KR102604088B1 - 통신 디바이스 및 통신 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 패킷들을 송수신하는 통신 디바이스 및 통신 방법이 제공된다.
통신 디바이스는 패킷에 부여되는 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하는 제어 유닛과 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 멀티캐리어 신호를 생성하고 그 신호를 무선으로 송신하는 송신 유닛을 포함한다. 상기 제어 유닛은 정보에 대응하여 널 톤이 될 서브캐리어의 위치 및 서브캐리어들의 개수, 또는 서브캐리어의 위치를 결정하고, 또한 정보의 시간 변동에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 변경한다.
통신 디바이스는 패킷에 부여되는 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하는 제어 유닛과 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 멀티캐리어 신호를 생성하고 그 신호를 무선으로 송신하는 송신 유닛을 포함한다. 상기 제어 유닛은 정보에 대응하여 널 톤이 될 서브캐리어의 위치 및 서브캐리어들의 개수, 또는 서브캐리어의 위치를 결정하고, 또한 정보의 시간 변동에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 변경한다.
Description
본 명세서에 개시된 기술은 무선 패킷들을 송수신하기 위한 통신 디바이스 및 통신 방법에 관한 것이다.
IEEE802.11에서 규격화되어 있는 무선 근거리 통신망(LAN) 단말기는 각 단말기가 자율 분산 방식으로 송신 기회들을 취득하는 반송파 감지 다중 액세스/충돌 회피(CSMA/CA)를 사용한다. 구체적으로, 단말기는 랜덤 시간 동안 송신 대기한다(백오프한다). 또한, 백오프 동안 주위의 전파 환경이 관측(캐리어 센스)되고 신호 검출 임계값 이상의 전력을 갖는 전파가 검출되는 경우에, 백오프는 정지되고, 패킷 송신이 억제된다. 백오프 및 캐리어 센스를 포함하는 이 메커니즘에 의해, 단말기는 자율 분산 방식으로 송신 기회들을 취득하면서 패킷 충돌들을 회피한다.
현재 규격화되어 있는 IEEE802.11ax에서는, 신호 검출에 의한 송신 억제가 과도하게 설정되고 있다는 문제를 해결하기 위해 다양한 방법들이 검토되고 있다. 구체적으로, 수신한 신호에 관한 정보에 기초하여, 단말기가 패킷을 송신할지의 여부를 판정하고 송신 전력 및 송신 시간과 같은 송신 파라미터를 설정하기 위한 방법에 대해 연구되었다.
또한, 장래 실용화가 연구되고 있는 인-밴드 풀 듀플렉스 단말기(In-Band Full Duplex terminal)(동일한 주파수 내에서 송수신을 동시에 행할 수 있는 단말기, 이하 "FD 단말기"라고 칭함)에 관련하여, 패킷을 송신할 때에도 다른 단말기로부터 송신된 패킷을 수신함으로써 통신 리소스들을 배가시키는 효과가 기대된다. 이때, FD 단말기로부터 송신된 패킷에 관한 정보를 취득함으로써, 다른 단말기는 패킷이 FD 단말기에 송신될 수 있는지의 여부를 판정할 수 있다.
본 명세서에 개시된 기술의 목적은 무선 패킷들을 송수신하는 통신 디바이스 및 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 명세서에 개시된 기술의 제1 양태는, 패킷에 부여된 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하는 제어 유닛 및 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 멀티캐리어 신호를 생성하고 그 신호를 무선으로 송신하는 송신 유닛을 포함하는 통신 디바이스이다.
상기 제어 유닛은 멀티캐리어 신호에서 미리 결정되는 널 톤 후보 위치의 범위 내에서 널 톤이 될 서브캐리어들의 위치들 및 개수를 결정한다. 대안적으로, 제어 유닛은 널 톤이 될 서브캐리어들의 개수를 고정시키고, 정보에 대응하는 널 톤이 될 서브캐리어의 위치를 결정한다. 또한, 제어 유닛은 정보의 시간 변동에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 변경한다. 다음으로, 제어 유닛은 BSS 식별자, 송신 시간 정보, 송신 전력 정보, 업링크 통신 또는 다운링크 통신을 식별하는 플래그, 또는 패킷이 수신될 수 있는지의 여부를 나타내는 플래그 중 적어도 하나를 포함하는 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술의 제2 양태는, 패킷에 부여된 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하는 제어 단계 및 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 멀티캐리어 신호를 생성하고 그 신호를 무선으로 송신하는 송신 단계를 포함하는 통신 방법이다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술의 제3 양태는, 수신된 멀티캐리어 신호로부터 널 톤에 할당될 서브캐리어를 판정하는 판정 유닛 및 판정 유닛에 의한 널 톤 판정 결과에 기초하여 정보를 취득하는 제어 유닛을 포함하는 통신 디바이스이다.
제어 유닛은 판정 유닛에 의해 널 톤이라고 판정된 서브캐리어의 위치 및 서브캐리어들의 개수에 기초하여 정보를 취득한다. 대안적으로, 제어 유닛은 판정 유닛 의해 널 톤이라고 판정된 서브캐리어의 위치에 기초하여 정보를 취득한다. 다음으로, 제어 유닛은, 판정 유닛에 의해 널 톤이라고 판정된 서브캐리어의 개수가 예측된 개수 이외인 경우에, 판정이 잘못되었다고 판정한다. 또한, 제어 유닛이 취득된 정보에 포함된 오류를 검출하거나 정정하기 위한 코드에 기초하여 정보가 성공적으로 취득되었는지의 여부를 판정하는 것이 가능하다.
제어 유닛은 취득된 정보에 기초하여 패킷 송신 제어를 추가로 수행한다. 예를 들어, 제어 유닛은 취득된 정보에 기초하여 공간 재사용에 의한 패킷 송신이 수행될 수 있는지의 여부를 판정하거나 패킷의 송신 파라미터를 조정한다. 대안적으로, 제어 유닛은 풀 듀플렉스 단말기로부터 수신된 멀티캐리어 신호에 대한 판정 유닛에 의한 널 톤 판정 결과에 기초하여 풀 듀플렉스 단말기에 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하거나 패킷의 송신 파라미터를 조정할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술의 제4 양태는 수신된 멀티캐리어 신호로부터 널 톤에 할당될 서브캐리어를 판정하는 판정 단계 및 판정 단계 의한 널 톤 판정 결과에 기초하여 정보를 취득하는 제어 단계를 포함한다.
본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 무선 패킷들을 송수신하는 통신 디바이스 및 통신 방법이 제공될 수 있다.
본 명세서에 기술된 효과들은 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 효과는 이에 한정되지 않는다는 점에 유의한다. 또한, 본 발명은 상술한 효과들 이외에 추가의 부가적인 효과를 갖는 경우가 있다.
본 명세서에 개시된 기술의 다른 목적, 특성, 및 이점들은 후술하는 실시예 및 첨부된 도면들에 기초한 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 통신 디바이스(200)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 OFDM 신호 생성기(211)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 OFDM 신호 생성기(211)에서의 신호 생성예를 도시한 도면이다.
도 5는 OFDM 신호 복조기(223)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 널 톤 검출기(224)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 OFDM 신호의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 간단한 시간 동기화 프로세서(601)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시한 간단한 시간 동기화 프로세서(601)에 의한 심볼 타이밍의 검출예를 도시한 도면이다.
도 10은 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 IEEE802.11ax에서 검토중인 공간 재사용을 수행하기 위한 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 12는 프리앰블 신호에 기술된 SR 정보에 기초하여 공간 재사용을 수행할 수 없는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 13은 통신 디바이스(200)에 의한 송신 시에서의 동작 수순을 도시한 흐름도이다.
도 14는 제1 실시예에서의 널 톤 후보 위치의 예를 도시한 도면이다.
도 15는 제1 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 16은 제1 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예를 도시한 도면이다.
도 17은 통신 디바이스(200)의 수신 시에서의 동작 수순을 도시한 흐름도이다.
도 18은 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 19는 통신 디바이스(200)가 다른 무선 단말기로부터 널 톤을 사용함으로써 송신된 제어 정보를 사용하여 공간 재사용 동작을 수행하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 20은 널 톤에 의해 취득한 제어 정보를 사용함으로써 공간이 재사용될 수 있는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 21은 주파수 선택 페이딩의 영향을 받은 경우에 널 톤이 배치된 OFDM 송수신 신호를 예시한 도면이다.
도 22는 참조 톤을 포함하는 널 톤 후보 위치의 예를 도시한 도면이다.
도 23은 참조 톤을 사용하여 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 24는 주파수 선택 페이딩의 영향을 받은 경우에 널 톤 및 참조 톤이 배치된 OFDM 송수신 신호를 예시한 도면이다.
도 25는 제3 실시예에서의 널 톤 후보 위치의 예를 도시한 도면이다.
도 26은 제3 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 27은 제2 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예를 도시한 도면이다.
도 28은 제3 실시예에서 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 29는 제4 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 30은 풀 듀플렉스 통신을 수행하기 위한 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 31은 프리앰블 신호에 기초하여 풀 듀플렉스 통신을 수행할 수 없는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 32는 제4 실시예에 따른 FD-AP에 의해 수행되는 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 33은 제4 실시예에서의 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계를 예시한 도면이다.
도 34는 제4 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예를 도시한 도면이다.
도 35는 제4 실시예에 따른 통신 디바이스(200)이 풀 듀플렉스 동작을 수행하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 36은 널 톤을 사용함으로써 취득한 제어 정보를 사용하여 UL 패킷을 송신할 수 있는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 37은 OFDM 신호 생성기(211)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 38은 도 37에 도시한 OFDM 신호 생성기(211)에서의 신호 생성의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 통신 디바이스(200)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 OFDM 신호 생성기(211)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 OFDM 신호 생성기(211)에서의 신호 생성예를 도시한 도면이다.
도 5는 OFDM 신호 복조기(223)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 널 톤 검출기(224)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 OFDM 신호의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 간단한 시간 동기화 프로세서(601)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시한 간단한 시간 동기화 프로세서(601)에 의한 심볼 타이밍의 검출예를 도시한 도면이다.
도 10은 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 IEEE802.11ax에서 검토중인 공간 재사용을 수행하기 위한 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 12는 프리앰블 신호에 기술된 SR 정보에 기초하여 공간 재사용을 수행할 수 없는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 13은 통신 디바이스(200)에 의한 송신 시에서의 동작 수순을 도시한 흐름도이다.
도 14는 제1 실시예에서의 널 톤 후보 위치의 예를 도시한 도면이다.
도 15는 제1 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 16은 제1 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예를 도시한 도면이다.
도 17은 통신 디바이스(200)의 수신 시에서의 동작 수순을 도시한 흐름도이다.
도 18은 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 19는 통신 디바이스(200)가 다른 무선 단말기로부터 널 톤을 사용함으로써 송신된 제어 정보를 사용하여 공간 재사용 동작을 수행하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 20은 널 톤에 의해 취득한 제어 정보를 사용함으로써 공간이 재사용될 수 있는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 21은 주파수 선택 페이딩의 영향을 받은 경우에 널 톤이 배치된 OFDM 송수신 신호를 예시한 도면이다.
도 22는 참조 톤을 포함하는 널 톤 후보 위치의 예를 도시한 도면이다.
도 23은 참조 톤을 사용하여 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 24는 주파수 선택 페이딩의 영향을 받은 경우에 널 톤 및 참조 톤이 배치된 OFDM 송수신 신호를 예시한 도면이다.
도 25는 제3 실시예에서의 널 톤 후보 위치의 예를 도시한 도면이다.
도 26은 제3 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 27은 제2 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예를 도시한 도면이다.
도 28은 제3 실시예에서 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 29는 제4 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 30은 풀 듀플렉스 통신을 수행하기 위한 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 31은 프리앰블 신호에 기초하여 풀 듀플렉스 통신을 수행할 수 없는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 32는 제4 실시예에 따른 FD-AP에 의해 수행되는 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 33은 제4 실시예에서의 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계를 예시한 도면이다.
도 34는 제4 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예를 도시한 도면이다.
도 35는 제4 실시예에 따른 통신 디바이스(200)이 풀 듀플렉스 동작을 수행하기 위한 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 36은 널 톤을 사용함으로써 취득한 제어 정보를 사용하여 UL 패킷을 송신할 수 있는 예시적인 통신 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 37은 OFDM 신호 생성기(211)의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.
도 38은 도 37에 도시한 OFDM 신호 생성기(211)에서의 신호 생성의 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 명세서에 개시된 기술의 실시예들에 대해서는 도면들을 참조하여 상세하게 설명할 것이다.
현재의 무선 LAN 단말기에서, 상술한 바와 같은 패킷 송신 판정 및 송신 파라미터 조정에 필요한 정보는 패킷의 선두에 있는 프리앰블 신호에 포함된다. 신호를 검출한 모든 무선 LAN 단말기들은 프리앰블 신호 내의 정보를 취득할 수 있다. 그러나, 예를 들어, 특정 무선 LAN 단말기가 다른 무선 LAN 단말기로부터 송신된 신호를 수신한다고 할지라도, 특정 무선 LAN 단말기가 그 시점에서 다른 처리(예를 들어, 패킷의 송신 또는 다른 패킷들의 수신)을 실행하고 있을 경우, 무선 LAN 단말기는 프리앰블 신호를 수신할 수 없다. 프리앰블 신호의 수신을 한번 놓치면, 패킷의 도중으로부터는 상기 정보를 취득할 수 없으며, 송신을 판정하고 송신 파라미터를 조정할 수 없다. 이러한 상황은 무선 LAN 단말기들이 고밀도로 배치되고 높은 트래픽량이 부여된 경우에 보다 심각한 것으로 예측된다. 따라서, 무선 LAN 단말기가 프리앰블 신호만을 사용하여 다른 무선 LAN 단말기에 필요한 정보를 송신하고 다른 무선 LAN 단말기로부터 필요한 정보를 취득할 기회가 제한된다고 말할 수 있다.
상기의 이유로, 무선 LAN 단말기는 프리앰블 신호에 의존하지 않고, 패킷의 도중으로부터도 다른 무선 LAN 단말기가 필요한 정보를 취득할 수 있도록 정보를 송신하는 것이 바람직하다. 그러나, 현재의 무선 LAN 단말기는 프리앰블 신호를 사용하여 동기화 및 채널 추정과 같은 처리를 실행하기 때문에, 현재의 무선 LAN 단말기는 패킷의 도중으로부터 그러한 처리를 실행할 수 없다. 즉, 현재의 무선 LAN 단말기의 구성에서는, 프리앰블 신호를 사용하지 않고 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 신호를 검출하고 복조하는 것은 매우 어렵다.
예를 들어, 송신기가 수신기에게 OFDM 신호의 빈 주파수를 사용하여 제어 신호를 통지하는 무선 통신 시스템이 제안되었(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 그러나, 이러한 시스템에서는, 송신기가 제어 신호를 송신하지 않는 경우에서도 리소스들을 보유할 필요가 있다. 따라서, 동기화를 확립할 수 없는 다른 비효율적인 무선 LAN 단말기로는 제어 신호를 판독하는 것이 어렵다. 따라서, 무선 LAN 단말기는 프리앰블 신호를 취득할 수 없는 패킷에 대하여, OFDM 신호를 검출한 후에 데이터가 복조되지 않더라도 필요한 제어 정보를 취득할 필요가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 명세서에서는, 패킷에 부여된 정보에 따라 널 톤(Null Tone)으로 하는 서브캐리어를 결정하고, 결정한 서브캐리어가 널 톤으로 설정되는 OFDM 신호를 생성하고, 패킷 통신을 수행하는 송신기 및 송신 방법을 제안한다. 여기에서 말하는 널 톤은, 전력을 갖지 않는 톤 신호(서브캐리어) 이다.
널 톤에 의해 패킷에 부여되는 정보는 예를 들어, BSS(basic service set) 식별자, 송신 시간 정보, 송신 전력 정보, 업링크(UL)/다운링크(DL) 플래그 등이다.
널 톤에 할당되는 서브캐리어의 위치 및 개수를 설정하는 방법으로서, 2개의 패턴이 예시될 수 있다. 하나의 방법은 OFDM 신호에 널 톤들에 할당될 수 있는 서브캐리어들의 범위(이하, "널 톤 후보 위치"라고도 칭함)을 고정하고, 실제의 널 톤들의 위치들 및 수에 대한 정보를 갖게 하는 방법이다. 다른 방법은 OFDM 신호에 할당된 널 톤들의 수를 고정하고, 널 톤의 위치에 대한 정보를 갖게 하는 방법이다.
시간 변동형 정보에 따르면, OFDM 신호에 널 톤을 할당하는 서브캐리어들의 위치 또는 수를 변경할 수 있다. 널 톤의 최소 단위는 단일 서브캐리어 또는 복수의 서브캐리어일 수 있다. 또한, 복수의 스트림이 있는 경우에는, 각각의 스트림에서 동일한 서브캐리어들을 널 톤들로서 설정한다. 이것은 복수의 스트림에 의해 서브캐리어들이 중첩되고, 수신 측에서 널 톤을 검출할 수 없는 상황을 방지하기 위한 것이다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 명세서에서는, 프리앰블 신호를 취득할 수 없는 패킷의 OFDM 신호를 간단한 동기화에 의해 검출하고, 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 측정하며, 널 톤들의 위치들 및 수를 검출함으로써, 필요한 정보를 획득하는 수신기 및 수신 방법을 제안한다.
수신 단말기는, 간단한 동기화에 의해 OFDM 심볼의 타이밍을 특정한 후에, 특정한 서브캐리어의 수신 전력을 측정한다. 여기서, 서브캐리어의 수신 전력을 전체 OFDM 심볼의 수신 전력에 의해 제산함으로써 획득된 정규화된 수신 전력을 사용할 수 있다. 또한, 복수의 심볼 각각의 수신 전력을 정규화한 전력값 및 피크값을 사용하여 측정하는 것도 가능하다.
또한, 수신기는 다음 방법들 (a) 및 (b) 중 어느 하나에 따라 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 사용하여 널 톤을 판정할 수 있다.
(a) 널 톤 후보인 서브캐리어에서 측정된 수신 전력값은 임계값과 비교되고, 널 톤 후보는 널 톤인 것으로 판정된다.
(b) 널 톤 후보인 서브캐리어에서 측정된 수신 전력값과 참조 톤(기준 톤)인 서브캐리어에서 측정된 수신 전력 간의 상대값을 임계값과 비교하고, 널 톤 후보가 널 톤인 것으로 판정된다. 그러나, 참조 톤은 전력을 갖는 톤 신호(서브캐리어)인 것으로 가정된다.
(c) 그러나, 단일 OFDM 심볼로부터 결정된 수보다도 많은 널 톤을 검출한 경우에는, 널 톤 판정이 실패라고 판정한다.
다음 설명에서는, 본 명세서에 제안된 기술에 관한 몇 가지의 실시예에 대해서 설명할 것이다.
제1 내지 제3 실시예는 IEEE802.11ax에서 검토중인 공간 재사용 기술에 관한 실시예들이다. 실시예들은 각각 정보를 송신하고 취득하는 상이한 방법들을 갖지만, 실시예들은 기본적으로 동일한, 해결하고자하는 문제들, 효과들, 및 시스템들 및 디바이스들의 구성들을 갖는다.
또한, 제4 실시예는 풀 듀플렉스(FD) 단말기를 사용하는 통신 시스템에 관한 응용예이다.
[제1 실시예]
도 1에는, 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 예시적인 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 시스템은 2개의 AP(AccessPoint: 기지국)와 2개의 STA(station: 슬레이브 유닛)를 포함한다. 그러나, BSS 1은 AP 1과 AP 1에 종속되는 STA 1을 포함하고, BSS 2는 AP 2와 AP 2에 종속되는 STA 2를 포함하다고 가정된다. 또한, 도시된 시스템에서, AP 1은 STA 1과 DL 통신을 수행하고, AP 2는 STA 2와 DL 통신을 수행한다. AP 1과 AP 2는 AP 1과 AP 2가 서로 신호들을 검출할 수 있는 위치 관계를 갖는다.
본 명세서에 개시된 기술이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템은 도 1에 도시한 예시적인 구성에 한정되지 않는다는 점에 유의한다. 접속이 확립된 복수의 통신 디바이스가 존재하고 복수의 통신 디바이스 각각에 대하여 주변 단말기로서 통신 디바이스가 존재하는 구성을 시스템이 갖는 한, 통신 디바이스들 간의 위치 관계는 특별히 제한되지 않고, 본 명세서에 개시된 기술이 유사하게 적용될 수 있다.
도 2에는, 본 명세서에 개시된 기술이 적용될 수 있는 통신 디바이스(200)의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 통신 디바이스(200)는 안테나 공유 유닛(201), 송신 유닛(210), 수신 유닛(220), 제어 유닛(202), 데이터 프로세서(203)를 포함한다. 통신 디바이스(200)는 도 1에 도시된 바와 같은 무선 환경 하에서 AP 또는 STA 중 하나로서 동작할 수 있다. AP와 STA는 유사한 기본적인 디바이스 구성을 갖는 것으로 이해되어야 한다.
데이터 프로세서(203)는 통신에 사용되는 데이터 신호를 처리한다. 구체적으로, 데이터 프로세서(203)는 패킷에 송신될 데이터 신호를 생성하고 복조된 수신 신호로부터 데이터 신호를 추출하는 처리를 실행한다. 또한, 프리앰블 신호에 실려질 정보는 데이터 프로세서(203)에서 생성된다.
제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)의 전체 동작을 포괄적으로 제어한다. 특히, 본 실시예에서, 제어 유닛(202)은 널 톤을 사용함으로써 송신되는 정보에 기초하여 널 톤에 할당되는 서브캐리어의 위치를 결정하고, 널 톤 검출 결과로부터 취득된 정보에 기초하여 통신 디바이스(200)의 송신 유닛(210) 및 수신 유닛(220)의 동작들을 제어한다.
송신 유닛(210)은 데이터 프로세서(202)에 의해 생성된 데이터 신호로부터 안테나를 통해 송신되는 패킷을 생성한다. 송신 유닛(210)은 주로 OFDM 신호 생성기(211), 아날로그 신호 변환기(212), RF(radio frequency) 송신 유닛(213)으로 분할될 수 있다.
OFDM 신호 생성기(211)는 데이터 프로세서(202)에 의해 생성된 데이터 신호에 기초하여 OFDM 신호를 생성한다. 또한, OFDM 신호 생성기(211)가 제어 유닛(203)으로부터 널 톤에 할당되는 서브캐리어의 위치에 관한 정보를 취득하는 경우에, OFDM 신호 생성기(211)는 지정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는(즉, 전력을 갖지 않는) OFDM 신호를 생성한다.
아날로그 신호 변환기(212)는 OFDM 신호 생성기(211)에 의해 생성된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 DA 변환한다.
RF 송신 유닛(213)은 아날로그 신호 변환기(212)에 의해 생성된 아날로그 신호에 대해 주파수 변환(상향-변환(up-conversion)) 및 전력 증폭을 수행하고, 안테나로부터 출력되는 송신 신호를 생성한다.
안테나 공유 유닛(201)은 송신 유닛(210)에 의해 생성된 송신 신호를 안테나를 통해 전자파로서 공중에 방출한다. 또한, 안테나 공유 유닛(201)은 안테나를 통해 수신된 전자파를 수신 신호로서 수신 유닛(220)에 전달한다.
수신 유닛(220)은 안테나를 통해 수신된 수신 신호로부터 데이터의 추출 및 제어 정보의 취득을 행한다. 수신 유닛(220)은 주로 RF 수신 유닛(221), 디지털 신호 변환기(222), OFDM 신호 복조기(223), 및 널 톤 검출기(224)로 분할된다. 수신 유닛(220)이 널 톤 검출기(224)를 포함한다는 것은 본 실시예의 주된 특징이라는 점에 유의한다.
RF 수신 유닛(221)은 안테나를 통해 수신된 수신 신호에 대해 주파수 변환(하향-변환(down-conversion)) 및 전력 증폭을 수행하고, 수신된 신호를 디지털 신호로 쉽게 변환된 아날로그 신호로 변환한다. 도 2에는 도시되지 않았지만, RF 수신 유닛(221)은 LNA(low noise amplifier)를 포함한다. 이 LNA는 AGC(auto gain control)에 따라 수신 강도에 대한 이득을 제어할 수 있다. LNA의 이득은 OFDM 검출기(223) 또는 널 톤 검출기(224)에 의해 검출된 신호의 수신 전력에 따라 조정된다.
디지털 신호 변환기(222)는 RF 수신 유닛(221)에 의해 처리된 아날로그 신호를 디지털 신호로 AD 변환한다.
OFDM 신호 복조기(223)는, 패킷 선두의 프리앰블 신호를 검출한 후에, 프리앰블 신호를 사용하여 OFDM 신호에 대한 동기화 취득, 채널 추정, 위상 보정 등의 처리를 실행하고, OFDM 신호로부터 데이터 신호를 복조한다. 복조된 데이터는 데이터 프로세서(203)에 전송된다.
널 톤 검출기(224)는 수신된 신호로부터 OFDM 신호를 검출한다. 검출에 성공한 후에, 널 톤 검출기(224)는 특정 서브캐리어의 수신 전력을 측정하고 널 톤을 판정한다. 널 톤에 관한 판정 결과는 제어 유닛(202)에 전달된다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 널 톤 검출기(224)의 판정 결과로부터 패킷에 부여된 제어 정보를 추출한다.
이하, 송신 유닛(210) 측의 OFDM 신호 생성기(211), 수신 유닛(220) 측의 OFDM 신호 복조기(223) 및 널 톤 검출기(224)의 각 구성에 대해서, 상세하게 설명할 것이다.
도 3에는, OFDM 신호 생성기(211)의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 OFDM 신호 생성기(211)는 인코더(301), 매핑 유닛(302), 직렬/병렬(S/P) 변환기(303), 널 톤 생성기(304), 파일럿 삽입 유닛(305), 역 푸리에 변환(IFFT) 유닛(306), 가드 인터벌(GI) 삽입 유닛(307), 병렬/직렬(P/S) 변환기(308)를 포함한다. OFDM 신호 생성기(211)가 널 톤 생성기(304)를 포함한다는 것은 본 실시예의 특징이라는 점에 유의한다.
인코더(301)는 데이터 신호 프로세서(202)로부터 송신 유닛(210)에 부여되는 데이터 신호(이진 신호)에 대해 예를 들어, IEEE802.11의 정의를 따르는 인코딩 방법을 따라 인코딩 처리한다. 후속하여, 매핑 유닛(302)은 인코딩된 데이터 신호에 대해 신호 포인트 배치(예를 들어, QPSK, 16QAM, 및 64QAM)와 같은 매핑 처리를 실행한다.
직렬/병렬 변환기(303)는 변조된 데이터 신호를 병렬 신호로 변환하고 각각의 변조된 데이터를 주파수 축 및 시간 축 상에 분류한다. 널 톤 생성기(304)는, 제어 유닛(202)으로부터의 널 삽입 지시에 응답하여, 원하는 서브캐리어의 위치에 널 톤 즉, 전력을 갖지 않는 서브캐리어가 위치되도록, 각각의 병렬 신호에 널을 삽입한다. 후속하여, 파일럿 삽입 유닛(305)은 각각의 병렬 신호에 채널 추정에 사용되는 파일럿 신호를 삽입한다.
역 푸리에 변환(IFFT) 유닛(306)은 주파수 영역에 배열된 각각의 서브캐리어를 시간 축 상의 데이터 신호로 변환한다. 후속하여, 가드 인터벌(GI) 삽입 유닛(307)은 멀티패스 지연에 의한 간섭을 경감시키기 위해, OFDM 시간 신호(심볼)를 부분적으로 카피하여 획득한 가드 인터벌을 OFDM 심볼의 선두에 삽입한다. 다음으로, 병렬/직렬 변환기(308)는 주파수 축 및 시간 축 상에 분류되어 상기 처리가 실행된 각각의 병렬 신호를 다시 직렬 신호로 변환하고, 실제의 OFDM 신호를 생성한다.
도 4에는, 도 3에 도시된 송신 유닛(210)의 OFDM 신호 생성기(211)에서의 신호 생성의 예가 도시되어 있다.
도 4의 (a)에는, 인코더(301)에 의해 인코딩되고 매핑 유닛(302)에 의해 매핑된 변조 데이터 S1 내지 S8이 도시되어 있다.
도 4의 (b)에는, 직렬/병렬 변환기(303)에 의해 각각의 변조 데이터 S1 내지 S8을 주파수 축 및 시간 축 상에 분류한 결과가 도시되어 있다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, S1 내지 S4 및 S5 내지 S8을 포함하는 2개의 OFDM 심볼이 송신된다. 그러나, 데이터 신호들 S1 내지 S4는 각각 상이한 서브캐리어들 상에 송신되고, 유사하게 데이터 신호들 S5 내지 S8는 각각 상이한 서브캐리어 상에 송신된다.
도 4의 (c)에는, 널 톤 생성기(304)에 의해 직렬/병렬 변환된 각각의 OFDM 신호에 널 톤 신호를 삽입한 결과가 도시되어 있다. 널 톤 생성기(304)는 제어 유닛(202)에 의해 결정된 서브캐리어의 위치에 데이터 신호가 실리지 않도록, "널(NULL)"을 삽입한다. 도 4의 (c)에서, 각각의 OFDM 신호 위로부터 N이 기입된 4번째 서브캐리어가 "널(NULL)"이다.
도 4의 (d)에는, 널 톤 생성기(304)에 의해 "널(NULL)"이 삽입된 각각의 OFDM 신호에, 파일럿 삽입 유닛(305)에 의해 파일럿 신호를 삽입한 결과가 도시되어 있다. 도 4의 (d)에서, 각각의 OFDM 신호 위로부터 P가 기입된 3번째 서브캐리어가 파일럿 신호이다. 또한, 도 4의 (d)에서 각각의 OFDM 신호 위로부터 N이 기입된 5번째 서브캐리어가 전력을 갖지 않는 서브캐리어 즉, 널 톤이다.
직렬/병렬 변환기(303)에서는, 후단에서 삽입되는 널 톤들의 개수 및 파일럿 신호들의 개수를 고려하여, 단일 OFDM 심볼에서, 데이터 신호를 제공하는 서브캐리어들의 개수를 산출하고, 직렬/병렬 변환을 행할 필요가 있다. 또한, 널 톤 생성기(304)에서는, 후단에서 파일럿 신호를 삽입하는 것을 고려하여, 최종적으로 제어 유닛(202)에 의해 결정된 서브캐리어의 위치에 널 톤이 배치되도록, 이 단(또는 널 톤 생성기(304))에 "널(NULL)"을 삽입할 위치를 결정할 필요가 있다.
또한, 도 37에는, OFDM 신호 생성기(211)의 다른 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 OFDM 신호 생성기(211)는 인코더(3701), 인터리버(3702), 매핑 유닛(3703), 직렬/병렬(S/P) 변환기(3704), 널 톤 생성기(3705), 파일럿 삽입 유닛(3706), 역 푸리에 변환(IFFT) 유닛(3707), 가드 인터벌 삽입 유닛(3708), 병렬/직렬(P/S) 변환기(3709)를 포함한다. OFDM 신호 생성기(211)가 널 톤 생성기(3705)를 포함한다는 것은 본 실시예의 특징이라는 점에 유의한다.
인코더(3701)는 데이터 신호 프로세서(202)로부터 송신 유닛(210)에 부여된 데이터 신호(이진 신호)를, 예를 들어 IEEE802.11의 정의를 따르는 인코딩 방법에 따라 인코딩 처리를 실행한다. 후속 인터리버(3702)는 데이터 시리즈가 불연속이 되도록 데이터 신호들의 순서를 재배열(인터리브)하고, 매핑 유닛(3703)은 인코딩된 데이터 신호에 대해 신호 포인트 배치(예를 들어, QPSK, 16QAM, 및 64QAM)와 같은 매핑 처리를 실행한다.
직렬/병렬 변환기(3704)는 변조된 데이터 신호를 병렬 신호로 변환하고, 각각의 변조된 데이터를 주파수 축 및 시간 축 상에 분류한다. 널 톤 생성기(3705)는 제어 유닛(202)으로부터의 널 삽입 지시에 응답하여 원하는 서브캐리어의 위치에, 널 톤 즉, 전력을 갖지 않는 서브캐리어가 위치되도록, 이러한 서브캐리어에 할당된 데이터 신호를 펑처링한다(puncture)(출력된 비트를 삭제한다). 이 처리는 인코딩에 사용되는 펑처링 처리와 유사하다. 서브캐리어에 할당된 데이터 신호는 출력되지 않지만, 사전에 인터리버(3702)가 불연속인 데이터 시리즈들을 생성한다면, 수신 측에서는 선행 및 후속 데이터와의 관계에 기초하여 원래의 데이터에 디코딩(비터비 디코딩)할 수 있다. 따라서, 필요한 SNR(signal to noise ration)이 증가해도, 널 톤의 생성에 따라 데이터 레이트의 저하를 방지할 수 있다. 후속하여, 파일럿 삽입 유닛(3706)은 각각의 병렬 신호에 채널 추정 등에 사용되는 파일럿 신호를 삽입한다.
역 푸리에 변환(IFFT) 유닛(3707)은 주파수 영역에 배열된 각각의 서브캐리어를 시간 축 상의 데이터 신호로 변환한다. 후속하여, 가드 인터벌 삽입 유닛(3708)은 멀티패스 지연에 의한 간섭을 경감시키기 위해, OFDM 시간 신호(심볼)를 부분적으로 카피함으로써 획득된 가드 인터벌을 OFDM 심볼의 선두에 삽입한다. 다음으로, 병렬/직렬 변환기(3709)는 주파수 축 및 시간 축 상에 분류되고, 상기의 처리가 실행된 각각의 병렬 신호를 다시 직렬 신호로 변환하고, 실제의 OFDM 신호를 생성한다.
도 38에는, 도 37에 도시된 송신 유닛(210)의 OFDM 신호 생성기(211)에서의 신호 생성의 예가 도시되어 있다. 그러나, 도 38에서는, 설명의 간소화를 위해, 4개의 서브캐리어를 사용하여 32비트 인코딩된 데이터 신호를 송신하는 것으로 가정하고, 또한 단일 서브캐리어를 사용하여 4비트 정보(즉, 16QAM 변조)를 송신하는 것으로 가정된다.
도 38의 (a)에는, 인코더(3701)에 의해 인코딩된 32비트 데이터 신호 b1 내지 b32가 도시되어 있다.
도 38의 (b)에는, 인터리버(3702)에 의해 각각의 심볼에 대한 데이터 신호들의 재배열의 결과가 도시되어 있다. 이 처리는 도 38의 (b)에 도시된 재배열 룰에는 한정되지 않고, 데이터 시리즈가 연속되지 않도록 처리되는 한 문제없다.
도 38의 (c)에는, 매핑 유닛(3703)에 의해 인코딩 및 매핑된 변조 데이터 S1 내지 S8이 도시되어 있다. 도 38의 (c)에서, 변조 데이터 S1은 비트들 b1, b9, b17 및 b25를 16QAM 변조에 의해 매핑함으로써 획득된 변조 데이터이고, 변조 데이터 S2는 비트들 b2, b10, b18 및 b26을 16QAM 변조에 의해 매핑함으로써 획득된 변조 데이터이다.
도 38의 (d)에는, 직렬/병렬 변환기(3704)에 의해 각각의 변조 데이터 S1 내지 S8을 주파수 축 및 시간 축 상에 분류한 결과가 도시되어 있다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, S1 내지 S4 및 S5 내지 S8을 포함하는 2개의 OFDM 심볼이 송신된다. 그러나, 데이터 신호들 S1 내지 S4는 각각 상이한 서브캐리어들 상에 송신되고, 유사하게 데이터 신호들 S5 내지 S8는 각각 상이한 서브캐리어들 상에 송신된다.
도 38의 (e)에는, 직렬/병렬 변환된 각각의 OFDM 신호에 대해 널 톤 생성기(3705)에 의해 널 톤 신호를 생성한 결과가 도시되어 있다. 널 톤 생성기(3705)는 제어 유닛(202)에 의해 결정된 서브캐리어들의 위치 S2 및 S6에, 데이터 신호가 놓여지지 않도록 펑처링 처리를 실행하고 서브캐리어들을 "널(NULL)"로 대체한다. 도 38의 (e)에서, 각각의 OFDM 신호 위로부터 N이 기입된 2번째 서브캐리어는 전력을 갖지 않는 서브캐리어 즉, 널 톤이다.
도 38의 (f)에는, 널 톤 생성기(3705)에 의해 널 톤이 생성된 각각의 OFDM 신호에 파일럿 삽입 유닛(3706)에 의해 파일럿 신호를 삽입한 결과가 도시되어 있다. 도 38의 (f)에서, 각각의 OFDM 신호 위로부터 P가 기입된 4번째 서브캐리어는 파일럿 신호이다. 또한, 도 38의 (f)에서 각각의 OFDM 신호 위로부터 N이 기입된 2번째 서브캐리어는 전력을 갖지 않는 서브캐리어 즉, 널 톤이다.
직렬/병렬 변환기(3704)에서는, 후단에서 삽입되는 널 톤들의 개수나 파일럿 신호들의 개수를 고려하여, 단일 OFDM 심볼에서, 데이터 신호를 제공하는 서브캐리어들의 개수를 산출하고, 직렬/병렬 변환을 행할 필요가 있다. 또한, 널 톤 생성기(3705)에서는, 후단에서 파일럿 신호를 삽입하는 것을 고려하여, 최종적으로 제어 유닛(202)에 의해 결정된 서브캐리어의 위치에 널 톤이 배치되도록, 이 단(또는 널 톤 생성기(3705))에 "널(NULL)"을 삽입할 위치를 결정할 필요가 있다.
여기서, 도 38의 변조 데이터 S2 및 S6에서와 같이, 펑처링 처리에 의해 널 톤을 생성하기 위해 널로 대체된 데이터 신호 내의 정보는 OFDM 신호 상에 송신되지 않는다. 수신 측에서 다른 변조 데이터를 정확하게 복조할 수 있다면, 이들 펑처링된 정보를 디코딩할 수 있다. 예를 들어, 변조 데이터 S2는 비트들 b2, b10, b18 및 b25에 의해 매핑된 신호이기 때문에, 인터리브 처리 이전 또는 이후의 데이터(b2의 경우, b1 및 b3)를 정확하게 취득할 수 있으면, 비터비 디코딩과 같은 디코딩 처리에 의해, 송신되지 않은 정보를 취득할 수 있다. 변조 데이터 S6에 대해서도 동일하게 적용된다. 이러한 펑처링 처리는 인코딩시 일반적으로 사용되는 처리이다. 본 실시예에서는, 이 펑처링 처리를 널 톤의 생성에 사용함으로써, 필요한 SNR이 증가되지만, 데이터 레이트를 저하시키지 않고 널 톤을 갖는 OFDM 신호를 생성할 수 있다.
통신 디바이스(200)가 수신측으로서 동작하고, 펑처링 처리에 의해 생성된 널 톤을 갖는 OFDM 신호를 데이터 신호로 디코딩할 때에는, OFDM 신호 복조기(223)(후술하는 서브캐리어 변조기(509)) 내에서 널 톤이 되는 서브캐리어로부터 데이터를 추출하지 않도록, 미리 널 톤이 되는 서브캐리어에 관한 정보를 취득해 두는 것이 바람직하다. 따라서, 펑처링 처리에 의해 생성된 널 톤을 갖는 OFDM 신호를 송신하는 측의 통신 디바이스(200)는, 프리앰블 신호 등에 널 톤이 되는 서브캐리어에 관한 정보를 송신할 수 있다.
본 실시예에서는, OFDM 신호에 널 톤이 할당되는 서브캐리어들의 배치(널 톤들의 위치, 개수, 또는 위치와 개수의 조합)에 따라 송신될 정보를 표현할 수 있다. 따라서, 제어 유닛(202)은 패킷에 부여되는 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어의 위치를 결정하고, 도 3 및 도 37에 도시된 OFDM 신호 생성기(211)는 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 OFDM 신호를 생성한다.
이러한 동작에 의해, 통신 디바이스(200)는 송신 시에, 원래의 송신 데이터 이외의 정보를, OFDM 신호에 널 톤을 배치한 형태로 패킷에 부여하여 송신할 수 있다. 예를 들어, 본래는 프리앰블 신호에 기재되어 있는 제어 정보를, 프리앰블 이후의 데이터 부분에서도 널 톤을 사용하여 송신할 수 있다. 물론, 데이터 부분이 아닌, 프리앰블 부분의 OFDM 신호에 널 톤을 배치함으로써 정보를 부여할 수 있다.
도 5에는, 수신 유닛(220)의 OFDM 신호 복조기(223)의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 OFDM 신호 복조기(223)는 시간 동기화 프로세서(501), 주파수 동기화 프로세서(502), 가드 인터벌(GI) 제거기(503), 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛(504), 채널 추정 유닛(505), 채널 등화기(506), 위상 트래킹 유닛(507), 위상 회전 보정기(508), 서브캐리어 복조기(509), 디코더(510)를 포함한다.
먼저, 시간 동기화 프로세서(501)는 디지털 신호 변환기(223)에 의해 생성된 OFDM 신호의 심볼 타이밍을 검출하고(시간 동기화하고), 이후 주파수 동기화 프로세서(502)는 검출된 타이밍에 기초하여 주파수 동기화를 수행한다. 다음으로, 가드 인터벌 제거기(503)는 시간 동기화 프로세서(501)에 의해 검출된 OFDM 심볼의 타이밍에 기초하여 데이터 송신 섹션(OFDM 심볼)의 선두에 부가된 가드 인터벌을 제거한다. 고속 푸리에 변환 유닛(504)은 가드 인터벌이 제거된 OFDM 심볼에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하고 시간 축 상의 데이터 신호를 주파수 영역에 배열된 서브캐리어들로 변환한다.
FFT 처리에 의해 OFDM 신호가 서브캐리어들로 분리될 수 있었던 이후에, 채널 추정 유닛(505)은 채널을 추정하고, 채널 등화기(506)는 채널 추정 결과에 기초하여 잔류 주파수 오프셋 보정, 채널 트래킹 등과 같은 채널 등화 처리를 실행한다.
위상 트래킹 유닛(507)은 채널 등화가 수행된 신호의 위상을 트래킹하고, 위상 회전 보정기(508)는 위상 트래킹 결과에 기초하여 수신 신호의 위상 회전의 보정 처리를 실행한다. 다음으로, 서브캐리어 복조기(509)는 서브캐리어마다 복조 처리를 실행하고, 디코더(510)는 송신 시에 인코더(301)에 대응하는 디코딩 처리를 실행한다. 이러한 방식으로 디코딩된 데이터 신호(이진 신호)는 데이터 프로세서(203)에 전송된다. 채널 등화기(506)에 의한 채널 등화 및 위상 회전 보정기(508)에 의한 위상 회전 보정의 처리는 복조 정밀도를 향상하기 위해서 실행된다.
여기서, WLAN에서 행해진 시간 동기화, 주파수 동기화, 채널 추정, 및 위상 트래킹은 모두 프리앰블 신호(보다 구체적으로, 프리앰블 신호의 선두에 제공되는 공지된 패턴을 포함하는 STF(short training sequence) 신호 또는 LTF(long training sequence) 신호)를 사용하여 처리된다.
도 5에 도시된 OFDM 신호 복조기(223)의 구성에서는, 패킷의 선두에서의 프리앰블 신호를 놓치면, 패킷의 도중으로부터 동기화를 확립하는 것이 어렵고, OFDM 신호를 검출하는 것이 곤란하다. 또한, OFDM 신호 복조기(223)가 프리앰블 신호를 놓치면서 OFDM 신호를 검출할 수 있었다고 할지라도, 채널 추정의 처리 및 위상 트래킹의 처리를 실행할 수 없다. 따라서, 복조 정밀도는 현저하게 저하된다. 즉, OFDM 신호 복조기(223)는 패킷의 도중으로부터 OFDM 신호를 복조하고, 원래의 데이터 신호를 추출할 수 없다.
따라서, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)에서, 패킷의 도중으로부터도 OFDM 신호를 검출하고 제어 정보를 취득하기 위한 수단을 실현하기 위해, 수신 유닛(220)은 널 톤 검출기(224)를 포함한다. 널 톤 검출기(224)는 OFDM 신호에 배치되어 있는 널 톤을 검출한다. 상술한 바와 같이, OFDM 신호 내에서 널 톤에 할당된 서브캐리어의 위치에 따라 정보가 표현된다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 널 톤 검출기(224)의 판정 결과에 기초하여 패킷에 부여된 제어 정보를 추출할 수 있다.
도 6에는, 널 톤 검출기(224)의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 널 톤 검출기(224)는 간단한 시간 동기화 프로세서(601), 간단한 주파수 동기화 프로세서(602), 가드 인터벌(GI) 제거기(603), 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛(604), 수신 전력 계산 유닛(605), 널 톤 판정 유닛(606)을 포함한다.
간단한 시간 동기화 프로세서(601)는 디지털 신호 변환기(222)에 의해 생성된 OFDM 신호의 대략적인 심볼 타이밍을 검출하고, 간단하게 시간 동기화를 취득한다. 다음으로, 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)는 간단한 시간 동기화 프로세서(601)에 의해 검출될 수 있는 심볼 타이밍에 기초하여 간단한 주파수 동기화를 취득한다. 널 톤 검출기(224)의 후단에서 널 톤 신호를 검출할 때에 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 산출하기 위해서는, OFDM 심볼에 대해 FFT 연산을 수행할 필요가 있다. 따라서, OFDM 심볼의 타이밍을 검출할 필요가 있다. 후술하는 바와 같이, 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)는 가드 인터벌의 주기성을 사용하여 수신된 OFDM 신호의 자기상관에 의해 간단한 동기화 처리를 실행한다.
그 후, 가드 인터벌 제거기(603)는 간단한 시간 동기화 프로세서(601)에 의해 검출된 OFDM 심볼의 타이밍에 기초하여 OFDM 심볼로부터 가드 인터벌을 제거하고, 고속 푸리에 변환 유닛(604)은 가드 인터벌이 제거된 OFDM 심볼에 대해 고속 푸리에 변환을 수행하고, 시간 축 상의 데이터 신호를 주파수 영역에 배열된 서브캐리어들로 변환한다. 다음으로, FFT 처리에 의해 신호를 서브캐리어들로 분리할 수 있었던 이후에, 수신 전력 계산 유닛(605)은 특정 서브캐리어의 수신 전력을 산출하고, 널 톤 판정 유닛(606)은 각각의 서브캐리어가 널 톤인지의 여부의 판정한다. 후술하는 바와 같이, OFDM 신호 내에서 널 톤 후보 위치가 미리 결정되는 경우에, 후보 위치의 범위 내의 서브캐리어에 대해서만, 수신 전력의 계산 및 널 톤 판정을 수행한다.
널 톤 판정 유닛(606)의 판정 결과는 제어 유닛(202)에 전송된다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 널 톤의 판정 결과에 기초하여 제어 정보를 취득한다. 제어 유닛(202)은 OFDM 신호에 널 톤이 할당된 서브캐리어의 배치에 따라 패킷에 부여된 제어 정보를 추출한다. 이 점은 나중에 상세히 설명될 것이다. 널 톤 판정 유닛(606)은 수신된 신호를 복조하지 않고 널 톤을 판정한다. 따라서, 본 실시예에서는, 수신 유닛(220)이 수신된 신호를 복조하지 않고 패킷으로부터 제어 정보를 취득할 수 있다는 점을 충분히 이해해야 한다.
제어 유닛(202)은 검출된 널 톤에 기초하여 취득된 제어 정보에 따라 통신 디바이스(200)의 송신 유닛(210) 및 수신 유닛(220)의 거동, 파라미터 등을 결정한다. 예를 들어, 제어 유닛(202)은 취득된 제어 정보에 따라 공간 재사용에 의한 패킷 송신, FD 단말기에 대한 패킷 송신 등과 같은 처리 동작들을 제어한다. 이 점은 나중에 상세히 설명될 것이다.
도 6에 도시된 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)의 주요 특징은 프리앰블 신호의 선두에 있는 공지된 패턴을 사용하지 않는다는 것이다. 구체적으로, 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)는 가드 인터벌의 주기성을 사용하여 수신된 OFDM 신호의 자기상관에 의해 간단한 동기 처리를 실행한다. 이러한 간단한 동기화 처리가 OFDM 신호 복조기(223)에 의해 실행되는 동기화 처리보다도 동기화 정밀도 및 수렴 시간이 열등하지만, 간단한 동기화 처리는 프리앰블 신호를 필요로 하지 않는다. 따라서, 간단한 동기화 처리는 널 톤 검출기(224)에 의해 패킷의 도중으로부터 OFDM 신호를 검출할 수 있는 이점을 갖는다.
널 톤 검출기(224)는 후단의 수신 전력 계산 유닛(605)에 의해 전력 레벨에 따라 서브캐리어가 널 톤 또는 통상의 톤 신호인지의 여부를 판정할 뿐이고, OFDM 신호의 복조나 디코딩을 행하지 않는다. 따라서, 간단한 동기 처리에 의해 OFDM 신호를 충분히 검출할 수 있다고 생각한다. 애당초, 널 톤은 통상의 톤 신호와 달리 정보를 갖지 않는다. 제어 유닛(202)은 널 톤 판정 유닛(606)에 의해 판정된 널 톤의 OFDM 신호 내에서의 배치에 기초하여 제어 정보를 추출하기 때문에, 데이터를 복조할 필요가 없다. 따라서, 널 톤 검출기(224)는 진보된 동기 정밀도가 필요치 않으며, 복조 정밀도를 향상하기 위해 필요한 채널 추정, 위상 보정 등과 같은 처리를 수행할 필요가 없다.
간단한 시간 동기화 처리, 간단한 주파수 동기화 처리, 및 널 톤 판정 각각에 필요한 OFDM 심볼의 개수는 특별히 한정되지 않는다는 점에 유의한다. 예를 들어, 간단한 시간 동기화 처리와 간단한 주파수 동기화 처리가 복수의 심볼에 의해서만 반복되어, 동기화 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 널 톤 판정에서는, 산출한 수신 전력의 변동(예를 들어, 변조에 의한 진폭의 변동)을 고려한 올바른 판정을 행하기 위해, 복수의 심볼의 수신 전력을 계측하고, 정규화된 전력 및 피크 전력을 판정에 사용할 수 있다. 서브캐리어의 수신 전력을 전체 OFDM 심볼의 수신 전력에 의해 제산함으로써 획득된 정규화된 수신 전력이 사용될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 널 톤 검출기(224) 내의 가드 인터벌 제거기(603)와 고속 푸리에 변환 유닛(604)은 도 5에 도시된 OFDM 신호 복조기(223)의 동작과 동일한 동작들을 수행한다. 따라서, 널 톤 검출기(224)와 OFDM 신호 복조기(223)는 가드 인터벌 제거 또는 고속 푸리에 변환 중 적어도 하나를 위한 공통 회로를 사용할 수 있다.
다음으로, 널 톤 검출기(224) 내의 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)이 상세한 구성에 대해서 설명할 것이다.
도 7에는, OFDM 신호의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 OFDM 신호에서, 각각의 OFDM 심볼 앞에는 가드 인터벌(GI)이 첨부된다. 도 7에서, 참조 NGI는 가드 인터벌의 FFT 샘플들의 수를 표시하고, 참조 NFFT는 실효 OFDM의 FFT 샘플들의 수를 표시한다.
널 톤 검출기(224)에 의해 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 산출하기 위해서는, OFDM 심볼만을 FFT 연산을 수행할 필요가 있다. 따라서, 각각의 OFDM 심볼의 타이밍을 검출할 필요가 있다. 여기서, 가드 인터벌은 OFDM 심볼의 후반 부분의 카피에 의해 생성되기 때문에, 가드 인터벌의 자기상관을 계속해서 계산하고, 자기상관의 피크 포인트를 취득할 수 있으면, OFDM 심볼의 타이밍을 검출할 수 있다.
도 8에는, 널 톤 검출기(224) 내의 간단한 시간 동기화 프로세서(601)의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도시된 간단한 시간 동기화 프로세서(601)는 가드 인터벌의 주기성을 사용하여 입력된 OFDM 신호를 포인트마다 NFFT만큼 지연시킴으로써 획득된 신호와의 자기상관을 계산하고, NGI에 대한 신호의 자기상관 결과를 가산함으로써 획득된 결과로부터 피크 타이밍을 검출한다.
도 8에서, 참조 NGI는 가드 인터벌의 FFT 샘플들의 수를 표시하고, 참조 NFFT는 실효 OFDM의 FFT 샘플들의 수를 표시한다. 또한, 참조 z-1은 하나의 샘플만큼 지연시키는 지연 디바이스를 표시한다. 참조 번호(802)는 (NGI-1)개의 지연 디바이스의 그룹을 표시한다. (NGI-1)개의 지연 디바이스의 그룹은 예측된 기간에 대응하는 (NGI+NFFT-1)개의 샘플만큼 참조 번호(801)에 의해 표시된 (NGI-1)개의 지연 디바이스의 그룹보다도 지연되는 샘플 신호를 보유하고 있다.
참조 번호(803)로 표시되는 승산기 그룹은 지연 디바이스 그룹들(801 및 802)에 의해 각각 보유된, 대응하는(즉, 예측된 기간만큼 지연된) 지연 신호들끼리 승산한다. 다음으로, 참조 번호(804)로 표시되는 가산기는 승산기 그룹(803)에 의한 승산 결과들의 합계를 구한다.
승산기(806)는 가산기(804)의 출력을, 지연 디바이스(805)에 의해 실효 OFDM의 FFT 샘플들의 수 NFFT만큼 상기 출력을 지연시킴으로써 획득된 가산기(804)의 출력과 승산하여 자기상관의 피크를 최대화한다. 이러한 방식으로, 피크 판정 유닛(807)은 자기상관의 피크 위치를 판정한다.
도 9에는, 도 8에 도시된 간단한 시간 동기화 프로세서(601)에 의한 심볼 타이밍의 검출의 예가 도시되어 있다. 그러나, 도 9에서, 참조 tGI는 가드 인터벌의 FFT 샘플들의 수에 대응하는 시간을 표시하고, 참조 tFFT는 실효 OFDM의 FFT 샘플들의 수에 대응하는 시간을 표시한다.
도 7에 도시된 OFDM 신호의 예시적인 구성을 참조하면, OFDM 심볼에서의 가드 인터벌의 자기상관을 계속해서 계산했을 때, 간단한 시간 동기화 프로세서(601)에의 입력이 가드 인터벌의 선두가 될 때에 진폭이 증가하기 시작하고, 가드 인터벌의 최후, 즉 OFDM 심볼의 개시에 입력이 이루어지는 시점에서 자기상관 계산 결과는 피크에 도달하는 것으로 예측된다. 따라서, 간단한 시간 동기화 프로세서(601)는 일부 피크 포인트들(t1, t2)을 검출할 수 있다. 간단한 시간 동기화 프로세서(601)가 도 9에 도시된 바와 같이 예측된 기간(tGI+tFFT)에서 피크 포인트들(t1, t2)을 검출할 수 있을 때, 간단한 시간 동기화 프로세서(601)는 OFDM 신호가 성공적으로 검출되었다고 판정한다.
이러한 간단한 시간 동기화 처리를, 후술하는 바와 같은 간단한 주파수 동기화 처리와 조합하여 반복적으로 실행함으로써, OFDM 심볼 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 10에는, 널 톤 검출기(224) 내의 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)의 예시적인 구성이 도시되어 있다. 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)는, 간단한 시간 동기화 프로세서(601)와 유사하게, 가드 인터벌의 주기성을 사용하여 위상 시프트로부터 주파수 시프트를 계산하여, 주파수 시프트를 보정한다.
도 10에 도시된 간단한 시간 동기화 프로세서(601)의 처리 동작에 대해서 설명할 것이다. 제산기(1002)는 가드 인터벌의 수신 신호를, 지연 디바이스(1001)에 의해 실효 OFDM의 FFT 샘플들의 수 NFFT만큼 지연시킨, 이전 주기의 가드 인터벌의 수신 신호로 제산한다. 여기서, 시간 t에서의 가드 인터벌의 수신 신호를 x(t)eΔjωt라고 하고, 하나의 기간, 즉 실효 OFDM의 FFT 샘플들의 수 NFFT 이후의 수신 신호를 x(t+NFTT)eΔjωt라고 한다. 그러나, eΔjωt는 주파수 위상 시프트를 복소 평면에 나타낸 것이다. 가드 인터벌의 주기성(즉, 수신된 파형 x(t)와 x(t+NFTT)는 동일함)을 고려하면, 제산기(1002)에 의한 제산의 결과로서 위상 시프트 eΔjωt만이 남는다. 후단의 위상 시프터(1003)는 복소 계산한 결과를 위상으로 변환하고, 또한 주파수변환기(1004)는 위상 시프트를 주파수 시프트로 변환하여 변환된 주파수 시프트를 출력한다.
간단한 시간 동기화 처리와 간단한 주파수 동기화 처리를 조합하여 반복적으로 실행함으로써, OFDM 심볼 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다는 점에 유의한다.
가드 인터벌의 자기상관에 기초하는 심볼 타이밍 검출 정밀도는 프리앰블 신호를 사용하는 동기 처리의 것만큼 높지 않다. 그러나, 상기 심볼 타이밍 검출 정밀도는 수신 신호를 복조하지 않고 수신 전력에 기초하여 널 톤 판정 처리를 수행하는데 충분하다.
상술한 바와 같이, 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)가 OFDM 심볼의 타이밍을 검출할 때, OFDM 심볼 이전에 첨부된 가드 인터벌을 가드 인터벌 제거기(603)에 의해 제거한 후에 FFT 유닛(604)에 의해 FFT 연산을 수행함으로써, 서브캐리어들이 서로 분리될 수 있다. 다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은, 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 계산함으로써, 서브캐리어가 전력을 갖지 않는 널 톤, 또는 전력을 갖고 데이터를 송신하는 통상의 톤 신호인지를 판정할 수 있다.
예를 들어, 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어 수신 전력은 다음 수학식 (1)에 의해 구할 수 있다. 그러나, 이 수학식에서, x는 수신된 신호 파형을 나타내는 시간 영역에서의 신호를 표시하고, NFFT는 단일 OFDM 신호의 FFT 길이를 표시한다. OFDM 심볼의 개시 타이밍을 특정함으로써, 각각의 OFDM 신호의 서브캐리어의 수신 전력을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 널 톤 검출 정밀도를 향상시키기 위해, 서브캐리어의 수신 전력을 전체 OFDM 심볼의 수신 전력으로 제산함으로써 획득된 정규화된 수신 전력은, 서브캐리어가 널 톤 판정 유닛(606)에 의한 널 톤인지의 여부를 판정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 수신 전력 계산 유닛(605)은 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어의 정규화된 수신 전력을 다음의 수학식 (2)에 따라 구할 수 있다.
도 2에 도시된 통신 디바이스(200)의 이점에 대해서는 여기에서 요약될 것이다. 통상, OFDM 신호를 복조하여 데이터를 추출하기 위해서는, OFDM 신호에 대한 정확한 시간 동기화 및 주파수 동기화가 수행될 필요가 있다. 복조 정밀도를 향상시키기 위해서는, 채널 추정 및 위상 보정이 추가로 필요하다. 통상, 이러한 처리는 패킷의 프리앰블 신호에 포함되는 공지된 패턴을 사용하여 실행되기 때문에, 종래의 무선 단말기의 구성에서는, 패킷의 도중으로부터 프리앰블 신호없이 제어 정보를 취득하는 것은 불가능하거나 매우 어렵다. 한편, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)는 OFDM 심볼의 타이밍이 특정될 수 있는 한 각각의 서브캐리어가 널 톤인지의 여부를 판정할 있고, 복조시에 필요한 진보된 동기화, 채널 추정, 위상 보정 등과 같은 처리는 불필요하다. 따라서, 통신 디바이스(200)는 패킷의 도중으로부터 신호를 수신할 때에도 패킷에 부여된 제어 정보를 취득할 수 있다. 다음으로, 통신 디바이스(200)는 취득될 수 있는 제어 정보에 기초하여, 예를 들어 공간 재사용에 의한 패킷 송신 판정 및 송신 파라미터 조정을 수행할 수 있다.
후속하여, 구체적인 무선 통신 동작에 대해서 설명할 것이다.
도 11에는, IEEE802.11ax에서 검토중인 공간 재사용을 행하기 위한 예시적인 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 그러나, 여기에서는 도 1에 도시된 무선 통신 환경이 가정된다. 또한, 도 11에서의 수평 축은 시간 축이고, 각각의 축 상의 흰 직사각형은 수평 축 상의 위치에 대응하는 시간에서의 통신 디바이스로부터 송신되는 프레임을 표시한다. 또한, 프레임으로부터 수직 방향으로 연장되는 점선 화살표의 전단이 프레임의 목적지를 표시한다. 또한, 프레임을 표시하는 직사각형의 높이가 송신 전력을 표현하는 경우도 있다.
AP 1이 패킷을 송신하기 시작할 때, AP 2는 AP 1으로부터 송신된 패킷 내의 프리앰블 신호를 수신하고, 프리앰블 신호에 기재되어 있는 공간 재사용 동작에 관한 정보(이하, "SR 정보"라고도 칭함)를 취득한다. SR 정보로서, 예를 들어 BSS 식별자가 포함된다. 패킷이 AP 1으로부터 수신된 패킷의 프리앰블 신호에 기재되어 있는 BSS 식별자에 기초하여 AP 2가 속하는 BSS로부터 송신된 패킷이 아니라고 AP 2이 판정할 수 있었을 경우에, AP 2는 패킷의 수신을 종료할 수 있다.
또한, AP 2는 AP 1으로부터의 패킷의 수신 전력 및 다른 SR 정보(예를 들어, 패킷의 송신 전력, 지속기간 정보 등)로부터, AP 1의 패킷 송신을 간섭받지 않는 송신 전력, 송신 시간 등을 산출하고, AP 1에 의한 패킷 송신 동안에도 설정된 송신 파라미터를 사용하여 패킷을 송신하기 시작할 수 있다. 도 11에는, AP 2가 송신 전력을 낮춰서 공간 재사용에 의해 데이터 프레임을 송신하는 상태가 도시되어 있다.
이러한 공간 재사용 기술에 의해, AP 1과 AP 2는 AP 1의 송신이 AP 2의 송신에 영향을 미치지 않는 상태에서 동시에 패킷들을 송신할 수 있다. 따라서, 송신 기회의 향상에 의한 시스템의 스루풋을 개선할 것으로 예측할 수 있다.
도 12에는, 프리앰블 신호에 기재되어 있는 SR 정보에 기초하여 공간 재사용이 수행될 수 없는 경우의 예시적인 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 그러나, 여기에서도 도 1에 도시된 무선 통신 환경이 가정된다. 또한, 도 11에서의 수평 축은 시간 축이고, 각각의 축 상의 흰 직사각형은 수평 축 상의 위치에 대응하는 시간에서의 통신 디바이스로부터 송신되는 프레임을 표시한다. 또한, 프레임으로부터 수직방향으로 연장되는 점선 화살표의 전단이 프레임의 목적지를 표시한다.
AP 1으로부터 송신된 패킷을 수신할 때, 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하고 송신 파라미터를 결정하기 위해, AP 2는 패킷 내의 프리앰블 신호를 수신하고 SR 정보를 취득할 필요가 있다(전술됨). 그러나, AP 1이 패킷을 송신하기 시작할 때, AP 2가 다른 처리를 실행할 경우에(예를 들어, 패킷 송신(Tx) 중, 또는 다른 패킷을 수신(Rx) 중), AP 2는 AP 1으로부터 송신된 패킷의 프리앰블 신호를 취득할 수 없다. 또한, 다른 처리를 완료한 시점에서, AP 2는 AP 1으로부터의 송신 패킷의 프리앰블 신호를 놓친다. 따라서, AP 2는 SR 정보를 취득할 수 없고, 송신이 수행될 수 있는지의 여부를 판정할 수 없으며 송신 파라미터를 설정할 수 없다.
AP 2는 AP 1으로부터 송신된 패킷을 정보를 갖지 않는 간섭 신호로서 인식할 수 있다. 따라서, AP 2는 다른 처리를 완료한 시점에서, 에너지 검출 임계값을 사용하여 송신이 수행될 수 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 그러나, AP 1으로부터의 송신 패킷에 의한 간섭 신호 전력이 에너지 검출 임계값 이상이 되었을 경우에, AP 2는 패킷을 송신할 수 없고, 공간 재사용을 수행할 기회를 상실한다.
한편, AP 1으로부터의 송신 패킷에 의한 간섭 신호 전력이 에너지 검출 임계값 아래로 떨어질 경우에, AP 2는 공간 재사용에 의해 패킷의 송신할 수 있다. 그러나, AP 2는 간섭 신호가 어떤 종류의 신호인지를 인식할 수 없다. 따라서, AP 2는 적절하게 송신 파라미터를 조정할 수 없으며, 예를 들어 최대 송신 전력으로 송신을 개시하여 AP 1의 패킷 송신을 간섭(방해)할 가능성이 있다. 따라서, AP 2가 공간 재사용에 의해 패킷을 송신할 때에, AP 2는 SR 정보를 취득하여 적절하게 송신 파라미터를 조정할 필요가 있다.
도 12에 도시된 예시적인 통신 시퀀스에서, AP 1이 프리앰블 신호의 송신을 완료한 후에, AP 2가 송신 또는 수신을 완료한다는 점에 유의한다. 그러나, AP 1이 프리앰블 신호를 송신하고 있는 동안 AP 2가 송신 또는 수신을 완료했을 때에도, AP 2는 유사하게 AP 1으로부터의 송신 패킷을 간섭 신호로만 인식한다.
요약하면, AP 2가 AP 1으로부터의 송신 패킷의 프리앰블 신호의 수신을 놓쳤을 때에도, 패킷의 도중으로부터도 필요로 하는 SR 정보를 취득하는 것이 바람직하다. 패킷의 도중으로부터도 필요로 하는 SR 정보를 취득함으로써, AP 2는 공간 재사용을 수행할 기회를 증가시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)는 송신 시에 (프리앰블 신호가 아닌) 패킷의 도중으로부터도 필요로 하는 SR 정보를 전송할 수 있는 패킷을 송신한다. 또한, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)는 수신 시에 프리앰블 신호의 수신을 놓쳤을 때, 패킷의 도중으로부터도 필요로 하는 SR 정보를 취득할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 디바이스 구성을 갖는 무선 단말기에 의해 무선 통신 시스템을 형성함으로써, 전체 시스템에서 공간 재사용을 수행할 기회를 증가시키고, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)는 송신 시에, 패킷에 부여해야 할 SR 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하고, 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 OFDM 신호를 생성하고, 패킷 통신을 수행한다. SR 정보는 BSS 식별자, 송신 시간 정보, 송신 전력 정보, 업링크(UL)/ 다운링크(DL) 플래그들을 포함한다.
널 톤들의 위치 및 개수를 설정하기 위한 방법으로서, 2개의 패턴이 예시될 수 있다. 하나의 방법은 널 톤 후보 위치를 고정하고, 실제의 널 톤들의 위치 및 개수에 정보를 갖게 하는 방법이다. 다른 방법은 널 톤들의 개수를 고정하고, 널 톤의 위치에 정보를 갖게 하는 방법이다.
시간 변동형 정보에 따라, 널 톤들의 위치들 또는 개수가 변경될 수 있다. 널 톤의 최소 단위는 단일 서브캐리어 또는 복수의 서브캐리어일 수 있다. 또한, 복수의 스트림이 있을 경우에, 각각의 스트림에서 동일한 서브캐리어들은 널 톤들로서 설정된다. 이것은 복수의 스트림으로 인해 서브캐리어들이 중첩되고 수신 측에서 널 톤을 검출할 수 없는 상황을 방지하기 위한 것이다.
또한, 상술한 바와 같이 널 톤에 의해 정보를 송신하는 패킷의 수신 시에, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)가 프리앰블 신호를 수신할 수 없을 때에도, 통신 디바이스(200)는 패킷의 OFDM 신호를 간단한 동기화에 의해 검출하고, 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 측정하며, 널 톤들의 위치 및 개수를 검출함으로써, SR 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 통신 디바이스(200)가 패킷의 도중으로부터 SR 정보를 획득할 때, 통신 디바이스(200)는 간단한 동기화에 의해 OFDM 심볼의 타이밍을 특정한다. 이후, 특정한 서브캐리어의 수신 전력이 측정될 때, 복수의 심볼을 정규화하고 서브캐리어 수신 전력을 측정할 수 있다.
또한, 통신 디바이스(200)가 패킷의 도중으로부터 SR 정보를 획득할 때, 다음의 방법들 (a) 및 (b) 중 어느 하나에 따라 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 사용함으로써 널 톤이 판정될 수 있다.
(a) 널 톤 후보인 서브캐리어에서 측정된 수신 전력은 임계값과 비교되고, 널 톤 후보가 널 톤인 것을 판정한다.
(b) 널 톤 후보인 서브캐리어에서 측정된 수신 전력값과 참조 톤(전력이 지속적으로 부여되는 톤)인 서브캐리어에서 측정된 수신 전력 간의 상대값은 임계값과 비교되고, 널 톤 후보가 널 톤인 것을 판정한다.
(c) 그러나, 단일 OFDM 심볼로부터 결정된 개수보다 많은 널 톤을 검출한 경우에, 널 톤 판정 실패라고 판정한다.
본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)의 송신 유닛(210)에서의 동작에 대해서 설명될 것이다. 도 13에는, 통신 디바이스(200)에 의한 송신 시에서의 동작 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다.
먼저, 제어 유닛(202)은 널 톤에 의한 정보 송신을 수행할지의 여부를 체크한다(단계 S1301).
여기서, 널 톤에 의한 정보 송신이 수행될 경우에(단계 S1301에서의 예), 제어 유닛(202)은 송신될 제어 정보를 설정한다(단계 S1302). 다음으로, 제어 유닛(202)은 OFDM 신호의 어느 서브캐리어가 널 톤으로서 설정될 것인지, 즉, 널 톤이 할당되는 서브캐리어들의 위치들 및 개수를 결정한다(단계 S1303). 제어 유닛(202)이 널 톤에 의해 SR 정보를 송신하고 싶을 때, 널 톤이 할당되는 서브캐리어들의 위치들 및 개수로 SR 정보를 표현한다.
다음으로, OFDM 신호 생성기(211)는 제어 유닛(202)에 의해 결정된 위치에서의 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되도록 OFDM 신호를 생성한다(단계 S1304). 널 톤을 포함하는 OFDM 신호를 생성하는 OFDM 신호 생성기(211)의 구성은 도 3을 참조하여 상술한 바와 같다. 대안적으로, 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하지 않기로 결정한 경우에(단계 S1301에서의 아니오), OFDM 신호 생성기(211)는 널 톤을 포함하지 않는 OFDM 신호를 생성한다.
다음으로, 아날로그 신호 변환기(212)는 생성된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 DA 변환하고, RF 송신 유닛(213)은 아날로그 신호 변환기(212)에 의해 생성된 아날로그 신호를 RF 신호로 상향-변환하여 전력 증폭을 수행한다. 이후, RF 신호는 안테나 공유 유닛(201)을 통해 안테나부터 공중에 전자파로서 방출되고, 백오프가 완료된 후에 OFDM 신호가 송신된다(단계 S1305).
상기의 단계 S1301에서, 제어 유닛(202)은 예를 들어, 패킷 송신의 성공률, 다른 BSS로부터 송신된 프리앰블 신호의 취득률 등을 판정 재료들로서 사용하여, 널 톤에 의한 정보 송신을 수행할지의 여부를 판정할 수 있다는 점에 유의한다.
예를 들어, 통신 디바이스(200)는, 패킷 송신의 성공률이 낮을 때, 다른 BSS에 속하는 무선 단말기가 무선 단말기로부터 송신된 패킷의 프리앰블 신호를 취득하지 않기 때문에, 패킷 충돌이 발생되었다고 판정할 수 있다. 이러한 경우, 통신 디바이스(200)는 다른 BSS에 속하는 무선 단말기가 무선 단말기로부터 송신된 패킷의 도중으로부터도 필요로 하는 제어 정보(예를 들어, SR 정보)를 취득할 수 있도록 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는 것을 결정한다.
도 14에는, 제1 실시예에 따른 널 톤 후보 위치의 예가 도시되어 있다. 그러나, 수평 축은 주파수를 나타내고, 수직 축은 전력 레벨을 나타낸다. 또한, 도 14에서의 각각의 수직 방향 화살표는, OFDM 신호 내의 각각의 서브캐리어 상의 톤 신호를 표시한다. 실선 화살표는 통상의 톤(지속적으로 데이터 또는 파일럿 신호에 사용되는 서브캐리어)을 나타내고, 점선 화살표는 널 톤 후보 위치(정보 송신에 사용되는 널 톤일 수 있는 서브캐리어의 위치)를 나타낸다. 또한, 도 14에서 점선 화살표에 각각 첨부된 번호들 1 내지 n은 각각 널 톤 후보 위치들 내에서 서브캐리어의 위치를 의미한다.
도 14에 도시된 예에서는, OFDM 신호에서 선두 서브캐리어로부터 n번째 서브캐리어까지의 범위가 널 톤 후보 위치에 할당되어 있다. 즉, n개의 널 톤 후보 위치는 한 장소에 배치된다. 널 톤 후보 위치에 있는 각각의 서브캐리어가 널 톤인지의 여부에 따라, 1 비트에 대응하는 정보가 송신될 수 있다. 여기서, n개의 모든 서브캐리어가 널 톤이 아닐 경우에, 종래의 OFDM 신호를 사용한 데이터 송신은 변경되지 않는다. 따라서, n개의 서브캐리어를 사용한 널 톤에 의해 송신될 수 있는 정보량은 2n-1개의 타입이다.
실제로, 널 톤이 될 서브캐리어의 위치는 제어 유닛(202)에 의해 송신된 정보에 기초하여 결정된다. 다음으로, OFDM 신호 생성기(211)는 제어 유닛(202)에 의해 널 톤으로서 특정된 서브캐리어가 널 톤(즉, 전력을 갖지 않는 톤 신호)으로서 설정되고, 그 이외의 서브캐리어는 종래와 같이 데이터 신호가 제공되는 통상의 톤 신호로서 설정되도록 OFDM 신호를 생성한다.
도 15에는, 본 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계의 예가 도시되어 있다. 도 15에서는, 송신될 각각의 정보가 비트 시퀀스(b1 내지 bn)로 나타나 있다. 다음으로, bk="1"이 송신될 경우에, 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어를 널 톤에 할당하고, bk="0"이 송신될 경우에는, 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어를 통상의 톤 신호로서 설정하여 OFDM 신호를 생성한다.
도 15에 도시된 예에서는, 널 톤에 의해 송신될 제어 정보로서, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그, BSS 식별자(6비트 상당), 나머지 송신 시간(6비트 상당), 송신 전력(4비트 상당), UL/DL 플래그 등의 SR 정보가 예시된다. 이들의 제어 정보는 널 톤 후보 위치 내의 n개의 서브캐리어 중 첫번째, 2번째 내지 7번째, 8번째 내지 13번째, 14번째 내지 17번째, 및 18번째 ...에 각각 할당된다. 도 15는 송신될 단일 제어 정보가 널 톤이 할당된 서브캐리어의 위치들 및 개수 간의 관계에 의해 표현되는 예라고 말할 수 있다.
제어 유닛(202)은, 제어 정보의 각각의 내용을 결정할 때, 결정된 제어 정보를 비트 시퀀스(b1 내지 bn)로 표현한다. 다음으로, OFDM 신호 생성기(211)는 널 톤 후보 위치 내에서, 비트 시퀀스에서 "1"이 될 비트 위치에 대응하는 서브캐리어의 위치를 널 톤에 할당하고, 동일 비트 시퀀스에서 "0"이 될 비트 위치에 대응하는 서브캐리어의 위치를 통상의 톤 신호로서 설정함으로써 OFDM 신호를 생성한다.
도 15에는, 널 톤에 의해 송신될 제어 정보로서, 널 톤 정보의 유무, BSS 식별자, 나머지 송신 시간, 송신 전력, UL/DL 플래그 등과 같은 SR 정보가 예시되어 있다는 점에 유의한다. 그러나, 제어 정보는 이들에 한정되지 않는다.
예를 들어, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그는 능력과 같은 정보로 대체될 수 있다. 또한, BSS 식별자, 나머지 송신 시간, 송신 전력, UL/DL 플래그 이외에도 필요한 SR 정보가 있다면, 널 톤에 의한 정보 송신이 유사하게 실행될 수 있다. 도 15에 도시된 정보 이외의 SR 정보로서, 예를 들어, 패킷 목적지, 수신 목적지에서의 간섭 전력 등이 예시될 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 예에서는, 널 톤 후보 위치들의 최후의 서브캐리어가 단순한 오류 검출 코드인 패리티 비트에 할당된다. 송신될 제어 정보에 대한 오류 검출 또는 정정에 보다 많은 널 톤이 사용될 수 있다면, 패리티 비트는 CRC(cyclic redundancy check)와 같은 진보된 오류 정정 코드로 대체될 수 있다. 또한, 널 톤에 의해 송신될 제어 정보는 프리앰블 신호내에 포함되어 있는 정보에 한정되지 않는다. 물론, SR 정보 이외의 다양한 제어 정보가 널 톤을 사용하여 송신될 수 있다.
도 15에 도시된 널 톤에 의해 송신되는 제어 정보의 나머지 송신 시간은 시간 변동형 파라미터이다. 그러나, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그, BSS 식별자, 송신 전력, UL/DL 플래그는 고정된 파라미터이다. 또한, 패리티 비트는 시간 변동형 파라미터의 변경에 따라 변한다. 패킷의 도중에 임의의 제어 정보가 시간에 따라 변할 때, 제어 정보에 대응하는 서브캐리어는 패킷의 도중에 널 톤으로부터 통상의 톤으로, 또는 통상의 톤으로부터 널 톤으로 스위칭된다.
도 16에는, 본 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예가 도시되어 있다. 그러나, 도 16에서, 수평 축은 시간을 표시하고, 수직 축은 주파수를 표시한다. 또한, 도 16에는, 프리앰블 신호 이후의 데이터 신호 부분이 나타나 있고, 하나의 사각형은 각각의 OFDM 심볼의 단일 서브캐리어를 나타낸다. 통신 디바이스(200)의 제어 유닛(202)이 패킷의 송신 시에, 도시된 바와 같이 널 톤 후보 위치들 내의 서브캐리어에서의 널 톤들의 위치들 및 개수를 결정하는 것으로 가정한다.
도 16에 도시된 예에서는, 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되기 때문에, 널 톤 후보 위치들 내의 첫번째 서브캐리어를 널 톤으로서 설정하고, b1="1"을 나타낸다. 또한, BSS 식별자로서, 정보 "011000"을 전송하고 싶을 경우에, 2번째 내지 7번째 서브캐리어들 중에서 5번째 및 6번째 서브캐리어에 널 톤을 할당한다. 또한, 송신 전력 정보로서, 정보 "1001"을 전송하고 싶을 경우에, 14번째 내지 17번째 서브캐리어들 중에서 14번째 및 17번째 서브캐리어에 널 톤을 할당한다. 또한, UL/DL 플래그가 UL을 표시하기를 원할 경우에, 18번째 서브캐리어를 널 톤으로서 설정하고, b18="1"을 나타낸다. 다음으로, 시간 변동이 일어나지 않는 이들 파라미터에 관해서는, 널 톤이 될 서브캐리어를 고정시키고, OFDM 신호를 생성한다.
한편, 나머지 송신 시간 정보와 같이 패킷 송신 동안 값이 변하는 정보에 관해서는, 소정 기간마다 널 톤이 될 서브캐리어의 위치를 변경한다. 도 16에 도시된 예에서는, 첫번째로 정보 "000100"를 나타내도록 널 톤 후보 위치들 내의 10번째 서브캐리어만을 널 톤으로서 설정한다. 그러나, 정보는 나머지 송신 시간 정보 변경의 타이밍에서 정보를 하나씩 카운트다운함으로써 획득한 "000011"로 변경되기 때문에, 10번째 서브캐리어는 통상의 톤 신호로 변경되고, 8번째 및 9번째 서브캐리어는 널 톤으로 변경된다. 또한, 제어 정보의 시간 변동에 따라, 패리티 비트와 같은 오류 정정 코드가 변경되고, 패리티 비트의 송신에 할당된 N번째 서브캐리어는 널 톤으로부터 통상의 톤으로 또는 통상의 톤으로부터 널 톤으로 변경된다.
후속하여, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)의 수신 유닛(220)의 동작에 대해서 설명할 것이다. 도 17에는, 통신 디바이스(200)의 수신 시에서의 동작 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다.
수신 유닛(220)이 신호를 검출하기 시작하고(단계 S1701), 안테나 공용 유닛(201)을 통해 안테나 수신 신호가 입력될 때, RF 수신 유닛(221)은 하향-변환 및 저잡음 증폭과 같은 처리를 실행하고, 이어서, 디지털 신호 변환기(222)는 아날로그 수신 신호를 디지털 신호로 AD 변환한다. 다음으로, OFDM 신호 복조기(223)는 종래의 프리앰블 신호의 검출을 수행하기 시작한다(단계 S1702).
OFDM 신호 복조기(223)가 수신된 신호로부터 프리앰블 신호를 검출할 수 있고(단계 S1702에서의 예), 수신 전력이 프리앰블 신호의 수신 전력 임계값 이상이라고 판정한 경우에(단계 S1707에서의 예), OFDM 신호 복조기(223)는 종래의 동작에서와 같이 OFDM 신호를 복조하기 시작한다(단계 S1708). 다음으로, 복조 결과는 제어 유닛(202)에 출력된다. 한편, 수신된 신호로부터 프리앰블 신호를 검출할 수 없는 경우(단계 S1702에서의 아니오) 및 프리앰블 신호를 검출할 수 있었지만 프리앰블 신호의 수신 전력이 임계값 미만일 경우에는(단계 S1707에서의 아니오), 수순은 단계 S1701으로 되돌아가고, 신호 검출 처리는 반복적으로 실행된다.
또한, 수신 유닛(220)에서, OFDM 신호 복조기(223)에 의한 처리와 동시에(또는, 병렬로), 널 톤 검출기(224)는 OFDM 신호를 검출하기 시작한다(단계 S1703).
단계 S1703에서는, 널 톤 검출기(224) 내의 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)가 전술한 바와 같이, 가드 인터벌의 자기상관을 사용하여 OFDM 심볼의 타이밍을 검출한다. 널 톤 검출기(224)는, OFDM 심볼이 성공적으로 검출될 때(단계 S1703에서의 예), 수신 전력이 임계값 이상인지의 여부를 체크한다(단계 S1704).
수신 전력이 임계값 이상일 경우에는(단계 S1704에서의 예), 널 톤 검출기(224) 내의 수신 전력 계산 유닛(605)은 제어 정보의 취득에 필요한 서브캐리어의 위치(즉, 널 톤 후보 위치의 범위 내의 서브캐리어)에서의 수신 전력을 산출하고(단계 S1705), 또한 널 톤 검출기(224) 내의 널 톤 판정 유닛(606)은 각각의 서브캐리어가 널 톤인지의 여부를 판정한다(단계 S1706). 다음으로, 널 톤에 관한 판정 결과는 제어 유닛(202)에 출력된다.
또한, 수순은 단계 S1701로 되돌아간다. 널 톤 검출기(224) 내의 간단한 시간 동기화 프로세서(601) 및 간단한 주파수 동기화 프로세서(602)가 OFDM 신호를 검출할 수 없는 경우(단계 S1703에서의 아니오) 및 OFDM 신호를 검출할 수 있었지만 수신 전력이 임계값 미만일 경우에는(단계 S1704에서의 아니오), 신호 검출 처리는 반복적으로 실행된다.
도 18에는, 도 17에 도시된 흐름도의 단계 S1706에서 널 톤 검출기(224) 내의 널 톤 판정 유닛(606)에 의해 실행되는 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다. 그러나, 도 18에서, 참조 n은 널 톤 후보들인 서브캐리어들의 개수를 표시하고, 참조 ThA는 널 톤 판정에 사용되는 전력의 임계값을 표시한다(수신 전력이 전력 임계값 ThA보다 낮은 서브캐리어는 널 톤으로 판정된다).
먼저, 변수 k를 초기값 1로 설정한다(단계 S1801). 다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 이전 단계 S1705에서 산출된 널 톤 후보가 될 각각의 서브캐리어의 수신 전력의 정보로부터 널 톤 후보 위치들 내의 k번째 서브캐리어 수신 전력 Pk를 취득하고(단계 S1802), 수신 전력 Pk를 전력 임계값 ThA와 비교한다(단계 S1803).
수신 전력 Pk가 전력 임계값 ThA 이하인 경우에는(단계 S1803의 예), 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 위치들 내의 k번째 서브캐리어를 널 톤으로 판정하고 비트 시퀀스에서의 k번째 비트 bk=1이라고 하는 정보를 획득한다(단계 S1804).
한편, 수신 전력 Pk가 전력 임계값 ThA보다 높은 경우에는(단계 S1803에서의 아니오), 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 위치들 내의 k번째 서브캐리어를 통상의 톤으로 판정하고 비트 시퀀스에서의 k번째 비트 bk=0이라고 하는 정보를 획득한다(단계 S1805).
다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 k가 널 톤 후보들인 서브캐리어들의 개수 n 미만인지의 여부를 체크한다(단계 S1806). k가 널 톤 후보들인 서브캐리어들의 개수 n 미만인 경우에는(단계 S1806에서의 예), k를 1만큼 증분한 후에(단계 S1807), 널 톤 후보 내의 다음 서브캐리어가 상술한 처리와 유사한 처리에 따라 널 톤인지의 여부를 판정한다.
이러한 방식으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 내의 모든 서브캐리어(1 내지 n)에 대해 널 톤 판정 처리를 실행하고(단계 S1806에서의 아니오), b1 내지 bn 각각이 "1" 또는 "0" 중 하나인 비트 시퀀스에 관한 정보로서 결과를 추출한다. 이러한 널 톤 판정 유닛(606)에 의한 판정 결과는 제어 유닛(202)에 전송된다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 추출된 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 관한 정보를 도 15에 도시된 각각의 제어 정보로 변환한다.
도 15에 도시된 예에서와 같이, 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는지의 여부를 표시하는 플래그가 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 관한 정보에 제공되어 있는 경우에는, 널 톤 판정 유닛(606)은 도 18에 도시된 처리 수순을 개시할 때에 플래그에 대응하는 서브캐리어에 대해서만 널 톤 판정을 수행하고, 비트의 값을 판독하며, 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는지의 여부를 확인할 수 있다는 점에 유의한다. 다음으로, 플래그가 설정되어 있지 않고(구체적으로, b1=0), 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는 패킷이 아닌 것을 발견했을 경우에는, 널 톤 후보들인 다른 서브캐리어의 수신 전력의 산출 및 도 18에 도시된 널 톤 판정 처리는 스킵될 수 있다.
도 19에는, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)가 다른 무선 단말기로부터 널 톤에 의해 송신된 제어 정보를 사용하여 공간 재사용 동작을 수행하기 위한 처리 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다. 도시된 처리 수순은 제어 유닛(202)에 의해 주로 수행된다.
먼저, 제어 유닛(202)은 널 톤 검출기(224)에 의한 검출 결과로부터 SR 정보가 정확하게 취득될 수 있는지의 여부를 체크한다(단계 S1901). 구체적으로, 제어 유닛(202)은 OFDM 신호에서의 널 톤 후보 위치들의 선두 서브캐리어가 널 톤인지의 여부(즉, b1=1) 및 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되었는지를 표시할지의 여부를 체크한다(그러나, 널 톤 판정 유닛(606)가 체크했던 것과 유사한 체크가 이루어진 경우에는, 이 체크는 제어 유닛(202)에서 생략될 수 있다). 다음으로, 제어 유닛(202)은 널 톤 후보 위치들의 최후에서의 서브캐리어들로부터 추출된 패리티 비트를 사용하여, 널 톤 판정 유닛(606)에 의해 추출된 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 대해 패리티 체크를 수행함으로써, SR 정보가 정확하게 취득될 수 있는지의 여부를 체크한다.
OFDM 신호에서의 널 톤으로부터 SR 정보가 정확하게 취득될 수 있는 경우에는(단계 S1901에서의 예), 제어 유닛(202)은 취득된 SR 정보에 포함되는 BSS 식별자를 사용하여 수신중인 패킷이 디바이스가 속하는 BSS와 일치하는지의 여부를 체크한다(단계 S1902).
SR 정보에 의해 표시되는 BSS 식별자가 디바이스가 속하는 BSS와 일치하지 않는 경우에는(단계 S1902에서의 아니오), 수신된 패킷은 다른 BSS(OBSS)로부터 도달된 OBSS 신호이고, 공간 재사용에 의해 패킷이 송신될 수 있는 가능성이 있다. 따라서, 제어 유닛(202)은 다른 SR 정보(나머지 송신 시간, 송신 전력, UL/DL 플래그 등)를 사용하여 공간 재사용에 의해 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정한다(단계 S1903).
제어 유닛(202)이 SR 패킷이 송신될 수 있다고 판정한 경우에는(단계 S1903에서의 예), 제어 유닛(202)은 널 톤에 의해 송신된 정보로부터 취득한 SR 정보를 사용하여 SR 패킷의 적절한 송신 파라미터(송신 전력, 패킷 길이 등)를 설정한다(단계 S1904).
다음으로, 제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)의 상태를 (전파가 사용되지 않는) 유휴(IDLE) 상태로 시프트시키고 백오프를 재개한다(단계 S1905). 백오프가 종료하면, 제어 유닛(202)은 송신 유닛(210)에게 SR 패킷을 송신하도록 지시한다.
한편, 널 톤 검출기(224)에 의한 검출 결과로부터 SR 정보가 정확하게 취득될 수 없었다고 판정한 경우(예를 들어, 널 톤에 의한 정보의 취득에 실패한 경우 및 패리티 체크에 실패한 경우)(단계 S1901에서의 아니오), 수신한 OFDM 신호가 디바이스가 속하는 BSS와 일치한다고 판정한 경우(단계 S1902에서의 예), 또는, OBSS 신호를 수신했지만 취득한 SR 정보(송신 전력, UL/DL 플래그 등)에 기초하여 SR 패킷이 송신될 수 없다고 판정한 경우(단계 S1903에서의 아니오)에는, 제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)의 상태를 (전파가 사용되는) 비지(BUSY) 상태로 시프트시키고(단계 S1906), 패킷의 송신이 종료할 때까지 대기한다.
물론, 제어 유닛(202)은 널 톤에 의해 송신된 제어 정보가 아닌, 수신된 패킷의 프리앰블 신호에 기재되고 OFDM 신호 복조기(223)에 의해 종래의 방식으로 OFDM 신호 복조기(223)에 의해 획득되는 SR 정보에 기초하여 동일한 공간 재사용 동작을 수행할 수 있다.
도 20에는, 널 톤에 의해 취득된 제어 정보를 사용하여 공간이 재사용될 수 있는 예시적인 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 그러나, 여기에서는 도 1에 도시된 무선 통신 환경이 가정된다. 또한, 도 11에서의 수평 축은 시간 축이고, 각각의 축 상의 흰 직사각형은 수평 축 상의 위치에 대응하는 시간에서의 통신 디바이스로부터 송신되는 프레임을 표시한다. 또한, 프레임으로부터 수직 방향으로 연장되는 점선 화살표의 선단은 프레임의 목적지를 표시한다. 또한, 프레임을 표시하는 직사각형의 높이가 송신 전력을 표현하는 경우가 있다.
AP 1으로부터 송신된 패킷을 수신할 때, 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하고 송신 파라미터를 결정하기 위해, (전술한 바와 같이) AP 2는 패킷 내의 프리앰블 신호를 수신하고 SR 정보를 취득할 필요가 있다. 도 20에 도시된 예에서는, AP 1이 패킷을 송신하기 시작할 때, AP 2가 다른 처리중(예를 들어, 패킷 송신(Tx)중 또는 패킷 수신(Rx)중)이기 때문에, AP 2는 AP 1으로부터 송신된 패킷의 프리앰블 신호를 취득할 수 없다. 또한, 다른 처리를 완료한 시점에서는, AP 2는 AP 1으로부터의 송신 패킷의 프리앰블 신호를 놓친다. 따라서, AP 2는 AP 1의 송신 패킷의 프리앰블 신호로부터는 SR 정보를 취득할 수 없다.
그러나, 도 12에 도시된 예시적인 통신 시퀀스와 달리, AP 2는 AP 1으로부터 수신된 OFDM 신호(패킷의 데이터 부분)내에서 널 톤에 할당된 서브캐리어들의 배치에 기초하여 SR 정보를 취득할 수 있다. 따라서, AP 2는 AP 1으로부터의 패킷의 수신 전력 및 OFDM 신호(패킷의 데이터 부분)로부터 검출된 널 톤으로부터 취득된 SR 정보에 따라 AP 1으로부터의 송신 패킷(즉, 다른 BSS로부터의 OBSS 신호)을 검출할 수 있다.
다음으로, AP 2는 AP 1의 패킷 송신에 간섭되지 않는 송신 전력 및 송신 시간과 같은 송신 파라미터를 산출하고, AP 1에 의한 패킷 송신 중에도 설정된 송신 전력을 사용함으로써 공간 재사용에 의한 패킷(이하, "SR 패킷"이라고도 칭함)을 송신하기 시작할 수 있다. 도 20에는, AP 2가 송신 전력을 낮추고 공간 재사용에 의해 데이터 프레임을 송신하는 상태가 도시되어 있다.
요약하면, 본 명세서에 개시된 기술에 따르면, AP와 같은 무선 단말기로서 동작하는 통신 디바이스(200)는, 다른 국(station)으로부터 송신된 패킷의 도중으로부터도 OFDM 신호를 검출함으로써, 공간 재사용에 의한 송신이 수행될 수 있는지의 여부를 판정할 수 있고, 공간 재사용을 위한 송신 파라미터의 설정에 필요한 SR 정보를 취득할 수 있으며, 공간 재사용 기술의 효과를 향상시킬 수 있다.
[제2 실시예]
제2 실시예에서는, 제1 실시예와는 상이한 널 톤 후보 위치 설정 및 널 톤 판정 방법에 대해서 설명할 것이다.
무선 통신에서는, 멀티패스 등에 기인하여 주파수 성분마다 페이딩의 영향이 변하는 주파수 선택성 페이딩이 발생하고, 수신 품질이 열화된다고하는 문제가 있다.
제1 실시예에서는, 널 톤에 할당되는 서브캐리어들의 범위, 즉 널 톤 후보 위치들은 한 장소에 일괄적으로 배치되고(예를 들어, 도 15를 참조), 수신 측에서는 각각의 서브캐리어의 수신 전력의 절댓값을 전력 임계값 ThA와 비교하여 널 톤을 판정한다. 그러나, 주파수 선택성 페이딩의 영향 등에 의해, 주파수 성분마다 서브캐리어의 수신 전력이 크게 변동하면, 이러한 널 톤 판정 방법에서는, 정확하게 널 톤을 검출할 수 없다. 그 결과, 널 톤으로부터 제어 정보를 추출할 수 없게 될 가능성이 증가한다.
도 21에는, AP 1으로부터 송신된, 널 톤이 배치된 OFDM 신호와 전파 경로에서 주파수 선택성 페이딩이 발생한 후에 AP 2에 의해 수신되는 OFDM 신호가 도시되어 있다. 그러나, 도 21에서 AP 1에 의해 송신된 OFDM 신호 및 AP 2에 의해 수신된 OFDM 신호 각각에 대해, 통상의 톤(데이터 또는 파일럿 신호에서 지속적으로 사용되는 서브캐리어)은 실선 화살표로 표시되고, 널 톤 후보 위치의 서브캐리어는 점선 화살표로 표시된다. 또한, 수직 축은 전력 레벨을 나타낸다.
도 21에 도시된 예에서, 널 톤 후보 위치들 내의 서브캐리어들의 첫번째, 3번째, ..., 및 n번째 서브캐리어가 널 톤들에 할당된 OFDM 신호는 AP 1으로부터 송신된다. AP 1과 AP 2 사이의 전파 경로에서는, 사용될 주파수 대역의 하위 주파수 측이 감쇠하는 주파수 선택성 페이딩이 발생하고, 통상의 톤 신호로서 송신되는 하위 주파수 측의 서브캐리어의 수신 전력이 대폭으로 저하된다. 예를 들어, 서브캐리어가 널 톤 후보 위치들 내의 2번째 서브캐리어와 같이 널 톤이 아니라고 할지라도, 수신 전력이 널 톤 검출을 위한 절대적인 전력 임계값 ThA 아래로 떨어지고, 널 톤이 잘못 판정되는 경우가 발생한다. 그 결과, AP 2는 AP 1의 송신 패킷의 도중으로부터 정확하게 제어 정보를 취득할 수 없다.
제1 실시예에서는, 널 톤 후보 위치들의 최후의 서브캐리어를 패리티 비트로서 사용하고 있다(도 15를 참조). 하나의 서브캐리어를 잘못 판정해도, 패리티 비트를 사용하여 오류를 검출함으로써 잘못된 제어 정보를 취득하는 것을 피할 수 있다. 그러나, 복수의 서브캐리어에서 잘못된 판정이 발생했을 때, 보다 진보된 오류 정정 코드를 사용하지 않으면 잘못된 판정을 검출할 수 없고, 필요한 정보량이 방대하게 될 가능성이 있다.
즉, 주파수 선택성 페이딩에 한하지 않고, 예를 들어 다른 신호가 잡음으로서 입력되는 경우 등에서, 다양한 외부 요인들에 의해 널 톤을 잘못 판정할 위험은 항상 존재한다.
따라서, 제2 실시예에서는, 널 톤 후보 위치 내의 널 톤을 판정할 때의 수신 전력의 상대적인 판정 기준이 되는 참조 톤을 배치하기 위한 방법에 대해서 소개될 것이다. 널 톤을 판정할 때, 서브캐리어의 수신 전력을 절대적인 전력 임계값 ThA과 비교하는 것 이외에, 서브캐리어의 수신 전력을 참조 톤의 수신 전력에 기초한 상대적인 임계값 ThR과 비교함으로써, 외부 요인들에 기인하는 수신 전력의 변동의 영향을 감소시킬 수 있다. 그러나, 참조 톤은 전력을 갖는 톤 신호(서브캐리어)라고 가정된다.
도 22에는, 제2 실시예에 따른 참조 톤을 포함하는 널 톤 후보 위치의 서브캐리어 예시적인 구성이 도시되어 있다. 도 22에서의 화살표는 OFDM 신호 내의 각각의 서브캐리어 상의 톤 신호를 표시한다. 실선 화살표는 통상의 톤(데이터 또는 파일럿 신호에 지속적으로 사용되는 서브캐리어)을 나타내고, 점선 화살표는 널 톤 후보 위치(정보 송신에 사용되는 널 톤일 수 있는 서브캐리어의 위치)를 나타낸다. 도 22에서 점선 화살표들에 각각 첨부된 번호들 1 내지 n은 각각 널 톤 후보 위치에서의 서브캐리어의 위치를 의미한다. 또한, 굵은 실선 화살표는 참조 톤을 나타낸다. 또한, 수직 축은 전력 레벨을 나타낸다. 참조 톤은 수신 전력의 상대적인 판정 기준으로 사용될 것으로 의도된 서브캐리어이며, 전력을 갖는 톤 신호이다.
도 14에 도시된 예에서는, n개의 널 톤 후보 위치가 한 장소에 배치되어 있다. 한편, 도 22에 도시된 예에서는, n개의 널 톤 후보 위치가 OFDM 신호 내에서 분산 배치되고, 널 톤 후보 위치의 각 서브캐리어의 근방에(또는 널 톤 후보 위치의 각각의 서브캐리어에 인접하여) 참조 톤이 배치된다. 도시된 예에서는, 첫번째와 2번째 널 톤 후보 위치 사이, 3번째와 4번째 널 톤 후보 위치 사이, ..., 및 (n-1)번째와 n번째 널 톤 후보 위치 사이에, 참조 톤들이 배치된다. 각각의 참조 톤의 양쪽에 널 톤 후보 위치들이 배치된다고도 말할 수 있다.
참조 톤이 전력을 지속적으로 갖는 톤 신호(서브캐리어)이지만, 파일럿 신호는 참조 톤으로서 사용될 수 있다. 물론, 파일럿 신호 이외의 장소에 참조 톤을 배치할 수 있다.
널 톤 후보 위치들 및 참조 톤들의 배치는 도 22에 도시된 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 참조 톤의 수신 전력과 널 톤 후보 위치의 수신 전력은 각각의 수신 전력이 주파수 선택성 페이딩에 의해 크게 변동되지 않는 위치 관계를 갖는 것이면 충분하다.
제2 실시예에서는, 널 톤이 배치된 OFDM 신호를 송신할 때의 널 톤을 배치하는 위치를 결정하기 위한 방법(즉, 제어 유닛(202)에 의해 널 톤의 배치를 결정하기 위한 처리 동작)과 널 톤이 배치된 OFDM 신호를 수신했을 때의 널 톤을 판정하기 위한 방법(즉, 널 톤 검출기(224)에 의해 널 톤을 판정하기 위한 처리 동작)이 제1 실시예와 상이하다. 그러나, 다른 점들은 제1 실시예와 유사하다.
도 23에는, 제2 실시예에 따라 참조 톤을 사용하여 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다. 도시된 처리 수순은 통신 디바이스(200)가 패킷을 수신할 때에, 널 톤 검출기(224) 내의 널 톤 판정 유닛(606)에 의해 수행된다. 그러나, 도 23에서, 참조 n은 널 톤 후보들인 서브캐리어들의 개수를 표시하고, 참조 ThA는 널 톤 판정에 사용되는 절대적인 전력 임계값을 표시한다. 참조 Thr은 널 톤 후보 위치의 수신 전력을 참조 톤의 수신 전력과 상대적으로 비교하는데 사용되는 전력 임계값을 표시한다.
먼저, 변수 k를 초기값 1로 설정한다(단계 S2301). 다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 이미 산출한, 널 톤의 후보가 될 각각의 서브캐리어의 수신 전력의 정보로부터 널 톤 후보 위치들 내의 k번째 서브캐리어 수신 전력 Pk를 취득하고(단계 S2302), 후속하여 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어 근방의 참조 톤의 수신 전력 Pr을 취득한다(단계 S2303).
다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 참조 톤의 수신 전력 Pr과 널 톤 후보 위치의 수신 전력 Pk 간의 차분(Pr-Pk)을 전력 임계값 Thr과 비교하고, 널 톤 후보 위치의 수신 전력 Pk를 전력 임계값 ThA와 비교한다(단계 S2304).
참조 톤의 수신 전력 Pr과 널 톤 후보 위치의 수신 전력 Pk 간의 차분(Pr-Pk)이 전력 임계값 Thr 이상이고, 수신 전력 Pk가 전력 임계값 ThA 이하인 경우에는(단계 S2304에서의 예), 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어를 널 톤으로 판정하고 비트 시퀀스에서의 k번째 비트 bk=1이라고 하는 정보를 획득한다(단계 S2305).
한편, 참조 톤의 수신 전력 Pr과 널 톤 후보 위치의 수신 전력 Pk 간의 차분(Pr-Pk)이 전력 임계값 Thr 이상이고, 수신 전력 Pk가 전력 임계값 ThA 이하인 임계값 판정 조건들 중 하나가 충족되지 않는 것에는(단계 S2304에서의 아니오), 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어를 통상의 톤으로 판정하고, 비트 시퀀스에서의 k번째 비트 bk=0이라고 하는 정보를 획득한다(단계 S2307).
다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 k가 널 톤 후보들인 서브캐리어들의 개수 n 미만인지의 여부를 체크한다(단계 S2306). k가 널 톤 후보들인 서브캐리어들의 개수 n 미만인 경우에는(단계 S2306에서의 예), k를 1만큼 증분한 후에(단계 S2308), 널 톤 후보 내의 다음 서브캐리어가 상술한 처리와 유사한 처리에 따라 널 톤인지의 여부를 판정한다.
이러한 방식으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 내의 모든 서브캐리어(1 내지 n)에 대한 처리를 실행하고(단계 S2306에서의 아니오), 결과를 b1 내지 bn 각각이 "1" 또는 "0"인지를 표시하는 정보로서 추출한다. 판정 결과들은 제어 유닛(202)에 전송된다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 추출된 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 관한 정보를, 예를 들어 도 15에 도시된 각각의 제어 정보로 변환한다.
도 15에 도시된 예에서와 같이, 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는지의 여부를 표시하는 플래그가 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 관한 정보에 제공되는 경우에, 널 톤 판정 유닛(606)은 최초로 플래그에 대응하는 서브캐리어에 대해서만 널 톤 판정을 수행하고, 비트의 값을 판독하며, 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되는지의 여부를 확인할 수 있다는 점에 유의한다. 다음으로, 플래그가 설정되지 않고(구체적으로, b1=0), 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는 패킷이 아니라는 것을 발견한 경우에, 널 톤 후보인 다른 서브캐리어 및 참조 톤의 수신 전력의 산출 및 널 톤 판정이 스킵될 수 있다.
도 24에는, AP 1으로부터 송신된, 널 톤이 배치된 OFDM 신호와, 전파 경로에서 주파수 선택성 페이딩이 발생한 후에 AP 2에 의해 수신되는 OFDM 신호가 도시되어 있다. 그러나, 도 24는 OFDM 신호 내에 참조 톤을 배치한 예를 도시하고 있다. 또한, 도 24에서 AP 1에 의해 송신된 OFDM 신호 및 AP 2에 의해 수신된 OFDM 신호 각각에 대해, 통상의 톤(데이터 또는 파일럿 신호에서 지속적으로 사용되는 서브캐리어)은 실선 화살표로 표시되고, 널 톤 후보 위치의 서브캐리어는 점선 화살표로 표시되며, 참조 톤은 굵은 실선 화살표로 표시된다. 또한, 수직 축은 전력 레벨을 나타낸다.
도 24에 도시된 예에서는, 널 톤 후보 위치들 내의 서브캐리어들 중 첫번째, 3번째, ..., 및 n번째 서브캐리어를 널 톤에 할당한 OFDM 신호가 AP 1으로부터 송신된다.
여기서, AP 1과 AP 2 사이의 전파 경로에서는, 사용될 주파수 대역 중 하위 주파수 측이 감쇠하는 주파수 선택성 페이딩이 발생하고, 통상의 톤 신호로서 송신된 하위 주파수 측 상의 서브캐리어의 수신 전력이 대폭으로 저하된다. 예를 들어, 널 톤 후보 위치들 내의 2번째 서브캐리어와 같이, 수신 전력은 널 톤 검출을 위한 절대적인 전력 임계값 ThA 아래로 떨어진다.
제2 실시예에서는, 또한, 널 톤 후보 위치의 수신 전력과 널 톤 후보 위치 근방의 참조 톤의 수신 전력 간의 상대값을 전력 임계값 Thr과 비교한다. 임계값 판정 조건들 중 하나가 충족되지 않으면, 서브캐리어가 널 톤이 아니라고 판정한다. 도 24에 도시된 예에서, 널 톤 후보 위치들 내의 2번째 서브캐리어의 수신 전력은 전력 임계값 ThA 미만이다. 그러나, 상기 수신 전력과 인접하는 참조 톤의 수신 전력 간의 차이는 작고, 전력 임계값 Thr 미만이다. 따라서, 널 톤 후보 위치 내의 2번째 서브캐리어는 통상의 톤이라고 정확하게 판정할 수 있다. 그 결과, AP 2는 AP 1의 송신 패킷의 도중으로부터도, 정확하게 제어 정보를 취득할 수 있다.
이러한 방식으로, 제2 실시예에 따라, 주파수 선택성 페이딩이 발생했을 때의 영향을 감소시키고, 정확하게 널 톤을 판정할 수 있다고 하는 점을 충분히 이해해야 한다.
[제3 실시예]
제1 실시예에서는, OFDM 신호 내의 한 장소에 널 톤 후보 위치들이 배치되는 정보 송신 방법(예를 들어, 도 14를 참조)에 대해서 소개했다. 한편, 제3 실시예에서는, OFDM 신호의 모든 서브캐리어를 널 톤 후보 위치들로서 사용하는 정보 송신 방법에 대해서 소개할 것이다.
도 25에는, 제3 실시예에서의 널 톤 배치 후보의 예가 도시되어 있다. 제3 실시예에서는, OFDM 신호 내의 모든 서브캐리어를 널 톤 후보 위치들로서 사용하기 때문에, 도 25에서의 모든 서브캐리어는 점선 화살표로 표시되어 있다.
제1 실시예에서, 하나의 제어 정보는 널 톤들이 할당되는 서브캐리어들의 위치들과 개수 간의 관계로 표현된다(예를 들어, 도 15를 참조). 따라서, 제1 실시예에서는, 하나의 제어 정보가 2 이상의 널 톤들로 표현되는 경우들이 있다. 한편, 제3 실시예에서는, 단일 제어 정보를 표시하는 널 톤들의 개수를 1개 이하로 제한하고, 널 톤인 서브캐리어의 위치만을 사용하여 정보를 송신한다.
도 26에는, 제3 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계가 도시되어 있다. 도 26에 도시된 예에는, 널 톤에 의해 송신될 제어 정보로서, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그, BSS 식별자(6비트 상당), 나머지 송신 시간(6비트 상당), 송신 전력(4비트 상당), UL/DL 플래그 등과 같은 SR 정보가 예시되어 있다. 다음으로, OFDM 신호 내의 모든 서브캐리어 중에서 첫번째, 2번째 내지 65번째, 66번째 내지 129번째, 130번째 내지 145번째, 146번째, ... 서브캐리어들은 각각의 제어 정보를 송신하기 위한 널 톤 후보 위치에 각각 할당된다. 또한, OFDM 신호 내의 최후, 즉 N번째 서브캐리어는 단순한 오류 검출 코드인 패리티 비트에 할당된다.
제3 실시예에서 널 톤에 의해 송신될 제어 정보의 타입은 제1 실시예에서의 것과 유사하다. 그러나, 제3 실시예는 1 비트에 상당하는 정보 이외의 제어 정보에 관련하여, 송신될 정보 값을 비트 값이 아니라, 널 톤(bk=1)이 할당되는 서브캐리어의 위치로 표현한다는 점에서, 제1 실시예와 상이하다. 즉, 제3 실시예에서, 널 톤(bk=1)이 할당되는 서브캐리어의 위치 k만으로 제어 정보의 내용(또는 정보 값)을 나타내고, 제어 정보에 할당된 모든 다른 서브캐리어는 통상의 톤(bk=0)으로 설정된다.
64개의 서브캐리어인 2번째 내지 65번째 서브캐리어가 BSS 식별자들을 위한 널 톤 후보 위치들에 할당되면, 널 톤으로서 설정된 유일한 서브캐리어의 위치에 의해, 64개의 패턴, 즉 6비트 상당하는 BSS 식별자들이 표현될 수 있다. 예를 들어, 6비트 상당하는 BSS 식별자로서 정보 "000001"를 송신하고 싶을 경우에, BSS 식별자들의 널 톤 후보 위치들에 할당된 2번째 내지 65번째 서브캐리어 중에서 2번째 서브캐리어만을 널 톤에 할당하고, 3번째 내지 65번째 서브캐리어를 모두 통상의 톤으로서 설정한다. 다음으로, OFDM 신호가 생성된다. 또한, BSS 식별자로서 정보 "000011"를 송신하고 싶을 경우에, 4번째 서브캐리어만을 널 톤에 할당하고, 4번째 서브캐리어 이외의 2번째, 3번째 및 5번째 내지 65번째 서브캐리어를 통상의 톤으로서 설정한다. 다음으로, OFDM 신호가 생성된다. 나머지 시간 정보, 송신 전력 등과 같은 다른 제어 정보의 내용은 각각의 제어 정보에 할당된 널 톤 후보 위치들 중에서 널 톤으로 설정된 유일한 서브캐리어의 위치에 의해 유사하게 표현될 수 있다.
제3 실시예는 단일 제어 정보에 할당된 서브캐리어들(널 톤 후보 위치)의 범위 내에서, 널 톤이 할당되는 단일 서브캐리어의 위치에 의해 제어 정보를 표현하는 예라고 말할 수 있다. 제3 실시예에 따르면, 송신될 정보가 각각의 널 톤의 위치에 의해 표현되고, OFDM 신호 내에 배치되는 널 톤의 총 개수가 고정된다.
제3 실시예에서는, OFDM 신호 내의 모든 서브캐리어가 널 톤 후보 위치로서 설정되기 때문에, 널 톤 검출기(224)가 모든 서브캐리어의 수신 전력을 계산할 필요가 있다. 따라서, 제1 실시예에서의 것들과 비교하여 필요한 계산량 및 필요한 계산 시간이 증가한다. 그러나, 제3 실시예에서는, 단일 OFDM 심볼에 포함되는 널 톤들의 총 개수가 고정되고, 제1 실시예에서의 것과 비교하여 OFDM 신호에 포함되는 널 톤들의 총 개수가 감소될 수 있다. 따라서, 제3 실시예에 따르면, 널 톤의 할당에 의한 데이터의 저하를 어느 정도 억제할 수 있고, 주파수 선택성 페이딩과 같은 외부 요인에 의한 널 톤의 잘못된 판정을 보다 쉽게 검출할 수 있다고 하는 이점들이 있다.
도 26에 도시된 널 톤에 의해 송신되는 제어 정보의 나머지 송신 시간은 시간 변동형 파라미터이다. 그러나, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그, BSS 식별자, 송신 전력, 및 UL/DL 플래그는 고정된 파라미터들이다. 패킷의 도중에 임의의 제어 정보가 시간에 따라 변동했을 때에는, 제어 정보에 대응하는 서브캐리어가 패킷의 도중에 널 톤으로부터 통상의 톤으로 또는 통상의 톤으로부터 널 톤으로 스위칭된다.
도 27에는, 본 실시예에 따른 서브캐리어들의 시간 변동의 예가 도시되어 있다. 그러나, 도 16에서, 수평 축은 시간을 표시하고, 수직 축은 주파수를 표시한다. 또한, 도 16에서는, 프리앰블 신호 이후의 데이터 신호 부분이 나타나 있으며, 하나의 사각형은 각각의 OFDM 심볼에서 단일 서브캐리어를 나타낸다. 통신 디바이스(200)의 제어 유닛(202)이 패킷 송신 시에, 도시된 바와 같이 OFDM 신호의 모든 서브캐리어 중에서 널 톤의 위치를 결정하는 것으로 가정된다. 본 실시예에서는, 단일 OFDM 심볼에 할당되는 널 톤들의 총 개수가 고정되기 때문에, 제어 유닛(202)은 OFDM 신호로부터 널 톤이 할당되는 서브캐리어의 위치만을 결정한다는 점에 유의한다.
도 27에 도시된 예서는, 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되기 때문에, 널 톤 후보 위치들 내의 첫번째 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되고, b1="1"으로 표현된다. 또한, BSS 식별자로서 정보 "000011"를 송신하고 싶을 경우에는, 2번째 내지 65번째 서브캐리어 중에서 4번째만을 널 톤에 할당하고, 4번째 서브캐리어 이외의 2번째, 3번째, 및 5번째 내지 65번째 서브캐리어를 포함하는 모든 서브캐리어를 통상의 톤들로서 설정한다. 또한, 송신 전력 정보로서 정보 "0011"를 송신하고 싶을 경우에는, 130번째 내지 145번째 서브캐리어 중에서 132번째 서브캐리어만을 널 톤에 할당하고, 132번째 서브캐리어 이외의 130번째, 131번째, 및 133번째 내지 145번째 서브캐리어를 포함하는 모든 서브캐리어를 통상의 톤들로서 설정한다. 또한, UL/DL 플래그가 UL을 표시하고 싶을 경우에, 146번째 서브캐리어는 널 톤으로서 설정되고, b146="1"으로 표현된다. 다음으로, 이들의 시간 변동되지 않는 파라미터들에 관련해서는, 널 톤이 될 서브캐리어를 고정시키고, OFDM 신호를 생성한다.
한편, 나머지 송신 시간 정보와 같이, 패킷 송신 중에 값이 변하는 정보에 관련해서는, 소정 기간마다 널 톤이 될 서브캐리어의 위치를 변경한다. 도 27에 도시된 예에서는, 처음에는 나머지 송신 시간 "3"인 정보 값을 나타내도록, 66번째 내지 129번째 서브캐리어 중에서 68번째 서브캐리어만을 널 톤에 할당하고, 68번째 서브캐리어 이외의 66번째, 67번째, 및 69번째 내지 129번째 서브캐리어를 포함하는 모든 서브캐리어를 통상의 톤으로서 설정한다. 이후, 나머지 송신 시간 정보 변경 타이밍에서, 정보를 한개만큼 카운트다운하고 정보 값 "2"로 변경한다. 이 변경에 응답하여, 67번째 서브캐리어만을 널 톤에 할당하고, 67번째 서브캐리어 이외의 66번째 및 68번째 내지 129번째 서브캐리어를 포함하는 모든 서브캐리어를 통상의 톤들로서 설정한다.
제3 실시예는 널 톤이 배치된, OFDM 신호를 송신할 때의 널 톤이 배치되는 위치를 결정하기 위한 방법(즉, 제어 유닛(202)에 의해 널 톤의 배치를 결정하기 위한 처리 동작)과 널 톤이 배치된, OFDM 신호를 수신했을 때의 널 톤을 판정하기 위한 방법(즉, 널 톤 검출기(224)에 의해 널 톤을 판정하기 위한 처리 동작)이 상술한 제1 실시예와 상이하다. 그러나, 다른 점들은 제1 실시예에서의 것들과 유사하다.
도 28에는, 제3 실시예에서, 통신 디바이스(200)가 패킷을 수신할 때 널 톤을 판정하기 위한 처리 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다. 그러나, 도 28에서, 참조 N은 OFDM 신호의 모든 서브캐리어의 개수(널 톤 후보들의 서브캐리어들의 개수)이고, 참조 ThA는 널 톤 판정에 사용되는 전력의 임계값을 표시한다(수신 전력이 전력 임계값 ThA보다 낮은 서브캐리어는 널 톤으로서 판정된다).
먼저, 변수 k를 초기값 1로 설정한다(단계 S2801). 다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 수신 전력 계산 유닛(605)에 의해 산출된 k번째 서브캐리어의 수신 전력 Pk를 취득하고(단계 S2802), 이 수신 전력 Pk를 전력 임계값 ThA와 비교한다(단계 S2803).
수신 전력 Pk가 전력 임계값 ThA 이하인 경우에는(단계 S2803에서의 예), 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 위치들 내의 k번째 서브캐리어를 널 톤으로 판정하고, 비트 시퀀스에서의 k번째 비트 bk=1이라고 하는 정보를 획득한다(단계 S2804).
한편, 수신 전력 Pk가 전력 임계값 ThA보다 높은 경우에는(단계 S2803에서의 아니오), 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤 후보 위치들 내의 k번째 서브캐리어를 통상의 톤으로 판정하고, 비트 시퀀스에서의 k번째 비트 bk=0이라고 하는 정보를 획득한다(단계 S2805).
다음으로, 널 톤 판정 유닛(606)은 동일한 제어 정보에 할당된 널 톤 후보 위치들 내에 널 톤으로 판정된 2개 이상의 서브캐리어가 존재하는지를 체크한다(단계 S2806).
제3 실시예에서는, (전술된 바와 같이) 단일 제어 정보에 할당된 널 톤 후보 위치들 내의 널 톤들의 개수가 1개 이하로 제한된다는 것에 동의하며, 그 범위 내에 2 이상의 널 톤이 존재하는 경우는 없다. 따라서, 동일한 제어 정보에 할당된 서브캐리어들의 범위 내에서, bk=1을 표시하는 판정이 2회보다 많이 이루어졌을 때에는(단계 S2806에서의 예), 판정이 잘못되었다는 것을 발견하게 된다. 이러한 경우에, 널 톤 판정 유닛(606)은 널 톤에 의한 정보 취득에 실패했다고 판정하고(단계 S2807), 취득된 정보를 모두 폐기하고 이 처리를 종료한다.
또한, bk=1이라고 판정된 서브캐리어들의 개수가 1개 이하인 경우에(단계 S2806에서의 아니오), 널 톤 판정 유닛(606)은 k가 OFDM 신호의 서브캐리어들의 총 개수 N 미만인지의 여부를 체크한다(단계 S2808). k가 OFDM 신호의 서브캐리어들의 총 개수 N 미만인 경우에(단계 S2808예서의 예), k를 1만큼 증분한 후에(단계 S2809), 널 톤 후보 내의 다음 서브캐리어가 상술한 처리와 유사한 처리에 따라 널 톤인지를 판정한다.
다음으로, k가 OFDM 신호의 서브캐리어들의 총 개수 N에 도달할 때(단계 S2808에서의 아니오), 널 톤 판정 유닛(606)은 OFDM 신호의 모든 서브캐리어(1 내지 N)에 대해 널 톤 판정 처리를 완료하고, 널 톤에 의해 정보를 성공적으로 취득한다(단계 S2810). 널 톤 판정 유닛(606)의 판정 결과는 제어 유닛(202)에 전송된다. 제어 유닛(202)은 널 톤으로 판정된 서브캐리어의 위치에 관한 정보를 도 26에 따라 각각의 제어 정보로 변환한다.
도 26에 도시된 예에서와 같이, 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는지의 여부를 표시하는 플래그가 OFDM 신호에 제공되는 경우에, 널 톤 판정 유닛(606)은 최초로 플래그에 대응하는 서브캐리어에 대해서만 널 톤 판정을 수행하고, 비트의 값을 판독하며, 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되는지의 여부를 확인할 수 있다는 점에 유의한다. 다음으로, 플래그가 설정되어 있지 않고(구체적으로, b1=0), 패킷이 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는 패킷이 아닌 것을 발견했을 경우에는, 널 톤 후보인 다른 서브캐리어의 수신 전력의 산출 및 널 톤 판정이 스킵될 수 있다.
제어 유닛(202)은 널 톤 판정 유닛(606)에 의한 도 28에 도시된 처리 수순에 따른 판정 결과로부터 취득된 제어 정보에 기초하여 공간 재사용 동작을 포함한 통신 디바이스(200)의 동작을 제어할 수 있다. 통신 디바이스(200)의 공간 재사용 동작은 예를 들어, 도 19에 도시된 처리 수순에 따라 수행될 수 있다. 여기에서, 공간 재사용 동작의 상세한 설명은 생략된다.
지금까지, 제1 내지 제3 실시예로서, 널 톤에 의한 정보 송신 방법 및 널 톤 검출 방법에 관한 몇가지의 예에 대해서 설명하였다. 그러나, 여기서 제안하는 기술은 이들 방법에 한정되지 않는다. 제1 내지 제3 실시예 중 2개 이상의 실시예의 조합을 사용하여 널 톤에 의한 정보 송신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단일 제어 정보를 표시하는 널 톤들의 개수를 1개 이하로 제한하고 널 톤인 서브캐리어의 위치만으로 정보를 송신하는 제3 실시예의 방법은 제2 실시예에서의 참조 톤을 사용하기 위한 방법과 조합될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 실시예에서, 1개의 널 톤을 1개의 서브캐리어에 할당하는, 즉 1개의 서브캐리어를 정보를 갖는 단위로서 사용한다고 가정하여 설명하였다. 그러나, 예를 들어 복수의 서브캐리어의 단위로 널 톤에 의한 정보 송신을 수행할 수 있다. 이 경우, 널 톤 판정 유닛(606)은 서브캐리어 단위로 널 톤을 판정한다. 그러나, 하나의 단위에 포함되는 서브캐리어들이 널 톤들로서 설정되는 경우에만, 정보 "(bk=1)"가 부여될 수 있다. 복수의 서브캐리어 단위로 널 톤에 의한 정보 송신을 수행함으로써, 주파수 오차 등의 영향을 감소시킬 수 있다.
또한, 통신 디바이스(200)가 MIMO(multiple input multiple output)와 같은 통신 방법을 적용하여 복수의 스트림을 송신하는 경우에, 모든 스트림에 동일한 제어 정보를 부여하고 널 톤들이 될 서브캐리어들의 위치를 스트림들 간에 정렬시키는 것이 바람직하다.
또한, 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는 공통 룰은 네트워크 내의 모든 무선 단말기에 의해 사용되는 것이 바람직하다. 널 톤에 의한 정보 송신을 수행하는 룰은 서브캐리어에 널 톤을 할당하는 룰(널 톤 후보 위치 및 참조 톤이 사용되는지의 여부), 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계 등을 포함한다. 특정한 네트워크에서 폐쇄된 무선 환경에서 널 톤에 의한 정보 송신을 행하는 경우에, 네트워크 내에서 고유한 룰을 제공하고 각각의 무선 단말기를 동작시킬 수 있다.
[제4 실시예]
지금까지, 제1 내지 제3 실시예로서, 널 톤에 의한 정보 송신 방법이 공간 재사용 기술의 효과를 향상시키기 위해 적용되는 실시예에 대해서 설명하였다. 공간 재사용에 필요한 정보를 널 톤에 의해 송신함으로써, 프리앰블 신호에 의존하지 않고, 패킷의 도중으로부터도 정보를 취득하고, SR 패킷 송신을 판정하여 송신 파라미터를 설정할 수 있다. 한편, 제4 실시예에서는, 널 톤을 사용하여 정보를 송신하기 위한 방법을 FD 단말기에의 패킷 송신에 관한 판정에 적용하는 실시예에 대해서 소개할 것이다.
도 29에는, 제4 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 예시적인 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 시스템은 풀 듀플렉스 타입, 즉, 종속된 STA들로부터의 UL 패킷들을 수신하고 DL 패킷들을 종속된 STA들로 송신하는 것을 동시에 수행할 수 있는 AP(이하, "FD-AP"라고도 칭함)와 FD-AP의 제어 하에서 동작하는 2개의 STA, 즉 STA 3 및 STA 4를 포함한다. FD-AP는 STA 3 및 STA 4와 DL 통신을 수행하고, STA 3와 STA 4는 FD-AP와 UL 통신을 수행하는 것으로 가정된다. 또한, FD-AP, STA 3 및 STA 4는 모두 도 2에 도시된 디바이스 구성을 포함하는 것으로 가정된다.
도 30에는, 도 29에 도시된 시스템 구성에서 FD-AP와 STA 4 간에 풀 듀플렉스 통신을 수행하기 위한 예시적인 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 그러나, 도 30에서의 수평 축은 시간 축이고, 각각 축 상의 흰 직사각형은 수평 축 상의 위치에 대응하는 시간에서의 통신 디바이스로부터 송신되는 프레임을 표시한다. 또한, 프레임으로부터 수직 방향으로 연장되는 점선 화살표의 선단은 프레임의 목적지를 표시한다.
STA 3에 DL 패킷을 송신하기 시작할 때, FD-AP는 프리앰블 신호 내에 UL 패킷이 수신될 수 있다는 것을 표시하는 정보(이하, "UL 수신가능 플래그"라고 칭함)를 포함하여 DL 패킷을 송신한다.
STA 4가 FD-AP의 송신 패킷의 프리앰블 신호를 취득할 때, 동일 BSS에 속하는 STA 4는 UL 수신가능 플래그에 따라 FD-AP가 여전히 UL 신호를 수신할 수 있다고 판정한 경우에 패킷의 수신을 취소하고, 백오프를 수행한다. 이후, STA 4는 FD-AP에 UL 패킷을 송신하기 시작할 수 있다. 프리앰블 신호에 UL 수신가능 플래그가 포함되어 있지 않은 경우에, STA 4는 프리앰블 신호 내의 정보로부터 NAV(송신 억제 기간)를 설정한다.
이러한 방식으로, FD-AP는 FD-AP에 의해 송신되는 패킷 프리앰블 신호 내에 UL 수신가능 플래그를 제공함으로써, 자율 분산 방식으로 UL 패킷을 수신하고 DL 패킷을 송신하는 것을 동시에 수행할 수 있다.
FD-AP가 이러한 풀 듀플렉스 통신을 행함으로써 종속된 STA들의 송신 기회들이 향상되기 때문에, 통신 리소스들을 증가시키는 효과를 기대할 수 있다.
도 31에는, 프리앰블 신호 내에 기재되어 있는 UL 수신가능 플래그에 기초하여 FD-AP와 STA 4 사이에서 풀 듀플렉스 통신이 수행될 수 없는 경우의 예시적인 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 그러나, 도 30의 수평 축은 시간 축이고, 각 축 상이 흰 직사각형은 수평 축 상의 위치에 대응하는 시간에서의 통신 디바이스로부터 송신되는 프레임을 표시한다. 또한, 프레임으로부터 수직 방향으로 연장되는 점선 화살표의 선단은 프레임의 목적지를 표시한다.
로컬 국(local station)이 STA 4의 접속 목적지인 FD-AP에 의해 송신된 패킷을 수신할 때 UL 패킷이 FD-AP에 송신될 수 있는지의 여부를 결정하기 위해, STA 4는 패킷 내의 프리앰블 신호를 수신하고 UL 수신가능 플래그를 검출할 필요가 있다. 그러나, FD-AP가 패킷을 송신하기 시작할 때 STA 4가 다른 처리중(예를 들어, 패킷 송신(Tx)중 또는 다른 패킷을 수신(Rx)중)일 경우, STA 4는 FD-AP로부터 송신된 패킷의 프리앰블 신호를 취득할 수 없다. 또한, 다른 처리를 완료한 시점에서, STA 4는 FD-AP로부터의 송신 패킷의 프리앰블 신호를 놓친다. 따라서, STA 4는 UL 수신가능 플래그를 취득하지 못한다. 그 결과, FD-AP가 UL 패킷을 수신할 수 있다고 할지라도, STA 4는 UL 송신이 수행될 수 있는지의 여부를 판정할 수 없고 송신기회를 상실한다.
요약하면, STA 4가 FD-AP로부터의 송신 패킷의 프리앰블 신호의 수신을 놓쳤을 때에도, 패킷의 도중으로부터도 UL 수신가능 플래그를 취득하는 것이 바람직하다. 패킷의 도중으로부터도 UL 수신가능 플래그를 취득함으로써, STA 4는 업링크 송신 기회들을 증가시킬 수 있고, 이것은 통신 리소스들을 증가시킨다.
제4 실시예에서는, FD-AP로서 동작하는 통신 디바이스(200)는 DL 패킷의 송신 시에, (프리앰블 신호가 아닌) 패킷의 도중으로부터도 UL 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하는데 필요한 정보를 전달할 수 있는 패킷을 송신한다. 또한, 제4 실시예에서, DL 패킷의 수신 시에, FD-AP의 제어 하에서 STA로서 동작하는 통신 디바이스(200)가 프리앰블 신호의 수신을 놓쳤다고 할지라도, 통신 디바이스(200)는 패킷의 도중으로부터 UL 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하는데 필요한 정보를 취득할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 디바이스 구성을 갖는 무선 단말기에 의해 무선 통신 시스템을 형성함으로써, 시스템 전체에서 공간 재사용을 수행할 기회들을 증가시키고 스루풋을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 제4 실시예에서는, DL 패킷의 송신 시에, FD-AP로서 동작하는 통신 디바이스(200)는 DL 패킷에 부여될 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하고, 결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 OFDM 신호를 생성하고, DL 패킷을 송신한다. DL 패킷에 부여될 정보는 UL 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하는데 필요한 정보 및 UL 패킷의 송신을 제어하는데 필요한 정보이며, BSS 식별자, 송신 시간 정보, UL 수신가능 플래그 등을 포함한다.
널 톤들의 위치 및 개수를 설정하기 위한 방법으로서, 2개의 패턴이 예시될 수 있다. 하나의 방법은 널 톤 후보 위치를 고정시키고, 실제 널 톤들의 위치 및 개수에 정보를 갖게 하는 방법이다. 다른 방법은 널 톤들의 개수를 고정시키고, 널 톤의 위치에 정보를 갖게 하는 방법이다.
시간 변동형 정보에 따르면, 널 톤들의 위치들 또는 개수를 변경할 수 있다. 널 톤의 최소 단위는 단일 서브캐리어 또는 복수의 서브캐리어일 수 있다. 또한, 복수의 스트림이 있는 경우에, 각각의 스트림에서 동일한 서브캐리어들이 널 톤들로서 설정된다. 이것은 복수의 스트림에 의해 서브캐리어들이 중첩되고, 수신 측에서 널 톤을 검출할 수 없는 상황을 방지하기 위한 것이다.
또한, 제4 실시예에서, FD-AP의 제어 하에서 STA로서 동작하는 통신 디바이스(200)가 상술한 바와 같이 널 톤을 사용하여 정보 송신을 수행하는 DL 패킷의 수신 시에, 프리앰블 신호를 수신할 수 없다고 할지라도, DL 패킷의 OFDM 신호(데이터 부분)를 간단한 동기화에 의해 검출하고, 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 측정하며, 널 톤을 검출함으로써, 통신 디바이스(200)는 (상술한 바와 같이) UL 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하는데 필요한 정보 및 UL 패킷의 송신을 제어하는데 필요한 정보를 획득할 수 있다.
도 32에는, 통신 디바이스(200)가 제4 실시예에서 FD-AP로서 동작할 때의 처리 수순이 흐름도의 형태로 도시되어 있다.
FD-AP가 패킷 수신 중이 아닐 때에(단계 S3201에서의 아니오), 제어 유닛(202)은 UL 수신가능 플래그가 1을 표시하도록 널 톤이 할당되는 서브캐리어의 위치를 결정한다(단계 S3203).
또한, FD-AP가 패킷 수신 중일 때에(단계 S3201에서의 예), 제어 유닛(202)은 UL 수신가능 플래그가 0을 표시하도록 널 톤이 할당되는 서브캐리어의 위치를 결정한다(단계 S3203). 널 톤이 할당되는 서브캐리어의 위치는 제1 내지 제3 실시예에 소개된 방법들 중 임의의 하나에 따라 결정될 수 있다.
다음으로, OFDM 신호 생성기(211)는 단계 S3202 또는 S3203에서 제어 유닛(202)에 의해 결정된 위치에서의 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되도록 OFDM 신호를 생성한다(단계 S3204).
다음으로, 아날로그 신호 변환기(212)는 생성된 OFDM 신호를 아날로그 신호로 DA 변환하고, RF 송신 유닛(213)은 아날로그 신호 변환기(212)에 의해 생성된 아날로그 신호를 RF 신호로 상향-변환하고 전력 증폭을 수행한다. 이후, RF 신호는 안테나 공유 유닛(201)을 통해 안테나로부터 공중에 전자파로서 방출되고, 백오프가 완료된 후에 OFDM 신호가 송신된다(단계 S3205).
도 32에 도시한 바와 같은 처리 수순은 FD-AP로서 동작하는 통신 디바이스(200)가 OFDM 심볼 생성할 때 필요에 따라 수행된다. FD-AP의 상태에 따라, UL 수신가능 플래그를 나타내는 서브캐리어의 상태가 변한다. 예를 들어, FD-AP가 DL 패킷을 송신하기 시작하는 시점에서는, FD-AP가 UL 패킷을 수신하지 않는다. 따라서, FD-AP는 UL 수신가능 플래그가 "1"을 표시하도록 널 톤을 사용하여 OFDM 신호를 송신한다. 이후, FD-AP가 DL 패킷 송신의 도중으로부터 임의의 패킷을 수신하기 시작하는 경우에, 다음 OFDM 심볼로부터 UL 수신가능 플래그가 "0"을 표시하도록 널 톤이 존재하는지의 여부 또는 널 톤으로서 설정되는 서브캐리어의 위치가 변경된다.
이러한 방식으로, FD-AP 주위에(또는 종속하여) 복수의 STA가 존재하는 무선 통신 환경 하에서, 복수의 STA는 각각 FD-AP의 송신 패킷의 프리앰블 신호뿐만 아니라 패킷의 도중으로부터의 UL 수신가능 플래그를 취득하고, UL 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하여, 송신 기회를 획득할 수 있다. 또한, STA들 중 임의의 하나가 UL 패킷이라고 판정하고 미리 UL 패킷을 송신하기 시작하는 경우에, FD-AP는 패킷의 도중으로부터 UL 수신가능 플래그를 "0"으로 변경한다. 따라서, 종속된 STA는 UL 패킷이 송신될 수 없다고 필요에 따라 판정하고, 이미 UL 송신이 개시된 패킷과의 충돌을 방지할 수 있다.
도 33에는, 제4 실시예에 따른 널 톤의 위치와 제어 정보 간의 관계의 예가 도시되어 있다. 도 15에서, 송신될 각각의 정보는 비트 시퀀스(b1 내지 bn)로 표현된다. 다음으로, bk="1"이 송신되는 경우에는, 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어가 널 톤에 할당되고, bk="0"이 송신되는 경우에는, 널 톤 후보 위치 내의 k번째 서브캐리어를 통상의 톤 신호로서 설정하도록 OFDM 신호가 생성된다.
도 33에 도시된 예에는, 널 톤에 의해 송신될 제어 정보로서, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그, BSS 식별자(6비트 상당), 나머지 송신 시간(6비트 상당), UL 수신가능 플래그, ..., 등과 같은 풀 듀플렉스 통신을 위한 제어 정보가 예시되어 있다. 이들의 제어 정보는 널 톤 후보 위치들 내의 n개의 서브캐리어들 중에서 첫번째, 2번째 내지 7번째, 8번째 내지 13번째, 14번째, ... 서브캐리어들에 각각 할당된다. 또한, 널 톤 후보 위치들의 최후 서브캐리어는 단순한 오류 검출 코드인 패리티 비트에 할당된다. 도 33은, 도 15에서와 같이, 송신될 단일 제어 정보가 널 톤에 할당된 서브캐리어들의 개수와 위치들 간의 관계에 의해 표현되는 예이다.
또한, 본 실시예에서, 도 33에 도시된 것 이외의 제어 정보는 널 톤을 사용하여 송신될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 송신 전력 정보 및 UL/DL 플래그와 같은 공간 재사용 기술을 수행하는데 필요한 정보는 풀 듀플렉스 통신의 제어 정보와 함께 송신될 수 있다. 이러한 송신에 의해, 정보를 수신하는 무선 단말기 측에서는, 공간 재사용 기술과 풀 듀플렉스 통신을 동시에 적용할 수 있다.
제어 정보 각각의 내용을 결정하면, 제어 유닛(202)은 결정된 제어 정보를 비트 시퀀스(b1 내지 bn)로 표현한다. 다음으로, OFDM 신호 생성기(211)는 널 톤 후보 위치 내에서 비트 시퀀스에서 "1"이 될 비트 위치에 대응하는 서브캐리어의 위치를 널 톤에 할당하고, 동일한 비트 시퀀스에서 "0"이 될 비트 위치에 대응하는 서브캐리어의 위치를 통상의 톤 신호로서 설정함으로써 OFDM 신호를 생성한다.
널 톤에 의해 송신되는 제어 정보 중에서 나머지 송신 시간 및 UL 수신가능 플래그는 시간 변동형 파라미터들이다. 그러나, 널 톤 정보의 유무를 표시하는 플래그 및 BSS 식별자는 고정된 파라미터이다. 또한, 패리티 비트는 시간 변동형 파라미터의 변경에 따라 변한다. 패킷의 도중에 임의의 제어 정보가 시간에 따라 변할 때, 제어 정보에 대응하는 서브캐리어는 패킷의 도중에 널 톤으로부터 통상의 톤으로 또는 통상의 톤으로부터 널 톤으로 스위칭된다.
도 34에는, 본 실시예에 따른 서브캐리어의 시간 변동의 예가 도시되어 있다. 그러나, 도 16에서, 수평 축은 시간을 표시하고, 수직 축은 주파수를 표시한다. 또한, 도 16에서는, 프리앰블 신호 이후의 데이터 신호 부분이 나타나 있고, 하나의 사각형은 각각의 OFDM 심볼 내에서 단일 서브캐리어를 나타낸다. 통신 디바이스(200)의 제어 유닛(202)이 패킷의 송신 시에, 도시된 바와 같이 널 톤 후보 위치들 내의 서브캐리어에서의 널 톤들의 위치들 및 개수를 결정하는 것으로 가정된다.
도 34에 도시된 예에서, 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되기 때문에, 널 톤 후보 위치들 내의 첫번째 서브캐리어는 널 톤으로서 설정되고, b1= "1"이 표현된다. 또한, BSS 식별자로서 정보 "011000"를 전송하고 싶을 경우에, 2번째 내지 7번째 서브캐리어 중에서 5번째 및 6번째 서브캐리어에 널 톤들을 할당한다. 다음으로, 시간 변동형이 아닌 이들 파라미터에 대해, 널 톤이 될 서브캐리어는 고정시키고, OFDM 신호를 생성한다.
한편, 나머지 송신 시간 정보 및 UL 수신가능 플래그과 같이, 패킷 송신중에 값이 변하는 정보에 관해서는, 일정 기간마다 널 톤이 되는 서브캐리어의 위치를 변경한다.
도 34에 도시된 예에서, 나머지 송신 시간 정보로서, 처음에는 정보 "000100"를 나타내도록 널 톤 후보 위치들 내의 10번째 서브캐리어만을 널 톤으로서 설정한다. 그러나, 정보는 나머지 송신 시간 정보 변경 타이밍에서, 정보를 1개만큼 카운트다운하여 획득한 "000011"로 변경되기 때문에, 10번째 서브캐리어는 통상의 톤 신호로 변경되고, 8번째 및 9번째 서브캐리어는 널 톤으로 변경된다.
또한, 도 34에 도시된 예에서, FD-AP는 처음에 UL 패킷을 수신할 수 있다. 그러나, 도 34에서 4번째 OFDM 심볼의 시간에서, FD-AP는 패킷을 수신하기 시작하고, 그 결과, FD-AP의 상태는 UL 패킷이 수신될 수 없는 상태로 변경된다. 따라서, 널 톤 후보 위치 내의 14번째 서브캐리어가 3번째 OFDM 심볼까지 널 톤에 할당되고 있지만, 14번째 서브캐리어는 4번째 OFDM 심볼에서 통상의 톤 신호로 스위칭된다.
또한, 제어 정보의 시간 변동에 따라 패리티 비트와 같은 오류 정정 코드를 변경하고, 패리티 비트의 송신에 할당된 서브캐리어를 널 톤으로부터 통상의 톤으로 또는 통상의 톤으로부터 널 톤으로 변경한다.
FD-AP로서 동작하는 통신 디바이스(200)의 제어 유닛(202)은 예를 들어, 로컬 국이 패킷을 수신할 수 있는지의 여부에 따라, UL 패킷이 수신될 수 있는지의 여부를 판정한다. 다음으로, 제어 유닛(202)이 UL 패킷이 수신될 수 있다고 판정한 경우에, 제어 유닛(202)은 널 톤 후보 위치들 내의 14번째 서브캐리어가 널 톤에 할당되는 것으로 결정한다. 그러나, UL 패킷이 수신될 수 없다고 판정한 경우에, 제어 유닛(202)은 서브캐리어를 통상의 톤 신호로서 설정할 것을 결정한다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 널 톤에 할당하는 것으로 결정된 서브캐리어의 위치를 OFDM 신호 생성기(211)에게 통지하고, OFDM 신호 생성기(211)는 지정된 서브캐리어의 위치가 널 톤으로서 설정되는 OFDM 신호를 생성한다.
한편, OFDM 신호에서 널 톤 후보 위치들 내의 14번째 서브캐리어가 널 톤인지의 여부를 판정함으로써, FD-AP의 주변(또는, 종속된) STA는 FD-AP로부터 송신되는 패킷의 도중에서도 UL 패킷이 FD-AP에 송신될 수 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 또한, FD-AP로부터의 송신 패킷의 도중에 널 톤 후보 위치 내의 14번째 서브캐리어의 상태가 시간 변동되어도, STA는 이 변동된 상태에 대응하여 UL 패킷이 FD-AP에 송신될 수 있는지의 여부를 정확하게 판정할 수 있다.
도 33 및 도 34에는, 제1 실시예에서와 같이, 송신될 단일 제어 정보가 널 톤에 할당된 서브캐리어들의 위치들과 개수 간의 관계에 의해 표현되는 예가 도시되어 있다는 점에 유의한다. 물론, 제4 실시예에서도, 제3 실시예에서와 같이, 단일 제어 정보에 할당된 서브캐리어들(널 톤 후보 위치)의 범위 내에서, 널 톤이 할당되는 단일 서브캐리어의 위치에 의해 제어 정보를 표현하고 정보 송신을 수행하는 방법이 적용될 수 있다. 또한, 제2 실시예에서와 같이, 참조 톤을 사용하는 방법이 적용될 수 있다.
도 35에는, 본 실시예에 따른 통신 디바이스(200)가 다른 무선 단말기로부터 널 톤에 의해 송신된 제어 정보를 사용하여 풀 듀플렉스 동작을 수행하기 위한 처리 수순이 흐름도의 형식으로 도시되어 있다. 여기에서, 통신 디바이스(200)는 FD-AP에 종속하는 STA로서 동작하고 있는 것으로 가정된다. 도시된 처리 수순은 주로 제어 유닛(202)에 의해 수행된다. 널 톤 검출기(224) 내의 널 톤 판정 유닛(606)은 예를 들어, 도 18에 도시된 처리 수순에 따라 널 톤 판정 처리를 실행한다는 점에 유의한다.
먼저, 제어 유닛(202)은 널 톤 검출기(224)에 의한 검출 결과로부터, 정보를 정확하게 취득할 수 있는지의 여부를 체크한다(단계 S3501). 구체적으로, 제어 유닛(202)은 OFDM 신호 내의 널 톤 후보 위치들의 선두 서브캐리어가 널 톤이고(즉, b1=1), 널 톤에 의한 정보 송신이 수행되는지의 여부를 체크한다. 또한, 제어 유닛(202)은 널 톤 후보 위치들의 최후에 있는 서브캐리어로부터 추출된 패리티 비트를 사용하여, 널 톤 판정 유닛(606)에 의해 추출된 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 대해 패리티 체크를 수행하여, 널 톤으로부터 제어 정보가 정확하게 취득될 수 있다고 표시할지의 여부를 체크한다.
단계 S3501에서, OFDM 신호 내에서 널 톤으로부터 제어 정보를 취득할 수 없는 경우는 널 톤에 의한 정보 송신이 없다고(b1=0) 표시되는 경우와, 널 톤 판정에 의해 획득된 비트 시퀀스들 b1 내지 bn에 패리티 오류가 발생하는 경우를 포함한다는 점에 유의한다.
다음으로, OFDM 신호 내의 널 톤으로부터 제어 정보를 취득할 수 있는 경우에(단계 S3501에서의 예), 제어 유닛(202)은 취득된 제어 정보에 포함되는 BSS 식별자를 사용하여 수신 중인 패킷이 디바이스가 속하는 BSS와 일치하고 있는지의 여부를 체크한다(단계 S3502).
널 톤에 의해 송신된 제어 정보에 의해 표시되는 BSS 식별자가 디바이스가 속하는 BSS와 일치하고 있지 않는 경우에(단계 S3502에서의 아니오), 수신된 패킷은 다른 BSS로부터 도달된 OBSS 신호이고, 공간 재사용에 의해 패킷을 송신할 수 있는 가능성이 있다. 따라서, 제어 유닛(202)은 수신된 패킷의 수신 전력을 미리 결정된 전력 임계값과 비교하고, 공간 재사용에 의해 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정한다(단계 S3503). 여기에서의 전력 임계값은 예를 들어, 다른 BSS로부터의 신호의 전력을 검출(전력 검출)하기 위한 OBSS-PD이다.
수신된 OBSS 신호의 수신 전력이 OBSS-PD 이하인 경우에(단계 S3503에서의 예), 제어 유닛(202)은 공간 재사용 기술이 적용되는 SR 패킷의 송신이 수행될 수 있다고 판정한다. 이때, 제어 유닛(202)은 널 톤에 의해 송신된 정보를 적절히 사용하여, SR 패킷의 적절한 송신 파라미터(송신 전력, 패킷 길이 등)를 설정한다. 다음으로, 제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)의 상태를 (전파가 사용되지 않는) 유휴(IDLE) 상태로 시프트시키고, 백오프를 재개한다(단계 S3504). 백오프가 종료하면, 제어 유닛(202)은 SR 패킷의 송신을 송신 유닛(210)에게 지시한다.
한편, 수신된 OBSS 신호의 수신 전력이 OBSS-PD를 초과하는 경우에(단계 S3503에서의 아니오), 제어 유닛(202)은 공간 재사용 기술이 적용되는 SR 패킷의 송신이 수행될 수 없다고 판정한다. 이때, 제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)의 상태를 (전파가 사용되는) 비지(BUSY) 상태로 시프트시키고(단계 S3506), 공간 재사용 동작을 개시하지 않고 본 처리를 종료한다.
또한, 널 톤에 의해 송신된 제어 정보에 의해 표시되는 BSS 식별자가 BSS 식별자가 속하는 BSS와 일치하는 경우에(단계 S3502에서의 예), 제어 유닛(202)은 제어 정보에 포함되는 UL 수신가능 플래그가 "1"로 설정되고, 패킷 송신원인 FD-AP가 패킷을 수신할 수 있는지의 여부를 추가로 체크한다(단계 S3505).
여기서, UL 수신가능 플래그가 "1"로 설정되고, FD-AP에 UL 패킷을 송신할 수 있다는 것을 발견한 경우에(단계 S3505에서의 예), 제어 유닛(202)은 통신 디바이스를 (전파들이 사용되지 않는) 유휴(IDLE) 상태로 시프트시키고, 백오프를 재개한다(단계 S3504). 백오프가 종료하면, 제어 유닛(202)은 UL 패킷의 송신을 송신 유닛(210)에게 지시한다.
또한, UL 수신가능 플래그가 "0"으로 설정되고, FD-AP가 패킷을 수신할 수 없다는 것을 발견한 경우(단계 S3505에서의 아니오) 및 OFDM 신호 내의 널 톤으로부터 제어 정보를 취득할 수 없는 경우에(단계 S3501에서의 아니오), 제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)을 (전파들이 사용되는) 비지(BUSY) 상태로 시프트되고(단계 S3506), 패킷의 송신이 종료할 때까지 대기한다.
또한, 단계 S3505에서, 한번 FD-AP에 UL 패킷이 송신될 수 있다고 판정될 경우에도, 단계 S3504에서 랜덤 시간 대기하는 동안 UL 수신가능 플래그가 "0"으로 시간 변동되는 경우에, 유사하게, 제어 유닛(202)은 통신 디바이스(200)의 상태를 (전파들이 사용되는) 비지(BUSY) 상태로 천이되고(단계 S3506), 패킷의 송신이 종료할 때까지 대기한다.
도 36에는, 널 톤을 사용하여 취득된 제어 정보를 사용하여 UL 패킷이 송신될 수 있는 예시적인 통신 시퀀스가 도시되어 있다. 그러나, 여기서, 도 29에 도시된 무선 통신 환경이 가정된다. 또한, 도 11에서 수평 축은 시간 축이고, 각각의 축 상의 흰 직사각형은 수평 축 상의 위치에 대응하는 시간에서의 통신 디바이스로부터 송신되는 프레임을 표시한다. 또한, 프레임으로부터 수직 방향으로 연장되는 점선 화살표의 선단은 프레임의 목적지를 표시한다.
로컬 국이 자신의 국의 접속 목적지인 FD-AP에 의해 송신되는 패킷을 수신했을 때에 UL 패킷이 FD-AP에 송신될 수 있는지의 여부를 결정하기 위해, STA 4는 (상술한 바와 같이) 패킷 내의 프리앰블 신호를 수신하고, UL 수신가능 플래그를 검출할 필요가 있다(전술). 여기서, FD-AP가 패킷을 송신하기 시작할 때, STA 4가 다른 처리중(예를 들어 패킷 송신(Tx)중 또는 다른 패킷을 수신(Rx)중)일 경우, STA 4는 FD-AP로부터 송신된 패킷의 프리앰블 신호를 취득할 수 없다. 또한, 다른 처리를 완료한 시점에서, STA 4는 FD-AP로부터의 송신 패킷의 프리앰블 신호를 놓친다. 따라서, STA 4는 프리앰블 신호로부터 UL 수신가능 플래그를 취득할 수 없다.
그러나, STA 4는 FD-AP로부터 수신된 OFDM 신호(DL 패킷의 데이터 부분) 내의 널 톤에 의해 송신되는 정보로부터, UL 수신가능 플래그를 취득할 수 있다. 따라서, STA 4는 프리앰블 신호 이후의 OFDM 신호(DL 패킷의 데이터 부분)로부터 검출된 널 톤에 기초하여 취득된 UL 수신가능 플래그에 따라, FD-AP에 의한 패킷 송신중에도, UL 패킷을 송신하기 시작할 수 있다.
요약하면, 본 명세서에 개시된 기술에 따르면, FD-AP에 종속된 STA로서 동작하는 통신 디바이스(200)는 다른 국으로부터 송신된 패킷의 도중으로부터도 OFDM 신호를 검출함으로써, UL 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하고, 보다 많은 송신 기회들을 획득하며, 또한 통신 리소스들을 증가시킨다.
FD-AP에 의한 DL 패킷의 송신과 종속된 STA에 의한 UL 패킷 송신을 동시에 수행하기 위한 시스템 구성은, 도 29에 도시된 구성에 한정되지 않는다는 점에 유의한다. 접속이 확립된 복수의 무선 단말기가 존재하고, 각각의 무선 단말기에 대하여 주위 무선 단말기가 존재하고 있으면 충분하다. 무선 단말기들 간의 위치 관계는 상술한 조건들이 충족되는 한 문제가 되지 않는다.
본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 패킷을 송신하는 무선 단말기는 원래 프리앰블 신호에 기재된 정보를 패킷 송신중에 송신할 수 있다. 또한, 송신될 정보가 패킷 송신중에 시간 변동된 경우에, 그 변동에 응답하여 패킷의 도중으로부터 널 톤을 사용하여 송신될 정보가 변경될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 패킷을 수신하는 무선 단말기는 무선 단말기가 프리앰블 신호를 놓쳤을 경우라도, 패킷의 도중으로부터 필요한 정보를 취득할 수 있다. 예를 들어, 널 톤에 의해 송신된 정보를 사용함으로써, 무선 단말기는 공간 재사용 기술의 적용시에, 로컬 국의 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하고, 송신 파라미터를 조정하며, FD 단말기에 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 따라서, 무선 단말기는 보다 많은 송신 기회들을 획득할 수 있고, 통신 리소스가 증가되며, 시스템 전체의 스루풋이 향상한다.
본 명세서에 개시된 기술은 특정 실시예들을 참조하여 위에서 상세히 설명되었다. 그러나, 본 명세서에 개시된 기술의 범위를 벗어나지 않고 본 기술분야의 통상의 기술자가 실시예를 수정하고 대체할 수 있다는 것은 자명하다.
본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 원래 프리앰블 신호를 사용하여 송신되는 정보는 프리앰블 신호 이후의 OFDM 신호를 사용하여 송신될 수 있다. 따라서, 수신 측의 무선 단말기는 무선 단말기가 프리앰블 신호를 놓쳤다고 할지라도 패킷의 도중으로부터도 정보를 취득할 수 있다. 본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 예를 들어 공간 재사용 기술 및 FD 단말기에 대한 패킷 송신을 수행하는데 필요한 정보는 패킷의 도중으로부터도 취득할 수 있다. 따라서, 무선 단말기는 보다 많은 송신 기회들을 획득할 수 있고, 통신 리소스들이 증가되고, 시스템 전체의 스루풋이 향상된다.
또한, 여기서, 패킷에 널 톤이 배치되는 서브캐리어들의 위치들 및 개수에 따라 SR 정보를 송신하는 실시예가 주로 설명되었다. 그러나, 유사한 방법에 따라 SR 정보 이외의 다양한 제어 정보가 패킷의 도중으로부터도 송신될 수 있다.
본 명세서에 개시된 기술은 예를 들어, IEEE802.11ax를 따르는 무선 통신 시스템에 적용할 수 있으며, 물론, 다른 다양한 통신 규격을 따르는 시스템에 유사하게 적용할 수 있다.
한 마디로, 본 명세서에 개시된 기술이 예로서 설명되었지만, 본 명세서의 기재 내용은 한정적으로 해석되지 않아야 한다. 본 명세서에 개시된 기술의 범위를 판정하기 위해서는 청구항들을 고려해야 한다.
본 명세서에 개시된 기술은 다음 구성을 가질 수 있다는 점에 유의한다.
(1) 패킷에 부여된 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하도록 구성되는 제어 유닛; 및
결정된 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 멀티캐리어 신호를 생성하고, 신호를 무선으로 송신하는 송신 유닛을 포함하는 통신 디바이스.
(2) (1)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 정보에 대응하여 널 톤이 될 서브캐리어의 위치 및 서브캐리어들의 개수를 결정한다.
(2-1) (2)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 멀티캐리어 신호 중에서 미리 결정된 널 톤 후보 위치의 범위 내에서 널 톤이 될 서브캐리어의 위치 및 서브캐리어들의 개수를 결정한다.
(3) (1)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 정보에 대응하여 널 톤이 될 서브캐리어의 위치를 결정한다.
(3-1) (3)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 널 톤이 될 서브캐리어의 개수를 고정하고 정보에 대응하는 널 톤이 될 서브캐리어의 위치를 결정한다.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 정보의 시간 변동에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 변경한다.
(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 단일 서브캐리어 또는 복수의 서브캐리어의 단위로 널 톤이 될 서브캐리어를 결정한다.
(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
송신 유닛은 복수의 스트림을 송신할 때 각각의 스트림에서 동일한 서브캐리어를 널 톤으로 설정한다.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 BSS 식별자, 송신 시간 정보, 송신 전력 정보, 업링크 통신 또는 다운링크 통신을 식별하는 플래그, 또는 패킷이 수신될 수 있는지의 여부를 표시하는 플래그 중 적어도 하나를 포함하는 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정한다.
(7-1) (7)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 널 톤에 의해 정보를 송신할 때에 특정 서브캐리어에 널 톤을 할당한다.
(8) (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 널 톤에 의해 송신되는 정보의 오류를 검출하거나 정정하기 위한 코드를 추가로 포함하는 상기 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정한다.
(9) (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
송신 유닛은 각각의 서브캐리어에 데이터를 부여한 후에 널 톤이 되도록 결정된 서브캐리어에 널 톤을 삽입한다.
(10) (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
송신 유닛은 각각의 서브캐리어에 데이터를 부여한 후에 널 톤이 되도록 결정된 서브캐리어를 널 톤으로 대체한다.
(11) 패킷에 부여된 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하는 제어 단계; 및
결정한 서브캐리어가 널 톤으로서 설정되는 멀티캐리어 신호를 생성하고 신호를 무선으로 송신하는 송신 단계를 포함하는 통신 방법.
(12) 수신된 멀티캐리어 신호로부터 널 톤에 할당될 서브캐리어를 판정하도록 구성되는 판정 유닛; 및
판정 유닛에 의한 널 톤 판정 결과에 기초하여 정보를 취득하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는 통신 디바이스.
(13) (12)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 취득된 상기 정보에 기초하여 패킷 송신 제어를 추가로 수행한다.
(14) (12)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 취득된 정보에 기초하여 공간 재사용에 의한 패킷 송신이 수행될 수 있는지의 여부를 판정하거나, 패킷의 송신 파라미터를 조정한다.
(15) (12) 내지 (14) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 풀 듀플렉스 단말기로부터 수신된 멀티캐리어 신호에 대한 판정 유닛에 의한 널 톤 판정 결과에 기초하여, 풀 듀플렉스 단말기에 패킷이 송신될 수 있는지의 여부를 판정하거나 패킷의 송신 파라미터를 조정한다.
(16) (12) 내지 (15) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 판정 유닛에 의해 널 톤이라고 판정된 서브캐리어의 위치 및 서브캐리어들의 개수에 기초하여 정보를 취득한다.
(17) (12) 내지 (15) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 판정 유닛에 의해 널 톤이라고 판정된 서브캐리어의 위치에 기초하여 정보를 취득한다.
(17-1) (17)에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은, 판정 유닛에 의한 널 톤들이 될 서브캐리어의 개수가 예측된 개수 이외일 경우에, 판정이 잘못되었다고 판정한다.
(18) (12) 내지 (17) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
제어 유닛은 취득된 정보에 포함되는 오류를 검출하거나 정정하기 위한 코드에 기초하여 정보가 성공적으로 취득되었는지의 여부를 판정한다.
(19) (12) 내지 (18) 중 어느 하나에 따른 통신 디바이스에서,
판정 유닛은 각각의 서브캐리어에 대한 수신 전력에 기초하여 널 톤에 할당될 서브캐리어를 판정한다.
(20) (19)에 따른 통신 디바이스에서,
판정 유닛은 각각의 서브캐리어의 수신 전력을 제1 임계값과 비교한 결과에 기초하여 서브캐리어가 널 톤인지의 여부를 판정한다.
(21) (19)에 따른 통신 디바이스에서,
판정 유닛은 제1 임계값보다 높고, 인접한 참조 톤의 수신 전력보다 제2 임계값 이상 낮은 수신 전력을 갖는 서브캐리어를 널 톤으로 판정한다.
(22) 수신된 멀티캐리어 신호로부터 널 톤에 할당될 서브캐리어를 판정하는 판정 단계; 및
판정 단계에 의한 널 톤 판정 결과에 기초하여 정보를 취득하는 제어 단계를 포함하는 통신 방법.
200 : 통신 디바이스
201 : 안테나 공유 유닛
202 : 제어 유닛
203 : 데이터 프로세서
210 : 송신 유닛
211 : OFDM 신호 생성기
212 : 아날로그 신호 변환기
213 : RF 송신 유닛
220 : 수신 유닛
221 : RF 수신 유닛
222 : 디지털 신호 변환기
223 : OFDM 신호 복조기
224 : 널 톤 검출기
301 : 인코더
302 : 매핑 유닛
303 : 직렬/병렬 변환기
304 : 널 톤 생성기
305 : 파일럿 삽입 유닛
306 : 역 푸리에 변환(IFFT) 유닛
307 : 가드 인터벌(GI) 삽입 유닛
308 : 병렬/직렬 변환기
501 : 시간 동기화 프로세서
502 : 주파수 동기화 프로세서
503 : 가드 인터벌(GI) 제거기
504 : 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛
505 : 채널 추정 유닛
506 : 채널 등화기
507 : 위상 트래킹 유닛
508 : 위상 회전 보정기
509 : 서브캐리어 복조기
510 : 복호기
601 : 간단한 시간 동기화 프로세서
602 : 간단한 주파수 동기화 프로세서
603 : 가드 인터벌(GI) 제거기
604 : 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛
605 : 수신 전력 계산 유닛
606 : 널 톤 판정 유닛
801, 802 : 지연 디바이스 그룹
803 : 승산기 그룹
804 : 가산기
805 지연 디바이스
806 : 승산기
807 : 피크 판정 유닛
1001 : 지연 디바이스
1002 : 제산기
1003 : 위상 시프터
1004 : 주파수 변환기
201 : 안테나 공유 유닛
202 : 제어 유닛
203 : 데이터 프로세서
210 : 송신 유닛
211 : OFDM 신호 생성기
212 : 아날로그 신호 변환기
213 : RF 송신 유닛
220 : 수신 유닛
221 : RF 수신 유닛
222 : 디지털 신호 변환기
223 : OFDM 신호 복조기
224 : 널 톤 검출기
301 : 인코더
302 : 매핑 유닛
303 : 직렬/병렬 변환기
304 : 널 톤 생성기
305 : 파일럿 삽입 유닛
306 : 역 푸리에 변환(IFFT) 유닛
307 : 가드 인터벌(GI) 삽입 유닛
308 : 병렬/직렬 변환기
501 : 시간 동기화 프로세서
502 : 주파수 동기화 프로세서
503 : 가드 인터벌(GI) 제거기
504 : 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛
505 : 채널 추정 유닛
506 : 채널 등화기
507 : 위상 트래킹 유닛
508 : 위상 회전 보정기
509 : 서브캐리어 복조기
510 : 복호기
601 : 간단한 시간 동기화 프로세서
602 : 간단한 주파수 동기화 프로세서
603 : 가드 인터벌(GI) 제거기
604 : 고속 푸리에 변환(FFT) 유닛
605 : 수신 전력 계산 유닛
606 : 널 톤 판정 유닛
801, 802 : 지연 디바이스 그룹
803 : 승산기 그룹
804 : 가산기
805 지연 디바이스
806 : 승산기
807 : 피크 판정 유닛
1001 : 지연 디바이스
1002 : 제산기
1003 : 위상 시프터
1004 : 주파수 변환기
Claims (20)
- 통신 디바이스로서,
제어 유닛 및 송신 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은,
수신된 패킷이 상기 통신 디바이스와 연관되지 않은 기본 서비스 세트(BSS)로부터 온 것이라고 결정할 때, 멀티캐리어 신호에서 공간 재사용(SR) 동작을 수행하기로 결정하도록 구성되고,
상기 SR 동작은,
상기 멀티캐리어 신호의 복수의 서브캐리어들을 널 톤들로 설정하는 단계; 및
상기 통신 디바이스와 연관되지 않은 상기 BSS로부터의 정보를 상기 널 톤들에 내장하는 단계를 포함하고,
상기 송신 유닛은,
상기 통신 디바이스와 연관되지 않은 상기 BSS로부터 상기 패킷을 수신하고,
상기 멀티캐리어 신호를 생성하고, 무선으로 송신하도록 구성되며,
상기 멀티캐리어 신호는,
상기 널 톤들에 내장된 상기 정보; 및
상기 통신 디바이스와 연관된 BSS를 위해 널 톤들로 설정되지 않은 상기 멀티캐리어 신호의 톤들에서의 다른 정보를 포함하는
통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 패킷에 부여되는 상기 정보에 대응하여 상기 널 톤들이 될 OFDM 신호의 상기 복수의 서브캐리어들의 위치들과 상기 널 톤들이 될 서브캐리어들의 개수를 결정하는 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 널 톤들에 내장된 상기 정보의 송신의 전력 레벨은 널 톤들로 설정되지 않은 OFDM 신호의 상기 톤들 내의 상기 다른 정보의 송신의 전력 레벨보다 작은 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 널 톤들에 내장될 정보의 시간 변동에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 변경하는 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 널 톤들에 내장된 상기 정보의 송신은 주파수 선택성 페이딩을 보상하기 위한 전력 레벨을 갖는 참조 톤들을 또한 포함하는 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 송신 유닛은 복수의 스트림을 송신할 때 각각의 스트림에서 동일한 서브캐리어를 널 톤으로 설정하는 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 내장된 정보는, 미리 결정된 널 톤 패턴 내에, BSS 식별자, 송신 시간 정보, 송신 전력 정보, 업링크 통신 또는 다운링크 통신을 식별하는 플래그, 및 패킷이 수신될 수 있는지의 여부를 표시하는 플래그 각각을 포함하는 상기 정보에 따라 널 톤이 될 서브캐리어를 결정하는 통신 디바이스. - 제7항에 있어서,
상기 미리 결정된 널 톤 패턴은 상기 내장된 정보의 오류를 검출하거나 정정하기 위한 코드에 사용되는 널 톤 위치를 더 포함하는 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 송신 유닛은 상기 다른 정보가 송신되는 것으로 결정된 후에 상기 SR 동작을 수행하기로 결정하는 통신 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 다른 정보는 프리앰블 검출을 가능하게 하도록 구성된 미리 결정된 프리앰블로 송신되는 한편, 상기 널 톤들에 내장된 정보는 프리앰블 검출을 가능하게 하도록 구성된 임의의 미리 결정된 프리앰블 없이 송신되며,
상기 송신 유닛은 각각의 서브캐리어에 데이터를 부여한 후에 널 톤이 되도록 결정된 서브캐리어를 널 톤으로 대체하는 통신 디바이스. - 프로세서 및 송신기를 포함하는 통신 디바이스에 의해 수행되는 통신 방법으로서,
패킷을 수신하는 단계;
상기 수신된 패킷이 상기 통신 디바이스와 연관되지 않은 BSS로부터 온 것이라고 결정할 때, 멀티캐리어 신호에서 SR 동작을 수행하기로 결정하는 단계 - 상기 SR 동작은, 상기 멀티캐리어 신호의 복수의 서브캐리어들을 널 톤들로 설정하는 단계; 및 상기 통신 디바이스와 연관되지 않은 상기 BSS로부터의 정보를 상기 널 톤들에 내장하는 단계를 포함함 -; 및
멀티캐리어 신호를 생성하고, 무선으로 송신하는 단계- 상기 멀티캐리어 신호는, 상기 널 톤들에 내장된 상기 정보, 및 상기 통신 디바이스와 연관된 BSS를 위해 널 톤들로 설정되지 않은 상기 멀티캐리어 신호의 톤들에서의 다른 정보를 포함함-;를 포함하는 통신 방법. - 통신 디바이스로서,
중계 디바이스로부터, 공간 재사용(SR) 멀티캐리어 신호를 수신하도록 구성된 수신기 - 상기 SR 멀티캐리어 신호는, 널 톤들이 될 상기 SR 멀티캐리어 신호의 널 톤들에 내장된 제1 BSS로부터의 정보; 및 널 톤들로 설정되지 않은 상기 SR 멀티캐리어 신호의 톤들에 위치한 제2 BSS로부터의 다른 정보를 포함함-; 및
제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은, 전력 검출을 통해 상기 널 톤들에 내장된 상기 제1 BSS로부터의 상기 정보를 검출하고, 프리앰블 검출을 통해 널 톤들로 설정되지 않은 OFDM 신호의 상기 톤들에 있는 상기 제2 BSS로부터의 상기 다른 정보를 검출하도록 구성되는 통신 디바이스. - 제12항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
대응하는 널 톤 전력 레벨 분석에 기초하여 상기 널 톤들에 내장된 상기 제1 BSS로부터의 상기 정보를 더 검출하고,
대응하는 수신 전력 레벨 분석에 기초하여 널 톤들로 설정되지 않은 상기 OFDM 신호의 상기 톤들에 있는 상기 제2 BSS로부터의 상기 다른 정보를 더 검출하도록 구성되는 통신 디바이스. - 제12항에 있어서,
상기 내장된 정보는, 미리 결정된 널 톤 패턴 내에, BSS 식별자, 송신 시간 정보, 송신 전력 정보, 업링크 통신 또는 다운링크 통신을 식별하는 플래그, 및 패킷이 수신될 수 있는지의 여부를 표시하는 플래그 각각을 포함하는 통신 디바이스. - 제14항에 있어서,
상기 미리 결정된 널 톤 패턴은 상기 내장된 정보의 오류를 검출하거나 정정하기 위한 코드에 대한 널 톤 위치를 더 포함하는 통신 디바이스. - 제13항에 있어서,
상기 널 톤 전력 레벨 분석은 제1 임계값보다도 높고 인접한 참조 톤의 수신 전력보다 제2 임계값 이상 낮은 수신 전력을 갖는 서브캐리어를 널 톤으로서 판정하는 것을 포함하는 통신 디바이스. - 프로세서 및 수신기를 포함하는 통신 디바이스에 의해 수행되는 통신 방법으로서,
중계 디바이스로부터, 공간 재사용(SR) 멀티캐리어 신호를 수신하는 단계 - 상기 SR 멀티캐리어 신호는, 널 톤들이 될 상기 SR 멀티캐리어 신호의 널 톤들에 내장된 제1 BSS로부터의 정보; 및 널 톤들로 설정되지 않은 상기 SR 멀티캐리어 신호의 톤들에 위치한 제2 BSS로부터의 다른 정보를 포함함-;
전력 검출을 통해 상기 널 톤들에 내장된 상기 제1 BSS로부터의 상기 정보를 검출하는 단계; 및
프리앰블 검출을 통해 널 톤들로 설정되지 않은 OFDM 신호의 상기 톤들에 있는 상기 제2 BSS로부터의 상기 다른 정보를 검출하는 단계를 포함하는 통신 방법. - 제17항에 있어서,
대응하는 널 톤 전력 레벨 분석에 기초하여 상기 널 톤들에 내장된 상기 제1 BSS로부터의 상기 정보를 더 검출하는 단계; 및
대응하는 수신 전력 레벨 분석에 기초하여 널 톤들로 설정되지 않은 상기 OFDM 신호의 상기 톤들에 있는 상기 제2 BSS로부터의 상기 다른 정보를 더 검출하는 단계를 더 포함하는 통신 방법. - 삭제
- 삭제
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