KR20110022524A - 무선랜 시스템에서의 변조 및 코딩 방식 설정 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서의 변조 및 코딩 방식 설정 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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Abstract

MU-MIMO(Multi User-Mutlpe Input Multiple Output)를 지원하는 전송 스테이션에 의해 수행되는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 설정 방법 및 이를 지원하는 스테이션을 제공한다. 본 발명에 따른 MCS 설정방법 및 이를 지원하는 스테이션은 전송스테이션의 복수의 TX/RX 인터페이스를 적어도 하나 이상의 TX/RX 인터페이스를 포함하는 하나 이상의 인터페이스 묶음으로 나누고, 인터페이스 묶음 단위로 MCS를 적용하여 하나 이상의 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스를 통해 전송할 데이터 스트림을 변조하고, 상기 변조된 데이터 스트림을 공간 다중화하여 상기 복수의 TX/RX 인터페이스 각각을 통해 전송한다.

Description

무선랜 시스템에서의 변조 및 코딩 방식 설정 방법 및 이를 지원하는 장치{Method and Apparatus of Configuring Modulation and Coding Scheme in Wireless Local Area Network}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MIMO (Multiple Input Multiple Output)를 지원하는 무선랜 시스템에서의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 설정방법 및 이를 지원하는 무선장치에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
WLAN 기술의 표준화 기구인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802가 1980년 2월에 설립된 이래, 많은 표준화 작업이 수행되고 있다. 초기의 WLAN 기술은 IEEE 802.11을 통해 2.4GHz 주파수를 사용하여 주파수 호핑, 대역 확산, 적외선 통신 등으로 1~2Mbps의 속도를 지원한 이래, 최근에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)을 적용하여 최대 54Mbps의 속도를 지원할 수 있다. 이외에도 IEEE 802.11에서는 QoS(Quality for Service)의 향상, 액세스 포인트(Access Point) 프로토콜 호환, 보안 강화(Security Enhancement), 무선 자원 측정(Radio Resource measurement), 차량 환경을 위한 무선 접속(Wireless Access Vehicular Environment), 빠른 로밍(Fast Roaming), 메쉬 네트워크(Mesh Network), 외부 네트워크와의 상호작용(Interworking with External Network), 무선 네트워크 관리(Wireless network Management) 등 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다.
무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
MIMO 기술은 안테나가 다양한 경로와 다양한 시간차를 두고 도달하는 데이터 스트림을 결합하여 수신기 신호 능력을 효과적으로 향상시켜서 스마트 안테나의 기능을 활성화 한다. SISO (Single Input Single Output) 기술은 하나의 시스템은 한 번에 하나의 공간 스트림 만의 송수신이 가능하지만, MIMO는 다중의 공간 스트림의 송수신이 가능하다. MIMO 기술은 추가적인 주파수 할당이나 송신전력의 할당 없이도 채널 용량을 안테나 수에 비례하여 증가시킬 수 있다. 양 단에 다중의 안테나를 사용하여 한정된 주파수 자원내의 채널 용량을 증가시키고, 높은 데이터 전송률을 보장한다.
IEEE 802.11n 표준은 4개의 공간 스트림(spatial stream), 40MHz 대역폭을 갖는 채널을 이용하여 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이때 모든 스트림의 MCS(modulation and coding scheme) 레벨을 동일하게 하는 EQM(equal modulation) 방식 또는 각각의 스트림별로 MCS 레벨을 달리 하는 UEQM(unequal modulation) 방식이 사용될 수 있다.
최근들어, 1Gbps 이상의 수율(throughput)을 제공하기 위하여 80Mhz의 대역폭을 갖는 채널을 이용하고, 채널의 효율적 활용을 위하여 여러 스테이션이 동시에 채널을 활용하여 AP와 데이터를 전송/수신할 수 있도록 하는 MU(Multi-User) MIMO 지원을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 더 넓은 대역폭을 이용하고 MU-MIMO를 지원함에 따라 더 많은 TX/RX 인터페이스를 갖춘 AP, 스테이션과 더 많은 공간 스트림을 통한 데이터 전송이 예상된다.
본 발명이 해결하려 하는 과제는 복수의 다중 스트림을 이용한 데이터 전송에 있어서 채널 상황에 따라 적응적으로 스트림의 MCS 레벨을 설정하는 방법 및 이를 지원하는 무선장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려 하는 다른 과제는 복수의 다중 스트림을 이용한 데이터 전송에 있어서 MCS 레벨 설정에 따른 오버헤드를 줄이고 낮은 복잡도를 갖는 MCS 레벨 설정 방법 및 이를 지원하는 무선장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 따른 MU-MIMO(Multi User-Mutlpe Input Multiple Output)를 지원하는 전송 스테이션에 의해 수행되는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 설정 방법은 전송스테이션의 복수의 TX/RX 인터페이스를 적어도 하나 이상의 TX/RX 인터페이스를 포함하는 하나 이상의 인터페이스 묶음으로 나누고, 인터페이스 묶음 단위로 MCS를 적용하여 하나 이상의 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스를 통해 전송할 데이터 스트림을 변조하고, 변조된 데이터 스트림을 공간 다중화하여 상기 복수의 TX/RX 인터페이스 각각을 통해 전송한다.
인터페이스 묶음마다 개별적으로 변조 방식을 결정/적용할 수 있으며, 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스를 통해 전송되는 데이터 스트림에는 동일한 변조 방식을 적용할 수 있다.
변조된 데이터 스트림과 함께 수신 스테이션이 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스의 식별할 수 있도록 하는 인터페이스 묶음 정보와 수신 스테이션이 변조된 데이터 스트림에 적용된 MCS를 알 수 있도록 하는 MCS 정보를 수신스테이션에게 전송할 수 있다.
인터페이스 묶음 정보정보 및 MCS 정보는 PPDU에 포함되어 전송되고, 전송 스테이션은 전송하는 PPDU 단위로 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스 및 인터페이스 묶음에 적용하는 MCS를 변경할 수 있다.
인터페이스 묶음 정보는 인터페이스 묶음 하나당 포함되는 TX/RX인터페이스 개수를 지시하는 값이며, PPDU의 VHT-SIG필드에 서브필드로 포함될 수 있다.
인터페이스 묶음 정보는 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스의 식별자를 지시하는 값이며, PPDU의 VHT-SIG필드에 서브필드로 포함될 수 있다.
MCS 정보는 기 설정되어 수신 스테이션에 저장되어 있는 인덱스 셋의 인덱스 번호를 지정하는 값이며, PPDU의 VHT-SIG 필드에 서브필드로 포함될 수 있다.
MU-MIMO를 통한 데이터 전송에서 무선환경, 데이터의 우선순위, 중요도에 따라 적응적으로 MCS를 조정하여 무선자원 활용의 효율을 높이고 다수의 공간 스트림을 활용한 전송에서 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 1은 MU-MIMO 를 통한 다운링크(downlink) 데이터 전송의 일례를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 묶음 방법의 일례를 보여준다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HyM(Hybrid Modulation) 적용의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PPDU 프레임 포맷의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예가 구현되는 무선장치를 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 기초로 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 MU-MIMO 를 통한 다운링크(downlink) 데이터 전송의 일례를 나타낸 것이다. 다운링크 MU-MIMO에서 AP(100)는 IEEE802.11 표준의 EDCA 접근(enhanced distributed channel access, 110) 후 TRQ 프레임(120)을 데이터 전송 목적 스테이션들에게 전송한다. 도 1의 예에서 전송 목적 스테이션은 STA_1(103), STA_2(105)이다. TRQ 프레임(120)은 다운링크 MU-MIMO를 통해 데이터 프레임을 전송할 목적 스테이션들의 리스트와 전송시간(transmission time)이 포함될 수 있다. 도 1의 예에서 목적 스테이션들의 리스트에는 STA_1(103), STA_2(105)가 포함된다. 전송시간은 AP(100)가 STA_1(103), STA_2(105)에 데이터를 전송하는데 소요되는 시간이다.
TRQ 프레임을 수신한 스테이션이 데이터 전송 받을 목적 스테이션인 경우에는 사운딩(sounding) PPDU(PLCP(physical layer convergence procedure) protocol data unit)를 AP에게 전송한다. 여기에서 사운딩 PPDU는 사운딩 PPDU를 수신하는 스테이션이 전송 스테이션과 수신 스테이션간의 채널 상태를 평가(estimation)할 수 있도록 하기 위하여 전송되는 프레임이다. 즉, STA_1(103), STA_2(105)는 TRQ 프레임(120)을 수신하면 사운딩 PPDU(130), 사운딩 PPDU(135)를 AP(100)에게 전송한다.
TRQ 프레임을 수신한 스테이션이 데이터 전송 받을 목적 스테이션이 아닌 경우에는 NAV를 설정한다. 도 1의 예에서 STA_3(107)은 데이터를 전송 받을 목적 스테이션이 아니므로 NAV(138)를 설정하고 전송 시간 동안 채널 접근을 중단한다. AP(100)는 사운딩 PPDU를 수신하고 스테이션과의 채널 평가 정보(channel estimation information)를 획득한다. AP(100)와 STA_1(103), STA_2(105)은 빔포밍을 수행하고 AP(100)는 대상 스테이션 STA_1(103), STA_2(105)에게 공간 다중화된 데이터 프레임을 전송한다. 데이터 프레임을 전송받은 STA_1(103), STA_2(105)는 블록 ACK 프레임 150, 155를 각각 AP(100)로 응답한다.
이 때, 데이터 프레임은 공간 다중화 방식으로 스테이션에게 전송된다. 공간 다중화 방식은 전송 스테이션과 수신 스테이션의 다중 안테나를 이용하여 제공되는 다중 공간 채널(mutiple spatial channel)을 통해 데이터 스트림을 전송하는 방식이다.
한편, 데이터를 전송함에 있어 인코더에서 부호화(coding)된 데이터를 반송파(carrier)에 싣기 위하여 변조(modulation)과정을 거친다. 변조에는 진폭편이변조(amplitude shift keying, ASK), 주파수편이변조(frequency shift keying, FSK), 위상편이변조(phase shift keying, PSK), 직교진폭변조(quadrature amplitude modulation, QAM) 방식 등이 다양하게 사용될 수 있다.
PSK는 ASK에 비하여 잡음에 영향을 받지 아니하며, FSK에 비하여 대역폭의 제한을 덜 받는다. 위상편이 정도를 달리하여 π/2 편이로 신호를 구분하면 각각의 위상편이(phase shift)당 두 비트(bit)를 나타낼 수 있는데 이를 4-PSK 또는 QPSK이라 부른다. 마찬가지로 위상편이 정도를 π/4 로 하여 8PSK, 위상 편이당 3bit을 표현할 수 있다. 위상편이 정도를 작게하여 PSK의 차수(order)를 높이는 경우 위상편이당 전송할 수 있는 비트수가 늘어나며 이는 비트율의 증가를 의미한다. 그러나 높은 비트율을 얻기 위해 위상 편이 정도를 작게 하는 경우 수신 측에서 작은 위상 변화를 구분하기 어려워지는 문제점이 있다.
QAM은 ASK와 PSK를 조합하는 방식이다. QAM의 가능한 변형은 매우 다양하며, 이론적으로 그 어떤 측정 가능한 진폭의 변화와 측정 가능한 임의의 위상 변화를 조합하여 얻어질 수 있다. 조합에 따라 4-QAM, 8-QAM, 16-QAM, 64-QAM 등 다양한 변조 레벨의 QAM이 변조에 사용될 수 있다. QAM 방식은 그 성운(constellation) 디자인에 따라 특정 위상과 진폭을 서로 연결시켜 진폭 편이(amplitude shift)에 수반되는 잡음 문제가 발생해도 위상 정보로부터 편이의 의미를 회복할 수 있다는 점에서 잡음에 덜 민감하다는 이점을 얻을 수 있다.
전송기는 수신기의 수신 신호환경, 전송기가 가지고 있는 전력, 전송해야 할 데이터의 중요도, 데이터량 등을 고려하여 어떤 변조 방법을 이용할 것인가가 결정한다. 변조 방법은 ASK, FSK는 물론 BPSK(binary PSK), QPSK (quadrature PSK), 16-QAM, 64-QAM 등이다.
높은 차수를 갖는 변조(higher order modulation) 방식인 64-QAM 을 수신기가 페이딩(fading)을 겪고 있을 상황에서 사용하는 경우 전송이 제대로 이루어질 수 없을 것이 예상되므로 페이딩 등의 영향으로 채널 상황이 나쁜 경우 낮은 변조 차수를 갖는 QPSK 로 변조하여 전송하는 것이다. 채널 상황이 양호한 경우 고속 전송을 위하여 64-QAM을 이용할 수 있다.
PSK, QAM 방식의 변조에 있어서 변조 차수가 높아 질수록 많은 심볼을 한꺼번에 반송파(carrier)에 싣는 것이 가능하다. 따라서 4-QAM 보다는 16-QAM, 16-QAM 보다는 64-QAM이 보다 많은 정보를 담을 수 있으나, 각각의 심볼을 서로 구분하기 위해서 소모되는 전력(power)이 높다. 전력을 많이 소모한다는 의미는 심볼간의 거리를 멀리 떨어뜨린다는 것을 의미한다. 심볼간의 거리가 멀리 떨어진다는 것은 심볼간에 서로 구분하기가 확률적으로 쉽다는 것을 의미한다. 동일한 파워를 이용할 때는 높은 차수의 변조 방식 (high order modulation)이 데이터 전송에 있어 에러가 발생할 확률이 높다.
복수의 공간 스트림은 부호화, 변조 등을 거쳐 다중 안테나를 통하여 전송될 수 있다. 전송기의 다중 안테나를 통해 전송되는 복수의 공간 스트림은 수신기의 다중 안테나를 통하여 수신될 수 있다.
다중 안테나를 통한 전송/수신에 있어서 그 공간 스트림의 변조방식으로 두가지 방식을 고려해 볼 수 있다. 하나는 복수의 데이터 스트림을 변조함에 있어서 모든 스트림을 하나의 변조 방식(modulation scheme)을 적용하는 방식이며, 다른 하나는 복수의 데이터 스트림 각각에 대하여 변조 방식을 설정하는 방식이다. 전자의 변조방식을 EQM(equal modulation), 후자의 변조방식을 UEQM(unequal modulation)이라 한다.
EQM은 모든 스트림에 동일한 변조방식을 사용하므로 전송기와 수신기의 복잡도를 낮추고 전송기가 사용한 변조방식을 수신기에게 알려주는데 상대적으로 적은 비트(bit)를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 복수의 스트림이 전송됨에 있어 그 채널마다 다른 환경을 반영하여 변조방식을 조정할 수 없다. 이는 전체적으로 데이터 전송을 위하여 변조방식을 결정할 때, 가장 열악한 채널에 의하여 변조방식과 변조 차수(modulation order)가 결정됨을 의미한다. 이에 따라 상대적으로 양호한 무선채널을 통해 전송되는 공간 스트림의 경우에도 낮은 차수의 변조방식이 적용되어 결과적으로 무선자원의 낭비를 초래할 수 있다.
UEQM은 EQM의 경우와 반대로 전송기와 수신기의 다소 높은 복잡도를 초래한다. 더불어, 전송기가 수신기에게 각 스트림별로 적용한 변조방식을 알려주는데 더 많은 비트를 사용하여야 한다. N개의 공간 스트림을 통하여 데이터를 전송하는 경우, UEQM을 사용함에 있어서 각각의 스트림에 대하여 P개의 변조방식 중 하나를 적용한다고 하면, 전체 가능한 경우의 수는 PN 이 된다. PN가지 경우를 지시할 수 있는 비트값이 변조 방식을 알려주기 위해 사용되어야 함을 의미한다.(변조방식을 지시하기 위하여 MCS 테이블을 사용하는 경우에 그 인덱스 값은 0~PN-1이 된다.)
그러나, 각각의 공간 스트림이 전송되는 채널의 상황에 따라 양호한 채널로 전송되는 공간 스트림에 대해서는 상대적으로 높은 변조차수를 적용하여 변조하고, 열악한 채널로 전송되는 스트림에 대해서는 낮은 변조차수를 적용하여 변조하여 무선 채널의 상황에 최적화 된 전송이 가능하다는 장점이 있다. 이는 한정된 무선자원을 효율적으로 이용할 수 있음을 의미한다.
본 발명은 사용되는 공간 스트림이 많아질수록 MCS 인덱스 셋(MCS index set)이 급증하는 단점을 개선하고 무선 자원을 효율적으로 이용하기 위한 방법으로 새로운 MCS 방법을 제안한다.
본 발명의 실시예에 의하면 전송기와 수신기의 TX/RX 인터페이스를 몇 개의 그룹으로 나누어 묶어 관리한다. 본 발명에서 이를 인터페이스 묶음(bundled interface)이라 하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터페이스 묶음 방법의 일례를 보여준다.
도 2의 예에서 전송 스테이션은 16개의 TX/RX 인터페이스를 지원하고 수신 스테이션은 각각 8개의 TX/RX 인터페이스를 지원한다. 여기에서 수신 스테이션과 전송 스테이션은 상대적인 개념으로서, 데이터 프레임의 전송 방향에 따라 언제든지 서로 바뀔 수 있다. 이는 이하에서도 마찬가지로 적용된다.
이 때 본 발명이 제안하는 인터페이스 묶음을 사용하면 전송 스테이션이 가진 16개의 TX/RX 인터페이스를 4개씩 하나로 묶어 4개의 TX/RX 인터페이스가 있는 것으로 간주한다. 마찬가지로 수신 스테이션의 TX/RX 인터페이스 8개를 2개씩 하나로 묶어 4개의 TX/RX 인터페이스가 있는 것으로 간주한다. 이때, 묶여진 인터페이스의 집합 단위로 UEQM을 적용하는 경우 MCS 인덱스 셋을 줄일 수 있다.
16X16 MIMO 전송에 있어서 각각의 공간 스트림이 서로 다른 MCS를 사용하고 하나의 공간 스트림에 적용될 수 있는 MCS 값이 8개라면 전체 MCS 인덱스 셋은 816개이다. 다수의 공간 스트림을 통하여 데이터를 전송하는 MIMO 전송에서 UEQM을 효과적으로 지원하기 위하여 인터페이스 묶음을 사용하면 MCS 인덱스 셋을 816에서 88, 84 등으로 채널 상황 등에 적응적으로 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 하나의 인터페이스 묶음을 구성하는 공간 스트림에 대해서는 EQM을 사용하고 각각의 인터페이스 묶음에 대해서는 UEQM을 사용한다. 본 발명이 제안하는 이러한 변조 방식을 하이브리드 변조(Hybrid Modulation,HyM) 방식이라 한다. 인터페이스 묶음을 통한 HyM은 MCS 인덱스 셋을 줄이면서 MU-MIMO에 있어서 UEQM을 효과적으로 지원하고, 빔포밍 이득(Beam-forming gain)을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HyM 적용의 일례이다.
도 3의 예에서 전송 스테이션은 16 개의 TX/RX 인터페이스를 통하여 16개의 공간 스트림 전송이 가능하다. 전송 스테이션의 16개의 TX/RX 인터페이스는 4개의 인터페이스를 한 묶음으로 할 때, 제1 그룹(310), 제2 그룹(320) 제3 그룹(330), 제4 그룹(340)으로 나뉠 수 있다. 이때 4개의 그룹에 대하여 각 그룹별로 다른 MCS 방식을 적용할 수 있다. 제1 그룹의 TX/RX 인터페이스를 통해 전송되는 공간 스트림에 대해서는 MCS0을, 제2 그룹의 TX/RX 인터페이스를 통해 전송되는 공간 스트림에 대해서는 MCS1을, 제3 그룹의 TX/RX 인터페이스를 통해 전송되는 공간 스트림에 대해서는 MCS2을, 제4 그룹의 TX/RX 인터페이스를 통해 전송되는 공간 스트림에 대해서는 MCS3을 적용한다. 이 때 각 그룹내의 4개의 TX/RX 인터페이스를 통하여 전송되는 공간 스트림에 대한 MCS는 서로 같다. 즉, 4개의 TX/RX 인터페이스 묶음인 그룹 단위로 보면 각 그룹마다 MCS를 달리하는 UEQM이나, 각 그룹을 구성하는 4개의 TX/RX 인터페이스는 동일한 MCS를 적용하므로 그룹내의 각 TX/RX 인터페이스 차원에서는 EQM이 적용되는 것이다.
도 3의 예에서는 4개의 TX/RX 인터페이스를 하나의 묶음으로 하였으나, 필요에 따라 하나의 묶음으로 그룹화하는 TX/RX 인터페이스의 수를 조정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 HyM에 의해 변조된 데이터를 수신한 수신기가 수신한 데이터를 복조(demodulation)하기 위해서는 수신기에게 HyM 정보를 알려주는 것이 필요하다. HyM 정보는 인터페이스 묶음 정보 및/또는 각각의 인터페이스 묶음에 적용된 변조방식 정보가 포함될 수 있다.
인터페이스 묶음 정보(information of bundled interface)에는 한 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스의 개수(Number of bundled interface, N_bi) 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어 16개의 TX/RX 인터페이스를 묶는 경우 N_bi 값을 2로 설정하면 2개의 TX/RX 인터페이스를 하나의 그룹으로 하여 8개의 그룹이 생성되고, N_bi 값을 4로 설정하면 4개의 TX/RX 인터페이스를 하나의 그룹으로 하여 4개의 그룹이 생성된다. 마찬가지로 N_bi값을 8로 설정하면 8개의 TX/RX 인터페이스를 하나의 그룹으로 하여 2개의 그룹이 생성된다. N_bi 값을 1로 설정하면 인터페이스 묶음을 사용하지 아니하는 경우이며 16으로 설정할 경우 16개의 데이터 스트림에 대하여 EQM으로 변조함을 의미할 수 있다.
인터페이스 묶음 정보를 전달하는 다른 형태로 인터페이스 묶음에 대한 정보는 인터페이스 묶음을 구성하고 있는 TX/RX 인터페이스의 번호를 포함할 수 있다.
각각의 인터페이스 묶음에 적용된 변조방식 정보는 MCS 인덱스 셋의 인덱스 번호(MCS Index Number)로 수신기에게 전송될 수 있으며, 이를 위해 MCS 인덱스 셋은 MIB(managemnet informatin base) 등에 저장될 수 있다.
인터페이스 묶음 정보와 각각의 인터페이스 묶음에 적용된 변조방식 정보는 이를 수신기에게 알려주기 위한 별도의 프레임을 통해 전송되거나 PPDU에 포함되어 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PPDU 프레임 포맷(format)의 일례를 나타낸 블록도이다.
PPDU 프레임(400)은 VHT SIG 필드(420)와 Data 필드(450)를 포함한다. 이외에 필요에 따라 선택적으로 IEEE 802.11 a/b/g/n의 레가시(legacy) 스테이션과의 공존을 위하여 IEEE 802.11n 표준의 L-STF 필드, L-LTF 필드, L-SIG 필드, HT-SIG 필드, HT-STF 필드 HT-LTF 필드 등을 더 포함할 수 있다. Data 필드(450)는 PSDU(PHY Service Data Unit)을 포함한다.
인터페이스 묶음 정보와 각각의 인터페이스 묶음에 적용된 변조방식 정보는 PPDU의 VHT SIG 필드(420)에 서브필드 형태로 포함되거나, 각각 별개의 개별 필드로 PPDU 프레임(400)에 포함될 수 있다. 도 4의 예는 VHT SIG 필드에 서브 필드 형태로 포함되는 경우를 예시하고 있다. 도 4의 예에서 인터페이스 묶음 정보는 한 묶음에 포함되는 인터페이스의 수를 나타내는 N_bi(Number of Bundled interface,423) 서브필드 형태로 포함되며, 변조방식 정보는 MCS 인덱스 셋의 번호를 지시하는 MCS 인덱스 번호(MCS index number, 425) 서브필드 형태로 PPDU 프레임에 포함된다.
PPDU를 수신한 수신 스테이션은 PPDU에 포함된 인터페이스 묶음 정보와 변조방식 정보로부터 각 스트림에 적용된 변조 방식을 알아내고 이를 바탕으로 복조할 수 있다.
인터페이스 묶음 정보와 변조방식 정보가 PPDU에 포함되어 전송됨에 따라 전송 스테이션은 PPDU 단위로 그 인터페이스 묶음 정보와 변조방식 정보를 달리 설정할 수 있다. 그 결과로 데이터 전송에서 PPDU 단위로 채널상황, 전송 데이터의 우선순위 등에 따라 적응적으로 변조 방식을 결정/변경할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 프레임 전송의 일례로, 8개의 TX/RX 인터페이스를 지원하는 전송 스테이션이 데이터 전송을 한다고 가정한다. 전송 스테이션은 전송 대상 스테이션들에게 TRQ 프레임을 전송하고 그에 대한 응답으로 전송 대상 스테이션들로부터 사운딩 PPDU 프레임들을 수신한다. 사운딩 PPDU 프레임을 수신하여 전송 대상 스테이션과의 채널 측정 정보를 얻은 전송 스테이션은 빔포밍 등을 수행하고 PPDU 프레임을 전송한다. PPDU 프레임에는 도 4에서의 예와 같이 한 묶음에 포함되는 인터페이스의 수를 나타내는 N_bi 서브필드(Number of Bundled interface,423)와 MCS 인덱스 번호 서브필드(MCS index number, 425)가 포함된다.
Figure pat00001
표 1은 IEEE 802.11n 표준에서 사용하고 있는 MCS 인덱스 셋의 일례이다. 설명의 편의를 위하여 IEEE 802.11n 표준의 인덱스 셋을 예로 들어 설명하고 있으나, 이는 일례에 불과하며 본 발명의 실시예를 위해 다양한 MCS의 조합이 새로이 규정되어 사용될 수 있다. 또한, 인덱스 셋에는 각 스트림의 변조 정보 이외에 코딩률(Coding rate), OFDM 심볼당 파일럿 값의 수(number of pilot valuses per OFDM symbol), OFDM 심볼당 부호화된 비트의 수(number of coded bits per OFDM symbol), OFDM 심볼당 데이터 비트의 수(number of data bits per OFDM symbol), 부반송파 당 총 비트(total bits per subcarrier), 데이터 필드를 위한 BCC(Binary Convolutional Code) 인코더 수(number of BCC encoders for the DATA field) 등의 정보가 더 포함될 수 있다.
본 예에서 표 1의 인덱스 셋을 사용한다고 할 때, 전송 스테이션은 N_bi 서브필드 값을 2로 설정하고, MCS 인덱스 번호 서브필드 값을 58로 설정하여 PPDU 프레임을 전송한다고 가정한다.
PPDU 프레임을 수신한 수신 스테이션들은 8개의 공간 스트림이 2개씩 그룹핑 되어 변조된 것임을 N_bi 서브필드 값 2를 통해 알게 되고, 인덱스 번호 58로부터 64-QAM, 16-QAM, 16-QAM, BPSK로 변조된 것임을 알 수 있다. 이로부터 수신 스테이션들은 스트림 1, 스트림 2, 스트림 3, 스트림 4, 스트림 5, 스트림 6, 스트림 7, 스트림 8 각각의 MCS를 64-QAM, 64-QAM, 16-QAM, 16-QAM, 16-QAM, 16-QAM, QPSK, QPSK로 계산하고 복조를 수행할 수 있다. 이는 본 발명이 제안하는 HyM에 따라 인터페이스 묶음의 각 그룹 차원에서는 UEQM을 사용하고, 한 인터페이스 묶음내에서는 EQM을 사용하기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예가 구현되는 무선장치를 나타낸 블록도이다. 무선장치(500)는 AP 또는 non-AP 스테이션일 수 있다.
무선장치(500)은 프로세서(510), 메모리(520), 송수신기(530) 및 N개의 안테나(550-1 … 550-N)를 포함한다. 송수신기(530)는 무선신호를 송신/수신하되, IEEE 802.11의 물리계층이 구현된다. 송수신기(530)는 N개의 안테나(550-1 … 550-N)를 통해 MIMO 전송을 지원한다. 프로세서(510)는 송수신기(530)와 연결되어, IEEE 802.11의 MAC 계층을 구현한다. 프로세서(510)가 전술한 방법 중 전송 스테이션의 동작을 처리할 때, 무선장치(500)는 전송 스테이션이 된다. 프로세서(510)가 전술한 방법 중 수신 스테이션의 동작을 처리할 때, 무선장치(500)는 수신 스테이션이 된다. 프로세서(510) 및/또는 송수신기(530)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(520)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(520)에 저장되고, 프로세서(510)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(520)는 프로세서(510) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(510)와 연결될 수 있다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. MU-MIMO(Multi User-Mutlpe Input Multiple Output)를 지원하는 전송 스테이션에 의해 수행되는 MCS(Modulation and Coding Scheme) 설정 방법에 있어서,
    상기 전송스테이션의 복수의 TX/RX 인터페이스를 적어도 하나 이상의 TX/RX 인터페이스를 포함하는 하나 이상의 인터페이스 묶음으로 나누고,
    인터페이스 묶음 단위로 MCS를 적용하여 상기 하나 이상의 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스를 통해 전송할 데이터 스트림을 변조하고,
    상기 변조된 데이터 스트림을 공간 다중화하여 상기 복수의 TX/RX 인터페이스 각각을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 인터페이스 묶음마다 개별적으로 변조 방식을 결정/적용하고, 상기 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스를 통해 전송되는 데이터 스트림에는 동일한 변조 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 변조된 데이터 스트림과 함께 수신 스테이션이 상기 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스의 식별할 수 있도록 하는 인터페이스 묶음 정보와 수신 스테이션이 상기 변조된 데이터 스트림에 적용된 MCS를 알 수 있도록 하는 MCS 정보를 수신스테이션에게 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 인터페이스 묶음 정보정보 및 상기 MCS 정보는 PPDU에 포함되어 전송되고, 상기 전송 스테이션은 전송하는 상기 PPDU 단위로 상기 인터페이스 묶음에 포함되는 상기 TX/RX 인터페이스 및 상기 인터페이스 묶음에 적용하는 상기 MCS를 변경하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 인터페이스 묶음 정보는 상기 인터페이스 묶음 하나당 포함되는 TX/RX인터페이스 개수를 지시하는 값이며, 상기 PPDU의 VHT-SIG필드에 서브필드로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 인터페이스 묶음 정보는 상기 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스의 식별자를 지시하는 값이며, 상기 PPDU의 VHT-SIG필드에 서브필드로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 MCS 정보는 기 설정되어 수신 스테이션에 저장되어 있는 인덱스 셋의 인덱스 번호를 지정하는 값이며, 상기 PPDU의 VHT-SIG 필드에 서브필드로 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선랜 시스템에서 MU-MIMO를 지원하는 스테이션에 있어서,
    RF 유닛; 및
    상기 RF 유닛과 기능적으로 연결되어 있는 프로세서;를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 전송스테이션의 복수의 TX/RX 인터페이스를 적어도 하나 이상의 TX/RX 인터페이스를 포함하는 하나 이상의 인터페이스 묶음으로 나누고,
    인터페이스 묶음 단위로 MCS를 적용하여 상기 하나 이상의 인터페이스 묶음에 포함되는 TX/RX 인터페이스를 통해 전송할 데이터 스트림을 변조하고,
    상기 변조된 데이터 스트림을 공간 다중화하여 상기 복수의 TX/RX 인터페이스 각각을 통해 전송하도록 설정된 것을 특징으로 하는 스테이션.
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