • BSSs can be partially overlapped, which is the form generally used to provide continuous coverage.
  • the BSSs may not be physically connected, and logically there is no limit to the distance between the BSSs.
  • the BSSs can be located at the same physical location, which can be used to provide redundancy.
  • one (or more) IBSS or ESS networks may be physically present in the same space as one or more ESS networks. This may be necessary if the ad-hoc network is operating at the location of the ESS network, if the IEEE 802.11 networks are physically overlapped by different organizations, or if two or more different access and security policies are required at the same location. It may correspond to an ESS network type in a case.
  • an STA is a device that operates according to Medium Access Control (MAC) / PHY regulations of IEEE 802.11. As long as the function of the STA is not distinguished from the AP individually, the STA may include an AP STA and a non-AP STA. However, when communication is performed between the STA and the AP, the STA may be understood as a non-AP STA. In the example of FIG. 1, STA 1, STA 4, STA 5, and STA 6 correspond to non-AP STAs, and STA 2 and STA 3 correspond to AP STAs.
  • MAC Medium Access Control
  • downlink means communication from the AP to the non-AP STA
  • uplink means communication from the non-AP STA to the AP.
  • the transmitter may be part of an AP and the receiver may be part of a non-AP STA.
  • a transmitter may be part of a non-AP STA and a receiver may be part of an AP.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a layer architecture of an IEEE 802.11 system to which the present invention may be applied.
  • the PHY sublayer may be divided into a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) entity and a Physical Medium Dependent (PMD) entity.
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • PMD Physical Medium Dependent
  • the PLCP entity plays a role of connecting a data frame with a MAC sublayer
  • the PMD entity plays a role of wirelessly transmitting and receiving data with two or more STAs.
  • Both the MAC sublayer and the PHY sublayer may include a management entity, which may be referred to as a MAC sublayer management entity (MLME) and a PHY sublayer management entity (PLME), respectively.
  • MLME MAC sublayer management entity
  • PLME PHY sublayer management entity
  • These management entities provide layer management service interfaces through the operation of layer management functions.
  • the MLME may be connected to the PLME to perform management operations of the MAC sublayer, and likewise the PLME may be connected to the MLME to perform management operations of the PHY sublayer.
  • A-MSDU aggregated MSDU
  • a plurality of MSDUs may be merged into a single A-MSDU (aggregated MSDU).
  • the MSDU merging operation may be performed at the MAC upper layer.
  • the A-MSDU is delivered to the PHY sublayer as a single MPDU (if not fragmented).
  • the PHY sublayer generates a physical protocol data unit (PPDU) by adding an additional field including information required by a physical layer transceiver to a physical service data unit (PSDU) received from the MAC sublayer. . PPDUs are transmitted over wireless media.
  • PPDU physical protocol data unit
  • the PSDU is substantially the same as the MPDU since the PHY sublayer is received from the MAC sublayer and the MPDU is transmitted by the MAC sublayer to the PHY sublayer.
  • A-MPDU aggregated MPDU
  • a plurality of MPDUs may be merged into a single A-MPDU.
  • the MPDU merging operation may be performed at the MAC lower layer.
  • A-MPDUs may be merged with various types of MPDUs (eg, QoS data, Acknowledge (ACK), Block ACK (BlockAck), etc.).
  • the PHY sublayer receives the A-MPDU as a single PSDU from the MAC sublayer. That is, the PSDU is composed of a plurality of MPDUs.
  • A-MPDUs are transmitted over the wireless medium in a single PPDU.
  • PPDU Physical Protocol Data Unit
  • IEEE 802.11 WLAN system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 illustrates a non-HT format PPDU and a HT format PPDU of a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • Non-HT PPDUs may also be referred to as legacy PPDUs.
  • the non-HT format PPDU includes an L-STF (Legacy (or Non-HT) Short Training field), L-LTF (Legacy (or, Non-HT) Long Training field) and It includes a legacy format preamble and a data field composed of an L-SIG (Legacy (or Non-HT) SIGNAL) field.
  • L-STF Legacy (or Non-HT) Short Training field
  • L-LTF Legacy (or, Non-HT) Long Training field
  • L-SIG Legacy (or Non-HT) SIGNAL
  • the L-STF may include a short training orthogonal frequency division multiplexing symbol (OFDM) symbol.
  • L-STF can be used for frame timing acquisition, automatic gain control (AGC), diversity detection, and coarse frequency / time synchronization. .
  • the L-LTF may include a long training orthogonal frequency division multiplexing symbol.
  • L-LTF may be used for fine frequency / time synchronization and channel estimation.
  • the L-SIG field may be used to transmit control information for demodulation and decoding of the data field.
  • the L-SIG field may include information about a data rate and a data length.
  • FIG. 3B illustrates an HT-mixed format PPDU (HTDU) for supporting both an IEEE 802.11n system and an IEEE 802.11a / g system.
  • HTDU HT-mixed format PPDU
  • the HT mixed format PPDU includes a legacy format preamble including an L-STF, L-LTF, and L-SIG fields, an HT-SIG (HT-Signal) field, and an HT-STF (HT Short). Training field), HT-formatted preamble and data field including HT-LTF (HT Long Training field).
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG fields mean legacy fields for backward compatibility, they are the same as non-HT formats from L-STF to L-SIG fields. Even if the L-STA receives the HT mixed PPDU, the L-STA may interpret the data field through the L-LTF, L-LTF and L-SIG fields. However, the L-LTF may further include information for channel estimation that the HT-STA performs to receive the HT mixed PPDU and demodulate the L-SIG field and the HT-SIG field.
  • the HT-STA may know that it is an HT-mixed format PPDU using the HT-SIG field following the legacy field, and may decode the data field based on the HT-STA.
  • the HT-LTF field may be used for channel estimation for demodulation of the data field. Since IEEE 802.11n supports Single-User Multi-Input and Multi-Output (SU-MIMO), a plurality of HT-LTF fields may be configured for channel estimation for each data field transmitted in a plurality of spatial streams.
  • SU-MIMO Single-User Multi-Input and Multi-Output
  • the HT-LTF field includes data HT-LTF used for channel estimation for spatial streams and extension HT-LTF (additional used for full channel sounding). It can be configured as. Accordingly, the plurality of HT-LTFs may be equal to or greater than the number of spatial streams transmitted.
  • the L-STF, L-LTF, and L-SIG fields are transmitted first in order to receive the L-STA and acquire data. Thereafter, the HT-SIG field is transmitted for demodulation and decoding of data transmitted for the HT-STA.
  • the HT-SIG field is transmitted without performing beamforming so that the L-STA and HT-STA can receive the corresponding PPDU to acquire data, and then the HT-STF, HT-LTF and data fields transmitted are precoded. Wireless signal transmission is performed through.
  • the HT-STF field is transmitted to allow the STA to perform precoding to take into account the variable power due to precoding, and then the plurality of HT-LTF and data fields after that.
  • FIG. 3 (c) illustrates an HT-GF format PPDU (HT-GF) for supporting only an IEEE 802.11n system.
  • the HT-GF format PPDU includes HT-GF-STF, HT-LTF1, HT-SIG field, a plurality of HT-LTF2, and a data field.
  • HT-GF-STF is used for frame timing acquisition and AGC.
  • HT-LTF1 is used for channel estimation.
  • the HT-SIG field is used for demodulation and decoding of the data field.
  • the data field is a payload, and includes a service field, a SERVICE field, a scrambled PSDU field, tail bits, and padding bits. It may include. All bits of the data field are scrambled.
  • 3D illustrates a service field included in a data field.
  • the service field has 16 bits. Each bit is assigned from 0 to 15, and transmitted sequentially from bit 0. Bits 0 to 6 are set to 0 and used to synchronize the descrambler in the receiver.
  • control information transmitted to the STA may be relatively large compared to the size of 802.11n control information for MU-MIMO transmission.
  • An example of control information additionally required for MU-MIMO support includes information indicating the number of spatial streams received by each STA, information related to modulation and coding of data transmitted to each STA, and the like. Can be.
  • VHT format PPDU VHT format PPDU
  • the VHT format PPDU includes a legacy format preamble including L-STF, L-LTF, and L-SIG fields, a VHT-SIG-A (VHT-Signal-A) field, and VHT-STF (VHT Short Training). Field), VHT Long Training Field (VHT-LTF), and VHT-SIG-B (VHT-Signal-B) field.
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG indicate legacy fields for backward compatibility
  • the L-STF to L-SIG fields are the same as non-HT formats.
  • the L-LTF may further include information for channel estimation to be performed to demodulate the L-SIG field and the VHT-SIG-A field.
  • the L-STF, L-LTF, L-SIG field, and VHT-SIG-A field may be repeatedly transmitted in 20 MHz channel units. For example, when a PPDU is transmitted on four 20 MHz channels (i.e. 80 MHz bandwidth), the L-STF, L-LTF, L-SIG field, and VHT-SIG-A field are repeated on every 20 MHz channel. Can be sent.
  • the VHT-STA may know that it is a VHT format PPDU using the VHT-SIG-A field following the legacy field, and may decode the data field based on the VHT-STA.
  • the L-STF, L-LTF, and L-SIG fields are transmitted first in order to receive the L-STA and acquire data. Thereafter, the VHT-SIG-A field is transmitted for demodulation and decoding of data transmitted for the VHT-STA.
  • the VHT-SIG-A field is a field for transmitting control information common to the AP and MIMO paired VHT STAs, and may include control information for interpreting the received VHT format PPDU.
  • the VHT-SIG-A field may include a VHT-SIG-A1 field and a VHT-SIG-A2 field.
  • the VHT-SIG-A1 field includes information on channel bandwidth (BW) used, whether space time block coding (STBC) is applied, and group identification information for indicating a group of STAs grouped in MU-MIMO.
  • Group ID Group Identifier
  • NSTS space-time streams
  • Partial AID Partial Association Identifier
  • Transmit power save forbidden information can do.
  • the Group ID means an identifier assigned to the STA group to be transmitted to support MU-MIMO transmission, and may indicate whether the currently used MIMO transmission method is MU-MIMO or SU-MIMO.
  • the VHT-SIG-A2 field contains information on whether a short guard interval (GI) is used, forward error correction (FEC) information, information on modulation and coding scheme (MCS) for a single user, and multiple information.
  • GI short guard interval
  • FEC forward error correction
  • MCS modulation and coding scheme
  • Information on the type of channel coding for the user beamforming-related information, redundancy bits for cyclic redundancy checking (CRC), tail bits of convolutional decoder, and the like. Can be.
  • VHT-STF is used to improve the performance of AGC estimation in MIMO transmission.
  • VHT-LTF is used by the VHT-STA to estimate the MIMO channel. Since the VHT WLAN system supports MU-MIMO, the VHT-LTF may be set as many as the number of spatial streams in which a PPDU is transmitted. In addition, if full channel sounding is supported, the number of VHT-LTFs may be greater.
  • the VHT-SIG-B field includes dedicated control information required for a plurality of MU-MIMO paired VHT-STAs to receive a PPDU and acquire data. Accordingly, the VHT-STA may be designed to decode the VHT-SIG-B only when the common control information included in the VHT-SIG-A field indicates the MU-MIMO transmission currently received. On the other hand, if the common control information indicates that the currently received PPDU is for a single VHT-STA (including SU-MIMO), the STA may be designed not to decode the VHT-SIG-B field.
  • the VHT-SIG-B field may include information on modulation, encoding, and rate-matching of each VHT-STA.
  • the size of the VHT-SIG-B field may vary depending on the type of MIMO transmission (MU-MIMO or SU-MIMO) and the channel bandwidth used for PPDU transmission.
  • information indicating a bit size of a data field constituting the PPDU and / or indicating a bit stream size constituting a specific field May be included in the VHT-SIG-A field.
  • the L-SIG field may be used to effectively use the PPDU format.
  • a length field and a rate field included in the L-SIG field and transmitted may be used to provide necessary information.
  • MPDU MAC Protocol Data Unit
  • A-MPDU Aggregate MAC Protocol Data Unit
  • the data field is a payload and may include a service field, a scrambled PSDU, tail bits, and padding bits.
  • the STA Since the formats of various PPDUs are mixed and used as described above, the STA must be able to distinguish the formats of the received PPDUs.
  • the meaning of distinguishing a PPDU may have various meanings.
  • the meaning of identifying the PPDU may include determining whether the received PPDU is a PPDU that can be decoded (or interpreted) by the STA.
  • the meaning of distinguishing the PPDU may mean determining whether the received PPDU is a PPDU supported by the STA.
  • the meaning of distinguishing the PPDU may also be interpreted to mean what information is transmitted through the received PPDU.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a constellation for distinguishing a format of a PPDU of a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5A illustrates a constellation of an L-SIG field included in a non-HT format PPDU
  • FIG. 5B illustrates a phase rotation for HT mixed format PPDU detection
  • 5C illustrates phase rotation for VHT format PPDU detection.
  • Phase is used. That is, the STA may distinguish the PPDU format based on the phase of the constellation of the OFDM symbol transmitted after the L-SIG field and / or the L-SIG field of the received PPDU.
  • the phase of the constellation of OFDM symbols transmitted after the L-SIG field may be used. That is, the modulation method of OFDM symbols transmitted after the L-SIG field may be different, and the STA may distinguish the PPDU format based on the modulation method for the field after the L-SIG field of the received PPDU.
  • the phase of two OFDM symbols transmitted after the L-SIG field in the HT mixed format PPDU may be used.
  • the STA attempts to decode the first OFDM symbol and the second OFDM symbol corresponding to the HT-SIG field transmitted after the L-SIG field of the received PPDU based on the properties as shown in FIG. If the STA succeeds in decoding, it is determined that the corresponding PPDU is an HT format PPDU.
  • the phase of two OFDM symbols transmitted after the L-SIG field in the VHT format PPDU may be used.
  • the STA attempts to decode the first OFDM symbol and the second OFDM symbol corresponding to the VHT-SIG field transmitted after the L-SIG field of the received PPDU based on the properties as shown in the example of FIG. If the STA succeeds in decoding, it may be determined that the corresponding PPDU is a VHT format PPDU.
  • FIG. 6 illustrates a MAC frame format of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • a MAC frame (ie, an MPDU) includes a MAC header, a frame body, and a frame check sequence (FCS).
  • FCS frame check sequence
  • the Duration / ID field may be implemented to have different values depending on the type and subtype of the corresponding MAC frame.
  • the Address 1 to Address 4 fields include a BSSID, a source address (SA), a destination address (DA), a transmission address (TA) indicating a transmission STA address, and a reception address indicating a destination STA address (TA).
  • SA source address
  • DA destination address
  • TA transmission address
  • TA reception address indicating a destination STA address
  • RA It is used to indicate Receiving Address.
  • the address field implemented as a TA field may be set to a bandwidth signaling TA value, in which case, the TA field may indicate that the corresponding MAC frame contains additional information in the scrambling sequence.
  • the bandwidth signaling TA may be represented by the MAC address of the STA transmitting the corresponding MAC frame, but the Individual / Group bit included in the MAC address may be set to a specific value (for example, '1'). Can be.
  • the first three fields (Frame Control field, Duration / ID field and Address 1 field) and the last field (FCS field) constitute the minimum frame format and are present in every frame. Other fields may exist only in a specific frame type.
  • the type of the MAC frame may include three frame types: a management frame, a control frame, and a data frame.
  • control frames include request to send (RTS) frames, clear-to-send (CTS) frames, acknowledgment (ACK) frames, PS-Poll frames, content free (End) frames, CF End + CF-ACK frame, Block Acknowledgment request (BAR) frame, Block Acknowledgment (BA) frame, Control Wrapper (Control + HTcontrol) frame, VHT null data packet notification (NDPA) It may include a Null Data Packet Announcement and a Beamforming Report Poll frame.
  • each field described above corresponds to an example of fields that may be included in the MAC frame, but is not limited thereto. That is, each field described above may be replaced with another field or additional fields may be further included, and all fields may not be necessarily included.
  • FIG. 8 illustrates the HT format of the HT Control field in the MAC frame according to FIG. 6.
  • the HT Control Middle subfield may be implemented to have a different format according to the indication of the VHT subfield. A more detailed description of the HT Control Middle subfield will be given later.
  • the AC Constraint subfield indicates whether a mapped AC (Access Category) of a reverse direction (RD) data frame is limited to a single AC.
  • the RDG / More PPDU subfield may be interpreted differently depending on whether the corresponding field is transmitted by the RD initiator or the RD responder.
  • the RDG / More PPDU field is set to '1' if the RDG exists, and set to '0' if the RDG does not exist.
  • the RDG responder When transmitted by the RD responder, it is set to '1' if the PPDU including the corresponding subfield is the last frame transmitted by the RD responder, and set to '0' when another PPDU is transmitted.
  • the Link Adaptation subfield is a training request (TRQ) subfield, an MCS request or antenna selection indication (MAI: MCS (Modulation and Coding Scheme) Request or ASEL (Antenna Selection) Indication) subfield, and an MCS feedback sequence indication (MFSI).
  • MCS Feedback and Antenna Selection Command / data (MFB / ASELC) subfields are training requests (TRQ) subfields, an MCS request or antenna selection indication (MAI: MCS (Modulation and Coding Scheme) Request or ASEL (Antenna Selection) Indication) subfield, and an MCS feedback sequence indication (MFSI).
  • MCS Feedback and Antenna Selection Command / data (MFB / ASELC) subfields MCS Feedback and Antenna Selection Command / data
  • the TRQ subfield is set to 1 when the responder requests sounding PPDU transmission and is set to 0 when the responder does not request sounding PPDU transmission.
  • the MAI subfield is set to 14, this indicates an ASEL indication, and the MFB / ASELC subfield is interpreted as an antenna selection command / data. Otherwise, the MAI subfield indicates an MCS request and the MFB / ASELC subfield is interpreted as MCS feedback.
  • the MAI subfield When the MAI subfield indicates an MCS Request (MRQ: MCS Request), it is interpreted that the MAI subfield is composed of an MRQ (MCS request) and an MSI (MRQ sequence identifier).
  • MCS request MCS request
  • MSI MRQ sequence identifier
  • the MRQ subfield is set to '1' if MCS feedback is requested and set to '0' if MCS feedback is not requested.
  • the MSI subfield When the MRQ subfield is '1', the MSI subfield includes a sequence number for specifying an MCS feedback request.
  • the MSI subfield When the MRQ subfield is '0', the MSI subfield is set to a reserved bit.
  • Each of the above-described subfields corresponds to an example of subfields that may be included in the HT control field, and may be replaced with another subfield or may further include additional subfields.
  • FIG. 9 illustrates the VHT format of the HT Control field in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the HT Control field includes a VHT subfield, a HT Control Middle subfield, an AC Constraint subfield, and a Reverse Direction Grant (RDG) / More PPDU (More PPDU). It may consist of subfields.
  • RDG Reverse Direction Grant
  • More PPDU More PPDU
  • VHT 1
  • VHT Control field 1
  • the HT Control Middle subfield may be implemented to have a different format according to the indication of the VHT subfield.
  • the HT Control Middle subfield of the HT Control field for VHT includes a reserved bit, a Modulation and Coding Scheme feedback request (MRQ) subfield, and an MRQ Sequence Identifier (MSI).
  • STBC Space-time block coding
  • MCS MCS feedback sequence identifier
  • LSB Least Significant Bit
  • MSB MCS Feedback
  • MSB Group ID Most Significant Bit
  • Coding Type Subfield Feedback Transmission Type (FB Tx Type: Feedback transmission type) subfield and a voluntary MFB (Unsolicited MFB) subfield.
  • the MFB subfield may include a VHT number of space time streams (NUM_STS) subfield, a VHT-MCS subfield, a bandwidth (BW) subfield, and a signal to noise ratio (SNR). It may include subfields.
  • NUM_STS VHT number of space time streams
  • BW bandwidth
  • SNR signal to noise ratio
  • each field described above corresponds to an example of fields that may be included in the MAC frame, but is not limited thereto. That is, each field described above may be replaced with another field or additional fields may be further included, and all fields may not be necessarily included.
  • the HE-part is a part newly defined for the 802.11ax standard, and may include a HE-SIG field, a HE preamble, and a HE-data field.
  • the HE-preamble may include a HE-STF field and a HE-LTF field.
  • HE-preamble may include a HE-STF field and a HE-LTF field.
  • HE-preamble not only the HE-STF field and the HE-LTF field but also the HE-SIG field may be collectively referred to as HE-preamble.
  • L-part and HE-part may have different fast fourier transform (FFT) sizes, and may use different cyclic prefixes (CP). That is, the L-part and the HE-part (particularly, the HE-preamble and the HE-data) may have different subcarrier frequency spacings.
  • FFT fast fourier transform
  • CP cyclic prefixes
  • the FFT size used for the L-part is 64, 128, 256, and 512 at 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively
  • the FFT size used for the HE-part is 256 at 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively. , 512, 1024, 2048.
  • the use of a larger FFT size means that the subcarrier spacing becomes narrower, and similarly, an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) / Discrete Fourier Transform (DFT) period is increased.
  • IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • the IDFT / DFT period may mean a symbol length excluding the guard period (GI) in the OFDM symbol.
  • FIG. 10 illustrates a case in which the HE-SIG field has a 1x symbol structure
  • the HE-SIG field may also have a 4x symbol structure like HE-preamble and HE-data.
  • the HE format PPDU for the WLAN system to which the present invention can be applied may be transmitted through at least one 20 MHz channel.
  • the HE format PPDU may be transmitted in a 40 MHz, 80 MHz, or 160 MHz frequency band through a total of four 20 MHz channels. This will be described in more detail with reference to the drawings below.
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG may be transmitted as OFDM symbols generated based on 64 FFT points (or 64 subcarriers) in each 20MHz channel.
  • HE-STF is used to improve the performance of AGC estimation in MIMO transmission.
  • the FFT size for each frequency unit can be made larger from the HE-STF. For example, 256 FFTs may be used in a 20 MHz channel, 512 FFTs may be used in a 40 MHz channel, and 1024 FFTs may be used in an 80 MHz channel. As the FFT size increases, the number of OFDM subcarriers per unit frequency increases because the interval between OFDM subcarriers becomes smaller, but the OFDM symbol time becomes longer. In order to improve the efficiency of the system, the length of the GI after the HE-STF may be set equal to the length of the GI of the HE-SIG A.
  • the HE-SIG-B field may be transmitted in units of 20 MHz in the same manner as the HE-SIG-A field without transmitting over the entire band. This will be described with reference to the drawings below.
  • Such DL MU transmission or UL MU transmission may be multiplexed in a frequency domain or a spatial domain.
  • two leftover tones of the eight leftover tones may be divided into DC tones in the center frequency region.
  • Six leftover tones (first to sixth leftover tones) except for the two leftover tones divided into DC tones among the eight leftover tones may be located adjacent to the resource unit.
  • the second and third leftover tones are between the first and second resource units
  • the first to third leftover tones are between the first and second resource units, and
  • the third and fourth leftover tones may be located to the right of the ninth resource unit.
  • the first, second, fourth, and fifth resource units of the five resource units may be 52-tone resource units, and the third resource unit may be 26-tone resource units.
  • the third resource unit may be separated into two 13-tone sub resource units by a DC tone located in the center frequency region. In this case, four leftover tones of the eight leftover tones may be located in the center frequency region and may be divided into the DC tones as described above.
  • the first and second leftover tones are to the left of the first resource unit, and
  • FIG. 23 is a table summarizing PAPR values when the tone plan according to the fifth embodiment is applied to a 20 MHz channel.
  • FIG. 23 illustrates a PAPR value (in dB units) for each resource unit when the tone plan of the fifth embodiment is applied in HE-STF sequence transmission using an FFT size of 4x (PAPR with 4x upscaling in dB) ).
  • 23 (a) to 23 (d) correspond to FIGS. 22 (a) to 22 (d), respectively.
  • four leftover tones of the eight leftover tones may be divided into DC tones in the center frequency region.
  • the remaining four leftover tones (first to fourth leftover tones) except for the four leftover tones divided into DC tones may be located adjacent to the resource unit.
  • the second leftover tone is between the second and third resource units
  • the third leftover tone is between the seventh and eighth resource units.
  • four leftover tones of the eight leftover tones may be divided into DC tones in the center frequency region.
  • the remaining four leftover tones (first to fourth leftover tones) except for the four leftover tones divided into DC tones may be located adjacent to the resource unit.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating a data transmission method of an STA apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiments described above with reference to the flowchart can be equally applied. Therefore, a description overlapping with the above description will be omitted.
  • the first and second leftover tones of the four leftover tones are 2 Between the first and third resource units
  • the third and fourth leftover tones may be located between the seventh and eighth resource units.
  • the first and second leftover tones of the four leftover tones are the first and the second Between resource units
  • third and fourth leftover tones may be located between fourth and fifth resource units.
  • the first, second, fourth, and fifth resource units may correspond to the 52-ton resource unit
  • the third resource unit may correspond to the 26-ton resource unit.
  • the processor 2920 may be connected to the RF unit 2930 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802.11 system.
  • the processor 2920 may be configured to perform operations according to various embodiments of the present disclosure according to the above-described drawings and descriptions.
  • a module implementing the operation of the STA 2900 according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in the memory 2910 and executed by the processor 2920.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

발명의 일 실시예에 따른 WLAN(Wireless LAN) 시스템의 STA(Station) 장치의 데이터 전송 방법에 있어서, 피지컬 프리앰블(physical preamble) 및 데이터 필드를 포함하는 피지컬 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성하는 단계; 및 상기 PPDU를 20MHz 채널을 통해 전송하는 단계; 를 포함하되, 상기 20MHz 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들(Leftover tones)을 포함하고, 상기 4개의 레프트오버 톤들은 상기 주파수 도메인에서 기설정된 톤 플랜에 기초하여 상기 복수의 자원 유닛들에 이웃하여 위치할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템의 송수신 장치 및 방법
본 명세서는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에 있어, 주파수 도메인에서의 자원 유닛들 및 레프트오버 톤들의 배치 방법, 그리고 이를 수행하는 STA(Station) 장치에 관한 것이다.
와이파이(Wi-Fi)는 2.4GHz, 5GHz 또는 6 GHz 주파수 대역에서 기기가 인터넷에 접속 가능하게 하는 WLAN(Wireless Local Area Network) 기술이다.
WLAN은 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11 표준에 기반한다. IEEE 802.11의 WNG SC(Wireless Next Generation Standing Committee)는 차세대 WLAN(wireless local area network)을 중장기적으로 고민하는 애드혹 위원회(committee)이다.
IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 최대 600Mbps 데이터 처리 속도(data rate)를 제공하는 고처리율(HT: High Throughput)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 초고처리율(VHT: Very High Throughput)를 지원하는 차세대 WLAN 시스템은 IEEE 802.11n WLAN 시스템의 다음 버전으로서, IEEE 802.11ac가 새롭게 제정되었다. IEEE 802.11ac는 80MHz 대역폭 전송 및/또는 더 높은 대역폭 전송(예를 들어, 160MHz)을 통해 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하고, 주로 5 GHz 대역에서 동작한다.
최근에는 IEEE 802.11ac이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다.
일명 IEEE 802.11ax 또는 고효율(HEW: High Efficiency) WLAN라고 불리는 차세대 WLAN 스터디 그룹에서 주로 논의되는 IEEE 802.11ax의 범위(scope)는 1) 2.4GHz 및 5GHz 등의 대역에서 802.11 PHY(physical) 계층과 MAC(medium access control) 계층의 향상, 2) 스펙트럼 효율성(spectrum efficiency)과 영역 쓰루풋(area throughput) 향상, 3) 간섭 소스가 존재하는 환경, 밀집한 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 및 높은 사용자 부하가 존재하는 환경과 같은 실제 실내 환경 및 실외 환경에서 성능을 향상 등을 포함한다.
IEEE 802.11ax에서 주로 고려되는 시나리오는 AP(access point)와 STA(station)이 많은 밀집 환경이며, IEEE 802.11ax는 이러한 상황에서 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)과 공간 전송률(area throughput) 개선에 대해 논의한다. 특히, 실내 환경뿐만 아니라, 기존 WLAN에서 많이 고려되지 않던 실외 환경에서의 실질적 성능 개선에 관심을 가진다.
IEEE 802.11ax에서는 무선 오피스(wireless office), 스마트 홈(smart home), 스타디움(Stadium), 핫스팟(Hotspot), 빌딩/아파트(building/apartment)와 같은 시나리오에 관심이 크며, 해당 시나리오 기반으로 AP와 STA가 많은 밀집 환경에서의 시스템 성능 향상에 대한 논의가 수행되고 있다.
앞으로 IEEE 802.11ax에서는 하나의 BSS(basic service set)에서의 단일 링크 성능 향상보다는, OBSS(overlapping basic service set) 환경에서의 시스템 성능 향상 및 실외 환경 성능 개선, 그리고 셀룰러 오프로딩(cellular offloading) 등에 대한 논의가 활발할 것으로 예상된다. 이러한 IEEE 802.11ax의 방향성은 차세대 WLAN이 점점 이동 통신과 유사한 기술 범위를 갖게 됨을 의미한다. 최근 스몰 셀(small cell) 및 D2D(Direct-to-Direct) 통신 영역에서 이동 통신과 WLAN 기술이 함께 논의되고 있는 상황을 고려해 볼 때, IEEE 802.11ax를 기반한 차세대 WLAN과 이동 통신의 기술적 및 사업적 융합은 더욱 활발해질 것으로 예측된다.
상술한 바와 같이 차세대 무선 LAN 시스템인 802.11ax 시스템을 위한 새로운 프레임 포맷 및 뉴머럴러지(numerology)에 대한 논의가 활발히 진행 중이다.
특히 시스템의 쓰루풋(throughput)을 향상시키거나 아웃도어 환경에서의 ISI(inter-symbol interference)에 대한 강인성(robustness)를 향상시키기 위하여 주어진 시스템 대역폭에 기존보다 증가된 FFT 사이즈를 적용할 것으로 예상된다. 또한, 이와 더불어 기존 802.11ac 시스템에서 제안되었던 멀티 유저 전송 방식을 업링크 상황으로 확장하며, OFDMA 전송 방식의 도입에 관한 논의도 동반되고 있는 상황이다.
특히 OFDMA 전송 방식에서 사용될 톤 플랜에 대한 논의가 현재 활발히 진행 중이며 주어진 대역폭에 위치한 톤들을 어떤 톤 사이즈 단위로 분할하여 자원 유닛으로 사용할 지가 중요하게 논의되고 있다. 나아가, 자원 유닛으로서 구분된 톤들을 제외한 나머지 톤들(예를 들어, 가드(guard) 톤들, DC(direct current) 톤들, 레프트 오버(left over) 톤들 등등)을 어디에 위치시킬지에 대해서도 중요하게 논의되고 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 WLAN 시스템의 STA 장치 및 STA 장치의 데이터 전송 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 WLAN(Wireless LAN) 시스템의 STA(Station) 장치의 데이터 전송 방법에 있어서, 피지컬 프리앰블(physical preamble) 및 데이터 필드를 포함하는 피지컬 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성하는 단계; 및 상기 PPDU를 20MHz 채널을 통해 전송하는 단계; 를 포함하되, 상기 20MHz 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들(Leftover tones)을 포함하고, 상기 4개의 레프트오버 톤들은 상기 주파수 도메인에서 기설정된 톤 플랜에 기초하여 상기 복수의 자원 유닛들에 이웃하여 위치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, WLAN(Wireless LAN) 시스템의 STA(Station) 장치에 있어서, 무선 신호를 송신 및 수신하는, RF(Radio Frequency) 유닛; 및 상기 RF 유닛을 제어하는, 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서는, 피지컬 프리앰블(physical preamble) 및 데이터 필드를 포함하는 피지컬 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성하고, 및 상기 PPDU를 20MHz 채널을 통해 전송하되, 상기 20MHz 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들(Leftover tones)을 포함하고, 상기 4개의 레프트오버 톤들은 상기 주파수 도메인에서 기설정된 톤 플랜에 기초하여 상기 복수의 자원 유닛들에 이웃하여 위치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
또한, 상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
또한, 상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당할 수 있다.
상술한 실시예들은 효과 및 목적에 따라 선택적으로 적용되거나 조합되어 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 채널의 주파수 중심 영역에 위치하는 DC 톤 수가 증가함에 따라 중심 주파수 영역의 에너지를 증가시켜 CFO 측정에 강인한 성능을 갖도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, HE-STF 시퀀스를 전송하기 위해 사용되는 자원 유닛들이 낮은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio) 값을 갖는다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자원 유닛들(26-톤 자원 유닛, 52-톤 자원 유닛, 106-톤 자원 유닛) 사이에 위치하는 적어도 하나의 레프트오버 톤으로 인해 자원 유닛들 간의 간섭이 줄어든다는 효과를 갖는다.
본 발명의 다른 효과들에 대해서는 이하의 실시예들에서 추가로 설명하도록 한다.
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처(layer architecture)의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 non-HT 포맷 PPDU 및 HT 포맷 PPDU를 예시한다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 VHT 포맷 PPDU 포맷을 예시한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 PPDU의 포맷을 구분하기 위한 성상(constellation)을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 MAC 프레임 포맷을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 프레임 내 프레임 제어(Frame Control) 필드를 예시하는 도면이다.
도 8은 도 6에 따른 MAC 프레임에서 HT Control 필드의 HT 포맷을 예시한다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 HT Control 필드의 VHT 포맷을 예시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE(High Efficiency) 포맷 PPDU를 예시하는 도면이다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 15는 20MHz 채널에서 제1 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 17은 20MHz 채널에서 제2 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 19는 20MHz 채널에서 제3 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 21은 20MHz 채널에서 제3 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 22는 본 발명의 제5 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 23은 20MHz 채널에서 제5 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 25는 20MHz 채널에서 제6 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다.
도 27은 20MHz 채널에서 제7 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 STA 장치의 데이터 전송 방법을 나타낸 순서도이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 STA 장치의 블록도이다.
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 도시될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.11 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
시스템 일반
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
IEEE 802.11 구조는 복수 개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트(transparent)한 스테이션(STA: Station) 이동성을 지원하는 무선 통신 시스템이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(BSS: Basic Service Set)는 IEEE 802.11 시스템에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다.
도 1 에서는 3개의 BSS(BSS 1 내지 BSS 3)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2개의 STA이 포함되는 것(STA 1 및 STA 2 는 BSS 1에 포함되고, STA 3 및 STA 4는 BSS 2에 포함되며, STA 5 및 STA 6은 BSS 3에 포함됨)을 예시적으로 도시한다.
도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 기본 서비스 영역(BSA: Basic Service Area)이라고 칭할 수 있다. STA가 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
IEEE 802.11 시스템에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(IBSS: Independent BSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS 3이 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
STA의 켜지거나 꺼짐, STA가 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA는 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반 구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA는 BSS에 연계(associated)되어야 한다. 이러한 연계(association)는 동적으로 설정될 수 있고, 분배 시스템 서비스(DSS: Distribution System Service)의 이용을 포함할 수 있다.
802.11 시스템에서 직접적인 STA-대-STA의 거리는 물리 계층(PHY: physical) 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 STA 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배 시스템(DS: Distribution System)이 구성될 수 있다.
DS는 BSS들이 상호 연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
DS는 논리적인 개념이며 분배 시스템 매체(DSM: Distribution System Medium)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(WM: Wireless Medium)와 분배 시스템 매체(DSM: Distribution System Medium)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 시스템의 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 시스템 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 시스템 구조가 특정될 수 있다.
DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 장치를 지원할 수 있다.
AP는, 연계된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 도시하는 STA 2 및 STA 3은 STA의 기능성을 가지면서, 연계된 STA들(STA 1 및 STA 4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
AP에 연계된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 전송 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
임의의(arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 확장된 서비스 세트(ESS: Extended Service Set) 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 논리 링크 제어(LLC: Logical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트(transparent)하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로(동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.
IEEE 802.11 시스템에서는 도 1 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다.
구체적으로, BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고, 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한, BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고, 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고, 이는 리던던시(redundancy)를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 또는 그 이상의 ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 ad-hoc 네트워크가 동작하는 경우나, 상이한 기관(organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나, 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.
WLAN 시스템에서 STA은 IEEE 802.11의 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control)/PHY 규정에 따라 동작하는 장치이다. STA의 기능이 AP와 개별적으로 구분되지 않는 한, STA는 AP STA과 비-AP STA(non-AP STA)를 포함할 수 있다. 다만, STA과 AP 간에 통신이 수행된다고 할 때, STA은 non-AP STA으로 이해될 수 있다. 도 1의 예시에서 STA 1, STA 4, STA 5 및 STA 6은 non-AP STA에 해당하고, STA 2 및 STA 3은 AP STA 에 해당한다.
Non-AP STA는 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 장치에 해당한다. 이하의 설명에서 non-AP STA는 무선 장치(wireless device), 단말(terminal), 사용자 장치(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 무선 단말(wireless terminal), 무선 송수신 유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 네트워크 인터페이스 장치(network interface device), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치 등으로 칭할 수도 있다.
또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국(BS: Base Station), 노드-B(Node-B), 발전된 노드-B(eNB: evolved Node-B), 기저 송수신 시스템(BTS: Base Transceiver System), 펨토 기지국(Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.
이하, 본 명세서에서 하향링크(DL: downlink)는 AP에서 non-AP STA로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 non-AP STA에서 AP로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 AP의 일부이고, 수신기는 non-AP STA의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 non-AP STA의 일부이고, 수신기는 AP의 일부일 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처(layer architecture)의 구조를 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처는 MAC 부계층(MAC sublayer)과 PHY 부계층(PHY sublayer)을 포함할 수 있다.
PHY sublayer은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 개체(entity)와 PMD(Physical Medium Dependent) 개체로 구분될 수도 있다. 이 경우, PLCP 개체는 MAC sublayer와 데이터 프레임을 연결하는 역할을 수행하고, PMD 개체는 2개 또는 그 이상의 STA과 데이터를 무선으로 송수신하는 역할을 수행한다.
MAC sublayer과 PHY sublayer 모두 관리 개체(Management Entity)를 포함할 수 있으며, 각각 MAC 서브계층 관리 개체(MLME: MAC Sublayer Management Entity)과 PHY 서브계층 관리 개체(PLME: Physical Sublayer Management Entity)로 지칭할 수 있다. 이들 관리 개체은 계층 관리 함수의 동작을 통해 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다. MLME는 PLME와 연결되어 MAC sublayer의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있고, 마찬가지로 PLME도 MLME와 연결되어 PHY sublayer의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있다.
정확한 MAC 동작을 제공하기 위하여, SME(Station Management Entity)가 각 STA 내에 존재할 수 있다. SME는 각 계층과 독립적인 관리 개체로서, MLME와 PLME로부터 계층 기반 상태 정보를 수집하거나 각 계층의 특정 파라미터들의 값을 설정한다. SME는 일반 시스템 관리 개체들을 대신하여 이러한 기능을 수행할 수 있으며, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
MLME, PLME 및 SME은 프리미티브(primitive)를 기반의 다양한 방법으로 상호 작용(interact)할 수 있다. 구체적으로, XX-GET.request 프리미티브는 관리 정보 베이스 속성(MIB attribute: Management Information Base attribute)의 값을 요청하기 위해 사용되고, XX-GET.confirm 프리미티브는 상태가 'SUCCESS'라면, 해당 MIB 속성 값을 리턴(return)하고, 그 외의 경우에는 상태 필드에 오류 표시를 하여 리턴한다. XX-SET.request 프리미티브는 지정된 MIB 속성을 주어진 값으로 설정하도록 요청하기 위해 사용된다. MIB 속성이 특정 동작으로 의미하고 있다면, 이 요청은 그 특정 동작의 실행을 요청한다. 그리고, XX-SET.confirm 프리미티브는 상태가 'SUCCESS'라면, 이는 지정된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 의미한다. 그 외의 경우에는, 상태 필드는 오류 상황을 나타낸다. 이 MIB 속성이 특정 동작을 의미한다면, 이 프리미티브는 해당 동작의 수행된 것을 확인해 줄 수 있다.
각 sublayer에서의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
MAC sublayer는 상위 계층(예를 들어, LLC 계층)으로부터 전달 받은 MAC 서비스 데이터 유닛(MSDU: MAC Service Data Unit) 또는 MSDU의 조각(fragment)에 MAC 헤더(header)와 프레임 체크 시퀀스(FCS: Frame Check Sequence)을 부착하여 하나 이상의 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MPDU: MAC Protocol Data Unit)을 생성한다. 생성된 MPDU는 PHY sublayer로 전달된다.
A-MSDU(aggregated MSDU) 기법(scheme)이 사용되는 경우, 복수 개의 MSDU는 단일의 A-MSDU(aggregated MSDU)로 병합될 수 있다. MSDU 병합 동작은 MAC 상위 계층에서 수행될 수 있다. A-MSDU는 단일의 MPDU(조각화(fragment)되지 않는 경우)로 PHY sublayer로 전달된다.
PHY sublayer는 MAC sublayer으로부터 전달 받은 물리 서비스 데이터 유닛(PSDU: Physical Service Data Unit)에 물리 계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙여 물리 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성한다. PPDU는 무선 매체를 통해 전송된다.
PSDU는 PHY sublayer가 MAC sublayer로부터 수신한 것이고, MPDU는 MAC sublayer가 PHY sublayer로 전송한 것이므로, PSDU는 실질적으로 MPDU와 동일하다.
A-MPDU(aggregated MPDU) 기법(scheme)이 사용되는 경우, 복수의 MPDU(이때, 각 MPDU는 A-MSDU를 나를 수 있다.)는 단일의 A-MPDU로 병합될 수 있다. MPDU 병합 동작은 MAC 하위 계층에서 수행될 수 있다. A-MPDU는 다양한 타입의 MPDU(예를 들어, QoS 데이터, ACK(Acknowledge), 블록 ACK(BlockAck) 등)이 병합될 수 있다. PHY sublayer는 MAC sublayer로부터 단일의 PSDU로써 A-MPDU를 수신한다. 즉, PSDU는 복수의 MPDU로 구성된다. 따라서, A-MPDU는 단일의 PPDU 내에서 무선 매체를 통해 전송된다.
PPDU (Physical Protocol Data Unit) 포맷
PPDU(Physical Protocol Data Unit)은 물리 계층에서 발생되는 데이터 블록을 의미한다. 이하, 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 WLAN 시스템을 기초로 PPDU 포맷을 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 non-HT 포맷 PPDU 및 HT 포맷 PPDU를 예시한다.
도 3의 (a)는 IEEE 802.11a/g 시스템을 지원하기 위한 non-HT 포맷 PPDU을 예시한다. non-HT PPDU은 레거시(legacy) PPDU으로도 불릴 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, non-HT 포맷 PPDU은 L-STF(Legacy(또는, Non-HT) Short Training field), L-LTF(Legacy(또는, Non-HT) Long Training field) 및 L-SIG(Legacy(또는 Non-HT) SIGNAL) 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 데이터 필드를 포함한다.
L-STF는 짧은 트레이닝 OFDM(short training orthogonal frequency division multiplexing symbol) 심볼을 포함할 수 있다. L-STF는 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), 자동 이득 제어(AGC: Automatic Gain Control), 다이버시티 검출(diversity detection), 대략적인 주파수/시간 동기화(coarse frequency/time synchronization)을 위해 사용될 수 있다.
L-LTF는 긴 트레이닝 OFDM 심볼(long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-LTF는 정밀한 주파수/시간 동기화(fine frequency/time synchronization) 및 채널 추정(channel estimation)을 위해 사용될 수 있다.
L-SIG 필드는 데이터 필드의 복조 및 디코딩을 위한 제어 정보를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. L-SIG 필드는 데이터율(data rate), 데이터 길이(data length)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 3의 (b)는 IEEE 802.11n 시스템 및 IEEE 802.11a/g 시스템을 모두 지원하기 위한 HT 혼합 포맷 PPDU(HT-mixed format PPDU)을 예시한다.
도 3의 (b)를 참조하면, HT 혼합 포맷 PPDU은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 HT-SIG(HT-Signal) 필드, HT-STF(HT Short Training field), HT-LTF(HT Long Training field)로 구성되는 HT 포맷 프리앰블 및 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드는 하위 호환성(backward compatibility)를 위한 레가시 필드를 의미하므로, L-STF부터 L-SIG 필드까지 non-HT 포맷과 동일하다. L-STA은 HT 혼합 PPDU를 수신하여도 L-LTF, L-LTF 및 L-SIG 필드를 통해 데이터 필드를 해석할 수 있다. 다만 L-LTF는 HT-STA이 HT 혼합 PPDU를 수신하고 L-SIG 필드 및 HT-SIG 필드를 복조하기 위하여 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
HT-STA는 레가시 필드 뒤에 오는 HT-SIG 필드 이용하여 HT-혼합 포맷 PPDU임을 알 수 있으며, 이를 기반으로 데이터 필드를 디코딩할 수 있다.
HT-LTF 필드는 데이터 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. IEEE 802.11n은 SU-MIMO(Single-User Multi-Input and Multi-Output)를 지원하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 위해 HT-LTF 필드는 복수로 구성될 수 있다.
HT-LTF 필드는 공간 스트림에 대한 채널 추정을 위하여 사용되는 데이터 HT-LTF(data HT-LTF)와 풀 채널 사운딩(full channel sounding)을 위해 추가적으로 사용되는 확장 HT-LTF(extension HT-LTF)로 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 HT-LTF는 전송되는 공간 스트림의 개수보다 같거나 많을 수 있다.
HT-혼합 포맷 PPDU은 L-STA도 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하기 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드가 가장 먼저 전송된다. 이후 HT-STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 HT-SIG 필드가 전송된다.
HT-SIG 필드까지는 빔포밍을 수행하지 않고 전송하여 L-STA 및 HT-STA이 해당 PPDU를 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하고, 이후 전송되는 HT-STF, HT-LTF 및 데이터 필드는 프리코딩을 통한 무선 신호 전송이 수행된다. 여기서 프리코딩을 하여 수신하는 STA에서 프리코딩에 의한 전력이 가변 되는 부분을 감안할 수 있도록 HT-STF 필드를 전송하고 그 이후에 복수의 HT-LTF 및 데이터 필드를 전송한다.
도 3의 (c)는 IEEE 802.11n 시스템만을 지원하기 위한 HT-GF 포맷 PPDU(HT-greenfield format PPDU)을 예시한다.
도 3의 (c)를 참조하면, HT-GF 포맷 PPDU은 HT-GF-STF, HT-LTF1, HT-SIG 필드, 복수 HT-LTF2 및 데이터 필드를 포함한다.
HT-GF-STF는 프레임 타이밍 획득 및 AGC를 위해 사용된다.
HT-LTF1는 채널 추정을 위해 사용된다.
HT-SIG 필드는 데이터 필드의 복조 및 디코딩을 위해 사용된다.
HT-LTF2는 데이터 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용된다. 마찬가지로 HT-STA은 SU-MIMO를 사용하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 요하므로HT-LTF2는 복수로 구성될 수 있다.
복수의 HT-LTF2는 HT 혼합 PPDU의 HT-LTF 필드와 유사하게 복수의 Data HT-LTF와 복수의 확장 HT-LTF로 구성될 수 있다.
도 3의 (a) 내지 (c)에서 데이터 필드는 페이로드(payload)로서, 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU(scrambled PSDU) 필드, 테일 비트(Tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다. 데이터 필드의 모든 비트는 스크램블된다.
도 3의 (d)는 데이터 필드에 포함되는 서비스 필드를 나타낸다. 서비스 필드는 16 비트를 가진다. 각 비트는 0번부터 15번까지 부여되며, 0번 비트부터 순차적으로 전송된다. 0번부터 6번 비트는 0으로 설정되고, 수신단 내 디스크램블러(descrambler)를 동기화하기 위하여 사용된다.
IEEE 802.11ac WLAN 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 하향링크 MU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면, AP가 MIMO 페어링(pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
DL MU 전송(downlink multi-user transmission)은 하나 이상의 안테나를 통해 AP가 동일한 시간 자원을 통해 PPDU를 복수의 non-AP STA에게 전송하는 기술을 의미한다.
이하, MU PPDU는 MU-MIMO 기술 또는 OFDMA 기술을 이용하여 하나 이상의 STA을 위한 하나 이상의 PSDU를 전달하는 PPDU를 의미한다. 그리고, SU PPDU는 하나의 PSDU만을 전달할 수 있거나 PSDU가 존재하지 않는 포맷을 가진 PPDU를 의미한다.
MU-MIMO 전송을 위하여 802.11n 제어 정보의 크기에 비하여 STA에 전송되는 제어 정보의 크기가 상대적으로 클 수 있다. MU-MIMO 지원을 위해 추가적으로 요구되는 제어 정보의 일례로, 각 STA에 의해 수신되는 공간적 스트림(spatial stream)의 수를 지시하는 정보, 각 STA에 전송되는 데이터의 변조 및 코딩 관련 정보 등이 이에 해당될 수 있다.
따라서, 복수의 STA에 동시에 데이터 서비스를 제공하기 위하여 MU-MIMO 전송이 수행될 때, 전송되는 제어 정보의 크기는 수신하는 STA의 수에 따라 증가될 수 있다.
이와 같이 증가되는 제어 정보의 크기를 효율적으로 전송하기 위하여, MU-MIMO 전송을 위해 요구되는 복수의 제어 정보는 모든 STA에 공통으로 요구되는 공통 제어 정보(common control information)와 특정 STA에 개별적으로 요구되는 전용 제어 정보(dedicated control information)의 두 가지 타입의 정보로 구분하여 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 VHT 포맷 PPDU 포맷을 예시한다.
도 4는 IEEE 802.11ac 시스템을 지원하기 위한 VHT 포맷 PPDU(VHT format PPDU)를 예시한다.
도 4를 참조하면, VHT 포맷 PPDU는 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드를 포함하는 레가시 포맷 프리앰블과 VHT-SIG-A(VHT-Signal-A) 필드, VHT-STF(VHT Short Training Field), VHT-LTF(VHT Long Training Field), VHT-SIG-B(VHT-Signal-B) 필드로 구성되는 VHT 포맷 프리앰블 및 데이터 필드를 포함한다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG는 하위 호완성(backward compatibility)를 위한 레가시 필드를 나타내므로, L-STF 부터 L-SIG 필드까지 non-HT 포맷과 동일하다. 다만, L-LTF는 L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드를 복조하기 위하여 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
L-STF, L-LTF, L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드는 20MHz 채널 단위로 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어, PPDU가 4개의 20 MHz 채널(즉, 80 MHz 대역폭)을 통해 전송될 때, L-STF, L-LTF, L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드는 매 20MHz 채널에서 반복되어 전송될 수 있다.
VHT-STA는 레가시 필드 뒤에 오는 VHT-SIG-A 필드를 사용하여 VHT 포맷 PPDU임을 알 수 있으며, 이를 기반으로 데이터 필드를 디코딩할 수 있다.
VHT 포맷 PPDU는 L-STA도 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하기 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드가 가장 먼저 전송된다. 이후, VHT-STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 VHT-SIG-A 필드가 전송된다.
VHT-SIG-A 필드는 AP와 MIMO 페어링된(paired) VHT STA들에게 공통되는 제어 정보 전송을 위한 필드로서, 이는 수신된 VHT 포맷 PPDU를 해석하기 위한 제어 정보를 포함할 수 있다.
VHT-SIG-A 필드는 VHT-SIG-A1 필드와 VHT-SIG-A2 필드를 포함할 수 있다.
VHT-SIG-A1 필드는 사용하는 채널 대역폭(BW: bandwidth) 정보, 시공간 블록 코딩(STBC: Space Time Block Coding)의 적용 여부, MU-MIMO에서 그룹핑된 STA들의 그룹의 지시하기 위한 그룹 식별 정보(Group ID: Group Identifier), 사용되는 스트림의 개수(NSTS: Number of space-time stream)/부분 AID(Partial AID(association Identifier))에 대한 정보 및 전송 파워 세이브 금지(Transmit power save forbidden) 정보를 포함할 수 있다. 여기서, Group ID는 MU-MIMO 전송을 지원하기 위해 전송 대상 STA 그룹에 대하여 할당되는 식별자를 의미하며, 현재 사용된 MIMO 전송 방법이 MU-MIMO인지 또는 SU-MIMO 인지 여부를 나타낼 수 있다.
VHT-SIG-A2 필드는 짧은 보호구간(GI: Guard Interval) 사용 여부에 대한 정보, 포워드 에러 정정(FEC: Forward Error Correction) 정보, 단일 사용자에 대한 MCS(Modulation and Coding Scheme)에 관한 정보, 복수 사용자에 대한 채널 코딩의 종류에 관한 정보, 빔포밍 관련 정보, CRC(Cyclic Redundancy Checking)를 위한 여분 비트(redundancy bits)와 컨벌루셔널 디코딩(convolutional decoder)의 테일 비트(tail bit) 등을 포함할 수 있다.
VHT-STF는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.
VHT-LTF는 VHT-STA이 MIMO 채널을 추정하는데 사용된다. VHT WLAN 시스템은 MU-MIMO를 지원하기 때문에, VHT-LTF는 PPDU가 전송되는 공간 스트림의 개수만큼 설정될 수 있다. 추가적으로, 풀 채널 사운딩(full channel sounding)이 지원되는 경우, VHT-LTF의 수는 더 많아질 수 있다.
VHT-SIG-B 필드는 MU-MIMO 페어링된 복수의 VHT-STA이 PPDU를 수신하여 데이터를 획득하는데 필요한 전용 제어 정보를 포함한다. 따라서, VHT-SIG-A 필드에 포함된 공용 제어 정보가 현재 수신된 PPDU가 MU-MIMO 전송을 지시한 경우에만, VHT-STA은 VHT-SIG-B를 디코딩하도록 설계될 수 있다. 반면 공용 제어 정보가 현재 수신된 PPDU가 단일 VHT-STA을 위한 것(SU-MIMO를 포함)임을 지시한 경우 STA은 VHT-SIG-B 필드를 디코딩하지 않도록 설계될 수 있다.
VHT-SIG-B 필드는 각 VHT-STA 들의 변조, 인코딩 및 레이트 매칭(rate-matching)에 대한 정보를 포함할 수 있다. VHT-SIG-B 필드의 크기는 MIMO 전송의 유형(MU-MIMO 또는 SU-MIMO) 및 PPDU 전송을 위해 사용하는 채널 대역폭에 따라 다를 수 있다.
MU-MIMO를 지원하는 시스템에서 동일한 크기의 PPDU를 AP에 페어링된 STA들에게 전송하기 위하여, PPDU를 구성하는 데이터 필드의 비트 크기를 지시하는 정보 및/또는 특정 필드를 구성하는 비트 스트림 크기를 지시하는 정보가 VHT-SIG-A 필드에 포함될 수 있다.
다만, 효과적으로 PPDU 포맷을 사용하기 위하여 L-SIG 필드가 사용될 수도 있다. 동일한 크기의 PPDU가 모든 STA에게 전송되기 위하여 L-SIG 필드 내 포함되어 전송되는 길이 필드(length field) 및 레이트 필드(rate field)가 필요한 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, MPDU(MAC Protocol Data Unit) 및/또는 A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)가 MAC 계층의 바이트(또는 옥텟(oct: octet)) 기반으로 설정되므로 물리 계층에서 추가적인 패딩(padding)이 요구될 수 있다.
도 4에서 데이터 필드는 페이로드(payload)로서, 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU(scrambled PSDU), 테일 비트(tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다.
위와 같이 여러 가지의 PPDU의 포맷이 혼합되어 사용되기 때문에, STA은 수신한 PPDU의 포맷을 구분할 수 있어야 한다.
여기서, PPDU를 구분한다는 의미(또는, PPDU 포맷을 구분한다는 의미)는 다양한 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU가 STA에 의해 디코딩(또는, 해석)이 가능한 PPDU인지 여부에 대하여 판단한다는 의미를 포함할 수 있다. 또한, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU가 STA에 의해 지원 가능한 PPDU인지 여부에 대하여 판단한다는 의미일 수도 있다. 또한, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU를 통해 전송된 정보가 어떠한 정보인지를 구분한다는 의미로도 해석될 수 있다.
이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 PPDU의 포맷을 구분하기 위한 성상(constellation)을 예시하는 도면이다.
도 5의 (a)는 non-HT 포맷 PPDU에 포함되는 L-SIG 필드의 성상(constellation)를 예시하고, 도 5의 (b)는 HT 혼합 포맷 PPDU 검출을 위한 위상 회전(phase rotation)을 예시하며, 도 5의 (c)는 VHT 포맷 PPDU 검출을 위한 위상 회전(phase rotation)을 예시한다.
STA이 non-HT 포맷 PPDU, HT-GF 포맷 PPDU, HT 혼합 포맷 PPDU 및 VHT 포맷 PPDU을 구분(classification)하기 위하여, L-SIG 필드 및 L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상(constellation)의 위상(phase)이 사용된다. 즉, STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 및/또는 L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상의 위상을 기반으로 PPDU 포맷을 구분할 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, L-SIG 필드를 구성하는 OFDM 심볼은 BPSK(Binary Phase Shift Keying)가 이용된다.
먼저, HT-GF 포맷 PPDU를 구분하기 위하여, STA은 수신한 PPDU에서 최초의 SIG 필드가 감지되면, L-SIG 필드인지 여부를 판단한다. 즉, STA은 도 5의 (a)의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다. STA이 디코딩에 실패하면 해당 PPDU가 HT-GF 포맷 PPDU라고 판단할 수 있다.
다음으로, non-HT 포맷 PPDU, HT 혼합 포맷 PPDU 및 VHT 포맷 PPDU을 구분(classification)하기 위하여, L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상의 위상이 사용될 수 있다. 즉, L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 변조 방법이 서로 다를 수 있으며, STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 이후의 필드에 대한 변조 방법을 기반으로 PPDU 포맷을 구분할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, HT 혼합 포맷 PPDU를 구분하기 위하여, HT 혼합 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후에 전송되는 2개의 OFDM 심볼의 위상이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, HT 혼합 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후에 전송되는 HT-SIG 필드에 대응되는 OFDM 심볼 #1 및 OFDM 심볼 #2의 위상은 모두 반시계 방향으로 90도만큼 회전된다. 즉, OFDM 심볼 #1 및 OFDM 심볼 #2에 대한 변조 방법은 QBPSK(Quadrature Binary Phase Shift Keying)가 이용된다. QBPSK 성상은 BPSK 성상을 기준으로 반시계 방향으로 90도만큼 위상이 회전한 성상일 수 있다.
STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 다음에 전송되는 HT-SIG 필드에 대응되는 제1 OFDM 심볼 및 제2 OFDM 심볼을 도 5의 (b)의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다. STA이 디코딩에 성공하면 해당 PPDU가 HT 포맷 PPDU라고 판단한다.
다음으로, non-HT 포맷 PPDU 및 VHT 포맷 PPDU을 구분하기 위하여, L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상의 위상이 사용될 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면, VHT 포맷 PPDU를 구분(classification)하기 위하여, VHT 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후에 전송되는 2개의 OFDM 심볼의 위상이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, VHT 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후의 VHT-SIG-A 필드에 대응되는 OFDM 심볼 #1의 위상은 회전되지 않으나, OFDM 심볼 #2의 위상은 반시계 방향으로 90도만큼 회전된다. 즉, OFDM 심볼 #1에 대한 변조 방법은 BPSK가 이용되고, OFDM 심볼 #2에 대한 변조 방법은 QBPSK가 이용된다.
STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 다음에 전송되는 VHT-SIG 필드에 대응되는 제1 OFDM 심볼 및 제2 OFDM 심볼을 도 5의 (c)의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다. STA이 디코딩에 성공하면 해당 PPDU가 VHT 포맷 PPDU이라고 판단할 수 있다.
반면, 디코딩에 실패하면, STA은 해당 PPDU가 non-HT 포맷 PPDU이라고 판단할 수 있다.
MAC 프레임 포맷
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 MAC 프레임 포맷을 예시한다.
도 6을 참조하면, MAC 프레임(즉, MPDU)은 MAC 헤더(MAC Header), 프레임 몸체(Frame Body) 및 프레임 체크 시퀀스(FCS: frame check sequence)로 구성된다.
MAC Header는 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속 시간/식별자(Duration/ID) 필드, 주소 1(Address 1) 필드, 주소 2(Address 2) 필드, 주소 3(Address 3) 필드, 시퀀스 제어(Sequence Control) 필드, 주소 4(Address 4) 필드, QoS 제어(QoS Control) 필드 및 HT 제어(HT Control) 필드를 포함하는 영역으로 정의된다.
Frame Control 필드는 해당 MAC 프레임 특성에 대한 정보를 포함한다. Frame Control 필드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
Duration/ID 필드는 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입에 따른 다른 값을 가지도록 구현될 수 있다.
만약, 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입이 파워 세이브(PS: power save) 운영을 위한 PS-폴(PS-Poll) 프레임의 경우, Duration/ID 필드는 프레임을 전송한 STA의 AID(association identifier)를 포함하도록 설정될 수 있다. 그 이외의 경우, Duration/ID 필드는 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입에 따라 특정 지속시간 값을 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 프레임이 A-MPDU(aggregate-MPDU) 포맷에 포함된 MPDU인 경우, MAC 헤더에 포함된 Duration/ID 필드는 모두 동일한 값을 가지도록 설정될 수도 있다.
Address 1 필드 내지 Address 4 필드는 BSSID, 소스 주소(SA: source address), 목적 주소(DA: destination address), 전송 STA 주소를 나타내는 전송 주소 (TA: Transmitting Address), 수신 STA 주소를 나타내는 수신 주소(RA: Receiving Address)를 지시하기 위하여 사용된다.
한편, TA 필드로 구현된 주소 필드는 대역폭 시그널링 TA(bandwidth signaling TA) 값으로 설정될 수 있으며, 이 경우 TA 필드는 해당 MAC 프레임이 스크램블링 시퀀스에 추가적인 정보를 담고 있음을 지시할 수 있다. 대역폭 시그널링 TA는 해당 MAC 프레임을 전송하는 STA의 MAC 주소로 표현될 수 있으나, MAC 주소에 포함된 개별/그룹 비트(Individual/Group bit)가 특정 값(예를 들어, ‘1’)으로 설정될 수 있다.
Sequence Control 필드는 시퀀스 넘버(sequence number) 및 조각 넘버(fragment number)를 포함하도록 설정된다. 시퀀스 넘버를 해당 MAC 프레임에 할당된 시퀀스 넘버를 지시할 수 있다. 조각 넘버는 해당 MAC 프레임의 각 조각의 넘버를 지시할 수 있다.
QoS Control 필드는 QoS와 관련된 정보를 포함한다. QoS Control 필드는 서브타입(Subtype) 서브필드에서 QoS 데이터 프레임을 지시하는 경우 포함될 수 있다.
HT Control 필드는 HT 및/또는 VHT 송수신 기법과 관련된 제어 정보를 포함한다. HT Control 필드는 제어 래퍼(Control Wrapper) 프레임에 포함된다. 또한, 오더(Order) 서브필드 값이 1인 QoS 데이터(QoS Data) 프레임, 관리(Management) 프레임에 존재한다.
Frame Body는 MAC 페이로드(payload)로 정의되고, 상위 계층에서 전송하고자 하는 데이터가 위치하게 되며, 가변적인 크기를 가진다. 예를 들어, 최대 MPDU의 크기는 11454 옥텟(octets)이고, 최대 PPDU 크기는 5.484 ms일 수 있다.
FCS는 MAC 풋터(footer)로 정의되고, MAC 프레임의 에러 탐색을 위하여 사용된다.
처음 세 필드(Frame Control 필드, Duration/ID 필드 및 Address 1 필드)와 제일 마지막 필드(FCS 필드)는 최소 프레임 포맷을 구성하며, 모든 프레임에 존재한다. 그 외의 필드는 특정 프레임 타입에서만 존재할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 프레임 내 프레임 제어(Frame Control) 필드를 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, Frame Control 필드는 프로토콜 버전(Protocol Version) 서브필드, 타입(Type) 서브필드, 서브타입(Subtype) 서브필드, To DS 서브필드, From DS 서브필드, 추가 조각(More Fragments) 서브필드, 재시도(Retry) 서브필드, 파워 관리(Power Management) 서브필드, 추가 데이터(More Data) 서브필드, 보호된 프레임(Protected Frame) 서브필드 및 오더(Order) 서브필드로 구성된다.
Protocol Version 서브필드는 해당 MAC 프레임에 적용된 WLAN 프로토콜의 버전을 지시할 수 있다.
Type 서브필드 및 Subtype 서브필드는 해당 MAC 프레임의 기능을 식별하는 정보를 지시하도록 설정될 수 있다.
MAC 프레임의 타입은 관리 프레임(Management Frame), 제어 프레임(Control Frame), 데이터 프레임(Data Frame) 3가지의 프레임 타입을 포함할 수 있다.
그리고, 각 프레임 타입들은 다시 서브타입으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 제어 프레임(Control frames)은 RTS(request to send) 프레임, CTS(clear-to-send) 프레임, ACK(Acknowledgment) 프레임, PS-Poll 프레임, CF(contention free)-End 프레임, CF-End+CF-ACK 프레임, 블록 ACK 요청(BAR: Block Acknowledgment request) 프레임, 블록 ACK(BA: Block Acknowledgment) 프레임, 제어 래퍼(Control Wrapper(Control+HTcontrol)) 프레임, VHT 널 데이터 패킷 공지(NDPA: Null Data Packet Announcement), 빔포밍 보고 폴(Beamforming Report Poll) 프레임을 포함할 수 있다.
관리 프레임(Management frames)은 비콘(Beacon) 프레임, ATIM(Announcement Traffic Indication Message) 프레임, 연계해제(Disassociation) 프레임, 연계 요청/응답(Association Request/Response) 프레임, 재연계 요청/응답(Reassociation Request/Response) 프레임, 프로브 요청/응답(Probe Request/Response) 프레임, 인증(Authentication) 프레임, 인증해제(Deauthentication) 프레임, 동작(Action) 프레임, 동작 무응답(Action No ACK) 프레임, 타이밍 광고(Timing Advertisement) 프레임을 포함할 수 있다.
To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 해당 MAC 프레임 헤더에 포함된 Address 1 필드 내지 Address 4 필드를 해석하기 위하여 필요한 정보를 포함할 수 있다. Control 프레임의 경우, To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 모두 ‘0’로 설정된다. Management 프레임의 경우, To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 해당 프레임이 QoS 관리 프레임(QMF: QoS Management frame)이면 순서대로 ‘1’, ‘0’으로 설정되고, 해당 프레임이 QMF가 아니면 순서대로 모두 ‘0’, ‘0’로 설정될 수 있다.
More Fragments 서브필드는 해당 MAC 프레임에 이어 전송될 조각(fragment)이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 현재 MSDU 또는 MMPDU의 또 다른 조각(fragment)가 존재하는 경우 ‘1’로 설정되고, 그렇지 않은 경우 ‘0’로 설정될 수 있다.
Retry 서브필드는 해당 MAC 프레임이 이전 MAC 프레임의 재전송에 따른 것인지 여부를 지시할 수 있다. 이전 MAC 프레임의 재전송인 경우 ‘1’로 설정되고, 그렇지 않은 경우 ‘0’으로 설정될 수 있다.
Power Management 서브필드는 STA의 파워 관리 모드를 지시할 수 있다. Power Management 서브필드 값이 ‘1’이면 STA이 파워 세이브 모드로 전환하는 것을 지시할 수 있다.
More Data 서브필드는 추가적으로 전송될 MAC 프레임이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 추가적으로 전송될 MAC 프레임이 존재하는 경우 ‘1’로 설정되고, 그렇지 않은 경우 ‘0’으로 설정될 수 있다.
Protected Frame 서브필드는 프레임 바디(Frame Body) 필드가 암호화되었는지 여부를 지시할 수 있다. Frame Body 필드가 암호화된 인캡슐레이션 알고리즘(cryptographic encapsulation algorithm)에 의해 처리된 정보를 포함하는 경우 ‘1’로 설정되고, 그렇지 않은 경우 ‘0’으로 설정될 수 있다.
앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802.11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다.
도 8은 도 6에 따른 MAC 프레임에서 HT Control 필드의 HT 포맷을 예시한다.
도 8을 참조하면, HT Control 필드는 VHT 서브필드, HT 제어 미들(HT Control Middle) 서브필드, AC 제한(AC Constraint) 서브필드 및 역방향 승인(RDG: Reverse Direction Grant)/추가 PPDU(More PPDU) 서브필드로 구성될 수 있다.
VHT 서브필드는 HT Control 필드가 VHT를 위한 HT Control 필드의 포맷을 가지는지(VHT=1) 또는 HT를 위한 HT Control 필드의 포맷을 가지는지(VHT=0) 여부를 지시한다. 도 8에서는 HT를 위한 HT Control 필드(즉, VHT=0)를 가정하여 설명한다.
HT Control Middle 서브필드는 VHT 서브필드의 지시에 따라 다른 포맷을 가지도록 구현될 수 있다. HT Control Middle 서브필드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
AC Constraint 서브필드는 역방향(RD: reverse direction) 데이터 프레임의 맵핑된 AC(Access Category)가 단일 AC에 한정된 것인지 여부를 지시한다.
RDG/More PPDU 서브필드는 해당 필드가 RD 개시자(initiator) 또는 RD 응답자(responder)에 의하여 전송되는지 여부에 따라 다르게 해석될 수 있다.
RD 개시자에 의하여 전송된 경우, RDG가 존재하는 경우 RDG/More PPDU 필드가 ‘1’로 설정되고, RDG가 존재하지 않는 경우 ‘0’으로 설정된다. RD 응답자에 의하여 전송된 경우, 해당 서브필드를 포함하는 PPDU가 RD 응답자에 의해 전송된 마지막 프레임이면 ‘1’로 설정되고, 또 다른 PPDU가 전송되면 ‘0’으로 설정된다.
HT를 위한 HT Control 필드의 HT Control Middle 서브필드는 링크 적응(Link Adaptation) 서브필드, 캘리브레이션 포지션(Calibration Position) 서브필드, 캘리브레이션 시퀀스(Calibration Sequence) 서브필드, 예비(Reserved) 서브필드, 채널 상태 정보/조정(CSI/Steering: Channel State Information/Steering) 서브필드, HT NDP 공지(HT NDP Announcement: HT Null Data Packet Announcement) 서브필드, 예비(Reserved) 서브필드를 포함할 수 있다.
Link Adaptation 서브필드는 트레이닝 요청(TRQ: Training request) 서브필드, MCS 요청 또는 안테나 선택 지시(MAI: MCS(Modulation and Coding Scheme) Request or ASEL(Antenna Selection) Indication) 서브필드, MCS 피드백 시퀀스 지시(MFSI: MCS Feedback Sequence Identifier) 서브필드, MCS 피드백 및 안테나 선택 명령/데이터(MFB/ASELC: MCS Feedback and Antenna Selection Command/data) 서브필드를 포함할 수 있다.
TRQ 서브필드는 응답자(responder)에게 사운딩 PPDU(sounding PPDU) 전송을 요청하는 경우 1로 설정되고, 응답자에게 사운딩 PPDU 전송을 요청하지 않는 경우 0으로 설정된다.
MAI 서브필드가 14로 설정되면 안테나 선택 지시(ASEL indication)를 나타내며, MFB/ASELC 서브필드는 안테나 선택 명령/데이터로 해석된다. 그렇지 않은 경우, MAI 서브필드는 MCS 요청을 나타내며, MFB/ASELC 서브필드는 MCS 피드백으로 해석된다.
MAI 서브필드가 MCS 요청(MRQ: MCS Request)을 나타내는 경우, MAI 서브필드는 MRQ(MCS request) 및 MSI(MRQ sequence identifier)로 구성된다고 해석된다. MRQ 서브필드는 MCS 피드백이 요청되면 '1'로 설정되고, MCS 피드백이 요청되지 않으면 '0'으로 설정된다. MRQ 서브필드가 '1'일 때, MSI 서브필드는 MCS 피드백 요청을 특정하기 위한 시퀀스 번호를 포함한다. MRQ 서브필드가 '0'일 때, MSI 서브필드는 예비(reserved) 비트로 설정된다.
앞서 설명한 각 서브 필드들은 HT 제어 필드에 포함될 수 있는 서브필드들의 예시에 해당하며, 다른 서브필드로 대체되거나, 추가적인 서브필드가 더 포함될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 HT Control 필드의 VHT 포맷을 예시한다.
도 9를 참조하면, HT Control 필드는 VHT 서브필드, HT 제어 미들(HT Control Middle) 서브필드, AC 제한(AC Constraint) 서브필드 및 역방향 승인(RDG: Reverse Direction Grant)/추가 PPDU(More PPDU) 서브필드로 구성될 수 있다.
도 9에서는 VHT를 위한 HT Control 필드(즉, VHT=1)를 가정하여 설명한다. VHT를 위한 HT Control 필드를 VHT Control 필드로 지칭할 수 있다.
AC Constraint 서브필드 및 RDG/More PPDU 서브필드에 대한 설명은 앞서 도 8에서의 설명과 동일하므로 설명을 생략한다.
상술한 바와 같이, HT Control Middle 서브필드는 VHT 서브필드의 지시에 따라 다른 포맷을 가지도록 구현될 수 있다.
VHT를 위한 HT Control 필드의 HT Control Middle 서브필드는 예비 비트(Reserved bit), MCS 피드백 요청(MRQ: MCS(Modulation and Coding Scheme) feedback request) 서브필드, MRQ 시퀀스 식별자(MSI: MRQ Sequence Identifier)/시공간 블록 코딩(STBC: space-time block coding) 서브필드, MCS 피드백 시퀀스 식별자(MFSI: MCS feedback sequence identifier)/그룹 ID 최하위 비트(GID-L: LSB(Least Significant Bit) of Group ID) 서브필드, MCS 피드백(MFB: MCS Feedback) 서브필드, 그룹 ID 최상위 비트(GID-H: MSB(Most Significant Bit) of Group ID) 서브필드, 코딩 타입(Coding Type) 서브필드, 피드백 전송 타입(FB Tx Type: Feedback Transmission type) 서브필드 및 자발적 MFB(Unsolicited MFB) 서브필드로 구성될 수 있다.
그리고, MFB 서브필드는 VHT 공간-시간 스트림 개수(NUM_STS: Number of space time streams) 서브필드, VHT-MCS 서브필드, 대역폭(BW: Bandwidth) 서브필드, 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio) 서브필드를 포함할 수 있다.
NUM_STS 서브필드는 추천하는 공간 스트림의 개수를 지시한다. VHT-MCS 서브필드는 추천하는 MCS를 지시한다. BW 서브필드는 추천하는 MCS와 관련된 대역폭 정보를 지시한다. SNR 서브필드는 데이터 서브캐리어 및 공간 스트림 상의 평균 SNR 값을 지시한다.
앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802.11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다.
HE 시스템
이하에서는 차세대 WLAN 시스템에 대해 설명한다. 차세대 WLAN 시스템은 차세대 WIFI 시스템으로서, 이러한 차세대 WIFI 시스템의 일 실시예로서 IEEE 802.11ax를 예로서 설명할 수도 있다. 본 명세서에서 이하의 차세대 WLAN 시스템을 HE(High Efficiency) 시스템이라고 명칭하고, 이 시스템의 프레임, PPDU 등을 HE 프레임, HE PPDU, HE-SIG 필드, HE-STF 및 HE-LTF 등으로 지칭할 수 있다.
HE 시스템에 대해 이하에서 추가로 기술하지 않는 내용에 대해서는 상술한 VHT 시스템과 같은 기존의 WLAN 시스템에 대한 설명이 적용될 수 있다. 예를 들면, HE-SIG A 필드, HE-STF, HE-LTF 및 HE-SIG-B 필드에 대해서 상술한 VHT-SIG A 필드, VHT-STF, VHT-LTF 및 HE-SIG-B 필드에 대한 설명이 적용될 수 있다. 제안되는 HE 시스템의 HE 프레임 및 프리앰블 등은 다만 다른 무선 통신 또는 셀룰러 시스템에도 사용될 수 있는 것이다. HE STA는 상술한 바와 같이 non-AP STA 또는 AP STA이 될 수 있다. 이하의 명세서에서 STA라고 지칭하더라도, 이러한 STA 장치는 HE STA 장치를 나타낼 수도 있다.
HE 시스템에서 HE 포맷 PPDU는 크게 레가시 부분(L-part), HE 부분(HE-part) 및 HE 데이터(HE-data) 필드로 구성될 수 있다. 이하에서는 각 도면을 참조하여 HE 포맷 PPDU에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE(High Efficiency) 포맷 PPDU를 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, HEW를 위한 HE 포맷 PPDU는 크게 레가시 부분(L-part), HE 부분(HE-part)으로 구성될 수 있다.
L-part는 기존의 WLAN 시스템에서 유지하는 형태와 동일하게 L-STF 필드, L-LTF 필드 및 L-SIG 필드로 구성된다. L-STF 필드, L-LTF 필드 및 L-SIG 필드를 레가시 프리앰블(legacy preamble)이라고 지칭할 수 있다.
HE-part는 802.11ax 표준을 위하여 새롭게 정의되는 부분으로서, HE-SIG 필드와 HE 프리앰블(HE-preamble) 및 데이터(HE-data) 필드로 구성될 수 있다. 그리고, HE-preamble은 HE-STF 필드 및 HE-LTF 필드를 포함할 수 있다. 또한, HE-STF 필드 및 HE-LTF 필드뿐만 아니라 HE-SIG 필드를 포함하여 HE-preamble로 통칭할 수도 있다.
도 10에서는 HE-SIG 필드, HE-STF 필드 및 HE-LTF 필드의 순서를 예시하고 있으나, 이와 상이한 순서로 구성될 수 있다.
L-part, HE-SIG 필드, HE-preamble을 물리 프리앰블(PHY(physical) preamble)로 통칭할 수 있다.
HE-SIG 필드는 HE-data 필드를 디코딩하기 위한 정보(예를 들어, OFDMA, UL MU MIMO, 향상된 MCS 등)을 포함할 수 있다.
L-part와 HE-part(특히, HE-preamble 및 HE-data)는 서로 다른 FFT(Fast Fourier Transform) 크기를 가질 수 있으며, 서로 다른 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 수도 있다. 즉, L-part와 HE-part(특히, HE-preamble 및 HE-data)는 서브캐리어 주파수 간격(subcarrier frequency spacing)이 서로 다르게 정의될 수 있다.
802.11ax 시스템에서는 레가시 WLAN 시스템에 비하여 4배 큰(4x) FFT 크기를 사용할 수 있다. 즉, L-part는 1x 심볼 구조로 구성되고, HE-part(특히, HE-preamble 및 HE-data)는 4x 심볼 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 1x, 2x, 4x 크기의 FFT는 레가시 WLAN 시스템(예를 들어, IEEE 802.11a, 802.11n, 802.11ac 등)에 대한 상대적인 크기를 의미한다.
예를 들어, L-part에 이용되는 FFT 크기는 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz에서 각각 64, 128, 256, 512라면, HE-part에 이용되는 FFT 크기는 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz에서 각각 256, 512, 1024, 2048일 수 있다.
이와 같이 레가시 WLAN 시스템 보다 FFT 크기가 커지면, 서브캐리어 주파수 간격(subcarrier frequency spacing)이 작아지므로 단위 주파수 당 서브캐리어의 수가 증가되나, OFDM 심볼 길이가 길어진다.
즉, 보다 큰 FFT 크기가 사용된다는 것은 서브캐리어 간격이 좁아진다는 의미이며, 마찬가지로 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)/DFT(Discrete Fourier Transform) 주기(period)가 늘어난다는 의미이다. 여기서, IDFT/DFT 주기는 OFDM 심볼에서 보호 구간(GI)을 제외한 심볼 길이를 의미할 수 있다.
따라서, HE-part(특히, HE-preamble 및 HE-data)는 L-part에 비하여 4배 큰 FFT 크기가 사용된다면, HE-part의 서브캐리어 간격은 L-part의 서브캐리어 간격의 1/4 배가 되고, HE-part의 IDFT/DFT 주기는 L-part의 IDFT/DFT 주기의 4배가 된다. 예를 들어, L-part의 서브캐리어 간격이 312.5kHz(=20MHz/64, 40MHZ/128, 80MHz/256 및/또는 160MHz/512)라면 HE-part의 서브캐리어 간격은 78.125kHz(=20MHz/256, 40MHZ/512, 80MHz/1024 및/또는 160MHz/2048)일 수 있다. 또한, L-part의 IDFT/DFT 주기가 3.2㎲(=1/312.5kHz)이라면, HE-part의 IDFT/DFT 주기는 12.8㎲(=1/78.125kHz)일 수 있다.
여기서, GI는 0.8㎲, 1.6㎲, 3.2㎲ 중 하나가 사용될 수 있으므로, GI를 포함하는 HE-part의 OFDM 심볼 길이(또는 심볼 간격(symbol interval))은 GI에 따라 13.6㎲, 14.4㎲, 16㎲일 수 있다.
도 10에서는 HE-SIG 필드가 1x 심볼 구조로 구성되는 경우를 예시하고 있으나, HE-SIG 필드도 HE-preamble 및 HE-data와 같이 4x 심볼 구조로 구성될 수도 있다.
도 10의 예시와 달리 HE-SIG는 HE-SIG A 필드와 HE-SIG B 필드로 구분될 수 있다. 이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-SIG B 이후부터 더욱 커질 수 있다. 즉, HE-SIG B 이후부터 L-part에 비하여 OFDM 심볼 길이가 길어질 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 WLAN 시스템을 위한 HE 포맷 PPDU는 적어도 하나의 20MHz 채널을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, HE 포맷 PPDU은 총 4개의 20MHz 채널을 통해 40MHz, 80MHz 또는 160MHz 주파수 대역에서 전송될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 11에서는 하나의 STA에 80MHz가 할당된 경우(또는 80MHz 내 복수의 STA에게 OFDMA 자원 유닛이 할당된 경우) 혹은 복수의 STA에게 각각 80MHz의 서로 다른 스트림이 할당된 경우의 PPDU 포맷을 예시한다.
도 11을 참조하면, L-STF, L-LTF 및 L-SIG은 각 20MHz 채널에서 64 FFT 포인트(또는 64 서브캐리어)에 기반하여 생성된 OFDM 심볼로 전송될 수 있다.
HE-SIG A 필드는 PPDU를 수신하는 STA들에게 공통으로 전송되는 공용 제어 정보를 포함할 수 있다. HE-SIG A 필드는 1개 내지 3개의 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. HE-SIG A 필드는 20MHz 단위로 복사되어 동일한 정보를 포함한다. 또한, HE-SIG-A 필드는 시스템의 전체 대역폭 정보를 알려준다.
표 1은 HE-SIG A 필드에 포함되는 정보를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016001404-appb-T000001
표 1에 예시되는 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802.11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 PPDU에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다.
HE-SIG B 필드는 각 STA이 자신의 데이터(예를 들어, PSDU)를 수신하기 위하여 요구되는 사용자 특정(user-specific) 정보를 포함할 수 있다. HE-SIG B 필드는 하나 또는 두 개의 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. 예를 들어, HE-SIG B 필드는 해당 PSDU의 변조 및 코딩 기법(MCS) 및 해당 PSDU의 길이에 관한 정보를 포함할 수 있다.
L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 필드는 20MHz 채널 단위로 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어, PPDU가 4개의 20MHz 채널(즉, 80MHz 대역)을 통해 전송될 때, L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 필드는 매 20MHz 채널에서 반복되어 전송될 수 있다.
FFT 크기가 커지면, 기존의 IEEE 802.11a/g/n/ac를 지원하는 레가시 STA은 해당 HE PPDU를 디코딩하지 못할 수 있다. 레가시 STA과 HE STA이 공존(coexistence)하기 위하여, L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드는 레가시 STA이 수신할 수 있도록 20MHz 채널에서 64 FFT를 통해 전송된다. 예를 들어, L-SIG 필드는 하나의 OFDM 심볼을 점유하고, 하나의 OFDM 심볼 시간은 4 ㎲ 이며, GI는 0.8 ㎲일 수 있다.
HE-STF는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다. 각 주파수 단위 별 FFT 크기는 HE-STF부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다. FFT 크기가 커지면, OFDM 서브캐리어 간의 간격이 작아지므로 단위 주파수 당 OFDM 서브캐리어의 수가 증가되나, OFDM 심볼 시간은 길어진다. 시스템의 효율을 향상시키기 위하여 HE-STF 이후의 GI의 길이는 HE-SIG A의 GI의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.
HE-SIG A 필드는 HE STA이 HE PPDU를 디코딩하기 위하여 요구되는 정보를 포함할 수 있다. 그러나, HE-SIG A 필드는 레가시 STA과 HE STA이 모두 수신할 수 있도록 20MHz 채널에서 64 FFT를 통해 전송될 수 있다. 이는 HE STA가 HE 포맷 PPDU 뿐만 아니라 기존의 HT/VHT 포맷 PPDU를 수신할 수 있으며, 레가시 STA 및 HE STA이 HT/VHT 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU를 구분하여야 하기 때문이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 12에서는 20MHz 채널들이 각각 서로 다른 STA들(예를 들어, STA 1, STA 2, STA 3 및 STA 4)에 할당되는 경우를 가정한다.
도 12를 참조하면, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF(또는 HE-SIG B)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, HE-STF(또는 HE-SIG B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다.
PPDU에 포함되는 각 필드에서 전송되는 정보는 앞서 도 11의 예시와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
HE-SIG B 필드는 각 STA에 특정된 정보를 포함할 수 있으나, 전체 밴드(즉, HE-SIG-A 필드에서 지시)에 걸쳐서 인코딩될 수 있다. 즉, HE-SIG B 필드는 모든 STA에 대한 정보를 포함하며 모든 STA들이 수신하게 된다.
HE-SIG B 필드는 각 STA 별로 할당되는 주파수 대역폭 정보 및/또는 해당 주파수 대역에서 스트림 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 HE-SIG-B는 STA 1는 20MHz, STA 2는 그 다음 20MHz, STA 3는 그 다음 20MHz, STA 4는 그 다음 20MHz가 할당될 수 있다. 또한, STA 1과 STA 2는 40MHz를 할당하고, STA 3와 STA 4는 그 다음 40MHz를 할당할 수 있다. 이 경우, STA 1과 STA 2는 서로 다른 스트림을 할당하고, STA 3와 STA 4는 서로 다른 스트림을 할당할 수 있다.
또한, HE-SIG-C 필드를 정의하여, 도 12의 예시에 HE-SIG C 필드가 추가될 수 있다. 이 경우, HE-SIG-B 필드에서는 전대역에 걸쳐서 모든 STA에 대한 정보가 전송되고, 각 STA에 특정한 제어 정보는 HE-SIG-C 필드를 통해 20MHz 단위로 전송될 수도 있다.
또한, 도 11 및 도 12의 예시와 상이하게 HE-SIG-B 필드는 전대역에 걸쳐 전송하지 않고 HE-SIG-A 필드와 동일하게 20MHz 단위로 전송될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 13에서는 20MHz 채널들이 각각 서로 다른 STA들(예를 들어, STA 1, STA 2, STA 3 및 STA 4)에 할당되는 경우를 가정한다.
도 13을 참조하면, HE-SIG B 필드는 전대역에 걸쳐 전송되지 않고, HE-SIG A 필드와 동일하게 20MHz 단위로 전송된다. 다만, 이때 HE-SIG-B는 HE-SIG A 필드와 상이하게 20MHz 단위로 인코딩되어 전송되나, 20MHz 단위로 복제되어 전송되지는 않을 수 있다.
이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF(또는 HE-SIG B)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, HE-STF(또는 HE-SIG B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다.
PPDU에 포함되는 각 필드에서 전송되는 정보는 앞서 도 11의 예시와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
HE-SIG A 필드는 20MHz 단위로 복사되어(duplicated) 전송된다.
HE-SIG B 필드는 각 STA 별로 할당되는 주파수 대역폭 정보 및/또는 해당 주파수 대역에서 스트림 정보를 알려줄 수 있다. HE-SIG B 필드는 각 STA에 대한 정보를 포함하므로 20MHz 단위의 각 HE-SIG B 필드 별로 각 STA에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이때, 도 14의 예시에서는 각 STA 별로 20MHz가 할당되는 경우를 예시하고 있으나, 예를 들어 STA에 40MHz가 할당되는 경우, 20MHz 단위로 HE-SIG-B 필드가 복사되어 전송될 수도 있다.
각 BSS 별로 서로 다른 대역폭을 지원하는 상황에서 인접한 BSS로부터의 간섭 레벨이 적은 일부의 대역폭을 STA에게 할당하는 경우에 위와 같이 HE-SIG-B 필드를 전대역에 걸쳐서 전송하지 않는 것이 보다 바람직할 수 있다.
도 10 내지 도 13에서 데이터 필드는 페이로드(payload)로서, 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU, 테일 비트(tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다.
한편, 앞서 도 10 내지 도 13과 같은 HE 포맷 PPDU는 L-SIG 필드의 반복 심볼인 RL-SIG(Repeated L-SIG) 필드를 통해서 구분될 수 있다. RL-SIG 필드는 HE SIG-A 필드 앞에 삽입되며, 각 STA은 RL-SIG 필드를 이용하여 수신된 PPDU의 포맷을 HE 포맷 PPDU로서 구분할 수 있다.
WLAN 시스템에서 동작하는 AP가 동일한 시간 자원 상에서 복수의 STA으로 데이터를 전송하는 방식을 DL MU 전송(downlink multi-user transmission)이라고 지칭할 수 있다. 반대로, WLAN 시스템에서 동작하는 복수의 STA이 동일한 시간 자원 상에서 AP로 데이터를 전송하는 방식을 UL MU 전송(uplink multi-user transmission)이라고 지칭할 수 있다.
이러한 DL MU 전송 또는 UL MU 전송은 주파수 도메인(frequency domain) 또는 공간 도메인(spatial domain) 상에서 다중화될 수 있다.
주파수 도메인 상에서 다중화되는 경우, OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing)를 기반으로 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 주파수 자원(예를 들어, 서브캐리어 또는 톤(tone))이 하향링크 또는 상향링크 자원으로 할당될 수 있다. 이러한 동일한 시간 자원에서 서로 다른 주파수 자원을 통한 전송 방식을 'DL/UL OFDMA 전송'이라고 지칭할 수 있다.
공간 도메인(spatial domain) 상에서 다중화되는 경우, 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 공간 스트림이 하향링크 또는 상향링크 자원으로 할당될 수 있다. 이러한 동일한 시간 자원에서 서로 다른 공간적 스트림을 통한 전송 식을 'DL/UL MU MIMO' 전송이라고 지칭할 수 있다.
HE 시스템의 톤 플랜
HE 시스템에서는 에버리지 쓰루풋 보강(average throughput enhancement) 및 아웃도어의 강인한 송신(outdoor robust transmission)을 위해 기존의 WLAN 시스템에 비해 4배 더 큰 FFT 사이즈를 사용하고자 한다. 4x FFT 스킴을 적용하는 경우, 4x FFT 스킴이 적용된 심볼의 심볼 주기는 4배가 된다. 이는 4x FFT 사이즈를 사용하는 경우, 전체 대역폭은 일정하게 사용하고 부반송파간의 간격(subcarrier spacing)을 1/4배로 사용하게 되는 경우에 대한 실시예로서, 부반송파 간의 간격이 1/4가 되므로 한 심볼의 주기는 4배가 될 수 있다.
또한, 4배 FFT 사이즈의 기준이 되는 1x FFT 사이즈는 VHT 시스템(IEEE 802.11ac)의 FFT 사이즈가 될 수 있다. 따라서 4배 FFT 사이즈의 기준이 되는 1x FFT 사이즈는 프레임의 레거시 프리앰블 부분(L-STF, L-LTF 및 L-SIG)의 FFT 사이즈에 해당할 수도 있다. 1x FFT에 대한 한 프리앰블의 주기는 IDFT/DFT 주기 3.2us와 가드 인터벌 심볼의 주기를 더한 주기로 나타낼 수 있으며, 긴 가드 인터벌 주기(Long GI symbol interval)의 경우 4us(3.2+0.8), 짧은 가드 인터벌 주기(short GI symbol interval)의 경우 3.6us(3.2+0,4)가 될 수 있다. 데이터 부분의 심볼 주기는 3.2us이므로 HE 시스템에서 4x FFT 스킴을 적용하면 한 심볼 주기는 12.8us가 될 수 있다. 또는, 데이터 부분의 심볼 주기는 IDFT/DFT 주기의 4배로 12.8us로 표현할 수도 있다.
HE 시스템에서는 복수의 STA들에게 동시에 더 많은 데이터를 송수신하기 위해 OFDMA 스킴을 사용할 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)는 OFDM 디지털 변조 스킴의 다중-사용자 버전이다. OFDMA 스킴은 OFDM 스킴에 따른 다중 반송파 즉 부반송파를 한 사용자가 독점하는 것이 아니라 복수의 사용자들이 부반송파의 부분 집합을 자원 유닛으로서 각각 할당받아 사용하는 방식을 나타낸다. OFDMA에서 사용되는 부반송파(또는 서브캐리어, subcarrier)를 톤이라고 지칭할 수 있으며, 이러한 톤들을 어떤 단위로 각 STA에 할당하며, 각 STA에 할당되고 남은 레프트오버 톤들을 어떻게 배치할 지에 대한 톤 플랜을 이하에서 제안하도록 한다. 특히, 이하에서는 UL 전송 상황에서 HE-STF 시퀀스의 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 최소화될 수 있는 톤 플랜에 대하여 제안하고자 한다.
한편, 이하에서 후술하는 ‘채널’은 PPDU의 전송 채널(또는 PPDU의 대역폭)을 의미한다. 즉, 20MHz 채널은 전송되는 PPDU의 대역폭이 20MHz임을 의미하며, 40MHz 채널은 전송되는 PPDU의 대역폭이 40MHz 임을 의미하며, 80MHz 채널은 전송되는 PPDU의 대역폭이 80MHz 임을 의미할 수 있다.
20MHz 채널의 톤 플랜
802.11ax(또는 HE) 시스템에서 4x FFT(4x는 기존 802.11ac 시스템 기준)를 도입하므로, 주파수 도메인에서 20MHz 채널은 총 256개(64*4)의 톤들을 포함할 수 있다. 또는, 802.11ax(또는 HE) 시스템에서 4x FFT(4x는 기존 802.11ac 시스템 기준)를 도입하므로, 주파수 도메인에서 20MHz 채널 내에는 총 256개(64*4)의 톤들이 위치할 수 있다. 이때, 20MHz 채널의 톤들은 n개의 톤 단위(n-톤)로 자원 유닛이 설정될 수 있다. 여기서, n은 0보다 큰 자연수를 의미한다.
예를 들어, 20MHz 채널의 톤들은 26-톤, 52-톤, 106-톤(또는 107-톤, 108-톤), 또는 242-톤 단위로 자원 유닛이 설정될 수 있다. 이때, 20MHz 채널의 256개의 톤들 중 6개의 톤들은 레프트 가드 톤(left guard tone), 3개의 톤들은 DC 톤(DC tone), 5개의 톤들은 라이트 가드 톤(right guard tones)으로 설정될 수 있다. 주파수 도메인에서 레프트 가드 톤들과 라이트 가드 톤들은 20MHz 채널의 양단에 위치할 수 있으며, DC 톤들은 20MHz 채널의 중심 주파수 영역에 위치할 수 있다. 따라서, 실질적으로 자원 유닛으로서 할당될 수 있는 톤의 개수는 242-톤(=256-6-5-3)이다.
20MHz 채널의 주파수 자원을 할당하기 위한 단위로서 26-톤으로 구성된 자원 유닛(이하, ‘26-톤 자원 유닛’)을 사용하는 경우, 242-톤은 9*26-톤+8이 된다. 즉, 20MHz 채널의 242-톤은 9개의 26-톤 자원 유닛들 및 8개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
20MHz 채널의 주파수 자원을 할당하기 위한 단위로서 26-톤 자원 유닛과 52-톤으로 구성된 자원 유닛(이하, '52-톤 자원 유닛’)을 사용하는 경우, 242-톤은 1*26-톤+4*52-톤+8이 된다. 즉, 20MHz 채널의 242-톤은 1개의 26-톤 자원 유닛, 4개의 52-톤 자원 유닛들, 및 8개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
20MHz 채널의 주파수 자원을 할당하기 위한 단위로서 26-톤 자원 유닛과 106-톤으로 구성된 자원 유닛(이하, ‘106-톤 자원 유닛’)을 사용하는 경우, 242-톤은 1*26+2*106+4이 된다. 즉, 20MHz 채널의 242-톤은 1개의 26-톤 자원 유닛, 2개의 106-톤 자원 유닛들, 및 4개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
또는, 20MHz 채널의 주파수 자원을 할당하기 위한 단위로서 26-톤 자원 유닛과 107-톤으로 구성된 자원 유닛(이하, ‘107-톤 자원 유닛’)을 사용하는 경우, 242-톤은 1*26+2*107+2이 된다. 즉, 20MHz 채널의 242-톤은 1개의 26-톤 자원 유닛, 2개의 107-톤 자원 유닛들, 및 2개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
20MHz 채널의 주파수 자원을 할당하기 위한 단위로서 242-톤 자원 유닛(이하, ‘242-톤 자원 유닛’)을 사용하는 경우, 242-톤은 1*242이 된다. 즉, 20MHz 채널의 242-톤은 1개의 242-톤 자원 유닛으로 구분될 수 있으며, 레프트오버 톤은 존재하지 않을 수 있다.
상술한 실시예 외에도 20MHz 채널의 주파수 자원은 26-톤 자원 유닛, 52-톤 자원 유닛, 106-톤 자원 유닛(또는 107-톤 자원 유닛, 108-톤 자원 유닛), 및 242-톤 자원 유닛, 및 레프트오버 톤의 다양한 조합으로 구분될 수 있다.
특히, 20MHz 채널에서 주파수 자원으로서 구분된 작은 톤 단위의 자원 유닛들이 그룹핑되어 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛으로 다시 구분될 수 있다. 예를 들어, 2개의 26-톤 자원 유닛들이 그룹핑되어 하나의 52-톤(26+26) 자원 유닛으로, 2개의 52-톤 자원 유닛과 2개의 레프트오버 톤들이 그룹핑되어 하나의 106-톤(2*52+2) 자원 유닛으로, 2개의 106-톤 자원 유닛들과 1개의 26-톤 자원 유닛과 4개의 레프트오버 톤들이 그룹핑되어 하나의 242-톤(2*106+26+4) 자원 유닛으로 구분될 수 있다. 단, 이 경우 중심에 위치한 26-톤 자원 유닛은 52-톤 자원 유닛과 106-톤 자원 유닛을 구성하는 데 사용되지 않을 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이 주파수 자원이 26-톤 자원 유닛들만으로 구분된 경우라도, 상기 26-톤 자원 유닛들과 레프트오버 톤들을 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛으로 그룹핑함으로써 주파수 자원을 다양한 형태의 자원 유닛과 레프트오버 톤으로 구분할 수 있다.
이와 유사한 방식으로, 큰 톤 단위의 자원 유닛들 각각은 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리될 수도 있다.
20MHz 채널에서 구분된 하나 이상의 자원 유닛들은 적어도 하나의 STA에 주파수 자원으로서 할당될 수 있다.
이렇듯 20MHz 채널은 적어도 하나의 자원 유닛으로 구분될 수 있는데, 이때 레프트오버 톤을 어디에 위치시키느냐에 따라 해당 20MHz 채널을 통한 HE-STF 시퀀스의 전송 시 PAPR이 달라질 수 있다. 여기서, PAPR는 일반적으로 OFDM 신호의 진폭(amplitude)의 제곱 평균 제곱근(root mean square)으로 나누어진 OFDM 신호의 피크(peak) 진폭(amplitude)으로 정의된다. OFDM 신호는 각각 서로 다른 진폭(amplitude)을 가지는 많은 서브캐리어(또는 톤)의 조합으로 구성되므로, PAPR 값이 상당히 커질 수 있다. 높은 PAPR은 신호의 왜곡 등을 야기하고, 신호 왜곡 등으로 인하여 결과적으로 서브캐리어 간의 잡음(noise) 및 간섭이 증가될 수 있다. 또한, 낮은 PAPR은 신호의 클립핑(clipping)을 방지할 수 있다. 따라서, 각 OFDMA 신호의 PAPR을 낮추는 것이 효과적이다.
따라서, 본 발명에서는 HE-STF 시퀀스 전송 시 PAPR을 최소화시킬 수 있는 효율적인 레프트오버 톤의 배치를 제안하고자 한다.
본 발명을 설명하기에 앞서, 802.11n 시스템에서 정의된 HT-STF를 살펴본다.
HT-STF는 MIMO 시스템에서 AGC 추정 성능을 향상시키기 위하여 이용된다. HT-STF의 구간(duration)은 4㎲이다. 20MHz 전송에 있어서, HT-STF를 구성하기 위하여 이용되는 주파수 영역(frequency domain) 시퀀스는 L-STF와 동일하다.
20MHz PPDU 전송에 있어서, 주파수 영역(frequency domain)의 HT-STF 시퀀스(HTS: HT-STF Sequence)는 아래 수학식 1과 같이 결정된다.
Figure PCTKR2016001404-appb-M000001
수학식 1을 참조하면, HTS_-28,28은 서브캐리어(또는 톤) 인덱스 -28부터 서브캐리어 인덱스 28까지 해당되는 서브캐리어에 매핑되는 HT-STF 시퀀스를 예시한다.
HE-STF 시퀀스 생성 시 서브시퀀스(subsequence)로서 M 시퀀스가 사용될 수 있으며, M 시퀀스는 HT-STF 시퀀스에 기초하여 생성될 수 있다. 보다 상세하게, M 시퀀스는 아래의 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2016001404-appb-M000002
수학식 2를 참조하면, M 시퀀스의 인덱스 -24~24에 해당하는 톤들(M_-28,28(-24:24))은 HTS의 인덱스 -24~24에 해당하는 톤들(HTS_-28,28(-24:24))과 동일한 값이, 인덱스 -28에 해당하는 톤(M_-28,28(-28))은 (√1/2)(-1-j) 값이, 인덱스 28에 해당하는 톤(M_-28,28(28))은 (√1/2)(1+j) 값이, 인덱스 0에 해당하는 톤(M_-28,28(0))은 (√1/2)(1+j) 값이 각각 맵핑된다.
HE-STF(HES: HE-STF Sequence) 시퀀스는 M 시퀀스를 이용하여 결정될 수 있으며, 보다 상세하게는 아래 수학식 2와 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2016001404-appb-M000003
수학식 3을 참조하면, HE-STF 시퀀스의 인덱스 -120~120에 해당하는 톤들은 2톤 단위로(HES_-120:2:120) 값이 맵핑될 수 있으며, 이 중 좌측의 57개의 톤들은 M시퀀스의 인덱스 -28~28에 해당하는 톤들(M_-28,28)의 값이, 중앙에 7개의 톤들은 ‘0’ 값이, 우측의 57개의 톤들은 -M 시퀀스의 -28~28에 해당하는 톤들(-M_-28,28)의 값이 각각 맵핑된다.
또한, HE-STF 시퀀스의 인덱스 -128~127에 해당하는 톤들 중 좌측 8개의 톤들은 ‘0’ 값이, 우측의 7개의 톤들은 ‘0’ 값이, 나머지 중앙의 톤들은 HES_-120:120 값이 맵핑된다.
이하에서는, 상술한 실시예에 따라 결정된 HE-STF 시퀀스가 20MHz 채널을 통해 전송한다고 가정할 때, 해당 20MHz 채널의 톤 플랜에 따른 PAPR을 비교하여 효율적인 레프트오버 톤들의 배치 방식을 제안하기로 한다.
*제1 실시예
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 본 도면에서는 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 14(a)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 9개의 자원 유닛들과 8개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
9개의 자원 유닛들은 모두 26-톤 자원 유닛들일 수 있다. 이때, 5번째 자원 유닛은 중심 주파수 영역에 위치한 DC 톤들에 의해 2개의 13-톤 서브 자원 유닛들로 분리될 수 있다.
8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 2개의 레프트오버 톤들은 2개로 분리된 13-톤 서브 자원 유닛들 사이의 중심 주파수 영역에 DC 톤들과 함께 위치할 수 있다. 이렇게 중심 주파수 영역에 위치한 2개의 레프트오버 톤들과 3개의 DC 톤들은 함께 ‘DC 톤’으로 구분될 수 있다. 이 경우, 20MHz 채널의 중심 주파수 영역에는 총 5개(3+2)의 DC 톤들이 위치한다고 표현할 수 있다. 이러한 DC 톤 수의 증가는 CFO(Carrier Frequency Offset) 측정에 강인한(robust) 성능을 갖도록 하는 효과가 있다.
8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 주파수 도메인에서 자원 유닛들에 이웃하여(또는 자원 유닛들의 가장자리에) 위치할 수 있다.
예를 들어, 본 도면에 도시한 바와 같이,
- 제1 내지 제3 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 그리고
- 제4 내지 제6 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 14(b)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 5개의 자원 유닛들과 8개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
5개의 자원 유닛들 중 1번째, 2번째, 4번째, 및 5번째 자원 유닛은 52-톤 자원 유닛이며, 3번째 자원 유닛은 26-톤 자원 유닛일 수 있다. 3번째 자원 유닛은 중심 주파수 영역에 위치한 DC 톤에 의해 2개의 13-톤 서브 자원 유닛들로 분리되어 위치할 수 있다. 이때, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 상기 DC 톤으로 구분될 수 있음은 앞서 상술한 바와 같다.
8개의 레프트오버 톤들 중 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 주파수 도메인에서 자원 유닛들에 이웃하여(또는 자원 유닛들의 가장자리에) 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 내지 제3 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 그리고
- 제4 내지 제6 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 14(c)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 3개의 자원 유닛들과 2개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
3개의 자원 유닛들 중 1번째, 및 3번째 자원 유닛은 107-톤 자원 유닛일 수 있으며, 2번째 자원 유닛은 26톤 자원 유닛일 수 있다. 2번째 자원 유닛은 중심 주파수 영역에 위치한 DC 톤에 의해 2개의 13-톤 서브 자원 유닛들로 분리되어 위치할 수 있다. 이때, 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 상기 DC 톤으로 구분될 수 있다. 이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 14(d)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 1개의 자원 유닛으로 구분될 수 있다.
이때, 상기 1개의 자원 유닛은 242-톤 자원 유닛일 수 있다. 20MHz 채널의 주파수 자원인 242-톤 전체가 하나의 자원 유닛으로 구분되는 경우, 레프트오버 톤이 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 도 14(a) 내지 14(c)의 경우와 다르게 DC 톤으로 구분될 수 있는 레프트오버 톤이 존재하지 않으므로, 20MHz 채널의 중심 주파수 영역에는 3개의 DC 톤들(미도시)만이 위치할 수 있다.
상술한 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 15는 20MHz 채널에서 제1 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 15는 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제1 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(이때, PAPR은 802.11ax 시스템의 FFT 크기(4x FFT)보다 4배 더 큰 FFT 크기를 적용한 상황에서 측정한 값임, 즉, PAPR with 4x upscaling in dB). 도 15(a) 내지 15(d)는 도 14(a) 내지 14(d)에 각각 대응된다. 즉, 14(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 15(a)와 같으며, 14(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 15(b)와 같으며, 14(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 15(c)와 같으며, 14(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 15(d)와 같다.
도 15를 참조하면, 도 15(a)의 4번째 및 6번째 자원 유닛의 PAPR은 6.02dB로서 가장 큰 PAPR 값을 갖는다. 그 외 나머지 자원 유닛은 6dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
*제2 실시예
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 도 16(a) 내지 16(d)는 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜과 각각 대응되며, 일부 레프트오버 톤들의 위치를 제외하고 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 14와의 차이점(레프트오버 톤의 위치)을 중심으로 도 16에서 제안된 톤 플랜에 관하여 상세히 후술하기로 한다. 본 도면에서도 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 16(a)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측,
- 제3 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이,
- 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번재 자원 유닛 사이, 및
- 제5 및 제6 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 16(b)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다. 예를 들어,
- 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측,
- 제3 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이,
- 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 및
- 제5 및 제6 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 16(c) 및 16(d)에 도시된 톤 플랜의 경우 각각 14(c) 및 14(d)에 도시된 톤 플랜과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 도 16(a) 내지 16(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 17은 20MHz 채널에서 제2 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 17은 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제2 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(PAPR with 4x upscaling in dB). 도 17(a) 내지 17(d)는 도 16(a) 내지 16(d)에 각각 대응된다. 즉, 16(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 17(a)와 같으며, 16(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 17(b)와 같으며, 16(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 17(c)와 같으며, 16(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 17(d)와 같다.
도 17을 참조하면, 도 17(a)의 1번째, 4번째, 6번째 및 9번째 자원 유닛의 PAPR은 6.02dB로서 가장 큰 PAPR 값을 갖는다. 그 외 나머지 자원 유닛은 6dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
*제3 실시예
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 도 18(a) 내지 18(d)는 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜과 각각 대응되며, 일부 레프트오버 톤들의 위치를 제외하고 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 14와의 차이점(레프트오버 톤의 위치)을 중심으로 도 18에서 제안된 톤 플랜에 관하여 상세히 후술하기로 한다. 본 도면에서도 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 18(a)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측,
- 제2 및 제3 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이,
- 제4 및 제5 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이, 및
- 제6 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 18(b)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다. 예를 들어,
- 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측,
- 제2 및 제3 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이,
- 제4 및 제5 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 및
- 제6 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 18(c) 및 18(d)에 도시된 톤 플랜의 경우 각각 14(c) 및 14(d)에 도시된 톤 플랜과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 도 18(a) 내지 18(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 19는 20MHz 채널에서 제3 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 19는 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제3 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(PAPR with 4x upscaling in dB). 도 19(a) 내지 19(d)는 도 18(a) 내지 18(d)에 각각 대응된다. 즉, 18(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 19(a)와 같으며, 18(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 19(b)와 같으며, 18(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 19(c)와 같으며, 18(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 19(d)와 같다.
도 19를 참조하면, 도 19(a)의 1번째, 4번째, 6번째 및 9번째 자원 유닛의 PAPR은 6.02dB로서 가장 큰 PAPR 값을 갖는다. 그 외 나머지 자원 유닛들은 6dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
*제4 실시예
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 도 20(a) 내지 20(d)는 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜과 각각 대응되며, 일부 레프트오버 톤들의 위치를 제외하고 도 14(a) 내지 14(d)의 톤 플랜과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 14와의 차이점(레프트오버 톤의 위치)을 중심으로 도 20에서 제안된 톤 플랜에 관하여 상세히 후술하기로 한다. 본 도면에서도 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 20(a)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 내지 제3 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 및
- 제4 내지 제6 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 20(b)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 2개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 2개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 6개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제6 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다. 예를 들어,
- 제1 내지 제3 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 및
- 제4 내지 제6 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 20(c) 및 20(d)에 도시된 톤 플랜의 경우 각각 14(c) 및 14(d)에 도시된 톤 플랜과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 도 20(a) 내지 20(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 21은 20MHz 채널에서 제3 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 21은 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제4 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(PAPR with 4x upscaling in dB). 도 21(a) 내지 21(d)는 도 20(a) 내지 20(d)에 각각 대응된다. 즉, 20(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 21(a)와 같으며, 20(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 21(b)와 같으며, 20(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 21(c)와 같으며, 20(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 21(d)와 같다.
도 21을 참조하면, 도 21(a)의 4번째 및 6번째 자원 유닛의 PAPR은 6.02dB로서 가장 큰 PAPR 값을 갖는다. 그 외 나머지 자원 유닛은 6dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
*제5 실시예
도 22는 본 발명의 제5 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 본 도면에서는 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 22(a)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 9개의 자원 유닛들과 8개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
9개의 자원 유닛들은 모두 26-톤 자원 유닛들일 수 있다. 이때, 5번째 자원 유닛은 중심 주파수 영역에 위치한 DC 톤들에 의해 2개의 13-톤 서브 자원 유닛들로 분리될 수 있다.
8개의 레프트오버 톤들 중 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 4개의 레프트오버 톤들은 2개로 분리된 13-톤 서브 자원 유닛들 사이의 중심 주파수 영역에 DC 톤들과 함께 위치할 수 있다. 이렇게 중심 주파수 영역에 위치한 4개의 레프트오버 톤들과 3개의 DC 톤들은 함께 ‘DC 톤’으로 구분될 수 있다. 이 경우, 20MHz 채널의 중심 주파수 영역에는 총 7개(3+4)의 DC 톤들이 위치한다고 표현할 수 있다. 이러한 DC 톤 수의 증가는 CFO(Carrier Frequency Offset) 측정에 강인한(robust) 성능을 갖도록 하는 효과가 있다.
8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 4개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 4개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제4 레프트오버 톤)은 주파수 도메인에서 자원 유닛들에 이웃하여(또는 자원 유닛들의 가장자리에) 위치할 수 있다.
예를 들어, 본 도면에 도시한 바와 같이,
- 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 그리고
- 제3 및 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 22(b)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 5개의 자원 유닛들과 8개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
5개의 자원 유닛들 중 1번째, 2번째, 4번째, 및 5번째 자원 유닛은 52-톤 자원 유닛이며, 3번째 자원 유닛은 26-톤 자원 유닛일 수 있다. 3번째 자원 유닛은 중심 주파수 영역에 위치한 DC 톤에 의해 2개의 13-톤 서브 자원 유닛들로 분리되어 위치할 수 있다. 이때, 8개의 레프트오버 톤들 중 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 상기 DC 톤으로 구분될 수 있음은 앞서 상술한 바와 같다.
8개의 레프트오버 톤들 중 나머지 4개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제4 레프트오버 톤)은 주파수 도메인에서 자원 유닛들에 이웃하여(또는 자원 유닛들의 가장자리에) 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 그리고
- 제3 및 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 22(c)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 3개의 자원 유닛들과 2개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다.
3개의 자원 유닛들 중 1번째, 및 3번째 자원 유닛은 106-톤 자원 유닛일 수 있으며, 2번째 자원 유닛은 26톤 자원 유닛일 수 있다. 2번째 자원 유닛은 중심 주파수 영역에 위치한 DC 톤에 의해 2개의 13-톤 서브 자원 유닛들로 분리되어 위치할 수 있다. 이때, 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 상기 DC 톤으로 구분될 수 있다. 이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 22(d)를 참조하면, 20MHz 채널의 주파수 자원은 총 1개의 자원 유닛으로 구분될 수 있다.
이때, 상기 1개의 자원 유닛은 242-톤 자원 유닛일 수 있다. 20MHz 채널의 주파수 자원인 242-톤 전체가 하나의 자원 유닛으로 구분되는 경우, 레프트오버 톤이 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 도 22(a) 내지 22(c)의 경우와 다르게 DC 톤으로 구분될 수 있는 레프트오버 톤이 존재하지 않으므로, 20MHz 채널의 중심 주파수 영역에는 3개의 DC 톤들(미도시)만이 위치할 수 있다.
상술한 도 22(a) 내지 22(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 23은 20MHz 채널에서 제5 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 23은 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제5 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(PAPR with 4x upscaling in dB). 도 23(a) 내지 23(d)는 도 22(a) 내지 22(d)에 각각 대응된다. 즉, 22(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 23(a)와 같으며, 22(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 23(b)와 같으며, 22(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 23(c)와 같으며, 22(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 23(d)와 같다.
도 23을 참조하면, 도 23(a)의 1번째 및 9번째 자원 유닛의 PAPR은 6.02dB로서 가장 큰 PAPR 값을 갖는다. 그 외 나머지 자원 유닛은 6dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
*제6 실시예
도 24는 본 발명의 제6 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 도 24(a) 내지 24(d)는 도 22(a) 내지 22(d)의 톤 플랜과 각각 대응되며, 일부 레프트오버 톤들의 위치를 제외하고 도 22(a) 내지 22(d)의 톤 플랜과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 22와의 차이점(레프트오버 톤의 위치)을 중심으로 도 24에서 제안된 톤 플랜에 관하여 상세히 후술하기로 한다. 본 도면에서도 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 24(a)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 4개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 4개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제4 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측,
- 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이,
- 제3 레프트오버 톤은 7번째 및 8번재 자원 유닛 사이, 및
- 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 24(b)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 4개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 4개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제4 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다. 예를 들어,
- 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측,
- 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이,
- 제3 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 및
- 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 24(c) 및 24(d)에 도시된 톤 플랜의 경우 각각 22(c) 및 22(d)에 도시된 톤 플랜과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 도 24(a) 내지 24(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 25는 20MHz 채널에서 제6 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 25는 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제6 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(PAPR with 4x upscaling in dB). 도 25(a) 내지 25(d)는 도 24(a) 내지 24(d)에 각각 대응된다. 즉, 24(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 25(a)와 같으며, 24(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 25(b)와 같으며, 24(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 25(c)와 같으며, 24(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 25(d)와 같다.
도 25를 참조하면, 도 25(a)의 1번째 및 9번째 자원 유닛의 PAPR은 6.02dB로서 가장 큰 PAPR 값을 갖는다. 그 외 나머지 자원 유닛은 6dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
*제7 실시예
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 20MHz 채널의 톤 플랜을 도시한 도면이다. 도 26(a) 내지 26(d)는 도 22(a) 내지 22(d)의 톤 플랜과 각각 대응되며, 일부 레프트오버 톤들의 위치를 제외하고 도 22(a) 내지 22(d)의 톤 플랜과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 22와의 차이점(레프트오버 톤의 위치)을 중심으로 도 26에서 제안된 톤 플랜에 관하여 상세히 후술하기로 한다. 본 도면에서도 설명의 편의를 위해 레프트 가드 톤, 라이트 가드 톤, 및 DC 톤의 도시는 생략하였다.
도 26(a)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 4개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 4개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제4 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다.
예를 들어,
- 제1 및 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛의 사이, 및
- 제3 및 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 26(b)를 참조하면, 8개의 레프트오버 톤들 중 4개의 레프트오버 톤들은 중심 주파수 영역에 위치하여 DC 톤으로 구분될 수 있다. 8개의 레프트오버 톤들 중 DC 톤으로 구분된 상기 4개의 레프트오버 톤들을 제외한 나머지 4개의 레프트오버 톤들(제1 내지 제4 레프트오버 톤)은 자원 유닛에 이웃하여 위치할 수 있다. 예를 들어,
- 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛의 사이, 및
- 제3 및 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다.
이 경우, 중심 주파수 영역을 기준으로 좌측 주파수 영역의 톤 플랜과 우측 주파수 영역의 톤 플랜 사이의 대칭성이 만족된다.
도 26(c) 및 26(d)에 도시된 톤 플랜의 경우 각각 22(c) 및 22(d)에 도시된 톤 플랜과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상술한 도 26(a) 내지 26(d)의 톤 플랜을 다양한 형태로 조합하거나 변형하여 새로운 톤 플랜을 형성할 수 있다. 또한, 작은 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 큰 톤 단위의 자원 유닛들로 그룹핑되거나, 큰 톤 단위의 자원 유닛들은 보다 작은 톤 단위의 자원 유닛들로 분리되어 새로운 톤 플랜을 형성할 수도 있다.
도 27은 20MHz 채널에서 제7 실시예에 따른 톤 플랜을 적용하는 경우의 PAPR 값을 정리한 표이다. 특히, 도 27은 4x의 FFT 크기가 이용되는 HE-STF 시퀀스 전송에 있어서, 제7 실시예의 톤 플랜을 적용하는 경우의 각 자원 유닛별 PAPR 값(dB 단위)을 나타낸다(PAPR with 4x upscaling in dB). 도 27(a) 내지 27(d)는 도 26(a) 내지 26(d)에 각각 대응된다. 즉, 26(a)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 27(a)와 같으며, 26(b)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 27(b)와 같으며, 26(c)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 27(c)와 같으며, 26(d)의 톤 플랜에 따른 각 자원 유닛별 PAPR은 27(d)와 같다.
도 27을 참조하면, 모든 자원 유닛들은 5dB 이하의 PAPR 값을 갖는다.
이상으로, 20MHz 채널의 톤 플랜에 따른 각 유닛의 PAPR 값을 살펴보았다. 20MHz 채널의 톤 플랜은 PAPR 값을 고려하여 제1 내지 제7 실시예 중 어느 하나의 실시예(또는 제1 내지 제7 실시예가 조합된 실시예)로 결정될 수 있다. 또한, 20MHz 채널의 톤 플랜은 확장되어 40MHz, 80MHz 톤 플랜으로 사용될 수도 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 STA 장치의 데이터 전송 방법을 나타낸 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 상술한 실시예들이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서 상술한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 28을 참조하면, STA은 PPDU를 생성할 수 있다(S2810). 다음으로, STA은 PPDU를 전송할 수 있다(S2820). 이때, STA은 20MHz(또는, 40MHz, 80MHz) 채널을 통해 생성한 PPDU를 전송할 수 있다. 20MHz 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들을 포함할 수 있다. 다시 말하면, PPDU의 전송 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들로 구분될 수 있다. 이때 PPDU의 전송 채널의 자원 유닛들, DC 톤들 및 레프트오버 톤들은 기설정된 톤 플랜에 기초하여 위치할 수 있다.
일 실시예로서, 도 24에 도시한 바와 같이, 20MHz 채널에 포함된 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다. 또는, 20MHz 채널에 포함된 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치할 수 있다. 이때, 1번째, 2번째, 4번째, 및 5번째 자원 유닛은 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 26톤 자원 유닛에 해당할 수 있다.
다른 실시예로서, 도 26에 도시한 바와 같이, 20MHz 채널에 포함된 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다. 또는, 20MHz 채널에 포함된 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우, 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치할 수 있다. 이때, 상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 STA 장치의 블록도이다.
도 29에서, STA 장치(2900)는 메모리(2910), 프로세서(2920) 및 RF 유닛(2930)을 포함할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 STA 장치(2900)는 HE STA 장치로서, AP 또는 non-AP STA가 될 수 있다.
RF 유닛(2930)은 프로세서(2920)와 연결되어 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. RF 유닛(2930)은 프로세서로부터 수신된 데이터를 송수신 대역으로 업컨버팅하여 신호를 전송할 수 있다.
프로세서(2920)는 RF 유닛(2930)과 연결되어 IEEE 802.11 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(2920)는 상술한 도면 및 설명에 따른 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 STA(2900)의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(2910)에 저장되고, 프로세서(2920)에 의하여 실행될 수 있다.
메모리(2910)는 프로세서(2920)와 연결되어, 프로세서(2920)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(2910)는 프로세서(2920)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(2920)의 외부에 설치되어 프로세서(2920)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
또한, STA 장치(2900)는 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 포함할 수 있다.
도 29의 STA 장치(2900)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
다양한 실시예가 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에서 설명되었다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법은 IEEE 802.11 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, IEEE 802.11 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

  1. WLAN(Wireless LAN) 시스템의 STA(Station) 장치의 데이터 전송 방법에 있어서,
    피지컬 프리앰블(physical preamble) 및 데이터 필드를 포함하는 피지컬 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성하는 단계; 및
    상기 PPDU를 20MHz 채널을 통해 전송하는 단계; 를 포함하되,
    상기 20MHz 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들(Leftover tones)을 포함하고,
    상기 4개의 레프트오버 톤들은 상기 주파수 도메인에서 기설정된 톤 플랜에 기초하여 상기 복수의 자원 유닛들에 이웃하여 위치하는, STA(Station) 장치의 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치하는, STA 장치의 데이터 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치하는, STA 장치의 데이터 전송 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당하는, STA 장치의 데이터 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치하는, STA 장치의 데이터 전송 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치하는, STA 장치의 데이터 전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당하는, STA 장치의 데이터 전송 방법.
  8. WLAN(Wireless LAN) 시스템의 STA(Station) 장치에 있어서,
    무선 신호를 송신 및 수신하는, RF(Radio Frequency) 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는, 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    피지컬 프리앰블(physical preamble) 및 데이터 필드를 포함하는 피지컬 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성하고, 및
    상기 PPDU를 20MHz 채널을 통해 전송하되,
    상기 20MHz 채널은 주파수 도메인에서 복수의 자원 유닛들, 7개의 DC 톤들 및 4개의 레프트오버 톤들(Leftover tones)을 포함하고,
    상기 4개의 레프트오버 톤들은 상기 주파수 도메인에서 기설정된 톤 플랜에 기초하여 상기 복수의 자원 유닛들에 이웃하여 위치하는, STA(Station) 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 9번째 자원 유닛의 우측에 위치하는, STA 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 레프트오버 톤은 1번째 자원 유닛의 좌측, 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이, 제4 레프트오버 톤은 5번째 자원 유닛의 우측에 위치하는, STA 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당하는, STA 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 9개의 26톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 2번째 및 3번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 7번째 및 8번째 자원 유닛 사이에 위치하는, STA 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 자원 유닛들이 1개의 26톤 자원 유닛 및 4개의 52톤 자원 유닛들로 구성된 경우,
    상기 4개의 레프트오버 톤들 중 제1 및 제2 레프트오버 톤은 1번째 및 2번째 자원 유닛 사이, 제3 및 제4 레프트오버 톤은 4번째 및 5번째 자원 유닛 사이에 위치하는, STA 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 1번째, 상기 2번째, 상기 4번째, 및 상기 5번째 자원 유닛은 상기 52톤 자원 유닛에 해당하고, 3번째 자원 유닛은 상기 26톤 자원 유닛에 해당하는, STA 장치.
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