KR20040055227A

KR20040055227A - 무선랜의 데이터 전송방법

Info

Publication number: KR20040055227A
Application number: KR1020020081860A
Authority: KR
Inventors: 문귀현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-06-26

Abstract

본 발명은 무선랜의 데이터 송수신기에 관한 것으로, 특히 802.11a 무선랜 방식에 있어서, 직교주파수 분할 다중 방식의 주파수 해상도를 높임으로써, 같은 대역폭에 대한 데이터량을 증가시켜 전송효율을 증가시킬 수 있도록 한 무선랜의 데이터 송수신기에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 무선 랜 규격에 의한 직교 주파수 분할 다중방식 장치에 있어서, 전송할 맥 프로토콜 데이터를 인코딩하고 버스트 에러방지를 위해 인터리빙을 수행하고 일정 데이터 변조방식으로 데이터를 102개의 직교 주파수 분할 다중 변조 서브 캐리어와 주파수 영역에서의 서브 채널인 22개의 널(null)과 4개의 파일럿 서브 캐리어 및 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브캐리어를 시간영역 데이터로 변환하고, 128점 시간 영역 데이터의 1/8에 해당하는 마지막 16개의 데이터를 순환적으로 데이터의 처음으로 확장하여 완전한 직교 주파수 분할 다중 프레임을 형성한후 캐리어 신호에 의해 주파수를 변조하여 고주파신호를 송신하는 송신부와; 수신 안테나를 통해 고주파 신호를 수신하고 캐리어 신호에 의해 주파수를 복조한후 직교 주파수 분할 다중 프레임의 1/8에 해당하는 16개의 데이터를 제거하고 128개의 데이터를 주파수 영역 직교주파수 분할 다중 심볼로 변환하며 직교 주파수 분할 다중 심볼의 128개의 서브 캐리어중 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브 캐리어는 역 인터리버와 역 맵퍼기 및 오류 정정 복호화기에 의해 직교 분할 다중 맥 프로토콜 데이터를 출력하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

무선랜의 데이터 전송방법{METHOD FOR TRANSMITTING DATA OF WIRELESS LAN}

본 발명은 무선랜의 데이터 송수신기에 관한 것으로, 특히 802.11a 무선랜 방식에 있어서, 직교주파수 분할 다중 방식의 주파수 해상도를 높임으로써, 같은 대역폭에 대한 데이터량을 증가시켜 전송효율을 증가시킬 수 있도록 한 무선랜의 데이터 송수신기에 관한 것이다.

일반적으로, 직교주파수 분할 다중(OFDM) 변조방식은 임의의 주파수에서 생성된 심볼을 하나의 주파수 대역에서 전송하는 종래의 싱글 캐리어(Single carrier)방식보다 멀티 패스 환경에 유리하고, 조정이 가능하기 때문에 주어진 채널환경에서의 최적의 데이터를 전송할 수 있는 등의 우수한 특성이 있어서, 현재 ADSL이나 DTV 그리고 5GHz대역의 무선랜등의 응용 분야에서 널리 적용되고 있다.

이와같은 종래 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 직교 주파수 분할 다중(OFDM)방식이 적용되는 장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 먼저, 송신부(10)의 오류 정정 부호화부(FEC Coder)(11)는 맥프로토콜 데이터 유닛을 입력받아(MPDU in) 직교 주파수 분할 다중 방식시스템에 미리 설정되어 있는 오류 정정 부호화방식, 즉 컨볼류셔널 인코딩(Convolutional Encoding) 방식에 의해 상기 정보 데이터를 인코딩한후 인터리버(Interleaver)(12)로 출력한다.

인터리버(Interleaver)(12)는 오류정정 부호화부(FEC Coder)(11)에서 출력한 신호를 입력하여 버스트 에러방지를 위해 인터리빙을 수행한 후 맵퍼(Mapper)(13)로 출력하고, 그 맵퍼(Mapper)(13)에 의해 QAM이나 QPSK, BPSK 데이터 변환방식으로 데이터를 48개의 직교 주파수 분할 다중 서브 캐리어로 변환하여 64점 역 패스트 퓨리에 변환부(64-point IFFT)(14)로 출력한다.

상기 64점 역 패스트 퓨리에 변환부(64-point IFFT)(14)는 도 2에 도시된 바와같이 미리 설정되어 있는 주파수 영역에서의 서브 채널인 12개의 널(null)과 4개의 파일럿 서브캐리어(Pilot subcarrier) 및 48개의 직교 주파수 분할 다중 서브 캐리어를 입력으로 하여 시간영역 데이터로 변환후 데이터 보호구간부(1/4 point GI extender)(15)로 출력한다.

종래는 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)을 이용한 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식은 도 3에 도시된 대역폭(Bandwidth)을 나타내는 주파수 영역에 64개의 주파수 정보를 담고 있다. 이 정보의 1/4에 해당하는 보호구간(Guard Interval)이 포함된 심볼은 도 4와 같이 도시된다.

즉, 데이터 보호구간부(1/4 point GI extender)(15)는 64점 역 패스트 퓨리에 변환부(64-point IFFT)(14)에 의해 생성된 64점 시간영역 데이터의 1/4에 해당하는 마지막 16개의 데이터를 순환적으로 데이터의 처음으로 확장하여 완전한 직교 주파수 분할 다중 프레임을 형성한 후 IQ변조부(IQ Modulator)(16)로 출력한다.

이에, IQ변조부(IQ Modulator)(16)는 직교주파수 분할 다중 프레임을 캐리어 신호에 의해 주파수를 변조하여 고주파 신호 송신부(TX RF)(17) 및 안테나(Ant 11)를 통해 출력한다.

수신부(20)는 안테나(Ant 12)를 통해 고주파 신호를 수신하여 송신부(10)의 역순으로 진행함으로써, 최종 데이터인 맥 프로토콜 데이터 유닛을 출력(MPDU out)한다.

이러한, 종래 IEEE 802.11a 무선랜을 응용한 기술에 있어서, 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)을 사용하여 1/4에 해당하는 정보를 보호구간(Guard Interval)으로 정하여 전송하는 방식에서 데이터의 단위 시간당 전송률(Throughput)이 정보의 대역폭에만 의존하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 직교 주파수 분할 다중의 전송 효율개선을 위해 64점 패스트 퓨리에 변환을 128점 패스트 퓨리에 변환으로 주파수 해상도를 변경하여 같은 대역폭에 대한 전송효율을 높일 수 있도록 한 무선랜의 데이터 전송방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 직교 주파수 분할 다중(OFDM)방식이 적용되는 장치의 구성도.

도 2는 종래 64점 패스트 퓨리에 변환방식을 이용한 직교 주파수 분할 다중 방식의 데이터 전송방법을 보인 예시도.

도 3은 일반적인 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식의 스펙트럼을 보인 예시도.

도 4는 종래 64점 패스트 퓨리에 직교 주파수 분할 다중방식의 심볼을 보인 예시도.

도 5는 본 발명 직교 주파수 분할 다중(OFDM)방식이 적용되는 장치의 구성도.

도 6은 본 발명 128점 패스트 퓨리에 직교 주파수 분할 다중방식의 심볼을 보인 예시도.

도 7은 본 발명 128점 패스트 퓨리에 변환방식을 이용한 직교 주파수 분할 다중 방식의 데이터 전송방법을 보인 예시도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

31: 오류 정정 부호화부 32: 인터리버

33: 맵퍼 34: 128점 역 패스트 퓨리에 변환부

35: 데이터 보호구간부 36: IQ변조부

37: 고주파 신호 송신부 38: 고주파 신호 수신부

39: IQ복조부 40: 데이터 보호구간 제거부

41: 128점 패스트 퓨리에 변환부 42: 디맵퍼

43: 디인터리버 44: 오루 정정 복호화부

100: 송신부 200: 수신부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선 랜 규격에 의한 직교 주파수 분할 다중방식 장치에 있어서, 전송할 맥 프로토콜 데이터를 인코딩하고 버스트 에러방지를 위해 인터리빙을 수행하고 일정 데이터 변조방식으로 데이터를 102개의 직교 주파수 분할 다중 변조 서브 캐리어와 주파수 영역에서의 서브 채널인 22개의 널(null)과 4개의 파일럿 서브 캐리어 및 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브캐리어를 시간영역 데이터로 변환하고, 128점 시간 영역 데이터의 1/8에 해당하는 마지막 16개의 데이터를 순환적으로 데이터의 처음으로 확장하여 완전한 직교 주파수 분할 다중 프레임을 형성한후 캐리어 신호에 의해 주파수를 변조하여 고주파신호를 송신하는 송신부와; 수신 안테나를 통해 고주파 신호를 수신하고 캐리어 신호에 의해 주파수를 복조한후 직교 주파수 분할 다중 프레임의 1/8에 해당하는 16개의 데이터를 제거하고 128개의 데이터를 주파수 영역 직교주파수 분할 다중 심볼로 변환하며 직교 주파수 분할 다중 심볼의 128개의 서브 캐리어중 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브 캐리어는 역 인터리버와 역 맵퍼기 및 오류 정정 복호화기에 의해 직교 분할 다중 맥 프로토콜 데이터를 출력하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명 직교 주파수 분할 다중(OFDM)방식이 적용되는 장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 무선 랜 규격에 의한 직교 주파수 분할 다중방식 장치에 있어서, 전송할 맥 프로토콜 데이터를 인코딩하고 버스트 에러방지를 위해 인터리빙을 수행하고 일정 데이터 변조방식으로 데이터를 102개의 직교 주파수 분할다중 변조 서브 캐리어와 주파수 영역에서의 서브 채널인 22개의 널(null)과 4개의 파일럿 서브 캐리어 및 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브캐리어를 시간영역 데이터로 변환하고, 128점 시간 영역 데이터의 1/8에 해당하는 마지막 16개의 데이터를 순환적으로 데이터의 처음으로 확장하여 완전한 직교 주파수 분할 다중 프레임을 형성한후 캐리어 신호에 의해 주파수를 변조하여 고주파신호를 송신하는 송신부(100)와; 수신 안테나를 통해 고주파 신호를 수신하고 캐리어 신호에 의해 주파수를 복조한후 직교 주파수 분할 다중 프레임의 1/8에 해당하는 16개의 데이터를 제거하고 128개의 데이터를 주파수 영역 직교주파수 분할 다중 심볼로 변환하며 직교 주파수 분할 다중 심볼의 128개의 서브 캐리어중 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브 캐리어는 역 인터리버와 역 맵퍼기 및 오류 정정 복호화기에 의해 직교 분할 다중 맥 프로토콜 데이터를 출력하는 수신부(200)로 구성된다.

먼저, 맵 프로토콜 데이터 유닛을 입력받아(MPDU in) 데이터를 송신하는 송신부(100)와 수신신호를 받아 맵 프로토콜 데이터 유닛을 출력하는 수신부(200)의 전반적인 동작은 종래와 유사하다. 다만, 직교 주파수 분할 다중의 전송 효율개선을 위해 64점 패스트 퓨리에 변환을 128점 패스트 퓨리에 변환으로 주파수 해상도를 변경하여 같은 대역폭에 대한 전송효율을 높일 수 있도록 한 장치적인 구성만을 달리한다.

따라서, 본 발명의 요지가 흐려지지 않도록 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)을 사용한다면 같은 대역폭에 128개의 정보를 동시에 처리함으로써, 패스트 퓨리에 변환(FET)의 연산에 걸리는 시간을 128개의 정보를 처리할때 192*2인 384클럭(Clock)에서 348클럭으로 단축 시킬 수 있으며 한 심볼당 데이터량이 늘어나게된다.

즉, 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)에서 16개의 보호구간(Guard Interval)을 사용하는 것처럼 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)에 의한 정보의 1/8에 해당하는 16개를 보호구간(Guard Interval)으로 사용하여도 상호 심볼 간섭(ISI)을 줄이는 정도가 같게되며, 같은 대역폭에 대해서 16개의 정보에 대해 추가 전송이 가능하게 되므로 그 만큼 전송 효율(Throughput)을 높일 수 있다.

이 정보의 1/8에 해당하는 보호구간(GI; Guard Interval)이 포함된 직교 주파수 분할 다중 심볼(OFDM symbol)은 도 6과 같다.

또한, 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)에서 N개의 파일롯 서브캐리어(pilot subcarrier)의 전송과 널 서브캐리어(Null subcarrier)는 주파수가 이미 정해져 있기 때문에 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)으로 정보를 늘리더라도 N개의 파일롯 서브캐리어(Pilot subcarrier)를 사용함으로써 심볼당 N개의 정보의 수를 더 전송가능하게 된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)을 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)으로 사용하게 되면 주파수 영역에서 서브캐리어(Subcarrier)의 간격이 조밀하게 되므로 정보 영역 양쪽끝에 2개의 정보를 더 전송할 수 있게 된다.

즉, 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)과 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)을 사용한 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 방식을 비교하면 전송 효율(Throughput)의 증가도는 아래의 수학식 1과 같다.

여기서, GI는 보호구간 개수이며, null은 널 서브캐리어 개수, pilot은 파일롯 서브캐리어 개수, t1, t2는 각각 64점 패스트 퓨리에 변환 및 128점 패스트 퓨리에 변환의 보호구간을 포함한 한개의 직교 주파수 분할 다중 심볼을 전송하는데 걸리는 시간이다.

따라서, 본 발명은 같은 대역폭을 사용하면서 단순히 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)을 사용하고 그 1/8에 해당하는 정보를 보호구간(Guard Interval)로 정하여 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)과 같은 시간에 대한 보호구간(Guard Interval)을 줄여 16개의 정보를 더 전송함으로써, 전송 효율(Throughput)을 높일 수 있으며, N개의 파일롯 서브캐리어(Pilot Subcarrier)를 사용하는 64점 패스트 퓨리에 변환(FET)과 같이 128점 패스트 퓨리에 변환(FET)도 N개의 파일롯 서브캐리어(Pilot Subcarrier)를 사용하여 같은 시간에 N개의 정보를 더 전송함으로써, 전송 효율(Throughput)을 높일 수 있고, 주파수 영역에서 대역의 양쪽끝에 표현하는 서브캐리어(Subcarrier)의 폭이 줄어들므로 해서 양쪽 끝에 2개의 정보를 더 전송함으로써 전송효율(Throughput)을 높일 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 직교 주파수 분할 다중의 전송 효율개선을 위해 64점 패스트 퓨리에 변환을 128점 패스트 퓨리에 변환으로 주파수 해상도를 변경하여 같은 대역폭에 대한 전송효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

무선 랜 규격에 의한 직교 주파수 분할 다중방식 장치에 있어서, 전송할 맥 프로토콜 데이터를 인코딩하고 버스트 에러방지를 위해 인터리빙을 수행하고 일정 데이터 변조방식으로 데이터를 102개의 직교 주파수 분할 다중 변조 서브 캐리어와 주파수 영역에서의 서브 채널인 22개의 널(null)과 4개의 파일럿 서브 캐리어 및 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브캐리어를 시간영역 데이터로 변환하고, 128점 시간 영역 데이터의 1/8에 해당하는 마지막 16개의 데이터를 순환적으로 데이터의 처음으로 확장하여 완전한 직교 주파수 분할 다중 프레임을 형성한후 캐리어 신호에 의해 주파수를 변조하여 고주파신호를 송신하는 송신부와;

수신 안테나를 통해 고주파 신호를 수신하고 캐리어 신호에 의해 주파수를 복조한후 직교 주파수 분할 다중 프레임의 1/8에 해당하는 16개의 데이터를 제거하고 128개의 데이터를 주파수 영역 직교주파수 분할 다중 심볼로 변환하며 직교 주파수 분할 다중 심볼의 128개의 서브 캐리어중 102개의 직교 주파수 분할 다중 서브 캐리어는 역 인터리버와 역 맵퍼기 및 오류 정정 복호화기에 의해 직교 분할 다중 맥 프로토콜 데이터를 출력하는 수신부로 구성된 것을 특징으로 하는 무선랜의 데이터 송수신기.