WO2017191900A1 - Beamforming training using polarization - Google Patents

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WO2017191900A1
WO2017191900A1 PCT/KR2017/003533 KR2017003533W WO2017191900A1 WO 2017191900 A1 WO2017191900 A1 WO 2017191900A1 KR 2017003533 W KR2017003533 W KR 2017003533W WO 2017191900 A1 WO2017191900 A1 WO 2017191900A1
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WO
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polarization
sta
sector
brp
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PCT/KR2017/003533
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조경태
김진민
박성진
조한규
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엘지전자 주식회사
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0491—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more sectors, i.e. sector diversity
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    • H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity

Definitions

  • the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11ad standard is a high-speed wireless communications standard that operates in the band above 60 GHz.
  • the reach of the signal is around 10 meters, but the throughput can support more than 6 Gbps. Since operating at higher frequency bands, signal propagation is dominated by ray-like propagation.
  • Signal quality may be improved as the TX (remit) or RX (receive) antenna beam is aligned to face a strong spatial signal path.
  • a plurality of independent beamforming may be performed simultaneously.
  • the present invention provides a method and apparatus for performing beamforming training using polarization in a wireless communication system.
  • the polarization setting information may include a polarization mismatch indicator for requesting feedback on how each polarization channel received by the second STA is modified.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an apparatus in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the following describes by way of example a wireless communication system operating in a frequency band of 60 GHz or 45 GHz or higher. Multiple channels may be provided, for example one channel may have a bandwidth of 2.16 GHz.
  • a station may be called various names such as a wireless device, a mobile station (MS), a network interface device, a wireless interface device, or simply a user.
  • a basic service set is a building block of a wireless local area network (WLAN) based on the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 standard.
  • the BSS includes a plurality of STAs capable of directly communicating with each other.
  • WLAN provides two types of independent BSS (IBSS) and personal BSS (PBSS).
  • IBSS is a basic type.
  • PBSS is an ad hoc network and is a type of wireless local area network (WLAN) in which each STA can directly communicate with each other.
  • One STA in the PBSS may serve as a PBSS control point (PCP).
  • the PCP may provide beacon transmission, service period (SP) allocation, and the like.
  • SP service period
  • An access point is an entity that provides access between multiple BSSs.
  • One STA in the BSS may serve as an AP, and STAs belonging to different BSSs may communicate through the AP.
  • the AP manages beacon transmission and association.
  • the AP and the PCP are referred to as APs, not separately.
  • the STA may include a non-AP STA or an AP, unless the STA distinguishes a function from the AP.
  • the STA When described in communication with a STA to an AP, the STA may be interpreted as a non-AP STA.
  • the STA may be a non-AP STA or an AP if it is described in STA-to-STA communication or otherwise requires a function of the AP.
  • STA1 is an initiator that initiates beamforming (BF) training.
  • STA2 participating in BF training is a responder.
  • the BF training begins with the SLS by the initiator.
  • the SLS process includes an initiator sector sweep (ISS) for training the initiator link, a responder sector sweep (RSS) for training the responder link, a sector sweep (SSW) feedback, and an SSW ACK.
  • ISS initiator sector sweep
  • RSS responder sector sweep
  • SSW sector sweep
  • SSW SSW ACK
  • the sector may correspond to a specific antenna beam or pattern.
  • the TX (transmit) sector is the sector for the TX antenna
  • the RX (receive) sector is the sector for the RX antenna.
  • the BRP process may include a BRP setup subphase, a multiple sector ID detection (MID) subphase, a beam combining (BC) subphase, and the like.
  • MID multiple sector ID detection
  • BC beam combining
  • the existing IEEE 802.11ad-based beamforming training is based on a single stream. That is, only one beamforming is possible at a time.
  • simultaneous beamforming of multiple beams using polarization is proposed.
  • STAs are adjacent to each other or when a set of sectors selected in the previous SLS overlap
  • interference between different STAs may be prevented in a beam refinement process.
  • a technique for reducing interference between beams is proposed.
  • the polarization type indicates an orientation of an electric field emitted from an antenna and may be, for example, linear polarization, circular polarization, mixed polarization, or the like.
  • linear polarization may include vertical polarization (VP) and horizontal polarization (HP).
  • circular polarization may include left-hand circular polarization (LHCP) and right-hand circular polarization (RHCP).
  • LHCP left-hand circular polarization
  • RHCP right-hand circular polarization
  • Mixed polarized light means that linear polarized light and circular polarized light can be used together. In the following, simultaneous beamforming using VP and HP is illustrated, but the type and number of polarization types are not limited.
  • 3 shows an example of beamforming using polarization.
  • the initiator transmits a frame having the same sector information to one or more responders over a plurality of polarization channels.
  • the frame may include an SSW frame.
  • Initiator-transmit sector sweep (I-TXSS) can be performed simultaneously by transmitting SSW frames to all respondents regardless of their polarization capability.
  • 5 shows another example of beamforming using polarization.
  • the I-TXSS by the initiator is performed during the first phase, and the responder-transmit sector sweep (R-TXSS) by the responder is performed during the second phase.
  • the initiator sends a beamforming frame to the responder through the plurality of polarization channels.
  • the responder selects the best polarization channel and sends a beamforming frame to the initiator through the selected polarization channel during the second phase.
  • At least one of the SSW feedback and the SSW ACK frame may include information for requesting BRP execution.
  • the beacon frame and the SSW frame are transmitted over the polarization channel.
  • the SSW feedback frame may include information about polarization mismatch.
  • FIG 7 shows an example of an SSW feedback frame format according to an embodiment of the present invention.
  • the Selected Sector Polarization field indicates polarization information for the sector indicated by the sector selection field.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating an apparatus in which an embodiment of the present invention is implemented.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Provided is beamforming training using polarization. A first station (STA) performs, together with a second STA, a sector level sweep (SLS) process for a sector sweep and a beam refinement protocol (BRP) process. During the BRP process, the first STA transmits, to the second STA, a BRP setup request including polarization setting information associated with a polarized channel which is to be used during the BRP process.

Description

편광을 이용한 빔포밍 훈련Beamforming training using polarization
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 빔포밍 훈련에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication, and more particularly, to beamforming training using polarization in a wireless communication system.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ad 표준은 60 GHz 이상의 대역에서 동작하는 초고속 무선 통신 규격이다. 신호의 도달 범위는 10 미터 정도이지만, 처리량(throughput)은 6 Gbps 이상을 지원할 수 있다. 높은 주파수 대역에서 동작하므로, 신호 전파(signal propagation)은 광선-형태 전파(ray-like propagation)에 의해 지배된다(dominate). TX(transmit) 또는 RX(receive) 안테나 빔이 강한 공간 시그널 경로(strong spatial signal path)를 향하도록 정렬될수록 신호 품질이 향상될 수 있다. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11ad standard is a high-speed wireless communications standard that operates in the band above 60 GHz. The reach of the signal is around 10 meters, but the throughput can support more than 6 Gbps. Since operating at higher frequency bands, signal propagation is dominated by ray-like propagation. Signal quality may be improved as the TX (remit) or RX (receive) antenna beam is aligned to face a strong spatial signal path.
IEEE 802.11ad 표준은 안테나 빔 정렬을 위한 빔포밍 훈련(beamforming training) 과정을 제공하고 있다. IEEE 802.11ad를 기반으로 20 Gbps 이상의 처리량을 목표로 개발 중인 차세대 표준이 IEEE 802.11ay이다. The IEEE 802.11ad standard provides a beamforming training process for antenna beam alignment. Based on IEEE 802.11ad, the next generation of standards being developed with a target of 20 Gbps or higher is IEEE 802.11ay.
IEEE 802.11ad는 하나의 배열(array) 안테나를 이용한 싱글 스트림 기반의 빔포밍을 제공한다. IEEE 802.11ay는 편광 안테나(또는 편광 채널(Polarized channel))을 이용한 다중 스트림 기반의 빔포밍을 고려하고 있다. IEEE 802.11ad provides single stream based beamforming using one array antenna. IEEE 802.11ay considers multi-stream based beamforming using a polarized antenna (or polarized channel).
다중 스트림 기반의 빔 포밍에서 보다 빠르게 최적의 빔을 찾아내기 위해서 복수 개의 독립적인 빔포밍이 동시에 수행될 수 있다. 하지만, 스트림 간 간섭을 줄이고, 전력 소모가 증가되는 것을 방지할 필요가 있다.In order to find an optimal beam faster in a multi-stream based beamforming, a plurality of independent beamforming may be performed simultaneously. However, there is a need to reduce inter-stream interference and to prevent power consumption from increasing.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 빔포밍 훈련을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a method and apparatus for performing beamforming training using polarization in a wireless communication system.
일 양태에서, 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 빔포밍 훈련을 수행하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 STA(station)이 제2 STA과 섹터 스윕을 위한 SLS(sector level sweep) 과정을 수행하고, 상기 제1 STA이 상기 제2 STA과 BRP(beam refinement protocol) 과정을 수행하는 것을 포함한다. 상기 BRP 과정을 수행하는 것은 상기 제1 STA이 상기 제2 STA으로 상기 BRP 과정 동안 사용될 편광 채널에 관한 편광 설정 정보를 갖는 BRP 셋업 요청을 전송하는 것을 포함한다.In one aspect, a method of performing beamforming training using polarization in a wireless communication system is provided. The method may include performing a sector level sweep (SLS) process for a sector sweep between a first STA and a second STA, and performing a beam refinement protocol (BRP) process with the second STA. Include. Performing the BRP procedure includes the first STA transmitting to the second STA a BRP setup request having polarization setting information regarding the polarization channel to be used during the BRP procedure.
상기 편광 설정 정보는 복수의 편광 채널을 통해 하나의 섹터가 전송되는지 여부를 나타내는 섹터 전송 지시자를 포함할 수 있다.The polarization setting information may include a sector transmission indicator indicating whether one sector is transmitted through a plurality of polarization channels.
상기 편광 설정 정보는 상기 제2 STA에게 수신되는 각 편광 채널이 어떻게 변형이 되는지에 대한 피드백을 요청하는 편광 미스매치 지시자를 포함할 수 있다.The polarization setting information may include a polarization mismatch indicator for requesting feedback on how each polarization channel received by the second STA is modified.
다른 양태에서, 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 빔포밍 훈련을 수행하는 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기와 상기 송수신기에 연결되는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상대(peer) STA(station)과 섹터 스윕을 위한 SLS(sector level sweep) 과정을 수행하고, 상기 상대 STA과 BRP(beam refinement protocol) 과정을 수행하되, 상기 상대 STA으로 상기 BRP 과정 동안 사용될 편광 채널에 관한 편광 설정 정보를 갖는 BRP 셋업 요청을 전송하여 상기 BRP 과정이 수행된다.In another aspect, an apparatus for performing beamforming training using polarization in a wireless communication system includes a transceiver for transmitting and receiving wireless signals and a processor coupled to the transceiver. The processor performs a sector level sweep (SLS) process for a peer STA and a sector sweep, and performs a beam refinement protocol (BRP) process with the counterpart STA, during the BRP process with the counterpart STA. The BRP process is performed by sending a BRP setup request with polarization setting information regarding the polarization channel to be used.
편광 채널을 통해 복수의 안테나에 대한 빔포밍을 동시에 수행하여, 빔포밍 훈련을 위한 시간을 단축시킬 수 있다. By simultaneously performing beamforming on a plurality of antennas through the polarization channel, time for beamforming training can be shortened.
도 1은 종래 기술에 따른 빔포밍 훈련 과정을 나타낸다. 1 shows a beamforming training process according to the prior art.
도 2는 동시적 빔포밍으로 인해 간섭이 발생하는 예를 보여준다.2 shows an example in which interference occurs due to simultaneous beamforming.
도 3은 편광을 이용한 빔포밍의 일 예를 보여준다.3 shows an example of beamforming using polarization.
도 4는 편광을 이용한 빔포밍의 다른 예를 보여준다.4 shows another example of beamforming using polarization.
도 5는 편광을 이용한 빔포밍의 또 다른 예를 보여준다.5 shows another example of beamforming using polarization.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 과정을 보여준다.6 shows a beamforming process according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SSW 피드백 프레임 포맷의 일 예를 보여준다.7 shows an example of an SSW feedback frame format according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 장치를 나타낸 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating an apparatus in which an embodiment of the present invention is implemented.
이하는 60 GHz 또는 45 GHz 이상의 주파수 대역에서 동작하는 무선 통신 시스템을 예시적으로 기술한다. 복수의 채널이 제공될 수 있으며, 예를 들어, 하나의 채널은 2.16 GHz의 대역폭을 가질 수 있다.The following describes by way of example a wireless communication system operating in a frequency band of 60 GHz or 45 GHz or higher. Multiple channels may be provided, for example one channel may have a bandwidth of 2.16 GHz.
STA(station)은 무선기기, MS(mobile station), 네트워크 인터페이스 기기, 무선 인터페이스 기기 또는 단순히 사용자(user) 등 다양한 명칭으로 불릴 수 있다. A station (STA) may be called various names such as a wireless device, a mobile station (MS), a network interface device, a wireless interface device, or simply a user.
BSS(basic service set)는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준에 기반하는 WLAN(wireless local area network)의 작성 블록(building block)이다. BSS는 서로 직접 통신이 가능한 복수의 STA을 포함한다. WLAN은 IBSS(independent BSS)와 PBSS(personal BSS)의 2가지 타입을 제공한다. IBSS는 기본적인 타입이다. PBSS은 애드혹(ad hoc) 네트워크로써, 각 STA이 서로 직접 통신할 수 있는 WLAN(wireless local area network)의 타입이다. PBSS 내 하나의 STA은 PCP(PBSS control point)의 역할을 수행할 수 있다. PCP는 비콘 전송, SP(service period) 할당 등을 제공할 수 있다.A basic service set (BSS) is a building block of a wireless local area network (WLAN) based on the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 standard. The BSS includes a plurality of STAs capable of directly communicating with each other. WLAN provides two types of independent BSS (IBSS) and personal BSS (PBSS). IBSS is a basic type. PBSS is an ad hoc network and is a type of wireless local area network (WLAN) in which each STA can directly communicate with each other. One STA in the PBSS may serve as a PBSS control point (PCP). The PCP may provide beacon transmission, service period (SP) allocation, and the like.
AP(access point)는 다중 BSS 간의 접속을 제공하는 엔티티(entity)이다. BSS 내 하나의 STA이 AP의 역할을 수행할 수 있으며, 서로 다른 BSS에 속하는 STA은 AP를 통해 통신할 수 있다. AP는 비콘 전송 및 연결(association)을 관리한다. 이하에서, AP와 PCP는 별도로 구분하지 않고, AP 라고 한다.An access point (AP) is an entity that provides access between multiple BSSs. One STA in the BSS may serve as an AP, and STAs belonging to different BSSs may communicate through the AP. The AP manages beacon transmission and association. Hereinafter, the AP and the PCP are referred to as APs, not separately.
STA은 별도로 AP와의 기능을 구분하지 않는 한, non-AP STA 또는 AP를 포함할 수 있다. STA 대 AP와의 통신으로 기술되면, STA는 non-AP STA으로 해석될 수 있다. STA 대 STA 통신으로 기술되거나, 별도로 AP의 기능이 필요하지 않는다면 STA는 non-AP STA 또는 AP 일 수 있다.The STA may include a non-AP STA or an AP, unless the STA distinguishes a function from the AP. When described in communication with a STA to an AP, the STA may be interpreted as a non-AP STA. The STA may be a non-AP STA or an AP if it is described in STA-to-STA communication or otherwise requires a function of the AP.
도 1은 종래 기술에 따른 빔포밍 훈련 과정을 나타낸다. 이는 IEEE 802.11ad 표준의 9.35절을 참조할 수 있다.1 shows a beamforming training process according to the prior art. It may be referred to section 9.35 of the IEEE 802.11ad standard.
STA1은 BF(beamforming) 훈련(training)을 개시하는 개시자(initiator)이다. BF 훈련에 참여하는 STA2은 응답자(responder)이다. STA1 is an initiator that initiates beamforming (BF) training. STA2 participating in BF training is a responder.
BF 훈련은 섹터 스윕(sector sweep)을 사용한 BF 훈련 프레임의 전송과 적절한 안테나 시스템 셋팅을 결정하기 위해 각 STA에게 필요한 시그널링을 제공하는 것이다. BF 훈련 과정은 SLS(sector level sweep) 과정과 BRP(beam refinement protocol) 과정을 포함할 수 있다. 섹터 스윕을 위한 SLS 과정은 STA간 제어(control) PHY(physical layer)가 제공될 정도의 통신을 가능케하도록 하기 위함이다. BRP 과정은 전송기와 수신기 간 안테나 가중치 벡터(antenna weight vector)의 교정(refinement)을 제공하기 위함이다. BF training is to provide signaling required for each STA to determine the appropriate antenna system settings and transmission of a BF training frame using a sector sweep. The BF training course may include a sector level sweep (SLS) process and a beam refinement protocol (BRP) process. The SLS process for sector sweep is to enable communication to such a degree that a control PHY (physical layer) between STAs is provided. The BRP process is to provide a refinement of the antenna weight vector between the transmitter and the receiver.
BF 훈련은 개시자에 의해 SLS 부터 시작된다. SLS 과정은 개시자 링크를 훈련하기 위한 ISS(initiator sector sweep)와 응답자 링크를 훈련하기 위한 RSS(responder sector sweep), SSW(sector sweep) 피드백, SSW ACK을 포함한다.BF training begins with the SLS by the initiator. The SLS process includes an initiator sector sweep (ISS) for training the initiator link, a responder sector sweep (RSS) for training the responder link, a sector sweep (SSW) feedback, and an SSW ACK.
ISS 동안 개시자는 자신이 가진 섹터들에 걸쳐 각각 프레임(비콘 프레임 또는 SSW 프레임)을 전송한다. RSS 동안 응답자는 자신이 가진 섹터들에 걸쳐 각각 SSW 프레임을 전송한다. SSW 피드백 동안 개시자는 응답자에게 SSW 피드백 프레임을 보낸다. SSW 피드백 프레임은 개시자가 선택한 섹터와 안테나에 관한 정보를 포함할 수 있다. SSW ACK 프레임은 응답자가 개시자에게 가장 최근에 수신된 SSW 피드백에 포함된 섹터와 안테나를 통해 전송한다. During the ISS, the initiator transmits a frame (beacon frame or SSW frame), respectively, over its sectors. During RSS, the Responder sends SSW frames, respectively, across its sectors. During SSW feedback, the initiator sends an SSW feedback frame to the responder. The SSW feedback frame may include information about the sector and antenna selected by the initiator. The SSW ACK frame is sent by the responder via the sector and antenna included in the SSW feedback most recently received by the initiator.
섹터(sector)는 특정 안테나 빔 또는 패턴에 대응될 수 있다. TX(transmit) 섹터는 TX 안테나를 위한 섹터이고, RX(receive) 섹터는 RX 안테나를 위한 섹터이다.The sector may correspond to a specific antenna beam or pattern. The TX (transmit) sector is the sector for the TX antenna, and the RX (receive) sector is the sector for the RX antenna.
SLS 과정을 통해 개시자에게 가장 좋은 품질을 갖는 섹터(TX 섹터 및/또는 RX 섹터)와 응답자에게 가장 좋은 섹터(TX 섹터 및/또는 RX 섹터)가 결정된다. The SLS process determines the sector (TX sector and / or RX sector) with the best quality for the initiator and the sector (TX sector and / or RX sector) that is best for the responder.
SLS 과정이 완료되면, RX 안테나 배열(array)과 TX 안테나 배열을 훈련하기 위한 BRP 과정이 개시될 수 있다. BRP 과정은 BRP 셋업 서브페이즈(subphase), MID(multiple sector ID detection) 서브페이즈, BC(beam combining) 서브페이즈 등을 포함할 수 있다. When the SLS process is completed, a BRP process for training an RX antenna array and a TX antenna array may be started. The BRP process may include a BRP setup subphase, a multiple sector ID detection (MID) subphase, a beam combining (BC) subphase, and the like.
기존 IEEE 802.11ad 기반의 빔포밍 훈련은 싱글 스트림 기반이다. 즉, 한번에 하나의 빔포밍만이 가능하다. The existing IEEE 802.11ad-based beamforming training is based on a single stream. That is, only one beamforming is possible at a time.
이하에서는, 편광을 이용한 복수 빔들의 동시적 빔포밍이 제안된다. STA들이 인접해 있거나 이전 SLS과정에서 선택된 섹터들의 집합이 겹치는 상황일 때, 동시적으로 이뤄지는 빔 교정(beam refinement) 과정에서 서로 다른 STA들 간에 방해를 줄 수 있다. 동시적으로 빔포밍을 수행하면서, 빔들간 간섭을 줄이는 기법이 제안된다.In the following, simultaneous beamforming of multiple beams using polarization is proposed. When STAs are adjacent to each other or when a set of sectors selected in the previous SLS overlap, interference between different STAs may be prevented in a beam refinement process. While simultaneously performing beamforming, a technique for reducing interference between beams is proposed.
편광 타입(Polarization type)은 안테나에서 방출되는 전기 필드의 오리엔테이션을 나타내는 것으로, 예를 들어, 선형 편광(linear polarization), 원형 편광(circular polarization), 혼합 편광(mixed polarization) 등으로 나타낼 수 있다. 선형 편광의 예로 VP(vertical polarization)와 HP(horizontal polarization)가 있고, 원형 편광의 예로 LHCP(left-hand circular polarization)가 RHCP(right-hand circular polarization) 등이 있을 수 있다. 혼합 편광은 선형 편광과 원형 편광이 함께 사용될 수 있음을 의미한다. 이하에서는, VP와 HP를 이용한 동시적 빔포밍을 예시하나, 편광 타입의 종류나 개수에 제한이 있는 것은 아니다.The polarization type indicates an orientation of an electric field emitted from an antenna and may be, for example, linear polarization, circular polarization, mixed polarization, or the like. Examples of linear polarization may include vertical polarization (VP) and horizontal polarization (HP). Examples of circular polarization may include left-hand circular polarization (LHCP) and right-hand circular polarization (RHCP). Mixed polarized light means that linear polarized light and circular polarized light can be used together. In the following, simultaneous beamforming using VP and HP is illustrated, but the type and number of polarization types are not limited.
도 2는 동시적 빔포밍으로 인해 간섭이 발생하는 예를 보여준다.2 shows an example in which interference occurs due to simultaneous beamforming.
도 2의 (a)는 STA1이 ST2로 HP를 갖는 제1 빔을 전송하고, STA3로 VP를 갖는 제2 빔을 동시에 전송하는 것을 보여준다. STA2와 STA3의 서로 인접할 경우, 편광을 이용하더라도 제1 빔과 제2 빔 간에 간섭이 발생할 수 있다.2 (a) shows that STA1 transmits a first beam having HP to ST2 and a second beam having VP to STA3 at the same time. When STA2 and STA3 are adjacent to each other, interference may occur between the first beam and the second beam even with polarization.
도 2의 (b)는 STA1이 ST2로 HP를 갖는 제1 빔 및 VP를 갖는 제2 빔을 동시에 전송하는 것을 보여준다. 제1 빔과 제2 빔간들을 위해 선택가능한 섹터들의 후보 집합이 중복될 수 있다.2 (b) shows that STA1 simultaneously transmits a first beam having HP and a second beam having VP to ST2. Candidate sets of selectable sectors for the first beam and the second beam may overlap.
도 3은 편광을 이용한 빔포밍의 일 예를 보여준다.3 shows an example of beamforming using polarization.
개시자는 복수의 편광 채널을 통해 동일한 섹터 정보를 갖는 프레임을 하나 또는 그 이상의 응답자에게 전송한다. 상기 프레임은 SSW 프레임을 포함할 수 있다. 응답자들의 편광 역량(polarization capability)에 상관없이 모든 응답자에게 SSW frame을 전송하여 I-TXSS(initiator-transmit sector sweep)을 전체적으로 동시에 수행할 수 있다. The initiator transmits a frame having the same sector information to one or more responders over a plurality of polarization channels. The frame may include an SSW frame. Initiator-transmit sector sweep (I-TXSS) can be performed simultaneously by transmitting SSW frames to all respondents regardless of their polarization capability.
도 4는 편광을 이용한 빔포밍의 다른 예를 보여준다.4 shows another example of beamforming using polarization.
복수의 편광 채널을 통해 서로 다른 섹터에서 빔포밍이 독립적으로 수행된다. VP와 HP의 2개 편광 채널이 있다면, 전체 섹터를 반으로 나누어 동시에 빔포밍을 수행함으로써 전체 빔포밍 시간을 줄일 수 있다. 이는 하나의 스트림에 대한 빔포밍 결과, 즉 최적의 빔 선택은 복수의 편광 채널에 대해 동일하다는 것을 이용한다. Beamforming is performed independently in different sectors through the plurality of polarization channels. If there are two polarization channels of VP and HP, the entire beamforming time can be reduced by dividing the entire sector in half and simultaneously performing beamforming. This utilizes the beamforming result for one stream, i.e. the optimal beam selection is the same for multiple polarization channels.
도 5는 편광을 이용한 빔포밍의 또 다른 예를 보여준다.5 shows another example of beamforming using polarization.
제1 페이즈동안 개시자에 의한 I-TXSS가 수행되고, 제2 페이즈 동안 응답자에 의한 R-TXSS(responder-transmit sector sweep)가 수행된다. 제1 페이즈 동안 개시자는 복수의 편광 채널을 통해 빔포밍 프레임을 응답자에게 보낸다. 응답자는 가장 좋은 편광 채널을 선택하고, 제2 페이즈 동안 선택된 편광 채널을 통해 빔포밍 프레임을 개시자에게 보낸다.The I-TXSS by the initiator is performed during the first phase, and the responder-transmit sector sweep (R-TXSS) by the responder is performed during the second phase. During the first phase the initiator sends a beamforming frame to the responder through the plurality of polarization channels. The responder selects the best polarization channel and sends a beamforming frame to the initiator through the selected polarization channel during the second phase.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔포밍 과정을 보여준다.6 shows a beamforming process according to an embodiment of the present invention.
STA1은 빔포밍 훈련(training)을 개시하는 개시자(initiator)이다. 빔포밍 훈련에 참여하는 STA2은 응답자(responder)이다. STA1 is an initiator that initiates beamforming training. STA2 participating in the beamforming training is a responder.
먼저, STA1 과 ST2는 SLS 과정을 수행한다. STA1는 자신이 가진 섹터들에 걸쳐 각각 SSW 프레임을 전송한다(S611). 그리고, STA2는 자신이 가진 섹터들에 걸쳐 각각 SSW 프레임을 전송한다(S612). SSW 피드백 동안 STA1는 STA2에게 SSW 피드백 프레임을 보낸다(S613). SSW 피드백 프레임은 STA1가 선택한 섹터와 안테나에 관한 정보를 포함할 수 있다. SSW ACK 프레임은 STA2가 STA1에게 가장 최근에 수신된 SSW 피드백에 포함된 섹터와 안테나를 통해 전송한다(S614). First, STA1 and ST2 perform an SLS process. STA1 transmits an SSW frame over sectors it owns (S611). Then, STA2 transmits the SSW frame over the sectors it owns (S612). During the SSW feedback, the STA1 sends an SSW feedback frame to the STA2 (S613). The SSW feedback frame may include information about a sector and an antenna selected by STA1. The SSW ACK frame is transmitted by the STA2 through the sector and the antenna included in the SSW feedback most recently received by the STA1 (S614).
SSW 피드백과 SSW ACK 프레임 중 적어도 하나는 BRP 수행을 요청하는 정보를 포함할 수 있다. At least one of the SSW feedback and the SSW ACK frame may include information for requesting BRP execution.
STA1은 STA2에게 BRP 셋업 요청 프레임을 보낸다(S621). BRP 셋업 요청은 BRP 동안 편광 채널을 이용한 빔포밍 훈련을 위한 편광 설정 정보를 제공한다. 편광 설정 정보는 다음 표의 정보 요소(information element) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.STA1 sends a BRP setup request frame to STA2 (S621). The BRP setup request provides polarization setting information for beamforming training using the polarization channel during BRP. The polarization setting information may include at least one of information elements of the following table.
정보 요소Information element 설 명Explanation
역량 요청(capability request)Capability request 이 프레임의 전송기가 수신기에게 BRP 역량(예, 편광 설정)에 관한 정보의 전송을 요청하는지 여부를 지시함.Indicate whether the transmitter of this frame requests the receiver to transmit information about the BRP capability (eg polarization setting).
TX 섹터TX sector 이 프레임이 전송될 때 사용되는 섹터를 지시함.Indicates the sector used when this frame is sent.
다중 빔포밍 지시자Multiple Beamforming Indicators 동시에 빔포밍 훈련이 가능한 섹터(또는 스트림)의 개수를 나타냄Indicates the number of sectors (or streams) available for beamforming training at the same time
편광 설정 지시자Polarization setting indicator 편광 채널을 지원하는지 여부를 나타냄. 이 정보는 편광을 지원하는 안테나의 개수와 각 안테나에 의해 지원되는 편광 설정(선형 편광, 원형 편광 및 혼합 편광 중 하나)을 포함할 수 있다.Indicates if the polarization channel is supported. This information may include the number of antennas that support polarization and the polarization settings (one of linear polarization, circular polarization, and mixed polarization) supported by each antenna.
섹터 전송 지시자Sector transfer indicator 복수의 편광 채널을 통해 하나의 동일한 섹터가 전송/수신될 수 있는지 또는 서로 다른 복수 개의 섹터가 전송/수신되는지를 나타냄. 각 편광채널을 통해 전송/수신될 수 있는 하나 또는 그 이상의 섹터를 나타낼 수도 있음.Indicates whether one same sector can be transmitted / received through a plurality of polarization channels or a plurality of different sectors are transmitted / received. May represent one or more sectors that can be transmitted / received through each polarization channel.
편광 미스매치 지시자Polarization mismatch indicator 이 프레임의 전송기가 수신기에게 수신되는 각 편광 채널이 어떻게 변형이 되는지에 대한 피드백을 요청하는지 여부를 지시함. Indicate whether the transmitter of this frame asks the receiver for feedback on how each polarization channel received is deformed.
STA2는 BRP 셋업 요청에 대한 응답으로 BRP 셋업 응답 프레임을 보낸다(S622). BRP 셋업 응답 프레임은 표 1의 정보 요소 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.STA2 sends a BRP setup response frame in response to the BRP setup request (S622). The BRP setup response frame may include at least one of the information elements of Table 1.
서로에 대한 역량 정보를 교환한 STA1와 STA2는 BRP 프레임을 교환하면서 빔 교정을 수행한다.The STA1 and the STA2 having exchanged capability information with respect to each other perform beam correction while exchanging BRP frames.
표 1에서 나타난 편광 설정 정보는 SSW 프레임, SSW 피드백 프레임, SSW ACK 프레임, 비콘 프레임, 프로드 응답/요청 프레임 중 적어도 어느 하나에 포함될 수 있다. The polarization setting information shown in Table 1 may be included in at least one of an SSW frame, an SSW feedback frame, an SSW ACK frame, a beacon frame, and a prod response / request frame.
편광 설정이 SSW 프레임에 의해 주어지면, 비콘 프레임과 SSW 프레임이 편광 채널을 통해 전송된다. 그리고, SSW 피드백 프레임은 편광 미스매치에 관한 정보를 포할 수 있다.Given the polarization setting by the SSW frame, the beacon frame and the SSW frame are transmitted over the polarization channel. In addition, the SSW feedback frame may include information about polarization mismatch.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SSW 피드백 프레임 포맷의 일 예를 보여준다.7 shows an example of an SSW feedback frame format according to an embodiment of the present invention.
섹터 선택(Sector Select) 필드는 이전 섹터 스윕에서 가장 좋은 품질로 수신된 프레임에 대한 섹터 ID를 나타낸다. The Sector Select field indicates the sector ID for the frame received with the best quality in the previous sector sweep.
SNR 보고(SNR Report) 필드는 이전 섹터 스윕에서 가장 좋은 품질로 수신된 프레임의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)를 나타낸다.The SNR Report field indicates the signal-to-noise ratio (SNR) of the frame received with the best quality in the previous sector sweep.
선태된 섹터 편광(Selected Sector Polarization) 필드는 섹터 선택 필드에 의해 지시되는 섹터에 대한 편광 정보를 나타낸다.The Selected Sector Polarization field indicates polarization information for the sector indicated by the sector selection field.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 장치를 나타낸 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating an apparatus in which an embodiment of the present invention is implemented.
장치(100)는 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120) 및 송수신기(transceiver, 130)를 포함한다. The device 100 includes a processor 110, a memory 120, and a transceiver 130.
메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)에 의해 실행되는 다양한 명령어(instructions)를 저장한다. 송수신기(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시예에서 STA 또는 AP의 동작은 프로세서(110)에 의해 구현될 수 있다. 전술한 실시예가 소프트웨어 명령어로 구현될 때, 명령어는 메모리(120)에 저장되고, 프로세서(110)에 의해 실행되어 전술한 동작이 수행될 수 있다.The memory 120 is connected to the processor 110 to store various instructions executed by the processor 110. The transceiver 130 is connected to the processor 110 to transmit and / or receive a radio signal. The processor 110 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the STA or the AP may be implemented by the processor 110. When the above-described embodiments are implemented as software instructions, the instructions may be stored in the memory 120 and executed by the processor 110 to perform the above-described operations.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. The processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices. The memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device. The transceiver may include a baseband circuit for processing a radio signal. When the embodiment is implemented in software, the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function. The module may be stored in memory and executed by a processor. The memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the exemplary system described above, the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or concurrently with other steps than those described above. Can be. In addition, those skilled in the art will appreciate that the steps shown in the flowcharts are not exclusive and that other steps may be included or one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 빔포밍 훈련을 수행하는 방법에 있어서,In the method for performing beamforming training using polarization in a wireless communication system,
    제1 STA(station)이 제2 STA과 섹터 스윕을 위한 SLS(sector level sweep) 과정을 수행하고,A first STA performs a sector level sweep (SLS) process for a sector sweep with the second STA,
    상기 제1 STA이 상기 제2 STA과 BRP(beam refinement protocol) 과정을 수행하는 것을 포함하되,Including the first STA performs a beam refinement protocol (BRP) process with the second STA,
    상기 BRP 과정을 수행하는 것은,To perform the BRP process,
    상기 제1 STA이 상기 제2 STA으로 상기 BRP 과정 동안 사용될 편광 채널에 관한 편광 설정 정보를 갖는 BRP 셋업 요청을 전송하는 것을 포함하는 방법.And the first STA sends a BRP setup request with polarization setting information regarding the polarization channel to be used during the BRP procedure to the second STA.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 편광 설정 정보는 복수의 편광 채널을 통해 하나의 섹터가 전송되는지 여부를 나타내는 섹터 전송 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And wherein the polarization setting information includes a sector transmission indicator indicating whether one sector is transmitted through a plurality of polarization channels.
  3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 편광 설정 정보는 상기 제2 STA에게 수신되는 각 편광 채널이 어떻게 변형이 되는지에 대한 피드백을 요청하는 편광 미스매치 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The polarization setting information includes a polarization mismatch indicator requesting feedback on how each polarization channel received by the second STA is modified.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 편광 설정 정보는 상기 제2 STA에게 편광 설정에 관한 정보를 요청하는 역량 요청 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The polarization setting information includes a capability request field for requesting information about the polarization setting from the second STA.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 편광 설정 정보는 편광을 지원하는 안테나의 개수와 각 안테나에 의해 지원되는 편광 설정을 나타내는 편광 설정 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein the polarization setting information includes a polarization setting indicator indicating the number of antennas supporting polarization and the polarization setting supported by each antenna.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 SLS 과정을 수행하는 것은Performing the SLS process
    상기 제1 STA이 상기 제2 STA이 SSW(sector sweep) 프레임을 전송하고,The first STA transmits a sector sweep (SSW) frame by the second STA,
    상기 제1 STA이 상기 제2 STA으로부터 SSW 피드백 프레임을 수신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And the first STA receives an SSW feedback frame from the second STA.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 SSW 프레임과 상기 SSW 피드백 중 적어도 어느 하나는 상기 BRP 과정의 수행을 요청하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.At least one of the SSW frame and the SSW feedback includes information for requesting to perform the BRP process.
  8. 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 빔포밍 훈련을 수행하는 장치에 있어서,An apparatus for performing beamforming training using polarization in a wireless communication system,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기;와A transceiver for transmitting and receiving wireless signals; and
    상기 송수신기에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,A processor coupled to the transceiver, wherein the processor includes:
    상대(peer) STA(station)과 섹터 스윕을 위한 SLS(sector level sweep) 과정을 수행하고,Perform a SLS (sector level sweep) process for peer STA (station) and sector sweep,
    상기 상대 STA과 BRP(beam refinement protocol) 과정을 수행하되,Performing a beam refinement protocol (BRP) process with the counterpart STA,
    상기 상대 STA으로 상기 BRP 과정 동안 사용될 편광 채널에 관한 편광 설정 정보를 갖는 BRP 셋업 요청을 전송하여 상기 BRP 과정이 수행되는 장치.And transmitting the BRP setup request having polarization setting information about the polarization channel to be used during the BRP procedure to the counter STA.
  9. 제 8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 편광 설정 정보는 복수의 편광 채널을 통해 하나의 섹터가 전송되는지 여부를 나타내는 섹터 전송 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. And the polarization setting information includes a sector transmission indicator indicating whether one sector is transmitted through a plurality of polarization channels.
  10. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 편광 설정 정보는 상기 제2 STA에게 수신되는 각 편광 채널이 어떻게 변형이 되는지에 대한 피드백을 요청하는 편광 미스매치 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.The polarization setting information includes a polarization mismatch indicator for requesting feedback on how each polarization channel received by the second STA is modified.
  11. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 편광 설정 정보는 상기 제2 STA에게 편광 설정에 관한 정보를 요청하는 역량 요청 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치The polarization setting information may include a capability request field for requesting information on the polarization setting from the second STA.
  12. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 편광 설정 정보는 편광을 지원하는 안테나의 개수와 각 안테나에 의해 지원되는 편광 설정을 나타내는 편광 설정 지시자를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. And the polarization setting information includes a polarization setting indicator indicating the number of antennas that support polarization and the polarization setting supported by each antenna.
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