KR101882987B1

KR101882987B1 - 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101882987B1
Application number: KR1020120037759A
Authority: KR
Inventors: 최지연; 이재승; 오종의; 이석규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2018-07-27
Also published as: KR20120116872A

Abstract

본 발명은, 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 사용자들에게 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 단말의 채널 정보를 획득하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 다중 입력 다중 출력 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 획득하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 상기 단말로 송신하고, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 단말로부터 수신하며, 상기 빔포밍 프레임에 포함된 상기 단말의 채널 정보, 및 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 확인한다.

Description

통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법{Apparatus and method for transmitting/receiving data in communication system}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 함) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 사용자들에게 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 단말의 채널 정보를 획득하여 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭하기로 함)의 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이러한 통신 시스템의 일 예로 일 예로 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 시스템에서는, 대용량의 데이터를 한정된 자원을 통해 고속 및 안정적으로 전송하기 위한 방안들에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 통신 시스템에서는, 무선 채널을 통한 데이터 전송에 대한 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 WLAN 시스템이 한정된 무선 채널을 효과적으로 이용하여 대용량의 데이터를 정상적으로 송수신하기 위한 방안들이 제안되고 있다.

한편, 통신 시스템에서는 무선 채널을 대용량의 데이터를 송수신하기 위해서, 무선 채널을 통해 데이터를 송신하고자 하는 송신기는, 상기 무선 채널을 통해 데이터를 수신하는 수신기의 채널 정보를 획득하여야 하며, 상기 수신기의 채널 정보를 이용하여 무선 채널을 통해 송신기와 수신기 간에 데이터가 송수신된다. 특히, 최근 통신 시스템, 예컨대 WLAN 시스템에서는, 데이터 전송 효율을 향상시키기 위해 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신하는 방안에 대한 연구가 진행되고 있으며, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신하고자 하는 송신기는 수신기의 채널 정보를 획득하여야 한다.

하지만, 현재 통신 시스템, 예컨대 WLAN 시스템에서는, 무선 채널을 통해 대용량의 데이터를 송수신하기 위해, 수신기의 채널 정보를 획득하기 위한 구체적인 방안들이 아직 제안되지 못하고 있다. 특히, WLAN 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신하고자 할 경우, 상기 WLAN 시스템의 송신기가 수신기의 채널 정보를 획득하여 대용량의 데이터를 효율적으로 송수신하기 위한 구체적인 방안이 아직 제안되지 못하고 있다.

따라서, 통신 시스템, 예컨대 WLAN 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 대용량의 데이터를 고속 및 안정적으로 송수신하기 위해, 수신기의 채널 정보를 획득하여 데이터를 송수신하는 방안이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, MIMO 방식으로 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 빔포밍을 통해 대용량의 데이터를 고속 및 안정적으로 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, MIMO 방식으로 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 수신기의 채널 정보를 획득하여 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 대용량의 데이터를 고속 및 안정적으로 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 장치에 있어서, 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 획득하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 상기 단말로 송신하는 송신부; 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 단말로부터 수신하는 수신부; 및 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 확인하는 확인부;를 포함하며; 상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보에 따라, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임을 상기 단말로 재송신하거나, 빔포밍 폴(beamforming-poll) 프레임을 상기 단말로 송신한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 장치에 있어서, 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 제공하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 송신기로부터 수신하는 수신부; 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 송신기에게 송신하는 송신부; 및 상기 널 데이터 패킷 프레임을 이용하여 상기 단말의 채널 정보를 추출하는 확인부;를 포함하며; 상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하거나, 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 획득하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 상기 단말로 송신하는 단계; 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및 상기 빔포밍 프레임에 포함된 상기 단말의 채널 정보, 및 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 확인하는 단계;를 포함한다.

본 발명은, 통신 시스템에서 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부 및 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 구성 여부를 지시하는 정보를 송수신함으로써, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 고속 및 정상적으로 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명은 단말의 채널 정보를 이용하여 대용량의 데이터를 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 고속 및 안정적으로 송수신할 수 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은, 통신 시스템, 예컨대 무선 랜(WLAN: Wireless Local Area Network, 이하 'WLAN'이라 칭하기로 함) 시스템에서 데이터를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는 WLAN 시스템을 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 데이터 송수신 방안은, 다른 통신 시스템들에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는, 다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output, 이하 'MIMO'라 칭하기로 함) 방식으로 서비스를 제공하는 통신 시스템에서 단말, 예컨대 스테이션(STA: Station, 이하 'STA'라 칭하기로 함)의 채널 정보를 획득하여 정상적으로 데이터를 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 통신 시스템, 예컨대 IEEE 802.11 WLAN 시스템을 일 예로 하여, 상기 WLAN 시스템이 MIMO 방식을 통해 사용자에게 서비스를 제공할 경우, STA들의 채널 정보를 획득한 후, 상기 채널 정보를 바탕으로 대용량의 데이터를 고속 및 정상적으로 송수신한다.

이때, 본 발명의 실시 예에서는, 전술한 바와 같이 MIMO 방식을 통해 데이터의 송수신 성능을 향상시켜, 대용량의 데이터를 고속 및 정상적으로 송수신한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터의 송수신 성능을 향상시키며, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신하고자 하는 송신기, 예컨대 액세스 포인트(AP: Access Point) 또는 단말(일 예로 STA)은, 상기 송신기로부터 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 수신하고자 한느 수신기, 예컨대 AP 또는 단말(일 예로 STA)의 채널 정보를 획득한 후, 상기 획득한 수신기의 채널 정보를 이용하여 상기 빔포밍을 통해 데이터를 상기 수신기로 송신한다. 이하, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신하고자 하는 AP 또는 단말, 즉 송신기를 빔포머(beamformer)라고 칭하고, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 송신기, 즉 빔포머로부터 데이터를 수신하고자 하는 AP 또는 단말, 즉 수신기를 빔포미(beamformee)라고 칭하기로 한다.

즉, 본 발명의 실시 예에서는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신하기 위해, 빔포머가 빔포미의 채널 정보를 획득하며, 이렇게 획득한 채널 정보를 이용하여 상기 빔포머와 상기 빔포미가 데이터를 고속 및 정상적으로 송수신한다. 이때, 상기 빔포머는, 상기 빔포미의 채널 정보 획득을 위해 사운딩 프로토콜(sounding protocol)을 이용하여 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하며, 상기 획득한 채널 정보를 이용하여 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미와 데이터를 송수신한다. 그러면 여기서, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 빔포머와 빔포미 간의 데이터 송수신에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포머와 상기 빔포미 간에 데이터를 송수신하도록, 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위한 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 빔포머(100)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(150)의 채널 정보를 획득하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement, 이하 'NDPA'라 칭하기로 함) 프레임(105) 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet, 이하 'NDP'라 칭하기로 함) 프레임(110)을 상기 빔포미(150)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(100)는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(150)와 데이터를 송수신하기 위해, 상기 빔포미(150)의 채널 정보를 획득하며, 이때 전술한 바와 같이, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(150)의 채널 정보를 획득한다.

즉, 상기 빔포머(100)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(150)의 채널 정보를 획득하기 위해, 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control, 이하 'MAC'라 칭하기로 함) 계층(layer)의 데이터가 존재하지 않는 상기 NDP 프레임(110)을 수신해야 하는 단말들의 단말 정보, 즉 빔포미 정보가 포함된 NDPA 프레임(105)를 단말, 즉 상기 빔포미(150)로 송신한 후, 상기 NDP 프레임(110)을 상기 빔포미(150)로 송신한다. 여기서, 상기 NDP 프레임(110)은, 상기 NDPA 프레임(105)이 상기 빔포미(150)로 송신된 후, SIFS(Short InterFrame Space) 구간(115) 이후에 상기 NDPA 프레임(105)을 수신한 상기 빔포미(150)로 송신된다.

그리고, 상기 NDPA 프레임(105) 및 상기 NDP 프레임(110)을 수신한 빔포미(150)는, 빔포미(150) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임(160)을 상기 빔포머(100)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미(150)는, 상기 NDP 프레임(110)을 이용하여 자신의 채널 정보를 추출하며, 이렇게 추출된 채널 정보를 빔포밍 프레임(160)을 통해 상기 빔포머(100)로 송신한다. 아울러, 상기 빔포밍 프레임(160)은, 상기 NDP 프레임(110)이 상기 빔포미(150)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미(150)가 상기 NDP 프레임(110)을 수신한 후, SIFS 구간(120) 이후에 상기 빔포머(100)로 송신된다.

또한, 상기 빔포미(150)로부터 상기 빔포밍 프레임(160)을 수신한 빔포머(100)는, 상기 빔포밍 프레임(160)으로부터 상기 빔포미(150)의 채널 정보를 획득한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(150)와 데이터를 송수신하기 위해, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 빔포밍에 필요한 스티어링 매트릭스(steering matrix)를 생성한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(150)와 데이터를 송수신한다. 그러면 여기서, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 빔포머와 복수의 빔포미들 간의 데이터 송수신에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 빔포머와 복수의 빔포미들 간에 데이터를 송수신하도록, 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미들의 채널 정보를 획득하기 위한 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 빔포머(200)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 복수의 빔포미들, 예컨대 빔포미1(250) 및 빔포미2(270)의 채널 정보를 획득하기 위해, NDPA 프레임(205) 및 NDP 프레임(210)을 상기 빔포미들(250,270)로 각각 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(200)는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미들(250,270)과 데이터를 송수신하기 위해, 상기 빔포미들(250,270)의 채널 정보를 획득하며, 이때 전술한 바와 같이, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미들(250,270)의 채널 정보를 획득한다.

즉, 상기 빔포머(200)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미들(250,270)의 채널 정보를 획득하기 위해, MAC 계층의 데이터가 존재하지 않는 상기 NDP 프레임(210)을 수신해야 하는 단말들의 단말 정보, 즉 빔포미 정보가 포함된 NDPA 프레임(205)를 단말들, 즉 상기 빔포미들(250,270)로 송신한 후, 상기 NDP 프레임(210)을 상기 빔포미들(250,270)로 송신한다.

여기서, 상기 NDPA 프레임(205)은, 전술한 바와 같이, 상기 NDP 프레임(210)을 수신해야 하는 상기 빔포미들(250,270)의 정보를 포함하며, 또한 상기 NDP 프레임(210)을 수신한 빔포미들(250,270) 중에서, 먼저 응답해야 하는 빔포미에 대한 정보를 포함한다. 예컨대, 상기 NDPA 프레임(205)은, 상기 NDP 프레임(210)을 수신한 빔포미들(250,270) 중에서, 빔포미1(250)이 빔포미2(270)보다 먼저 상기 NDP 프레임(210)의 응답으로 빔포밍 프레임을 송신해야 함을 알리는 정보를 포함한다. 상기 NDP 프레임(210)은, 상기 NDPA 프레임(205)이 상기 빔포미들(250,270)로 송신된 후, SIFS 구간(215) 이후에 상기 NDPA 프레임(205)을 수신한 상기 빔포미들(250,270)로 송신된다.

그리고, 상기 NDPA 프레임(205) 및 상기 NDP 프레임(210)을 수신한 상기 빔포미들(250,270)은, 빔포미들(250,270) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임들(260,280)을 상기 빔포머(200)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미들(250,270)은, 상기 NDPA 프레임(205)을 통해 먼저 상기 NDP 프레임(210)의 응답으로 빔포밍 프레임을 송신해야 하는 빔포미를 확인한다. 아울러, 상기 빔포미들(250,270)은, 상기 NDP 프레임(210)을 이용하여 자신들의 채널 정보를 추출하며, 이렇게 추출된 채널 정보를 빔포밍 프레임들(260,280)을 통해 상기 빔포머(200)로 송신한다.

즉, 상기 NDPA 프레임(205) 및 상기 NDP 프레임(210)을 수신한 상기 빔포미들(250,270)에서, 상기 NDP 프레임(210)에 대한 응답 우선순위를 갖는 상기 빔포미1(250)은, 상기 NDPA 프레임(205)을 통해, 자신이 먼저 상기 NDP 프레임(210)의 응답으로 빔포밍 프레임(260)을 송신해야 함을 확인한다. 그에 따라, 상기 빔포미1(250)은, 상기 NDP 프레임(210)이 상기 빔포미들(250,270)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미1(250)이 상기 NDP 프레임(210)을 수신한 후, SIFS 구간(220) 이후에 빔포미1(250) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임1(260)을 상기 빔포머(200)로 송신한다.

그리고, 상기 빔포미1(250)로부터 빔포밍 프레임1(260)을 수신한 빔포머(200)는, 나머지 빔포미, 예컨대 빔포미2(270)의 사운딩을 위해, 즉 상기 빔포미2(270)의 채널 정보를 획득하기 위해, 빔포밍 폴(beamforming-poll) 프레임(230)을 상기 빔포미2(270)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임(230)은, 상기 빔포미1(250)로부터 빔포밍 프레임1(260)을 수신한 후, SIFS 구간(235) 이후에 상기 NDPA 프레임(205)을 수신한 상기 빔포미2(270)로 송신된다. 또한, 상기 빔포밍 폴 프레임(230)은, 전술한 바와 같이, 복수의 빔포미들의 채널 정보를 획득하기 위해 사운딩 프로토콜을 이용할 경우 빔포밍 프레임을 전송하지 않은 빔포미들의 사운딩을 위해 송신되거나, 또는 빔포미들에 대한 빔포밍 프레임의 재전송을 위해 송신된다. 여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임(230)은, 현재 빔포밍 프레임을 송신해야 하는 빔포미를 수신 주소로 하여, 해당 빔포미로 송신된다.

또한, 상기 빔포밍 폴 프레임(230)을 수신한 빔포미2(270)는, 상기 빔포밍 폴 프레임(230)이 상기 빔포미2(270)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미2(270)가 상기 빔포밍 폴 프레임(230)을 수신한 후, SIFS 구간(240) 이후에 빔포미2(270)의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임2(280)를 상기 빔포머(200)로 송신한다. 즉, 상기 빔포미2(270)는, 빔포미2(270) 자신을 수신 주소로 하여 상기 빔포밍 폴 프레임(230)을 수신한 후, 상기 NDP 프레임(210)을 이용하여 추출한 자신의 채널 정보를, 상기 SIFS 구간(240) 이후에 상기 빔포밍 프레임2(280)를 통해 상기 빔포머(200)로 송신한다.

아울러, 상기 빔포미들(250,270)로부터 상기 빔포밍 프레임들(260,280)을 수신한 빔포머(200)는, 상기 빔포밍 프레임들(260,280)으로부터 상기 빔포미들(250,270)의 채널 정보를 획득한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미들(250,270)과 데이터를 송수신하기 위해, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 빔포밍에 필요한 스티어링 매트릭스를 생성한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미들(250,270)과 데이터를 송수신한다. 여기서, 상기 빔포머(200)는, MIMO 방식에 따른 상기 빔포미들(250,270) 각각에 대해 빔포밍을 위한 스티어링 매트릭스를 생성하거나, 다중 사용자(multi user) MIMO 방식에 따른 상기 빔포미들(250,270)에 대해 동시에 빔포밍을 위한 스티어링 매트릭스를 생성한다. 그러면 여기서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신할 경우, 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위한 프레임에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍 프레임의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 3은, 전술한 바와 같이 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신하기 위해, 빔포미의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 특히 도 3은, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 빔포밍 프레임은, 채널 정보를 포함하는 빔포밍 리포트(beamforming report) 필드와, 상기 빔포밍 레포트 필드가 지시하는 채널 정보를 확인하기 위해 필요한 제어 정보들을 포함하는 제어 정보 필드를 포함한다.

도 3을 참조하면, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드는, 상기 MIMO 방식에 따른 채널 행렬의 칼럼(column)들의 개수를 지시하는 Nc 인덱스(index) 필드(302), 상기 채널 행렬의 로우(row)들의 개수를 지시하는 Nr 인덱스 필드(304), 상기 MIMO 방식에 따른 채널의 폭(width)을 지시하는 채널 폭 필드(306), 상기 MIMO 방식에 따른 채널에서 그룹핑(grouping)하는 캐리어(carrier)들의 개수를 지시하는 그룹핑 필드(308), 상기 MIMO 방식에 따른 채널에 대한 코드북(codebook)의 사이즈(size)를 지시하는 코드북 정보 필드(310), 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍에 대한 피드백 타입을 지시하는 피드백 타입 필드(312), 상기 빔포밍 프레임에서 남은 세그먼트 개수를 지시하는 Remaining 세그먼트 필드(314), 상기 빔포밍 프레임에서 세그먼트된 프레임의 첫번째 세그먼트 필드(316), 및 피드백을 요청하는 NDPA 프레임으로부터 시퀀스 넘버를 지시하는 사운딩 시퀀스 필드(318)를 포함한다.

여기서, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 빔포머가 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 빔포미들로 송신하고, 상기 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 수신한 빔포미들로부터 빔포밍 프레임을 수신하며, 이때 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 제어 정보를 통해 상기 빔포밍 프레임의 빔포밍 리포트 필드에 포함된 상기 빔포미들의 채널 정보를 이용하여 스트링 매트릭스 생성한다. 또한, 상기 빔포미들은, 상기 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 수신한 후, 상기 NDP 프레임을 통해 자신들의 채널 정보를 추출하며, 상기 NDPA 프레임에 따라 상기 추출한 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 빔포머에게 송신한다. 그러면 여기서, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 빔포머와 빔포미들 간에 빔포미들의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 정상적으로 송수신하지 못할 경우에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포머와 상기 빔포미 간에 데이터를 송수신하도록, 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위한 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면으로, 상기 빔포미가 상기 빔포머로부터 NDP 프레임을 수신하지 못할 경우의 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 빔포머(400)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득하기 위해, NDPA(405) 및 NDP 프레임(410)을 상기 빔포미(450)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(400)는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(450)와 데이터를 송수신하기 위해, 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득하며, 이때 전술한 바와 같이, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득한다.

즉, 상기 빔포머(400)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득하기 위해, MAC 계층의 데이터가 존재하지 않는 상기 NDP 프레임(410)을 수신해야 하는 단말들의 단말 정보, 즉 빔포미 정보가 포함된 NDPA 프레임(405)를 단말, 즉 상기 빔포미(450)로 송신한 후, 상기 NDP 프레임(410)을 상기 빔포미(450)로 송신한다. 여기서, 상기 NDP 프레임(410)은, 상기 NDPA 프레임(405)이 상기 빔포미(450)로 송신된 후, SIFS 구간(415) 이후에 상기 NDPA 프레임(405)을 수신한 상기 빔포미(450)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포머(400)가 송신한 NDPA 프레임(405) 및 NDP 프레임(410)에서 상기 빔포미(450)가 상기 NDP 프레임(410)을 수신하지 못할 경우, 상기 빔포미(450)는, 상기 NDPA 프레임(405)에 따라 널 피드백(null feedback) 프레임(460)을 상기 빔포머(400)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미(450)은, 상기 NDP 프레임(410)을 수신하지 못함에 따라, 상기 NDP 프레임(410)을 이용하여 자신의 채널 정보를 추출하지 못하며, 그에 따라 상기 널 피드백 프레임(460)을 상기 빔포머(400)로 송신한다.

그리고, 상기 널 피드백 프레임(460)은, 전술한 바와 같이, 상기 빔포미(450)가 채널 정보를 추출하지 못함에 따라, 빔포밍 프레임의 빔포밍 리포트 필드를 포함하지 않으며, 단지 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 Remaining 세그먼트 필드의 모든 비트를 '1'로 설정하고, 첫번째 세그먼트 필드의 비트를 '0'으로 설정된 빔포밍 프레임이 된다. 즉, 상기 널 피드백 프레임(460)은, 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 포함하지 않고, 단지 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드만을 포함하는 프레임으로, 상기 빔포머(400)로 송신된다. 아울러, 상기 널 피드백 프레임(460)은, 상기 NDP 프레임(410)이 상기 빔포미(450)로 송신된 후, SIFS 구간(420) 이후에 상기 빔포머(400)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포미(450)로부터 상기 널 피드백 프레임(460)을 수신한 빔포머(400)는, 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득하기 위해 재사운딩을 수행, 즉 NDPA(425) 및 NDP 프레임(430)을 상기 빔포미(450)로 다시 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(400)는, 상기 빔포미(450)가 먼저 송신한 NDP 프레임(410)을 수신하지 못하여 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득하지 못함에 따라, 재사운딩을 위해 상기 NDPA 프레임(425) 및 상기 NDP 프레임(430)을, 상기 널 피드백 프레임(460)을 송신한 상기 빔포미(450)로 송신한다.

여기서, 상기 NDPA 프레임(425)은, 상기 빔포미(450)로부터 상기 널 피드백 프레임(460)을 수신한 후, SIFS 구간(435) 이후에 상기 빔포미(450)로 재송신되며, 상기 NDP 프레임(430)은, 상기 NDPA 프레임(425)이 상기 빔포미(450)로 송신된 후, SIFS 구간(440) 이후에 상기 NDPA 프레임(425)을 수신한 상기 빔포미(450)로 송신된다.

그리고, 상기 NDPA 프레임(425) 및 상기 NDP 프레임(430)을 수신한 빔포미(450)는, 빔포미(450) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임(470)을 상기 빔포머(400)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미(450)는, 상기 NDP 프레임(430)을 이용하여 자신의 채널 정보를 추출하며, 이렇게 추출된 채널 정보를 빔포밍 프레임(470)을 통해 상기 빔포머(400)로 송신한다. 아울러, 상기 빔포밍 프레임(470)은, 상기 NDP 프레임(430)이 상기 빔포미(450)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미(450)가 상기 NDP 프레임(430)을 수신한 후, SIFS 구간(445) 이후에 상기 빔포머(400)로 송신된다.

또한, 상기 빔포미(450)로부터 상기 빔포밍 프레임(470)을 수신한 빔포머(400)는, 상기 빔포밍 프레임(470)으로부터 상기 빔포미(450)의 채널 정보를 획득한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(450)와 데이터를 송수신하기 위해, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 빔포밍에 필요한 스티어링 매트릭스를 생성한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(450)와 데이터를 송수신한다. 그러면 여기서, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 빔포머와 빔포미들 간에 빔포미들의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 정상적으로 송수신하지 못할 경우에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포머와 상기 빔포미 간에 데이터를 송수신하도록, 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위한 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면으로, 상기 빔포미가 SIFS 구간 동안에 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우의 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 빔포머(500)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득하기 위해, NDPA(505) 및 NDP 프레임(510)을 상기 빔포미(550)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(500)는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(550)와 데이터를 송수신하기 위해, 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득하며, 이때 전술한 바와 같이, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득한다.

즉, 상기 빔포머(500)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득하기 위해, MAC 계층의 데이터가 존재하지 않는 상기 NDP 프레임(510)을 수신해야 하는 단말들의 단말 정보, 즉 빔포미 정보가 포함된 NDPA 프레임(505)를 단말, 즉 상기 빔포미(550)로 송신한 후, 상기 NDP 프레임(510)을 상기 빔포미(550)로 송신한다. 여기서, 상기 NDP 프레임(510)은, 상기 NDPA 프레임(505)이 상기 빔포미(550)로 송신된 후, SIFS 구간(515) 이후에 상기 NDPA 프레임(505)을 수신한 상기 빔포미(550)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포머(500)가 송신한 NDPA 프레임(505) 및 NDP 프레임(510)을 수신한 빔포미(550)가 소정의 시구간, 예컨대 SIFS 구간(520) 내에 빔포미(550) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우, 상기 빔포미(550)는, 상기 NDPA 프레임(505)에 따라 널 피드백 프레임(560)을 상기 빔포머(500)로 송신한다.

여기서, 상기 빔포미(550)는, 상기 SIFS 구간(520) 내에, 상기 빔포밍 프레인의 빔포밍 리포트 필드에 포함되는 채널 정보를 추출하여, 상기 채널 정보를 포함하는 상기 빔포밍 프레임을 구성하여야 한다. 하지만, 상기 빔포밍 프레인의 빔포밍 리포트 필드에 포함되는 채널 정보는, 상기 빔포미(550)에 대한 채널의 폭, 즉 채널의 대역폭이 크거나, 또는 데이터 송수신 사용하는 안테나의 개수가 많을 수록 데이터 양이 증가한다. 그에 따라, 상기 빔포미(550)는, 상기 SIFS 구간(520) 내에, 전술한 바와 같이 대용량의 채널 정보 추출, 및 상기 대용량의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 생성하지 못한다. 그러므로, 상기 빔포미(550)는, 상기 널 피드백 프레임(560)을 상기 빔포머(500)로 송신한다.

그리고, 상기 널 피드백 프레임(560)은, 전술한 바와 같이, 상기 빔포미(550)가 상기 NDP 프레임(510)을 수신하였으나, 상기 SIFS 구간(520) 내에, 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못함에 따라, 빔포밍 프레임의 빔포밍 리포트 필드를 포함하지 않으며, 단지 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임이 된다. 즉, 상기 널 피드백 프레임(560)은, 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 포함하지 않고, 단지 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드만을 포함하는 프레임으로, 상기 빔포머(500)로 송신된다. 또한, 상기 널 피드백 프레임(560)에 포함된 제어 정보 필드에는, 상기 빔포미(550)에서 상기 NDP 프레임(510)의 정상 수신 여부에 대한 정보가 포함된다. 여기서, 상기 NDP 프레임(510)의 정상 수신 여부에 대한 정보가 포함된 제어 정보 필드를 포함하는 빔포밍 프레임, 즉 상기 널 피드백 프레임(560)에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 아울러, 상기 널 피드백 프레임(560)은, 상기 NDP 프레임(510)이 상기 빔포미(550)로 송신된 후, 상기 SIFS 구간(520) 이후에 상기 빔포머(500)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포미(550)로부터 상기 널 피드백 프레임(560)을 수신한 빔포머(500)는, 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득하기 위해, 상기 빔포미(550)의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포미(550)가 송신하도록, 빔포밍 폴 프레임(530)을 상기 빔포미(550)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(500)는, 상기 빔포미(550)가 상기 NDP 프레임(710)을 정상적으로 수신하였으나, 상기 SIFS 구간(520) 내에 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못하여 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득하지 못함에 따라, 상기 빔포미(550)가 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하여 송신하도록, 상기 빔포밍 폴 프레임(530)을 상기 널 피드백 프레임(560)을 송신한 상기 빔포미(550)로 송신한다.

여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임(530)은, 상기 빔포미(550)로부터 상기 널 피드백 프레임(560)을 수신한 후, SIFS 구간(535) 이후에 상기 빔포미(550)로 송신된다. 또한, 상기 빔포밍 폴 프레임(530)은, 전술한 바와 같이, 복수의 빔포미들의 채널 정보를 획득하기 위해 사운딩 프로토콜을 이용할 경우 빔포밍 프레임을 전송하지 않은 빔포미들의 사운딩을 위해 송신되거나, 또는 빔포미들에 대한 빔포밍 프레임의 재전송을 위해 송신된다. 여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임(530)은, 현재 빔포밍 프레임을 송신해야 하는 빔포미를 수신 주소로 하여, 해당 빔포미로 송신된다.

그리고, 상기 빔포밍 폴 프레임(530)을 수신한 빔포미(550)는, 빔포미(550) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임(570)을 구성한 후, 상기 빔포밍 프레임(570)을 상기 빔포머(500)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미(550)는, 상기 NDP 프레임(510)을 수신한 이후부터 상기 빔포밍 폴 프레임(530) 수신까지, 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임(570) 구성을 위해 필요한 충분한 시간을 획득함에 따라, 상기 NDP 프레임(510)을 이용하여 자신의 채널 정보를 추출하며, 이렇게 추출된 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임(570)을 구성하여 상기 빔포머(500)로 송신한다. 아울러, 상기 빔포밍 프레임(570)은, 상기 빔포밍 폴 프레임(530)이 상기 빔포미(550)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미(550)가 상기 빔포밍 폴 프레임(530)을 수신한 후, SIFS 구간(540) 이후에 상기 빔포머(500)로 송신된다.

또한, 상기 빔포미(550)로부터 상기 빔포밍 프레임(570)을 수신한 빔포머(500)는, 상기 빔포밍 프레임(570)으로부터 상기 빔포미(550)의 채널 정보를 획득한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(550)와 데이터를 송수신하기 위해, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 빔포밍에 필요한 스티어링 매트릭스를 생성한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미(550)와 데이터를 송수신한다. 그러면 여기서, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신할 경우, 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위한 프레임에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 빔포밍 프레임의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 6은, 전술한 바와 같이 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송수신하기 위해, 빔포미의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임의 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 특히 도 6은, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 상기 빔포밍 프레임은, 전술한 바와 같이, 채널 정보를 포함하는 빔포밍 리포트 필드와, 상기 빔포밍 레포트 필드가 지시하는 채널 정보를 확인하기 위해 필요한 제어 정보들을 포함하는 제어 정보 필드를 포함한다.

도 6을 참조하면, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드는, 상기 MIMO 방식에 따른 채널 행렬의 칼럼들의 개수를 지시하는 Nc 인덱스 필드(602), 상기 채널 행렬의 로우들의 개수를 지시하는 Nr 인덱스 필드(604), 상기 MIMO 방식에 따른 채널의 폭을 지시하는 채널 폭 필드(606), 상기 MIMO 방식에 따른 채널에서 그룹핑하는 캐리어들의 개수를 지시하는 그룹핑 필드(608), 상기 MIMO 방식에 따른 채널에 대한 코드북의 사이즈를 지시하는 코드북 정보 필드(610), 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍에 대한 피드백 타입을 지시하는 피드백 타입 필드(612), 상기 빔포밍 프레임에서 남은 세그먼트 개수를 지시하는 Remaining 세그먼트 필드(614), 상기 빔포밍 프레임에서 세그먼트된 프레임의 첫번째 세그먼트 필드(616), 빔포미에서 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 NDP 미싱(NDP missing) 필드(618), 및 피드백을 요청하는 NDPA 프레임으로부터 시퀀스 넘버를 지시하는 사운딩 시퀀스 필드(618)를 포함한다.

여기서, 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 빔포머가 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 빔포미들로 송신하고, 상기 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 수신한 빔포미들로부터 빔포밍 프레임을 수신하며, 이때 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 제어 정보를 통해 상기 빔포밍 프레임의 빔포밍 리포트 필드에 포함된 상기 빔포미들의 채널 정보를 이용하여 스트링 매트릭스 생성한다. 또한, 상기 빔포미들은, 상기 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 수신한 후, 상기 NDP 프레임을 통해 자신들의 채널 정보를 추출하며, 상기 NDPA 프레임에 따라 상기 추출한 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 빔포머에게 송신한다.

그리고, 상기 빔포미들은, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못할 경우에는, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 상기 NDP 미싱 필드(618)에, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못함을 지시하는 정보를 포함시키며, 상기 NDP 미싱 필드(618)에 상기 NDP 프레임 미수신 정보가 포함된 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임, 즉 널 피드백 프레임을 상기 빔포머로 송신한다. 즉, 상기 널 피드백 프레임은, 상기 빔포미들의 채널 정보가 포함되지 않고, 상기 NDP 미싱 필드(618)에 상기 NDP 프레임 미수신 정보가 포함된 제어 정보 필드의 빔포밍 프레임이 된다.

이렇게 상기 NDP 프레임 미수신 정보가 포함된 제어 정보 필드의 빔포밍 프레임, 즉 상기 널 피드백 프레임을 수신한 빔포머는, 도 4에서 설명한 바와 같이, 재사운딩을 위해 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 상기 널 피드백 프레임을 송신한 빔포미들로 송신한다. 즉, 상기 빔포미가 상기 빔포머로부터 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못할 경우, 상기 빔포미는, 전술한 바와 같이 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 상기 NDP 미싱 필드(618)에 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못함을 지시하는 정보가 포함된 널 피드백 프레임을 상기 빔포머로 송신하여, 상기 빔포머와 재사운딩을 수행한 후, 상기 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포머로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미가 상기 빔포머로부터 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못할 경우에 대해서는, 도 4에서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 빔포미들은, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신한 후, SIFS 구간 내에 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우에는, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 상기 NDP 미싱 필드(618)에, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신함을 지시하는 정보를 포함시키며, 상기 NDP 미싱 필드(618)에 상기 NDP 프레임 정상 수신 정보가 포함된 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임, 즉 널 피드백 프레임을 상기 빔포머로 송신한다. 즉, 상기 널 피드백 프레임은, 상기 빔포미들의 채널 정보가 포함되지 않고, 상기 NDP 미싱 필드(618)에 상기 NDP 프레임 정상 수신 정보가 포함된 제어 정보 필드의 빔포밍 프레임이 된다.

이렇게 상기 NDP 프레임 정상 수신 정보가 포함된 제어 정보 필드의 빔포밍 프레임, 즉 상기 널 피드백 프레임을 수신한 빔포머는, 도 5에서 설명한 바와 같이, 상기 빔포미의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 수신하기 위해 빔포밍 폴 프레임을 상기 널 피드백 프레임을 송신한 빔포미들로 송신한다. 즉, 상기 빔포미가 상기 빔포머로부터 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신한 후, 상기 SIFS 구간 내에 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우, 상기 빔포미는, 전술한 바와 같이 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 상기 NDP 미싱 필드(618)에 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신함을 지시하는 정보가 포함된 널 피드백 프레임을 상기 빔포머로 송신하여, 상기 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성한 후, 상기 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 빔포머로 송신한다. 여기서, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신한 후, 상기 SIFS 구간 내에 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우에 대해서는, 도 5에서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그러면 여기서, 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 빔포머와 복수의 빔포미들 간의 데이터 송수신에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 빔포머와 복수의 빔포미들 간에 데이터를 송수신하도록, 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 복수의 빔포미들의 채널 정보를 획득하기 위한 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면으로, 상기 빔포미들이 SIFS 구간 동안에 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우의 데이터 송수신 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 빔포머(700)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 복수의 빔포미들, 예컨대 빔포미1(760) 및 빔포미2(780)의 채널 정보를 획득하기 위해, NDPA 프레임(705) 및 NDP 프레임(710)을 상기 빔포미들(760,780)로 각각 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(700)는, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미들(760,780)과 데이터를 송수신하기 위해, 상기 빔포미들(760,780)의 채널 정보를 획득하며, 이때 전술한 바와 같이, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미들빔포미들(760,780)의 채널 정보를 획득한다.

즉, 상기 빔포머(700)는, 상기 사운딩 프로토콜을 이용하여 상기 빔포미들(760,780)의 채널 정보를 획득하기 위해, MAC 계층의 데이터가 존재하지 않는 상기 NDP 프레임(710)을 수신해야 하는 단말들의 단말 정보, 즉 빔포미 정보가 포함된 NDPA 프레임(705)를 단말들, 즉 상기 빔포미들(760,780)로 송신한 후, 상기 NDP 프레임(710)을 상기 빔포미들(760,780)로 송신한다.

여기서, 상기 NDPA 프레임(705)은, 전술한 바와 같이, 상기 NDP 프레임(710)을 수신해야 하는 상기 빔포미들(760,780)의 정보를 포함하며, 또한 상기 NDP 프레임(710)을 수신한 빔포미들(760,780) 중에서, 먼저 응답해야 하는 빔포미에 대한 정보를 포함한다. 예컨대, 상기 NDPA 프레임(705)은, 상기 NDP 프레임(710)을 수신한 빔포미들(760,780) 중에서, 빔포미1(760)이 빔포미2(780)보다 먼저 상기 NDP 프레임(710)의 응답으로 빔포밍 프레임을 송신해야 함을 알리는 정보를 포함한다. 상기 NDP 프레임(710)은, 상기 NDPA 프레임(705)이 상기 빔포미들(760,780)로 송신된 후, SIFS 구간(715) 이후에 상기 NDPA 프레임(705)을 수신한 상기 빔포미들(760,780)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포머(700)가 송신한 NDPA 프레임(705) 및 NDP 프레임(710)을 수신한 빔포미들(760,780) 중에서 임의의 빔포미, 특히 먼저 상기 NDP 프레임(710)의 응답으로 빔포밍 프레임을 수신해야 하는 빔포미1(760)이 소정의 시구간, 예컨대 SIFS 구간(720) 내에 빔포미1(760) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우, 상기 빔포미1(750)은, 상기 NDPA 프레임(705)에 따라 널 피드백 프레임(765)을 상기 빔포머(700)로 송신한다.

여기서, 상기 NDPA 프레임(705) 및 NDP 프레임(710)을 수신한 빔포미들(760,780)에서, 상기 NDP 프레임(710)에 대한 응답 우선순위를 갖는 상기 빔포미1(760)은, 상기 SIFS 구간(720) 내에, 상기 빔포밍 프레인의 빔포밍 리포트 필드에 포함되는 채널 정보를 추출하여, 상기 채널 정보를 포함하는 상기 빔포밍 프레임을 구성하여야 한다. 하지만, 상기 빔포밍 프레인의 빔포밍 리포트 필드에 포함되는 채널 정보는, 상기 빔포미1(760)에 대한 채널의 폭, 즉 채널의 대역폭이 크거나, 또는 데이터 송수신 사용하는 안테나의 개수가 많을 수록 데이터 양이 증가한다. 그에 따라, 상기 빔포미1(760)은, 상기 SIFS 구간(720) 내에, 전술한 바와 같이 대용량의 채널 정보 추출, 및 상기 대용량의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 생성하지 못한다. 그러므로, 상기 빔포미1(760)은, 상기 널 피드백 프레임(765)을 상기 빔포머(700)로 송신한다.

그리고, 상기 널 피드백 프레임(765)은, 전술한 바와 같이, 상기 빔포미1(760)이 상기 NDP 프레임(710)을 수신하였으나, 상기 SIFS 구간(720) 내에, 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못함에 따라, 빔포밍 프레임의 빔포밍 리포트 필드를 포함하지 않으며, 단지 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임이 된다. 즉, 상기 널 피드백 프레임(765)은, 상기 빔포미1(760)의 채널 정보를 포함하지 않고, 단지 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드만을 포함하는 프레임으로, 상기 빔포머(700)로 송신된다. 또한, 상기 널 피드백 프레임(765)에 포함된 제어 정보 필드에는, 상기 빔포미1(760)에서 상기 NDP 프레임(710)의 정상 수신 여부에 대한 정보가 포함된다. 여기서, 상기 NDP 프레임(710)의 정상 수신 여부에 대한 정보는, 상기 제어 정보 필드의 NDP 미싱 필드에 포함되며, 상기 NDP 프레임(710)의 정상 수신 여부에 대한 정보를 포함하는 빔포밍 프레임, 즉 상기 널 피드백 프레임(765)에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 아울러, 상기 널 피드백 프레임(765)은, 상기 NDP 프레임(710)이 상기 빔포미1(760)로 송신된 후, 상기 SIFS 구간(720) 이후에 상기 빔포머(700)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포미1(760)로부터 상기 널 피드백 프레임(765)을 수신한 빔포머(700)는, 상기 빔포미1(760)의 채널 정보를 획득하기 위해, 상기 빔포미1(760)의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포미1(760)이 송신하도록, 빔포밍 폴 프레임1(725)을 상기 빔포미1(760)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(700)는, 상기 빔포미1(760)이 상기 NDP 프레임(710)을 정상적으로 수신하였으나, 상기 SIFS 구간(720) 내에 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못하여 상기 빔포미1(760)의 채널 정보를 획득하지 못함에 따라, 상기 빔포미1(760)이 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하여 송신하도록, 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)을 상기 널 피드백 프레임(765)을 송신한 상기 빔포미1(760)로 송신한다.

여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)은, 상기 빔포미1(760)로부터 상기 널 피드백 프레임(765)을 수신한 후, SIFS 구간(730) 이후에 상기 빔포미1(760)로 송신된다. 또한, 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)은, 전술한 바와 같이, 복수의 빔포미들의 채널 정보를 획득하기 위해 사운딩 프로토콜을 이용할 경우 빔포밍 프레임을 전송하지 않은 빔포미들의 사운딩을 위해 송신되거나, 또는 빔포미들에 대한 빔포밍 프레임의 재전송을 위해 송신된다. 여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)은, 현재 빔포밍 프레임을 송신해야 하는 빔포미를 수신 주소로 하여, 해당 빔포미로 송신된다.

그리고, 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)을 수신한 빔포미1(760)은, 빔포미1(760) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임1(770)을 구성한 후, 상기 빔포밍 프레임1(770)을 상기 빔포머(700)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미1(760)은, 상기 NDP 프레임(710)을 수신한 이후부터 상기 빔포밍 폴 프레임1(725) 수신까지, 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임1(770) 구성을 위해 필요한 충분한 시간을 획득함에 따라, 상기 NDP 프레임(710)을 이용하여 자신의 채널 정보를 추출하며, 이렇게 추출된 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임1(770)을 구성하여 상기 빔포머(700)로 송신한다. 아울러, 상기 빔포밍 프레임1(770)은, 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)이 상기 빔포미1(760)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미1(760)이 상기 빔포밍 폴 프레임1(725)을 수신한 후, SIFS 구간(735) 이후에 상기 빔포머(700)로 송신된다.

이렇게 상기 빔포미1(760)로부터 상기 빔포밍 프레임1(770)을 수신한 빔포머(700)는, 상기 빔포미2(780)의 채널 정보를 획득하기 위해, 상기 빔포미2(780)의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포미2(780)가 송신하도록, 빔포밍 폴 프레임2(740)를 상기 빔포미2(780)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포머(700)는, 나머지 빔포미, 예컨대 빔포미2(780)가 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 송신하도록, 즉 상기 빔포미2(780)의 채널 정보를 획득하기 위해, 빔포밍 폴 프레임2(740)를 상기 빔포미2(780)로 송신한다.

여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임2(740)는, 상기 빔포미1(760)로부터 상기 빔포밍 프레임1(770)을 수신한 후, SIFS 구간(745) 이후에 상기 빔포미2(780)로 송신된다. 또한, 상기 빔포밍 폴 프레임2(740)는, 전술한 바와 같이, 복수의 빔포미들의 채널 정보를 획득하기 위해 사운딩 프로토콜을 이용할 경우 빔포밍 프레임을 전송하지 않은 빔포미들의 사운딩을 위해 송신되거나, 또는 빔포미들에 대한 빔포밍 프레임의 재전송을 위해 송신된다. 여기서, 상기 빔포밍 폴 프레임2(740)는, 현재 빔포밍 프레임을 송신해야 하는 빔포미를 수신 주소로 하여, 해당 빔포미로 송신된다.

그리고, 상기 빔포밍 폴 프레임2(740)를 수신한 빔포미2(780)는, 빔포미2(780) 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임2(785)를 구성한 후, 상기 빔포밍 프레임2(785)를 상기 빔포머(700)로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미2(780)는, 상기 NDP 프레임(710)을 수신한 이후부터 상기 빔포밍 폴 프레임2(740) 수신까지, 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임2(785) 구성을 위해 필요한 충분한 시간을 획득함에 따라, 상기 NDP 프레임(710)을 이용하여 자신의 채널 정보를 추출하며, 이렇게 추출된 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임2(785)를 구성하여 상기 빔포머(700)로 송신한다. 아울러, 상기 빔포밍 프레임2(785)는, 상기 빔포밍 폴 프레임2(740)가 상기 빔포미2(780)로 송신된 후, 즉 상기 빔포미2(780)가 상기 빔포밍 폴 프레임2(740)를 수신한 후, SIFS 구간(750) 이후에 상기 빔포머(700)로 송신된다.

여기서, 도 7에서는, 설명의 편의를 위해, NDP 프레임(710)을 정상적으로 수신하였으나 SIFS 구간(720) 내에 자신의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 구성하지 못하여 널 피드백 프레임(765)을 송신한 빔포미1(760)에게 먼저 빔포밍 폴 프레임을 송신하여, 상기 널 피드백 프레임(765)을 송신한 빔포미1(760)로부터 상기 빔포미1(760)의 채널 정보가 포함된 정상적인 빔포밍 프레임을 수신하는 경우를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 예는, 상기 널 피드백 프레임(765)을 송신한 빔포미1(760)을 제외한 나머지 빔포미들, 예컨대 빔포미2(780)로부터 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 수신한 후, 상기 널 피드백 프레임(765)을 송신한 빔포미1(760)에게 빔포밍 폴 프레임을 송신하여, 상기 널 피드백 프레임(765)을 송신한 빔포미1(760)로부터 상기 빔포미1(760)의 채널 정보가 포함된 정상적인 빔포밍 프레임을 수신할 수도 있다.

이렇게 상기 빔포미들(760,780)로부터 상기 빔포밍 프레임들(770,785)을 수신한 빔포머(700)는, 상기 빔포밍 프레임들(770,785)로부터 상기 빔포미들(760,780)의 채널 정보를 각각 획득한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미들(770,780)과 데이터를 송수신하기 위해, 상기 채널 정보를 이용하여 상기 빔포밍에 필요한 스티어링 매트릭스를 생성한 후, 상기 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 상기 빔포미들(770,780)과 데이터를 송수신한다. 여기서, 상기 빔포머(700)는, MIMO 방식에 따른 상기 빔포미들(770,780) 각각에 대해 빔포밍을 위한 스티어링 매트릭스를 생성하거나, 다중 사용자 MIMO 방식에 따른 상기 빔포미들(770,780)에 대해 동시에 빔포밍을 위한 스티어링 매트릭스를 생성한다. 그러면 여기서, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신하는 장치, 즉 빔포머에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 8은, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터 수신 장치, 즉 빔포미로 데이터를 송신하는 장치, 즉 빔포머의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 상기 데이터 송신 장치는, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 수신 장치, 즉 빔포미와의 데이터 송수신을 위해 상기 빔포미의 채널 정보를 획득한다. 그리고, 상기 데이터 송신 장치는, 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위해 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 상기 빔포미로 송신하는 송신부(840), 상기 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 수신한 빔포미로부터 상기 빔포미의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 수신하는 수신부(810), 상기 빔포밍 프레임으로부터 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하여 확인하는 확인부(820), 및 상기 빔포미의 채널 정보를 이용하여 스티어링 매트릭스를 생성하는 생성부(830)를 포함한다.

여기서, 상기 수신부(810)는, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못하거나, 또는 상기 NDP 프레임 수신한 후 소정의 시구간, 예컨대 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못한 빔포미로부터 널 피드백 프레임을 수신한다. 그리고, 상기 확인부(820)는, 상기 널 피드백 프레임을 확인, 보다 구체적으로 설명하면, 도 6에서 설명한 바와 같이, 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드의 NDP 미싱 필드에 포함된 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 정보를 확인한다. 또한, 상기 송신부(840)는, 상기 NDP 미싱 필드에 포함된 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 정보에 따라, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못한 빔포미에게는 재사운딩을 위해 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 다시 송신한다.

그리고, 상기 생성부(830)는, 상기 NDP 미싱 필드에 포함된 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 정보에 따라, 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못한 빔포미를 수신 주소로 하는 빔포밍 폴 프레임을 생성하며, 상기 송신부(840)는, 상기 빔포밍 폴 프레임을 상기 빔포밍 프레임을 구성하지 못한 빔포미에게 송신한다. 여기서, 상기 빔포미에서의, 상기 NDP 프레임의 정상 수신 여부, 및 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 구성 여부에 따른, 상기 빔포머 및 상기 빔포미 간의 구체적인 동작과 상기 널 피드백 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그러면 여기서, 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 수신하는 장치, 즉 빔포미에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 9는, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터 송신 장치, 즉 빔포머로부터 데이터를 수신하는 장치, 즉 빔포미의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 데이터 수신 장치는, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신 장치, 즉 빔포머와의 데이터 송수신을 위해 빔포미 자신의 채널 정보를 상기 빔포머에게 제공한다. 그리고, 상기 데이터 수신 장치는, 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하고자 하는 빔포머로부터 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 수신하는 수신부(910), 상기 NDP 프레임을 이용하여 빔포미 자신의 채널 정보를 추출하여 확인하는 확인부(920), 상기 빔포미 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 생성하는 생성부(930), 및 상기 빔포미 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포머로 송신하는 송신부(940)를 포함한다.

여기서, 상기 확인부(920)는, 상기 수신부(910)에서 상기 NDP 프레임의 정상적인 수신 여부, 및 상기 NDP 프레임 수신한 후 소정의 시구간, 예컨대 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 구성 여부를 확인한다. 그리고, 상기 생성부(930)는, 상기 NDP 프레임의 정상적인 수신 여부를 지시하는 정보가 포함된 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임, 즉 널 피드백 프레임을 생성하며, 상기 송신부(940)는 상기 널 피드백 프레임을 상기 빔포머로 송신한다. 또한, 상기 수신부(910)는, 상기 널 피드백 프레임에 상응하여 상기 빔포머로부터 빔포밍 폴 프레임을 수신하며, 상기 송신부(940)는 상기 빔포밍 폴 프레임에 따라 상기 빔포미의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포머로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미에서의, 상기 NDP 프레임의 정상 수신 여부, 및 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 구성 여부에 따른, 상기 빔포머 및 상기 빔포미 간의 구체적인 동작과 상기 널 피드백 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그러면 여기서, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신하는 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 10은, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터 수신 장치, 즉 빔포미로 데이터를 송신하는 장치, 즉 빔포머의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 1010단계에서, 상기 데이터 송신 장치는, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 수신 장치, 즉 빔포미와의 데이터 송수신을 위한 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위해, NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 상기 빔포미로 송신한다.

그리고, 1020단계에서, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못하거나, 또는 상기 NDP 프레임 수신한 후 소정의 시구간, 예컨대 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못한 빔포미로부터 널 피드백 프레임을 수신한다. 여기서, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하고, 또한 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성한 빔포미로부터는, 1050단계에서와 같이, 빔포미 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 수신한다. 도 10에서는 설명의 편의를 위해, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못하거나 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못한 빔포미로부터 상기 널 피드백 프레임을 수신하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

다음으로, 1030단계에서, 상기 널 피드백 프레임을 확인, 보다 구체적으로 설명하면, 도 6에서 설명한 바와 같이, 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드의 NDP 미싱 필드에 포함된 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 정보를 확인하여, NDP 프레임의 정상 수신 여부에 따라 상기 빔포미와의 재사운딩 수행 여부를 확인한다. 즉, 상기 1030단계에서의 확인 결과, NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못한 빔포미와는 재사운딩을 위해, 1010단계에서 NDPA 프레임과 NDP 프레임을, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못한 빔포미로 송신한다.

아울러, 상기 1030단계에서의 확인 결과, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신한 후, SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못한 빔포미로부터, 채널 정보가 포함됨 빔포밍 프레임을 수신하기 위해, 1040단계에서 상기 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 재송신을 위한 빔포밍 폴 프레임을 상기 빔포미로 송신한다.

그런 다음, 1050단계에서 상기 빔포밍 폴 프레임을 수신한 빔포미로부터 상기 빔포미 자신의 체널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 수신하며, 상기 빔포밍 프레임에 포함된 채널 정보를 이용하여 스티어링 매트릭스를 생성한 후, 빔포미와 빔포밍을 통해 데이터를 송수신한다. 여기서, 상기 빔포미에서의, 상기 NDP 프레임의 정상 수신 여부, 및 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 구성 여부에 따른, 상기 빔포머 및 상기 빔포미 간의 구체적인 동작과 상기 널 피드백 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그러면 여기서, 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 수신하는 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 11은, 전술한 바와 같이, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터 송신 장치, 즉 빔포머로부터 데이터를 수신하는 장치, 즉 빔포미의 동작 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 1110단계에서, 상기 수신 장치는, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 데이터를 송신 장치, 즉 빔포머와의 데이터 송수신을 위한 빔포미 자신의 채널 정보를 상기 빔포머에게 제공하기 위해, NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 상기 빔포머로부터 수신한다.

그리고, 1120단계에서, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못하거나, 또는 상기 NDP 프레임 수신한 후 소정의 시구간, 예컨대 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못할 경우, 널 피드백 프레임을 상기 빔 포머로 송신한다. 여기서, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하고, 또한 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성할 경우에는, 1140단계에서와 같이, 빔포미 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 빔포머에게 송신한다. 도 11에서는 설명의 편의를 위해, 상기 NDP 프레임을 정상적으로 수신하지 못하거나 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 구성하지 못하여, 상기 빔포미가 상기 널 피드백 프레임을 송신하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

다음으로, 1130단계에서 상기 널 피드백 프레임의 송신에 따라, 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임 송신을 위한 빔포밍 폴 프레임을 상기 빔포머로부터 수신한다. 그리고, 1140단계에서, 상기 수신한 NDP 프레임을 이용하여 빔포미 자신의 채널 정보를 추출한 후, 상기 빔포미 자신의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 생성하여 상기 빔포머로 송신한다. 여기서, 상기 빔포미에서의, 상기 NDP 프레임의 정상 수신 여부, 및 상기 SIFS 구간 내에 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 구성 여부에 따른, 상기 빔포머 및 상기 빔포미 간의 구체적인 동작과 상기 널 피드백 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, MIMO 방식에 따른 빔포밍을 통해 빔포머와 빔포미 간에 데이터를 송수신하도록 상기 빔포미의 채널 정보를 획득하기 위해, 상기 빔포머와 상기 빔포미 간은 NDPA 프레임 및 NDP 프레임을 송수신한 후, 상기 NDP 프레임을 이용하여 추출된 상기 빔포미의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 송수신한다. 이때, 상기 빔포미의 채널 정보가 상기 빔포밍 프레임에 포함되지 않을 경우에는, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 상기 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 정보를 포함시킨 빔포밍 프레임, 즉 널 피드백 프레임을 송수신한다. 그러므로, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 상기 NDP 프레임의 정상 수신 여부를 지시하는 정보를 통해, 빔포미에서의 상기 NDP 프레임의 미수신, 또는 상기 빔포미에서의 상기 NDP 프레임의 정상 수신 후 상기 빔포미의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성을 확인하며, 이러한 확인 결과에 따라 상기 빔포머와 상기 빔포미 간은 상기 NDPA 프레임 및 상기 NDP 프레임을 다시 송수신하거나, 빔포밍 폴 프레임을 송수신하여, 상기 빔포미의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 송수신한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

통신 시스템에서 데이터를 송신하는 장치에 있어서,
다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 획득하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 상기 단말로 송신하는 송신부;
상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 단말로부터 수신하는 수신부; 및
상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 확인하는 확인부;를 포함하며;
상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보에 따라, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임을 상기 단말로 재송신하거나, 빔포밍 폴(beamforming-poll) 프레임을 상기 단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보는, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 널 데이터 패킷 미싱(missing) 필드에 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 수신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보가 포함된 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임을 널 피드백(null feedback) 프레임으로 상기 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 수신부는, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 재송신, 또는 상기 빔포밍 폴 프레임의 송신에 따라, 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 확인부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 통해, 상기 단말에서 상기 널 데이터 패킷 프레임의 미수신을 확인하며;
상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 미수신에 따라, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임을 상기 단말로 재송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 확인부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 통해, 상기 단말에서 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신한 후 SIFS(Short InterFrame Space) 구간 내에 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성을 확인하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제6항에 있어서,
상기 송신부는, 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성에 따라, 상기 빔포밍 폴 프레임을 상기 단말로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
통신 시스템에서 데이터를 수신하는 장치에 있어서,
다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 제공하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 송신기로부터 수신하는 수신부;
상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 송신기에게 송신하는 송신부; 및
상기 널 데이터 패킷 프레임을 이용하여 상기 단말의 채널 정보를 추출하는 확인부;를 포함하며;
상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하거나, 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제8항에 있어서,
상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보는, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 널 데이터 패킷 미싱(missing) 필드에 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제8항에 있어서,
상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보가 포함된 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임을 널 피드백(null feedback) 프레임으로 상기 송신기에게 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제8항에 있어서,
상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 미수신에 대한 지시 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하며;
상기 수신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 미수신에 따라, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임을 상기 송신기로부터 재수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 송신부는, 상기 재수신된 널 데이터 패킷 프레임을 통해 추출된 상기 단말의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제8항에 있어서,
상기 송신부는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신한 후 SIFS(Short InterFrame Space) 구간 내에 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성에 대한 지시 정보가 포함된 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제13항에 있어서,
상기 수신부는, 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성에 따라, 빔포밍 폴 프레임을 상기 단말로 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제14항에 있어서,
상기 송신부는, 상기 빔포밍 폴 프레임에 따라 상기 널 데이터 패킷 프레임을 통해 추출된 상기 단말의 채널 정보를 포함하는 빔포밍 프레임을 상기 송신기로 송신하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
다중 입력 다중 출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식에 따른 빔포밍(beamforming)을 통해 데이터 송수신을 위한 단말의 채널 정보를 획득하기 위해, 널 데이터 패킷 알림(NDPA: Null Data Packet Announcement) 프레임 및 널 데이터 패킷(NDP: Null Data Packet) 프레임을 상기 단말로 송신하는 단계;
상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임의 응답으로, 빔포밍 프레임을 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
상기 빔포밍 프레임에 포함된 상기 단말의 채널 정보, 및 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에 포함된 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제16항에 있어서,
상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보는, 상기 빔포밍 프레임의 제어 정보 필드에서 널 데이터 패킷 미싱(missing) 필드에 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제16항에 있어서,
상기 수신하는 단계는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보가 포함된 제어 정보 필드만을 포함하는 빔포밍 프레임을 널 피드백(null feedback) 프레임으로 상기 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제16항에 있어서,
상기 확인하는 단계는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 통해, 상기 단말에서 상기 널 데이터 패킷 프레임의 미수신을 확인하며;
상기 널 데이터 패킷 프레임의 미수신에 따라, 상기 널 데이터 패킷 알림 프레임 및 상기 널 데이터 패킷 프레임을 상기 단말로 재송신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제16항에 있어서,
상기 확인하는 단계는, 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신 여부에 대한 지시 정보를 통해, 상기 단말에서 상기 널 데이터 패킷 프레임의 정상 수신한 후 SIFS(Short InterFrame Space) 구간 내에 상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성을 확인하며;
상기 단말의 채널 정보가 포함된 빔포밍 프레임의 미구성에 따라, 빔포밍 폴(beamforming-poll) 프레임을 상기 단말로 송신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.