KR102157082B1 - 선택적 빔포밍을 이용한 프레임 전송 방법 및 상기 방법을 수행하는 통신 장치 - Google Patents

선택적 빔포밍을 이용한 프레임 전송 방법 및 상기 방법을 수행하는 통신 장치 Download PDF

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Abstract

선택적 빔포밍을 이용한 프레임 전송 방법 및 상기 방법을 수행하는 통신 장치가 개시된다. 개시된 통신 장치는 통신에 이용되는 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보에 따라 빔포밍 행렬을 결정하고, 빔포밍 행렬에 LTF 시퀀스를 매핑하고, 매핑된 LTF 시퀀스를 포함하는 BA-T를 전송하고, BA-T를 수신한 복수의 사용자 단말들로부터, BA-T의 수신 세기에 기초하여 생성된 피드백 정보를 수신하며, 피드백 정보에 따라 복수의 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 주파수 유닛을 할당하고, 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송할 수 있다. 이 때, BA-T의 수신 세기는 복수의 사용자 단말들 각각에서 복수의 주파수 유닛들별로 결정될 수 있다.

Description

선택적 빔포밍을 이용한 프레임 전송 방법 및 상기 방법을 수행하는 통신 장치{METHOD FOR TRANSMITTING FRAME USING SELECTIVE BEAMFORMING AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}
아래의 설명은 선택적 빔포밍을 이용한 프레임 전송 방법 및 상기 방법을 수행하는 통신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 통신 장치와 사용자 단말들 간의 채널 정보와 무관하게 결정된 빔포밍 행렬을 이용하여 프레임을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
근거리 통신망인 랜(LAN, Local Area Network)은 크게 유선랜과 무선랜(Wireless LAN; WLAN)으로 나누어진다. 무선랜은 케이블을 사용하지 않고 전파를 이용하여 네트워크 상에서 통신을 수행하는 방식이다. 무선랜의 등장은 케이블링으로 인한 설치, 유지보수, 이동의 어려움을 해소하기 위한 대안으로 대두되었으며, 이동 사용자의 증가로 인해 그 필요성이 점점 늘어나고 있는 추세이다.
무선랜 시스템은 액세스 포인트(Access Point; AP)와 사용자 단말(Station, STA)로 이루어진다. 액세스 포인트는 서비스 범위 이내에서 사용자 단말들이 인터넷에 접속하거나 네트워크를 이용할 수 있도록 전파를 전송하는 디바이스이다.
IEEE 802.11에서 정의한 무선랜 시스템의 기본 구성 블록은 기본 서비스 셋(Basic Service Set; BSS)이다. BSS의 종류에는 BSS 내에 있는 사용자 단말들이 서로 간에 직접 통신을 수행하는 독립 BSS(independent BSS), 사용자 단말이 BSS 내외의 사용자 단말과 통신을 수행하는 과정에서 액세스 포인트가 개입되는 인프라스트럭처 BSS(Infrastructure BSS) 및 서로 다른 BSS들을 연결함으로써 서비스 영역을 확장시키는 확장 서비스 셋(Extended Service Set) 등이 있다.
하나의 BSS에 포함된 사용자 단말들이 증가함에 따라 액세스 포인트와 사용자 단말들 간의 통신을 위한 피드백 오버헤드도 함께 증가하게 된다. 따라서, 액세스 포인트와 통신을 수행하는 사용자 단말들이 많은 상황에서 피드백 오버헤드를 효율적으로 저감시킬 수 있는 통신 방법이 요구된다.
본 발명은 사용자 단말이 통신 장치로부터 수신한 신호의 수신 세기를 피드백함으로써, 통신 장치의 송신 안테나 개수와 사용자 단말의 수신 안테나 개수에 따라 피드백 오버헤드가 증가하는 것을 방지하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 통신 장치와 복수의 사용자 단말들 간의 채널 정보와 무관하게 결정된 빔포밍 행렬을 이용하여 BF-T를 전송함으로써, 통신 장치와 사용자 단말 간의 피드백 오버헤드를 효과적으로 줄이는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 사용자 단말에서 채널 행렬을 이용하여 피드백 행렬이 생성되지 않고, 통신 장치에서 피드백 행렬에 따라 빔포밍 행렬을 결정하지 않음으로써, 사용자 단말에서 피드백 정보가 생성되는 프로세스 또는 통신 장치에서 빔포밍 행렬이 결정되는 프로세스의 복잡도를 효과적으로 감소시키는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 복수의 사용자 단말들과 통신을 수행하는 통신 장치의 프레임 전송 방법은 상기 통신에 이용되는 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보에 따라 빔포밍 행렬을 결정하는 단계; 상기 빔포밍 행렬에 LTF 시퀀스를 매핑하고, 상기 매핑된 LTF 시퀀스를 포함하는 BA-T를 전송하는 단계; 상기 BA-T를 수신한 복수의 사용자 단말들로부터, 상기 BA-T의 수신 세기에 기초하여 생성된 피드백 정보를 수신하는 단계; 및 상기 피드백 정보에 따라 복수의 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 주파수 유닛을 할당하고, 상기 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 BA-T의 수신 세기는, 상기 복수의 사용자 단말들 각각에서 상기 복수의 주파수 유닛들별로 결정될 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 빔포밍 행렬을 결정하는 단계는, 상기 통신 장치와 상기 복수의 사용자 단말들 간의 채널 정보와 무관하게 상기 빔포밍 행렬을 결정할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 BA-T의 수신 세기는, 상기 복수의 주파수 유닛들에서 상기 BA-T의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 MSC(Modulation and Coding Scheme)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송하는 단계는, 피드백 정보를 통해 복수의 주파수 유닛들 중에서 수신 세기가 미리 설정된 임계 세기보다 높은 적어도 하나의 주파수 유닛을 확인하고, 상기 확인된 적어도 하나의 주파수 유닛을 해당 피드백 정보에 대응하는 데이터 프레임에 할당할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송하는 단계는, 상기 할당된 주파수 유닛에 대응하는 적어도 하나의 부반송파에 데이터를 매핑하고 상기 매핑된 데이터를 상기 할당된 주파수 유닛에 따른 빔포밍 행렬에 매핑함으로써, 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송하는 단계는, 상기 복수의 사용자 단말들에 할당된 주파수 유닛에 대한 제1 할당 정보를 빔포밍되지 않은 상태로 데이터 프레임에 포함시켜 상기 복수의 사용자 단말들로 전송할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 제1 할당 정보는, 데이터 프레임별로 할당된 주파수 유닛에 대한 정보를 순차적으로 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 제1 할당 정보는, 주파수 유닛별로 할당된 데이터 프레임에 대한 정보를 순차적으로 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송하는 단계는, 데이터 프레임을 수신하는 타겟 사용자 단말에 할당된 주파수 유닛에 대한 제2 할당 정보를 빔포밍된 상태로 데이터 프레임에 포함시켜 상기 타겟 사용자 단말로 전송할 수 있다.
일실시예에 따른 프레임 전송 방법에서 상기 주파수 유닛은, 동일한 빔포밍 행렬이 적용되는 적어도 하나의 부반송파에 대응할 수 있다.
일실시예에 따른 통신 장치는 복수의 사용자 단말들과 통신을 수행하는 통신부; 및 상기 통신부를 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신에 이용되는 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보에 따라 빔포밍 행렬을 결정하고, 상기 빔포밍 행렬에 LTF 시퀀스를 매핑하고, 상기 매핑된 LTF 시퀀스를 포함하는 BA-T를 전송하고, 상기 BA-T를 수신한 복수의 사용자 단말들로부터, 상기 BA-T의 수신 세기에 기초하여 생성된 피드백 정보를 수신하며, 상기 피드백 정보에 따라 복수의 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 주파수 유닛을 할당하고, 상기 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송하고, 상기 BA-T의 수신 세기는, 상기 복수의 사용자 단말들 각각에서 상기 복수의 주파수 유닛들별로 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자 단말이 통신 장치로부터 수신한 신호의 수신 세기를 피드백함으로써, 통신 장치의 송신 안테나 개수와 사용자 단말의 수신 안테나 개수에 따라 피드백 오버헤드가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 통신 장치와 복수의 사용자 단말들 간의 채널 정보와 무관하게 결정된 빔포밍 행렬을 이용하여 BF-T를 전송함으로써, 통신 장치와 사용자 단말 간의 피드백 오버헤드를 효과적으로 줄일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자 단말에서 채널 행렬을 이용하여 피드백 행렬이 생성되지 않고, 통신 장치에서 피드백 행렬에 따라 빔포밍 행렬을 결정하지 않음으로써, 사용자 단말에서 피드백 정보가 생성되는 프로세스 또는 통신 장치에서 빔포밍 행렬이 결정되는 프로세스의 복잡도를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따라 BSS 내에 복수의 사용자 단말이 포함된 통신 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라 명시적 피드백 방식에 따라 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따라 통신 장치에서 전송되는 PPDU 구조의 BF-T의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 통신 장치에서 BF-T의 HEW Training Field가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라 사용자 단말에서 BF-T의 HEW Training Field가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 일실시예에 따라 통신 장치에서 전송되는 PPDU 구조의 데이터 프레임의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 일실시예에 따라 사용자 단말에 할당된 주파수 유닛의 예시를 나타낸 도면이다.
도 9는 일실시예에 따라 통신 장치에서 HEW-SIG-A가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일실시예에 따라 사용자 단말에서 HEW-SIG-A가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따라 통신 장치에서 HEW-SIG-B가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일실시예에 따라 사용자 단말에서 HEW-SIG-B가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일실시예에 따라 통신 장치에서 HEW-Data가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일실시예에 따라 사용자 단말에서 HEW-Data가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 일실시예에 따라 암시적 피드백 방식에 따른 통신 방식을 나타낸 도면이다.
도 16은 일실시예에 따라 통신 장치와 사용자 단말 간에 이루어지는 통신을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 실시예의 범위가 본문에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 공지된 기능 및 구조는 생략하도록 한다.
도 1은 일실시예에 따라 BSS 내에 복수의 사용자 단말이 포함된 통신 환경을 나타낸 도면이다.
무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함할 수 있다. 기본 서비스 세트는 액세스 포인트(Access Point; AP) 및 하나 이상의 사용자 단말들로 구성될 수 있다.
액세스 포인트는 해당 액세스 포인트에게 결합된(associated) 사용자 단말을 위하여 무선 매체를 경유하여 분산 시스템(Distribution System)에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. 액세스 포인트는 다운링크(downlink) 상에서 임의의 정해진 순간에 하나 이상의 사용자 단말(120-1, 120-2, ..., 120-N)과 통신할 수 있다.
다운링크는 액세스 포인트로부터 사용자 단말들로의 통신 링크이고, 업링크는 사용자 단말들로부터 액세스 포인트로의 통신 링크이다.
예를 들어, 액세스 포인트는 중앙 제어기(central controller), 기지국(Base Station, BS), 노드-B, 또는 BTS(Base Transceiver System) 등의 다른 명칭으로도 지칭될 수 있고, 이들로서 구현될 수 있다.
사용자 단말은 이동 단말(mobile terminal), 무선 기기(wireless device), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장비(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 또는 단순히 사용자(User) 등의 다른 명칭으로도 지칭될 수 있고, 이들로서 구현될 수 있다.
액세스 포인트는 자신과 결합(association)되어 있는 복수의 사용자 단말들 중 적어도 하나 이상의 사용자 단말을 포함하는 사용자 단말 그룹에게 데이터를 동시에 전송할 수 있다. 여기에서, 동시는 시간적으로 동일한 것 또는 기설정된 오차 범위 내를 의미할 수 있다.
무선랜 시스템은 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(Multi-User Multi-Input Multi-Output; MU-MIMO) 통신을 지원한다. MU-MIMO 통신 시스템에서는, 액세스 포인트가 다중 안테나를 이용하여 여러 개의 공간 스트림을 복수의 사용자 단말들로 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트가 여러 개의 송신 안테나를 사용하는 경우, 액세스 포인트는 전송 성능을 개선하기 위하여 빔포밍(beamforming) 기술을 이용하여 사용자 단말들에 데이터 프레임을 전송할 수도 있다. 액세스 포인트는 통신 장치로 지칭될 수 있으며, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 액세스 포인트와 통신 장치를 혼용하여 본 발명을 설명할 수 있다.
도 1에 도시된 무선랜 시스템의 무선 전송 환경은 하나의 통신 장치(110)에 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 구성되는 기본 서비스 세트(100)을 나타낸다. 통신 장치(110)는 빔포밍 기술을 이용하여 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
통신 장치(110)와 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N) 간의 통신에 이용되는 주파수 대역은 복수의 부반송파들(plurality of subcarriers)로 구성될 수 있다. 통신 장치(110)는 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류할 수 있으며, 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로부터 피드백된 정보에 기초하여 선택적으로 복수의 주파수 유닛을 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 할당한다. 통신 장치(110)는 선택적으로 할당된 주파수 유닛을 이용하여 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 데이터 프레임들을 전송한다.
이 때, 통신 장치(110)는 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)과의 채널 정보와 무관하게 빔포밍 행렬을 결정하고, 결정된 빔포밍 행렬을 이용하여 트레이닝 프레임들을 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 전송한다. 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N) 각각은 수신된 트레이닝 프레임의 수신 세기에 기초하여 피드백 신호를 생성하여 통신 장치(110)로 피드백한다. 통신 장치(110)는 피드백 정보에 기초하여 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 주파수 유닛을 할당하고, 할당된 주파수 유닛을 이용하여 복수의 사용자 단말들(120-1, 120-2, ..., 120-N)로 데이터 프레임들을 전송할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따라 명시적 피드백 방식에 따라 통신을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따라 통신 장치와 사용자 단말들은 명시적 피드백(Explicit Feedback) 방식에 따라 PPDU(PHY Protocol Data Unit) 구조의 프레임들을 주고받음으로써 통신을 수행할 수 있다.
통신 장치는 사용자 단말들로 피드백을 위한 정보를 포함하는 BF-A(BeamForming Announcement)를 전송한다. 예를 들어, 통신 장치는 (i) 피드백 정보가 요구되는 사용자 단말들에 대한 정보(예컨대, 사용자 단말 리스트) 및 (ii) 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보를 포함하는 BF-A를 사용자 단말들로 전송할 수 있다. 여기서, 복수의 부반송파들은 통신 장치와 사용자 단말들 간의 통신에 이용되는 주파수 대역을 구성할 수 있다.
통신 장치는 사용자 단말들로 다중 안테나 채널 추정을 위한 BF-T(BeamForming Training)을 전송한다. BF-T는 빔포밍되지 않은 상태로 전송되는 Pre-HEW(High Efficiency WLAN) modulated Field와 빔포밍된 상태로 전송되는 HEW Modulated Field를 포함한다. 통신 장치는 분류 정보에 따라 빔포밍 행렬을 결정하고, 결정된 빔포밍 행렬을 HEW Modulated Field에 매핑하여 BF-T를 전송한다.
사용자 단말들 각각은 BF-T의 수신 세기를 복수의 주파수 유닛별로 결정한다. 사용자 단말은 분류 정보에 기초하여 복수의 부반송파에 분류된 복수의 주파수 유닛을 확인할 수 있다. 사용자 단말은 BA-T의 수신 세기에 기초하여 피드백 정보를 결정하고, 피드백 정보를 포함하는 HEW-FBInfo(High Efficiency WLAN-FeedBack Information)을 순차적으로 통신 장치로 전송할 수 있다.
채널정보 교환구간과 데이터 전송구간이 동일한 TxOP(Transmit Opportunity)에 해당하지 않는 경우, 통신 장치는 사용자 단말들로 RTS(Request to Send)를 전송하고, RTS에 응답하여 사용자 단말들로부터 CTS(Clear to Send)를 수신할 수 있다. 그리고, 통신 장치는 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임(DATA1~DATA3)을 전송할 수 있다. 데이터 프레임을 수신한 사용자 단말들은 BA(Block Ack)를 전송할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따라 통신 장치에서 전송되는 PPDU 구조의 BF-T의 예시를 나타낸 도면이다.
PPDU 구조의 BF-T는 크게 빔포밍되지 않은 상태로 전송되는 Pre-HEW Modulated Field와 빔포밍된 상태로 전송되는 HEW Modulated Field로 구분된다. Pre-HEW Modulated Field는 802.11a/n/ac을 통해 통신을 수행하는 사용자 단말에서 수신이 가능하도록 빔포밍되지 않은 상태로 전송되는 부분을 나타낼 수 있다. HEW Modulated Field는 BF-T를 수신하는 사용자 단말에 따른 빔포밍 행렬이 적용되어 전송되는 부분을 나타낼 수 있다.
Pre-HEW Modulated Field는 Legacy Training Field, Legacy SIG Field(Legacy Signal Field) 및 HEW SIG Field 1을 포함한다. Legacy Training Field 및 Legacy SIG Field는 NON_HT 포맷을 수신할 수 있는 레거시 사용자 단말(Legacy STA)을 위한 정보를 포함할 수 있다. HEW SIG Field 1은 HEW Training Field에 포함된 LTF(Long Training Field)의 구성에 대한 정보와 BF-A에 포함된 주파수 유닛에 대한 분류 정보를 포함할 수 있다.
HEW Modulated Field는 HEW Training Field 및 HEW SIG Field 2를 포함한다. HEW Training Field는 (i) STF(Short Training Field)와 (ii) 하나 이상의 LTF로 구성되는 LTF 시퀀스를 포함할 수 있다. STF는 사용자 단말의 AGC(Automatic Gain Control), 신호 검출 등을 위한 정보를 포함하고, LTF는 사용자 단말의 채널 추정, 주파수 오차 추정 등을 위한 정보를 포함할 수 있다.
HEW Training Field가 전송되는 과정에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
도 4는 일실시예에 따라 통신 장치에서 BF-T의 HEW Training Field가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
LTF Sequence Generator(410)는 BF-T를 전송하기 위한 대역폭에 따라 미리 정해진 LTF 시퀀스를 생성할 수 있다. LTF 시퀀스는 하나 이상의 LTF로 구성될 수 있다. LTF Mapper(420)는 LTF 시퀀스를 심볼 개수과 송신 스트림 개수 Nsts(Number of Space Time Stream)에 따라 결정된 매핑 코드에 매핑함으로써 LTF 시퀀스를 통신 장치의 송신 안테나에 따른 스트림별로 출력할 수 있다. 송신 안테나에 따른 스트림별로 출력된 LTF 시퀀스는 CSD(Cyclic Shift Delay)이 적용되어 Spatial Mapper(450)로 전달될 수 있다.
통신 장치와 사용자 단말들 간의 통신에 사용되는 V개의 부반송파들은 M개의 주파수 유닛들로 분류될 수 있다. 이 때, Beamforming Matrix Generator(440)는 V개의 부반송파들을 M개의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보에 따라 빔포밍 행렬 Wm을 결정할 수 있다. 구체적으로, Beamforming Matrix Generator(440)는 동일한 주파수 유닛에 해당하는 부반송파들에 적용되는 빔포밍 행렬을 동일하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 부반송파 0 내지 부반송파 3은 동일한 주파수 유닛 0으로 결정될 수 있고, 따라서 동일한 빔포밍 행렬 W0가 적용될 수 있다. 결과적으로, Beamforming Matrix Generator(440)는 통신 장치와 사용자 단말들 간의 채널 정보와 무관하게 빔포밍 행렬을 결정할 수 있다.
Spatial Mapper(450)는 CSD(430)로부터 전달받은 LTF 시퀀스를 Beamforming Matrix Generator(440)에서 결정된 빔포밍 행렬에 매핑할 수 있다. 빔포밍 행렬이 매핑된 LTF 시퀀스는 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)(460)이 적용되고, GI(Guard Interval) 추가/윈도윙(Windowing) 처리(470)되며, D/A(Digital to Analog) 변환(480)되어 RF(Radio Frequency)를 통해 사용자 단말로 전송될 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라 사용자 단말에서 BF-T의 HEW Training Field가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
사용자 단말에 수신된 신호(예컨대, HEW Training Field에 포함된 LTF 시퀀스)는 A/D(Analog to Digital) 변환(510)되어, GI(520)가 제거되고, DFT(Discrete Fourier Transform)(530)이 적용되어 LTF Demapper(540)로 전달될 수 있다.
LTF Demapper(540)는 통신 장치의 송신 안테나에 따른 스트림별로 입력된 LTF 시퀀스를 LTF 디매핑할 수 있다. LTF Estimator(550)는 LTF 디매핑된 LTF 시퀀스를 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
Signal Strength Calculator(560)는 채널 추정을 이용하여 BA-T의 수신 세기를 계산한다. Signal Strength Calculator(560)는 BA-T의 수신 세기를 복수의 주파수 유닛별로 결정할 수 있다. Signal Strength Calculator(560)는 통신 장치로부터 수신된 송신 스트림마다 BA-T의 수신 세기를 결정할 수도 있다.
Signal Strength Calculator(560)는 BA-T의 수신 세기로서 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio), SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 MCS(Modulation and Coding Scheme)를 계산할 수 있다. 예를 들어, BA-T의 수신 세기로서 SINR이 계산되는 경우, Signal Strength Calculator(560)은 복수의 주파수 유닛별로 BA-T의 SINR, SNR 또는 MCS를 계산할 수 있다.
Feedback Information generator(570)는 Signal Strength Calculator(560)에서 결정된 BA-T의 수신 세기에 기초하여 피드백 정보를 생성할 수 있다. 생성된 피드백 정보는 HEW-FBInfo에 포함되어 통신 장치로 전송될 수 있다.
도 6 및 도 7은 일실시예에 따라 통신 장치에서 전송되는 PPDU 구조의 데이터 프레임의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 PPDU 구조의 데이터 프레임은 크게 빔포밍되지 않는 상태로 전송되는 Pre-HEW Modulated Field와 빔포밍된 상태로 전송되는 HEW Modulated Field로 구분된다. Pre-HEW Modulated Field는 802.11a/n/ac을 통해 통신을 수행하는 사용자 단말에서 수신이 가능하도록 빔포밍되지 않은 상태로 전송되는 부분을 나타낼 수 있다. HEW Modulated Field는 데이터 프레임을 수신하는 사용자 단말에 따른 빔포밍 행렬이 적용되어 전송되는 부분을 나타낼 수 있다.
일례로, 도 6에 도시된 데이터 프레임은 도 7에 도시된 HEW PPDU 구조의 데이터 프레임으로 나타낼 수 있다. 도 6에서 Legacy SIG Field는 도 7에서 L-SIG(Legacy Signal Field)에 해당하고, 도 6에서 HEW SIG Field 1은 도 7에서 HEW-SIG-A(High Efficiency WLAN-Signal Field-A)에 해당하고, 도 6에서 HEW SIG Field 2는 도 7에서 HEW-SIG-B(High Efficiency WLAN-Singal Field-B)에 해당할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따라 사용자 단말에 할당된 주파수 유닛의 예시를 나타낸 도면이다.
통신 장치는 사용자 단말들로부터 수신한 HEW-FBInfo에 포함된 피드백 정보에 기초하여 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 주파수 유닛을 할당할 수 있다.
통신 장치는 피드백 정보를 이용하여 복수의 주파수 유닛들 중에서 수신 세기가 강한 주파수 유닛을 데이터 프레임별로 확인하고 해당 데이터 프레임에 할당할 수 있다. 따라서, 동일한 사용자 단말에 둘 이상의 데이터 프레임들이 전송되는 경우라도, 통신 장치는 복수의 주파수 유닛들 중에서 상대적으로 수신 세기가 강한 주파수 유닛을 데이터 프레임별로 확인하고, 서로 다른 주파수 유닛들을 데이터 프레임들에 할당할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치는 복수의 유닛들 중에서 수신 세기가 미리 설정된 임계 세기보다 높은 적어도 하나의 주파수 유닛을 복수의 주파수 유닛들 중에서 상대적으로 수신 세기가 강한 주파수 유닛으로 결정할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따라 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛을 도시한다. 도 8은 통신 장치가 2개의 사용자 단말들에 3개의 데이터 프레임들을 전송하는 경우에 할당된 주파수 유닛을 나타내고 아래의 표 1과 같이 표시할 수 있다.
데이터 프레임 주파수 유닛 인덱스
데이터 프레임 1 0, 2, 7, 8, 10, 11, 14, 15
데이터 프레임 2-1 3, 4, 9, 7, 13
데이터 프레임 2-2 1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 11
표 1에서 데이터 프레임 1은 사용자 단말 1로 전송되는 데이터 프레임을 나타내고, 데이터 프레임 2-1은 사용자 단말 2로 전송되는 첫 번째 데이터 프레임을 나타내며, 데이터 프레임 2-2는 사용자 단말 2로 전송되는 두 번째 데이터 프레임을 나타낸다. 표 1에 도시된 바와 같이, 통신 장치는 피드백 정보에 기초하여 동일한 주파수 유닛을 서로 다른 데이터 프레임들에 할당할 수도 있다.
일례로, 통신 장치는 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보를 아래의 표 2와 같이 데이터 프레임별로 결정할 수 있다.
데이터 프레임 주파수 유닛에 대한 할당 정보
데이터 프레임 1 1010_0001_1011_0011
데이터 프레임 2-1 0001_1001_0100_0100
데이터 프레임 2-2 0110_1110_0111_0000
표 2의 할당 정보에서 "1"은 해당 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛을 나타내고, "0"은 해당 데이터 프레임에 할당되지 않은 주파수 유닛을 나타낸다.
예를 들어, 데이터 프레임 1의 할당 정보는 {1010_0001_1011_0011}를 포함할 수 있다. 할당 정보의 첫 번째 비트값인 "1"은 첫 번째 주파수 유닛인 주파수 유닛 0이 데이터 프레임 1에 할당되었음을 나타내고, 두 번째 비트값인 "0"은 주파수 유닛 1이 데이터 프레임 1에 할당되지 않았음을 나타낼 수 있다.
마찬가지로, 데이터 프레임 2-1의 할당 정보는 {0001_1001_0100_0100}를 포함하고, 데이터 프레임 2-2의 할당 정보는 {0110_1110_0111_0000}를 포함할 수 있다.
다른 일례로, 통신 장치는 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보를 주파수 유닛별로 결정할 수도 있다. 도 8에 따른 할당 정보를 주파수 유닛별로 나타내는 경우, 할당 정보는 {100_001_101_010_011_001_001_110_100_011_101_101_000_010_100_100}를 포함할 수 있다.
또 다른 일례로, 통신 장치는 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보를 사용자 단말별로 결정할 수도 있다. 다시 말해, 특정 사용자 단말에 복수의 송신 스트림들을 통해 데이터 프레임들이 전송되는 경우, 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보들은 조합될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 따른 할당 정보를 사용자 단말별로 나타내는 경우, 사용자 단말 1의 할당 정보는 {1010_0001_1011_0011}를 포함하고, 사용자 단말 2의 할당 정보는 {0111_1111_0111_0100}를 포함할 수 있다.
할당 정보가 데이터 프레임별로 결정되거나, 주파수 유닛별로 결정되거나 또는 사용자 단말별로 결정되는 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이러한 설명이 통신 장치에 의해 결정되는 할당 정보의 실시예를 제한하거나 한정하지 않는다. 상술된 방법 이외에도, 통신 장치는 다양한 방법을 이용하여 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보를 결정할 수 있다.
통신 장치는 할당 정보를 사용자 단말로 전송할 수 있다. 일례로, 통신 장치는 Pre-HEW modulated field의 HEW-SIG-A에 할당 정보를 포함시켜 사용자 단말로 전송할 수 있다. 다른 일례로, 통신 장치는 HEW modulated field의 HEW-SIG-B에 할당 정보를 포함시켜 사용자 단말로 전송할 수 있다. 할당 정보가 통신 장치로부터 사용자 단말로 전송되는 과정에 대해서는 도 9 내지 도 12을 참조하여 후술한다.
도 9는 일실시예에 따라 통신 장치에서 HEW-SIG-A가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따른 통신 장치는 할당 정보를 Pre-HEW modulated field의 HEW-SIG-A에 포함시켜 사용자 단말로 전송할 수 있다. 이 때, 할당 정보는 데이터 프레임 별로 나타낸 정보이거나, 주파수 유닛별로 나타낸 정보이거나 또는 사용자 단말별로 나타낸 정보일 수 있다. HEW-SIG-A에 포함되는 할당 정보는 통신 장치에서 전송되는 데이터 프레임들에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 통신 장치에서 HEW-SIG-A Generator(910)는 할당 정보를 포함하는 HEW-SIG-A를 생성할 수 있다.
Channel Encoder(920)는 HEW-SIG-A에 대해 채널 인코딩을 수행할 수 있다. Interleaver(930)는 채널 인코딩된 HEW-SIG-A를 인터리빙할 수 있다. Constellation Mapper(940)는 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, 128QAM, 256QAM, 512QAM, 1024QAM 등의 다양한 변조 방식을 이용하여 인터리빙된 HEW-SIG-A를 변조할 수 있다. 변조된 HEW-SIG-A는 IDFT(950)이 적용되고, CSD(960)가 적용되고, GI 추가/윈도윙 처리(970)되며, D/A 변환(980)되어 RF를 통해 사용자 단말로 전송될 수 있다.
도 10은 일실시예에 따라 사용자 단말에서 HEW-SIG-A가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
사용자 단말에 수신된 HEW-SIG-A는 A/D 변환(1010)되어, GI가 제거(1020)되고, DFT(1030)이 적용되어 Channel Estimator and Detector(1040)로 전달될 수 있다.
Channel Estimator and Detector(1040)는 LTF을 이용하여 채널 추정을 하고 신호를 검출할 수 있다. 만약 사용자 단말에 복수의 수신 안테나가 있는 경우, Channel Estimator and Detector(1040)는 검출된 신호들을 결합(combine)할 수도 있다.
Deinterleaver(1050)는 검출된 신호들을 디인터리빙할 수 있다. Channel Decoder(1060)는 디인터리빙된 신호를 채널 디코딩할 수 있다. HEW-SIG-A Detector(1070)는 채널 디코딩된 신호를 이용하여 통신 장치로부터 전송된 HEW-SIG-A에 포함된 할당 정보를 결정할 수 있다.
사용자 단말은 할당 정보에 기초하여 통신 장치로부터 수신한 HEW-SIG-B와 HEW-data를 복조할 수 있다.
도 11은 일실시예에 따라 통신 장치에서 HEW-SIG-B가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따른 통신 장치는 할당 정보를 HEW modulated field의 HEW-SIG-B에 포함시켜 사용자 단말로 전송할 수 있다. 이 때, HEW modulated field에 포함된 HEW-SIG-B는 사용자 단말별로 서로 다른 정보를 포함할 수 있다. HEW-SIG-B에 포함되는 할당 정보는 HEW modulated field을 수신하는 특정 사용자 단말에 대응하는 할당 정보를 포함할 수 있다.
도 11에서는 복수의 사용자 단말들 중 어느 하나의 사용자 단말에 대응하는 HEW-SIG-B가 전송되는 과정을 중심으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 다른 사용자 단말에 대응하는 HEW-SIG-B의 전송에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
구체적으로, 통신 장치에서 HEW-SIG-B Generator(1100)는 사용자 단말 1(STA 1)에 대응하는 HEW-SIG-B를 생성할 수 있다. HEW-SIG-B Generator(1100)에서 생성된 HEW-SIG-B는 사용자 단말 1(STA 1)이 수신하는 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛에 대한 할당 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 8과 같이 주파수 유닛들이 할당된 경우를 가정하면, HEW-SIG-B Generator(1100)은 {1010_0001_1011_0011}의 할당 정보를 포함하는 HEW-SIG-B를 생성할 수 있다. 그리고, 다른 HEW-SIG-B Generator는 사용자 단말 2에 대응하는 HEW-SIG-B를 생성할 수 있는데, 구체적으로, {0001_1001_0100_0100}, {0110_1110_0111_0000}의 할당 정보를 포함하는 HEW-SIG-B를 생성할 수 있다. 여기서, {0001_1001_0100_0100}는 사용자 단말 2에 전송되는 데이터 프레임 2-1에 할당된 주파수 유닛을 의미하고, {0110_1110_0111_0000}는 사용자 단말 2에 전송되는 데이터 프레임 2-2에 할당된 주파수 유닛을 의미할 수 있다.
Channel Encoder(1110)는 HEW-SIG-B에 대해 채널 인코딩을 수행할 수 있다. Interleaver(1120)는 채널 인코딩된 HEW-SIG-B를 인터리빙할 수 있다. Constellation Mapper(1130)는 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, 512QAM, 1024QAM 등의 다양한 변조 방식을 이용하여 인터리빙된 HEW-SIG-B를 변조할 수 있다. 변조된 HEW-SIG-B는 CSD(1140)가 적용되어 Spatial Mapper(1160)로 전달될 수 있다.
Beamforming Matrix Generator(1150)는 할당 정보에 따라 빔포밍 행렬을 생성할 수 있다. 예를 들어, Beamforming Matrix Generator(1150)는 복수의 주파수 유닛들에 대응하는 복수의 빔포밍 행렬들을 포함할 수 있다. Beamforming Matrix Generator(1150)는 HEW-SIG-B를 포함하는 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛을 확인하고, 복수의 빔포밍 행렬들 중에서 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛에 대응하는 빔포밍 행렬을 선택할 수 있다.
Spatial Mapper(1160)는 CSD(430)로부터 전달받은 HEW-SIG-B를 Beamforming Matrix Generator(1150)에서 결정된 빔포밍 행렬에 매핑할 수 있다. 이 때, Spatial Mapper(1160)는 HEW-SIG-B를 해당 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛의 빔포밍 행렬에 매핑할 수 있다.
빔포밍 행렬이 매핑된 HEW-SIG-B는 IDFT(1170)이 적용되고, GI 추가/윈도윙 처리(1180)되며, D/A(1190) 변환되어 RF를 통해 사용자 단말로 전송될 수 있다.
도 12는 일실시예에 따라 사용자 단말에서 HEW-SIG-B가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
사용자 단말에 수신된 HEW-SIG-B는 A/D 변환(1210)되어, GI가 제거(1220)되고, DFT(1230)이 적용되어 Channel Estimator and Detector(1240)로 전달될 수 있다.
Channel Estimator and Detector(1240)는 LTF을 이용하여 채널 추정을 하고 HEW-SIG-B를 검출할 수 있다. Deinterleaver(1250)는 검출된 HEW-SIG-B을 디인터리빙할 수 있다. 구체적으로, Deinterleaver(1250)는 검출된 HEW-SIG-B에 포함된 비트 리피티션(bit repetition)을 고려하여 디인터리빙을 수행할 수 있다. Channel Decoder(1260)는 디인터리빙된 HEW-SIG-B를 채널 디코딩할 수 있다. HEW-SIG-B Detector(1270)는 채널 디코딩된 HEW-SIG-B를 이용하여 통신 장치로부터 전송된 HEW-SIG-B에 포함된 할당 정보를 결정할 수 있다. HEW-SIG-B Detector(1270)는 해당 사용자 단말에 대응하는 할당 정보를 HEW-SIG-B로부터 확인할 수 있다.
사용자 단말은 할당 정보에 기초하여 통신 장치로부터 수신한 HEW-Data를 복조할 수 있다.
도 13은 일실시예에 따라 통신 장치에서 HEW-Data가 전송되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일실시예에 따른 통신 장치는 사용자 단말별로 전송하고자 하는 데이터를 HEW-Data에 포함시켜 해당 사용자 단말로 전송할 수 있다. 통신 장치는 물리 계층(PHY layer)에서 전송하고자 하는 데이터를 처리할 수 있다.
도 13에서는 복수의 사용자 단말들 중 어느 하나의 사용자 단말에 전송하고자 하는 HEW-Data가 전송되는 과정을 중심으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 다른 사용자 단말로 전송하고자 하는 HEW-Data의 전송에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
구체적으로, PHY padder(1301)는 통신 장치에서 전송하고자 하는 HEW-Data에 PHY padding를 적용할 수 있다. Scrambler(1302)는 PHY padding된 HEW-Data에 스크램블을 수행할 수 있다. Channel Encoder(1303)는 스크램블된 HEW-Data에 대해 채널 인코딩을 수행할 수 있다. Stream Parser(1304)는 채널 인코딩된 HEW-Data를 해당 사용자 단말에 전송하고자 하는 송신 스트림 개수만큼 분리할 수 있다. Interleaver(1305)는 송신 스트림별로 분리된 HEW-Data를 인터리빙할 수 있다. Constellation Mapper(1306)는 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, 512QAM, 1024QAM 등의 다양한 변조 방식을 이용하여 인터리빙된 HEW-Data를 변조할 수 있다.
FU Mapper(Frequency Unit Mapper)(1307)는 변조된 HEW-Data를 할당 정보에 따른 부반송파에 매핑할 수 있다. 할당 정보에는 해당 HEW-Data에 할당된 주파수 유닛들에 대한 정보가 포함되어 있다. 그래서, FU Mapper(1307)는 할당된 주파수 유닛들에 대응하는 부반송파들에 해당 HEW-Data을 매핑할 수 있다. 도 13에서는 FU Mapper(1307)가 Constellation Mapper(1306) 다음에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일실시예에 해당할 뿐이고, 경우에 따라서는 Interleaver(1305) 다음에 위치할 수도 있다. 즉, FU Mapper(1307)의 위치에 적용될 수 있는 실시예는 상술한 설명에 제한되거나 한정되지 않는다.
부반송파에 매핑된 HEW-Data는 CSD(1308)가 적용되어 Spatial Mapper(1310)로 전달될 수 있다.
Beamforming Matrix Generator(1309)는 할당 정보에 따라 빔포밍 행렬을 생성할 수 있다. Beamforming Matrix Generator(1309)는 HEW-Data를 포함하는 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛을 이용하여 빔포밍 행렬을 결정할 수 있다. 예를 들어, Beamforming Matrix Generator(1309)는 복수의 주파수 유닛들에 대응하는 복수의 빔포밍 행렬들을 포함할 수 있다. Beamforming Matrix Generator(1309)는 할당 정보를 통해 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛을 확인하고, 복수의 빔포밍 행렬들 중에서 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛에 대응하는 빔포밍 행렬을 선택할 수 있다.
Spatial Mapper(1310)는 CSD(1308)로부터 전달받은 HEW-Data를 Beamforming Matrix Generator(1309)에서 결정된 빔포밍 행렬에 매핑할 수 있다. 이 때, Spatial Mapper(1310)는 해당 데이터 프레임에 할당된 주파수 유닛에 대응하는 빔포밍 행렬에 HEW-Data를 매핑할 수 있다.
빔포밍 행렬이 매핑된 HEW-Data는 IDFT(1311)이 적용되고, GI 추가/윈도윙 처리(1312)되며, D/A(1313) 변환되어 RF를 통해 사용자 단말로 전송될 수 있다.
도 14는 일실시예에 따라 사용자 단말에서 HEW-Data가 수신되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
사용자 단말에 수신된 HEW-Data는 A/D 변환(1410)되어, GI가 제거(1420)되고, DFT(1430)이 적용되어 FU Demapper(1440)로 전달될 수 있다.
FU Demapper(1440)는 HEW-SIG-A 또는 HEW-SIG-B를 통해 수신한 할당 정보에 기초하여 HEW-Data에 대해 주파수 유닛 디매핑을 수행하고, 그 결과를 Channel Estimator and Detector(1450)로 전달할 수 있다. Channel Estimator and Detector(1450)는 LTF을 이용하여 채널 추정을 하고, HEW-Data를 검출할 수 있다. Deinterleaver(1460)는 검출된 HEW-Data을 디인터리빙할 수 있다. 구체적으로, Deinterleaver(1460)는 검출된 HEW-Data에 포함된 비트 리피티션을 고려하여 디인터리빙을 수행할 수 있다. Stream Deparser(1470)는 디인터리빙된 HEW-Data에 스트림 디파싱을 적용하여 해당 사용자 단말에 수신된 스트림들을 조합할 수 있다. Channel Decoder(1480)는 디파싱된 HEW-Data를 채널 디코딩할 수 있다. Descrambler(1490)는 채널 디코딩된 HEW-Data를 디스크램블링한 후에 상위 레이어인 MAC 계층(Media Access Control Layer)으로 전달할 수 있다.
도 15는 다른 일실시예에 따라 암시적 피드백 방식에 따른 통신 방식을 나타낸 도면이다.
다른 일실시예에 따라 통신 장치와 사용자 단말들은 채널 가역성(Channel Reciprocity)에 기초한 암시적 피드백(Implicit Feedback) 방식에 따라 PPDU 구조의 프레임들을 주고받음으로써 통신을 수행할 수 있다.
통신 장치는 사용자 단말들로 피드백을 위한 정보를 포함하는 BF-A를 전송한다. 예를 들어, 통신 장치는 (i) 피드백 정보가 요구되는 사용자 단말들에 대한 정보(예컨대, 사용자 단말 리스트) 및 (ii) 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보를 포함하는 BF-A를 사용자 단말들로 전송할 수 있다.
사용자 단말들은 통신 장치로 다중 안테나 채널 추정을 위한 PPDU인 BF-T를 전송할 수 있다. BF-T는 빔포밍되지 않은 상태로 전송되는 Pre-HEW(High Efficiency WLAN) modulated Field와 빔포밍된 상태로 전송되는 HEW Modulated Field를 포함한다.
통신 장치는 사용자 단말들로부터 수신한 BF-T를 이용하여 다중 사용자 전송을 위한 빔포밍 행렬을 결정하고, 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임에 주파수 유닛을 할당할 수 있다. 통신 장치는 결정된 빔포밍 행렬과 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들(DATA1~DATA3)을 전송할 수 있다.
만약 채널정보 교환구간과 데이터 전송구간이 동일한 TxOP(Transmit Opportunity)에 속하지 않는 경우, 통신 장치는 사용자 단말들로 RTS(Request to Send)를 전송하고, RTS에 응답하여 사용자 단말들로부터 CTS(Clear to Send)를 수신할 수 있다. 그리고, 통신 장치는 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임(DATA1~DATA3)을 전송할 수 있다.
도 15에 도시된 통신 프로세스에는 도 1 내지 도 14를 통하여 전술한 사항들이 마찬가지로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
도 16은 일실시예에 따라 통신 장치와 사용자 단말 간에 이루어지는 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 16에 도시된 각 단계들은 통신 장치 또는 사용자 단말에 구비된 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 통신 장치와 사용자 단말들 간의 프레임 교환은 통신 장치 또는 사용자 단말에 구비된 통신부에 의해 수행될 수 있다.
단계(1610)에서, 통신 장치는 사용자 단말들로 피드백을 위한 정보를 포함하는 BF-A(BeamForming Announcement)를 전송한다. 예를 들어, 통신 장치는 (i) 피드백 정보가 요구되는 사용자 단말들에 대한 정보(예컨대, 사용자 단말 리스트) 및 (ii) 복수의 부반송파들을 복수의 주파수 유닛들로 분류한 분류 정보를 포함하는 BF-A를 사용자 단말들로 전송할 수 있다.
단계(1620)에서, 통신 장치는 사용자 단말들로 다중 안테나 채널 추정을 위한 BF-T(BeamForming Training)을 전송한다. BF-T는 빔포밍되지 않은 상태로 전송되는 Pre-HEW(High Efficiency WLAN) modulated Field와 빔포밍된 상태로 전송되는 HEW Modulated Field를 포함한다. 통신 장치는 분류 정보에 따라 빔포밍 행렬을 결정하고, 결정된 빔포밍 행렬을 HEW Modulated Field에 매핑하여 BF-T를 전송한다.
단계(1630)에서, 사용자 단말들 각각은 수신한 BA-T의 수신 세기를 계산할 수 있다. 사용자 단말은 BA-T의 수신 세기를 복수의 주파수 유닛별로 결정할 수 있다. 그리고, 사용자 단말은 통신 장치로부터 수신된 송신 스트림마다 BA-T의 수신 세기를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 단말은 BA-T의 수신 세기로서 SINR, SNR 또는 MCS를 계산할 수 있다.
사용자 단말들 각각은 계산된 BA-T의 수신 세기에 기초하여 피드백 정보를 생성할 수 있다. 생성된 피드백 정보에는 복수의 주파수 유닛에서의 SINR, SNR 또는 MCS에 대한 정보를 포함할 수 있다.
단계(1640)에서, 사용자 단말들 각각은 피드백 정보를 HEW-FBInfo에 포함시켜 통신 장치로 전송할 수 있다.
단계(1650)에서, 통신 장치는 HEW-FBInfo에 포함된 피드백 정보에 기초하여 주파수 유닛을 할당할 수 있다. 통신 장치는 피드백 정보에 따라 복수의 사용자 단말들로 전송하고자 하는 데이터 프레임들에 주파수 유닛을 할당할 수 있다. 예를 들어, 통신 장치는 피드백 정보를 통해 복수의 유닛들 중에서 수신 세기가 미리 설정된 임계 세기보다 높은 적어도 하나의 주파수 유닛을 데이터 프레임별로 확인할 수 있다. 통신 장치는 확인된 적어도 하나의 주파수 유닛을 해당 데이터 프레임에 할당할 수 있다.
단계(1660)에서, 통신 장치는 할당된 주파수 유닛을 이용하여 데이터 프레임들을 전송할 수 있다.
도 16에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 15를 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 비록 한정된 실시예와 도면을 통해 실시예들을 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

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  21. 무선 통신 시스템에서 엑세스 포인트(Access Point, AP)가 피드백 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 스테이션(station, STA)으로 상기 적어도 하나의 STA 각각을 지시하는 적어도 어느 하나의 STA에 대한 정보 및 적어도 하나의 주파수 자원 유닛 각각을 지시하는 적어도 하나의 부분 대역폭(Partial Bandwidth) 정보를 포함하는 통지 프레임(Announcement Frame)을 전송하는 단계;
    상기 적어도 하나의 STA로 적어도 하나의 트레이닝 프레임을 전송하는 단계;
    상기 적어도 하나의 STA로 폴링 프레임을 전송하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 STA로부터 상기 통지 프레임에 의해 지시되는 상기 적어도 하나의 부분 대역폭 정보에 대한 피드백 정보를 수신하는 단계;를 포함하되,
    상기 피드백 정보는 상기 폴링 프레임에 대한 응답으로 수신되고,
    상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각은 레거시 트레이닝 필드, 레거시 시그널(Signal, SIG) 필드, HEW(high efficiency wireless local area network) 시그널 필드 및 HEW 트레이닝 필드를 포함하되, 상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각에는 데이터 필드가 포함되지 않는, 피드백 정보 수신 방법.
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  23. 제 21항에 있어서,
    상기 HEW 트레이닝 필드 이전의 제 1 부분(portion)은 pre-HEW modulated 필드들에 대응되고,
    상기 HEW 트레이닝 필드 및 상기 HEW 트레이닝 필드 이후의 필드들을 포함하는 제 2 부분(portion)은 HEW modulated 필드들에 대응하는, 피드백 정보 수신 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 pre-HEW modulated 필드들에는 빔포밍이 적용되지 않고,
    MU-MIMO(Multiple-User Multiple-Input Multiple-Output)이 상기 HEW modulated 필드들에 적용되는 경우, 상기 HEW modulated 필드들에는 상기 빔포밍이 적용되는, 피드백 정보 수신 방법.
  25. 제 21항에 있어서,
    제 1 STA로부터 수신되는 피드백 정보는 제 1 폴링 프레임에 대한 응답으로 수신되고,
    제 2 STA로부터 수신되는 피드백 정보는 제 2 폴링 프레임에 대한 응답으로 수신되는, 피드백 정보 수신 방법.
  26. 제 21항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 STA들로 MU-PPDU(Multiple-User Physical Protocol Data Unit)를 전송하는 단계;를 더 포함하되,
    상기 MU-PPDU는 HEW-SIG-A 필드 및 HEW-SIG-B 필드를 포함하는, 피드백 정보 수신 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 HEW-SIG-B 필드는 주파수 유닛 할당 정보를 포함하는, 피드백 정보 수신 방법.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 주파수 유닛 할당 정보는 주파수 자원 유닛에 대응하는 서브캐리어를 지시하는 정보를 포함하는, 피드백 정보 수신 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 주파수 유닛 할당 정보는 상기 주파수 자원 유닛이 할당되는 STA을 지시하는 정보를 더 포함하는, 피드백 정보 수신 방법.
  30. 무선 통신 시스템에서 스테이션(station, STA)가 피드백 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    엑세스 포인트(Access Point, AP)로부터 적어도 하나의 STA 각각을 지시하는 적어도 어느 하나의 STA에 대한 정보 및 적어도 하나의 주파수 자원 유닛 각각을 지시하는 적어도 하나의 부분 대역폭(Partial Bandwidth) 정보를 포함하는 통지 프레임(Announcement Frame)을 수신하는 단계;
    상기 AP로부터 적어도 하나의 트레이닝 프레임을 수신하는 단계;
    상기 AP로부터 폴링 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 AP로 상기 통지 프레임에 의해 지시되는 상기 적어도 하나의 부분 대역폭 정보에 대한 피드백 정보를 전송하는 단계;를 포함하되,
    상기 피드백 정보는 상기 폴링 프레임에 대한 응답으로 수신되고,
    상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각은 레거시 트레이닝 필드, 레거시 시그널(Signal, SIG) 필드, HEW(high efficiency wireless local area network) 시그널 필드 및 HEW 트레이닝 필드를 포함하되, 상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각에는 데이터 필드가 포함되지 않는, 피드백 정보 전송 방법.
  31. 무선 통신 시스템에서 피드백 정보를 수신하는 엑세스 포인트(Access Point, AP)에 있어서,
    프레임을 전송하는 송신부;
    프레임을 수신하는 수신부; 및
    상기 송신부와 수신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 송신부를 통해 적어도 하나의 스테이션(station, STA)으로 상기 적어도 하나의 STA 각각을 지시하는 적어도 어느 하나의 STA에 대한 정보 및 적어도 하나의 주파수 자원 유닛 각각을 지시하는 적어도 하나의 부분 대역폭(Partial Bandwidth) 정보를 포함하는 통지 프레임(Announcement Frame)을 전송하고,
    상기 송신부를 통해 상기 적어도 하나의 STA로 적어도 하나의 트레이닝 프레임을 전송하고,
    상기 송신부를 통해 상기 적어도 하나의 STA로 폴링 프레임을 전송하고, 및
    상기 수신부를 통해 상기 적어도 하나의 STA로부터 상기 통지 프레임에 의해 지시되는 상기 적어도 하나의 부분 대역폭 정보에 대한 피드백 정보를 수신하되,
    상기 피드백 정보는 상기 폴링 프레임에 대한 응답으로 수신되고,
    상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각은 레거시 트레이닝 필드, 레거시 시그널(Signal, SIG) 필드, HEW(high efficiency wireless local area network) 시그널 필드 및 HEW 트레이닝 필드를 포함하되, 상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각에는 데이터 필드가 포함되지 않는, 피드백 정보 수신하는 AP.
  32. 무선 통신 시스템에서 피드백 정보를 전송하는 스테이션(station, STA)에 있어서, 프레임을 전송하는 송신부;
    프레임을 수신하는 수신부; 및
    상기 송신부와 수신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 수신부를 통해 엑세스 포인트(Access Point, AP)로부터 적어도 하나의 STA 각각을 지시하는 적어도 어느 하나의 STA에 대한 정보 및 적어도 하나의 주파수 자원 유닛 각각을 지시하는 적어도 하나의 부분 대역폭(Partial Bandwidth) 정보를 포함하는 통지 프레임(Announcement Frame)을 수신하고,
    상기 수신부를 통해 상기 AP로부터 적어도 하나의 트레이닝 프레임을 수신하고,
    상기 수신부를 통해 상기 AP로부터 폴링 프레임을 수신하고, 및
    상기 송신부를 통해 상기 AP로 상기 통지 프레임에 의해 지시되는 상기 적어도 하나의 부분 대역폭 정보에 대한 피드백 정보를 전송하되,
    상기 피드백 정보는 상기 폴링 프레임에 대한 응답으로 수신되고,
    상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각은 레거시 트레이닝 필드, 레거시 시그널(Signal, SIG) 필드, HEW(high efficiency wireless local area network) 시그널 필드 및 HEW 트레이닝 필드를 포함하되, 상기 적어도 하나의 트레이닝 프레임 각각에는 데이터 필드가 포함되지 않는, 피드백 정보를 전송하는 STA.
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