KR101883892B1

KR101883892B1 - 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101883892B1
Application number: KR1020120113418A
Authority: KR
Inventors: 유희정; 이석규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2018-08-01
Also published as: KR102205539B1; KR20180087223A; KR20210008555A; US20130142115A1; KR102067135B1; KR20130040145A; US9143300B2; KR102315846B1; KR20200006162A

Abstract

본 발명은, 통신 시스템에서 새로운 주파수 대역에서의 무선 전송을 고려하여 효과적으로 프레임을 구성하고, 상기 구성된 프레임을 통해 데이터를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 새로운 주파수 대역을 확인하고, 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 생성하고, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 상기 프레임을 이용하여 데이터를 송신하며, 상기 프레임은, 상기 단말들에 해당하는 데이터가 포함되는 데이터 필드(field), 및 상기 단말들에서 상기 데이터 필드에 포함된 데이터의 수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드를 포함하고, 상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들, 및 VHT-SIG B를 포함한다.

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 통신 시스템에서 새로운 주파수 대역에서의 무선 전송을 고려하여 효과적으로 프레임을 구성하고, 상기 구성된 프레임을 통해 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 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, 현재 통신 시스템에서는 보다 대용량의 데이터를 효율적으로 전송하기 위해, 기존 통신 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른, 새로운 주파수 대역에 대한 연구가 진행되고 있으며, 특히 이러한 새로운 주파수 대역에서의 데이터 송수신을 위한 연구가 진행되고 있다.

하지만, 현재 통신 시스템에서는, 기존의 주파수 대역과 다른 새로운 주파수 대역에서 데이터 송수신을 위한 구체적인 방안이 전혀 제시되지 못하고 있으며, 특히 새로운 주파수 대역에서 데이터 송수신을 위한 프레임에 대한 구체적인 방안이 전혀 제시되지 못하고 있다.

따라서, 통신 시스템, 예컨대 WLAN 시스템에서 새로운 주파수 대역을 통해 데이터를 고속 및 안정적으로 송수신하기 위해, 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 구성하고, 이렇게 구성된 프레임을 통해 정상적으로 데이터를 송수신하는 방안이 필요하다.

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

또한, 본 발명의 다른 목적은, 통신 시스템에서 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 구성하여 데이터를 고속 및 안정적으로 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 통신 시스템에서 데이터 송신 장치에 있어서, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 새로운 주파수 대역을 확인하는 확인부; 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 생성하는 생성부; 및 상기 새로운 주파수 대역을 통해 상기 프레임을 이용하여 데이터를 송신하는 송신부;를 포함하며; 상기 프레임은, 상기 단말들에 해당하는 데이터가 포함되는 데이터 필드(field), 및 상기 단말들에서 상기 데이터 필드에 포함된 데이터의 수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드를 포함하고; 상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들, 및 VHT-SIG B를 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 통신 시스템에서 데이터 수신 장치에 있어서, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 새로운 주파수 대역에서의 프레임을, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 수신하는 수신부; 상기 프레임의 제어 필드(field)에 포함된 제어 정보를 확인하는 확인부; 및 상기 제어 정보를 이용하여 상기 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터를 복원하는 복원부;를 포함하며; 상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들, 및 VHT-SIG B를 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 통신 시스템에서 데이터 송신 방법에 있어서, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 새로운 주파수 대역을 확인하는 단계; 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 새로운 주파수 대역을 통해 상기 프레임을 이용하여 데이터를 송신하는 단계;를 포함하며; 상기 프레임은, 상기 단말들에 해당하는 데이터가 포함되는 데이터 필드(field), 및 상기 단말들에서 상기 데이터 필드에 포함된 데이터의 수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드를 포함하고; 상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들, 및 VHT-SIG B를 포함한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 통신 시스템에서 데이터 수신 방법에 있어서, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 새로운 주파수 대역에서의 프레임을, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 수신하는 단계; 상기 프레임의 제어 필드(field)에 포함된 제어 정보를 확인하는 단계; 및 상기 제어 정보를 이용하여 상기 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터를 복원하는 단계;를 포함하며; 상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들, 및 VHT-SIG B를 포함한다.

본 발명은, 통신 시스템에서 기존의 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 효과적으로 구성함으로써, 데이터 처리율(throughput) 및 데이터 에러율을 향상시키며, 아울러 새로운 주파수 대역을 통해 대용량의 데이터를 고속 및 안정적으로 송수신할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 부반송파 할당을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 데이터 송신 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 데이터 수신 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, 통신 시스템에서 기존의 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른, 새로운 주파수 대역에서의 데이터 송수신 장치 및 방법을 제안한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 기존의 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 구성하고, 이러한 프레임을 이용하여 새로운 주파수 대역을 통해 대용량의 데이터를 정상적으로 송수신한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템, 일 예로 WLAN 시스템은, 비허가 대역에서 고속의 데이터 서비스를 제공하는 무선 통신 기술을 이용하며, 특히 기존 셀룰라 시스템과는 달리, 기지국 역할을 하는 액세스 포인트(AP: Access Point, 이하 'AP'라 칭하기로 함)는 유선 네트워크와 전원만 연결되면 누가 쉽게 설치 가능하고 저렴한 가격으로 데이터 통신이 가능하다. 이러한 WLAN 시스템의 분산적 동작(decentralized operation) 특성은 간단한 동작을 가능하게 한다는 장점을 가지고, 센서 네트워크 및 스마트 유틸리티 네트워크로까지 확산되고 있다.

그러므로, 본 발명의 실시 예에서는, 기존 WLAN 시스템에서 사용하던 주파수 대역이 아닌, 새로운 주파수 대역에서의 무선 전송을 고려하여 효과적인 프레임을 구성하는 방식을 제안하고, 이렇게 제안된 방식을 통해 구성된 프레임을 이용하여 새로운 주파수 대역을 통해 대용량의 데이터를 정상적으로 송수신한다. 여기서, 현재까지 제안된 WLAN 전송 규격들의 시스템은, 대부분 전송 속도 향상을 위해서 다중 안테나를 사용하거나, 대역폭을 확장하는 형태로 발전해 왔다. 그 대표적인 예가 IEEE 802.11n 시스템과 IEEE 802.11ac 시스템이다. 하지만, 일반적인 네트워크 환경에서는 전술한 전송 속도 향상이 네트워크 용량 증대라는 큰 의미를 갖지만, 센서 네트워크와 같인 정보 수집을 위한 네트워크에서는 커버리지 확대가 더 큰 의미를 갖는다. 여기서, 커버리지가 확대 될 경우에는 적은 수의 AP를 갖고도 넓은 영역에서 정보를 수집할 수 있음으로, 적은 비용으로 센서 네트워크를 구축할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 새로운 주파수 대역에서의 무선 전송은, 기존 WLAN 시스템이 사용하던 2.4GHz나 5GHz 대역이 아닌 새로운 주파수 대역에서의 무선 전송을 의미한다. 그에 따라, 새로운 주파수 대역에서 무선 전송이 이루어지는, 본 발명의 실시 예에서 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임 구조를 그래도 사용할 경우, 불필요한 오버헤드(overhead)가 많아서 데이터 처리율이 저하된다. 예를 들어, IEEE 802.11ac 시스템에서는 같은 5GHz 대역에서 이미 정의되어 있는 IEEE 802.11a 시스템과 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성을 유지하기 위해서 부가적인 신호 및 정보들이 포함된다. 하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 새로운 주파수 대역에서 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임 구조를 사용할 경우에는 이와 같은 호환성을 위한 부가적인 신호 및 정보가 필요 없기 때문에 효율적인 프레임 구성이 가능하다. 그리고 새로운 전송 방식 및 데이터 전송률이 정의될 경우에는 제어 정보의 비트 할당 등이 바뀔 수 있다.

여기서, 전술한 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임 구조는, 같은 5GHz를 사용하는 IEEE 802.11a 시스템과 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성을 위해서 Legacy Short Training Field (L-STF), Legacy Long Training Field (L-LTF), Legacy Signal Field (L-SIG) 등을 우선 정의한 후, 실제 IEEE 802.11ac 시스템에서 사용하는 프레임의 제어 정보가 포함된 Very High Throughput Signal Field (VHT-SIG), 자동 이득 조절을 위한 Very High Throughput Short Training Field (VHT-STF), 채널 추정을 위한 Very High Throughput Long Training Field (VHT-LTF), 실제 전송되는 데이터가 포함된 Data Field를 정의하고 있다.

이때, 전반부의 L-STF, L-LTF, L-SIG는, IEEE 802.11a 시스템과 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성을 위해서 정의된 부분이며, 5GHz 대역을 사용하지 않는 시스템에서는, 전술한 호환성을 위한 필드(field)들, 즉 L-STF, L-LTF, L-SIG는 불필요한 오버헤드로 동작하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는, 오버헤드를 감소시키고, 새로운 주파수 대역을 이용하는 새로운 시스템에서 요구되는 새로운 제어 정보를 포함하는 새로운 프레임 구조를 구성한다.

또한, IEEE 802.11ac 시스템은, 5GHz 대역에서 IEEE 802.11a 시스템과 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성을 유지하면서 G bps급의 데이터 전송을 가능하게 하고 있다. 특히, IEEE 802.11ac 시스템은, 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz의 대역폭을 지원하며, 최대 8개의 데이터 스트림을 다중 송수신 안테나 기술을 이용하여 전송하고, 이때 전술한 바와 같이 다른 시스템과의 호환성을 유지하기 위해서 프레임을 구성하여 데이터를 전송한다. 그러면 여기서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서의 프레임 구조를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 1은, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, IEEE 802.11ac 시스템의 프레임은, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드들, 다시 말해 L-STF(102), L-LTF(104), L-SIG(106), VHT-SIG A1(108), VHT-SIG A2(110), VHT-STF(112), 복수의 VHT-LTF들, 즉 VHT-LTF 1(114) 및 VHT-LTF N(116), VHT-SIG B(118)를 포함하며, 복수의 단말들로 송신되는 데이터가 포함되는 데이터 필드로 복수의 데이터 필드들, 즉 DATA 1(120), DATA 2(122), 및 DATA M(124)을 포함한다.

여기서, 상기 L-STF(102)는, 신호 검파, 자동 이득 조절, 주파수 오차 추정, 및 프레임 동기 등에 이용되며, 상기 L-LTF(104)는, 채널 추정 및 주파수 오차 추정 등에 이용된다. 또한, 상기 L-SIG(106)는, 전송률 정보 및 프레임 길이 정보 등을 포함하고, 상기 VHT-SIG A1(108) 및 상기 VHT-SIG A2(110)는, 대역폭, 보호구간 길이, 시공간 부호, 전송률(MCS(Modulation and coding scheme) 레벨), 데이터 스트림 수, AID 정보, 사용 부호 기술, 빔포밍 등의 정보를 포함한다.

그리고, 상기 VHT-STF(112)는, 자동 이득 조절에 이용되고, 상기 VHT-LTF 1(114) 및 상기 VHT-LTF N(116)은, 채널 추정에 이용되며, 상기 VHT-SIG B(118)는, 다중 사용자(multi user) MIMO(Multi-Input Multi-Output)를 위한 사용자 별 전송율(MCS 레벨), 및 데이터 길이 정보 등을 포함하며, 상기 DATA 1(120), DATA 2(122), 및 DATA M(124)은, 실제 사용자들, 즉 단말들인 STA(station)들에게 전송되는 데이터를 포함한다.

여기서, 상기 VHT-LTF 1(114) 및 상기 VHT-LTF N(116)은, 상기 프레임을 통해 송신되는 데이터 스트림의 수에 따라서 결정되며, 예컨대 1개의 스트림만 전송되는 경우는 VHT-LTF 1(114)만, 즉 1개의 VHT-LTF가 프레임에 포함되고, 스트림 수가 2개이면, VHT-LTF 1(114)와 VHT-LTF 2, 즉 2개의 VHT-LTF가 프레임에 포함된다.

또한, 상기 L-SIG(106)의 전송률과 프레임의 길이 정보는, 실제 데이터의 정보를 포함하는 것이 아니라, IEEE 802.11a 시스템 또는 IEEE 802.11n 시스템의 단말들이 해당 프레임을 수신할 경우, 상기 수신한 해당 프레임의 길이 동안 데이터 전송이 이루어지지 않도록 한다. 여기서, 상기 L-SIG(106)의 전송률과 프레임의 길이 정보는, IEEE 802.11a 시스템 또는 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성이 고려되지 않을 경우 불필요한 정보가 된다. 그리고, 상기 L-STF(102)와 상기 L-LTF(104)는, 상기 VHT-STF(112)와 상기 VHT-LTF들(114,116)로 기능을 대체할 수 있으며, 전술한 바와 같이 호환성을 고려하지 않을 경우 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임 구조는 오버헤드가 존재함으로 효율적이지 못한 프레임 구조가 된다. 이러한 비효율성을 제거하여 새롭게 구성한 프레임 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2는, 도 1에 도시한 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임 구조에서 IEEE 802.11a 시스템 또는 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성을 배제하면서 프레임의 오버헤드를 감소시켜 효율성을 향상시킨 프레임 구조를 도시한 도면이며, 아울러 본 발명의 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서 기존 시스템에서의 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역에서의 새로운 프레임 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임은, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드들, 다시 말해 VHT-STF(202), VHT-SIG A1(206), VHT-SIG A2(208), 복수의 VHT-LTF들, 즉 VHT-LTF 1(204), VHT-LTF 2(210) 및 VHT-LTF N(212), VHT-SIG B(214)를 포함하며, 복수의 단말들로 송신되는 데이터가 포함되는 데이터 필드로 복수의 데이터 필드들, 즉 DATA 1(216), DATA 2(218), 및 DATA M(220)을 포함한다.

여기서, 상기 VHT-STF(202)는, 신호 검파, 자동 이득 조절, 주파수 오차 추정, 및 프레임 동기 등에 이용되며, 상기 VHT-LTF 1(204)은, 채널 추정 및 주파수 오차 추정 등에 이용된다. 또한, 상기 VHT-SIG A1(206) 및 상기 VHT-SIG A2(208)는, 대역폭, 보호구간 길이, 시공간 부호, 전송률(MCS 레벨), 데이터 스트림 수, AID 정보, 사용 부호 기술, 빔포밍, 새로운 전송 모드 적용 등의 정보를 포함한다.

그리고, 상기 VHT-LTF 1(204) 뿐만 아니라 상기 VHT-LTF 2(210) 및 상기 VHT-LTF N(212)은, 채널 추정에 이용되며, 상기 VHT-SIG B(214)는, 다중 사용자 MIMO를 위한 사용자 별 전송율(MCS 레벨), 및 데이터 길이 정보 등을 포함하며, 상기 DATA 1(216), DATA 2(218), 및 DATA M(220)은, 실제 사용자들, 즉 단말들인 STA들에게 전송되는 데이터를 포함한다.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 이용하여 데이터를 송수신하기 위해, 상기 VHT-STF(202)를 전술한 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임에서 상기 L-STF(102)의 길이만큼 확장하여, 상기 VHT-STF(202)는 상기 L-STF(102)가 수행하는 기능을 수행하게 된다. 그리고, 상기 VHT-LTF들(204,210,212)에서, 첫번째 Long Training Field인 상기 VHT-LTF 1(204)을 프레임의 앞부분에 우선 배치, 즉 상기 VHT-LTF 1(204)을 상기 VHT-STF(202) 다음에 위치시키고, 나머지 N-1개의 VHT-LTF들(210,212)은, 상기 VHT-SIG A1(206) 및 상기 VHT-SIG A2(208) 이후에 배치한다. 또한, 모든 단말들이 수신하여야 하는 프레임에 대한 제어 정보는, 상기 VHT-SIG A1(206) 및 상기 VHT-SIG A2(208)에 포함된다.

아울러, 이러한 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 이용하여 데이터를 송수신하는 통신 시스템이 다중 사용자 MIMO 기능을 지원할 경우, 사용자 별 전송률 정보와 데이터 길이 정보를 포함하는 상기 VHT-SIG B(214)가, 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임 구조에 포함되어야 하며, 다중 사용자 MIMO 기능을 지원하지 않을 경우에는 상기 VHT-SIG B(214)가 프레임에서 생략될 수 있다.

여기서, 상기 VHT-SIG A1(206) 및 상기 VHT-SIG A2(208)의 구조는 표 1에 나타낸 바와 같다.

VHT-SIG A1	B0-B1	대역폭	2-bit	20/40/80/160MHz를 각각 0/1/2/3으로 나타냄.
	B3	예약	1-bit	1로 고정
	B4-B9	Group ID	6-bit	Group ID 정보 포함
	B10-21	N_STS	12-bit	다중 사용자의 경우, 사용자 당 3bit으로 4명의 사용자의 스트림 수를 0~4까지 표현 단일 사용자의 경우, B10~B12로 1(000)~8(111)개 스트림까지 표시하고, B13~B21은 partial AID 정보 포함
	B22	TXOP_PS_NOT_ALLO WED	1-bit	TXOP_PS의 활용 가능 여부 표시
	B23	예약	1-bit	1로 고정
VHT-SIG A2	B0-B1	Short GI	2-bit	Short GI의 사용 여부에 따라 설정
	B2-B3	부호화 방식(coding)	2-bit	LDPC와 BCC의 사용 여부 표시
	B4-B7	전송률(MCS)	4-bit	BPSK 1/2 code rate부터 256-QAM 5/6 code rate까지 10가지 MCS 정의
	B8	빔포밍	1-bit	빔포밍 사용 여부 표시
	B9	예약	1-bit	1로 고정
	B10-B17	CRC	8-bit	CRC bit 삽입
	B18-B23	tail	6-bit	Viterbi decoder의 trellis 마무리 용

그리고, 표 1에서, 도 2에 도시한 바와 같은, 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임 구조를 사용하는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템의 가능한 대역폭(BW(Band Width))이, 4가지 이상인 경우, 예컨대 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz 이상인 경우를 고려하여 상기 VHT-SIG A1(206)의 B3 영역을 추가적으로 대역폭 정보에 활용할 수 있다. 그리고, 상기 VHT-SIG A1(206)에서 전송 시공간 스트림 수를 나타내는 N_STS의 경우, 다중 사용자를 위해서 최대 4개의 스트림씩 4명의 사용자에게 할당되어 있고, 단일 사용자의 경우에는 최대 8개의 스트림이 할당될 수 있도록 한다. 이때, 도 2에 도시한 바와 같은, 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임 구조를 사용하는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같이 할당되는 스트림을 각각 반으로 줄여서 1 비트(bit)씩의 여유를 확보하고, 이렇게 확보된 1 bit를 새로운 전송 방식에 할당할 수 있다.

즉, 도 2에 도시한 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임 구조를 사용하는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 반복 전송 등을 통해 기존의 시스템과 비교하여 전송률이 반으로 줄어들지만, 통신 거리를 늘릴 수 있는 모드를 정의하도록 1 비트를 각각 할당 할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 다중 사용자의 경우 사용자 당 3 비트가 할당되며, 이때 상기 3비트 중에서 1비트는 반복 전송 여부를 나타내는 비트로 할당하고, 나머지 2 비트로 전송 스트림 수를 나타낸다. 아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 단일 사용자의 경우에도 1 비트는 반복 전송 여부를 나타내는데 사용하고, 나머지 2 비트로 1개에서 4개의 전송 스트림까지 정의하며, 추가적인 전송 모드가 더 필요한 경우에는 다른 reserved bit들을 사용하여 추가적인 전송 모드를 이용할 수 있다.

예컨대, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서, 통신 거리를 더 확장하기 위해 4배 반복 전송 또는 6배 반복 전송 모드까지 정의할 경우, 상기 VHT-SIG A1(206)의 B23 영역 또는 상기 VHT-SIG A2(208)의 B9 영역까지 새로운 모드 정의에 활용한다. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서, 반복 전송과 같이 수신 감도를 높여 통신 거리를 확장하는 모드를 사용하는 경우에는 초기 신호 검파 및 채널 추정의 성능을 향상하기 위해 상기 VHT-STF(202)와 VHT-LTF들(204,210,212)의 길이를 각각 확장하여 사용한다. 여기서, 상기 확장된 VHT-LTF들(204,210,212)은, 기존 OFDM 심벌과 같은 구조를 가지며, 이때 VHT-LTF들(204,210,212)가 확장되지 않을 경우에는, L-LTF(104)와 같이, DGI(double GI(Guard Interval)) + LTF + LTF의 구조를 갖고, VHT-LTF들(204,210,212)가 확장되는 경우에는 DGI(double GI) + LTF + LTF의 구조 뒤에 덧붙이는 것을 (GI+LTF)의 구조의 개수를 확장하면서 덧붙여 확장한다.

여기서, 상기 VHT-SIG A1(206) 및 상기 VHT-SIG A2(208)의 기본 구조는, 설명의 편의를 위해, 총 64개의 부반송파 중에서 보호 대역과, DC(Direct Current), 그리고 파일럿 부반송파를 제외한 52개의 데이터 부반송파에 BPSK(binary phase shift keying), 1/2 부호율을 갖는 채널 부호가 사용된다고 가정하기로 한다. 그에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 하나의 OFDM(Orthogonal frequency division multiplexing) 심볼(symbol) 당 26개의 비트를 할당할 수 있지만, IEEE 802.11ac 시스템의 L-SIG(106)와 같이 48개의 데이터 부반송파만 사용하여 하나의 OFDM 심볼당 24개의 비트만 할당할 수 있다.

예컨대, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템이, IEEE 802.11ac 시스템과 같이, 64개의 부반송파를 이용하는 W Hz 대역폭 모드, 128개의 부반송파를 이용하는 2W Hz 대역폭 모드, 256개의 부반송파를 사용하는 4W Hz 대역폭 모드, 및 512개의 부반송파를 사용하는 8W Hz 대역폭 모드가 기본적으로 존재하며, 추가적으로 32개의 부반송파를 사용하는 W/2 Hz 대역폭 모드가 존재한다. 여기서, IEEE 802.11ac 시스템에서는 W = 20MHz로 정의되지만, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, IEEE 802.11ac 시스템과는 다른 새로운 주파수 대역을 사용하기 위해서 대역폭을 변화시켜 사용하며, 이때 상기 새로운 주파수 대역에서의 대역폭은 W Hz로 정의된다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, W/2 대역폭 모드를 위한 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)와, W Hz, 2W Hz, 4W Hz, 및 16W Hz 대역폭 모드들을 위한 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)를 구분하여 정의한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 상기 W Hz, 2W Hz, 4W Hz, 및 16W Hz 대역폭 모드의 경우에는 64개의 부반송파를 갖는 W Hz 대역폭 모드를 정의하며, 이러한 대역폭 모드들을 확장하는 방식임으로, 상기 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 포함되는 총 비트수는 동일하다. 그러므로, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 2개의 OFDM 심볼을 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 할당할 경우, 총 52비트 또는 48비트를 제어 정보를 할당하는데 사용한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, W/2 Hz 대역폭 사용 가능한 부반송파가 1/2로 줄어들어, 하나의 OFDM 심볼 당 할당할 수 있는 비트수가 제한된다. 다시 말해, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 64개의 부반송파를 활용하는 W Hz 대역폭 모드와, 32개의 부반송파를 활용하는 W/2 Hz 대역폭 모드에 따라 각각 부반송파를 할당한다. 여기서, 도 4에 관해서는, 이하에서 보다 구체적으로 설명할 것임으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 대역폭에 따라 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 할당 가능한 정보 비트의 수가 차이가 크므로, 대역폭에 따라 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)의 OFDM 심벌 수와 비트 할당 방식을 다르게 한다.

보다 구체적으로 설명하면, 우선 W Hz 대역의 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 2개의 OFDM 심벌을 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)로 사용한다고 가정하여, VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)의 48 비트 또는 52 비트에 대한 비트 할당, 즉 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 포함되는 정보는 다음과 같다.

- MCS(변조 및 부호 방식): 4비트 필요함(IEEE 802.11ac 시스템의 10가지와 가장 낮은 전송률에 반복 전송을 적용한 새로운 MCS들을 포함한 최대 16가지 표현).

- Length(패킷 길이): 바이트 단위(2 byte 또는 4 byte 형태로 표시) 또는 OFDM 심벌 단위(마지막 OFDM 심벌의 모호함(ambiguity)을 해결하기 위한 차가 비트를 포함)로 길이 표시하여 10비트 이상이 필요함. 여기서, IEEE 802.11a 시스템의 경우에는 12 비트, IEEEE 802.11n 시스템의 경우에는 16 비트, 그리고 IEEE 802.11ac 시스템의 경우에는 17 비트임.

- Guard Interval(보호 구간 길이): Regular GI, Short GI, 및 필요에 따라 Shorter GI 형태로 2 가지, 또는 3, 4가지 형태를 포함하며, 1 비트 또는 2 비트 필요함.

- BW(대역폭): W Hz, 2W Hz, 4W Hz, 및 8W Hz 대역폭을 나타내기 위한 2 비트와, W/2 Hz 대역폭 모드를 표시하기 위한 1 비트가 추가되며, 이때 W/2 Hz 대역폭 모드의 경우, 프리앰블을 이용한 자동 검출을 위해 BW 정보에 포함되지 않을 수도 있으며, 2~3 비트 필요함.

- STBC(Space-Time Block Code)(시공간 블록 부호): STBC 활용 여부를 나타내는 1 비트 필요함.

- Tail: 마지막에 6개의 0 비트 삽입.

- Nsts(시공간 스트림 수): MIMO를 활용하여 동시에 전송하는 데이터 스트림의 수로 최대 4개까지 표현이 가능하며, 2 비트 필요함.

- Coding scheme(부호화 방식): 컨벌루션 부호(convolutional code)와 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low-Density Parity Check) 부호의 선택으로 1 비트 필요함.

- TXOP-PS(TXOP(Transmission opportunity)를 활용한 절전(power save) 여부): TXOP-PS 활용 여부에 따른 선택을 표시하는 1 비트 필요함.

- CRC: VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 대한 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 위한 8 비트 필요함(CRC의 부호률 변화를 통해 비트 수는 변경 가능).

- Reserved(예약 비트): 할당 후 남은 비트를 정해진 위치에 정해진 수로 표시.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 이러한 IEEE 802.11 시스템에서 사용하는 내용을 변경 및 다른 내용을 추가하며, 다음과 같은 정보가 더 추가적으로 포함, VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 추가적으로 포함되는 정보는 다음과 같다.

- 응용 분야 및 QoS(Quality of Service) 요구 사항.

- 어그리게이션(aggregation) 여부.

- 배터리 파워(power) 경고 여부.

- 파워(power) 등급.

- PSMP(Power Save Multi-Poll) 그룹.

- 경고 신호.

- 많은 수의 STA 접속 관련 파라미터(parameter).

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 전술한 바와 같은 비트들을 조합하여 48 비트 또는 52 비트로 구성된 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)을 2개의 OFDM 심벌 동안에 전송한다.

아울러, W/2 Hz 대역폭 모드에서, 2개의 OFDM 심벌만을 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 할당할 경우에는 총 24 비트 할당이 가능함으로, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 다음과 같이 필수 정보만 할당, 즉 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 포함되는 필수 정보는 다음과 같다.

- MCS: 4 비트

- Length: 12 비트

- Tail: 6 비트

- 패리티(Parity): 1 비트(CRC 대신에 패리티를 활용하여 오류 체크)

- W/2 Hz BW(또는 GI): 1비트, W/2 Hz 대역폭 모드 구분을 위해서 1 비트를 할당할 수 있으며, 이때 프리앰블 구조를 이용하여 자동 검출 할 수 있음으로, 대신에 보호 구간의 길이를 나타냄.

이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 24 비트로 필수 정보만을 할당함으로, 추가적으로 정보가 필요한 경우에는 OFDM 심볼의 길이 3개 또는 4개까지 확장하여, W Hz 대역폭 모드에서와 같이 필요한 정보를 추가적으로 할당한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, W/2 Hz 대역폭 모드 경우 패킷마다 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)의 길이를 다르게 하여, VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 포함되는 정보의 양을 다르게 할 수도 있으며, 이때 전술한 바와 같이 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)의 길이가 다름을 수신 장치가 구분하고, 또한 반복 전송을 사용할 경우의 VHT-LTF들(204,210,212)의 확장 여부를 확인하기 위해서, VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)의 변조를 Q-BPSK와 BPSK를 조합하여 전송한다. 그에 따라, 상기 수신 장치는, 우선 W/2 Hz 대역폭인지, W Hz, 2W Hz, 4W Hz, 및 8W Hz 대역폭인지를 구분하고, 이러한 구분에 상응하는 방식으로 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)를 확인하며, W/2 Hz 대역폭의 경우도 VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 사용되는 OFDM 심벌 수를 검출하여, VHT-SIG A1(206) 및 VHT-SIG A2(208)에 포함된 정보를 추출한다. 그러면 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 반복 전송 방식을 고려한 새로운 프레임 구조에 대해서는 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 통신 시스템에서의 프레임 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 3은, 도 2에 도시한 새로운 주파수 대역에서의 새로운 프레임 구조에서 반복 전송 방식을 고려한, 새로운 프레임 구조를 도시한 도면이며, 이때 도 3은 VHT-SIG A1 및 VHT-SIG A2가 2개의 OFDM 심벌이고, 2회 반복 전송 방식을 일 예로 한 새로운 프레임 구조를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임은, 복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드들, 다시 말해 VHT-STF(302), 2개의 VHT-SIG A1들(306,308), 2개의 VHT-SIG A2들(310,312), 복수의 VHT-LTF들, 즉 VHT-LTF 1(304), VHT-LTF 2(314) 및 VHT-LTF N(316), 반복 전송에 따른 2개의 VHT-SIG B들(318,320)을 포함하며, 복수의 단말들로 송신되는 데이터가 포함되는 데이터 필드로 복수의 데이터 필드들, 즉 2개의 DATA 1들(322,324) 및 2개의 DATA M들(326,328)을 포함한다.

여기서, 상기 VHT-STF(302)는, 신호 검파, 자동 이득 조절, 주파수 오차 추정, 및 프레임 동기 등에 이용되며, 상기 VHT-LTF 1(304)는, 채널 추정 및 주파수 오차 추정 등에 이용된다. 또한, 상기 VHT-SIG A1들(306,308) 및 상기 VHT-SIG A2들(310,312)은, 대역폭, 보호구간 길이, 시공간 부호, 전송률(MCS 레벨), 데이터 스트림 수, AID 정보, 사용 부호 기술, 빔포밍 등의 정보를 포함한다.

그리고, 상기 VHT-LTF 1(304) 뿐만 아니라 상기 VHT-LTF 2(314) 및 상기 VHT-LTF N(316)은, 채널 추정에 이용되며, 상기 VHT-SIG B들(318,320)은, 다중 사용자 MIMO를 위한 사용자 별 전송율(MCS 레벨), 및 데이터 길이 정보 등을 포함하며, 상기 DATA 1들(322,324) 및 상기 DATA M들(326,328)은, 실제 사용자들, 즉 단말들인 STA들에게 전송되는 데이터를 포함한다.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 도 2에 도시한 상기 새로운 주파수 대역에서의 프레임 구조에서, 반복 전송 방식을 고려, 즉 반복 전송 모드를 사용할 경우, 도 3에 도시한 프레임 구조에서와 같이, VHT-SIG A1 및 VHT-SIG A2, 뿐만 아니라 VHT-SIG B가 각각 앞의 심볼을 반복, 즉 연속적으로 반복되어, 2개의 VHT-SIG A1들(306,308), 2개의 VHT-SIG A2들(310,312), 및 2개의 VHT-SIG B들(318,320)이 프레임에 포함되며, 데이터 필드들 또한 각각 앞의 심볼을 반복, 즉 연속적으로 반복되어, 2개의 DATA 1들(322,324) 및 2개의 DATA M들(326,328)이 프레임에 포함된다. 상기 연속적으로 반복된 VHT-SIG A1들(306,308), VHT-SIG A2들(310,312), VHT-SIG B들(318,320), DATA 1들(322,324), 및 DATA M들(326,328)은, 앞 심볼을 반복한 심볼의 형태로서, 단순한 심볼 반복이거나, 서브캐리어(subcarrier) 위치를 변경하여 반복시키는 등의 다양한 반복 방식 등을 통해 프레임에 포함된다.

이러한 도 3에 도시한 프레임 구조를 이용하는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 수신 감도가 향상됨에 따라 VHT-STF(302)의 길이가 확장되어 수신 장치에서의 신호 검파의 성능이 향상되고, 상기 VHT-LTF2(314) 및 VHT-LTF N(316)의 길이 또한 확장된다. 즉, 도 2에서 설명한 바와 같이, 상기 VHT-STF(302)를 전술한 IEEE 802.11ac 시스템의 프레임에서 상기 L-STF(102)의 길이만큼 확장하여, 상기 VHT-STF(302)는 상기 L-STF(302)가 수행하는 기능을 수행하게 된다. 그리고, 상기 VHT-LTF들(304,314,316)에서, 첫번째 Long Training Field인 상기 VHT-LTF 1(304)을 프레임의 앞부분에 우선 배치, 즉 상기 VHT-LTF 1(304)을 상기 VHT-STF(302) 다음에 위치시키고, 나머지 N-1개의 VHT-LTF들(314,316)은, 상기 VHT-SIG A1들(306,308) 및 상기 VHT-SIG A2들(310,312) 이후에 배치한다. 그러면 여기서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 대역폭 모드에 따른 부반송파 할당에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 부반송파 할당을 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 4는, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 64개의 부반송파를 활용하는 W Hz 대역폭 모드와, 32개의 부반송파를 활용하는 W/2 Hz 대역폭 모드일 경우의 VHT-SIG A1 및 VHT-SIG A2에 OFDM 심볼의 부반송파 할당을 일 예로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 통신 시스템은, 제1모드(410)로서 32개의 부반송파를 갖는 W/2 Hz 대역폭 모드와, 64개의 부반송파를 갖는 W Hz 대역폭 모드로, VHT-SIG A1 및 VHT-SIG A2에 OFDM 심볼의 부반송파를 할당하며, 이때 W Hz 대역폭 모드의 경우에는 제2모드(420)로서 데이터 부반송파의 개수가 52개 경우와, 제3모드(430)로서 데이터 부반송파의 개수가 48개인 경우를 모두 고려한다.

여기서, 상기 제1모드(410)인 32개의 부반송파를 갖는 W/2 Hz 대역폭 모드에서는, 데이터 부반송파의 개수가 24개, 파일럿 부반송파의 개수가 2개가 되며, 상기 제2모드(420)인 64개의 부반송파를 갖는 W Hz 대역폭 모드에서는, 데이터 부반송파의 개수가 52개, 파일럿 부반송파의 개수가 4개가 되며, 상기 제3모드(430)인 64개의 부반송파를 갖는 W Hz 대역폭 모드에서는, 데이터 부반송파의 개수가 48개, 파일럿 부반송파의 개수가 4개가 된다. 여기서, W/2 Hz 대역폭 모드 및 상기 W Hz 대역폭 모드에서 VHT-SIG A1 및 VHT-SIG A2에 OFDM 심볼의 부반송파를 할당, 즉 VHT-SIG A1 및 VHT-SIG A2에 포함되는 정보에 따른 비트 할당에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, IEEE 802.11ac 시스템의 전송 프레임 구조를 채용하면서 IEEE 802.11a 시스템 및 IEEE 802.11n 시스템과의 호환성을 고려하지 않아도 되는 새로운 주파수 대역에서의 프레임 구조를 생성하며, 또한 다른 시스템과의 호환성을 위한 오버헤드를 감소시키고, 새로운 전송 모드를 추가하는 것에 대비하여 제어 정보를 수정하여 프레임을 구성하며, IEEE 802.11ac 시스템의 규격을 조금 수정하여 효과적으로 새로운 시스템에 적용할 수 있다. 그러면 여기서, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 데이터 송신 장치는(500), 기존의 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 확인하는 확인부(510), 상기 새로운 주파수 대역을 통해 데이터를 송수신하기 위한 새로운 프레임을 생성하는 생성부(520), 및 상기 새로운 주파수 대역을 통해 상기 새로운 프레임을 송신, 즉 상기 새로운 프레임을 이용하여 데이터를 단말들로 송신하는 송신부(530)를 포함한다.

상기 확인부(510)는, 전술한 바와 같이, 기존의 WLAN 시스템, 예컨대 IEEE 802.11n 시스템과 IEEE 802.11ac 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 확인한다.

그리고, 상기 생성부(520)는, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 데이터를 송수신하기 위한 새로운 프레임을 생성한다. 여기서, 상기 새로운 주파수 대역에서의 새로운 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 송신부(530)는, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 상기 새로운 프레임을 송신, 즉 상기 새로운 프레임을 이용하여 데이터를 단말들로 송신하며, 이때 상기 데이터는 전술한 바와 같이 상기 새로운 프레임의 데이터 필드에 포함되어 송신된다. 그러면 여기서, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 동작을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 송신 장치의 데이터 송신 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 610단계에서, 상기 데이터 송신 장치는, 기존의 WLAN 시스템, 예컨대 IEEE 802.11n 시스템과 IEEE 802.11ac 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 확인한다.

그리고, 620단계에서, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 데이터를 송수신하기 위한 새로운 프레임을 생성한다. 여기서, 상기 새로운 주파수 대역에서의 새로운 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 630단계에서, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 상기 새로운 프레임을 송신, 즉 상기 새로운 프레임을 이용하여 데이터를 데이터 수신 장치, 예컨대 단말들로 송신하며, 이때 상기 데이터는 전술한 바와 같이 상기 새로운 프레임의 데이터 필드에 포함되어 단말들로 송신된다. 그러면 여기서, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 데이터 수신 장치는(700), 기존의 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 통해 상기 데이터 송신 장치, 예컨대 AP로부터 새로운 프레임을 수신하는 수신부(710), 상기 새로운 주파수 대역을 통해 수신된 프레임의 필드를 확인하는 확인부(820), 및 상기 새로운 프레임의 제어 필드에 포함된 제어 정보를 이용하여 상기 새로운 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터를 복원하는 복원부(830)를 포함한다.

상기 수신부(710)는, 전술한 바와 같이, 기존의 WLAN 시스템, 예컨대 IEEE 802.11n 시스템과 IEEE 802.11ac 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 통해 새로운 프레임을 수신한다. 여기서, 상기 새로운 주파수 대역에서의 새로운 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

그리고, 상기 확인부(720)는, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 수신된 새로운 프레임의 필드를 확인하며, 특히 상기 새로운 프레임의 제어 필드에 포함된 제어 정보를 확인한다.

또한, 상기 복원부(730)는, 상기 새로운 프레임의 제어 필드에 포함된 제어 정보를 이용하여 상기 새로운 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터, 특히 단말 자신에게 해당하는 데이터를 복원하며, 이러한 데이터 복원을 통해 사용자에게 해당하는 서비스를 제공한다. 그러면 여기서, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 동작을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 데이터 수신 장치의 데이터 수신 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 810단계에서, 상기 데이터 수신 장치는, 기존의 WLAN 시스템, 예컨대 IEEE 802.11n 시스템과 IEEE 802.11ac 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 통해 새로운 프레임을 수신한다. 여기서, 상기 새로운 주파수 대역에서의 새로운 프레임에 대해서는 앞서 구체적으로 설명하였음으로 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

그리고, 820단계에서, 상기 새로운 주파수 대역을 통해 수신된 새로운 프레임의 필드를 확인하며, 특히 상기 새로운 프레임의 제어 필드에 포함된 제어 정보를 확인한다.

다음으로, 830단계에서, 상기 새로운 프레임의 제어 필드에 포함된 제어 정보를 이용하여 상기 새로운 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터, 특히 단말 자신에게 해당하는 데이터를 복원하며, 이러한 데이터 복원을 통해 사용자에게 해당하는 서비스를 제공한다.

이렇게 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서는, 기존의 WLAN 시스템, 예컨대 IEEE 802.11n 시스템과 IEEE 802.11ac 시스템에서 데이터 송수신을 위해 사용하는 주파수 대역과는 다른 새로운 주파수 대역을 통해 데이터를 송수신하기 위해, 새로운 주파수 대역에서의 프레임을 효과적으로 생성하며, 이렇게 생성된 프레임을 이용하여 상기 새로운 주파수 대역을 통해 대용량의 데이터를 고속 및 안정적으로 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 데이터 송신 장치에 있어서,
주파수 대역을 통해 프레임을 이용하여 데이터를 송신하는 송신부를 포함하며,
상기 프레임은, 단말들에 해당하는 데이터가 포함되는 데이터 필드(field) 및 상기 단말들에서 상기 데이터 필드에 포함된 데이터의 수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드를 포함하고,
상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들을 포함하고,
상기 VHT-SIG A1는, 주파수대역에 대응하는 대역폭 모드들에 대한 정보를 포함하고,
상기 대역폭 모드들은, W Hz 대역폭 모드, 2W Hz 대역폭 모드, 4W Hz 대역폭 모드 및 8W Hz 대역폭 모드를 포함하고, 상기 W는 상기 주파수 대역 내 대역폭으로 정의되고,
상기 VHT-STF의 길이, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 VHT-LTF 1의 길이 및 VHT-SIG A1과 VHT-SIG A2의 합산된 길이 각각은, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 상기 VHT-LTF 1을 제외한 나머지 VHT-LTF 각각의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 VHT-STF는, L-STF(Legacy Short Training Field)의 길이만큼 확장되고;
상기 복수의 VHT-LTF들은, GI(Guard Interval) 및 LTF가 추가되어 확장되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 VHT-LTF들에서, 첫번째 VHT-LTF는 상기 VHT-STF 다음에 위치하고, 나머지 VHT-LTF들은 상기 VHT-SIG A1 및 상기 VHT-SIG A2 다음에 위치하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 VHT-SIG A1, 상기 VHT-SIG A2 및 상기 데이터 필드는, 각각 앞의 심볼이 반복되어, 연속적으로 반복된 복수의 필드들로 상기 제어 필드에 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 VHT-SIG A1은, Q-BPSK(binary phase shift keying) 변조 방식과 BPSK 변조 방식이 조합된 변조를 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 VHT-STF는, 상기 주파수 대역을 통한 데이터 송수신 시에, 신호 검파, 자동 이득 조절, 주파수 오차 추정, 및 프레임 동기에 이용되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 VHT-LTF들은, 상기 주파수 대역을 통한 데이터 송수신 시에, 채널 추정 및 주파수 오차 추정에 이용되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 VHT-SIG A1 및 상기 VHT-SIG A2는, 상기 주파수 대역을 통한 데이터 송수신 시에, 대역폭, 보호구간 길이, 시공간 부호, 전송률(MCS(Modulation and coding scheme) 레벨), 데이터 스트림 수, AID 정보, 사용 부호 기술, 빔포밍, 전송 모드 적용에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 필드는 VHT-SIG B를 더 포함하고,
상기 VHT-SIG B는, 다중 사용자(multi user) MIMO(Multi-Input Multi-Output)를 위한 사용자 별 전송율(MCS(Modulation and coding scheme) 레벨) 및 데이터 길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 장치.
통신 시스템에서 데이터 송신 방법에 있어서,
주파수 대역을 통해 프레임을 이용하여 데이터를 송신하는 단계를 포함하며,
상기 프레임은, 단말들에 해당하는 데이터가 포함되는 데이터 필드(field) 및 상기 단말들에서 상기 데이터 필드에 포함된 데이터의 수신을 위한 제어 정보가 포함되는 제어 필드를 포함하고,
상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들을 포함하고,
상기 VHT-SIG A1는, 주파수대역에 대응하는 대역폭 모드들에 대한 정보를 포함하고,
상기 대역폭 모드들은, W Hz 대역폭 모드, 2W Hz 대역폭 모드, 4W Hz 대역폭 모드 및 8W Hz 대역폭 모드를 포함하고, 상기 W는 상기 주파수 대역 내 대역폭으로 정의되고,
상기 VHT-STF의 길이, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 VHT-LTF 1의 길이 및 VHT-SIG A1과 VHT-SIG A2의 합산된 길이 각각은, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 상기 VHT-LTF 1을 제외한 나머지 VHT-LTF 각각의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 VHT-STF는, L-STF(Legacy Short Training Field)의 길이만큼 확장되고;
상기 복수의 VHT-LTF들은, GI(Guard Interval) 및 LTF가 추가되어 확장되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 복수의 VHT-LTF들에서, 첫번째 VHT-LTF는 상기 VHT-STF 다음에 위치하고, 나머지 VHT-LTF들은 상기 VHT-SIG A1 및 상기 VHT-SIG A2 다음에 위치하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 VHT-SIG A1, 상기 VHT-SIG A2 및 상기 데이터 필드는, 각각 앞의 심볼이 반복되어, 연속적으로 반복된 복수의 필드들로 상기 제어 필드에 포함되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 VHT-SIG A1은, Q-BPSK(binary phase shift keying) 변조 방식과 BPSK 변조 방식이 조합된 변조를 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 VHT-STF는, 상기 주파수 대역을 통한 데이터 송수신 시에, 신호 검파, 자동 이득 조절, 주파수 오차 추정, 및 프레임 동기에 이용되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 VHT-LTF들은, 상기 주파수 대역을 통한 데이터 송수신 시에, 채널 추정 및 주파수 오차 추정에 이용되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 VHT-SIG A1 및 상기 VHT-SIG A2는, 상기 주파수 대역을 통한 데이터 송수신 시에, 대역폭, 보호구간 길이, 시공간 부호, 전송률(MCS(Modulation and coding scheme) 레벨), 데이터 스트림 수, AID 정보, 사용 부호 기술, 빔포밍, 전송 모드 적용에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
제10항에 있어서,
상기 제어 필드는, VHT-SIG B를 더 포함하고,
상기 VHT-SIG B는, 다중 사용자(multi user) MIMO(Multi-Input Multi-Output)를 위한 사용자 별 전송율(MCS(Modulation and coding scheme) 레벨) 및 데이터 길이 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신 방법.
통신 시스템에서 데이터 수신 장치에 있어서,
복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 주파수 대역에서의 프레임을, 상기 주파수 대역을 통해 수신하는 수신부;
상기 프레임의 제어 필드(field)에 포함된 제어 정보를 확인하는 확인부; 및
상기 제어 정보를 이용하여 상기 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터를 복원하는 복원부
를 포함하며,
상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들을 포함하고,
상기 VHT-SIG A1는, 주파수대역에 대응하는 대역폭 모드들에 대한 정보를 포함하고,
상기 대역폭 모드들은, W Hz 대역폭 모드, 2W Hz 대역폭 모드, 4W Hz 대역폭 모드 및 8W Hz 대역폭 모드를 포함하고, 상기 W는 상기 주파수 대역 내 대역폭으로 정의되고,
상기 VHT-STF의 길이, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 VHT-LTF 1의 길이 및 VHT-SIG A1과 VHT-SIG A2의 합산된 길이 각각은, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 상기 VHT-LTF 1을 제외한 나머지 VHT-LTF 각각의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
통신 시스템에서 데이터 수신 방법에 있어서,
복수의 단말들로의 데이터 송수신을 위한 주파수 대역에서의 프레임을, 상기 주파수 대역을 통해 수신하는 단계;
상기 프레임의 제어 필드(field)에 포함된 제어 정보를 확인하는 단계; 및
상기 제어 정보를 이용하여 상기 프레임의 데이터 필드에 포함된 데이터를 복원하는 단계
를 포함하며,
상기 제어 필드는, VHT-STF(Very High Throughput Short Training Field), VHT-SIG(Very High Throughput Signal Field) A1, VHT-SIG A2, 복수의 VHT-LTF(Very High Throughput Long Training Field)들을 포함하고,
상기 VHT-SIG A1는, 주파수대역에 대응하는 대역폭 모드들에 대한 정보를 포함하고,
상기 대역폭 모드들은, W Hz 대역폭 모드, 2W Hz 대역폭 모드, 4W Hz 대역폭 모드 및 8W Hz 대역폭 모드를 포함하고, 상기 W는 상기 주파수 대역 내 대역폭으로 정의되고,
상기 VHT-STF의 길이, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 VHT-LTF 1의 길이 및 VHT-SIG A1과 VHT-SIG A2의 합산된 길이 각각은, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 상기 VHT-LTF 1을 제외한 나머지 VHT-LTF 각각의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 VHT-STF의 길이, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 VHT-LTF 1의 길이 및 VHT-SIG A1과 VHT-SIG A2의 합산된 길이 각각은, 상기 복수의 VHT-LTF들 중 상기 VHT-LTF 1을 제외한 나머지 VHT-LTF 각각의 길이의 2배인, 데이터 송신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 필드에는 L-STF(Legacy Short Training Field), L-LTF(Legacy Long Training Field) 및 L-SIG(Legacy Signal Field)가 제외되는, 데이터 송신 장치.