KR102040828B1 - 대역폭이 큰 무선랜 시스템에서 저전력 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

대역폭이 큰 무선랜 시스템에서 저전력 동기화 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102040828B1
KR102040828B1 KR1020150045493A KR20150045493A KR102040828B1 KR 102040828 B1 KR102040828 B1 KR 102040828B1 KR 1020150045493 A KR1020150045493 A KR 1020150045493A KR 20150045493 A KR20150045493 A KR 20150045493A KR 102040828 B1 KR102040828 B1 KR 102040828B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
preamble
sub
adcs
bandwidth
transmission bandwidth
Prior art date
Application number
KR1020150045493A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150113928A (ko
Inventor
라자고팔 스리드하르
아부-수라 사디
피세크 에란
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20150113928A publication Critical patent/KR20150113928A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102040828B1 publication Critical patent/KR102040828B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0091—Transmitter details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0203—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks
    • H04W52/0206—Power saving arrangements in the radio access network or backbone network of wireless communication networks in access points, e.g. base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H04L27/261—Details of reference signals
    • H04L27/2613—Structure of the reference signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2666—Acquisition of further OFDM parameters, e.g. bandwidth, subcarrier spacing, or guard interval length
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2692—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with preamble design, i.e. with negotiation of the synchronisation sequence with transmitter or sequence linked to the algorithm used at the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0003—Two-dimensional division
    • H04L5/0005—Time-frequency
    • H04L5/0007—Time-frequency the frequencies being orthogonal, e.g. OFDM(A), DMT
    • H04L5/0012—Hopping in multicarrier systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0058—Allocation criteria
    • H04L5/0064—Rate requirement of the data, e.g. scalable bandwidth, data priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0079—Receiver details
    • H04L7/0087—Preprocessing of received signal for synchronisation, e.g. by code conversion, pulse generation or edge detection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H04L27/261—Details of reference signals
    • H04L27/2613—Structure of the reference signals
    • H04L27/26132—Structure of the reference signals using repetition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668—Details of algorithms
    • H04L27/2673—Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2675—Pilot or known symbols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

무선통신 시스템에서, 송신기 및 수신기는 저전력 동기화 기술을 구현한다. 송신기는 제 1 부분과 제 2 부분으로 구성되는 프리앰블을 포함하는 패킷을 송신한다. 상기 프리앰블의 상기 제 1 부분은 제 1 송신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하는 감소된 대역폭을 이용하여 송신된다. 수신기는 제 1 부분과 제 2 부분으로 구성되는 프리앰블을 수신한다. 상기 수신기는 제 1 수신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하는 감소된 대역폭을 이용하여 상기 제 1 부분을 수신하고, 상기 감소된 대역폭은 상기 프리앰블에서 상기 제 2 부분 및 패킷의 다른 부분 중 적어도 하나를 수신하기 위해 이용되는 제 2 수신 대역폭보다 작다.

Description

대역폭이 큰 무선랜 시스템에서 저전력 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOW POWER SYNCHRONIZATION IN LARGE BANDWIDTH WIRELESS LAN SYSTEMS}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 물리적 계층 설계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대역폭이 큰 무선 랜(LAN: local area network) 시스템에서 동기화에 관한 것이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 표준 802.11에 기반한 시스템과 같은 무선 LAN 시스템, 예를 들어, 패킷 기반 통신 시스템은 송신기로부터 수신기로 전달될 정보가 패킷으로 인코딩된다. 패킷은 동기화를 위해 사용되는 프리앰블(preamble), 데이터의 내용에 관한 정보를 제공하는 헤더(header) 및 송신될 정보를 포함하는 페이로드(payload)를 포함한다. 현재 무선 LAN 시스템에서, 프리앰블, 헤더 및 페이로드는 패킷에서 시간-다중화되며, 송신 및 수신을 위해 전체 채널 대역폭을 점유한다.
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 이용하는 동작의 스케줄되지 않은 모드(unscheduled mode)에서, 무선 LAN 장치들, 소위 단말들(STA: station)은 수신 모드에서 채널이 클리어(clear)할 경우 언제 송신이 가능한지를 결정하기 위해 클리어 채널에 연속적으로 액세스하거나, 또는 예측 불가능하게 도착하는 패킷을 연속적으로 찾을 수 있다. 유휴 청취(idle listening)라고 지칭되는 이러한 스케줄되지 않은 동작 모드는 액세스 포인트(AP) 또는 네트워크 내 다른 장치로의 송신을 위한 연속적인 스캔으로 인하여 전력 소모에 영향을 끼친다. 대역폭이 큰 시스템(예컨대, 기가헤르츠(GHz) 대역폭)에서, 고속 아날로그-디지털 컨버터(ADC: analog-to-digital converter)들이 동작을 위해 필요하며, 이는 유휴 청취 모드의 전력 소모의 커다란 부분을 차지할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 패킷 기반 통신 시스템에서 저전력 동기화를 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신기의 방법은 제 1 부분과 제 2 부분으로 구성되는 프리앰블을 송신하는 과정을 포함하며, 상기 프리앰블에서 상기 제 1 부분은 제 1 송신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하는 감소된 대역폭을 이용하여 송신되고, 상기 감소된 대역폭은 상기 프리앰블에서 상기 제 2 부분 및 패킷의 다른 부분 중 적어도 하나를 송신하기 위해 이용되는 제 2 송신 대역폭보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 송신기는, 제 1 부분과 제 2 부분으로 구성되는 프리앰블, 헤더 및 페이로드를 포함하는 패킷을 송신하도록 구성되는 안테나; 상기 안테나에 결합되며, 송신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하면서 채널의 제 2 대역폭보다 더 작은 제 1 감소된 대역폭을 이용하여 상기 프리앰블의 상기 제 1 부분을 송신하며, 상기 채널의 제 2 대역폭을 이용하여 상기 프리앰블의 제 2 부분 및 상기 패킷의 다른 부분 중 적어도 하나를 송신하여, 상기 패킷의 송신 대역폭을 변경하도록 구성되는 처리 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신기는, 제 1 부분과 제 2 부분으로 구성되는 프리앰블, 헤더 및 페이로드를 포함하는 패킷을 수신하도록 구성된 안테나; 상기 안테나에 결합되며, 수신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하면서 채널의 제 2 대역폭보다 더 작은 제 1 감소된 대역폭을 이용하여 상기 프리앰블의 상기 제 1 부분을 수신하며, 상기 채널의 제 2 대역폭을 이용하여 상기 프리앰블의 제 2 부분 및 상기 패킷의 다른 부분 중 적어도 하나를 수신하여, 상기 패킷의 수신 대역폭을 변경하도록 구성되는 처리 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신기의 방법은, 제 1 부분과 제 2 부분으로 구성되는 프리앰블을 수신하는 과정을 포함하며, 상기 제 1 부분은 제 1 수신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하는 감소된 대역폭을 이용하여 수신되고, 상기 감소된 대역폭은 상기 프리앰블에서 상기 제 2 부분 및 패킷의 다른 부분 중 적어도 하나를 수신하기 위해 이용되는 제 2 수신 대역폭보다 작을 수 있다.
다른 기술적 특징은 이하의 도면, 상세한 설명 및 청구항으로부터 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 수 있다.
이하 상세한 설명으로 들어가기 전에, 본 특허 문서 전체에 사용된 특정 용어 및 구문의 정의를 설명하는 것이 유리할 수 있다. "결합하다" 라는 용어 및 이의 파생어는 2개 이상의 요소들 사이에서, 이러한 요소들이 다른 요소와 물리적 접촉을 하는지의 여부와 상관없이 임의의 직접적 또는 간접적인 통신을 지칭한다. "송신하다", "수신하다", "통신하다"라는 용어는 이의 파생어와 마찬가지로 직접 통신 및 간접 통신 모두를 포괄한다. "구비하다" 및 "포함하다"라는 용어는 이의 파생어와 마찬가지로, 한정없는 포함을 의미한다. "또는"이란 용어는 포괄적이며 '및/또는'의 의미를 가진다. "~와 연관된"이란 구문은 이의 파생어와 마찬가지로 구비하다, 그 내부에 구비된다, ~와 상호연결된다, 함유하다, 그 내부에 함유된다, ~에 또는 ~와 연결하다, ~에 또는 ~와 결합하다, ~와 통신 가능하다, ~와 협력하다, 사이에 끼이다, 개재하다, ~에 근접하다, ~에 또는 ~와 붙다, 가지다, ~의 속성을 가지다, ~에 또는 ~와 관계가 있다 등을 의미한다. "콘트롤러"라는 용어는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 기기, 시스템 또는 그 일부를 의미한다. 그러한 콘트롤러는 하드웨어에서 또는 하드웨어와 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 조합에서 구현될 수 있다. 임의의 특정한 콘트롤러와 연관된 기능은 로컬이든 원격이든 집중되거나 분산될 수 있음을 유의해야 한다. 항목들의 목록과 함께 사용될 때 "~중 적어도 하나"라는 구문은 목록으로 열거된 항목들 중에 하나 이상의 상이한 조합이 사용될 수 있고, 목록에서 오로지 하나의 항목만이 필요할 수 있음을 의미한다. 예컨대, "A, B, C 중 적어도 하나"는 "A,B,C", "A 및 B", "A 및 C", "B 및 C", 및 "A 및 B 및 C" 조합 중 임의의 것을 포함한다.
더욱이, 이하 설명된 다양한 기능은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에 의해 구현되거나 지원될 수 있고, 이러한 프로그램들 각각은 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드로 형성되고 컴퓨터 판독 가능 매체에서 실행된다. "애플리케이션" 및 "프로그램"이란 용어는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 구성 요소, 적합한 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드로 구현을 위해 맞춰진 명령어, 과정, 기능, 객체, 계급, 인스턴스, 관련 데이터, 또는 이들의 일부의 집합을 가리킨다. "컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드"라는 구문은 소스 코드, 객체 코드 및 실행 가능한 코드를 포함하는 임의 유형의 컴퓨터 코드를 포함한다. "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 구문은 읽기만 가능한 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 하드디스크 드라이브, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 또는 임의의 다른 유형의 에모리와 같이 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의 유형의 매체를 포함한다. "비 일시적" 컴퓨터 판독 가능 매체는 일시적 전기 또는 다른 신호를 수송하는 유선, 무선, 광학적 또는 다른 통신 링크를 배제한다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터가 영구적으로 저장될 수 있는 매체, 다시 쓰기 가능한 광 디스크 또는 소거 가능한 메모리 장치와 같이 데이터가 저장될 수 있고 추후에 덮어쓰기 될 수 있는 매체를 포함한다.
특정한 다른 단어 및 구문들에 대한 정의는 본 개시를 통해 제공된다. 이와 같이 정의된 단어들 및 구문들이 종래뿐만 아니라 추후에 적용될 수 있음은 당업자들은 이해할 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 패킷 기반 통신 시스템에서 송신기가 프리앰블을 두 부분으로 구분한 후, 제 1 부분을 제 1 송신 대역폭의 하나 이상의 서브 대역들을 포함하는 감소된 대역폭을 이용하여 송신하고, 수신기가 유휴 청취 주기 동안에 다중 서브 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)들 중에서 제 1 서브 집합만을 턴 온시켜 상기 송신기로부터 송신되는 두 부분의 프리앰블 중 제 1 부분을 수신함으로써, 저전력으로 동기화를 수행할 수 있다.
본 발명과 그 장점에 대한 보다 완전한 이해를 위해 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명이 이뤄진다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크를 도시한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템에서 장치를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 패킷의 각 부분에 대해 전체 대역폭을 가지는 무선 LAN 시스템의 패킷을 도시한다.
도 5는 나이키스트 샘플링 주파수(Nyquist sampling frequency)의 함수로서 1997년부터 2014년까지 ISSCC, VLSI 회의에 공개된 모든 ADC들의 월든 성능 지수(FOM; Figure of merit)를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 서브-ADC들을 이용하는 대역폭이 큰 시스템을 위한 ADC 아키텍쳐를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 감소된 대역폭 모드에서 ADC 동작의 예시적 그래프를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 모드 중에 감소된 대역폭 동작을 위한 분할(split) 프리앰블의 타이밍 다이어그램을 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 송신 무선 통신 장치에 의해 출력된 대역폭의 함수로서 전력 스펙트럼 밀도의 예시적 그래프를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트 장치 내에서 단일 대역 및 서브 대역 가변 이득 증폭기들(VGAs)을 이용하여 주파수 응답의 함수로서 채널 이득의 예시적 그래프를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 샘플링 주파수들에서 상관기 출력의 타임라인을 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역폭 프리앰블의 송신을 위한 타임라인의 시퀀스를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 본딩(channel bonding) 모드에서 동기화 동작을 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷의 각 부분을 위한 다중 대역폭들을 가지는 무선 LAN 시스템의 패킷을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 대역폭이 큰 무선 LAN 시스템을 위한 저전력 동기화를 가능하게 하기 위해 다중 대역폭 프리앰블을 구현하기 위한 통신 절차를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 그린필드(Greenfield) 모드를 구현하기 위한 절차를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 호환성 모드를 구현하기 위한 절차를 도시한다.
이하에 도시된 도 1 내지 17 및 본 발명의 원리를 기술하는데 사용되는 다양한 실시 예들은 단지 설명을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 방식으로 해석되지 않아야 한다. 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 원칙이 임의의 적합한 배열의 장치 또는 시스템에서 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
이하의 문헌 및 표준 설명이 본원에 완전히 설명된 바와 같이 본 발명에 통합된다: (i) S. Jin, K. Han, S. Choi, " Idle mode for deep power save in IEEE 802.11 WLANs," IEEE 통신 및 네트워크 저널, 제12권, 제5호, 480-491쪽, 2010년 10월 (이하 "REF1"); (ii) X. Zhang, K.G. Shin, " E-MiLi: Energy-Minimizing Idle Listening in Wireless Networks," IEEE 이동 컴퓨팅에서 거래, 제11권, 제9호, 1441-1454쪽, 2012년 9월 (이하 "REF2"); (iii) X. Li; P. Baltus, D. Milosevic, P. Zeijl, A. Roermund, " A 60 GHz ultra low-power wake-up radio," IEEE 라디오 및 무선 심포지움 (RWS), 343-346쪽, 2011년 1월(이하 "REF3"); (iv) C. Ma, H. Cao, P. Lin, " A Low-Power Low-Cost Design of Primary Synchronization Signal Detection," IEEE 초대규모 집적 회로(VLSI) 시스템에서 거래, 제20권, 제7호, 1161-1166쪽, 2012년 7월 (이하 "REF4"); (v) Broadcom, 미국특허 20130329576 A1: 60 GHz 장치에서 효율적 전력 관리를 위한 신규 방법 (이하 "REF5"); 및 (vi) 미국 특허 출원 2012/0257558 A1, 명칭 무선 장치에서 에너지 소모 감소 (이하 "REF6").
무선 LAN 시스템은 1999년에 11 Mb/s의 데이터율을 제공하는 IEEE 802.11b 표준과 함께 대중화되기 시작하였다. 무선 LAN 시스템은 2012년에 6-7 Gb/s에 근접한 데이터율을 제공하는 IEEE 802.11ac/ad 표준까지 진화하였고, 이는 지난 13년간 데이터율이 거의 500배 개선되고, 5년마다 거의 10배의 데이터율이 증가한 것을 나타낸다. OFDM(802.11a), MIMO(802.11n), MU-MIMO(802.11ac) 및 큰 대역폭을 가진 밀리미터파(mmW) 스펙트럼(802.11ad)과 같은 기술이 이러한 데이터율의 증가를 가능하게 하였다. 데이터율 증가 요건의 경향은 스마트폰을 위한 모바일 비디오 트래픽 증가 및 HD(High Definition) 비디오와 같은 새로운 애플리케이션의 개발에 기반하여 향후에도 계속될 것으로 기대된다. 보다 높은 데이터율을 제공하기 위해, 주어진 대역폭에 대한 링크 용량을 달성하기 위한 물리적 계층 설계에 집중하는 대신 더 큰 대역폭 및 더 높은 주파수를 개발하는데 더 많은 관심이 집중되고 있다. 데이터율의 성장율에 비교하여, 이동 장치의 배터리 용량은 매년 5-10%만큼만 증가하였으며, 이는 15년 동안 거의 4배 증가한 것에 해당한다. 따라서, 큰 대역폭 및 mm파 주파수에서 전력 소모는 이러한 높은 데이터율 시스템의 성공적인 상업화를 위한 핵심적인 기술적 도전과제 중에 하나이다.
60GHz에서의 mm파 시스템과 같이 대역폭이 큰 무선 LAN 시스템에 있어서, 지향적 송신을 갖는 빔포밍이 통신을 위해 사용된다. 이러한 시스템에서 AP와 장치, 소위 단말(STA) 사이의 링크는 이동성 및 차단성에 의해 취약할 수 있다. 이와 같은 이유로, 빈번한 빔포밍 트레이닝은 AP와 STA 사이의 링크를 유지하기 위해 구현된다. 빔포밍 트레이닝은 여러 방향에서의 반복된 스캐닝을 포함하여 구성되며, 수신기 전력 소모를 증대시키고, 유휴 청취에 대한 필요성을 증가시킨다.
무선 LAN은 CSMA/CA 기반 시스템으로, 이러한 시스템에서 무선 LAN 클라이언트 장치는, 클라이언트가 언제 패킷 수신이 시작될지 예측할 수 없도록 예측이 불가능하게 송신되는 패킷을 계속 스캔하거나, 이러한 패킷을 수신하기 위한 검색을 수행한다. 또한 무선 LAN 시스템에서, 클라이언트 장치는 유휴 청취 모드에서 동작할 때 클리어 채널(clear channel)을 계속 액세스한다. 유휴 청취 모드에서, 클라이언트 장치 수신기 동기화 회로는 무선 주파수(RF) 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog-to-Digital Converters)를 포함하여 활성상태로 유지된다. 대역폭이 큰 시스템을 위해 사용되는 고속 ADC들의 전력 소모는 유휴 모드 전력 소모의 커다란 비중을 차지한다. 이를 해결하기 위해 본 발명의 실시 예에서는 유휴 청취 중에 전력 소모를 줄이는 방법 및 장치에 대해 설명한다.
무선 LAN 시스템에서 클라이언트 장치는 클라이언트 장치에 할당되지 않은 데이터 송신 동안에 최대절전(hibernate)이 가능한 절전 모드(power save mode)를 가지고 있으나(REF1 참조), 복잡한 네트워크에서는 절전 모드의 사용이 제한된다. 절전 모드의 사용은 통신 링크가 깨지기 쉽고, 클라이언트 장치 동작이 AP로의 새로운 경로에 대한 스캐닝 및 빈번한 빔포밍 훈련을 필요로 하는 밀리미터파(mmW) 60 GHz 시스템에서 제한된다.
특정 클라이언트 장치는 프리앰블을 검출하기 위해 저전력 웨이크업 라디오를 사용할 수 있으나, 저전력 웨이크업 라디오는 무선 주파수(RF) 아키텍쳐에서 빔포밍 회로가 프리앰블을 검출하기 위해 요구된다는 이유로 신뢰할 수 없다(REF 3 참조). 1-비트 정밀도와 같이 감소된 비트 정밀도를 가진 특정한 ADC들은 저전력 동기화를 지원하고 전력을 저장하기 위해 사용될 수 있다(REF 4 참조). 그러나, 감소된 비트 정밀도 전력 절감에 따르는 ADC들은 성능에 부정적 영향을 미칠 수 있고 잘못된 경보를 증가시킬 수 있다.
특정한 다운클록킹(down-clocking) 무선 LAN 라디오는 E-MiLi(REF 2 참조)와 같은 유휴 청취 모드에서 동작한다. 특정한 프리앰블은 기존의 무선 LAN 패킷에 프리펜딩되고(pre-pended)(즉, 프리앰블의 시작에 부가되고), 클라이언트 장치는 시스템이 다운클록킹될 때에도 이러한 특정한 프리앰블을 검출할 수 있다. 무선 LAN 라디오를 다운클록킹하는 것, 즉 클록율을 스위칭하는 것은 ADC들을 위한 위상 고정 루프(PLL:Phase locked loop)를 안정화하기 위해 스위칭 지연을 필요로 한다. 따라서, 이러한 스위칭 시간 및 대응하는 스위칭 지연을 수용하기 위해 더미 비트들(dummy bits)이 요구된다.
본 발명의 실시예들은 고속 ADC들의 아키텍쳐를 사용하고, 이러한 ADC들은 임의의 스위칭 지연, 부가적 프리앰블 또는 확장된 프리앰블 없이 동기화 중에 가변 대역폭 모드에서 다중 서브-ADC들을 동작시킴으로써 다중 서브-ADC들로 구성된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 가변 대역폭 모드 동작은, 부분 프리앰블 또는 감소된 대역폭 페이로드와 같은 다중 대역폭 패킷을 송신하는 송신 무선 네트워크 장치에 의해 구현되거나, 다중 대역폭 패킷을 수신하는 수신 무선 네트워크 장치에 의해 구현되거나, 이 두 장치 모두에 의해 구현될 수 있다. 더욱 상세하게는, 송신 무선 네트워크 장치 또는 수신 무선 네트워크 장치 유휴 청취 모드를 위해서든 또는 다중 대역폭 패킷 송/수신을 위해서든 적어도 하나의 서브-ADC를 턴 오프시키는 경우, 송/수신 무선 네트워크 장치는 "감소된 대역폭 모드"에서 동작한다. 예컨대 처리 장치 210 또는 메인 프로세서 340과 같은 처리 회로는 유휴 청취 주기 동안에 다중 서브-ADC들의 제1 서브집합을 턴 온시키고, 두 부분 프리앰블의 제1 부분의 완료가 검출될 시 다중 서브-ADC들의 제2 서브 집합을 턴 온시킨다. 이때 다중 서브-ADC들의 제1 서브집합은 다중 서브-ADC들의 제2 집합보다 작다. 다중 서브-ADC들은 예컨대 상이한 시간 샘플링 간격으로 동작하거나(시간-인터리빙된 ADC들로 지칭됨) 다중 주파수 서브-대역들에 액세스할 수 있다(주파수 인터리빙된 ADC들로 지칭됨). 상술한 바와 같이, 무선 네트워크 장치, 즉 AP 또는 STA는 교대로 AP 모드에서 동작할 때는 AP이고, STA 모드에서 동작할 때는 클라이언트 장치일 수 있음에 유의한다. 따라서, 편의상, "AP"란 용어는 부가적으로 송신 무선 네트워크 장치(AP 또는 STA)를 지칭하고, "STA" 또는 "클라이언트 장치"라는 용어는 부가적으로 수신 무선 네트워크 장치(AP 또는 STA)를 지칭한다.
가변 대역폭 모드를 구현하기 위해, AP 또는 송신 무선 네트워크 장치는 가변 대역폭을 가지는 두 부분 프리앰블을 생성 및 송신하고, 프리앰블의 제1 부분(서브-대역 프리앰블로 지칭됨)은 감소된 대역폭으로 송신되고, 프리앰블의 이후 부분(전-대역 프리앰블로 지칭됨)은 전체 대역폭, 즉 전 대역폭으로 송신된다. 클라이언트 장치 또는 수신 무선 네트워크 장치에서 가변 대역폭 모드를 구현하기 위해, 동기화 동안에, 고속 시간-인터리빙되거나 주파수 인터리빙된 ADC 내의 서브-ADC들 중 하나를 제외한 모두는 서브-대역 프리앰블의 끝(end, 혹은 종료) 부분까지 턴 오프된다. 즉, 동기화 동안에, 클라이언트 장치의 고속 ADC 내의 단일 서브-ADC 만이 프리앰블의 제 1 부분을 수신하기 위해 동작하고, 프리앰블의 제1 부분의 끝을 수신하자마자, 클라이언트 장치 내 모든 서브-ADC들은 프리앰블의 전 대역 제2 부분을 수신하도록 턴 온된다. 프리앰블 송신의 제1 부분 동안에 하나의 서브-ADC만 온(ON) 상태를 유지하는 것은 본 발명의 실시 예에서 필수적인 사항은 아니다. 일반적으로, 수신 무선 네트워크 장치와 같은 클라이언트 장치의 적어도 하나의 서브-ADC가 감소된 대역폭 모드에서 턴 오프된다. 여기서, 오프(OFF)는 서브-ADC가 전력 없이 완전히 턴 오프되는 것을 암시하는 것은 아니다. 그 대신, 오프 모드에서, 서브-ADC는 전력이 여전히 온 상태이나 클록들은 턴 오프되는 대기 모드로 유지될 수 있으므로, 서브-ADC는 감소된 대역폭 모드로부터 전 대역폭 모드로 빠르게 변경되도록 턴 온될 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 감소된 비트-폭 및 절전 모드 기법과 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 기술적 이점으로서, 동기화를 위한 저전력 가변 대역폭 모드를 제공한다. 이때 대역폭은 유휴 청취 동안에 감소되고, 임의의 스위칭 지연 없이 동기화 동안에 조정된다. 본 발명의 실시 예에서는 다른 기술적 이점으로서, 확장 가능한 대역폭(bandwidth-scalable) 동기화 설계를 제공하며, 이러한 설계는 향후의 높은 대역폭 시스템에 적용 가능하고 현재의 IEEE 802.11ad 시스템에 호환 가능하다. 일 예로, 본 발명의 실시 예는 송신된 전-대역 골레이(Golay) 시퀀스의 서브-대역 수신에 정합되는 필터링된 골레이 상관기를 이용하는 하위 호환성(backward compatible) 동작 모드를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 네트워크 100을 도시한다. 도 1에 도시된 무선 네트워크 100의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 무선 네트워크 100에 대한 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 네트워크 100은 액세스 포인트(AP:Access Point) 101, AP 102, AP 103을 포함한다. AP 101은 AP 102, AP 103과 통신한다. AP 101은 인터넷, 등록 IP 네트워크, 또는 다른 데이터 네트워크와 같은 적어도 하나의 인터넷 프로토콜(IP:Internet Protocol) 네트워크 130과 통신한다. 무선 네트워크 100은 무선 네트워크 100 내에서 다양한 구성 요소들 사이의 통신을 용이하게 하는 IP 네트워크 130을 포함한다. 예컨대, IP 네트워크 130은 인터넷 프로토콜(IP) 패킷, 프레임 릴레이 프레임들, 비동기적 송신 모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode) 셀들 또는 네트워크 주소들 사이의 다른 정보를 통신할 수 있다. IP 네트워크 130은 하나 이상의 로컬 영역 네트워크(LAN: Local Area Network), 대도시 영역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 네트워크(WAN:Wide Area Network), 인터넷과 같은 글로벌 네트워크의 전부 또는 그 일부 또는 임의의 다른 통신 시스템 또는 하나 이상의 지역에서의 시스템을 포함한다.
네트워크 유형에 따라, "액세스 포인트" 또는 "AP" 대신에 "기지국" 또는 "eNodeB" 또는 "eNB"와 같은 다른 잘 알려진 용어들이 사용될 수 있다. 편의상, 본 특허 문서에서 "액세스 포인트" 및 "AP"는 원격 단말에 무선 액세스를 제공하는 네트워크 인프라구조 구성 요소를 지칭하기 위해 사용된다. 또한, 네트워크 유형에 따라, "사용자 장비" 또는 "UE(User Equipment)" 대신 "이동국", "STA(station)", "가입자국(subscriber station)", "원격 단말(remote terminal)", "무선 단말(wireless terminal)", "사용자 장치(user device)", "클라이언트 장치", 및 "클라이언트"와 같은 용어들이 사용될 수 있다. 편의상, "클라이언트 장치" 및 "STA"는 본 특허 문서에서, STA가 동 전화, 스마트폰, 개인디지털 보조기(PDA), 랩톱 컴퓨터, 및 태블릿 컴퓨터와 같은 이동 장치인지, 또는 데스크톱 컴퓨터 또는 벤딩 기와 같은 고정 장치인지 여부에 관계없이, 무선으로 AP에 액세스하는 원격 무선 장비를 지칭하기 위해 사용된다.
AP 102는 AP 102의 커버리지 영역 120 내에서 제 1 복수의 클라이언트 장치들(STA들)을 위한 네트워크 130에 무선 광대역 액세스를 제공한다. 제 1 복수의 STA들은 소형 사업(SB: small business)에 위치될 수 있는 STA 111; 엔터프라이즈(E:enterprise)에 위치될 수 있는 STA 112; 와이파이 핫스팟(HS: hotspot)에 위치될 수 있는 STA 113; 제1 거주지(R:residence)에 위치될 수 있는 STA 114; 제2 거주지(R:residence)에 위치될 수 있는 STA 115; 셀 폰, 무선 랩톱, 무선 PDA 등과 같은 이동 장치(M:mobile device)일 수 있는 STA 116을 포함한다. AP 103은 AP 103의 커버리지 영역 125 내의 제 2 복수의 STA들을 위한 네트워크 130에 무선 광대역 액세스를 제공한다. 제 2 복수의 STA는 STA 115, STA 116을 포함한다. 일부 실시 예들에서, AP들 101-103 중 하나 이상은 서로 통신할 수 있고, WiFi, WiGig, 또는 다른 고급 무선 통신 기술을 이용하여 STA들 111-116과 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 AP들 101-103은 스마트폰(또는 "이동 장치"로 간주되는 다른 송신 기기)내에서 구현될 수 있다. 이러한 스마트폰은 AP모드에서 동작할 때(예컨대 테더링 모드) IEEE 802.11의 AP의 기능을 수행하고, 이동국(STA) 모드에서 동작할 때 클라이언트 장치(STA)의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
각각의 클라이언트 장치 111-116은 IP 네트워크 130에 액세스하기 위해 IEEE 802.11 무선 AP와 같은 적어도 하나의 AP 101-103과 상호 작용하거나 통신하는 임의의 적합한 컴퓨팅 또는 처리 장치를 나타낸다. 하나 이상의 클라이언트 장치 111-116은 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 콘트롤러, 프로세서 어레이, 또는 본원에 설명된 기능을 수행하기 위한 알고리즘, 명령어 또는 컴퓨터 코드를 실행할 수 있는 임의의 적합한 처리 회로를 포함할 수 있는 컴퓨팅 또는 처리 장치를 포함한다. 특정한 실시 예들에서, 하나 이상의 클라이언트 장치 111-116은 AP 103과 관련하여 전술한 바와 같이 IEEE 802.11의 AP와 같은 기능을 수행할 수 있다.
이하에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은 대역폭이 큰 무선 LAN 시스템을 위한 저전력 동기화를 가능하게 하는 다중 대역폭 프리앰블을 제공한다. 예컨대, 클라이언트 장치 111-116, 액세스 포인트 101-103, IP 네트워크 130 중에 하나 이상은 하나 이상의 프로세서, 하나 이상의 콘트롤러, 프로세서 어레이 또는 대역폭이 큰 무선 LAN 시스템을 위한 저전력 동기화를 가능하게 하는 다중 대역폭 프리앰블을 제공하거나 지원하기 위한 알고리즘, 명령어 또는 컴퓨터 코드를 실행할 수 있는 임의의 적합한 처리 회로를 포함한다.
도 1은 무선 네트워크 100의 일 예를 도시하고 있다. 그러나, 도 1에 도시된 무선 네트워크 100은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 무선 네트워크 100은 임의의 적합한 배열로 임의 개수의 각 구성 요소를 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨팅 및 통신 시스템은 매우 다양한 구성을 가지고, 도 1은 본 발명의 범위를 임의의 특정한 구성에 한정하는 것이 아니다. 도 1은 본 특허 문서에 개시된 다양한 특징이 사용될 수 있는 하나의 동작 환경을 도시하나, 이러한 특징은 임의의 다른 적합한 시스템에 사용될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템에서 장치를 도시한다. 도 2는 액세스 포인트 200에 대한 예시적인 구성을 도시하고, 도 3은 클라이언트 장치 300에 대한 예시적인 구성을 도시한다. 액세스 포인트 200은 도 1의 액세스 포인트들 101-103 중 하나 이상을 나타낼 수 있고, 클라이언트 장치 300은 도 1의 클라이언트 장치들 111-116 중 하나를 나타낼 수 있다. 도 3이 클라이언트 장치들 111-116 중 하나를 나타내는 것으로 설명되긴 하였으나, 나머지 장치들 111-116은 클라이언트 장치 300과 동일하거나 유사한 요소 및 처리 회로를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 서버 200은 버스 시스템 205, 적어도 하나의 처리 장치(processing device) 210, 적어도 하나의 저장 장치(storage device) 215, 적어도 하나의 통신 유닛 220 및 적어도 하나의 입/출력 유닛(I/O:Input/Output unit) 225를 포함한다. 버스 시스템 205는 처리 장치 210, 저장 장치 215, 통신 유닛 220, 및 입/출력 유닛 225 사이의 통신을 지원한다.
처리 장치 210은 메모리 230에 저장되거나 로딩될 수 있는 명령어를 실행한다. 처리 장치 210은 임의의 적합한 개수 및 유형의 프로세서 또는 임의의 적합한 배열의 다른 장치를 포함한다. 처리 장치 210의 예시적 유형은 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러, 디지털 신호 프로세서, 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이, 애플리케이션 특정 집적 회로, 및 이산 회로를 포함한다.
저장 장치 215는 메모리 230 및 영구 저장 장치(persistent storage device) 235를 포함할 수 있다. 저장 장치 215는 데이터, 프로그램 코드, 및/또는 일시적 기반 또는 영구적 기반의 다른 적합한 정보와 같은 정보의 검색(retrieval)을 저장하고 용이하게 할 수 있는 임의의 구성 요소이다. 메모리 230은 랜덤 액세스 메모리 또는 임의의 다른 적합한 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치들을 나타낸다. 영구 저장 장치 235는 읽기 전용 메모리, 하드 드라이브, 플래시 메모리 또는 광학 디스크와 같은 데이터의 장기간 저장을 지원하는 하나 이상의 구성 요소들 또는 장치를 포함할 수 있다.
통신 유닛 220은 다른 시스템 또는 장치와의 통신을 지원한다. 예컨대, 통신 유닛 220은 네트워크 인터페이스 카드 또는 네트워크 100을 통한 통신을 용이하게 하는 무선 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 통신 유닛 220은 임의의 적합한 물리적 또는 무선 통신 링크(들)를 통한 통신을 지원할 수 있다.
입/출력 유닛 225는 데이터의 입력 및 출력을 허용한다. 예컨대 입/출력 유닛 225는 키보드, 마우스, 키패드, 터치스크린 또는 다른 적합한 입력 장치를 통한 사용자 입력을 위한 연결부를 제공할 수 있다. 입/출력 유닛 225는 디스플레이, 프린터, 또는 다른 적합한 출력 장치에 출력을 전달할 수 있다.
도 2는 도 1의 AP들 101-103을 나타내는 것으로 설명되었으나, 동일하거나 유사한 구조가 클라이언트 장치들 111-116 중 하나 이상에서 사용될 수 있다. 예컨대, 랩톱 또는 데스크톱 컴퓨터가 도 2의 AP 200에 도시된 것과 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다.
도 3에 도시된 예시에서, 클라이언트 장치 300은 안테나 305, RF 송수신기(radio frequency transceiver) 310, 송신(TX) 처리 회로 315, 마이크 320, 수신(RX) 처리 회로 325를 포함한다. 클라이언트 장치 200은 스피커 330, 메인 프로세서 340, 입/출력(I/O) 인터페이스(IF: interface) 345, 키패드 350, 디스플레이 355 및 메모리 360을 포함한다. 메모리 360은 기본 운영 체제(Operating System) 프로그램 361 및 적어도 하나의 애플리케이션 362를 포함한다.
RF 송수신기 310은 시스템 내의 다른 구성 요소로부터 송신되는 착신 RF 신호를 안테나 305로부터 수신한다. RF 송수신기 310은 착신 RF 신호를 하향 변환하여 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 또는 기저대역 신호를 생성한다. IF 또는 기저대역 신호는 RX 처리 회로 325로 전달되고, 이 회로는 기저대역 또는 IF 신호를 필터링, 복호화 및/또는 디지털화함으로써 처리된 기저대역 신호를 생성한다. RX 처리 회로 325는 처리된 기저대역 신호(예: 음성 데이터)를 스피커 330으로 송신하거나, 혹은 처리된 기저대역 신호를 추가 처리(예: 웹 브라우징)를 위해 메인 프로세서 340으로 송신한다.
TX 처리회로 315는 마이크 320으로부터 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나 혹은 메인 프로세서 340으로부터 다른 발신 기저대역 데이터(예: 웹 데이터, 전자메일, 대화형 비디오 게임 데이터)를 수신한다. TX 처리회로 315는 발신 기저대역 데이터를 부호화, 다중화, 및/또는 디지털화하여 처리된 기저대역 또는 중간주파수 신호를 생성한다. RF 송수신기 310은 발신 처리된 기저대역 또는 중간주파수 신호를 TX 처리회로 315로부터 수신하고 기저대역 또는 IF 신호를 안테나 305를 통해 송신되는 RF 신호로 상향 변환한다.
메인 프로세서 340은 하나 이상의 프로세서들 또는 다른 처리 장치들을 포함하고, 사용자 단말 116의 전체적인 동작을 제어하기 위해 메모리 360에 저장된 기본 운영체제 프로그램 361을 실행한다. 예를 들어, 메인 프로세서 340은 잘 알려진 원리에 따라 RF 송수신기 310, RX 처리회로 325, 및 TX 처리회로 315에 의한 순방향 채널 신호의 수신 및 역방향 채널 신호의 송신을 제어할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 메인 프로세서 340은 적어도 하나의 마이크로프로세서 또는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.
또한, 메인 프로세서 340은 본 발명의 실시 예들에 따라 대역폭이 큰 무선 LAN 시스템을 위한 저전력 동기화를 가능하게 하기 위해 다중 대역폭 프리앰블을 구현하는 동작과 같이, 메모리 360에 상주하는 다른 프로세스들 및 프로그램들을 실행할 수 있다. 메인 프로세서 340은 실행 프로세스에 의해 요구되는 바와 같이, 메모리 360으로 데이터를 이동시키거나 메모리 360으로부터 데이터를 이동시킬 수 있다. 일부 실시 예들에서, 메인 프로세서 340은 운영체제 프로그램 361을 기반으로, 혹은 기지국들로부터 수신되는 신호에 응답하여, 혹은 운영자로부터 수신되는 신호에 응답하여 애플리케이션들 362를 실행한다. 또한, 메인 프로세서 340은 입/출력 인터페이스 345에 결합되고, 입/출력 인터페이스 345는 랩탑 컴퓨터 혹은 휴대 컴퓨터(handheld computer)들과 같은 다른 기기들에 연결 가능한 기능을 갖는 사용자 단말 116을 제공한다. 입/출력 인터페이스 345는 보조장치들(accessories)과 메인 프로세서 340 사이의 통신 경로이다.
또한, 메인 프로세서 340은 키패드 350 및 디스플레이 355와 결합될 수 있다. 사용자 단말 116의 운영자는 키패드 350을 이용하여 데이터를 사용자 단말 116에 입력할 수 있다. 디스플레이 355는 웹 사이트로부터의 텍스트 및/또는 제한된 그래픽들을 렌더링할 수 있는 액정 디스플레이 또는 다른 디스플레이일 수 있다.
메모리 360은 메인 프로세서 340과 결합된다. 메모리 360의 일부는 랜덤 액세스 메모리(RAM: Random Access Memory)를 포함할 수 있고, 메모리 360의 다른 일부는 플래시 메모리 또는 다른 읽기 전용 메모리(ROM: Read Only Memory)를 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3은 컴퓨팅 시스템에서 장치의 예시를 도시하나, 도 2 및 도 3에서 다양한 변경이 이루어질 수 있다. 예컨대 도 2 및 도 3의 다양한 구성 요소들은 조합되거나, 더욱이 세분화되거나 생략될 수 있고 부가적인 구성 요소들은 특정한 필요에 따라 추가될 수 있다. 특정한 예시로서, 메인 프로세서 340은 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU: Central Processing Unit) 및 하나 이상의 그래픽 처리 유닛(GPU: Graphics Processing Unit)과 같은 복수의 프로세서로 구분될 수 있다. 또한 도 3은 이동 전화 또는 스마트폰과 같이 구성된 클라이언트 장치 300을 도시하나, 클라이언트 장치는 다른 유형의 이동 장치 또는 고정 장치와 같이 동작하도록 구성될 수 있다. 부가적으로, 컴퓨팅 및 통신 네트워크들 중에, 클라이언트 장치 및 서버는 매우 다양한 구성을 가질 수 있고 본 발명의 실시 예들은 도 2 및 도 3의 임의의 특정한 클라이언트 장치 또는 서버에 한정되지 않는다.
채널 본딩에 의해 증가된 대역폭을 이용하는 것은 무선 LAN 시스템에서 데이터율 증가에 현저한 기여를 하였다. 보다 증가된 데이터율을 제공하기 위해 60 GHz와 같은 mm파 주파수 및 큰 대역폭을 찾는 것에 대해 관심이 집중되고 있다. 예컨대, 60 GHz IEEE 802.11ad 진화에서의 논의들(차세대 60(NG 60)으로 지칭됨)은 2 기가헤르츠(GHz) 대역폭을 6 GHz 대역폭으로 증가시키기 위한 채널 본딩을 고려하고 있다. 낮은 주파수에서는 5 GHz 대역에서, IEEE 802.11ac는 20 MHz에서 160 MHz로의 채널 본딩을 포함한다. 대역폭이 계속 증가함에 따라, 아날로그-디지털 컨버터(ADC)의 전력 소모는 특정한 대역폭(현재, 약 500 MHz)을 초과한 대역폭에서 선형 증가에서 비선형 증가로, 변경된다. 예컨대 하드웨어 아키텍쳐 선택에 따라 2차 함수부터 보다 큰 지수함수적 증가로 변경된다. 즉, 2-6 GHz와 같은 큰 대역폭에서 동작하는 ADC의 전력 소모는 수신기 전력 소모의 커다란 부분을 차지한다. 그 결과, ADC가 전체 대역폭에 걸쳐 동작하면, 유휴 청취 모드에서 전력 소모가 실질적으로 증가할 것이다. 또한, 장치는 큰 대역폭 동작에 의해 가능해지는 높은 데이터율을 처리하기 위해 현저한 양의 전력을 소모한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터 통신 동안에 모든 통신 모드가 전 대역폭 동작을 요구하지는 않는다. 예컨대, 제어 채널, 확인응답(acknowledgements), 빔포밍, 피드백, 동기화 등과 같은 데이터 통신을 지원하는 것과 관련한 통신 모드는 전 대역폭 동작을 요구하지 않는다. 특히, 동기화 모드는 전 대역폭 동작을 요구하지 않는다. 따라서, 전 대역폭을 이용하는 패킷을 스캔하는 유휴 청취 모드에서 클라이언트 장치 또는 AP는 현저한 양의 전력을 낭비한다. 동기화 모드 중에, 클라이언트 장치 또는 AP는 프리앰블을 수신하기 위해 스캔하고 동기화할 프리앰블 정보를 사용하며 이후 송신된 헤더 및 페이로드 데이터 정보를 수신한다.
본 발명의 실시 예들은 대역폭이 큰 무선 LAN 시스템을 위한 유휴 청취 모드 전력 소모를 줄인다. 이때 클라이언트 장치 또는 AP의 전력 소모는 패킷을 능동적으로 스캔하기 위해 사용되는 고속 ADC들에 의해 주로 이루어진다. 본 발명의 실시 예들에 따르면, 프리앰블은 복수의 부분으로 분할되거나 나누어진다. 예를 들어, 프리앰블은 AP가 가변 대역폭으로 송신하는 제1 부분, 및 AP가 전-채널 대역폭 모드로 송신하는 다음 부분을 포함한다. 또한, 클라이언트 장치 수신기는 분할 프리앰블의 제1 부분을 수신하기 위해 감소된 대역폭 모드에서 동작하고, 이 프리앰블은 클라이언트 장치로 패킷이 유효한 송신인가의 여부를 알려준다. 즉, AP 및 클라이언트 장치는 감소된 대역폭 모드로 동작하여 데이터 송신이 발생하고, 이는 큰 대역폭 시스템에서 저전력 동작을 가능하게 한다. 본 발명의 실시 예들은 IEEE802.11ad 진화(NG60으로 지칭됨) 또는 향후 대역폭이 큰 무선 표준을 위해 사용될 수 있고 IEEE802.11ad 표준과 하위 호환성이 있으며 하드웨어 재사용을 지원한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷의 각 부분을 위한 전 대역폭을 가지는 무선 LAN 시스템의 패킷을 도시한다. 도 4에 도시된 패킷 400의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 패킷에 대한 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
무선 LAN 시스템은 패킷 기반이고, 이때 각 패킷은 프리앰블, 헤더 및 페이로드를 포함하는 자기 완결적인(self-contained) 단위이다. 패킷 400은 프리앰블 410, 헤더 440 및 페이로드 450를 포함한다. 패킷 400은 PHY 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: physical protocol data unit)으로 지칭될 수 있다. 도 4에서, 블록의 수직 치수 또는 높이는 그 블록 내에서 정보가 송신되는 대역폭을 나타낸다. 패킷의 모든 부분은 동일한 대역폭에서 송신된다. 즉, 헤더 440 및 페이로드 450을 나타내는 블록은 프리앰블 410을 나타내는 블록과 동일한 높이를 가진다.
프리앰블 410은 AP 또는 클라이언트 장치에 패턴의 형태로 동기화 정보를 제공한다. 동기화 정보의 패턴은 신호의 이득을 조정하고 헤더 및 데이터 송신의 시작과 수신기 타이밍 및 주파수 오프셋 정렬을 수행하기 위해 사용됨으로써, 수신기는 헤더 및 페이로드를 정확하게 복호화할 수 있다. 프리앰블 410은 2개의 부분으로 구성되며, 신호 검출을 위한 제1 시퀀스 및 채널 추정을 위한 제2 시퀀스로 구성된다. 즉, 패킷 프리앰블 410은 동기화를 위해 사용되는 쇼트 트레이닝 필드(STF: Short Training Field) 420, 그리고 채널 특징 추정 및 보상을 위해 사용되는 채널 추정 필드(CEF: Channel Estimation Field) 422를 포함한다.
STF 420은 다수 번 반복되는 프리앰블 시퀀스(PS: Preamble Sequence) 430을 포함한다. 즉 AP는 STF 420의 시작에서 첫 번째 PS 430a를 송신하고, STF 420의 끝에서 마지막 PS 430b를 송신한다. 클라이언트 장치는 패킷을 검출하고, 저소음 증폭기(LNA:Low Noise Amplifier) 및 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)를 위한 자동 이득 콘트롤러(AGC: Automatic Gain Controller) 이득을 설정하며, 대략적인(coarse) 반송파 주파수 오프셋(CFO: Carrier Frequency Offset) 추정 및 심볼 타이밍을 위해 PS 430을 다수 번 반복적으로 사용한다. PS 430이 반복되는 수는 통신 표준에 정의되어 있다. IEEE802.11ad에 있어서, 동작 모드에 따라 PS 430을 위한 2개의 반복 길이가 존재한다. 제어 정보는 PS 430의 40회 반복을 이용하고, 빔 트레이닝 및 빔 폭 적응 중에 낮은 SNR 동작을 위해 사용된다. 빔 포밍 후에 데이터 송신은 PS 430의 15회 반복을 이용한다. IEEE 802.11ad에서, 128-길이 골레이 시퀀스가 양호한 자동-상관 특성 및 단순한 상관기 구조로 인해 PS 430을 위해 사용된다. 상관기는 가산기 및 시프터(shifter)로 구성되고, 복소수 승산기는 필요하지 않다. PS 430의 반복은 "프리앰블의 끝" 마커 432에 의해 종결되는데, 수신기는 불충분한 평균화 및 비-이상적 이득 설정으로 인하여 처음 몇 개의 PS 430을 수신하는 것을 놓치거나 실패할 수 있기 때문이다. 예컨대, 프리앰블 끝 마커 432는 도시된 432와 같이 프리앰블 PS 430의 반복을 단순히 반전시킴(inverting)으로써 설계될 수 있고, 또한 430c에 도시된 바와 같이 반복될 수 있다. 따라서, 마지막 PS 430b는, STF 420에서 사용된 개수의 시퀀스들의 끝을 나타내고 다음 정보가 CEF 422임을 나타내는 프리앰블 끝 식별자 432를 포함한다. CEF 422는 채널 추정을 위한 프리앰블 410의 제 2 시퀀스이다.
수신기는 송신 무선 장치로부터 수신된 신호의 전력을 조정하기 위한 AGC 회로를 사용하여, 수신기에 의해 처리된 신호가 ADC를 동작시키기 위한 올바른 동작 범위에 있는지 확인한다.
PS 430의 일 예로, 골레이 시퀀스가 프리앰블 반복을 위해 사용될 수 있다. 골레이 시퀀스는 이하의 반복 공정을 이용하여 시간-도메인에서 생성된다:
A0(n) = δ(n) (1)
B0(n) = δ(n) (2)
Ak(n) = Wk(n)Ak-1(n) +Bk-1(n-Dk) (3)
Bk(n) = Wk(n)Ak-1(n) -Bk-1(n-Dk) (4)
PS 430을 위해 사용되는 128-길이 골레이 시퀀스(Ga128, Gb128)은 다음을 이용하여 생성된다:
Ga128(n) = A7(128-n), Gb128(n) = B7(128-n),
Dk = [1 8 2 4 16 32 64](k= 1,2,...,7), Wk=[-1-1-1-1+1-1-1].
도 5는 1997년부터 2014년까지 나이키스트 샘플링 주파수의 함수(fsnyq)로서 ISSCC 및 VLSI 회의에 공개된 모든 ADC들의 월든 성능지수(FOMW: Walden Figure-Of-Merit)를 도시한다. 월든 성능지수(FOMW)는 통상적으로 ADC 전력 효율을 평가하는데 사용되고, 샘플링 주파수(fs) 및 유효 비트수(ENOB: Effective Number Of Bits)에 의해 전력 소모를 정규화하며, FOMW = P/fS2ENOB로 주어진다. 도 5의 그래프 500은 단지 설명을 위한 것이다.
대역폭이 큰 시스템에서, 통상적인 시간 또는 주파수상 인터리빙 기법은 저전력 방식으로 ADC들의 동작 대역폭 크기를 조정(scale)하기 위해 다중 저전력 서브-ADC들을 채택한다. 심지어 인터리빙 기술을 이용하여, 도 5는 현재 ADC들의 전력 효율이 수 100 MHz인 나이키스트 샘플링 주파수(fsnyq) 위로 저하되기 시작한다는 것을 나타낸다. 포락선 선분(envelope line) 510은, 샘플링 주파수가 대략 500 MHz까지 증가할 때까지는 FOM이 일정하나, 샘플링 주파수가 500MHz를 넘어서면 FOM이 증가하기 시작하는 것을 보여준다. 그래프 500은 클라이언트 장치의 수신기에서 복수의 초당 기가 샘플로 동작하는 고속의 ADC들이 현저한 양의 전력을 소모할 수 있음을 도시한다. 이러한 이유로, ADC 동작 대역폭을 줄이는 기술은 전력 소모를 줄이는데 도움이 될 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따라 ADC 동작 대역폭을 줄이기 위해 서브-ADC들을 사용하는 대역폭이 큰 시스템을 위한 ADC 아키텍쳐를 도시한다. 도 6에 도시된 고속 ADC 600의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 고속 ADC에 대한 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다. ADC는 액세스 포인트 102에서 또는 클라이언트 장치 111-116에서 구현될 수 있다.
고속 ADC 600의 전력 소모는 비트-정밀도, 샘플링 주파수, 및 SFDR(Spurious Free Dynamic Range)과 같은 다른 인자에 따라 좌우된다. ADC 600은 신호 분해 모듈 610, 양자화 모듈 620 및 신호 재구성 모듈 630을 포함한다. ADC 600은 입력에서 아날로그 신호 640을 수신한다. 일 실시 예에서, ADC 600은 시간-인터리빙된 ADC이며, 이는 입력 신호 640을 전 샘플링 주파수 클록의 상이한 위상에서 샘플링 및 유지하며, 각 신호를 감소된 대역폭으로 양자화하고, 고속 다중화 스위치를 이용하여 전 대역폭 신호를 재구성한다. 다른 실시 예들에서, ADC 600은 믹서 및 저역 통과 필터를 이용하거나 대역 통과 필터 및 언더샘플링(under-sampling)을 이용하여 입력 신호 640을 더 좁은 서브 대역들로 분할한다. 즉, 전 송신 대역폭은 다중 서브 대역들을 포함하거나 다중 서브 대역들로 나누어진다. 시간 및 주파수 인터리빙된 ADC들의 트레이드 오프는 표 1에서 나타낸다.
유형 분해 재구성 한정
시간 인터리빙 샘플링&유지 고속 다중화 스위치 캘리브레이션&확장성
주파수 인터리빙 믹서 w/LPF 또는 BPF 업샘플 w/디지털 필터링 조화 & 서브대역 누설
표 1은 상이한 고속 ADC 아키텍쳐들 간의 트레이드오프를 나타낸다.
ADC 600은 신호 분해 모듈 610에서 아날로그 입력 신호 640을 수신한다. 신호 분해 모듈 610은 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 아날로그 입력 신호 640을 서브 샘플링한다. 즉, 신호 분해 모듈 610은 전 대역폭 아날로그 입력 신호 640을 감소된 대역폭 아날로그 신호들 650으로 분해한다.
양자화 모듈 620은 아날로그 샘플들 650을 수신하고, 서브-샘플링된 아날로그 신호를 디지털 신호로 양자화한다. 즉, 양자화 모듈 620은 다중 서브-ADC들 622를 포함하고, 이러한 서브 ADC들은 각각 디지털 신호를 출력한다. 예컨대, ADC 600이 주파수 인터리빙된 실시 형태이면, 아날로그 샘플들 650은 양자화 모듈 620 내에서 각각의 서브 ADC 622를 위한 아날로그 입력 신호 640의 서브 대역(즉 일부)을 포함하고, 각각의 서브 ADC 622는 아날로그 샘플들 650의 각 부분을 아날로그 포맷으로부터 디지털 포맷으로 변환한다. 양자화 모듈 620은 디지털 신호 660을 출력하고, 디지털 신호는 서브 ADC들 622로부터의 출력을 포함한다. 예컨대, 양자화 모듈 620이 4개의 서브 ADC들 622를 포함하면, 디지털 신호 660은 각각의 서브 ADC들 622로부터 출력된 4개의 디지털 서브-신호들 662를 포함한다.
재구성 모듈 630은 디지털 신호 660을 수신하고 서브 샘플링된 신호로부터 전 대역폭 디지털 신호 670을 재구성한다. 즉, 재구성 모듈 630은 전 대역폭 디지털 신호 670을 구성하기 위해 서브 ADC들 622 각각으로부터 출력된 개별적 디지털 서브 신호들 662를 이용한다. 디지털 신호 670은 아날로그 입력 신호 640의 디지털 표현(representation)이다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 가변 대역폭 모드에서 ADC 동작의 예시적 그래프를 도시한다. 도 7에 도시된 그래프의 실시 예 700-701은 단지 설명을 위한 것이다. 다른 실시 예들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 도 7에 도시된 예시에서, 고속 ADC는 n개의 서브 ADC들을 포함하고, 가변 대역폭 모드는 Fs/n 대역폭을 이용하며, 이때 Fs는 고속 ADC의 원래의 나이키스트 샘플링 주파수이다. 그래프 700-701은 클라이언트 장치 112 내에서와 같이 클라이언트 장치 수신기 구조 내에서 다양한 동작을 도시한다.
그래프 700은 Fs에서 입력 클록을 갖는 전 대역폭 모드에서 ADC 동작을 도시한다. 수평 축은 시간을 나타내고 수직 축은 주파수(동작 대역폭)를 나타낸다. 블록 710의 높이는 ADC의 전 대역폭을 나타낸다. 예컨대, ADC 내의 모든 서브 ADC들은 블록 710 동안에 턴 온된다. ADC는 Fs에서 입력 클록을 갖는 전 대역폭 모드에서 동작할 때 전력을 절감하지 않는다.
그래프 701은 Fs/n으로 감소되는 감소 입력 클록을 갖는 감소 대역폭 모드에서 동작하는 ADC를 도시한다. 개수 n은 ADC 내의 서브 ADC들의 총 개수를 나타낸다. 수평 축은 시간을 나타내고 수직 축은 주파수를 나타낸다. 블록 711의 높이는 블록 710의 높이보다 더 짧다. 블록 711의 감소된 높이는 ADC의 감소된 대역폭을 나타낸다. 블록 711은 단일 ADC를 이용하나, ADC로의 샘플링 클록을 다운(다운 클로킹)시켜 단일 ADC를 감소된 대역폭 모드에서 동작한다. 다운 클록킹은 주파수 감소와 함께 전력 소모를 선형적으로 감소시킨다. 그러나, 대역폭을 변경하거나 입력 클록의 속도를 변경하기 위해, 다운 클록킹을 구현하는 ADC는 PLL 및 합성기(synthesizers)를 위한 부가적 안정화 시간(settling time)을 필요로 한다.
그래프 702는 가변 대역폭 모드에서 동작하는 시간 인터리빙된 고속 ADC를 도시한다. 가변 대역폭 모드는 1개의 서브 ADC만을 이용하고, 나머지 서브 ADC들은 턴 오프 상태로 유지한다. 즉, 시간 인터리빙된 고속 ADC 내에서 전체 개수(n)의 서브 ADC들 중 하나의 서브 ADC를 제외한 나머지 서브 ADC들을 모두 턴 오프함으로써 인터리빙된 고속 ADC 가변 대역폭 모드에서 동작한다. 예컨대, 시간 인터리빙된 고속 ADC가 4개의 서브 ADC들(즉 n=4)을 포함하면, 음영 블록 712는 제1 서브 ADC(ADC1)가 제1 주기 동안 턴 온되고, 다음의 3개의 주기동안 턴 오프되는 것을 보여준다. 미음영 블록 722, 732, 742는 각각의 제2 서브 ADC(ADC2), 제3 서브 ADC 및 제4 서브 ADC(ADCn)가 각각의 제2, 제3 및 제4 주기 동안 턴 오프되는 것을 보여준다. 블록 732는 끝에서 2번째인 서브 ADC를 통해 제2 서브 ADC(ADC 2) 이후에 따르는 서브 ADC들을 나타낸다. 수평 축은 시간을 나타내고 수직 축은 주파수를 나타낸다. 블록 712의 높이는 서브 ADC들의 전 대역폭을 나타내는 블록 710의 높이와 동일하다. 고속 ADC는 시간-인터리빙에 의해 전력 소모를 감소시키는데, 매 1/n 주기에 하나의 서브 ADC만을 턴 온시키고 나머지 (n-1)개의 서브 ADC들은 고속 ADC의 n 주기 동안 턴 오프를 유지한다. 이러한 시간 인터리빙된 고속 ADC의 실시예에서, 서브 ADC를 위한 PLL/클록은 조정될 필요가 없다. 또한, "오프"는 "전압 없음"을 의미하지 않고 "대기 또는 슬립" 모드를 의미하며, 이때 서브 ADC들은 재교정(recalibration) 없이 빠르게 턴 "온"될 수 있다. 서브 ADC들의 "대기 또는 슬립" 모드는 예컨대 서브 ADC들을 클록 게이팅(clock gating)함으로써 구현될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 서브 ADC들의 "오프" 모드에서 전력 소모는 인터리빙 오버헤드의 원인인 활성 전력(active power)의 10%이다.
그래프 703은 감소된 대역폭 모드로 동작하는 주파수 인터리빙된 고속 ADC를 도시하고, 감소된 대역폭 모드는 오로지 1개의 서브 ADC만을 이용하고 나머지 서브 ADC들은 턴 오프로 유지한다. 수평 축은 시간을 나타내고 수직 축은 주파수를 나타낸다. 고속 ADC는 유휴 청취 모드 동안에 1개의 서브 ADC만을 턴 온하고 고속 ADC의 유휴 청취 모드 중에 나머지 (n-1)개의 서브 ADC들을 턴 오프로 유지하면서 주파수 인터리빙에 의해 전력 소모를 줄인다. 예컨대, 블록들 713, 723, 733, 및 743의 조합된 높이는 블록 710의 높이와 동일하고, 이는 각 서브-ADC가 주파수 인터리빙된 고속 ADC의 전 대역폭의 서브 대역을 변환한다는 것을 나타낸다. 더욱 상세하게는, 블록들 713, 723, 733, 및 743의 개별적 높이는 각각의 서브 ADC가 전 대역폭에서 동작한다는 것을 나타내며, 이때 서브 ADC의 전 대역폭은 서브 ADC들(ADC1, ADC2,...ADCn)을 포함하는 주파수 인터리빙된 고속 ADC의 전 대역폭의 부분(또는 서브대역)이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 유휴 청취 모드 중에 감소된 대역폭 동작을 위한 분할 프리앰블의 분할 STF 부분의 타이밍 다이어그램을 도시한다. 도 8에 도시된 분할 STF 800의 타이밍 다이어그램의 실시 예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다. 분할 STF 800은 액세스 포인트 118 내에서와 같이 액세스 포인트 송신기 구조의 다양한 동작을 도시한다.
수평 축은 시간을 나타내고 수직 축은 주파수를 나타낸다. 각각의 타임라인은 고속 인터리빙된 ADC 내의 상이한 서브 ADC에 의해 수신되는 신호들을 나타낸다. 예컨대, 고속 인터리빙된 ADC가 4개의 서브 ADC들을 포함하면(n=4), 가장 상위의 타임라인은 고속 인터리빙된 ADC 내의 제1 서브 ADC(ADC1)에 의해 수신되는 신호들을 나타낸다. 제2, 제3 및 최하위 타임라인은 고속 인터리빙된 ADC 내에서 각각 제2(ADC2), 제3(ADC3), 및 최종 서브 ADC들(ADCn)에 의해 수신되는 신호들을 나타낸다.
STF 800은 2개의 부분, 즉 낮은 대역폭 신호를 검출하기 위한 제1 프리앰블 시퀀스 820 및 낮은 대역폭 신호 검출 이후에 전 대역폭 적응을 가능하게 하기 위한 제2 프리앰블 시퀀스 821로 구성된다. 제2 시퀀스 821은 채널 특징을 추정 및 보상하기 위해 전 대역폭 CEF(도면에 미도시) 다음에 수반될 수 있다. 즉, 클라이언트 장치는 제2 프리앰블 시퀀스 821의 수신 동안에, 제2 프리엠블 시퀀스 821의 끝에서 감소된 대역폭 모드에서 전 대역폭 모드로 전환하여, 클라이언트 장치가 전 대역폭 모드에서 CEF를 수신하도록 동작한다.
STF 제1 프리앰블 시퀀스 820은 유휴 모드 청취를 지원하기 위해 사용되는 서브 대역 프리앰블이다. 클라이언트 장치가 STF 제1 프리앰블 시퀀스 820에 대응하는 서브 대역에서 에너지를 검출할 시, LNA가 처음으로 적응된다. AP는 STF 제1 프리앰블 시퀀스 820을 제2 프리앰블 시퀀스 821의 송신 전력보다 10*log10(n) 데시벨(dB) 더 높은 전력으로 송신하여, 제2 프리앰블 시퀀스 821을 송신하는 동안에 모든 서브 ADC들이 턴 "온"될 때 전체 대역 전력이 동일하도록 유지한다(즉 동일한 통신 범위). STF 제1 프리앰블 시퀀스 820은 프리앰블 시퀀스 830(PS-A)의 다중 반복으로 구성된 제1 집합을 포함한다. 프리앰블 시퀀스 830(PS-A)는 프리앰블 시퀀스(PS) 430와 동일하거나 유사하다. 즉 AP는 STF 420의 시작에서 제1 PS-A 830a를 송신하고, STF 420의 끝에서 최종 PS-B 835b를 송신한다. PS 830 반복은 "프리앰블 시퀀스의 끝" 마커 432에 의해 종결되며, 이 마커는 전 대역폭 모드로의 전환 시작을 나타낼 수 있다. STF 제1 프리앰블 시퀀스 820은 대략적인 AGC 또는 대략적인 LNA, 및 대략적인 패킷 검출에 대응한다.
STF 제2 프리앰블 시퀀스 821은 모든 대역에서 정교한 VGA 적응, 대략적 CFO, 및 심볼 타이밍 추정을 위해 사용되는 전 대역 프리앰블의 일부이다. 즉, 제2 프리앰블 시퀀스 821은 대략적인 CFO 추정, 서브 대역당 정교한 AGC 또는 VGA 적응, 및 심볼 타이밍에 대응한다. 모든 서브 대역 프리앰블은 전 대역 프리앰블에서 동기화로 송신된다. 즉, 액세스 포인트는 전 대역폭에서 제2 프리앰블 시퀀스 821을 송신하기 위해 모든 서브 ADC들을 턴 온한다. STF 800은 프리앰블 시퀀스 PS-B 835의 다중 반복의 제2 집합을 포함한다. 프리앰블 시퀀스 PS-B 835는 프리앰블 시퀀스 PS 430와 동일하거나 유사하다. 즉 AP는 STF 제2 프리앰블 시퀀스 821의 시작에서 제1 PS-B 835a를 송신하고, 제2 프리앰블 시퀀스 821의 끝에서 최종 PS 835b를 송신한다. PS 835 반복은 "프리앰블 시퀀스의 끝" 마커 432에 의해 종결된다.
전력 절감을 위해, 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 LAN 시스템은 수신기가 감소 대역폭에서 프리앰블 시퀀스 830a의 에너지를 검출할 때까지 유휴 청취 모드 동안에 감소된 대역폭 모드로 동작한다. 유휴 청취 모드는 무선 통신 장치가 현재 패킷의 일부를 수신하고 있지 않고 현재 패킷의 일부를 송신하고 있지 않을 때 언제든 발생한다. 즉, 주기 TSTF1 보다 앞선 주기 TIDLE 동안에, 네트워크 100은 감소된 대역폭 유휴 청취 모드와 같은 유휴 청취 모드에서 동작한다. STF 800의 제1 프리앰블 시퀀스 820의 시작에서 유휴 청취 모드의 주기 TIDLE은 종결되고, 주기 TSTF1가 시작된다. 주기 TSTF1 동안에, 프리앰블 시퀀스 830a의 에너지 검출에 대한 대응으로, 클라이언트 장치는 STF 제1 프리앰블 시퀀스 820의 수신 동안 감소된 대역폭 모드에서 계속 동작한다. 감소된 대역폭 모드 수신 주기 TSTF1는 프리앰블 시퀀스의 끝 식별자 432를 포함하는 최종 프리앰블 시퀀스 830b의 끝에서 종결된다. 또한, 감소된 대역폭에서 전 대역폭으로의 전환 주기 TSTF2 860은 STF 800의 제2 프리앰블 시퀀스 821의 시작인 최종 프리앰블 시퀀스 830b의 끝에서 시작된다.
감소된 대역폭 모드에서 클라이언트 장치는 고속 인터리빙된 ADC 내에서 하나의 서브 ADC 만을 턴 온시키고 나머지 (n-1)개의 서브 ADC들은 오프 상태로 유지한다. 최종 PS 830b에 대응하여, 클라이언트 장치는 고속 인터리빙된 ADC 내에서 모든 서브 ADC들을 턴 온시킨다. 즉, 클라이언트 장치는 하나의 서브 대역에서 초기 획득을 수신하고, 이후 전 대역폭 동작을 위해 모든 서브 ADC들을 턴 온시킨다. 본 발명의 실시 예에서는 설명을 용이하게 하기 위해 하나의 서브 대역에서의 초기 획득을 도시하였으나, 실시 예에 따라 클라이언트가 하나 이상의 서브 대역에서 초기 획득을 수행할 수도 있다. 예컨대, 클라이언트 장치는 하나 이상의 서브 ADC들을 이용하여 하나 이상의 서브 대역에서 초기 획득을 수신할 수 있고 이후 전 대역폭 동작을 위해 모든 서브 ADC들을 턴 온시킬 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 송신 무선 통신 장치에 의해 출력된 대역폭의 함수로서 전력 스펙트럼 밀도의 예시적 그래프를 도시한다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 그래프의 실시예들은 오로지 예시적 목적을 가진다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들도 사용될 수 있다.
도 9a는 전 대역폭 프리앰블 송신을 위한 대역폭의 함수로서 전력 스펙트럼 밀도를 도시한다. 수평 축은 대역폭을 나타내고, 수직 축은 전력 스펙트럼 밀도를 나타낸다. 프리앰블 410의 STF 420 및 CEF 422를 수신하는 것과 같은 프리앰블 시퀀스 구간 동안에, 클라이언트 장치는 전 대역폭 수신을 위해 모든 서브 ADC들을 사용한다. 전 대역폭이 실질적으로 일정하므로, AP는 전체 프리앰블 410을 송신하기 위해 실질적으로 일정한 스펙트럼 밀도를 유지한다. 블록 905는, STF 제2 프리앰블 시퀀스 821 및 CEF 422와 같은 전 대역 프리앰블을 송신하는 동안에 AP가 전 대역폭에 걸쳐 특정한 전력 스펙트럼 밀도를 출력하는 것을 나타낸다.
도 9b는 본 발명의 실시예들에 따른 AP 또는 클라이언트 장치로부터의 분할 프리앰블 송신을 위한 대역폭의 함수로서 전력 스펙트럼 밀도를 도시한다. 더욱 상세하게는, 블록 910과 블록 915 사이의 차이는 가변 대역폭 모드에서 시스템을 동작시키기 위해 전력 스펙트럼 밀도(dBm/MHz)의 변경을 나타낸다. 감소된 프리앰블 대역폭을 위한 전력 스펙트럼 밀도는 송신기로부터의 일정한 전체 전력 출력을 유지하기 위해 10 * log10(n)만큼 증가한다. 즉, 블록 910의 면적을 블록 915의 면적과 동일하게 유지하기 위해, 송신기는 블록 915로 나타낸 프리앰블 시퀀스의 전 대역폭 제2 부분의 전력 출력 레벨보다 10 * log10(n)dB 더 높은 전력(즉 블록 915)의 스펙트럼 밀도를 초과하여 증대된 스펙트럼 밀도)으로 프리앰블 시퀀스의 서브 대역 제1 부분을 송신함으로써 일정한 전력 레벨 출력을 유지한다.
이러한 경우에, AP 102는 가변 대역폭 모드를 구현하고 송신된 신호의 전력 레벨을 조정하되, 분할 프리앰블의 각 부분의 대역폭이 서로 상이함에도 불구하고 분할 프리앰블의 각 부분의 전력이 균등하도록 조정한다. AP 102는 제1 서브 대역 프리앰블부터 제2 전 대역 프리앰블까지 출력 전력 레벨이 일정하도록 제어한다.
프리앰블 410의 STF 제1 프리앰블 시퀀스 820 및 제2 프리앰블 시퀀스 821 (또는 프리앰블 410의 STF 420 및 CEF 422)를 송신하는 동안과 같은 프리앰블 시퀀스 구간 동안에, AP는 다중 대역폭 송신을 위해 상이한 개수의 서브 ADC들을 이용한다. 더욱 상세하게는, 블록 910은 STF 제1 프리앰블 시퀀스 820(또는 STF 420)과 같은 서브 대역 프리앰블을 송신하는 동안, AP 101-103과 같은 AP는 보다 작은 대역폭에 걸쳐 더 높은 전력 스펙트럼 밀도를 가진다는 것을 보여준다. 블록 915는, 전 대역 프리앰블, 즉 제2 프리앰블 시퀀스 821 및 이후의 CEF를 송신하는 동안 AP가 전 대역폭에 걸쳐 보다 낮은 전력 스펙트럼 밀도를 가진다는 것을 보여준다. 즉, 블록 915는 도 9a에서의 블록 905와 동일한 치수(dimensions)를 가진다.
프리앰블 410의 STF 420 및 CEF 422를 송신하는 동안과 같은 프리앰블 시퀀스 동안에, AP는 전 대역폭 송신을 위해 모든 서브 ADC들을 이용한다. 전 대역폭은 실질적으로 일정하므로, AP는 전체 프리앰블 410을 수신하기 위해 실질적으로 일정한 스펙트럼 밀도를 유지한다. 본 발명의 실시예들에서 STF1 820 및 STF2 821을 위해 분할 프리앰블 전력을 조정함으로써, 수신기는 분할 프리앰블 수신 동안에도 마찬가지로 동일한 전력을 검출한다.
조절 요건이 시스템이 STF 820과 STF 821 사이의 10 * log10(n) 전력 송신 변화의 요건을 만족하는 것을 방지하는 경우에, 하나의 해결책으로서 SNR 평균화와 함께 클라이언트 장치를 보조하기 위해 액세스 포인트가 PS-A 830의 더 많은 반복을 송신하도록 요구하는 것이 있고, 대안적인 해결책으로는 가변 대역폭 모드에서 보다 높은 SNR(또는 감소된 동작 거리)로 시스템을 동작시키는 것이 있다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 클라이언트 장치 또는 AP 내에서 주파수 응답의 함수로서 채널 이득의 예시적 그래프를 도시한다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 그래프의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다. 도 10a는 전체 대역폭에서 동작하는 단일 VGA 설계를 갖는 클라이언트 장치에 서브 대역 동작이 미치는 영향을 도시한다. 도 10b는 다중 서브 대역 VGA 설계를 갖는 클라이언트 장치에 미치는 서브 대역 동작의 영향을 도시한다.
클라이언트 장치는 ADC의 입력에서 적합한 레벨로 신호를 설정하고, LNA를 제어하며(대략적인 이득 조정) 정교한 이득 조정(VGA)을 수행하기 위해 AGC를 이용한다. 시간 인터리빙된 ADC들의 경우에, 클라이언트 장치는 전 대역을 위해 단일 VGA를 포함한다. 주파수 인터리빙된 ADC의 경우에, 클라이언트 장치는 서브 대역들 각각을 위해 VGA를 포함하거나 전체 대역을 위해 하나의 VGA를 포함할 수 있다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 다중 VGA를 갖는 클라이언트 장치 또는 AP는 채널의 상관 대역폭(coherence bandwidth)에 따라 각각의 서브 대역에서 이득을 독립적으로 적응시킴으로써 성능 이득을 제공할 수 있는 능력과 같은 특정한 기술적 이점을 가진다. 채널의 상관 대역폭이 감소된 대역폭 모드에서의 서브 대역보다 작을 시에, 단일 서브 대역 VGA 설정은 전체 대역을 위해 사용될 수 있다.
도 11a 및 도 11b 는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 다양한 입력 샘플링 주파수에서 상관기 출력의 타임 라인을 도시한다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 예시적 타임 라인들 1100-1101은 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다. 도 11a에 도시된 예시는 Fs의 샘플링 주파수 입력 속도에 따라 시간에 대한 전 대역폭 상관기 출력을 도시한다. 전 대역폭 상관기 출력은 서브 대역 상관기보다 더 많은 시간 해상도를 가지는 전 대역 프리앰블에서의 샘플 개수에 대응한다.
도 11b는 Fs/n의 동일한 감소 샘플링 주파수에 따라 시간에 대한 서브 대역 대역폭 상관기 출력을 도시한다. 예컨대, 서브 ADC들의 수가 4이면(n=4), 서브 대역 상관기는 동시 송신을 위해 4개의 감소된 해상도 패턴을 출력한다.
타임라인 1101은, 서브 대역 상관기 출력이 가변 대역폭 모드에서 감소된 복잡성 상관기를 실행하는 것을 나타낸다. 4개의 서브 대역 상관기들 중 1개의 상관기만이 실행될 수 있다. 즉, 감소된 대역폭 유휴 청취 모드를 구현하는 클라이언트 장치는 Fs 대신 Fs/n의 감소된 샘플링 주파수로 작동하는 낮은 복잡성 상관기의 실행을 가능하게 한다는 기술적 이점을 제공한다. 송신기가 모든 서브 대역들의 송신을 동기화하므로, 단일 서브대역 상관기는 심볼 타이밍을 추정하고, 다른 서브 대역들은 동일한 심볼 타이밍을 사용할 수 있다. 전 대역폭 모드에 비교하여 서브 대역들 사이의 임의의 약간의 샘플 변동은 채널 지연 확산 변동을 완화하기 위해 사용되는 순환 프리픽스에 의해 제거될 수 있다. 전 대역폭 상관기 출력은 주파수 감소로 인한 보다 낮은 해상도 패턴인 서브 대역 상관기에 비교하여 더 많은 샘플 개수에 대응한다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 다중 대역폭 프리앰블의 송신을 위한 다양한 타임라인을 도시한다. 도 12에 도시된 송신의 시퀀스 1201-1204는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다.
IEEE 802.11과 같은 표준은 감소 대역폭 프리앰블을 위한 고정된 시작 대역을 정의한다. 타임라인들 1201-1204에 도시된 바와 같이 다른 실시 예들에서, 시작 대역은, 시작 대역폭이 밀집되어 있고(crowded) 간섭을 겪는 고밀도 네트워크에서와 같이 유연하거나(flexible) 조정 가능하다. 시작 대역은 고정되어 있지 않고 대신 다중 서브 대역들 사이에서 실제로 호핑하거나 변경된다. 즉, 프리앰블의 제1 부분은 고정 서브 대역에 머무르는 대신 다중 서브 대역들 사이에서 호핑하여 신호 송신과의 간섭을 줄이고 서브 대역들 사이에서의 다이버시티를 활용한다. 호핑 시작 대역, 즉 간섭 레벨에 기반하여 조정된 시작 대역은 시작 대역에서의 간섭을 피하기 위한 더욱 많은 강건성을 제공한다. 클라이언트 장치 또는 수신기 동작에서, 수신기는 클라이언트 장치가 감소된 대역폭 프리앰블을 검출할 때까지 서브 대역에서 대기한다(예컨대 캠프(camp)한다). 이후 클라이언트 장치는 더욱 양호한 획득을 위해 호핑 시퀀스를 결합한다. 호핑의 수는 서브 대역의 수와 관련된다. 예컨대 타임라인 1202에서, y GHz의 대역폭은 4개의 호핑을 포함하나, 타임라인 1203에서 y/2 GHz의 대역폭은 절반 개수의 호핑, 즉 2개의 호핑을 포함할 수 있다. 타임라인 1204는 ADC로부터의 출력이 이러한 다중 호핑 패턴들에 대해 캡쳐된 일정한 시퀀스를 나타낸다는 점을 나타낸다. 특정한 실시 예들에서, 호핑 패턴은 랜덤화됨으로써, 다중 호핑 패턴들이 공존한다.
특정한 예로서, 클라이언트 장치 또는 수신기는 ADC1, ADC2, ADC3, ADC4를 포함하는 4개의 서브 ADC들(n=4)을 포함한다. 주기 TSTF1 동안, 클라이언트 장치 또는 AP는 감소된 대역폭 모드에서 동작하여 각각의 수신 또는 송신 기능을 수행한다. 간략한 설명을 위해, 도 12는 분할 프리앰블의 서브 대역 부분을 수신하는 클라이언트 장치에 대해 설명된다. 타임라인 1201에서, 제1 서브 ADC(ADC1)는 제1 서브 대역에서 프리앰블을 찾거나 스캔하기 위해 턴 온되나, 서브 ADC들(ADC2 내지 ADC 4)은 턴 오프된다. 시간 TSTF1 동안에, ADC1는 제1 서브 대역을 이용하여 동작한다. 시간 TSTF1는 TSTF와 동일할 수 있다. 클라이언트 장치는 하나의 제1 서브 대역에 캠프하고 감소된 대역폭 유휴 청취 모드에서 제1 서브 대역을 스캔하기 위해 ADC1을 이용하며, 이후 서브 대역 프리앰블 1205 신호의 에너지를 검출함에 따라 클라이언트 장치는 전체 서브 대역 프리앰블 1205(예컨대 분할 STF 또는 STF 420의 제1 프리앰블 시퀀스 820 STF1)을 수신하기 위해 ADC1을 이용한다. TSTF1 동안에, 클라이언트 장치는 동기화를 시작 및 완료한다. 블록 1205의 높이는 제1 서브 대역의 폭을 나타낸다. 유사하게, 블록들 1205a, 1210, 1215 및 1220의 높이는 y GHz 샘플링의 경우에 제1, 제2, 제3 및 제4 서브 대역의 각각의 폭을 나타낸다. 유사하게, 블록들 1205a-b 및 1210a-b의 높이는 y/2 GHz 샘플링의 경우에 제1 및 제2 서브 대역의 각각의 폭을 나타낸다. 이하 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 주기 T1-T4 동안에, 클라이언트 장치는 동기화 기능을 실행한다.
타임라인 1202 에서, y GHz 샘플링의 경우에, 주기 T1 동안에, 호핑 패턴은 간섭에 대한 강건성을 개선하기 위해 전체 대역폭에 대해 사용된다. 주기 T1동안에, 클라이언트 장치는 ADC1을 턴 온 상태로 유지하고 나머지 서브 ADC들을 턴 오프 상태로 유지한다. 주기 T1 동안에, ADC1은 (예컨대 y/4의 서브 대역폭을 갖는) y GHz의 제1 서브 대역을 통해 하나 이상의 프리앰블 시퀀스 PS-A 830a, 830와 같은 STF1의 제1 부분 1205a을 수신한다. 주기 T2 동안에, 클라이언트 장치는 ADC1을 턴 오프하고, ADC2를 턴 온하며 나머지 서브 ADC들을 턴 오프 상태로 유지한다. 주기 T2 동안에, ADC2는 하나 이상의 프리앰블 시퀀스 PS-A 830과 같은 STF1의 제2 부분 1210을 제2 서브 대역을 통해 수신한다. 주기 T3 동안에 클라이언트 장치는 ADC2를 턴 오프하고 ADC3을 턴 온하며 나머지 서브 ADC들을 턴 오프상태로 유지한다. 주기 T3 동안에, ADC3은 하나 이상의 프리앰블 시퀀스 PS-A 830과 같은 STF1의 제3 부분 1215를 제3 서브 대역을 통해 수신한다. 주기 T4 동안에, 클라이언트 장치는 ADC3을 턴 오프하고 ADC4를 턴 온하며 나머지 서브 ADC들을 턴 오프 상태로 유지한다. 주기 T4 동안에, ADC4는 하나 이상의 프리앰블 시퀀스 PS-A 830, 830b와 같은 STF1의 제4 부분 1220을 제4 서브 대역을 통해 수신한다. 동기화 주기 TSTF1은 실질적으로 T1, T2, T3, 및 T4의 합과 동일하다.
대안적으로, 타임라인 1203에 도시된 바와 같이, y/2 GHz 샘플링의 경우에, 전 대역폭의 서브 집합은 다른 서브 대역들이 간섭을 경험할 때 송신기에 의해 사용될 수 있다. 따라서, 주기 T1 동안에 클라이언트 장치는 ADC1은 턴 온으로 유지하고 다른 서브 ADC인 ADC2는 턴 오프로 유지한다. 주기 T1, 및 T3 동안에, ADC1은 하나 이상의 프리앰블 시퀀스 PS-A 830a, 830과 같은 STF1의 제1 및 제3 부분 1205a-b를 수신한다. 주기 T2, 및 T4 동안에, ADC2은 하나 이상의 프리앰블 시퀀스 PS-A 830, 830b와 같은 STF1의 제2 및 제4 부분 1210, 및 1210b를 수신한다.
타임라인 1204는 주기 T1-T4 동안에 인터리빙된 ADC 출력이 프리앰블의 부분을 포함하고, 이때 각 부분은 인접한 부분 또는 이웃 부분과 상이한 서브 대역으로 송신된 것을 보여준다. 즉, AP는 주기 T1-T4 동안에 각각 제1 내지 제4 서브 대역을 통해 STF1의 제1 부분 내지 제4 부분을 ADC1-ADC4에 송신한다. 즉, AP는 간섭 완화를 위해 감소된 대역폭 동기화 중에 주파수 다이버시티를 활용한다.
특정한 실시예에서, 주파수 다이버시티를 활용하기 위해 동기화 중에 다중 서브 ADC들을 온 및 오프로 스위칭하는 것 대신에, 클라이언트 장치 또는 AP는 다중 서브 ADC들의 서브 집합을 제어하는 다중화 장치를 이용하여 감소된 대역폭 동기화 동안에 주파수 다이버시티를 활용한다. 예컨대, ADC1이 ADC들의 서브 집합이면, 클라이언트 장치는 전체 TSTF1 동안에 ADC2-ADC4를 턴 오프할 수 있고, 그 사이에 ADC1이 이하를 수신하도록 제어할 수 있다: (1) T1 동안에 제 1 서브 대역을 통해 STF1의 부분 1205a; (2) T2 동안에 제2 서브 대역을 통해 STF1의 부분 1210; (3) T3 동안에 제3 서브 대역을 통해 STF1의 부분 1215; 및 (4) T4 동안에 제4 서브 대역을 통해 STF1의 부분 1220을 수신하도록 제어할 수 있다. 유사한 방식으로, AP는 다중화된 방식으로 다중 서브 ADC들의 서브 집합을 이용하여 프리앰블 시퀀스들의 다양한 부분들을 송신할 수 있다.
감소된 대역폭 모드 주파수 호핑은 분할 프리앰블을 참조로 하여 설명되었으나, 클라이언트 장치 또는 AP는 페이로드를 각각 수신 또는 송신하기 위해 감소된 대역폭 모드 주파수 호핑을 실행할 수 있다. 즉, AP는 페이로드의 하나의 심볼을 송신하기 위해 제1 서브 대역을 이용할 수 있고, 동일한 페이로드의 다른 심볼을 송신하기 위해 상이한 서브 대역을 이용할 수 있다. 전술한 바와 같이, AP는 서브 ADC당 하나의 서브 대역을 할당하고 상이한 시간에 서브 ADC들을 온 및 오프로 스위칭할 수 있거나, 대안적으로 AP는 하나의 서브 ADC(즉 다중 ADC들의 서브 집합)에 다중 서브 대역들을 다중화하고 상이한 시간에 이러한 하나의 서브 ADC에 상이한 서브 대역들의 할당을 스위칭할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 페이로드는 2 GHz 샘플링과 같은 전 대역폭 또는 1 GHz 샘플링과 같은 감소된 대역폭으로 송신될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 채널 본딩 모드에서 동기화 동작을 도시한다. 도 13에 도시된 동기화 동작 1300의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 대역폭 모드 구현 예는 큰 대역폭을 포함한 IEEE 802.11ad의 향후 확장을 위한 채널 본딩 모드에서 동기화를 위해 사용될 수 있다. 주기 TSTF1는 이러한 예에서 IEEE 802.11 ad 2.16 GHz 대역이 서브 대역으로서 고려될 수 있고, PS-A 1330a, 1330, 및 1330b 가 802.11 ad 프리앰블 시퀀스(128-길이 골레이 시퀀스)일 수 있음을 나타낸다. 즉, 주기 TSTF1은 IEEE 802.11 ad 프리앰블이다. STF 제2 프리앰블 시퀀스 동안 주기 TSTF2 는, 확대된 대역폭 모드에서 액세스 포인트가 새로운 시퀀스인, 바람직하게는 PS-A에 대한 낮은 교차 상관을 갖는 다른 128-길이 골레이 시퀀스인 PS-B 1335a, 및 1335b를 추가하여 PS-A를 확장하는 것을 보여준다. 즉, 주기 TSTF2는 채널 본딩을 위해 확장된 프리앰블에 대응한다. AP는 본딩될 채널의 수에 따라 PS-B 1335를 변경한다. 앞에서 도 9b와 관련하여 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, 전체 전력은 대역폭 변경을 수용하기 위해 일정하게 유지되어야 할 필요가 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷의 각 부분을 위한 다중 대역폭을 갖는 무선 LAN 시스템의 패킷을 도시한다. 도 14에 도시된 패킷 1400의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 발명의 실시 예를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다.
패킷 1400은 프리앰블, 헤더 및 페이로드를 포함하는 자기 완결적(self contained) 유닛이다. 패킷 1400은 프리앰블 1410, 헤더 1440 및 페이로드 1450을 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 프리앰블 1410은 데이터 페이로드보다 더 작은 대역폭에서 송신된다. 도 14에서, 블록의 수직 치수 또는 높이는 그 블록 내에서 정보가 송신될 때의 대역폭을 나타내고, 헤더 1440 및 페이로드 1450을 나타내는 블록은 프리앰블 1410을 나타내는 블록 1420-1422와 상이한 더 높은 높이를 가진다. 특히, 본 발명에 정의된 바와 같이, 제1 프리앰블 시퀀스 1420은 제2 프리앰블 시퀀스 1421보다 작은 대역폭 RBA(Reduced bandwidth A)을 전 채널 대역폭(FCB:Full Channel Bandwidth)으로서 포함하여, 서브 ADC들을 턴 오프함으로써 유휴 청취 동안에 전력을 절감시킬 수 있다.
프리앰블 1410 및 헤더 1440의 CEF 1422는 도 4의 CEF 422 및 헤더 440과 동일하거나 유사하다. 즉 제2 프리앰블 시퀀스 1421, CEF 1422 및 헤더 1440은 전 채널 대역폭에서 송신된다.
PPDU(Presentation Protocol Data Unit) 송신의 대역폭은 제1 프리앰블 시퀀스 1420의 감소된 대역폭과 헤더 1440의 전 채널 대역폭 사이에서 조정 가능하다. 감소된 프리앰블 1420은 유휴 청취 모드 동안에 ADC의 전력을 절감하기 위해 사용될 수 있다. AP 또는 STA는 기존의 시스템에 대한 하위 호환성을 위해 전 대역폭에서 채널 추정 필드(CEF) 1422 및 헤더 1440을 전송한다. 즉, 전 대역폭에서 헤더 1440을 송신함으로써, AP 또는 STA는 하위 호환성 패킷 송신을 실행한다. AP 또는 STA는 낮은 데이터율 또는 제어 정보(예: acknowledgments)를 위한 감소된 대역폭으로 페이로드를 송신한다. AP가 가변 대역폭 모드를 실행할 때, 서브 ADC들 중에 하나를 제외한 모든 ADC들(또는 예컨대 적어도 하나) 및 클라이언트 장치 수신기에서의 관련 회로는 전력 절감을 위해 턴 오프될 수 있다. AP는 페이로드 1450의 시작 위치 및 헤더 1440에서 페이로드 1450을 위해 사용된 대역폭 RBB(Reduced Bandwidth B로 도시됨)를 나타낼 수 있다. 기술적 이점으로서, 제1 프리앰블 시퀀스 1420을 위한 감소된 대역폭은 턴 온 또는 턴 오프되는 서브 ADC들의 수를 변경함으로써 페이로드 1450을 위한 대역폭과 동일하거나 상이할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 큰 대역폭 LAN 시스템을 위해 저전력 동기화를 가능하게 하기 위해 다중 대역폭 프리앰블을 실행하는 통신 과정을 도시한다. 도 15에 도시된 절차 1500의 실시예는 단지 설명을 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다.
도 15에 도시된 예시는 IEEE 802.11ad 표준 동작을 위해 구성된 하드웨어를 포함한 구현예에서와 같이 하위 호완성 모드에서 감소된 대역폭 동작을 확정하기 위해 AP 118과 STA 112 또는 클라이언트 장치 사이에서의 통신 교환을 나타낸다. 바꾸어 말하면, AP 118 및 STA 112는 큰 대역폭을 가지는 패킷 기반 통신 시스템에서 저전력 동기화를 위한 방법을 구현한다. 절차 1500에서, 프리앰블 또는 동기화 시퀀스의 대역폭은 동기화 동안에 변경되며, AP 118은 변경된 대역폭으로 송신하고 STA 112는 변경된 대역폭으로 수신한다. 동작 1505에서, AP 118은 전체의 전 채널 대역폭에서 비콘(beacon)을 송신하고, STA 112 수신기는 비콘을 수신한다. 동작 1510에서, STA 112는 채널을 추정하기 위해 비콘을 사용한다. 동작 1515에서, STA 112는 AP 118에 상향링크 통지를 송신한다. 상향링크 통지는 AP에 서브 ADC들을 이용하는 감소된 대역폭 지원과 같은 STA의 특정한 능력, 서브 ADC 대역폭, 수신된 채널 추정치에 기반하여 유휴 청취를 위해 사용될 선호 서브 대역, 및 애플리케이션 데이터율 요건을 나타낸다. 동작 1520에서, AP 118은 수신기 전력 소모를 줄이기 위해 감소된 대역폭 동작을 사용함을 결정한다. 특정한 경우에, AP 118은 가변적 대역폭 모드를 사용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 동작 1525에서, AP 118은 추후의 송신이 동작의 가변 대역폭 모드를 사용할 것이라는 것을 STA 112로 알리거나, 혹은 알려주는 통지를 송신한다. 동작 1530에서, AP 118은 가변 대역폭 모드에서 데이터 페이로드 전송 및 프리앰블을 송신한다.
도 16 및 도 17은 다양한 AP 하드웨어 구현예에 기반하여 가변 대역폭 모드를 구현하는 무선 통신 네트워크를 위한 절차를 도시한다. 도 16 및 도 17에 도시된 절차 1600 및 1700의 실시 예는 단지 설명을 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시 예들이 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, IEEE802.11ad 표준을 위해 구성된 하드웨어는 본 발명의 실시예에 따른 큰 대역폭 무선 LAN 시스템을 위한 저전력 동기화를 가능하게 하기 위한 다중 대역폭 프리앰블과 호환 가능하고 이러한 다중 대역폭 프리앰블을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 다중 서브 ADC들을 포함하여 구축된 IEEE802.11ad 호환 가능한 ADC들은 IEEE802.11ad뿐만 아니라 본 발명의 실시예에 따른 가변 대역폭 모드도 구현할 수 있다. 예컨대, 4개의 440 MHz 서브 ADC들은 1.76 GHz ADC를 구축하기 위해 사용될 수 있다. 32-길이 골레이 상관기는 128-길이 골레이 오로지 구현예에 비교하여 근소한 오버헤드를 가지며 구현될 수 있다.
도 16은 "그린필드 모드" AP 하드웨어 구현예에 기반하여 가변 대역폭 모드를 구현하는 무선 통신 네트워크 100을 위한 절차 1600을 도시한다. 특정한 하드웨어 구현 예로서, "그린필드 모드"는 모든 클라이언트 장치들(STA) 116 및 AP 102가 가변 대역폭 모드를 지원하는 경우이다. 장치 발견/연동 중에, AP 102는 모든 연관된 클라이언트 장치가 가변 대역폭 모드를 지원한다는 통지를 확인하거나, 혹은 통지를 수신한다. 즉, 발견 중에 IEEE802.11ad는 감소된 동작 범위를 갖는 빔 포밍된 시스템이므로, 그린필드 모드 발생 확률이 높다. AP는 AP가 가변 대역폭 모드로 프리앰블을 송신할 것이라는 메시지를 보낸다. 이에 대응하여, 클라이언트 장치는 서브 ADC들의 서브 집합(예컨대 하나를 제외한 모두)을 턴 오프시킨다. 예컨대, 감소된 대역폭 32-길이 프리앰블이 감소된 대역폭 유휴 청취 모드 중에 턴 온을 유지하도록 허용된 서브 ADC에 의해 검출될 때까지 서브 ADC들의 서브 집합을 턴 오프시킨다. AWGN을 위한 그린필드 모드에서 성능 손실이 없다.
장치 발견/연동 동안에, AP 102는 AP 102가 가변 대역폭 모드 송신, 즉 그린필드 모드를 구현한다는 것을 나타내는 능력 통지 1605를 STA 116으로 송신한다. 그린필드 모드 AP는 제1 프리앰블 시퀀스(STF 또는 STF1)를 송신하기 위해 감소된 대역폭을 이용하여 분할 프리앰블을 송신하도록 구성되며, 이로써 커버리지 영역 120 내의 STA들이 유휴 청취, 동기화 및 페이로드 중에 전력 소모를 감소하도록 돕는다. STA 116은 능력 통지 1605를 수신하기 위해 전 대역폭 유휴 청취 모드 1610을 이용한다.
AP 102는 능력 통지 1605를 전송한 후에 그린필드 모드 통지 1615를 송신한다. 그린필드 모드 통지 1610는 AP가 가변 대역폭 모드의 일부인 감소 대역폭 모드에서 프리앰블을 송신할 것이라는 것을 나타낸다. STA 116은 그린필드 통지 1615를 수신하기 위해 전 대역폭 유휴 청취 모드 1620을 이용한다.
AP 102는 그린필드 모드 통지 1615를 보낸 후에 하나 이상의 가변 대역폭 패킷 1625를 송신한다. STA 116은 제1 가변 대역폭 패킷 1625를 수신하기 위해 전 대역폭 유휴 청취 모드 1630을 이용한다. STA 116은 이후의 가변 대역폭 패킷을 수신하기 위해 감소 대역폭 유휴 청취 모드 1640을 이용한다. 일 예로, AP 102는 제1 서브 대역을 이용하여 분할 프리앰블의 서브 대역 부분을 송신하고, 이에 대응하여 STA 116은 제1 서브 대역을 이용하여 분할 프리앰블의 서브 대역 부분을 수신한다. AP 102는 서브 대역을 정의하는 파라미터들에 대한 고급 통지를 STA 116에게 제공할 수 있다. 이러한 파라미터들을 통해 분할 프리앰블의 서브 대역 부분이 송신될 것이다.
STA 116은 전 대역폭 부분 이후에 수반되는 서브 대역 부분을 포함하는 분할 프리앰블을 이용하여 AP에 가변 대역폭 패킷 1645를 송신한다. AP는 STA 116으로부터 가변 대역폭 패킷 1645를 수신하기 위해 감소 대역폭 유휴 청취 모드 1650를 이용한다.
도 17은 레거시 AP 하드웨어 구현에 기반하여 가변 대역폭 모드를 구현하는 무선 통신 네트워크 100을 위한 "호환성 모드" 절차 1700을 도시한다. 다른 특정한 하드웨어 구현 예시로서, "호환성 모드"는 클라이언트 장치들(STA) 116 중 적어도 일부는 가변 대역폭 모드를 지원하나 연관된 AP 1702는 가변 대역폭 모드를 지원하지 않는 경우이고, AP 1702는 가변 대역폭 모드를 지원하지 않는 레거시 클라이언트 장치들 1711과 연관될 수 있다. AP 1702는 IEEE802.11ad 모드를 송신한다. 즉 AP 1702는 프리앰블 410을 송신하는 것과 같이 전 대역폭을 이용하여 프리앰블 1705를 송신한다. 레거시 클라이언트 장치 1711은 전 대역폭 유휴 청취 모드 1710을 이용하여 전 대역폭 프리앰블 1705를 수신하고 전 대역폭 프리앰블 1725를 이용하여 AP 1702로 패킷을 송신한다. AP 1702는 전 대역폭 유휴 청취 모드 1730을 이용하여 레거시 STA 1711로부터 패킷을 수신한다. 그러나, 저 대역폭 모드를 지원하는 STA 116은 전 대역폭 프리앰블 1705를 검출하지 못할 수 있다. AP 1702는 이후의 전 대역폭 프리앰블 1715를 송신한다. 저 대역폭 모드를 지원하는 STA 116은 성능 저하를 포함한 가변 대역폭 모드에서 전 대역폭 프리앰블 1715를 검출할 수 있다. 성능 저하는 STA 116 내에서 턴 온된 서브 ADC가 오로지 서브 대역에서 신호들을 수신하고 결과적으로 전 대역에 걸쳐 전체 전력의 분율만을 캡쳐할 것이라는 사실로 인한 결과이다. 전 대역 골레이 상관기는 수신기에서 서브 대역 필터링된 시퀀스를 수신하기에 최적이 아니다. STA 116은 서브 대역 필터링된 128-길이 골레이 시퀀스에 정합하는 새로운 상관기 1720을 포함할 수 있다. 새로운 상관기는 실제이긴 하나, 이러한 새 상관기는 더 이상 2진 시퀀스가 아니며, 구현을 위한 가산기를 포함하는 128-길이 골레이 상관기보다 더 높은 복잡성을 필요로 한다. 이는 구현을 위한 곱셈기에 대한 필요를 나타낸다. 부가적으로, 호환성 모드에 있어서, 시간 인터리빙된 ADC들은 서브 대역에서 에일리어스(aliases)가 존재하지 않는 것을 보장하기 위해 더 필터링되는 것을 필요로 할 것이다. 주파수 인터리빙된 ADC는 더 필터링되는 것을 필요로 하지 않는다. 높은 SNR을 갖는 클라이언트 장치들은 이러한 호환성 모드를 이용할 수 있다.
전 대역폭 프리앰블 1715를 처리한 후에, STA 116은 전 대역폭 프리앰블 1735를 이용하여 AP 1702에 패킷을 송신할 수 있다. AP 1702는 전 대역폭 유휴 청취 모드 1740을 이용하여 STA 116으로부터 패킷을 수신한다.
특정한 하드웨어 구현 예로서, 가변 대역폭 모드를 이용하는 큰 대역폭 무선 LAN 시스템을 위한 저전력 동기화 기법을 구현하는 특정한 실시예들은, 이러한 기법이 AEC로 인하여 50% 전력 소모를 가정하는 유휴 청취에서 33% 전력 절감을 제공할 수 있는 반면, AWGN에서 저하가 없고, 페이딩 NLOS 회의실 시나리오에서 0.8 dB 손실을 가진다는 것을 보여주었다. 단일 서브 대역 AGC는 전체 대역을 위한 추정치를 제공하기 위해 충분하다는 것을 보여주었는데, 이러한 기법에서 상관 대역폭이 서브 대역보다 더 작기 때문이다. 감소된 대역폭에서 동작하는 단일 상관기는 복잡성을 더 낮추면서 타이밍 추정을 위해 충분하다. 이러한 기법에서 낮은 PAPR은 수신기에서 감소된 ADC 정밀도 및 송신기 PA 백오프와 같이 데이터를 위한 부가적 이점을 제공한다. 본 발명의 실시예들은 높은 SNR 장치를 위해 적합한 IEEE 802.11ad와 하위 호환성을 가지는 것을 나타낸다. 본 발명의 실시예들은 향후의 큰 대역폭 무선 LAN 시스템에서 저전력 동기화를 위해 조정 가능하다.
본 개시는 실시예와 함께 설명되었으나, 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 다양한 변경 및 수정이 제안될 수 있다. 본 개시는 그러한 변경 및 수정을 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 것으로서 포괄하는 것으로 의도한다.

Claims (28)

  1. 무선 통신 시스템에서 AP(access point)의 동작 방법에 있어서,
    단말(station)로부터 상기 단말의 서브 ADC(analog to digital converter)들에 대한 정보를 수신하는 과정과,
    상기 정보에 기반하여 프리앰블을 제1 송신 대역폭 및 제2 송신 대역폭으로 송신할 것을 결정하는 과정과,
    상기 프리앰블을 상기 제1 송신 대역폭 및 상기 제2 송신 대역폭으로 송신할 것을 알리는 정보를 송신하는 과정과,
    상기 프리앰블의 제1 부분을 상기 제1 송신 대역폭으로 송신하는 과정과,
    상기 프리앰블의 제2 부분을 상기 제2 송신 대역폭으로 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 송신 대역폭은, 상기 제2 송신 대역폭보다 작은 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 부분은, 상기 프리앰블에서 상기 제1 부분의 독립적 검출을 가능하게 하도록 구성된 프리앰블의 끝 마커를 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 부분을 송신하기 위한 전력 레벨을, 상기 제2 부분을 상기 제2 송신 대역폭을 이용하여 송신하기 위한 전력 레벨과 동일하게 조정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 부분은, 상기 제1 부분과 동기화되면서 서로 동기화되는 다중 서브 대역 프리앰블들을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리앰블의 상기 제1 부분을 송신하는 과정은,
    다중 서브 대역들에서 상기 제1 부분을 호핑하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 송신 대역폭은, 상기 단말의 상기 서브 ADC들의 제1 서브 집합을 통해 처리 가능한 대역폭을 포함하고,
    상기 제2 송신 대역폭은, 상기 단말의 상기 서브 ADC들의 제2 서브 집합을 통해 처리 가능한 대역폭을 포함하고,
    상기 제1 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수는, 상기 제2 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수보다 적은 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 송신 대역폭, 상기 프리앰블에서 상기 제1 부분의 위치, 및 상기 제1 부분의 호핑 패턴 중 적어도 하나를 나타내도록 구성된 비콘을 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 AP(access point)에 있어서,
    안테나;
    상기 안테나에 연결되는 처리 회로를 포함하며,
    상기 처리 회로는,
    단말(station)로부터 상기 단말의 서브 ADC(analog to digital converter)들에 대한 정보를 수신하고,
    상기 정보에 기반하여 프리앰블을 제1 송신 대역폭 및 제2 송신 대역폭으로 송신할 것을 결정하고,
    상기 프리앰블을 상기 제1 송신 대역폭 및 상기 제2 송신 대역폭으로 송신할 것을 알리는 정보를 송신하고,
    상기 프리앰블의 제1 부분을 상기 제1 송신 대역폭으로 송신하고,
    상기 프리앰블의 제2 부분을 상기 제2 송신 대역폭으로 송신하도록 제어하며,
    상기 제1 송신 대역폭은, 상기 제2 송신 대역폭보다 작은 AP.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 부분은, 상기 프리앰블에서 상기 제1 부분의 독립적 검출이 가능하도록 구성된 프리앰블 끝 마커를 포함하는 AP.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 처리 회로는, 상기 제1 부분을 송신하기 위한 전력 레벨을, 상기 제2 부분을 상기 제2 송신 대역폭을 이용하여 송신하기 위한 전력 레벨과 동일하게 조정하는 AP.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 부분은, 상기 프리앰블의 상기 제1 부분과 동기화되면서 서로 동기화되는 다중 서브 대역 프리앰블들을 포함하는 AP.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 처리 회로는, 상기 제1 송신 대역폭의 다중 서브 대역에서 상기 제1 부분을 호핑시키는 AP.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 송신 대역폭은, 상기 단말의 상기 서브 ADC들의 제1 서브 집합을 통해 처리 가능한 대역폭을 포함하고,
    상기 제2 송신 대역폭은, 상기 단말의 상기 서브 ADC들의 제2 서브 집합을 통해 처리 가능한 대역폭을 포함하고,
    상기 제1 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수는, 상기 제2 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수보다 적은 AP.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 처리 회로는, 상기 안테나를 통해, 상기 제1 송신 대역폭, 상기 프리앰블에서 상기 제1 부분의 위치 및 상기 제1 부분의 호핑 패턴 중에 하나 이상을 나타내도록 구성된 비콘을 송신하도록 제어하는 AP.
  15. 무선 통신 시스템의 단말에 있어서,
    안테나;
    서브 ADC(analog to digital converter)들;
    상기 안테나 및 상기 서브 ADC들에 연결되는 처리 회로를 포함하며,
    상기 처리 회로는,
    AP(access point)로 상기 서브 ADC들에 대한 정보를 송신하고,
    프리앰블을 제1 송신 대역폭 및 제2 송신 대역폭으로 송신할 것을 알리는 정보를 수신하고,
    상기 제1 송신 대역폭으로 송신된 상기 프리앰블의 제1 부분 및 상기 제2 송신 대역폭으로 송신된 상기 프리앰블의 제2 부분을 수신하도록 제어하며,
    상기 제1 송신 대역폭은, 상기 제2 송신 대역폭보다 작은 단말.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    유휴 청취 주기 동안에 상기 서브 ADC들의 제1 서브 집합을 턴 온하고,
    상기 턴 온된 제1 서브 집합을 이용하여 상기 제1 부분을 수신하고,
    상기 제1 부분의 수신 완료가 검출되면, 상기 서브 ADC들의 제2 서브 집합을 턴 온하며,
    상기 제1 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수는, 상기 제2 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수보다 적은 단말.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 처리 회로는, 상기 서브 ADC들 중 적어도 하나를 유휴, 대기 혹은 오프 상태에서 온 상태로 제1 시간 내에 스위칭하며,
    상기 제1 시간은, 샘플의 지속시간 또는 심볼의 지속시간 중 적어도 하나 내에 해당하는 시간을 포함하는 단말.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 처리 회로는, 상기 제1 부분에 포함된 프리앰블 끝 마커가 검출되면, 상기 서브 ADC들의 상기 제2 서브 집합을 턴 온하는 단말.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 처리 회로는, 다중 서브 대역들에서 호핑 패턴을 이용하여 상기 프리앰블의 상기 제1 부분을 청취하도록 제어하는 단말.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1 부분은, 상기 서브 ADC들의 제1 서브 집합을 이용하여 처리되고,
    상기 제2 부분은, 상기 서브 ADC들의 제2 서브 집합을 이용하여 처리되고,
    상기 제1 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수는, 상기 제2 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수보다 적은 단말.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    AP(access point)로 상기 단말의 서브 ADC(analog to digital converter)들에 대한 정보를 송신하는 과정과,
    프리앰블을 제1 송신 대역폭 및 제2 송신 대역폭으로 송신할 것을 알리는 정보를 수신하는 과정과,
    상기 제1 송신 대역폭으로 송신된 상기 프리앰블의 제1 부분 및 상기 제2 송신 대역폭으로 송신된 상기 프리앰블의 제2 부분을 수신하는 과정을 포함하며,
    상기 제1 송신 대역폭은, 상기 제2 송신 대역폭보다 작은 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 프리앰블의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 수신하는 과정은,
    유휴 청취 주기 동안에 상기 ADC들 중 제1 서브 집합을 턴 온시키는 과정과,
    상기 턴 온된 제1 서브 집합을 이용하여 상기 제1 부분을 수신하는 과정과,
    상기 제1 부분의 수신 완료가 검출되면, 상기 서브 ADC들 중 제2 서브 집합을 턴 온시키는 과정을 포함하며,
    상기 제1 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수는, 상기 제2 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수보다 적은 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 서브 ADC들 중 상기 제2 서브 집합을 턴 온시키는 과정은,
    상기 제1 부분에 포함된 프리앰블 끝 마커가 검출되면, 상기 서브 ADC들의 제2 서브 집합을 턴 온시키는 과정을 포함하는 방법.
  27. 청구항 25에 있어서,
    상기 턴 온된 제1 서브 집합을 이용하여 상기 제1 부분을 수신하는 과정은,
    다중 서브 대역들에서 호핑 패턴을 이용하여 상기 프리앰블의 상기 제1 부분을 청취하는 과정을 포함하는 방법.
  28. 청구항 24에 있어서,
    상기 제1 부분은, 상기 서브 ADC들의 제1 서브 집합을 이용하여 처리되고,
    상기 제2 부분은, 상기 서브 ADC들의 제2 서브 집합을 이용하여 처리되고,
    상기 제1 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수는, 상기 제2 서브 집합에 포함된 서브 ADC의 개수보다 적은 방법.
KR1020150045493A 2014-03-31 2015-03-31 대역폭이 큰 무선랜 시스템에서 저전력 동기화 방법 및 장치 KR102040828B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461973079P 2014-03-31 2014-03-31
US61/973,079 2014-03-31
US14/579,740 US10194388B2 (en) 2014-03-31 2014-12-22 Method and apparatus to enable low power synchronization for large bandwidth wireless LAN systems
US14/579,740 2014-12-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150113928A KR20150113928A (ko) 2015-10-08
KR102040828B1 true KR102040828B1 (ko) 2019-11-06

Family

ID=54192381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150045493A KR102040828B1 (ko) 2014-03-31 2015-03-31 대역폭이 큰 무선랜 시스템에서 저전력 동기화 방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10194388B2 (ko)
EP (1) EP3127268B1 (ko)
KR (1) KR102040828B1 (ko)
CN (1) CN106464482B (ko)
WO (1) WO2015152616A1 (ko)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9425836B2 (en) * 2012-12-20 2016-08-23 The University Of Western Ontario Asymmetrical transmitter-receiver system for short range communications
JP2017520201A (ja) * 2014-04-25 2017-07-20 ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミシガンＴｈｅ Ｒｅｇｅｎｔｓ Ｏｆ Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｍｉｃｈｉｇａｎ デジタル・ベースバンドが閾値付近である短距離ジグビー（ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））互換受信機
EP3002884B1 (en) * 2014-09-30 2018-04-18 Semtech Corporation Wireless communication method
US9596688B2 (en) 2015-01-09 2017-03-14 Intel IP Corporation Techniques for group-based spatial stream assignment signaling in 60 GHz wireless networks
US9998197B2 (en) * 2015-01-09 2018-06-12 Intel IP Corporation Signaling techniques to support downlink (DL) multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) in 60 GHz wireless networks
WO2016121911A1 (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 株式会社Ｎｔｔドコモ 無線基地局、ユーザ端末及び無線通信方法
MX366609B (es) * 2015-02-13 2019-07-16 Panasonic Ip Man Co Ltd Aparato de comunicacion inalambrica y metodo de comunicacion inalambrica.
US20160323890A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-03 Intel IP Corporation Apparatus, system and method of wireless communication according to a band plan and channelization
US20170013604A1 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 Qualcomm Incorporated Techniques for transmitting/receiving wireless local area network information
KR20170020001A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법
US10827735B2 (en) * 2015-09-19 2020-11-10 Vulture Systems, LLC Remotely detectable transportable game and fishing alarm system
US10284307B2 (en) * 2015-12-30 2019-05-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Radio frequency interconnect including calibration system and method of using
JP2019522931A (ja) * 2016-06-24 2019-08-15 クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 適応型非アクティビティタイムアウト管理
CN107645749B (zh) * 2016-07-21 2021-05-18 上海诺基亚贝尔股份有限公司 数据传输的方法和设备
JP7009373B2 (ja) * 2016-09-01 2022-01-25 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 送信装置および送信方法
DE102016220883A1 (de) * 2016-10-24 2018-04-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optimierte Kombination aus Präambel und Datenfeldern für Sensornetzwerke mit geringem Stromverbrauch auf Basis des Telegram Splitting Verfahrens
EP3522631B1 (en) * 2016-10-26 2022-09-07 Huawei Technologies Co., Ltd. Variable bandwidth-based communication method and device
WO2018084495A1 (ko) * 2016-11-02 2018-05-11 엘지전자 주식회사 무선 랜 시스템에서 웨이크 업 라디오 패킷을 송신 또는 수신하는 방법 및 이를 위한 장치
CN114938261A (zh) 2016-11-03 2022-08-23 瑞典爱立信有限公司 搜索空间的可变子带配置
WO2018084440A1 (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 엘지전자 주식회사 무선랜 시스템에서 웨이크업 패킷을 송신하는 방법 및 장치
US10631280B2 (en) * 2016-11-03 2020-04-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Variable subband configuration of search space
US11057830B2 (en) 2016-11-10 2021-07-06 Qualcomm Incorporated Media access control for wakeup radios
WO2019008915A1 (en) * 2017-07-06 2019-01-10 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America APPARATUS AND METHOD OF COMMUNICATION
WO2019027159A1 (ko) * 2017-08-03 2019-02-07 엘지전자 주식회사 무선 랜 시스템에서 프레임을 송신 또는 수신하는 방법 및 이를 위한 장치
US20200178177A1 (en) * 2017-08-10 2020-06-04 Lg Electronics Inc Method and device for transmitting or receiving wake-up packet in wireless lan system
EP3664394B1 (en) * 2017-08-29 2021-05-19 LG Electronics Inc. Method and device for transmitting or receiving frame in wireless lan system
CN109756928B (zh) * 2017-11-01 2022-03-04 展讯通信（上海）有限公司 无线局域网系统的数据发送方法及装置、存储介质、终端
HUE058109T2 (hu) 2017-11-09 2022-07-28 Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd Eljárás és berendezés vezeték nélküli eszközök képességein alapuló kommunikációhoz
US10757601B2 (en) 2017-12-13 2020-08-25 At&T Intellectual Property I, L.P. Physical layer procedures for user equipment in power saving mode
GB2571710A (en) * 2018-02-28 2019-09-11 Purelifi Ltd Receiver apparatus
CN110662282B (zh) * 2018-06-28 2021-10-15 普天信息技术有限公司 电力无线专网中控制终端是否使用同步帧的方法和装置
CN109039961A (zh) * 2018-07-16 2018-12-18 成都吉纬科技有限公司 用于高速环境下的车地通信方法
US11770740B2 (en) * 2019-07-02 2023-09-26 Cisco Technology, Inc. Automatic classification and enforcement of low-bandwidth internet of things (IoT) devices
CN111106834B (zh) * 2019-12-26 2021-02-12 普源精电科技股份有限公司 一种adc采样数据识别方法及系统、集成电路及解码装置
US20230116354A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 Qualcomm Incorporated Two-step random access channel procedure
CN114546905A (zh) * 2022-01-20 2022-05-27 广州广电五舟科技股份有限公司 一种多路cpu的通道同步控制方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060007908A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-12 Texas Instruments Incorporated Linearly independent preambles for MIMO channel estimation with backward compatibility

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1245811C (zh) * 2002-12-31 2006-03-15 北京信威通信技术股份有限公司 一种时分双工同步码分多址无线通信中信号上行同步方法
US7756002B2 (en) * 2003-01-30 2010-07-13 Texas Instruments Incorporated Time-frequency interleaved orthogonal frequency division multiplexing ultra wide band physical layer
US7869528B2 (en) * 2003-10-31 2011-01-11 Northrop Grumman Systems Corporation Multi-carrier transceiver assembly
US7539501B2 (en) * 2003-11-24 2009-05-26 Broadcom Corporation High data throughput wireless local area network receiver
US7277040B2 (en) * 2005-07-01 2007-10-02 Dsp Group Inc. Analog to digital converter with ping-pong architecture
US20070147226A1 (en) 2005-10-27 2007-06-28 Aamod Khandekar Method and apparatus for achieving flexible bandwidth using variable guard bands
JP4774953B2 (ja) * 2005-11-28 2011-09-21 株式会社日立製作所 時間インターリーブａｄ変換器
JP5284974B2 (ja) 2006-12-01 2013-09-11 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 時間周波数インターリーブ直交周波数分割多重システムでの性能の改善
US7551114B2 (en) * 2007-05-15 2009-06-23 Texas Instruments Incorporated Reducing power consumption in the early stages of a pipeline sub-ADC used in a time-interleaved ADC
JP5189828B2 (ja) * 2007-11-20 2013-04-24 株式会社日立製作所 アナログデジタル変換器チップおよびそれを用いたｒｆ−ｉｃチップ
JP4661887B2 (ja) 2008-03-05 2011-03-30 ソニー株式会社 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法、およびプログラム
KR100964378B1 (ko) * 2009-06-23 2010-06-25 한국전자통신연구원 디지털 수신기
US8144040B2 (en) * 2009-07-01 2012-03-27 Intersil Americas, Inc. Randomization of sample window in calibration of time-interleaved analog to digital converter
US8705604B2 (en) * 2010-12-08 2014-04-22 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for complex in-phase/quadrature polyphase nonlinear equalization
WO2012103363A1 (en) 2011-01-28 2012-08-02 Marvell World Trade Ltd. Physical layer frame format for long range wlan
US20120213214A1 (en) * 2011-02-18 2012-08-23 Qualcomm Incorporated Data transmission coexistence within television white space channels
US8625690B2 (en) * 2011-03-04 2014-01-07 Qualcomm Incorporated Systems and methods for wireless communication in sub gigahertz bands
US8861414B2 (en) 2011-04-08 2014-10-14 The Regents Of The University Of Michigan Reducing energy consumption in wireless devices
US8611483B2 (en) * 2011-06-03 2013-12-17 Maxlinear, Inc. Multi-layer time-interleaved analog-to-digital convertor (ADC)
EP3557830A1 (en) 2012-01-13 2019-10-23 Marvell World Trade Ltd. Data unit format for single user beamforming in long-range wireless local area networks (wlans)
US9313738B2 (en) 2012-06-11 2016-04-12 Broadcom Corporation Methods for efficient power management in 60 GHz devices
US8928507B2 (en) * 2012-07-06 2015-01-06 Maxlinear, Inc. Method and system for time interleaved analog-to-digital converter timing mismatch estimation and compensation
WO2014011862A2 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Maxlinear, Inc. Method and system for gain control for time-interleaved analog-to-digital convertor (adc)
US8823568B2 (en) * 2012-09-28 2014-09-02 Intel Corporation Methods and arrangements for high-speed digital-to-analog conversion
US9071262B1 (en) * 2014-01-24 2015-06-30 Applied Micro Circuits Corporation Calibration of high-speed interleaved arrays
US9698863B2 (en) * 2014-03-28 2017-07-04 Intel IP Corporation Methods and arrangements for spur estimation of a wireless communication packet

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060007908A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-12 Texas Instruments Incorporated Linearly independent preambles for MIMO channel estimation with backward compatibility

Also Published As

Publication number Publication date
US20150282068A1 (en) 2015-10-01
CN106464482B (zh) 2020-02-14
CN106464482A (zh) 2017-02-22
EP3127268B1 (en) 2020-05-06
EP3127268A4 (en) 2017-11-22
EP3127268A1 (en) 2017-02-08
WO2015152616A1 (en) 2015-10-08
US10194388B2 (en) 2019-01-29
KR20150113928A (ko) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102040828B1 (ko) 대역폭이 큰 무선랜 시스템에서 저전력 동기화 방법 및 장치
KR102090303B1 (ko) 밀리미터파 통신을 위한 하이-스루풋 빔포밍 mimo 수신기 및 방법
US8754800B2 (en) Methods and arrangements for high-speed analog-to-digital conversion
JP6581298B2 (ja) ターゲットデバイスからの信号を検出する際に電力消費を低減するためのシステムおよび方法
US20150296454A1 (en) Method for low-power communications in wireless local area network and apparatus for the same
US9154349B2 (en) Wireless transmitter for high mobility and high throughput and mode control method thereof
US10833738B2 (en) Detection scheme utilizing transmitter-supplied non-linearity data in the presence of transmitter non-linearity
KR20160141816A (ko) 액세스 포인트를 선택하기 위한 개선된 메커니즘을 위한 방법 및 장치
US10686585B2 (en) Methods and devices for broadcast channel decoding
KR20090040913A (ko) 무선 수신기 및 전력을 절감하는 방법
US11711684B2 (en) Method and apparatus for provisioning physical signals and channels in a wireless network
US20110007721A1 (en) Method for directional association
US9960946B2 (en) Methods and apparatus for low power operation utilizing multiple ADCs with different precisions
TW201633821A (zh) 用於同步訊框傳輸之方法及配置(二)
EP3202055B1 (en) Per stream and per antenna cyclic shift delay in uplink multi-user mimo
JP2018523938A (ja) 通信デバイスのカバレージを改善するための技法
KR102202691B1 (ko) 무선랜에서 저전력 통신 방법 및 장치
CN107787040B (zh) 用于频移检测的方法和设备
US11696178B2 (en) Apparatus and method for reducing overhead of signaling field in physical layer convergence protocol in wireless local area network system
US20220416735A1 (en) Methods and devices for increased efficiency in linear power amplifier
US8824450B2 (en) Synchronising a communications device
WO2018031583A1 (en) Method of heterogeneous brs transmission in nr
Rajagopal et al. Low power synchronization design for large bandwidth wireless LAN systems
US20240073792A1 (en) Transmitted basic service set identifier reassignment
KR20210099749A (ko) 무선 통신 시스템에서의 기지국으로의 접속을 위한 자동 이득 조정 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant