KR101516964B1 - 공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 이용하는 통신 시스템 - Google Patents

공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 이용하는 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 이용하는 통신 시스템이 제공된다. 전송장치는 커버리지 내의 단말기들에 공통적으로 전송되는 공통 제어 정보 및 각 단말기들에게 개별적으로 전송되는 개별 제어 정보를 각 단말기들로 전송한다. 전송장치는 공통 제어 정보는 프리코딩하지 않고 전송하고, 개별 제어 정보는 프리코딩하여 전송할 수 있다.

Description

공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 이용하는 통신 시스템{COMMUNICATION SYSTEN USING SPARTIAL DIVISION-MIMO}
본 발명에 따른 실시예들은 무선 네트워크를 이용한 데이터 전송 방법 및 데이터 수신 방법에 관한 것이다.
프리코딩은 공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식(SD-MIMO)에 있어서 각 공간 빔(spatial beam)에 적절한 유저들을 할당해 주기 위한 과정이다.
전송장치는 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하고, 수신된 채널 상태 정보에 기반하여 프리코딩을 이용하여 데이터를 수신할 단말기를 선택한다. 또한 채널 상태 정보를 이용하여 프리코딩을 수행한다.
단말기는 전송장치로부터 트레이닝 신호를 수신하고, 수신된 트레이닝 신호를 이용하여 전송장치와 단말기간의 채널을 추정하여 채널 상태 정보를 생성한다.
공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식에서 전송장치는 복수의 전송 안테나를 이용한다. 따라서 전송장치로부터 단말기 간의 채널은 벡터 또는 행렬의 형태이다. 벡터 또는 행렬 형태의 채널을 추정하기 위하여 전송장치는 각 전송 안테나 별로 개별적인 트레이닝 신호를 전송해야 한다.
본 발명의 일측에 따르면, 적어도 하나 이상의 수신 안테나를 구비한 복수의 단말기들로 데이터를 전송하는 전송장치에 있어서, 상기 복수의 단말기들에 대한 공통 제어 정보를 생성하는 공통 제어 정보 생성부, 상기 각 단말기들에 대한 개별 제어 정보를 생성하는 개별 제어 정보 생성부, 상기 개별 제어 정보 및 상기 각 단말기에 대한 데이터를 프리코딩하여 상기 각 단말기에 대한 프리코딩 데이터를 생성하는 프리코딩부 및 상기 공통 제어 정보 및 상기 프리코딩 데이터를 포함하는 데이터 프레임을 상기 복수의 단말기들로 전송하는 전송부를 포함하는 전송장치를 제공한다.
본 발명의 일측에 따르면 전송장치에 접속한 단말기에 있어서, 상기 전송장치로부터 데이터 프레임을 수신하는 수신부, 상기 단말기와 상기 전송장치에 접속한 제2 단말기에 공통적으로 적용되는 공통 제어 정보를 상기 데이터 프레임으로부터 디코딩하는 공통 제어 정보 디코딩부, 상기 공통 제어 정보에 기반하여 상기 각 단말기들에 대하여 개별적으로 결정된 개별 제어 정보를 상기 데이터 프레임으로부터 디코딩 하는 개별 제어 정보 디코딩부, 상기 개별 제어 정보를 이용하여 상기 데이터 프레임에 포함된 데이터를 디코딩하는 데이터 디코딩부를 포함하고, 상기 개별 제어 정보 및 상기 데이터는 프리코딩되어 수신된 단말기가 제공된다.
본 발명에 따르면 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(MU-MIMO: Multi User Multi Input Multi Output)방식을 이용하여 데이터를 효과적으로 송수신 할 수 있다.
도 1은 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 이용한 데이터 전송의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 기존 단말기들을 지원하기 위한 레거시 제어 정보를 더 포함하는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 특정 단말기가 복수의 데이터 스트림을 수신하는 경우에 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 프리코딩을 이용하여 각 데이터 스트림을 독립적으로 분리 전송하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 동일한 단말기에 대한 복수의 데이터 스트림이 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹을 포함하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 서로 다른 단말기에 대한 데이터 스트림들이 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹을 포함하는 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 프리코딩에 의하여 각 데이터 스트림을 독립적으로 분리 전송하는 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 전송장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 이용한 데이터 전송의 개념을 도시한 도면이다.
전송장치(110)는 복수의 전송 안테나(151, 152)를 이용하여 단말기(181, 182)로 데이터를 전송한다. 전송장치(110)의 프리코딩부(140)는 프리코딩 행렬을 이용하여 데이터가 포함된 데이터 스트림(120, 130)을 프리코딩 한다.
프리코딩된 데이터 스트림은 벡터 채널(161, 162, 163, 164)을 이용하여 단말기(181, 182)로 전송된다. 도 1에 도시된 각 단말기(181, 182)는 하나의 수신 안테나(171, 172)만을 구비하였으나, 다른 실시예에 따르면 각 단말기(181, 182)는 복수의 수신 안테나를 구비할 수도 있다.
각 단말기(181, 182)는 벡터 채널(161, 162, 163, 164)을 이용하여 전송된 데이터 스트림을 수신한다. 제1 단말기(181)가 수신한 신호를 수학식으로 표현하면 하기 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure 112015028260031-pat00001

또한, 제2 단말기(182)가 수신한 신호를 수학식으로 표현하면 하기 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure 112015028260031-pat00002

여기서,
Figure 112015028260031-pat00003
,
Figure 112015028260031-pat00004
는 전송장치가 각 단말기(181, 182)로 전송하는 데이터 스트림이고,
Figure 112015028260031-pat00005
,
Figure 112015028260031-pat00006
는 제1 단말기(181) 및 제2 단말기(182)가 각각 수신한 신호이고,
Figure 112015028260031-pat00007
,
Figure 112015028260031-pat00008
,
Figure 112015028260031-pat00009
,
Figure 112015028260031-pat00010
는 전송장치(110)의 전송 안테나(151, 152)로부터 각 단말기(181, 182)의 수신 안테나(171, 172)까지의 무선 채널의 상태이다.
[
Figure 112015028260031-pat00011
,
Figure 112015028260031-pat00012
]는 제1 단말기(181)에 대한 프리코딩 벡터이고, [
Figure 112015028260031-pat00013
,
Figure 112015028260031-pat00014
]는 제2 단말기(182)에 대한 프리코딩 벡터이다. 또한,
Figure 112015028260031-pat00015
및
Figure 112015028260031-pat00016
는 열잡음이다.
수학식 1을 참고하면, 전송장치(110)는 제2 단말기(182)에 대한 프리코딩 벡터 [
Figure 112015028260031-pat00017
,
Figure 112015028260031-pat00018
]와 제1 단말기(181)에 대한 채널 벡터 [
Figure 112015028260031-pat00019
Figure 112015028260031-pat00020
]의 내적값이 매우 작은 값이 되도록 프리코딩 벡터 [
Figure 112015028260031-pat00021
,
Figure 112015028260031-pat00022
]를 결정할 수 있다. 이 경우, 제1 단말기(181)에 대한 제2 데이터 스트림
Figure 112015028260031-pat00023
의 간섭이 감소한다.
유사한 방법으로 수학식 2를 참고하면, 전송장치(110)는 제1 단말기(181)에 대한 프리코딩 벡터 [
Figure 112015028260031-pat00024
,
Figure 112015028260031-pat00025
]와 제2 단말기(182)에 대한 채널 벡터 [
Figure 112015028260031-pat00026
Figure 112015028260031-pat00027
]의 내적값이 매우 작은 값이 되도록 프리코딩 벡터 [
Figure 112015028260031-pat00028
,
Figure 112015028260031-pat00029
]를 결정할 수 있다. 역시 제2 단말기(182)에 대한 제1 데이터 스트림
Figure 112015028260031-pat00030
의 간섭이 감소한다..
전송장치(110)는 각 단말기(181, 182)들로부터 채널 상태 정보를 피드백 받아 채널 상태 정보를 파악하고, 채널 벡터와 프리코딩 벡터가 서로 작은 내적값을 가지도록 프리코딩 벡터를 결정할 수 있다.
전송장치(110)가 제1 데이터 스트림 및 제2 데이터 스트림을 포함하는 데이터 프레임을 각 단말기(181, 182)로 전송한 경우에, 제1 단말기(181)가 수신한 제2 데이터 스트림의 크기는 매우 작다. 따라서, 제2 데이터 스트림으로 인한 간섭의 영향은 매우 작고, 제1 단말기(181)는 제1 데이터 스트림을 디코딩할 수 있다. 유사한 방법으로, 제2 단말기(182)는 제2 데이터 스트림을 디코딩 할 수 있다.
각 단말기(181, 182)는 전송장치(110)로부터 트레이닝 신호를 수신하고, 트레이닝 신호를 이용하여 채널 상태를 추정할 수 있다. 도 1에서와 같이 전송장치(110)가 복수의 전송 안테나를 구비한 경우에, 각 단말기(181, 182)가 각 전송 안테나로부터 전송된 트레이닝 신호를 구분할 수 있도록 전송장치(110)는 특별하게 디자인된 트레이닝 신호를 각 단말기(181, 182)로 전송해야 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 데이터 프레임은 신호 검출 필드(211), 제1 채널 추정 필드(212), 공통 제어 필드(213) 및 프리코딩 데이터(220)를 포함한다.
신호 검출 필드(211), 제1 채널 추정 필드(212) 및 공통 제어 필드(213)는 프리코딩이 적용되지 않는다.
프리코딩 데이터(220)는 프리코딩 되어 각 단말기로 전송되는 정보로서, 각 단말기에 대하여 개별적으로 결정된 제어 정보 또는 데이터를 전송할 수 있다. 프리코딩 데이터(220)는 전력 증폭기 제어 필드 (230), 제2 채널 추정 필드(240), 프레임 제어 필드(250), 데이터 필드(260)를 포함할 수 있다.
단말기는 신호 검출 필드(211)를 이용하여 수신 프레임을 검출하고, 전력 증폭기의 이득 값을 설정한다. 또한 수신 프레임에 대한 대략적인 시간 동기를 추정하고, 주파수 옵셋을 추정한다.
단말기는 제1 채널 추정 필드(212)를 이용하여 정밀하게 주파수 옵셋을 추정할 수 있다. 또한 채널 추정 제어 필드의 복조를 위하여 채널을 추정할 수 있다.
단말기는 공통 제어 필드(213)를 이용하여 현재 전송되는 데이터 프레임에 대한 공통 제어 정보를 검출한다. 공통 제어 정보는 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법, 현재 데이터 프레임이 지원하는 단말기의 개수 및 데이터 스트림의 개수, 제2 채널 추정 필드(240)의 구간 혹은 길이 정보와 형식 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
전력 증폭기 트레이닝 필드(230)는 다중 안테나 자동 이득 제어(AGC: Automatic Gain Control) 성능을 개선하기 위한 트레이닝 신호를 포함한다. 단말기는 전력 증폭기 제어 필드(230)를 이용하여 프리코딩된 신호에 적합한 전력 증폭기의 이득 값을 정밀하게 설정할 수 있다.
단말기는 제2 채널 추정 필드(240)를 이용하여 프리코딩된 개별 제어 필드 (250) 및 데이터 필드(260)의 복조를 위하여 채널을 정밀하게 추정한다.
단말기는 개별 제어 필드(250)를 수신하여 각 단말기에 전송되는 프레임의 개별 제어 정보를 검출한다. 각 단말기에 해당하는 제어 정보는 프리코딩 되어 동시에 전송된다.
개별 제어 정보는 해당 단말로 전송되는 프레임 혹은 데이터 필드(260)의 길이에 대한 정보, 데이터 필드(260)에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보, 사용하는 채널의 대역폭, 채널 스무딩, 채널 어그리게이션, 오류정정부호, 보호 구간(guard interval)의 길이, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법과 관련된 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 기존 단말기들을 지원하기 위한 레거시 제어 정보를 더 포함하는 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
데이터 프레임은 신호 검출 필드(311), 제1 채널 추정 필드(312), 레거시 제어 필드(320), 공통 제어 필드(313) 및 프리코딩 데이터(370)를 포함한다.
신호 검출 필드(311), 채널 추정 필드(312), 공통 제어 필드(313)는 프리코딩이 적용되지 않는다. 따라서 공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(SD-MIMO) 방식을 지원하는 단말기는 도 2에 설명된 바와 유사하게 신호 검출 필드(311), 채널 추정 필드(312), 공통 제어 필드(313)를 수신하고, 수신된 신호 검출 필드(311), 채널 추정 필드(312), 공통 제어 필드(313)를 이용하여 프리코딩 데이터(370)를 수신할 수 있다.
레거시 제어 필드(320)도 프리코딩이 적용되지 않는다. 따라서 공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하지 않는 기존 단말기도 신호 검출 필드(311), 채널 추정 필드(312)를 이용하여 레거시 제어 필드(320)를 수신할 수 있다. 기존 단말기는 레거시 제어 필드(320)를 이용하여 데이터 필드(360)에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보 및 프레임 길이 정보를 검출할 수 있다.
기존 단말기는 프리코딩된 데이터 필드(360)가 전송되는 시간 구간을 파악하고, 프리코딩된 데이터 필드(360)를 수신하지 않을 수 있다.
공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하는 단말기는 공통 제어 필드(313)를 이용하여 프리코딩된 데이터 필드(360)를 수신할 수 있다. 공통 제어 필드(313)는 도 2에 도시된 공통 제어 필드(213)와 유사하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
프리코딩 데이터(370)는 전력 증폭기 제어 필드(330), 제2 채널 추정 필드(340), 개별 제어 필드(350), 데이터 필드(360)를 포함한다. 전력 증폭기 제어 필드(330), 개별 제어 필드(350), 데이터 필드(360)는 도 2에서의 전력 증폭기 제어 필드(230), 개별 제어 필드(250), 데이터 필드(260)와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
단말기는 제2 채널 추정 필드(340)를 이용하여 전송 장치로부터 단말기까지의 채널을 추정한다. 일실시예에 따르면 제2 채널 추정 필드(340)는 복수의 채널 추정 신호 그룹(341, 342)을 포함할 수 있다. 단말기는 복수의 채널 추정 신호 그룹(341, 342)를 조합하여 전송 장치로부터 단말기까지의 채널을 추정할 수 있다.
도 3에 도시된 데이터 프레임을 이용하면, 공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하는 개선된(Advanced) 단말기가 공통 제어 필드를 수신할 수 있을 뿐만 아니라 공간 분할 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식을 지원하지 않는 기존 단말기도 레거시 제어 필드(320)를 수신할 수 있다. 기존 단말기는 레거시 제어 필드를 이용하여 개선된 단말기로 전송되는 프리코딩 데이터(360)의 길이를 검출하고, 수신을 종료할 수 있다.
도 4는 특정 단말기가 복수의 데이터 스트림을 수신하는 경우에 데이터 프레임의 구조를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 데이터 프레임은 2개의 단말기를 지원한다. 데이터 프레임은 복수의 데이터 스트림(491, 492, 493)을 포함한다. 도 4에 도시된 3개의 데이터 스트림(491, 492, 493)들 중에서 제1 데이터 스트림(491) 및 제2 데이터 스트림(492)은 제1 단말기로 전송되고, 제3 데이터 스트림(493)은 제2 단말기로 전송된다.
신호 검출 필드(411), 제1 채널 추정 필드(412) 및 공통 제어 필드(413)는 프리코딩 되지 않고, 각 단말기들로 전송된다. 신호 검출 필드(411), 제1 채널 추정 필드(412) 및 공통 제어 필드(413)는 도 2에 도시된 신호 검출 필드(211), 제1 채널 추정 필드(212) 및 공통 제어 필드(213)와 각각 유사한 정보를 포함하고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반면, 각 프리코딩 데이터(420)는 특정 단말기에 대하여 프리코딩 되고, 특정 단말기만이 디코딩할 수 있다. 각 데이터 스트림(491, 492, 493)에 포함된 프리코딩 데이터(420)는 전력 증폭기 제어 필드(430), 제2 채널 추정 필드(440), 개별 제어 필드(450) 및 데이터 필드(460)를 포함한다.
제1 단말기는 제1 데이터 스트림(491)에 포함된 프리코딩 데이터(431, 441, 442, 451, 461) 및 제2 데이터 스트림(492)에 포함된 프리코딩 데이터(432, 443, 444, 462)를 디코딩하고, 제2 단말기는 제3 데이터 스트림(493)에 포함된 프리코딩 데이터(433, 445, 452, 463)를 디코딩한다.
전력 증폭기 제어 필드(430)는 프리코딩 되어 각 단말기로 전송된다. 도 4에서의 전력 증폭기 제어 필드(430)는 도 2에서의 전력 증폭기 제어 필드(230)와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
각 데이터 스트림(491, 492, 493)에 포함된 제2 채널 추정 필드(440)는 적어도 하나 이상의 채널 추정 신호 그룹(441, 442, 443, 444, 445)를 포함할 수 있다.
각 데이터 스트림(491, 492, 493)에 포함된 채널 추정 신호 그룹(441, 442, 443, 444, 445)들의 개수는 각 단말기로 전송되는 데이터 스트림의 개수를 고려하여 결정될 수 있다. 도3에 도시된 바와 같이 제1 단말기로 2개의 데이터 스트림(491, 492)이 전송되는 경우, 각 데이터 스트림(491, 492)은 적어도 2개의 채널 추정 신호 그룹(441, 442, 443, 444)을 포함할 수 있다.
제2 단말기로 1개의 데이터 스트림(493)만이 전송되는 경우, 제3 데이터 스트림(493)은 1개의 채널 추정 신호 그룹(445)을 포함할 수 있다.
복수의 데이터 스트림(491, 492)을 수신하는 제1 단말기는 제1 채널 추정 신호 그룹(441, 443) 및 제2 채널 추정 신호 그룹(442, 444)을 조합하여 복수의 전송 안테나와 제1 단말기 간의 채널을 추정할 수 있다.
하나의 데이터 스트림(493)을 수신하는 제2 단말기는 제1 채널 추정 신호 그룹(445)만을 이용하여 전송 안테나와 제2 단말기 간의 채널을 추정할 수 있다.
도 4에 도시된 개별 제어 정보(451, 452)는 도 2에 도시된 개별 제어 필드(250)에 포함된 개별 제어 정보와 유사한 정보를 포함하고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
각 단말기들은 개별 제어 정보(451, 452)를 이용하여 자신에게 전송되는 데이터 스트림의 개수를 알 수 있다. 각 단말기들은 각 단말기로 전송되는 데이터 스트림의 개수를 고려하여 각 데이터 스트림에 포함된 채널 추정 신호 그룹(441, 442, 443, 444, 445)의 개수를 알 수 있다.
각 단말기는 해당하는 채널 추정 신호 그룹을 이용하여 채널을 추정하고, 추정된 채널을 이용하여 각 단말기로 전송되는 데이터 필드(461, 462, 463)를 디코딩할 수 있다.
도 4에서는 2개의 단말기가 데이터 프레임을 수신하는 실시예가 설명되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하나의 단말기 또는 3개 이상의 단말기가 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 이 경우에도 제2 채널 추정 신호 그룹(440)에 포함된 채널 추정 신호 그룹의 개수는 각 단말기가 수신하는 데이터 스트림의 개수를 고려하여 결정될 수 있다.
도 5는 프리코딩을 이용하여 각 데이터 스트림을 독립적으로 분리 전송하는 실시예를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 데이터 프레임은 2개의 단말기를 지원하기 위하여 3개의 데이터 스트림(591, 592, 593)을 포함한다. 제1 데이터 스트림(591) 및 제2 데이터 스트림(592)은 제1 단말기로 전송되고, 제3 데이터 스트림(593)은 제2 단말기로 전송된다.
각 데이터 스트림(591, 592, 593)에 포함된 제2 채널 추정 필드(540)는 동일한 시간 구간 동안에 채널 추정 신호 그룹(541, 542, 543)을 포함한다. 각 데이터 스트림(591, 592, 593)이 독립적으로 분리 전송될 수 있다면, 각 단말기들은 동시에 전송되는 채널 추정 신호 그룹(541, 542, 543)을 이용하여 기지국으로부터 각 단말기까지의 채널을 추정한다.
도 5에 도시된 신호 검출 필드(511), 제1 채널 추정 추정 필드(512), 공통 제어 필드(513), 전력 증폭기 트레이닝 필드(530), 개별 제어 필드(550) 및 각 데이터 필드(560)들은 도 2 내지 도 4에 설명된 실시예와 유사한 정보를 포함하고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에서는 2개의 단말기가 데이터 프레임을 수신하는 실시예가 설명되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하나의 단말기 또는 3개 이상의 단말기가 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 이 경우에도 제2 채널 추정 신호 그룹(540)에 포함된 채널 추정 신호 그룹들은 동일한 시간 구간에 위치할 수 있다.
도 6은 동일한 단말기에 대한 복수의 데이터 스트림이 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹을 포함하는 실시예를 도시한 도면이다.
제1 데이터 스트림(691) 및 제2 데이터 스트림(692)은 제1 단말기로 전송되고, 제3 데이터 스트림(693), 제4 데이터 스트림(694) 및 제5 데이터 스트림(695)은 제2 단말기로 전송된다.
각 데이터 스트림(691, 692, 693, 694, 695)은 전송장치로부터 각 단말기까지의 채널을 정밀하게 추정하기 위한 제2 채널 추정 필드(640)를 포함한다. 제2 채널 추정 필드(640)는 채널 추정 신호 그룹(641, 642, 643, 644, 645)를 포함할 수 있다.
제1 단말기로 전송되는 제1 데이터 스트림(691) 및 제2 데이터 스트림(692)은 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹(641, 642)을 포함한다. 즉, 제1 단말기로 전송되는 서로 다른 데이터 스트림(691, 692)에 있어서, 각 채널 추정 신호 그룹(641, 642)이 포함된 시간 구간은 서로 겹치지 않는다.
유사하게, 제2 단말기로 전송되는 서로 다른 데이터 스트림(693, 694, 695)에 있어서, 각 채널 추정 신호 그룹(643, 644, 645)들이 포함된 시간 구간은 서로 겹치지 않는다.
제1 단말기는 채널 추정 신호 그룹(641, 642)을 이용하여 전송 안테나와 수신 안테나간의 채널을 추정할 수 있다. 유사한 방법으로, 제2 단말기는 채널 추정 신호 그룹(643, 644, 645)을 이용하여 전송 안테나와 수신 안테나 간의 채널을 추정할 수 있다.
신호 검출 필드(611), 제1 채널 추정 필드(612), 공통 제어 필드(613) 및 전력 증폭기 제어 필드(630), 개별 제어 필드(650), 각 데이터 필드(660)는 도 2 내지 도 5에서 설명한 실시예와 유사한 정보를 포함하고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에서는 2개의 단말기가 데이터 프레임을 수신하는 실시예가 설명되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하나의 단말기 또는 3개 이상의 단말기가 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 이 경우에도 동일한 단말기가 수신하는 서로 다른 데이터 스트림에 포함된 채널 추정 신호 그룹들은 서로 다른 시간 구간에 위치할 수 있다.
도 7은 서로 다른 단말기에 대한 데이터 스트림들이 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹을 포함하는 실시예를 도시한 도면이다.
제1 데이터 스트림(791) 및 제2 데이터 스트림(792)은 제1 단말기로 전송되고, 제3 데이터 스트림(793) 및 제4 데이터 스트림(794)은 제2 단말기로 전송된다.
도 7에 도시된 도면을 참고하면, 서로 다른 단말기로 전송되는 데이터 스트림들은 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹(741, 742, 743, 744, 745, 746, 747, 748)을 포함한다. 즉, 제1 단말기로 전송되는 데이터 스트림들(791, 792)과 제2 단말기로 전송되는 데이터 스트림(793, 794)들에 포함된 채널 추정 신호 그룹들(741, 742, 743, 744, 745, 746, 747, 748)은 서로 다른 시간 구간에 포함된다. 따라서, 서로 다른 단말기에 대해서는 간섭의 영향을 완전히 제거하고 정확히 채널을 추정할 수 있다.
또한, 동일한 단말기로 전송되는 프리코딩 데이터들은 동일한 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹(741, 742, 743, 744, 745, 746, 747, 748)를 포함할 수 있다. 각 단말기는 도 2에 도시된 실시예와 유사하게, 복수의 채널 추정 신호 그룹(741, 742, 743, 744, 745, 746, 747, 748)을 조합하여 전송 안테나와 수신 안테나간의 채널을 추정할 수 있다.
신호 검출 필드(711), 제1 채널 추정 필드(712), 공통 제어 필드(713), 전력 증폭기 제어 필드(730), 개별 제어 필드(750) 및 각 데이터 필드(760)는 도 2에 도시된 실시예와 유사한 정보를 포함하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 7에서는 2개의 단말기가 데이터 프레임을 수신하는 실시예가 설명되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하나의 단말기 또는 3개 이상의 단말기가 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 이 경우에도 서로 다른 단말기로 전송되는 데이터 스트림들은 서로 다른 시간 구간에 채널 추정 신호 그룹을 포함할 수 있다.
도 8은 프리코딩에 의하여 각 데이터 스트림을 독립적으로 분리 전송하는 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 데이터 스트림들 중에서 제1 데이터 스트림(891) 및 제2 데이터 스트림(892)은 제1 단말기로 전송되고, 제3 데이터 스트림(893) 및 제4 데이터 스트림(894)은 제2 단말기로 전송된다.
각 데이터 스트림(891, 892, 893, 894)은 전송장치로부터 각 단말기까지의 채널을 정밀하게 추정하기 위한 제2 채널 추정 필드(840)를 포함한다. 제2 채널 추정 필드(840)는 채널 추정 신호 그룹(841, 842, 843, 844, 851, 852, 853, 854, 855, 856, 856, 857, 858)를 포함할 수 있다.
제1 단말기로 전송기로 전송되는 제1 데이터 스트림(891) 및 제2 데이터 스트림(892)에 포함된 채널 추정 신호 그룹들(841, 842, 843, 844)과 제2 단말기로 전송되는 제3 데이터 스트림(893) 및 제4 데이터 스트림(894)에 포함된 채널 추정 신호 그룹들(851, 852, 853, 854, 855, 856, 856, 857, 858)은 시간적으로 서로 겹친다.
각 단말기들은 채널 추정 신호 그룹(841, 842, 843, 844, 851, 852, 853, 854, 855, 856, 856, 857, 858)에 단위 행렬(unitary matrix)를 곱하여 각 데이터 스트림에 포함된 채널 추정 신호 그룹들에 직교성을 부여한다. 각 단말기들은 직교성이 부여된 채널 추정 신호 그룹들을 이용하여 전송장치로부터 각 단말기까지의 채널을 추정할 수 있다.
신호 검출 필드(811), 제1 채널 추정 필드(812), 공통 제어 필드(813), 전력 증폭기 제어 필드(830), 개별 제어 필드(860) 및 각 데이터 필드(870)는 도 2에 도시된 실시예와 유사한 정보를 포함하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8에서는 2개의 단말기가 데이터 프레임을 수신하는 실시예가 설명되었으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 하나의 단말기 또는 3개 이상의 단말기가 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 이 경우에도 각 데이터 스트림에 포함된 채널 추정 신호 그룹들은 시간적으로 서로 겹칠 수 있다. 각 단말기들은 단위 행렬을 이용하여 채널을 추정할 수 있다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 전송장치의 구조를 도시한 블록도이다.
전송장치(900)는 신호 검출 신호 생성부(911), 제1 채널 추정 신호 생성부(912), 공통 제어 정보 생성부(913), 전력 증폭기 트레이닝 신호 생성부(920), 개별 제어 정보 생성부(930), 제2 채널 추정 신호 생성부(940), 제어부(950), 프리코딩부(960) 및 전송부(970)를 포함할 수 있다.
신호 검출 신호 생성부(911)는 신호 검출 신호를 생성한다. 단말기(980, 990)는 데이터 프레임에 포함된 신호 검출 신호를 이용하여 전송 장치(900)가 전송한 데이터 프레임을 검출한다. 단말기(980, 990)는 신호 검출 신호를 이용하여 현재 데이터 프레임에 대한 시간 동기를 맞추거나 대략적인 주파수 옵셋을 추정할 수 있다.
제1 채널 추정 신호 생성부(912)는 제1 채널 추정 신호를 생성한다. 단말기(980, 990)는 제1 채널 추정 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 정밀하게 추정하거나, 프리코딩 되지 않은 공통 제어 정보를 수신할 수 있다.
신호 검출 신호 및 제1 채널 추정 신호는 프리코딩 되지 않고 각 단말기(980, 990)로 전송된다.
공통 제어 정보 생성부(913)는 복수의 단말기들(980, 990)에 대한 공통 제어 정보를 생성한다. 각 단말기들(980, 990)은 적어도 하나 이상의 수신 안테나(981, 982, 991)를 구비한다.
공통 제어 정보는 전송장치의 커버리지 내에 위치한 모든 단말기(980, 990)들로 전송되는 제어 정보로서, 프리코딩 되지 않고 전송된다. 공통 제어 정보는 데이터 프레임에 대한 공통적인 제어 정보를 포함한다. 공통 제어 정보는 데이터 프레임에 적용된 프리코딩 기법, 데이터 프레임이 지원하는 단말기의 개수, 트레이닝 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다. 공통 제어 정보는 특정 단말기에 대하여 프리코딩 되지 않고, 데이터 프레임을 수신하는 모든 단말로 전송된다.
전력 증폭기 트레이닝 신호 생성부(920)는 전력 증폭기 트레이닝 신호를 생성한다. 단말기(980, 990)는 전력 증폭기 트레이닝 신호를 이용하여 다중 안테나 자동 이득 제어(AGC: Automatic Gain Control)를 수행한다.
개별 제어 정보 생성부(930)는 각 단말기들(980, 990)에 대한 개별 제어 정보를 생성한다. 개별 제어 정보는 각 단말기들에 따라서 개별적으로 결정된 제어 정보로서, 해당 단말로 전송되는 프레임 혹은 데이터 필드의 길이에 대한 정보, 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보, 사용하는 채널의 대역폭, 채널 스무딩, 채널 어그리게이션, 오류정정부호, 보호 구간(guard interval)의 길이, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법과 관련된 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
제2 채널 추정 신호 생성부(940)는 다중 접속하는 각 단말기(980, 990)별 채널을 추정하기 위하여 사용되는 제2 채널 추정 신호를 생성한다. 일실시예에 따르면 제2 채널 추정 신호는 적어도 하나 이상의 채널 추정 신호 그룹을 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 각 단말기(980, 990)는 서로 다른 개수의 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 각 데이터 스트림은 채널 추정 신호를 포함한다. 이 경우, 각 채널 추정 신호에 포함된 채널 추정 신호 그룹의 개수는 각 단말기가 수신하는 데이터 스트림의 개수를 고려하여 결정될 수 있다.
제어부(950)는 각 단말기(980, 990)에 대하여 각 단말기(980, 990)로 전송되는 데이터 스트림의 개수를 개별적으로 결정하고, 데이터 스트림의 개수를 고려하여 각 데이터 스트림에 포함된 트레이닝 신호 그룹의 개수를 결정할 수 있다.
제1 단말기(980)는 복수의 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 단말기(980)가 수신하는 각 데이터 스트림은 서로 다른 시간 구간에 트레이닝 신호 그룹을 포함할 수 있다. 각 트레이닝 그룹이 서로 겹치지 않는다면, 제1 단말기(980)는 효과적으로 채널을 추정할 수 있다.
채널 추정 신호 그룹을 이용하여 단말기(980, 990)가 전송 장치로부터 각 단말기(980, 990)까지의 채널을 추정하는 실시예에 대해서는 도 4 내지 도 8에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.
프리코딩부(960)는 개별 제어 정보 및 각 단말기에 대한 데이터를 프리코딩하여 프리코딩 데이터를 생성한다. 프리코딩 데이터는 각 단말기로 전송되나, 각 단말기들은 자신에 대하여 프리코딩된 프리코딩 데이터만을 디코딩한다.
프리코딩부(960)는 전력 증폭기 트레이닝 신호 및 제2 채널 추정 신호를 추가적으로 프리코딩하여 프리코딩 데이터를 생성할 수 있다.
전송부(970)는 복수의 데이터 스트림을 포함하는 데이터 프레임을 복수의 단말기들로 전송한다. 일실시예에 따르면 전송부(970)는 복수의 전송 안테나(971, 972, 973)를 이용하여 데이터 프레임을 각 단말기(980, 990)로 전송할 수 있다. 각 데이터 스트림은 프리코딩 되지 않은 신호 검출 신호, 제1 채널 추정 신호, 공통 제어 정보 및 각 단말기(980, 990)에 대하여 프리코딩된 프리코딩 데이터를 포함할 수 있다.
제1 단말기(980) 및 제2 단말기(990)는 프리코딩 되지 않은 공통 제어 정보를 디코딩할 수 있고, 자신에 대하여 프리코딩된 프리코딩 데이터를 디코딩할 수 있다.
프리코딩 데이터에 포함된 데이터는 채널 상태에 따라서 여러 가지 변조 기법 중에서 하나의 변조 기법을 선택하여 변조될 수 있다. 또한, 여러 가지 오류 정정 기법 중에서 하나의 오류 정정 기법을 선택하여 오류 정정 부호화될 수 있다. 데이터에 적용된 변조 기법 및 오류 정정 기법은 개별 제어 정보에 포함된다.
개별 제어 정보는 단말기(980, 990)와 전송장치(900)간에 미리 약속된 소정의 변조 기법을 이용하여 변조 되거나, 소정의 오류 정정 기법을 이용하여 오류 정정 부호화될 수 있다. 이 경우, 단말기(980, 990)는 다른 제어 정보를 참고하지 않고, 간단히 개별 제어 정보를 디코딩하고, 디코딩된 개별 제어 정보를 이용하여 데이터를 디코딩 할 수 있다.
다른 실시예에 따르면 개별 제어 정보에 적용된 변조 기법 정보 또는 오류 정정 기법 정보는 공통 제어 정보에 포함될 수 있다.
도 10는 본 발명의 일실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
제1 단말기(1000)는 수신부(1060), 신호 검출부(1011), 제1 채널 추정부(1012), 공통 제어 정보 디코딩부(1013), 전력 증폭기 제어부(1020), 제2 채널 추정부(1030), 데이터 디코딩부(1040), 개별 제어 정보 디코딩부(1050)를 포함한다.
수신부(1060)는 전송장치(1070)로부터 데이터 프레임을 수신한다. 데이터 프레임은 데이터 스트림을 포함한다. 데이터 스트림은 신호 검출 필드, 제1 채널 추정 필드, 공통 제어 필드 및 프리코딩 데이터를 포함할 수 있다. 전송장치(1070)는 복수의 전송 안테나(1071,1072, 1073)를 이용하여 프리코딩 데이터를 전송 할 수 있다.
신호 검출부(1011)는 신호 검출 필드에 포함된 신호 검출 신호를 이용하여 전송 장치(1070)가 전송한 신호를 검출한다. 신호 검출부(1011)는 신호 검출 신호를 이용하여 대략적인 자동 이득 제어를 수행하고, 대략적인 주파수 옵셋을 추정할 수도 있다. 신호 검출부(1011)는 신호 검출 신호를 이용하여 현재 프레임에 대한 시간 동기를 맞출 수도 있다.
제1 채널 추정부(1012)는 제1 채널 추정 필드에 포함된 제1 채널 추정 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 정밀하게 추정한다. 또한, 제1 채널 추정부(1012)는 공통 제어 정보를 디코딩하기 위하여 전송 장치로부터 단말기까지의 채널을 추정한다.
공통 제어 정보 디코딩부(1013)는 공통 제어 정보를 데이터 프레임으로부터 디코딩한다.
공통 제어 정보는 제1 단말기(1000)뿐만 아니라, 전송장치(1070)의 커버리지 내에 위치한 제2 단말기(1080)도 디코딩 가능한 제어 정보로서, 제1 단말기(1000) 및 제2 단말기(1080)로 전송된 데이터 프레임에 대한 정보를 포함한다. 공통 제어 정보는 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법, 현재 데이터 프레임이 지원하는 단말기의 개수 및 데이터 스트림의 개수, 제2 채널 추정 필드의 구간 혹은 길이 정보와 형식 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다. 공통 제어 정보는 특정 단말기에 대하여 프리코딩 되지 않고 전송된다.
전력 증폭기 제어부(1020)는 전력 증폭기 트레이닝 필드에 포함된 전력 증폭기 트레이닝 신호를 이용하여 전력 증폭기의 이득을 정밀하게 제어한다.
제2 채널 추정부(1030)는 제2 채널 추정 필드에 포함된 제2 채널 추정 신호를 이용하여 전송장치(1070)로부터 제1 단말기(1000)간의 채널을 추정한다. 일실시예에 따르면 제2 채널 추정 신호는 적어도 하나 이상의 채널 추정 신호 그룹을 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면 제1 단말기(1000)는 복수의 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 이 경우, 제1 단말기(1000)가 수신하는 각 데이터 스트림에 포함된 채널 추정 신호 그룹의 개수는 제1 단말기(1000)가 수신하는 데이터 스트림의 개수를 고려하여 결정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면 제1 단말기(1000)는 복수의 데이터 스트림을 수신할 수 있다. 이 경우, 제1 단말기(1000)가 수신하는 각 데이터 스트림에 포함된 채널 추정 신호는 서로 다른 시간 구간에 포함될 수 있다.
채널 추정 신호 그룹을 이용하여 제1 단말기(1000)가 전송 장치(1070)로부터 제1 단말기(1000)까지의 채널을 추정하는 실시예에 대해서는 도 4 내지 도 8에서 상세히 설명하였으므로 이하 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
개별 제어 정보 디코딩부(1050)는 공통 제어 정보 및 제2 채널 추정부(1030)의 채널 추정 결과에 기반하여 개별 제어 정보를 디코딩한다. 개별 제어 정보는 각 단말기들(1000, 1080)에 대하여 개별적으로 결정된 제어 정보이다. 개별 제어 정보는 해당 단말로 전송되는 프레임 혹은 데이터 필드의 길이에 대한 정보, 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보, 사용하는 채널의 대역폭, 채널 스무딩, 채널 어그리게이션, 오류정정부호, 보호 구간(guard interval)의 길이, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법과 관련된 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
데이터 디코딩부(1040)는 제2 채널 추정부(1030)의 채널 추정 결과 및 개별 제어 정보를 이용하여 데이터 스트림에 포함된 데이터를 디코딩한다. 일실시예에 따르면 각 단말기(1000, 1080)로 전송되는 데이터는 채널 상태에 따라서 복수의 변조 기법 또는 복수의 오류 정정 기법 중에서 선택된 변조 기법 또는 오류 정정 기법이 적용될 수 있다. 이 경우 개별 제어 정보는 해당 단말로 전송되는 프레임 혹은 데이터 필드의 길이에 대한 정보, 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보, 사용하는 채널의 대역폭, 채널 스무딩, 채널 어그리게이션, 오류정정부호, 보호 구간(guard interval)의 길이, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법과 관련된 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면 개별 제어 정보는 제1 단말기(1000)와 전송장치(1070)간에 미리 약속된 소정의 변조 기법 또는 오류 정정 기법이 적용될 수 있다. 이 경우, 제1 단말기(1000)는 다른 제어 정보를 참고하지 않고, 간단히 개별 제어 정보를 디코딩하고, 디코딩된 개별 제어 정보를 이용하여 데이터를 디코딩 할 수 있다.
일실시예에 따르면 전송장치(1080)는 각 단말기(1000, 1080)에 따라 결정된 데이터 및 개별 제어 정보를 프리코딩하여 전송할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(S1110)에서 단말기는 전송 장치로부터 데이터 프레임을 수신한다. 단말기는 데이터 프레임에 포함된 신호 검출 신호를 이용하여 데이터 프레임을 검출할 수 있다. 또한, 단말기는 신호 검출 신호를 이용하여 대략적인 자동 이득 제어를 수행하고, 대략적인 주파수 옵셋을 추정할 수 있다. 또한, 단말기는 신호 검출 신호를 이용하여 현재 데이터 프레임에 대한 시간 동기를 맞출 수 있다.
단계(S1120)에서 단말기는 프레임에 포함된 제1 채널 추정 신호를 이용하여 제1 채널 추정을 수행한다. 제1 채널 추정은 데이터 프레임 중에서 프리코딩 되지 않은 필드를 디코딩하기 위하여 전송 장치와 단말기간의 채널을 추정하는 것이다.
단계(S1120)에서 단말기는 제1 채널 추정 신호를 이용하여 주파수 옵셋을 정밀하게 추정할 수 있다.
단계(S1130)에서 단말기는 데이터 프레임에 포함된 공통 제어 정보를 디코딩한다. 공통 제어 정보는 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법, 현재 데이터 프레임이 지원하는 단말기의 개수 및 데이터 스트림의 개수, 제2 채널 추정 필드(240)의 구간 혹은 길이 정보와 형식 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다. 단말기는 공통 제어 정보를 이용하여 데이터 프레임에 포함된 프리코딩 데이터를 디코딩할 수 있다.
단계(S1140)에서 단말기는 데이터 프레임에 포함된 전력 증폭기 트레이닝 신호를 이용하여 정밀한 자동 이득 제어를 수행한다.
단계(S1150)에서 단말기는 데이터 프레임에 포함된 제2 채널 추정 필드를 이용하여 제2 채널 추정을 수행한다. 제2 채널 추정은 프리코딩 데이터를 디코딩하기 위하여 전송장치로부터 단말기간의 채널을 추정하는 것이다.
단계(S1160)에서 단말기는 데이터 프레임에 포함된 개별 제어 정보를 디코딩한다. 해당 단말로 전송되는 프레임 혹은 데이터 필드(260)의 길이에 대한 정보, 데이터 필드(260)에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보, 사용하는 채널의 대역폭, 채널 스무딩, 채널 어그리게이션, 오류정정부호, 보호 구간(guard interval)의 길이, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법과 관련된 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
단계(S1170)에서 단말기는 제2 채널 추정 결과 및 개별 제어 정보를 이용하여 데이터 프레임에 포함된 데이터를 디코딩한다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
단계(S1210)에서 전송장치는 신호 검출 신호를 생성한다. 단말기는 데이터 프레임에 포함된 신호 검출 신호를 이용하여 전송장치가 전송한 데이터 프레임을 검출하고, 대략적인 주파수 옵셋을 추정한다. 또한, 단말기는 신호 검출 신호를 이용하여 현재 데이터 프레임에 대한 시간 동기를 맞출 수 있다.
단계(S1220)에서 전송장치는 제1 채널 추정 신호를 생성한다. 단말기는 제1 채널 추정 신호를 이용하여 전송장치로부터 단말기간의 채널을 추정하고, 이 추정 결과를 이용하여 프리코딩 되지 않은 정보 또는 프리코딩 되지 않은 신호들을 디코딩할 수 있다.
단계(S1230)에서 전송장치는 공통 제어 정보를 생성한다. 공통 제어 정보는 전송 장치로부터 전송된 데이터 프레임에 대한 제어 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법, 현재 데이터 프레임이 지원하는 단말기의 개수 및 현재 프레임에 포함된 데이터 스트림의 개수, 제2 채널 추정 필드의 구간 혹은 길이 정보와 형식 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
단계(S1240)에서 전송 장치는 전력 증폭기 트레이닝 신호를 생성한다. 단말기는 전력 증폭기 트레이닝 신호를 이용하여 자동 이득 제어를 정밀하게 수행할 수 있다.
단계(S1250)에서 전송 장치는 개별 제어 정보를 생성한다. 개별 제어 정보는 각 단말기에 대하여 개별적으로 생성된 제어 정보로서, 해당 단말로 전송되는 프레임 혹은 데이터 필드(260)의 길이에 대한 정보, 데이터 필드(260)에 적용된 변조 및 코딩 기법(Modulation and Coding Scheme) 정보, 사용하는 채널의 대역폭, 채널 스무딩, 채널 어그리게이션, 오류정정부호, 보호 구간(guard interval)의 길이, 현재 프레임에 적용된 프리코딩 기법과 관련된 정보 혹은 그 일부의 내용으로 구성될 수 있다.
단계(S1260)에서 전송장치는 제2 채널 추정 신호를 생성한다. 단말기는 제2 채널 추정 신호를 이용하여 전송 장치로부터 단말기간의 채널을 추정하고, 이 추정 결과를 이용하여 프리코딩된 신호 또는 프리코딩된 정보를 디코딩할 수 있다.
일실시예에 따르면 제2 채널 추정 신호는 복수의 트레이닝 신호 그룹을 포함할 수 있다. 제2 채널 추정 신호에 포함된 채널 추정 신호 그룹은 단말기가 수신하는 데이터 스트림의 개수를 고려하여 결정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면 제2 채널 추정 신호에 포함된 채널 추정 신호 그룹들은 서로 다른 시간 구간에 포함될 수 있다.
단계(S1270)에서 전송장치는 개별 제어 정보 및 각 단말기에 대한 데이터를 프리코딩하여 프리코딩 데이터를 생성한다. 일실시예에 따르면 전송장치는 전력 증폭기 트레이닝 신호 및 제2 채널 추정 신호를 추가적으로 프리코딩하여 프리코딩 데이터를 생성할 수 있다.
단계(S1280)에서 전송장치는 공통 제어 정보 및 프리코딩 데이터를 포함하는 데이터 프레임을 복수의 단말기들로 전송한다. 데이터 프레임은 신호 검출 신호 및 제1 채널 추정 신호를 포함할 수 있다. 전송장치는 데이터 프레임을 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식(MU-MIMO: Multi User Multi Input Multi Output)을 이용하여 전송할 수 있다. 이 경우, 공통 제어 정보는 다중 사용자 다중 입력 다중 출력 방식이 지원하는 단말기들의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법 및 데이터 수신 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (44)

  1. 무선 네트워크에서 액세스 포인트의 동작 방법에 있어서,
    단말로 전송되는 제1 채널 추정 필드 및 제2 채널 추정 필드를 생성하는 단계;
    상기 제2 채널 추정 필드의 이전 및 상기 제1 채널 추정 필드 이후에 상기 단말로 전송되는 공통 제어 필드와 상기 제2 채널 추정 필드 이후에 상기 단말로 전송되는 개별 제어 필드를 포함하는 제어 필드를 생성하는 단계;
    상기 개별 제어 필드 이후에 상기 단말로 전송되는 데이터 필드를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 채널 추정 필드, 상기 제2 채널 추정 필드, 상기 공통 제어 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 데이터 필드를 포함하는 공간 시간 스트림(space time stream, STS)을 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 제2 채널 추정 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 데이터 필드에 프리코딩이 적용되는지 여부에 대한 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드 이전 및 상기 공통 제어 필드 이후에 상기 단말로 전송되는 전력 증폭기 트레이닝 필드를 생성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 전력 증폭기 트레이닝 필드는,
    상기 STS를 위한 자동 이득 제어를 캘리브레이트(calibrate)하기 위한 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 무선 네트워크의 상기 STS를 수신하는 단말에서 상기 STS를 인터프리트(interpret)하기 위해 사용되는 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개별 제어 필드는,
    상기 무선 네트워크의 상기 STS를 수신하는 상기 단말에 적용되는 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 단말로 전송되는 적어도 하나의 공간 시간 스트림(space time stream ,STS)의 개수의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드의 길이의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 레이트(modulation and coding rate)의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 오류 정정 부호의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 보호 구간의 길이의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹의 개수는,
    상기 무선 네트워크에서 상기 액세스 포인트로부터 상기 단말로 전송되는 STS의 총 개수에 의존하는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹은,
    동일한 구간(same duration)을 갖는,
    액세스 포인트의 동작 방법.
  12. 무선 네트워크에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    액세스 포인트로부터 제1 채널 추정 필드 및 제2 채널 추정 필드를 수신하는 단계;
    상기 제2 채널 추정 필드의 이전 및 상기 제1 채널 추정 필드 이후에 수신되는 공통 제어 필드와 상기 제2 채널 추정 필드 이후에 수신되는 개별 제어 필드를 포함하는 제어 필드를 상기 액세스 포인트로부터 수신하는 단계;
    상기 개별 제어 필드 이후에 상기 액세스 포인트로부터 데이터 필드를 수신하는 단계; 및
    상기 공통 제어 필드를 기초로 공간 시간 스트림(space time stream, STS)을 디코딩하는 단계
    를 포함하고,
    상기 STS는,
    상기 제1 채널 추정 필드, 상기 제2 채널 추정 필드, 상기 공통 제어 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 데이터 필드를 포함하고,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 제2 채널 추정 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 데이터 필드에 프리코딩이 적용되는지 여부에 대한 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법,
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드 이전 및 상기 공통 제어 필드 이후에 전력 증폭기 트레이닝 필드를 수신하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 전력 증폭기 트레이닝 필드는,
    상기 STS의 다중 입력 다중 출력(multi-input multi-output, MIMO) 전송에서 자동 이득 제어를 캘리브레이트(calibrate)하기 위한 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 STS를 위해 의도된(intended) 단말과 관련 없이 상기 STS에 적용되는 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 개별 제어 필드는,
    상기 단말에 특정된(specific) 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 단말로 전송되는 적어도 하나의 공간 시간 스트림의 개수의 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드의 길이의 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 레이트의 정보(modulation and coding rate)를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 오류 정정 부호의 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 보호 구간의 길이의 정보를 포함하는,
    단말의 동작 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹의 개수는,
    상기 무선 네트워크에서 상기 액세스 포인트로부터 상기 단말로 전송되는 적어도 하나의 STS의 총 개수에 의존하는,
    단말의 동작 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹은,
    동일한 구간(same duration)을 갖는,
    단말의 동작 방법.
  23. 무선 네트워크에서 단말로 데이터 필드를 전송하는 액세스 포인트에 있어서,
    상기 단말로 전송되는 제1 채널 추정 필드를 생성하는 제1 채널 추정부;
    상기 단말로 전송되는 제2 채널 추정 필드를 생성하는 제2 채널 추정부;
    공통 제어 필드와 개별 제어 필드를 생성하고, 상기 공통 제어 필드 또는 상기 개별 제어 필드와 대응하는 제어 정보를 생성하는 제어 정보 생성부;
    상기 제1 채널 추정 필드, 상기 제2 채널 추정 필드, 상기 공통 제어 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 데이터 필드를 포함하는 공간 시간 스트림(space time stream, STS)을 전송하고, 상기 제2 채널 추정 필드의 이전 및 상기 제1 채널 추정 필드 이후에 상기 공통 제어 필드를 전송하고, 상기 제2 채널 ?ㅇ 필드 이후에 상기 개별 제어 필드를 전송하는 전송부
    를 포함하고,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 STS의 상기 데이터 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 제2 채널 추정 필드에 프리코딩이 적용되는지 여부에 대한 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드 이전 및 상기 공통 제어 필드 이후에 상기 단말로 전송되는 전력 증폭기 트레이닝 필드를 생성하는 트레이닝 신호 생성부
    를 더 포함하고,
    상기 전력 증폭기 트레이닝 필드는,
    상기 STS를 위한 자동 이득 제어를 캘리브레이트하기 위한 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    상기 무선 네트워크의 상기 STS를 수신하는 단말에서 상기 STS를 인터프리트(interpret)하기 위해 사용되는 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 개별 제어 필드는,
    상기 무선 네트워크에서 상기 STS를 수신하는 상기 단말에 적용되는 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    상기 단말로 전송되는 적어도 하나의 공간 시간 스트림(space time stream, STS)의 개수의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    상기 데이터 필드의 길이의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    상기 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 레이트(modulation and coding rate)의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    상기 데이터 필드에 적용된 오류 정정 부호의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  31. 제23항에 있어서,
    상기 제어 정보는,
    상기 데이터 필드에 적용된 보호 구간의 길이의 정보를 포함하는,
    액세스 포인트.
  32. 제23항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹의 개수는,
    상기 무선 네트워크에서 상기 액세스 포인트로부터 상기 단말로 전송되는 STS의 총 개수에 의존하는,
    액세스 포인트.
  33. 제23항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹은,
    동일한 구간(same duration)을 갖는,
    액세스 포인트.
  34. 무선 네트워크의 단말에 있어서,
    액세스 포인트로부터 제1 채널 추정 필드 및 제2 채널 추정 필드를 수신하고, 상기 액세스 포인트로부터 상기 공통 제어 필드와 개별 제어 필드를 포함하는 제어 필드를 수신하며, 상기 액세스 포인트로부터 상기 개별 제어 필드 이후에 데이터 필드를 수신하는 수신부; 및
    상기 공통 제어 필드를 기초로 공간 시간 스트림(space time stream, STS)을 디코딩하는 디코더
    를 포함하고,
    상기 공통 제어 필드는, 상기 제2 채널 추정 필드의 이전 및 상기 제1 채널 추정 필드 이후에 수신되고, 상기 개별 제어 필드는, 상기 제2 채널 추정 필드 이후에 수신되고,
    상기 STS는,
    상기 제1 채널 추정 필드, 상기 제2 채널 추정 필드, 상기 공통 제어 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 데이터 필드를 포함하고,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 STS의 상기 데이터 필드, 상기 개별 제어 필드, 및 상기 제2 채널 추정 필드에 프리코딩이 적용되는지 여부에 대한 정보를 포함하는,
    단말.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 제2 채널 추정 필드 이전 및 상기 공통 제어 필드 이후에 전력 증폭기 트레이닝 필드를 상기 액세스 포인트로부터 더 수신하고,
    상기 전력 증폭기 트레이닝 필드는,
    상기 STS의 다중 입력 다중 출력(multi-input multi-output, MIMO) 전송에서 자동 이득 제어를 캘리브레이트(calibrate)하기 위한 정보를 포함하는,
    단말.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 공통 제어 필드는,
    상기 STS를 위해 의도된(intended) 단말과 관련 없이 상기 STS에 적용되는 정보를 포함하는,
    단말.
  37. 제34항에 있어서,
    상기 개별 제어 필드는,
    상기 단말에 특정된(specific) 정보를 포함하는,
    단말.
  38. 제34항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 단말로 전송되는 적어도 하나의 공간 시간 스트림의 개수의 정보를 포함하는,
    단말.
  39. 제34항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드의 길이의 정보를 포함하는,
    단말.
  40. 제34항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 변조 및 코딩 레이트(modulation and coding rate)의 정보를 포함하는,
    단말.
  41. 제34항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 오류 정정 부호의 정보를 포함하는,
    단말.
  42. 제34항에 있어서,
    상기 제어 필드는,
    상기 데이터 필드에 적용된 보호 구간의 길이의 정보를 포함하는,
    단말.
  43. 제34항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹의 개수는,
    상기 무선 네트워크에서 상기 액세스 포인트로부터 상기 단말로 전송되는 적어도 하나의 STS의 총 개수에 의존하는,
    단말.
  44. 제34항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정 필드는,
    상기 액세스 포인트와 상기 단말 사이의 채널을 추정하기 위해 사용되는 하나 이상의 추정 신호 그룹을 포함하고,
    상기 추정 신호 그룹은,
    동일한 구간(same duration)을 갖는,
    단말.
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