KR101302834B1

KR101302834B1 - 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법

Info

Publication number: KR101302834B1
Application number: KR1020077024182A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 타카하시; 료 사와이; 토모야 야마우라; 타쿠시 쿠니히로; 히로아키 타카노
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2013-09-02
Also published as: EP2323282A2; JP2007221500A; JP4816123B2; US8111608B2; US20080212696A1; EP1985042A2; EP2317668A3; EP2317668A2; EP2323282A3; WO2007094519A2; KR20080094859A; CN101322333B; CN101322333A; WO2007094519A3

Abstract

본 발명은 수신 패킷이 MM 패킷 또는 GF 패킷의 어느것인가를 정확하게 판별하고, GF 패킷 수신시의 쓸데없는 복호 동작과, 통신의 비효율화를 회피하기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결 수단에 있어서, MM 패킷에서는 52톤의 OFDM 심볼이 송신됨에 대해, GF 패킷에서는 56톤의 OFDM 심볼이 송신되기 때문에, FFT 출력에 서브캐리어 인덱스에서 ±27 및 28에 신호가 존재하는지의 여부를 검증하여, 수신 패킷의 포맷을 판별한다. 또는 포맷마다의 Cyclic Shift량의 상위를 기초로, 패킷 포맷을 판별한다. GF 패킷이라면, L-SIG 이후의 복호 처리를 정지한다.

무선 통신 장치, 무선 통신 방법

Description

무선 통신 장치 및 무선 통신 방법{RADIO-COMMUNICATION DEVICE AND RADIO-COMMUNICATION METHOD}

본 발명은 복수의 패킷 포맷을 규정한 사양에 의거한 통신 환경하에서 통신 동작을 행하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것으로, 특히, 규정의 패킷 포맷중 적어도 일부에 대응하지 않는 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 본 발명은 IEEE802.11n에 준거하여, IEEE802.11a/g와의 호환성을 갖는 Mixed Mode로 수신 동작을 행하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것으로, 특히, Green Field에는 대응하지 않지만 Green Field 패킷 수신시에 효율적인 통신 동작을 행하는 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법에 관한 것이다.

종래의 유선 통신 방식에서의 배선으로부터 해방하는 시스템으로서, 무선 네트워크가 주목되어 있다. 무선 네트워크에 관한 표준적인 규격으로서, IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11이나 IEEE802.15를 들 수가 있다.

예를 들면 IEEE802.11a/g에서는 무선 LAN의 표준 규격으로서, 멀티캐리어 방 식의 하나인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 직교 주파수 분할 다중) 변조 방식이 채용되고 있다. OFDM 변조 방식에서는 OFDM 변조 방식에 의하면, 송신 데이터를 상호 직교하는 주파수가 설정된 복수의 캐리어에 분배하여 전송하기 때문에, 각 캐리어의 대역이 협대역으로 되어, 주파수 이용 효율이 매우 높고, 주파수 선택성 페이딩 방해에 강하다.

IEEE802.11a/g의 규격에서는 최대로 54Mbps의 통신 속도를 달성하는 변조 방식을 서포트하고 있지만, 더한층의 높은 비트 레이트를 실현할 수 있는 차세대의 무선 LAN 규격이 요구되고 있다. 예를 들면, IEEE802.11a/g의 확장 규격인 IEEE802.11n에서는 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 통신을 채용함에 의해, 실효 스루풋으로 100MBPS를 초과하는 고속의 무선 LAN 기술의 개발을 목표로 하고 있다.

MIMO 통신은 공간 다중한 복수의 공간 스트림을 이용하여 무선 통신의 고속화를 실현하는 기술이다. 송신기측에서는 복수의 안테나를 이용하여 송신 데이터를 복수의 스트림에 분배하여 송출하고, 수신기는 복수의 안테나에 의해 수신한 공간 다중 신호에 대해 채널 특성을 이용한 신호 처리를 행함에 의해 공간 분리하고, 스트림마다의 신호를 크로스토크 없이 취출할 수가 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조할 것). MIMO 통신 방식에 의하면, 주파수 대역을 증대시키는 일 없이 안테나 갯수에 응하여 전송 용량의 확대를 도모하고, 통신 속도 향상을 달성할 수 있다.

또한, IEEE802.11n의 PHY층은 종래의 IEEE802.11a/g와는 변조 방식이나 부호화 방식 등의 전송 방식(Modulation and Coding Scheme : MCS)이 완전히 상위한

하이 스루풋(High Throughput : HT) 전송 모드(이하에서는 "HT 모드"라고도 부른다)를 갖음과 함께, 종래의 IEEE802.11a/g와 같은 패킷 포맷 및 같은 주파수 영역에서 데이터 전송을 행하는 동작 모드(이하에서는 "레거시 모드"라고도 부른다)도 구비하고 있다. 또한, HT 모드는 IEEE802.11a/g에 준거하는 종래 단말(이하에서는 "레거시 단말"이라고도 부른다)과의 호환성을 갖는 "Mixed Mode(MM)"라고 불리는 동작 모드와, 레거시 단말과의 호환성을 전혀 갖지 않는 "Green Field(GF)"라고 불리는 동작 모드로 나눠진다(예를 들면, 비특허 문헌 1을 참조할 것).

도 12 내지 도 14에는 레거시 모드, MM, GF의 각 동작 모드에서의 패킷 포맷을 각각 도시하고 있다. 단, 각 도면에 있어서 1OFDM 심볼은 4마이크로초인 것으로 한다.

도 12에 도시하는 레거시 모드하의 패킷(이하, "레거시 패킷"이라고도 부른다)은 IEEE802.11a/g와 완전히 같은 포맷이다. 레거시 패킷의 헤더부는 레거시 프리앰블로서, 패킷 발견용의 기지(旣知) OFDM 심볼로 이루어지는 L-STF(Legacy Short Training Field)와, 동기 획득 및 등화(等化)용의 기지 트레이닝 심볼로 이루어지는 L-LTF(Legacy Long Training Field)와, 전송 레이트나 데이터 길이 등을 기재한 L-SIG(Legacy SIGNAL Field)로 구성되고, 이에 계속해서 페이로드(Data)가 송신된다.

또한, 도 13에 도시하는 패킷(이하, "MM 패킷"이라고도 부른다)의 헤더부는 IEEE802.11a/g와 완전히 같은 포맷으로 이루어지는 레거시 프리앰블과, 이것에 계속되는 IEEE802.11n에 특유한 포맷(이하에서는 "HT 포맷"이라고도 부른다)으로 이루어지는 프리앰블(이하에서는 "HT 프리앰블"이라고도 부른다) 및 데이터부로 구성 된다. MM 패킷은 레거시 패킷에서의 PHY 페이로드에 상당하는 부분이 HT 포맷으로 구성되어 있고, 이 HT 포맷 내는 재귀적으로 HT 프리앰블과 PHY 페이로드로 구성된다고 파악할 수도 있다.

HT 프리앰블은 HT-SIG, HT-STF, HT-LTF로 구성된다. HT-SIG에는 PHY 페이로드(PSDU)에서 적용하는 MCS나 페이로드의 데이터 길이 등의 HT 포맷을 해석하기 위해 필요해지는 정보가 기재된다. 또한, HT-STF는 MIMO 시스템에서의 AGC(자동 이득 제어)를 향상하기 위한 트레이닝 심볼로 이루어진다. 또한, HT-LTF는 수신기측에서 공간 변조(매핑)된 입력 신호마다 채널 추정을 행하기 위한 트레이닝 심볼로 이루어진다.

또한, 2개 이상의 전송 브랜치를 사용하는 MIMO 통신인 경우, 수신기측에서는 수신 신호의 공간 분리하는 송수신 안테나마다 채널 추정하여 채널 행렬을 획득할 필요가 있다. 이 때문에, 송신기측에서는 각 송신 안테나로부터 HT-LTF를 시분할로 송신하도록 되어 있다. 따라서 공간 스트림 수에 응하여 1 이상의 HT-LTF 필드가 부가되게 된다.

MM 패킷중의 레거시 프리앰블은 레거시 패킷의 프리앰블과 완전히 같은 포맷임과 함께, 레거시 단말이 디코드 가능한 전송 방식으로 전송된다. 이에 대해, HT 프리앰블 이후의 HT 포맷 부분은 레거시 단말이 대응하지 않는 전송 방식으로 전송된다. 레거시 단말은 MM 패킷의 레거시 프리앰블중의 L-SIG를 디코드하여, 자국앞이 아닌 것과, 데이터 길이 정보 등을 판독하고, 적절한 길이의 NAV(Network Allocation Vector) 즉 송신 대기 기간을 설정하여, 충돌을 회피할 수 있다. 이 결 과, MM 패킷은 레거시 단말과의 호환성을 실현할 수 있다. 단, MM 패킷은 레거시 프리앰블 부분을 갖음에 의해, 장황한 포맷으로 되고, 스루풋의 점에서 불리하다.

또한, 도 14에 도시하는 패킷(이하, "GF 패킷"이라고도 부른다)은 HT 포맷 부분만으로 구성된다. GF 패킷의 프리앰블은 패킷 발견용의 L-STF 필드, 채널 추정용의 HT-LTF 필드, HT 포맷을 해석하기 위해 필요해지는 정보가 기재된 HT-SIG 필드, 및 2nd HT-LTF 필드로 이루어진다. MIMO 통신에서는 공간 스트림마다 채널 추정하여 채널 행렬을 취득할 필요가 있기 때문에, 2nd HT-LTF 필드에서는 송신 안테나 갯수분의 HT-LTF가 시분할로 송신된다(상동). GF 패킷은 레거시 단말과는 전혀 호환성이 없지만, 레거시 프리앰블을 포함하지 않기 때문에, MM 패킷보다도 하이 스루풋을 실현하는 것이 가능하다.

현재의 IEEE802.11n(EWC)에서는 Mixed Mode(MM)에의 대응은 필수이지만, Green Field(GF)에의 대응은 옵셔널이다. 이와 같은 경우, MM에 대응하는 MM 단말로서, GF에 대응하는 MM 단말과 GF에는 비대응의 MM 단말의 2종류가 제조된다는 케이스가 상정된다. 이하에서는 GF비 대응의 MM 단말이 상기의 GF 패킷을 수신하는 처리에 관해 고찰하여 본다.

우선, 최초의 L-STF에 관해서는 MM 패킷에서도 GF 패킷에서도 같기 때문에, MM 단말은 문제 없이 수신할 수 있다. 그러나, 이에 계속된 필드는 MM 패킷에서는 L-LTF를 수신함에 대해, GF 패킷에서는 HT-LTF를 수신한다(도 13 및 도 14를 참조할 것). L-LTF는 IEEE802.11a의 LTF 심볼과 같고, 20MHz 및 40MHz 동작시의 LTF OFDM 심볼은 각각 하기 식(1),(2)로 표시된다.

[수식 1]

[수식 2]

또한, 20MHz 및 40MHz 동작시의 HT-LTF 시퀀스는 각각 하기 식(3),(4)로 표시된다.

[수식 3]

[수식 4]

MM 단말은 L-LTF와 HT-LTF의 상위를 식별할 수 있으면, 이 시점에서 GF 패킷 을 수신하였다고 판단할 수 있다. 그리고, 그 이후의 필드에서의 필요없는 복호 처리를 행하지 않음으로써, 수신 처리의 저소비 전력화를 도모할 수 있다. 그러나, L-LTF나 HT-LTF에는 패리티 체크나 CRC 등의 기구가 마련되어 있지 않고, 시퀀스의 상위는 극히 약간 밖에 없기 때문에, 통상의 수신 처리에서 분간할 수가 없다.

또한 계속해서, MM 패킷이라면 L-SIG를 수신하지만, GF 패킷이라면 HT-SIG를 수신한다(도 13 및 도 14를 참조할 것). 도 15에 L-SIG 필드의 포맷을 도시한다. 도시한 바와 같이 L-SIG는 패리티 체크의 기구가 마련되어 있지만(상위로부터 17비트째에서, 0 내지 16비트에 대한 짝수 패리티를 행하다), 1비트밖에 없기 때문에, GF 패킷에서의 HT-SIG를 잘못하여 L-SIG로서 수신해 버릴 가능성은 낮지 않다. 또한, HT-SIG를 L-SIG로 오해한 때에는 1심볼째의 HT-SIG의 5 내지 16을 Length로서 판독하게 된다. 여기서, Length로서 판독한 값이 실제의 패킷 길이보다 길어지는 경우에는 재발송 타이밍이 지연되기 때문에, 통신의 비효율화를 초래한다. 또한, GF 패킷이라고 오해하면, 여분의 필드를 복호 처리하여 버려서, 장치의 동작 전력의 낭비가 된다.

[특허 문헌 1] : 일본국 특개2002-44051호 공보

(비특허 문헌 1) : EWC(Enhanced Wireless Consortium) PHY Specification

본 발명의 목적은 복수의 패킷 포맷을 규정한 사양에 의거한 통신 환경하에서 통신 동작을 행함과 함께, 자신이 대응하지 않는 패킷 포맷을 수신한 때에 효율적인 통신 동작을 행할 수 있는 우수한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 IEEE802.11n에 준거하여, IEEE802.11a/g와의 호환성을 갖는 Mixed Mode로 수신 동작을 행하지만, 비대응인 Green Field 패킷을 수신한 때에는 여분의 복호 처리를 행하는 일 없이 통신의 효율화와 저소비 전력화를 도모할 수 있는 우수한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기 과제를 참작하여 이루어진 것이고, 포맷이 상위한 패킷이 왕래하는 통신 환경하에서 패킷의 수신 처리를 행하는 무선 통신 장치로서,

패킷 송신원으로부터의 전송 신호를 안테나 경유로 수신하는 신호 수신 수단과,

상기 신호 수신 수단에 의한 수신 신호를 복호하는 데이터 복호 수단과,

상기 데이터 복호 수단에 의한 복호 데이터를 처리하는 데이터 처리 수단과,

상기 신호 수신 수단에 의한 수신 신호에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 포맷 판별 수단과,

상기 포맷 판별 수단에 의해 판별된 패킷 포맷에는 상기 데이터 처리 수단이 대응하지 않는 때에, 판별한 이후의 필드에서의 상기 데이터 복호 수단의 동작을 정지하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치이다.

본 발명은 MIMO 통신에 OFDM 변조 방식을 적용한 통신 시스템에 있어서, MIMO 신호를 수신하는 무선 통신 장치에 관한 것이고, 구체적으로는 IEEE802.11n에 준거하는 MIMO 수신기로서, IEEE802.11a/g용의 레거시 패킷과 IEEE802.11n용의 HT 포맷을 포함하는 Mixed Mode(MM) 패킷의 쌍방을 수신하는 MM 단말로서 동작하는 무선 통신 장치이다.

IEEE802.11n에서는 높은 스루풋을 실현하는 HT 모드로서, 또한 Green Field(GF)가 검토되어 있다. GF 패킷은 HT 포맷만으로 이루어지기 때문에, 레거시 프리앰블을 포함하는 MM 패킷보다도 더욱 높은 스루풋을 실현할 수 있다.

MM 패킷이 L-STF로부터 시작되고, L-LTF, L-SIG로 계속되는데 대해, GF 패킷은 L-STF로부터 시작되고, H-LTF, HT-SIG로 계속된다. GF에 비대응의 MM 단말은 L-LTF와 HT-LTF의 상위를 식별할 수 있으면, 이 시점에서 GF 패킷을 수신하였다고 판단하고, 그 이후의 필드에서의 필요없는 복호 처리를 행하지 않을 수가 있다.

그러나, L-LTF나 HT-LTF에는 패리티 체크나 CRC 등의 기구가 마련되어 있지 않고, 시퀀스의 상위는 극히 약간 밖에 없기 때문에, 통상의 수신 처리에서 분간할 수가 없다. 이 때문에, GF 패킷에 대응하지 않는 MM 단말은 통상의 수신 동작에서는 GF 패킷을 수신하여도 곧바로는 판단할 수가 없기 때문에 여분의 필드를 복호하여야 한다, 프리앰블로부터 잘못된 정보를 판독하여 버리면 재발송 타이밍이 지연되는 등의 비효율적인 통신 동작을 행할 가능성이 있다는 문제가 있다.

이에 대해, 본 발명에 관한 무선 통신 장치는 MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위에 착안하여, 수신 패킷이 어느것인가를 정확하게 판별한 수신 동작을 행함에 의해, GF 패킷 수신시의 쓸데없는 복호 동작의 회피에 의한 저소비 전력화와, 통신의 비효율화를 회피하도록 하였다.

예를 들면, MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위점으로서, 각각의 패킷 포맷에서의 OFDM 심볼에 포함되는 톤 수의 상위에 착안하여, 수신 패킷이 Mixed Mode 또는 Green Field의 어느 패킷 포맷인지를 판별할 수 있다.

구체적으로는 MM 패킷의 선두부터 1 내지 5번째의 OFDM 심볼에 상당하는 L-LTF, L-SIG, HT-SIG의 각 필드는 52톤으로 이루어짐에 대해, GF 패킷의 선두부터 1 내지 5번째의 OFDM 심볼에 상당하는 HT-LTF, HT-SIG, 2nd HT-LTF의 각 필드는 56톤으로 이루어진다. 따라서 수신 패킷의 선두부터 1 내지 5번째의 OFDM 심볼에서, FFT 출력에 서브캐리어 인덱스에서 ±27 및 28에 신호가 존재하는지의 여부를 검증함에 의해, 수신 패킷의 포맷을 판별할 수 있다.

서브캐리어 인덱스에서 ±27 및 28의 위치에 신호가 존재하는지의 여부를 검출하는 방법으로서, 해당 OFDM 심볼의 양단의 서브캐리어의 전력치를 소정의 임계치와 비교하는 절대적인 판단 방법이나, 인접하는 서브캐리어(즉 서브캐리어 인덱스에서 ±26 이내의 수 캐리어)가 갖는 전력과의 비교에 의해 판단하는 상대적인 판단 방법 등이 생각된다.

또한, 1번째의 OFDM 심볼 만을 보고 판단한 것이 아니라, 1 내지 3번째의 OFDM 심볼에 걸쳐서 마찬가지로 양단의 서브캐리어의 전력 측정 결과의 평균을 취함으로써, 노이즈의 영향을 배제하여 정확하게 판단할 수 있다. 또는 심볼 전력의 미소한 차를 검출하여, 이 결과에 의거하여 수신 패킷의 포맷을 판별할 수도 있다.

또한, MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 다른 상위점으로서, 레거시 프리앰블과 HT 포맷에서의 Cyclic Shift의 상위를 들 수 있다.

MIMO 통신에서는 다른 공간 스트림을 통하여 동일 또는 유사한 신호가 전송될 때에 의도하지 않은 빔이 형성되는데, 송신기가 공간 스트림 사이에서 송신 타이밍에 시간차를 마련하여 송신함으로써, 이 문제를 해결하는 것이 알려져 있다. 공간 스트림에 시간 신호차를 부가하는 것을 "Cyclic Shift" 또는 "Cyclic Delay Diversity(CDD)"라고 부른다. 송신 타이밍에 마련하는 적절한 시간차는 공간 스트림 갯수에 응하여 다르다. 또한, IEEE802.11n에서는 같은 공간 스트림 수라도, 레거시 포맷 부분에 비하여, HT 포맷 부분에 보다 큰 시간차가 설정되어 있다. 따라서 수신 신호의 지연 프로파일을 취하여, 지연량이 크면 HT 포맷이라고 판단할 수 있다.

상한 바와 같이 L-LTF 필드와 HT-LTF 필드의 심볼 톤 수나 공간 스트림 사이에서의 송신 타이밍의 시간차의 상위에 착안한 경우, 수신 패킷의 3심볼째보다 이전(MM 패킷이라면 L-SIG의 바로앞)에서 패킷 포맷의 판별을 행할 수 있다. 이 경우, GF 패킷이라고 판별한 때는 L-SIG 이후의 모든 필드에서 복호 처리를 정지할 수가 있고, 전력 절약화의 효과가 높다.

물론, L-SIG 이후의 필드에서의 MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위점을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 패킷의 프리앰블중에서 HT-SIG가 나타나는 심볼 위치의 상위를 들 수 있다.

HT-SIG 필드는 L-SIG 필드에 대해 90도만큼 회전시킨 위상공간상에서 BPSK 변조를 행하게 되어 있다. 따라서 위상 회전하여 BPSK 변조한 OFDM 심볼의 위치를 확인함으로써, MM 또는 GF 어느 패킷 포맷인지를 판별할 수 있다. 예를 들면, MM 패킷에서 HT-SIG 필드에 상당하는 수신 위치의 OFDM 심볼이 절대적인 위상치를 측정하거나, 또는 위상 회전이 시행되지 않은 인접하는 심볼과의 상대적인 위상차를 측정하거나 하여, 해당 심볼이 HT-SIG인지의 여부를 판별할 수 있다.

또한, MM 패킷의 레거시 파트에 포함되는 L-SIG 필드 내의 패리티 체크의 가부에 의해, 수신 패킷이 MM 패킷 포맷인지의 여부를 판별할 수 있다. 또한, MM 패킷에서 HT-SIG 필드에 상당하는 OFDM 심볼을 복호한 데이터를 이용하여 CRC 체크를 행하고, 이들의 결과를 조합시킴으로써, 포맷 판별의 정밀도를 올릴 수 있다.

본 발명에 의하면, 복수의 패킷 포맷을 규정한 사양에 의거한 통신 환경하에서 통신 동작을 행함과 함께, 자신이 대응하지 않는 패킷 포맷을 수신한 때에 효율적인 통신 동작을 행할 수 있는 우수한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, IEEE802.11n에 준거하여, IEEE802.11a/g와의 호환성을 갖는 Mixed Mode로 수신 동작을 행하지만, 비대응인 Green Field 패킷을 수신한 때에는 여분의 복호 처리를 행하는 일 없이 통신의 효율화와 저소비 전력화를 도모할 수 있는 우수한 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법을 제공할 수가 있다.

본 발명에 관한 무선 통신 장치는 Green Field에 비대응에도 불구하고, Green Field 패킷을 수신한 때에는 여분의 필드를 장기에 걸처서 수신 처리한 것은 없고, 장치 전력의 낭비를 막을 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 무선 통신 장치는 Green Field 패킷의 HT-SIG를 패킷 페일하지 않고 우연히 수신해 버려서, 의미도 없이 긴 NAV를 설정하여 재발송 타이밍이 지연된다는 통신이 비효율을 막을 수 있다.

또한, Green Field에 대응한 무선 통신 장치에 있어서는 본 발명을 적용함으로써, 수신 패킷이 MM 패킷 또는 GF 패킷의 어느것인가를 판단할 수 있다.

본 발명의 또다른 목적, 특징이나 이점은 후술하는 본 발명의 실시예나 첨부하는 도면에 의거하여 보다 상세한 설명에 의해 밝혀질 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 관한 MIMO 수신기에서의 디지털 처리 부분의 구성을 도시한 도면.

도 2는 IEEE802.11n에서의 레거시 패킷의 포맷을 도시한 도면.

도 3은 IEEE802.11n에서의 Mixed Mode 패킷의 포맷을 도시한 도면.

도 4는 IEEE802.11n에서의 Green Field 패킷의 포맷을 도시한 도면.

도 5는 Cyclic Shift에 의한 시간 신호차가 부가되지 않은 L-LTF를 이용하여 상호상관을 취한 때에 대략 기준 이후에 상관이 나타나는 양상을 도시한 도면.

도 6은 Cyclic Shift에 의한 시간 신호차가 부가된 L-LTF를 이용하여 상호상관을 취한 때에 기준보다 전에 상관이 팽창한 양상을 도시한 도면.

도 7은 L-LTF 필드와 HT-LTF 필드의 상위에 의거하여 L-SIG전에 패킷 포맷의 판별을 행하는 경우의 무선 통신 장치의 통신 동작의 순서를 도시한 플로우 차트.

도 8은 HT-SIG 필드의 데이터 구조를 도시한 도면.

도 9는 L-SIG 필드에 대해 90도만큼 회전시킨 위상공간상에서 HT-SIG 필드의 BPSK 변조를 행하는 구조를 설명하기 위한 도면.

도 10은 HT-SIG에서의 CRC 계산 방법을 도시한 도면.

도 11은 HT-SIG의 출현 위치의 상위에 의거하여 L-SIG 이후의 필드에서 패킷 포맷의 판별을 행하는 경우의 무선 통신 장치의 통신 동작의 순서를 도시한 플로우 차트.

도 12는 IEEE802.11n에서 규정되는 레거시 모드에서의 패킷 포맷을 도시한 도면.

도 13은 IEEE802.11n에서 규정되는 Mixed Mode에서의 패킷 포맷을 도시한 도면.

도 14는 IEEE802.11n에서 규정되는 Green Field에서의 패킷 포맷을 도시한 도면.

도 15는 L-SIG 필드의 데이터 구조를 도시한 도면.

(도면의 설명)

1, 11 : 버퍼

2, 12 : 주파수 오프셋 보정부

3, 13 : 고속 푸리에 변환기(FFT)

5, 15 : 복조부

6, 16 : 가드 제거부

20 : 가산기

21 : 타이밍 검출부

22 : 주파수 오차 추정부

23 : MIMO 채널 합성부

24 : 채널 행렬 생성부

25 : 잔류 주파수 오프셋 추정부

26 : 복호부

30 : 컨트롤러

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 관해 상세히 해석한다.

본 발명은 MIMO 통신에 OFDM 변조 방식을 적용한 통신 시스템에서, MIMO 신호를 수신하는 무선 통신 장치에 관한 것이고, 그 구체적인 예는 IEEE802.11n에 준거한 MIMO 수신기이다. IEEE802.11n에서는 하이 스루풋을 실현하는 HT 모드로서, IEEE802.11a/g와의 호환성을 갖는 동작 모드 "Mixed Mode(MM)" 외에, 레거시 단말과의 호환성을 전혀 갖지 않는 동작 모드 "Green Field(GF)"가 검토되어 있다.

도 1에는 본 발명의 한 실시예에 관한 MIMO 수신기에서의 디지털 처리 부분의 구성을 도시하고 있다. 도시한 수신기는 2개의 수신 안테나(도시 생략)를 구비하고, 2개의 공간 스트림으로 이루어지는 MIMO 신호를 수신하는 것으로 한다. 이하의 설명으로는 이 수신기는 도 13에 도시한 MM 패킷에는 대응하지만, 도 14에 도시한 GF 패킷에는 대응하지 않는 경우를 상정한다.

도시하지 않은 RF 처리부로부터는 각 수신 안테나에서의 수신 신호를 RF 처리하여 얻어진 2개의 디지털 베이스밴드 신호(A 및 B)가 입력된다. 도시한 디지털 처리부측에서는 이들 디지털 베이스밴드 신호를 MIMO 합성하여 2개의 독립한 공간 스트림으로 분리하고, 각 스트림을 각각 복조하고, 디인터리브, 디펑처나 채널 복호를 경유하여, 원래의 비트열을 출력하도록 되어 있다.

L-STF를 수신하여 패킷이 발견되면, 타이밍 검출부(Timing Detector)(21)는 L-STF에서의 수신 신호의 자기상관이나, L-LTF에서의 수신 신호와 수신기 자신이 갖는 기지 트레이닝 시퀀스와의 상호상관에 의해 동기 타이밍을 구한다. 각 버퍼(1 및 11)로부터는 이 동기 타이밍에 따라 OFDM 심볼마다 디지털 베이스밴드 신호가 절단 분리된다.

이와 함께, 주파수 오프셋 보정부(Osc)(2 및 12)에서는 주파수 오차 추정부(Frequency Estimator)(22)로부터의 주파수 오차 추정치에 의거하여, 각각의 디지털 베이스밴드 신호(A 및 B)에 대해 주파수 보정이 행하여진다.

그 후, 각 디지털 베이스밴드 신호(A 및 B)는 프리앰블과 데이터 부분으로 분리되고, 가드 제거부(Guard remover)(6 및 16)에서 가드 인터벌이 제거된 후, 각각 고속 푸리에 변환기(FFT)(3 및 13)에 보내진다. FFT(3 및 13)는 시간 영역의 디지털 베이스밴드 신호(A 및 B)를 주파수 영역의 서브캐리어로 분해한다.

채널 행렬 생성부(Matrix Generator)(24)는 송신기의 각 송신 안테나(도시 생략)로부터 시분할 송신된 HT-LTF의 FFT 출력을 기초로, 채널 행렬(H)을 서브캐리어마다 생성한다. MIMO 채널 합성부(MIMO Channel Synthesis)(23)에서는 이 채널 행렬(H)을 이용하여, 패킷의 데이터부의 FFT 출력을 서브캐리어마다 합성하여, 각 공간 스트림으로 분리한다.

MIMO 채널 합성은 구체적으로는 채널 행렬(H)로부터 수신 무게 행렬(W)을 산출하고, 이것을 FFT 후의 수신 신호에 승산함에 의해 행하여진다. 채널 행렬(H)로부터 수신 무게 행렬(W)을 구하는 알고리즘으로서, 예를 들면 Ｚero Force(제로화 규범), MMSE(Minimum Mean Square Error), SVD(Singular Value Decomposition : 특이치 분해)-MIMO 등을 들 수 있는데, 여기서는 특히 한정되지 않는다.

MIMO 합성된 각 스트림 신호는 각각, 등화 위상 트래킹부(Equalize & Phase-Timing Track)(4 및 14)에 보내지고, 잔류 주파수 오프셋과 위상 트래킹의 보정이 행하여진 후, 복조부(Demapper)(5 및 15)에서 위상공간(constallation)상에 변조 점으로부터 원래의 값으로 복조되고, 복호부(Decoder)(26)에 의해 원래의 데이터 시퀀스로 복호된다.

배경 기술에서 설명한 바와 같이 IEEE802.11n에서는 고속 전송을 목적으로 하는 HT 모드로서, IEEE802.11a/g와의 호환성을 보증하는 Mixed Mode 외에 Green Field를 검토하고 있다. Mixed Mode가 필수인데 대해, Green Field가 옵셔널이기 때문에, 전자(前者)의 동작 모드에만 대응하는 MM 단말이 GF 패킷을 수신한다는 케이스가 상정된다.

MM 패킷이 L-STF로부터 시작되고, L-LTF, L-SIG로 계속되는데 대해, GF 패킷은 L-STF로부터 시작되고, H-LTF, HT-SIG로 계속된다. GF에 비대응의 MM 단말은 L-LTF와 HT-LTF의 상위를 식별할 수 있으면, 이 시점에서 GF 패킷을 수신하였다고 판단하고, 그 이후의 필드에서의 필요없는 복호 처리를 행하지 않을 수 있다. 그러나, L-LTF나 HT-LTF에는 패리티 체크나 CRC 등의 기구를 마련하고 있지 않고, 시퀀스의 상위는 극히 약간 밖에 없기 때문에, 통상의 수신 처리로 분간할 수가 없다. L-LTF와 HT-LTF와의 상위를 식별할 수 없으면, HT-SIG를 L-SIG라고 오해할 가능성이 있고, 부적당한 기간의 NAV를 설정한다는 통신의 비효율화를 초래한다.

그러면, 본 실시예에 관한 무선 통신 장치는 MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위에 착안하고, 수신 패킷의 포맷을 정확하게 판별할 수 있는 수신 동작을 도입하고 있다.

예를 들면, MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위점으로서, 각 필드의 OFDM 심볼에 포함되는 톤 수의 상위에 착안할 수 있다. IEEE802.11n EWC PHY Specification에서는 패킷의 레거시 파트 및 HT 파트의 각 필드에서의 OFDM 심볼의 톤 수를 각각 아래 표와 같이 규정하고 있다(비특허 문헌 1을 참조할 것).

[표 1]

[표 2]

또한, 표 2에서, HT-SIG의 톤 수는 MM 패킷에서는 52개 또는 104개이고, GF에서는 56개 또는 104개가 된다.

IEEE802.11n에서 규정하는 레거시 패킷, MM 패킷, GF 패킷의 포맷의 개략에 관해서는 도 12 내지 도 14를 참조하면서 이미 기술하였다. 도 2 내지 도 4에는 각 필드의 톤 수를 고려하여 이들의 패킷 포맷을 다시 도해하고 있다.

도 3과 도 4를 비교하면, MM 패킷을 수신한 경우에는 L-LTF, L-SIG, HT-SIG의 1 내지 5번째의 OFDM 심볼은 52톤으로 이루어진다. 이에 대해, GF 패킷을 수신한 경우에는 HT-LTF, HT-SIG, 2nd HT-LTF의 1 내지 5번째의 OFDM 심볼은 56톤으로 이루어진다. 즉, 주파수 영역에서 비교하면, GF 패킷의 1 내지 5번째의 각 OFDM 심볼은 MM 패킷이 대응하는 각 필드와 비교하고, 양단에서 2개의 서브캐리어가 부가되어 있는 것이 된다.

따라서 컨트롤러(30)는 FFT(3 및 13)의 출력에 서브캐리어 인덱스에서 ±27 및 28에 신호가 존재하는지의 여부를 검증하고, 이들의 서브캐리어 인덱스에 신호가 존재하는 경우에는 수신한 패킷이 GF 패킷이라고 추정하고, 역으로 신호가 존재하지 않는다면 MM 패킷이라고 추정할 수 있다.

또한, 1번째의 OFDM 심볼만을 보고 판단한 것이 아니라, 1 내지 3번째의 OFDM 심볼에 걸쳐서 마찬가지로 양단의 서브캐리어의 전력 측정 결과의 평균을 취함으로써, 노이즈의 영향을 배제하여 정확하게 판단할 수 있다.

또는 52톤(또는 104톤)일 때와, 56톤(또는 114톤)일 때에서, 심볼 전력의 미소한 차이를 검출하여, 이 결과에 의거하여 수신 패킷의 포맷을 판별할 수도 있다.

MIMO 통신에서는 다른 공간 스트림을 통하여 동일 또는 유사한 신호가 전송될 때에, 의도하지 않는 빔이 형성된다는 문제가 있다. 이 때문에, IEEE802.11n에서는 송신기가 공간 스트림 사이에서 송신 타이밍에 시간차를 마련하는 방법이 검토되어 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1을 참조할 것). (공간 스트림에 시간 신호차를 부가하는 것을 "Cyclic Shift" 또는 "Cyclic Delay Diversity(CDD)"라고 부른다.

송신 타이밍에 마련하는 적절한 시간차는 공간 스트림 갯수에 응하여 다르다. 또한, IEEE802.11n에서는 같은 공간 스트림 수라도, MM 패킷의 레거시 포맷 부분과, HT 포맷 부분의 각각에 관해 공간 스트림 갯수에 응한 시간차 값이 별개로 규정되어 있다. 레거시 포맷 부분에서의 Cyclic Shift의 시간차 값을 표 3에, HT 포맷 부분에서의 Cyclic Shift의 시간차 값를 표 4에, 각각 표시한다. 이들의 표를 비교하면, 예를 들면 모두 공간 스트림 수가 2개인 경우라도, 레거시 포맷 부분에서는 -200나노초, HT 포맷 부분에서는 -400나노초로, HT 포맷 부분에 대해 보다 큰 시간차가 주어진다.

[표 3]

[표 4]

통상, 수신기측에서는 수신한 레거시 프리앰블중의 L-STF 부분에서의 자기상관의 피크를 기준으로 하여, L-LTF 수신 신호와 기지 트레이닝 심볼과의 상호상관을 구하고, 그 피크가 나타난 위치에 의거하여 동기를 획득한다. 시간 신호차가 부가되지 않은 경우는 대략 기준 이후에 상관이 나타나는데 대해(도 5를 참조할 것), 전방에 송신 타이밍이 어긋난 시간 신호차가 부가되어 있는 경우에는 기준보다 전으로 상관이 팽창한다(도 6을 참조할 것). 그리고, 시간차가 커지면, 지연 프로파일에서의 전방으로의 팽창은 보다 커지기 대문에, 지연량이 크면, 컨트롤러(30)는 HT 포맷이라고 판단할 수 있다.

도 3과 도 4의 패킷 포맷을 비교하면, 1번째의 OFDM 심볼이 MM 패킷에서는 L-LTF 즉 레거시 포맷인데 대해, GF 패킷에서는 HT-LTF 즉 HT 포맷이다. 따라서 예를 들면 타이밍 검출부(21)가 타이밍 획득을 위해 작성하는 지연 프로파일을 참조하여, 지연량의 크기에 의거하여 패킷 포맷을 판별할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는 GF 패킷이라고 판단한 때에, 이후의 필드에서의 데이터 복호 처리를 정지시킴으로써, 전력의 낭비를 억제할 수 있다.

이상 설한 바와 같은 L-LTF 필드와 HT-LTF 필드의 심볼 톤 수나, 공간 스트림 사이에서의 송신 타이밍의 시간차의 상위에 착안한 경우, 수신 패킷의 3심볼째보다 이전(MM 패킷이라면 L-SIG의 바로앞)에서 패킷 포맷의 판별을 행할 수 있다. 이 경우, GF 패킷이라고 판별한 때는 L-SIG 이후의 모든 필드에서 복호 처리를 정지할 수 있고, 전력 절약화의 효과가 높다. 도 7에는 이 경우의 무선 통신 장치의 통신 동작의 순서를 플로우 차트의 형식으로 도시하고 있다.

무선 통신 장치는 수신 대기중에, L-STF 필드를 수신함에 의해 패킷을 발견하면(스텝 S1), 계속해서 수신하는 OFDM 심볼의 톤 수의 상위, 또는 공간 스트림 사이에서의 송신 타이밍의 시간차의 상위에 의거하여, 수신 패킷의 포맷을 판별한다(스텝 S2).

여기서, GF 패킷이라고 판별한 때는(스텝 S2의 Yes), 이후의 필드의 복호 처리를 정지하고, 저소비 전력화를 도모한다.

또한, 수신 패킷이 GF 패킷이 아니라고 판단한 때에는 L-LTF 필드에 계속된 L-SIG 필드를 수신하고, 이것을 복호하여(스텝 S3), 패리티 체크를 행한다(스텝 S4). 여기서, 패리티 에러가 발생하면, 이후의 필드의 복호 처리를 정지한다.

계속해서, L-SIG의 Rate 필드에 기재되어 있는 전송 레이트를 판독하여, 자신이 서포트하고 있는 레이트인지의 여부를 체크한다(스텝 S5).

여기서, 수신 패킷이 해당 수신기에서 서포트 밖의 레이트라고 판별한 때는(스텝 S5의 No), 해당 패킷의 데이터 부분의 송신이 끝나기 까지의 잔여 시간을 계산하고(스텝 S11), 이 시간이 경과하기 까지의 동안 동작을 정지하고 대기한다(스텝 S12).

또한, 서포트하는 레이트로 수신 패킷이 송신되는 경우에는(스텝 S5의 Yes), 4번째의 OFDM 심볼을 수신하여, 수신 패킷이 IEEE802.11n의 MM 패킷인지의 여부를 판별한다(스텝 S6). MM 패킷이라면, 4 내지 5번째의 OFDM 심볼로 이루어지는 HT-SIG 필드는 L-SIG 필드에 대해 90도만큼 회전시킨 위상공간상에서 BPSK 변조가 행하여져 있기 때문에(후술), 레거시 패킷 또는 MM 패킷의 어느것인가를 판별할 수 있다.

수신 패킷이 레거시 패킷이라고 판별한 때는(스텝 S6의 No), 패킷의 최후에 도달할 때까지(스텝 S14), L-SIG에 계속해서 시작되는 데이터 심볼의 수신을 반복하여 행한다(스텝 S13).

또한, 수신 패킷이 MM 패킷이라고 판별한 때는(스텝 S6의 Yes), L-SIG에 계속된 OFDM 심볼을 HT-SIG로서 복호 처리한다(스텝 S7). 그리고, HT-STF 필드를 이용하여 AGC(도 1에는 도시 생략)의 트레이닝을 행함과 함께, 2nd HT-LTF로 채널 행 렬(H)의 트레이닝을 행한다(스텝 S8).

그리고, 패킷의 최후에 도달할 때까지(스텝 S10), HT-LTF에 계속해서 시작되는 데이터 심볼의 수신을 반복하여 행한다(스텝 S9). 데이터 심볼은 MIMO 신호로 구성되어 있고, 채널 행렬(H)을 기초로 산출되는 수신 무게 행렬(W)를 수신 신호에 승산함으로써, 크로스토크 없이 원래의 각 공간 스트림 신호로 분리할 수 있다.

여기까지는 L-SIG보다 전의 필드에서의 MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위점을 이용하는 방법에 관해 설명하여 왔지만, 물론, L-SIG 이후의 필드에서의 MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 상위점을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 패킷의 프리앰블중에서 HT-SIG가 나타나는 심볼 위치의 상위를 들 수 있다.

도 8에는 HT-SIG 필드의 데이터 구조를 도시하고 있다. 도시하는 바와 같이 HT-SIG는 2OFDM 심볼로 구성되고, PHY 페이로드(PSDU)로 적용하는 MCS나 페이로드의 데이터 길이 등의 HT 포맷을 해석하기 위해 필요해지는 정보가 기재된다(비특허 문헌 1(Appendix. A)을 참조할 것).

MM 패킷과 GF 패킷의 어느것이라도, HT-SIG 필드에서의 기재 내용은 같다. 또한, MM 패킷과 GF 패킷의 어느것이라도, HT-SIG 필드를 포함하는 프리앰블 부분은 레거시 프리앰블 및 HT 프리앰블 모두, 부호화율 1/2의 BPSK 변조를 적용하도록 결정되어 있다. 이와 같은 낮은 데이터 레이트를 이용하는 것은 패킷 수신에 필요한 처리나 정보 통지를 확실하게 실현하기 위함이기도 한다.

또한, HT-SIG 필드는 L-SIG 필드(또는 전후의 필드)에 대해 90도만큼 회전시킨 위상공간상에서 BPSK 변조를 행하도록 되어 있다(비특허 문헌 1 및 도 9를 참조 할 것). 이와 같은 위상공간의 회전은 레거시 패킷과 MM 패킷을 구별하는 것을 목적으로 한 규정이다. 레거시 패킷의 판별 방법 자체는 본 발명의 요지에 관련되지 않기 때문에, 여기서는 이 이상 설명하지 않는다.

본 실시예에서 중요하게 되는 것은 위상 회전하여 BPSK 변조한 OFDM 심볼의 위치가 MM 패킷과 GF 패킷에서 다른 것이다. 재차 도 3과 도 4를 비교하면, MM 패킷에서는 4 내지 5번째의 HT-SIG에 상당하는 OFDM 심볼에서 90도만큼 위상 회전한 BPSK 변조가 행하여짐에 대해, GF 패킷에서는 3 내지 4번째의 HT-SIG에 상당하는 OFDM 심볼에서 90도만큼 위상 회전한 BPSK 변조가 행하여진다. 따라서 컨트롤러(30)는 복호부(26)에서 복호 결과를 참조하여, 이하의 어느 하나의 방법에 의해 수신 패킷의 포맷을 판별할 수 있다.

(1) 수신 패킷의 3번째의 OFDM 심볼의 절대적인 위상공간에서는 패킷 포맷을 판별한다. 위상공간이 90도만큼 회전하고 있으면 HT-SIG이고, 3번째의 OFDM 심볼이 HT-SIG이면, GF 패킷이라고 판단할 수 있다. 단, 절대적인 위상공간을 판단하는데는 사전에 위상 보정을 행할 필요가 있다.

(2) 수신 패킷의 5번째의 OFDM 심볼의 절대적인 위상공간에서는 패킷 포맷을 판별한다. 위상공간이 90도만큼 회전하고 있으면 HT-SIG이고, 5번째의 OFDM 심볼이 HT-SIG이면, MM 패킷이라고 판단할 수 있다. 단, 절대적인 위상공간을 판단하는데는 사전에 위상 보정을 행할 필요가 있다.

(3) 수신 패킷의 2번째와 3번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대적인 위상차로부터, 패킷 포맷을 판별한다. 도 3에 도시한 바와 같이 MM 패킷이라면, 2번째의 심 볼은 L-LTF 필드, 3번째의 심볼은 L-SIG 필드이고, 위상공간에 상위는 없다. 이에 대해, GF 패킷인 경우에는 2번째의 필드는 HT-LTF 필드이지만 3번째의 필드는 HT-SIG 필드이기 때문에 그 위상공간은도 9에 도시한 바와 같이 90도만큼 회전이 시행되어 있고, 이들의 심볼 사이에서는 상대적인 위상차가 있다. 따라서 수신한 패킷의 2번째와 3번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대 위상차가 검출된 때는 GF 패킷이라고 판별할 수 있다. 또한, 상대 위상차를 검출하는 경우는 사전의 위상 보정 처리가 필요지 않다(이하 동일).

(4) 수신 패킷의 3번째와 4번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대적인 위상차로부터, 패킷 포맷을 판별한다. 도 3에 도시한 바와 같이 MM 패킷이라면, 3번째의 필드는 L-SIG 필드이지만 4번째의 필드는 HT-SIG 필드이기 때문에, 그 위상공간은 도 9에 도시한 바와 같이 90도만큼 회전이 시행되어 있고, 이들의 심볼 사이에서는 상대적인 위상차가 있다. 이에 대해, GF 패킷인 경우에는 3번째 및 4번째의 심볼은 모두 HT-SIG 필드이고, 위상공간에 상위는 없다. 따라서 수신한 패킷의 3번째와 4번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대 위상차가 검출된 때에는 MM 패킷이라고 판별할 수 있다.

(5) 수신 패킷의 4번째와 5번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대적인 위상차로부터, 패킷 포맷을 판별한다. 도 3에 도시한 바와 같이 MM 패킷이라면, 3번째 및 4번째의 심볼은 모두 HT-SIG 필드이고, 위상공간에 상위는 없다. 이에 대해, GF 패킷인 경우에는 4번째의 필드는 HT-SIG 필드이지만 5번째의 필드는 HT-LTF 필드이기 때문에, 그 위상공간은 도 9에 도시한 바와 같이 90도만큼 회전이 시행되어 있고, 이들의 심볼 사이에서는 상대적인 위상차가 있다. 따라서 수신한 패킷의 4번째와 5번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대 위상차가 검출된 때는 GF 패킷이라고 판별할 수 있다.

또한, L-SIG 이후의 필드에서의 MM 패킷과 GF 패킷의 포맷의 다른 상위점으로서, 패리티 비트의 유무를 들을 수 있다.

MM 패킷인 경우, 3번째의 OFDM 심볼로서 수신되는 L-SIG 필드에는 전송 레이트나 데이터 길이와 함께, 패리티 비트가 마련되어 있다. 도 15에는 L-SIG 필드의 데이터 구조를 도시하였는데, 동 도면에 의하면, 상위부터 17비트째에서 패리티 체크의 기구가 마련되어 있고, 0 내지 16비트에 대한 짝수 패리티를 행한다.

이에 대해, GF 패킷인 경우, 3번째의 OFDM 심볼은 전반(前半)의 H-SIG 필드(H-SIG(1))에 상당하고, 그 17번째의 비트 위치는 PSDU(PHY Service Data Unit) 내의 데이터 길이 필드의 일부이고, 패리티 비트가 아니다.

따라서 컨트롤러(30)는 복호부(26)에 의한 3번째의 OFDM 심볼의 복호 결과를 참조하고, L-SIG인 것을 전제로 하여 패리티 체크를 행하고, 에러가 생기면 MM 패킷이 아니라 GF 패킷이라고 추정할 수 있다.

단, 패리티는 1비트만이기 때문에, GF 패킷라도 우연히 패리티 에러가 생기지 않을 가능성도 있다. 이 대체안으로서, HT-SIG 필드 내의 CRC(Cyclic Redundancy Code : 순회 장황 부호)를 이용한 오류 검출을 행하는 방법을 들 수 있다. 또는 MM 패킷에서의 L-SIG의 패리티 체크와 HT-SIG의 CRC 체크를 병용하는 방법이 생각된다.

도 8에 도시한 바와 같이 HT-SIG는 전반의 HT-SIG(1)와 후반의 HT-SIG(2)로 이루어지는데, HT-SIG(1)의 0 내지 23비트와 HT-SIG(2)의 0 내지 9비트는 HT-SIG(2)의 10 내지 17의 7비트의 CRC 필드를 이용하여 CRC 보호가 시행되어 있다. 참고를 위해, HT-SIG에서의 CRC 오류 검출을 위한 계산 방법을 하기 식과 도 10에 나타내어 둔다.

[수식 5]

도 3에 도시한 바와 같이 MM 패킷이라면, 수신 패킷의 4 내지 5번째의 OFDM 심볼이 HT-SIG 필드에 상당한다. 따라서 컨트롤러(30)는 복호부(26)에 의한 해당 필드의 복호 결과를 참조하여, CRC에 의한 오류 검출을 행함으로써, 수신 패킷의 포맷을 판별할 수 있다.

또한, 무선 통신 장치가 Green Field에 대응하지 않는 Mixed Mode 단말이라면, 패킷 포맷마다의 HT-SIG의 출현 위치를 이용한 패킷 포맷의 판별을 행하는데는 MM 패킷에서의 HT-SIG의 CRC에 상당하는 필드에서의 CRC 오류 검출 결과를 이용할 수밖에 없다. 이에 대해, Green Field에 대응하는 단말이라면, GF 패킷에서의 HT-SIG의 CRC 필드에 상당하는데 있어서의 CRC 오류 검출 결과를 기초로 패킷 포맷의 판별을 행할 수 있다.

도 11에는 HT-SIG의 출현 위치의 상위에 의거하여 L-SIG 이후의 필드에서 패킷 포맷의 판별을 행하는 경우의 무선 통신 장치의 통신 동작의 순서를 플로우 차 트의 형식으로 도시하고 있다. 이 경우, 무선 통신 장치는 수신 패킷이 MM 패킷 포맷인 것을 전제로 수신 처리를 행한다.

무선 통신 장치는 수신 대기중에, L-STF 필드를 수신함에 의해 패킷을 발견하면(스텝 S21), 계속된 L-SIG 필드의 수신 및 그 복호 처리를 시도한다(스텝 S22).

그리고, L-SIG 필드에 상당하는 3번째의 OFDM 심볼의 17번째의 비트 위치를 이용하여 패리티 체크를 행한다(스텝 S23).

여기서, 패리티 에러가 생기면(스텝 S23의 No), 수신 패킷은 MM 패킷이 아니라 GF 패킷이라고 추정한다. 이 경우, 이후의 필드의 복호 처리를 정지하고, 저소비 전력화를 도모한다.

한편, 패리티 에러가 생기지 않는 경우에는(스텝 S23의 Yes), 다시, (1) 3번째의 OFDM 심볼의 절대적인 위상공간, (2) 수신 패킷의 5번째의 OFDM 심볼의 절대적인 위상공간, (3) 수신 패킷의 2번째와 3번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대적인 위상차, (4) 수신 패킷의 3번째와 4번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대적인 위상차, 또는 (5) 수신 패킷의 4번째와 5번째의 OFDM 심볼 사이에서의 상대적인 위상차중 적어도 하나를 체크하고, 수신 패킷이 GF 패킷인지의 여부를 체크한다(스텝 S24). 여기서, 수신 패킷은 MM 패킷이 아니라 GF 패킷이라고 추정한 경우에는 이후의 필드의 복호 처리를 정지하고, 저소비 전력화를 도모한다.

한편, 수신 패킷은 MM 패킷 또는 레거시 패킷이라고 추정한다. 그리고, L-SIG의 Rate 필드에 기재되어 있는 전송 레이트를 판독하고, 자신이 서포트하고 있 는 레이트인지의 여부를 체크한다(스텝 S25).

여기서, 수신 패킷이 해당 수신기의 서포트 밖의 레이트라고 판별한 때는(스텝 S25의 No), 해당 패킷의 데이터 부분의 송신이 끝나기 까지의 잔여 시간을 계산하고(스텝 S31), 이 시간이 경과하기 까지의 동안 동작을 정지하고 대기한다(스텝 S32).

또한, 서포트하는 레이트로 수신 패킷이 송신된 경우에는(스텝 S25의 Yes), 4번째의 OFDM 심볼을 수신하여, 수신 패킷이 IEEE802.11n의 MM 패킷인지의 여부를 판별한다(스텝 S26). MM 패킷이라면, 4 내지 5번째의 OFDM 심볼로 이루어지는 HT-SIG 필드는 L-SIG 필드에 대해 90도만큼 회전시킨 위상공간상에서 BPSK 변조가 행하여지고 있기 때문에(전술), 레거시 패킷 또는 MM 패킷의 어느것인가를 판별할 수 있다.

수신 패킷이 레거시 패킷이라고 판별한 때는(스텝 S26의 No), 패킷의 최후에 도달할 때까지(스텝 S34), L-SIG에 계속해서 시작되는 데이터 심볼의 수신을 반복하여 행한다(스텝 S33).

또한, 수신 패킷이 MM 패킷이라고 판별한 때는(스텝 S26의 Yes), L-SIG에 계속된 OFDM 심볼을 HT-SIG로서 복호 처리한다(스텝 S27). 그리고, HT-STF 필드를 이용하여 AGC(도 1에는 도시 생략)의 트레이닝을 행함과 함께, 2nd HT-LTF로 채널 행렬(H)의 트레이닝을 행한다(스텝 S28).

그리고, 패킷의 최후에 도달할 때까지(스텝 S30), HT-LTF에 계속해서 시작되는 데이터 심볼의 수신을 반복하여 행한다(스텝 S29). 데이터 심볼은 MIMO 신호로 구성되어 있고, 채널 행렬(H)을 기초로 산출되는 수신 무게 행렬(W)을 수신 신호에 승산함으로써, 크로스토크 없이 원래의 각 공간 스트림 신호로 분리할 수 있다.

산업상이용가능성

이상, 특정한 실시예를 참조하면서, 본 발명에 관해 상세히 해석하여 왔다. 그러나, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 그 실시예의 수정이나 대용을 해낼 수 있음은 자명하다.

본 명세서에서는 IEEE802.11n에 준거한 통신 시스템에 적용한 실시예를 중심으로 설명하여 왔지만, 본 발명의 요지는 이것으로 한정되는 것이 아니다. 복수의 패킷 포맷을 규정한 사양에 의거한 그 밖의 통신 시스템에 대해서도, 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 명세서에서는 IEEE802.11n에서, Green Field에 대응하지 않는 Mixed Mode 단말에 본 발명을 적용한 실시예를 중심으로 설명하여 왔지만, 물론, Green Field 단말이 수신 패킷을 MM 패킷 또는 GF 패킷의 어느것인가를 판단하는 수법으로서 본 발명을 적용할 수도 있다.

요컨대, 예시라는 형태로 본 발명을 개시하여 온 것이여서, 본 명세서의 기재 내용을 한정적으로 해석하면 않될 것이다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는 특허청구의 범위를 참작하여야 한다.

Claims

포맷이 상위한 패킷이 왕래하는 통신 환경하에서 패킷의 수신 처리를 행하는 무선 통신 장치로서,

패킷 송신원으로부터의 전송 신호를 안테나 경유로 수신하는 신호 수신 수단과,

상기 신호 수신 수단에 의한 수신 신호를 복호하는 데이터 복호 수단과,

상기 데이터 복호 수단에 의한 복호 데이터를 처리하는 데이터 처리 수단과,

상기 신호 수신 수단에 의한 수신 신호에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 포맷 판별 수단과,

상기 포맷 판별 수단에 의해 판별된 패킷 포맷에는 상기 데이터 처리 수단이 대응하지 않는 때에, 판별한 이후의 필드에서의 상기 데이터 복호 수단의 동작을 정지하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 1항에 있어서,

상기 통신 환경하에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식이 적용되고, 또한 적어도 일부의 패킷 필드에서 포맷마다 1OFDM 심볼에 포함되는 서브캐리어의 톤 수가 상위하고 있고,

상기 포맷 판별 수단은 상기 신호 처리 수단에 의해 FFT 처리한 후의 단부에서의 서브캐리어의 유무에 의해 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통 신 장치.
제 2항에 있어서,

상기 포맷 판별 수단은 포맷마다 1OFDM 심볼에 포함되는 서브캐리어의 톤 수가 상위한 패킷 필드에서의 단부의 신호 전력치에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 2항에 있어서,

상기 포맷 판별 수단은 포맷마다 1OFDM 심볼에 포함되는 서브캐리어의 톤 수가 상위한 복수의 패킷 필드에 걸치는 단부의 신호 전력치의 평균치에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 2항에 있어서,

상기 포맷 판별 수단은 포맷마다 1OFDM 심볼에 포함되는 서브캐리어의 톤 수가 상위한 패킷 필드에서의 단부의 신호 전력과 이것에 인접하는 위치의 신호 전력과의 상대치에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 2항에 있어서,

상기 포맷 판별 수단은 포맷마다 1OFDM 심볼에 포함되는 서브캐리어의 톤 수 가 상위한 패킷 필드에서의 심볼 전력에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 1항에 있어서,

패킷 송신원으로부터의 전송 신호는 복수의 공간 스트림을 다중한 MIMO(Multi Input Multi Output) 신호임과 함께, 공간 스트림 사이에서 송신 타이밍에 소정의 시간차를 마련하고, 또한 적어도 일부의 패킷 필드에서의 송신 타이밍의 시간차가 패킷 포맷마다 상위하고 있고,

상기 포맷 판별 수단은 수신 신호의 지연 프로파일을 취하여, 지연량의 크기에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 1항에 있어서,

일부의 패킷 필드에서 전후의 패킷 필드에 대해 소정 각도만큼 위상공간을 회전시킨 위상 변조 처리가 시행되고, 또한 패킷 포맷에 응하여 위상공간을 회전시킨 위상 변조 처리가 시행되는 필드가 상위하고 있고,

상기 포맷 판별 수단은 위상공간을 회전시킨 위상 변조 처리가 시행되는 필드를 특정함에 의해 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 1항에 있어서,

상기 데이터 처리 수단이 대응하는 패킷 포맷에서 일부의 필드에 패리티 체 크 기구가 마련되어 있고,

상기 포맷 판별 수단은 해당 패리티 체크의 결과에 응하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
제 1항에 있어서,

일부의 패킷 필드에 CRC가 마련되고, 또한, 패킷 포맷에 응하여 CRC가 마련된 필드가 상위하고 있고,

상기 포맷 판별 수단은 상기 데이터 처리 수단이 대응하는 패킷 포맷에서 CRC가 마련된 필드, 또는 상기 데이터 처리 수단이 비대응의 패킷 포맷에서 CRC가 마련된 필드의 어느 하나에서 CRC에 의한 오류 검출을 행한 결과에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
포맷이 상위한 패킷이 왕래하는 통신 환경하에서 패킷의 수신 처리를 행하는 무선 통신 방법으로서,

패킷 송신원으로부터의 전송 신호를 안테나 경유로 수신하는 신호 수신 스텝과,

상기 신호 수신 스텝에서의 수신 신호를 복호하는 데이터 복호 스텝과,

상기 데이터 복호 스텝에서의 복호 데이터를 처리하는 데이터 처리 스텝과,

상기 신호 수신 스텝에서의 수신 신호에 의거하여 패킷 포맷을 판별하는 포맷 판별 스텝과,

상기 포맷 판별 스텝에서의 판별된 패킷 포맷에는 상기 데이터 처리 스텝이 대응하지 않는 때에, 판별한 이후의 필드에서의 상기 데이터 복호 스텝의 실행을 정지하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.