KR20050075477A

KR20050075477A - Ｍｉｍｏ 스테이션 간에 통신하는 방법

Info

Publication number: KR20050075477A
Application number: KR1020040002969A
Authority: KR
Inventors: 권창열; 양칠렬; 김태곤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-07-21
Also published as: US20050160181A1; US7489652B2

Abstract

본 발명은 다중 안테나 구조를 가진 MIMO 시스템에 적합한 링크 어댑테이션(link adaptation) 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른, 무선 통신 네트워크를 구성하는 한 BSS 내의 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법은, 소정의 MIMO 스테이션으로부터 MIMO 안테나의 수, 및 각 안테나가 지원하는 전송률을 수신하는 단계와, 상기 소정의 MIMO 스테이션으로부터 각종 프레임을 수신하는 과정에서 얻을 수 있는 하나 이상의 채널 측정 지표를 각 안테나 별 및 상기 지원하는 전송률 별로 테이블에 저장하는 단계와, 상기 각 안테나 별로 상기 채널 측정 지표의 문턱 값(threshold) 기준을 결정하는 단계와, 상기 각 안테나 별로 저장한 평균 채널 측정 지표와 상기 문턱 값 기준을 비교하는 단계, 그리고 상기 비교 결과에 따라서 전송률을 결정하고 상기 전송률로 상기 소정의 MIMO 스테이션에 데이터를 송신하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 따르면, MIMO 시스템에서 각 안테나 별 통신 상황에 맞도록 동적으로 데이터 전송률을 변화시킬 수 있다.

Description

ＭＩＭＯ 스테이션 간에 통신하는 방법{Communicating Method between MIMO stations}

본 발명은 MIMO 기술(Multiple Input Multiple Output)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 안테나 구조를 가진 MIMO 시스템에 적합한 링크 어댑테이션(link adaptation) 방법에 관한 것이다.

디지털 제품의 확산과 발전에 따라 디지털 기술은 100Mbits/sec를 넘는 고속 무선 LAN(Wireless Local Area Network)의 개발을 요구하고 있다. 이런 개발 요구를 충족시켜줄 수 있는 차세대 무선 LAN의 고속화 기술 후보 중 하나로 인식되고 있는 것이 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술이다.

MIMO (Multiple Input Multiple Output) 기술이 제안되었다. 다중 송수신 안테나 기술은 송신기와 수신기에 다중의 안테나를 이용하여, 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로 써 시스템의 대역폭을 더 증가시키지 않고, 보다 고속의 데이터 전송할 수 있는 ＇Spatial Multiplexing＇기법과 다중의 송신 안테나에서 같은 데이터를 전송하여 송신 diversity를 얻고자 하는 ＇Spatial Diversity＇기술로 구분된다.

이 중에서 ＇Spatial Multiplexing＇ 기술은 복수 안테나를 사용하여 지향성을 전기적으로 제어하는 어댑티브 어레이 안테나(adaptive array antenna) 기술의 하나로서 지향성을 빔상으로 좁게 줄여 여러 개의 독립된 전송로를 형성함으로써 안테나 수만큼 전송속도를 배증시킨다. 이 때 각 안테나가 사용하는 주파수 및 송신 타이밍은 동일하다.

종래의 SISO(Single Input Single Output) 방식의 무선 랜(IEEE 802.11 또는 802.11a) 시스템에서, 스테이션 간에 통신 상황에 맞게 전송 방식을 변화시키는 소위, 링크 어댑테이션(Link Adaptation) 방법은 무선 채널(Wireless Channel) 상태를 하나의 인자(factor)로 사용하여, 현재 송신기(transmitter)의 데이터 송신에 반영함으로써 보다 효율적인 전송을 하기 위하여 사용된다.

도 1은 IEEE 802.11 표준에서 MAC 층과 물리층과의 관계를 나타낸 도면이다.

MAC 층(20; MAC layer)은 상위층과 MAC SAP(MAC Service Access Point; 30)을 이용하여 데이터를 주고 받으며, 물리층(10; physical layer)과는 PHY SAP(40)를 통하여 데이터를 주고 받는다. 물리층(10)은 다시 두 개의 부층으로 나뉘는데, PLCP 부층(Physical Layer Convergence Procedure Sublayer; 11)과 PMD 부층(Physical Medium Dependent Sublayer; 12)가 그것이다. PLCP 부층(11)과 PMD 부층(12)은 PMD SAP(50)를 통하여 데이터를 주고 받는다.

PLCP 부층(11)은 IEEE 802.11 MAC 층(10)이 PMD 부층(12)와 최소한의 연관성을 갖도록 하기 위해서 정의되는 계층이다. 즉, MAC 층(10)에서 발생된 서비스를 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 물리계층으로 또는 OFDM 물리계층에서의 신호를 MAC 층(10)에서의 서비스에 맞는 신호로 바꾸어 주는 역할을 수행하는데, MAC 층(10)이 OFDM 물리계층과는 관계없이 독립적으로 동작할 수 있도록 하는 역할을 하는 블록이다.

한편, PMD 부층(12)은 OFDM 물리 계층이 신호를 주고 받는 방법을 제공하는 계층이다. 즉, OFDM 물리계층과 밀접하게 관련되어서, IEEE 802.11 MAC에서의 서비스를 OFDM 물리계층 동작에 적합하도록 바꾸어 주는 역할을 한다.

수신 스테이션의 물리층(10), 보다 자세히는 PLCP 부층(11)은 PHY SAP(40)을 통하여 MAC 층(20)으로 RXVECTOR(60)를 전달하는데, 여기에 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 등의 파라미터들이 존재한다. 그리고, 송신 스테이션의 MAC 층(20)은 PHY SAP(40)을 통하여 PLCP 부층(11)에 TXVECTOR(70)를 전달하는데, 여기에는 PHY 층(10)에서 신호변조를 통하여 전송하는 데이터의 전송률(data rate), 전력(power) 등의 파라미터 들이 존재한다.

도 2a 및 도 2b는 TXVECTOR(70) 및 TXVECTOR(60) 각각에 대하여 그것들이 적용되는 함수와 그 파라미터를 나타낸 것이다. TXVECTOR(70)는 PHY-TXSTART.request라는 함수의 인자로 사용되고, RXVECTOR(60)은 PHY-RXSTART.indicate라는 함수의 인자로 사용된다.

TXVECTOR(70)의 파라미터로서, ＇LENGTH＇는 현재 MAC이 물리 계층을 통해 전송하고자 하는 데이터 옥텟(octets)의 개수를 지시하며 값은 1-4095의 범위를 가지게 된다. ＇DATARATE＇는 무선 랜에서 전송하고자 하는 신호의 전송률을 의미하는데, 이 값은 IEEE 802.11a에서 지원하는 전송률의 값을 가지는데, 그 값은 6,9,12,18,24,36,48, 및 54(단위 Mbps) 중에 선택할 수 있다. 다만, 6,12, 및 24는 필수적으로 지원해야 하는 전송률이다.

그리고, ＇SERVICE＇는 스크램블러의 초기화를 위한 7개의 null bit와 차후에 사용될 것을 위해 남겨진 9개의 null bit로 이루어져 있다. 또한, ＇TXPWR_LEVEL＇은 현재 전송에서 사용될 전송 신호의 파워를 결정하는데 사용되며, 1-8의 값을 가진다.

RXVECTOR(60)의 파라미터로서, ＇LENGTH＇는 수신된 PLCP 헤더에서 LENGTH 필드가 가지고 있는 값을 의미하며, TXVECTOR(70)와 마찬가지로 1-4095 사이의 값을 가진다. ＇RSSI＇는 현재 데이터를 수신하는 안테나로부터 관찰된 신호의 에너지를 검출하여 그 강도를 나타내며, PLCP preamble을 수신할 때 결정한다. 그리고, ＇DATARATE＇는 현재 수신된 데이터의 전송률을 의미하며, TXVECTOR(70)에서와 마찬가지의 값을 가질 수 있으며, ＇SERVICE＇는 TXVECTOR(70)에서와 같이 null로 결정된다.

이러한 무선 랜 환경에서, 송신 스테이션은 전송률 스위칭 매커니즘(rate switching mechanism)을 통해 선택한 데이터 전송률 또는 전력으로 데이터를 전송하게 되는데, 이 때 이전에 송신된 프레임의 전송 성공률 등 채널 상태를 알 수 있는 여러 지표를 통해 전송률 스위칭(rate switching)을 하게 된다.

일반적인 링크 어댑테이션 방법으로 기존 SISO(Single Input Single Output) 시스템의 안테나에서 측정된 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 소정의 문턱 값(threshold)과 비교한다. 그 결과 상기 문턱 값보다 작으면 송신 데이터 전송률(data rate)을 낮추고 이와 반대인 경우 데이터 전송률을 높이거나 유지하는 방식을 들 수 있다.

이 외에 MAC(Medium Access Control) 층(layer)에서 링크 어댑테이션에 사용할 수 있는 다른 파라미터(parameter)로서 PER(Packet Error Rate; 패킷 에러율)을 체크하는 방법, 즉 데이터를 전송한 후 응답으로 전송되는 ACK의 전송 성공률을 체크하는 방법이 있다.

이러한 종래의 언급한 링크 어댑테이션 방식은 기존 단일 안테나를 사용하는 SISO 시스템에 유효한 방식이지만, 다중 안테나 시스템인 MIMO에 직접 사용하기는 부적합하다. 따라서, 다중 안테나 구조를 가진 MIMO 시스템에 적합한 링크 어댑테이션 방식을 제안할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 필요성을 감안하여 창안된 것으로, 다수(multiple)의 안테나를 가진 MIMO 시스템에서 통신 채널의 상태, 수신 측 안테나 숫자 등을 반영하여 송신시 가장 효율적인 전송률(transmission rate)을 선택함으로 무선 랜 시스템 전체의 성능을 높이는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 무선 통신 네트워크를 구성하는 한 BSS(Basic Service Set) 내의 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법에 있어서, 소정의 MIMO 스테이션으로부터 MIMO 안테나의 수, 및 각 안테나가 지원하는 전송률을 수신하는 제1단계; 상기 소정의 MIMO 스테이션으로부터 각종 프레임을 수신하는 과정에서 얻을 수 있는 하나 이상의 채널 측정 지표를 각 안테나 별 및 상기 지원하는 전송률 별로 테이블에 저장하는 제2단계; 상기 각 안테나 별로 상기 채널 측정 지표의 문턱 값(threshold) 기준을 결정하는 제3단계; 상기 각 안테나 별로 저장한 평균 채널 측정 지표와 상기 문턱 값 기준을 비교하는 제4단계; 및 상기 비교 결과에 따라서 전송률을 결정하고 상기 전송률로 상기 소정의 MIMO 스테이션에 데이터를 송신하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제5단계는 상기 각 안테나 별로 저장한 하나 이상의 채널 측정 지표가 모두 상기 문턱 값 기준을 만족하는 전송률 중에서 최대의 전송률을 각 안테나 별로 결정하는 단계; 상기 각 안테나 별로 결정된 전송률을 합하여 스테이션이 전송할 수 있는 전체 전송률을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 전체 전송률과 상기 소정의 MIMO 스테이션에서 결정된 전체 전송률을 비교하여 작은 값을 선택하고 그 선택된 전송률로 상기 소정의 MIMO 스테이션에 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 채널 측정 지표는 IEEE 802.11에서의 RSSI(Received Signal Strength Indication)플 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널 측정 지표는 패킷 에러율을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널 측정 지표는 프레임의 재전송 횟수를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 RSSI는 각 안테나에서 측정되는 RSSI 값을 벡터화하여 MAC 층으로 보내고, 이에 따라서 상기 MAC 층에서 상기 테이블에 저장하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 물리적으로 MIMO 통신을 구현하는 방법은, 종래의 Spatial Multiplexing 방식의 MIMO를 지원하는 칩셋을 이용하여 구현할 수 있으므로 그에 대하여 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 상기 MIMO 통신은 예를 들어, ＇Airgo Networks 사＇의 ＇AGN100＇ Wi-Fi 칩셋을 이용하여 구현할 수 있다. ＇AGN100＇은 기존 Wi-Fi 전송률을 채널당 108 Mbps급으로 확장시켰지만 여전히 모든 Wi-Fi 표준과의 호환이 가능하며, IEEE 802.11 a, b, g 모드를 지원한다. 상기 칩셋에 관한 제품 정보는 ＂http://airgonetworks.com/＂를 참조하여 알 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 3은 IEEE 802.11에서 매니지먼트 프레임(management frame; 100)의 구성을 나타낸 것이다. 이러한 매니지먼트 프레임에는 비콘 프레임(beacon frame), 어소시에이션 요청 프레임(association request frame), 디소시에이션 프레임(dissociation frame), 어소시에이션 응답 프레임(association response frame), 프루브 요청 프레임(probe request frame), 프루브 응답 프레임(probe response frame) 등이 있다.

매니지먼트 프레임(100)은 MAC 헤더(110), Frame Body(120), 및 FCS 필드(130)로 구성된다. MAC 헤더(110)는 다시 Frame control 필드, Duration 필드, DA(Destination Address) 필드, SA(Source Address) 필드, BSSID(Basic Service Set ID) 필드, Sequence control 필드로 구성된다.

상기 매니지먼트 프레임(100)의 Frame Body(120)는 도 4와 같은 구조를 갖는 하나 이상의 IE(Information Element; 200)로 채워진다. IE(200)는 IE의 종류를 기록하는 Element ID 필드(210), Information 필드(230)의 크기를 기록하는 Length 필드(220), 및 실제 IE를 통하여 전달하고자 하는 정보를 기록하는 Information 필드(230)로 구성된다.

도 5는 Element ID 필드(210)에 기록되는 Element ID의 종류를 표로서 나타낸 것이다. 이와 같이, Element ID에 따라 IE의 종류가 결정된다. 종래에는 Element ID 32번 내지 255번이 reserved 되어 있었는데, 본 발명에서는 여기에 다가 Element ID를 32로 하는 ＇MIMO Capability information＇이라는 IE(212)를 추가한다.

종래의 SISO 방식에서 전송률을 결정하는 것은 Element ID가 1번인 ＇Supported rates＇라는 IE(211)이다. 도 6은 Supported rates IE의 구조를 나타낸 것으로, 1 바이트의 Element ID 필드(310), 1 바이트의 Length 필드(320), 그리고 1 내지 8 바이트의 Supported rates 필드(330)으로 구성된다. Supported rates 필드(300)에는 IEEE 802.11에서 규정한 8개의 지원 전송률 즉, 6,9,12,18,24,36,48, 및 54(단위: Mbps) 중 하나 이상의 전송률을 기록한다.

도 7은 본 발명에서 제시하는 MIMO Capability Information IE(400)의 구조를 나타낸 것이다. 상기 구조는 다수의 안테나가 있는 점을 고려하여 SISO 방식을 사용하는 Supported rates IE(300) 구조를 개선한 것이다. 상기 IE(400)는 1바이트의 Element ID 필드(410), 1바이트의 Length 필드(420), 1바이트의 MIMO Antenna 필드(430), 및 각각의 안테나가 지원하는 전송률의 개수의 총합 만큼의 바이트 수를 갖는 MIMO Supported rate set 필드(440)를 포함하여 구성될 수 있다.

Element ID 필드(410)에는 MIMO Capability information IE(400)의 Element ID인 ＇32＇를 기록하고, Length 필드(420)에는 MIMO Antenna 필드(430) 및 MIMO Supported Rates Set 필드(440)의 크기를 합한 바이트 수를 기록한다. MIMO 안테나의 수를 ＇n＇이라 하면, MIMO Supported Rates Set 필드(440)의 크기는 바이트가 되므로, Length 필드(420)에 기록되는 값은 ＇N+1＇이 된다.

MIMO Antenna 필드(430)은 그 세부 필드로서, MIMO 안테나의 수(n)를 기록하는 3비트의 ＇The Number of MIMO Antennas＇필드(431)와 나머지 5비트의 Reserved 필드(432)로 구성된다.

MIMO Supported Rates Set 필드(440)는 MIMO 안테나의 수(n) 및 각 안테나가 지원하는 전송률의 갯수에 따라 상기와 같은 N 바이트의 크기를 가지며, 1 바이트 크기의 세부 필드(441, 442, 443)에 각 안테나 별로 지원하는 데이터 전송률(data rate)을 기록한다. 즉, 상기 세부 필드(441, 442, 443) 각각에는 IEEE 802.11에서 규정한 8개의 지원 전송률 즉, 6,9,12,18,24,36,48, 및 54(단위: Mbps) 중 하나 이상의 전송률을 기록할 수 있다.

도 8은 MIMO 시스템을 적용한 본 발명에서, MAC 층과 물리층과의 관계를 나타낸 도면이다. 각각의 층(layer)의 구조와 상위층과 하위층 간에 데이터를 주고 받는 방식은 도 1과 동일하지만, 수신 스테이션의 PLCP 부층(11)으로부터 MAC 층(20)으로 전달되는 RXVECTOR(60)의 파라미터 중 ＇RSSI＇는 본 발명에서는 각각의 ＇안테나 별 RSSI＇로 바뀌었다. 그리고, 송신 스테이션의 MAC 층(20)으로부터 PLCP 부층(11)으로 전달되는 TXVECTOR(70)의 파라미터 중 ＇전송률＇은 ＇안테나별 전송률＇로, ＇전력＇ 파라미터는 ＇안테나별 전력＇ 파라미터로 각각 바뀌었다.

예를 들어, MIMO 안테나의 수가 n이면 RSSI는 RSSI_1, RSSI_2, … , RSSI_n 과 같이 파라미터의 수를 증가시킬 수도 있지만, 종래와 마찬가지로 RSSI 하나만의 파라미터를 사용하되, 그 파라미터에 n개의 RSSI 정보를 기록하는 방법을 사용할 수도 있다.

도 9는 본 발명에 따른 history-based channel estimation table(500)의 구조를 나타낸 것이다. BSS(Basic Service Set) 내의 스테이션이 m개가 있다고 할 때, 수신 스테이션은 자신을 제외한 나머지 m-1개의 스테이션에 대한 채널 측정 지표(channel estimation indicator)를 상기 table(500)로서 관리한다.

상기 table(500)은 먼저 스테이션의 번호(510) 별로 구분하고, 각 스테이션 마다 안테나 인덱스 번호(520)별로 구분하여, 채널 측정 지표를 기록한다. 상기 채널 측정 지표(530)에는 여러가지가 있을 수 있겠지만, 본 발명에서는 평균 RSSI(Received Signal Strength Indicator), 평균 PER(Packet Error Rate), 및 ACK를 수신하기 까지 평균 데이터 재전송 횟수(retry)를 기준으로 한다.

상기 평균 RSSI는 MIMO 시스템에서 한 스테이션에 수신된 유니캐스트 프레임(unicast frame), 브로드캐스트 프레임(broadcast frame), 멀티캐스트 프레임(multicast frame), 그리고 ACK 프레임의 RSSI 값들을 각각의 MIMO 안테나에서 측정하여 결정한다. 마찬가지로 평균 PER 및 ACK를 수신하기 까지 평균 데이터 재전송 횟수(retry)도 상기 RSSI와 같이 상기 여러 프레임에 대하여 그 값을 측정하여 결정한다.

그리고, 상기 지표들은 새로운 데이터의 전송이 있을 때마다 업데이트 된다.

상기 지표들에 대하여 사용자는 상기 평균 지표들을 참조하여 경험 또는 시행 착오법에 의하여 각 지표들에 대한 문턱 값(threshold)를 지정하고 이를 기준으로 전송시 데이터 레이트를 가변적으로 변화시킨다. 도 9에서 스테이션 번호 1에서 안테나 인덱스가 0인 경우를 예로 들 때, 평균 PSSI가 PSSI의 문턱 값을 상회하는 전송률, 평균 PER가 PER의 문턱 값을 하회하는 전송률, 평균 retry 값이 retry의 문턱 값을 하회하는 전송률을 각각 빗금으로 표시하였다.

여기서, 문턱 값을 만족하는 임계 전송률을 보면, PSSI의 경우는 5, PER의 경우는 3, retry의 경우는 4이므로 이들을 동시에 만족하는 임계 전송률은 3임을 알 수 있고, 상기 전송률 번호 ＇3＇에 해당하는 전송률로 변경하여 스테이션간에 실제 데이터를 송수신하게 된다.

한편, 이와 같은 문턱 값은 각각의 지표별로 정할 수도 있지만, 모든 지표를 총괄한 하나의 문턱 값을 정할 수도 있다. 즉 각각의 문턱 값에 소정의 가중치를 두어 합한 전체 문턱 값을, 현재 각각의 평균 값에 상기 가중치를 두어 합한 값이 상회하는가 여부로 데이터 전송률을 결정할 수도 있다.

본 발명의 전체적 동작을 도 10을 참조하여 살펴보면, 다음과 같다.

먼저, 제1 스테이션이 BSS(Basic Service Set)에 존재하는 다른 스테이션으로부터 매니지먼트 프레임(100)에 존재하는 MIMO Capability Information IE(400)를 수신한다(S10). 그리고, 상기 IE(400)로부터 MIMO 안테나의 수, 및 각 안테나가 지원하는 전송률을 기준으로 History-based channel estimation table(500)을 구성한다(S20).

상기 제1 스테이션이 각종 프레임를 송수신하는 과정에서 각 안테나에 대하여 RSSI 값을 측정한다(S30). 도 8에서와 같이 RXVECTOR(60)를 이용하여 PLCP 부층(11)에서 상위 MAC 층(20)으로 실어 보낸다.

다음으로, MAC 층(20)에서는 상기 RSSI 값을 이용하여 각 스테이션 및 각 안테나 별로 도 9와 같은 History-based channel estimation table(500)의 평균 RSSI 값을 갱신한다(S40). 또한 상기 각종 프레임을 송수신하는 과정에서 각 안테나에 대하여 구한 PER, 및 retry(ACK를 수신하기까지 재시도한 횟수) 값을 이용하여 상기 table(500)의 평균 PER 및 평균 retry 값을 갱신한다(S50).

상기 RSSI(530), PER(540), 및 상기 retry(550)를 종합적으로 고려하여 RSSI 문턱 값(RSSI threshold), PER의 문턱 값, retry의 문턱 값을 결정한다(S60). 상기 문턱 값들은 사용자의 경험 또는 시행 착오법에 의하여, 또는 스테이션을 사용하는 용도 등을 고려하여 결정할 수 있다.

이후, 제1 스테이션이 데이터를 송신하려 할 때, 상기 table(500)과 상기 문턱 값을 이용하여 각 지표들, 즉 RSSI, PER, 및 retry의 문턱 값 기준을 만족시키는 전송률 중 제일 높은 전송률을 각각의 안테나 별로 결정한다(S70). 그리고, 각각의 안테나 별로 결정된 전송률을 합하여 제1 스테이션이 전송할 수 있는 전체 전송률(overall data rate)을 결정한다(S80).

마찬가지 방법으로, 제1 스테이션으로부터 데이터를 수신할 제2 스테이션도 S10 내지 S80과 같은 과정을 거치면서, 제2 스테이션 내에 존재하는 상기 table(500)과 상기 문턱 값을 이용하여 각 지표들, 즉 RSSI, PER, 및 retry의 문턱 값 기준을 만족시키는 전송률 중 제일 높은 전송률을 각각의 안테나 별로 결정하고, 각각의 안테나 별로 결정된 전송률을 합하여 제2 스테이션이 수신할 수 있는 전체 전송률(overall data rate)을 결정한다(S90).

상기 결정된 제1 스테이션의 전체 전송률과, 상기 결정된 제2 스테이션의 전체 전송률 중에서 작은 값을 실제 데이터를 전송할 전송률로 선택하여(S91), 제1 스테이션이 제2 스테이션에 데이터를 전송한다(S92).

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

또한 본 발명에 따르면, 종래의 IEEE 802.11의 무선랜 표준에 맞도록, MIMO 시스템에 적합한 프레임 포맷을 정의함으로써 MIMO 시스템을 사용함에 있어 기존의 무선랜 환경과 호환성을 유지할 수 있다.

도 1은 IEEE 802.11 표준에서 MAC 층과 물리층과의 관계를 나타낸 도면.

도 2a는 TXVECTOR에 대하여 적용되는 함수와 그 파라미터를 나타낸 도면.

도 2b는 RXVECTOR에 대하여 적용되는 함수와 그 파라미터를 나타낸 도면.

도 3은 IEEE 802.11에서 매니지먼트 프레임의 구성을 나타낸 도면.

도 4는 매니지먼트 프레임의 Frame Body를 구성하는 Information Element의 구성을 나타낸 도면.

도 5는 ID 필드(210)에 기록되는 Element ID의 종류를 나타낸 표.

도 6은 Supported rates IE의 구조를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명에서 제시하는 MIMO Capability Information IE의 구조를 나타낸 도면.

도 8은 MIMO 시스템을 적용한 본 발명에서, MAC 층과 물리층과의 관계를 나타낸 도면.

도 9는 본 발명에 따른 history-based channel estimation table의 구조를 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 전체적 동작을 나타낸 도면.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

10 : 물리층 20 : MAC 층

11 : PLCP 부층 12 : PMD 부층

60 : RXVECTOR 70 : TXVECTOR

100 : management frame 400 : MIMO Capability Inforamtion

500 : history-based channel estimation table

Claims

하나 이상의 송수신 안테나를 이용한 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션(Link adaptation) 방법에 있어서,

하나의 송수신 안테나가 지원하는 전송률을 나타내는 SISO(Single Input Single Output) 정보와 두개 이상의 안테나가 지원하는 전송률을 나타내는 MIIMO(Multi Input Multi Output) 정보를 포함하는 관리 프레임(management frame) 정보를 생성하는 단계; 및

상기 관리프레임 정보를 하나 이상의 송신 안테나를 이용하여 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션(Link adaptation) 방법.
제 1항에 있어서,

상기 관리프레임은 비콘(Beacon) 프레임, 어소시에이션(Association) 요청 프레임, 디스어소시에이션(Disassociation) 프레임, 어소시에이션 응답 프레임, 프로브(Probe) 요청 프레임, 프로브 응답 프레임인 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션 방법.
제 1항에 있어서,

상기 MIIMO 정보는 MIIMO 안테나의 수 및 각 안테나가 지원하는 전송률을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션 방법.
하나의 송수신 안테나가 지원하는 전송률을 나타내는 SISO(Single Input Single Output) 정보와 두개 이상의 안테나가 지원하는 전송률을 나타내는 MIIMO(Multi Input Multi Output) 정보를 포함하는 관리 프레임 정보를 수신하는 단계; 및

상기 관리프레임 정보에 따른 채널 평가 테이블(Channel estimation table)을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션(Link adaptation) 방법.
제 4항에 있어서,

상기 관리프레임은 비콘(Beacon) 프레임, 어소시에이션(Association) 요청 프레임, 디스어소시에이션(Disassociation) 프레임, 어소시에이션 응답 프레임, 프로브(Probe) 요청 프레임, 프로브 응답 프레임인 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션 방법.
제 4항에 있어서,

상기 MIIMO 정보는 MIIMO 안테나의 수 및 각 안테나가 지원하는 전송률을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션 방법.
제 4항에 있어서,

상기 채널 평가 테이블은 각 MIIMO 안테나의 수신된 신호강도정보(RSSI; Received Signal Strength Indicator), 수신 신호의 패킷에러율(RER; Packet Error Rate), 패킷 재전송 횟수 정보(Retry)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신네트위크상의 링크 어뎁테이션 방법.
무선 통신 네트워크를 구성하는 한 BSS(Basic Service Set) 내의 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법에 있어서,

소정의 MIMO 스테이션으로부터 MIMO 안테나의 수, 및 각 안테나가 지원하는 전송률을 수신하는 제1단계;

상기 소정의 MIMO 스테이션으로부터 각종 프레임을 수신하는 과정에서 얻을 수 있는 하나 이상의 채널 측정 지표를 각 안테나 별 및 상기 지원하는 전송률 별로 테이블에 저장하는 제2단계;

상기 각 안테나 별로 상기 채널 측정 지표의 문턱 값(threshold) 기준을 결정하는 제3단계;

상기 각 안테나 별로 저장한 평균 채널 측정 지표와 상기 문턱 값 기준을 비교하는 제4단계; 및

상기 비교 결과에 따라서 전송률을 결정하고 상기 전송률로 상기 소정의 MIMO 스테이션에 데이터를 송신하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 제5단계는

상기 각 안테나 별로 저장한 하나 이상의 채널 측정 지표가 모두 상기 문턱 값 기준을 만족하는 전송률 중에서 최대의 전송률을 각 안테나 별로 결정하는 단계;

상기 각 안테나 별로 결정된 전송률을 합하여 스테이션이 전송할 수 있는 전체 전송률을 결정하는 단계; 및

상기 결정된 전체 전송률과 상기 소정의 MIMO 스테이션에서 결정된 전체 전송률을 비교하여 작은 값을 선택하고 그 선택된 전송률로 상기 소정의 MIMO 스테이션에 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 채널 측정 지표는 IEEE 802.11에서의 RSSI(Received Signal Strength Indication)플 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 채널 측정 지표는 패킷 에러율을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 채널 측정 지표는 프레임의 재전송 횟수를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 RSSI는

각 안테나에서 측정되는 RSSI 값을 벡터화하여 MAC 층으로 보내고, 이에 따라서 상기 MAC 층에서 상기 테이블에 저장하는 것을 특징으로 하는 MIMO 스테이션 간에 통신하는 방법.