KR20120083483A - 무선랜 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선랜에서 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 MAC(Medium Access Control) 헤더(header) 및 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함하는 데이터 유닛을 생성하고, 상기 데이터 유닛을 인코딩하여 인코딩된 데이터 유닛을 생성하고, 상기 인코딩된 데이터 유닛을 나누어 하나 또는 그 이상의 공간 블록(spatial block)을 생성하고, 상기 하나 또는 그 이상의 공간 블록 각각을 제1 블록 및 제2블록으로 나누고, 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 각각 인터리빙(interleaving)하여 제1 인터리빙된 블록 및 제2 인터리빙된 블록을 생성하고, 상기 제1 인터리빙된 블록을 신호 컨스텔레이션(signal constellation)에 맵핑(mapping)하여 제1 맵핑된 시퀀스(mapped sequence)를 생성하고, 상기 제2 인터리빙된 블록을 상기 신호 컨스텔레이션에 맵핑하여 제2 맵핑된 시퀀스를 생성하고, 상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)을 수행하여 전송 신호를 생성하고 및 상기 전송 신호를 전송하는 것을 포함한다.

Description

무선랜 시스템에서 데이터 전송 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DATA IN VERY HIGH THROUGHPUT WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM}
본 발명을 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 데이터를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 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, 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP)등과 같은 휴대용 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 Engineering) 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 of 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.
그리고 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. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 뿐만 아니라, 속도를 증가시키기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)을 사용할 수도 있다.
IEEE 802.11n HT(High Throughput) 무선랜 시스템에서는 레거시(legacy) 스테이션(Station; STA)을 지원하는 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 포맷 이외에도 IEEE 802.11n을 지원하는 HT STA들로만 구성된 시스템에서 사용될 수 있는, HT STA에 효율적으로 설계된 PLCP 포맷인 HT 그린필드(green field) PLCP 포맷을 도입하였다. 또한 레거시 STA과 HT STA이 공존하는 시스템에서 HT 시스템을 지원할 수 있도록 설계된 PLCP 포맷인 HT 혼합(mixed) PLCP 포맷을 지원한다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율(Very High Throughput, VHT) 전송을 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다.
차세대 무선랜 시스템의 표준화를 진행하고 있는 IEEE 802.11 TGac에서는 1Gbps 이상의 처리율을 제공하기 위하여 8X8 MIMO 및 80MHz, 160MHz 또는 그 이상의 채널 대역폭을 사용하는 방안 및 레거시 STA과 HT STA 및 VHT STA이 공존하는 무선랜 시스템에서 효율적으로 각 STA을 지원하기 위한 PLCP 포맷에 대한 연구가 진행되고 있다. 기존 무선랜 시스템에서 VHT STA의 더 넓은 채널 대역폭 사용을 지원하여 데이터를 포함한 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)을 전송할 수 있는 방법과 이를 지원하는 무선 장치에 대한 고려가 필요하다.
본 발명의 기술적 과제는 무선랜 시스템에서 기존의 무선랜 시스템에서 지원하던 주파수 대역폭 보다 넓은 대역폭을 사용하여 데이터를 전송할 수 있는 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.
일 양태에 있어서, 무선랜에서 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 MAC(Medium Access Control) 헤더(header) 및 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함하는 데이터 유닛을 생성하고, 상기 데이터 유닛을 인코딩하여 인코딩된 데이터 유닛을 생성하고, 상기 인코딩된 데이터 유닛을 나누어 하나 또는 그 이상의 공간 블록(spatial block)을 생성하고, 상기 하나 또는 그 이상의 공간 블록 각각을 제1 블록 및 제2블록으로 나누고, 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 각각 인터리빙(interleaving)하여 제1 인터리빙된 블록 및 제2 인터리빙된 블록을 생성하고, 상기 제1 인터리빙된 블록을 신호 컨스텔레이션(signal constellation)에 맵핑(mapping)하여 제1 맵핑된 시퀀스(mapped sequence)를 생성하고, 상기 제2 인터리빙된 블록을 상기 신호 컨스텔레이션에 맵핑하여 제2 맵핑된 시퀀스를 생성하고, 상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)을 수행하여 전송 신호를 생성하고 및 상기 전송 신호를 전송하는 것을 포함한다.
상기 IDFT를 수행하여 상기 데이터 신호를 생성하는 것은, 상기 데이터 신호가 단일 주파수 대역(single frequency band)을 통해 전송되면, 상기 제1 맵핑된 시퀀스는 단일 IDFT의 상위부분(upper part)으로 맵핑하고, 상기 제2 맵핑된 시퀀스는 상기 단일 IDFT의 하위부분(lower part)로 맵핑하여 상기 전송 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 IDFT를 수행하여 상기 전송 신호를 생성하는 것은 상기 전송 신호가 두 개의 불 연속 주파수 대역들을 통해 전송되면, 상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스를 구분된 IDFT(separate IDFT)에 맵핑시켜 상기 전송 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 단일 주파수 밴드의 대역폭은 160MHz일 수 있다.
상기 두 개의 불 연속한 주파수 대역의 대역폭은 각각 80MHz 일 수 있다.
상기 데이터 유닛은 BCC(Binary Convolution Code) 인코딩에 의하여 인코딩 될 수 있다.
다른 양태에 있어서 무선 장치가 제공된다. 상기 무선장치는 프로세서(processor) 및 상기 프로세서와 기능적으로 결합되고 전송 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver)를 포함한다. 상기 프로세서는 MAC(Medium Access Control) 헤더(header) 및 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함하는 데이터 유닛을 생성하고, 상기 데이터 유닛을 인코딩하여 인코딩된 데이터 유닛을 생성하고, 상기 인코딩된 데이터 유닛을 나누어 하나 또는 그 이상의 공간 블록(spatial block)을 생성하고, 상기 하나 또는 그 이상의 공간 블록 각각을 제1 블록 및 제2블록으로 나누고, 상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 각각 인터리빙(interleaving)하여 제1 인터리빙된 블록 및 제2 인터리빙된 블록을 생성하고, 상기 제1 인터리빙된 블록을 신호 컨스텔레이션(signal constellation)에 맵핑(mapping)하여 제1 맵핑된 시퀀스(mapped sequence)를 생성하고, 상기 제2 인터리빙된 블록을 상기 신호 컨스텔레이션에 맵핑하여 제2 맵핑된 시퀀스를 생성하고, 상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)을 수행하여 전송 신호를 생성하고 및 상기 전송 신호를 전송하도록 설정된다.
PPDU(PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) Protocol Data Unit)를 전송함에 있어서 PPDU를 구성하는 데이터 필드를 특정 대역폭 전송이 가능하도록 조각화 하고, 상기 조각화된 데이터 필드를 각각 인터리빙(interleaving)하는 절차를 통하여, 기존 대역폭을 지원하는 인터리버를 통하여 보다 넓은 대역폭을 통한 전송이 가능하다.
데이터 필드가 조각화된 데이터 블록을 주파수 대역에 할당함에 있어 랜덤하게 할당하여 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 획득할 수 있으며, 랜덤하게 조각화하여 주파수 다이버시티 이득을 더 높게 할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 2는 IEEE 802.11n 표준이 적용된 무선랜 시스템에서 사용되는 PPDU 포맷의 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 블록 인터리빙 적용의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 채널 계층에 따라 적용되는 직교 맵핑 행렬을 나타내는 도면이다.
도 5는 20MHz 및 40MHz 대역폭을 지원할 때의 주파수 톤 할당을 나타내는 도면이다. 부도면 (a)는 20MHz의 경우, 부도면 (b)는 40MHz의 경우를 나타낸다.
도 6은 차세대 무선랜 시스템에서 사용하는 PPDU 포맷의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 필드 전송 방법을 나타내는 제1 예시 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 필드 전송 방법을 나타내는 제2 예시 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 조각 데이터 유닛을 인터리빙하고 채널 대역에 맵핑하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 유닛 조각화 단계를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예가 구현되는 WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템은 적어도 하나의 BSS(Basic Service Set)을 포함한다. BSS는 서로 통신하기 위해 성공적으로 동기화된 스테이션(station; STA)의 집합이다. BSS는 독립(Independent) BSS(IBSS)와 인프라스트럭쳐(Infrastructure) BSS로 분류할 수 있다.
BSS는 적어도 하나의 STA과 액세스 포인트(Access Point; AP)를 포함한다. AP는 BSS내의 STA 각각 무선 매체(Wireless Medium)를 통해 연결을 제공하는 기능 매체이다. AP는 집중 제어기(centralized controller), BS(Base Station), 스케줄러 등과 같은 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
STA은 IEEE 802.11 표준을 만족하는 MAC(Medium Access Control) 및 PHY(wireless-medium physical layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체이다. STA은 AP 또는 non-AP STA일 수 있으나, 이하에서 별도로 표시하지 않는 한 non-AP STA을 지칭한다.
STA은 VHT(Very High Throughput)-STA, HT(High Throughput)-STA 및 L(Legacy)-STA으로 구분될 수 있다. HT-STA은 IEEE 802.11n을 지원하는 STA을 말하고, L-STA은 IEEE 802.11n의 하위 버전, 예를 들어 IEEE 802.11a/b/g를 지원하는 STA을 의미한다. L-STA은 non-HT STA이라고도 한다.
도 1은 IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처(PHY architecture)는 PLME(PHY Layer Management Entity), PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 부계층(110), PMD(Physical Medium Dependent) 부계층(100)으로 구성된다. PLME는 MLME(MAC Layer Management Entity)와 협조하여 물리계층의 관리기능을 제공한다. PLCP 부계층(110)은 MAC 부계층(120)과 PMD 부계층(100) 사이에서 MAC 계층의 지시에 따라 MAC 부계층(120)으로부터 받은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 부계층에 전달하거나, PMD 부계층(100)으로부터 오는 프레임을 MAC 부계층(120)에 전달한다. PMD 부계층(100)은 PLCP 하위 계층으로서 무선 매체를 통한 두 스테이션간 물리 계층 개체(entity)의 송수신이 가능하도록 한다. MAC 부계층(120)이 전달한 MPDU는 PLCP 부계층(110)에서 PSDU(Physical Service Data Unit)이라 칭한다. MPDU는 PSDU와 유사하나 복수의 MPDU를 어그리게이션(aggregation)한 A-MPDU(aggregated MPDU)가 전달된 경우 개개의 MPDU와 PSDU는 서로 상이할 수 있다.
PLCP 부계층(110)은 PSDU를 MAC 부계층(120)으로부터 받아 PMD 부계층(100)으로 전달하는 과정에서 물리계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙인다. 이때 부가되는 필드는 MPDU에 PLCP 프리앰블(preamble), PLCP 헤더(header), 데이터 필드 위에 필요한 꼬리 비트(Tail Bits) 등이 될 수 있다. PLCP 프리앰블은 PSDU이 전송되기 전에 수신기로 하여금 동기화 기능과 안테나 다이버시티를 준비하도록 하는 역할을 한다. PLCP 헤더에는 프레임에 대한 정보를 포함하는 필드가 포함되는데 이는 이후에 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
PLCP 부계층(110)에서는 PSDU에 상술한 필드를 부가하여 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)를 생성하여 PMD 부계층을 거쳐 수신 스테이션으로 전송하고, 수신 스테이션은 PPDU를 수신하여 PLCP 프리앰블, PLCP 헤더로부터 데이터 복원에 필요한 정보를 얻어 복원한다.
도 2는 IEEE 802.11n 표준이 적용된 무선랜 시스템에서 사용되는 PPDU 포맷의 예를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, IEEE 802.11n이 지원하는 PPDU는 3가지임을 알 수 있다.
부도면 (a)는 기존의 IEEE 802.11a/b/g에서 사용되던 PPDU 포맷을 나타낸다. 따라서, IEEE 802.11n 표준이 적용된 무선랜 시스템에서 L-STA이 이와 같은 포맷을 가지는 PPDU를 송수신할 수 있다.
부도면 (a)를 참조하면 L-PPDU(210)는 L-STF(211), L-LTF(212), L-SIG 필드(213) 및 데이터 필드(214)를 포함한다.
L-STF(211)은 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), AGC(Automatic Gain Control), 거친(coarse) 주파수 획득 등에 사용한다.
L-LTF(212)는 주파수 오프셋(frequency offset) 및 채널 추정에 사용한다.
L-SIG 필드(213)는 데이터 필드(214)를 복조(demodulation) 및 디코딩(decoding)하기 위한 제어 정보를 포함한다.
L-PPDU(210)은 L-STF (211), L-LTF(212), L-SIG 필드(213) 및 데이터 필드(214)의 순서대로 전송될 수 있다.
부도면 (b)는 L-STA과 HT-STA이 공존할 수 있도록 하는 HT 혼합(HT-mixed) PPDU 포맷의 블록도이다. 부도면 (b)를 참조하면 PPDU(220)는 L-STF(221), L-LTF(222), L-SIG(223), HT-SIG(224), HT-STF(225) 및 복수의 HT-LTF(226) 및 데이터 필드(227)를 포함한다.
L-STF(221), L-LTF(222) 및 L-SIG 필드(223)는 부도면 (a)의 그것과 동일하다. 따라서, L-STA은 HT 혼합 PPDU(220)를 수신하여도 L-STF(221), L-LTF(222) 및 L-SIG(223)을 통해 데이터 필드를 해석할 수 있다. 다만 L-LTF 필드(222)는 HT-STA이 PPDU(220)를 수신하고 L-SIG 필드(223), HT-SIG(224) 및 HT-STF(225)를 해독하기 위해 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
HT-STA은 L-SIG(223)의 뒤에 나오는 HT-SIG(224)를 통하여 HT 혼합 PPDU(220)이 자신을 위한 PPDU임을 알 수 있으며, 이를 기반으로 데이터 필드(227)를 복조하고 디코딩할 수 있다.
HT-STF(225)는 HT-STA을 위한 프레임 타이밍 동기, AGC 등을 위해 사용될 수 있다.
HT-LTF(226)는 데이터 필드(227)의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. IEEE 802.11n은 SU-MIMO를 지원하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 위해 HT-LTF(226)는 복수로 구성될 수 있다.
HT-LTF(226)는 공간 스트림에 대한 채널 추정을 위하여 사용되는 Data HT-LTF와 풀 채널 사운딩(full channel sounding)을 위해 추가적으로 사용되는 확장 HT-LTF(extension HT-LTF) 로 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 HT-LTF(226)는 전송되는 공간 스트림의 개수보다 같거나 많을 수 있다.
L-STA도 HT-혼합 PPDU(200)를 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록, L-STF(221), L-LTF(222) 및 L-SIG 필드(223)가 가장 먼저 전송된다. 이후 HT-STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 HT-SIG 필드(224)가 전송된다.
HT-SIG 필드(224)까지는 빔포밍이 적용되지 않고 전송되어, L-STA 및 HT-STA이 해당 PPDU를 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하고, 이 후 전송되는 HT-STF(225), HT-LTF(226) 및 데이터 필드(227)는 프리코딩이 적용되어 무선 신호로서 전송된다. 여기서 프리코딩된 무선 신호를 수신하는 STA이 프리코딩에 의한 전력이 가변 되는 부분을 감안할 수 있도록 HT-STF(225)이 전송되고, 이후에 HT-LTF(226) 및 데이터 필드(227)이 전송된다.
HT 무선랜 시스템에서 20MHz를 사용하는 HT-STA이 OFDM 심볼당 52개의 데이터 부반송파를 사용할지라도 같은 20MHz를 사용하는 L-STA은 여전히 OFDM 심볼당 48개의 데이터 부반송파를 사용한다. 기존 시스템과 호환(backward compatibility)을 지원하기 위해 HT 혼합 PPDU(220) 포맷에서 HT-SIG 필드(224)는 L-LTF(222)를 이용하여 디코딩 되기 때문에, HT-SIG 필드(224)는 48 × 2개의 데이터 부반송파로 구성된다. 이후 HT-STF(225), HT-LTF(226)는 OFDM 심볼 당 52개의 데이터 부반송파로 구성 된다. 그 결과 HT-SIG 필드(224)는 1/2, BPSK(Binary Phase Shift Keying)로 지원되기 때문에 각 HT-SIG 필드(224)는 24 비트로 구성되어 있어 총 48비트로 전송된다. 즉 L-SIG 필드(223)와 HT-SIG 필드(224)를 위한 채널 추정은 L-LTF(222)를 이용하며 L-LTF(222)를 구성하는 비트열은 하기 수학식 1과 같이 표현된다. L-LTF(222)는 한 심볼당 DC 부반송파를 제외한 48개의 데이터 부반송파로 구성된다.
Figure pct00001
부도면 (c)는 HT-STA만이 사용할 수 있는 HT-Greenfield PPDU 포맷을 나타내는 블록도이다. 부도면 (c)를 참조하면 PPDU(230)는 HT-GF-STF(231), HT-LTF1(232), HT-SIG(233), 복수의 HT-LTF2(234) 및 데이터 필드(235)를 포함한다.
HT-GF-STF(231)는 프레임 타이밍 획득 및 AGC를 위해 사용된다.
HT-GF-LTF1(232)는 채널 추정을 위해 사용된다.
HT-SIG(233)는 데이터 필드(235)의 복조 및 디코딩을 위해 사용된다.
HT-LTF2(234)는 데이터 필드(235)의 복조를 위한 채널 추정에 사용된다. 마찬가지로 HT-STA은 SU-MIMO를 사용하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 요하므로 HT-LTF(226)는 복수로 구성될 수 있다.
복수의 HT-LTF2(234)는 HT 혼합 PPDU(220)의 HT-LTF(226)와 마찬가지로 복수의 Data HT-LTF와 복수의 확장 HT-LTF로 구성될 수 있다.
부도면 (a), (b) 및 (c)에 도시된 각각의 데이터 필드(214, 227, 235)는 각각 서비스(service) 필드, 스크램블된 PSDU, 꼬리 비트 및 패딩 비트를 포함할 수 있다.
위와 같은 HT 무선랜 시스템에서 PPDU를 구성하는 HT-SIG 필드는, HT-SIG 필드를 구성하는 비트 시퀀스를 인코딩 하고, 인코딩 된 HT-SIG 필드를 인터리빙 하고, 변조(modulation) 및 주파수 도메인(frequency domain)으로 구성된 전송 대상 신호를 타임 도메인(time domain)으로 맵핑 시키는 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)을 통해 전송 신호를 생성하고, CSD(Cyclic shift diversity)의 가중치를 각 안테나 단위로 적용한 후, GI(Guard Interval)를 삽입하고 RF 유닛을 통해 전송 신호를 전송하는 방식으로 전송될 수 있다.
또한 HT 무선랜 시스템에서 PPDU를 구성하는 데이터 필드를 전송하는 과정은 먼저 데이터 필드를 구성하는 비트 시퀀스를 스크랩블링(scrambling)하고, 이를 인코딩 한 후, 공간 스트림으로 파싱(parsing)하고 각 공간 스트림으로 할당된 데이터 시퀀스를 인터리빙하고, 신호 컨스텔레이션(signal constellation) 맵으로 맵핑하여 맵핑된 시퀀스인 복소 시퀀스를 생성하는 것을 수반한다. HT 무선랜 시스템에서 인코딩 기법으로 BCC 인코딩을 사용한 경우, 인코딩된 비트열은 블록 인터리버(block interleaver)를 통해 인터리빙이 이뤄진다. 인터리버는 인터리버 블록의 열(NCOL)과 행(NROW)의 크기를 정의된 값에 따라 사용한다. 정의된 값은 하기 표 1과 같다.
Parameter 20MHz 40MHz
NCOL 13 18
NROW 4×NBPSCS(iSS) 6NBPSCS(iSS)
NROT 11 29
여기서, NBPSCS(iSS)는 각 공간 스트림에 있어서 하나의 반송파 당 코드화된 비트의 수를 나타낸다(단, iSS =1에서 NSS사이의 정수이다). 위와 같은 인터리버를 사용하는 방법은 행을 따라 코드화된 비트 열을 입력하고, 이를 열에 따라 읽어나가는 것이다. 이는 블록 인터리빙을 사용하는 방법을 나타내는 도면인 도 3을 참조할 수 있다.
이 후 각 공간 스트림에 대한 생성된 복소 시퀀스는 공간-시간 블록 코드화(Space-time block coding)를 통해 시-공간 스트림(Space time stream)에 대한 신호를 구성하게 되며, 각 안테나에 대하여 공간 맵핑(spatial mapping) 후 IDFT, GI 삽입 후에 RF 유닛을 통해 전송하는 것에 따라 수행될 수 있다. 여기서 공간 맵핑은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 송신을 위한 빔 포밍 단계를 수반하며 수행될 수 있다.
여기서, HT-SIG 필드는 하나의 공간 스트림을 통해 전송됨에 반해, 데이터 필드는 MIMO 전송을 기반으로 적어도 하나 이상의 공간 스트림을 통해 전송될 수 있다.
위와 같이 HT를 지원하는 무선랜 시스템에서 MIMO 사용을 위한 채널 추정을 위해 HT-LTF를 정의하였다. HT-LTF는 L-LTF와 같이 채널 추정을 위해 사용되나 MIMO 채널을 추정할 수 있게 되어있다는 점에서 차이가 있다. HT-LTF를 사용하여 MIMO 채널을 추정하기 위해서 직교 맵핑 매트릭스 PHTLTF를 HT-LTF에 곱하여 사용한다. PHTLTF는 1과 -1로 구성되어 있으며 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00002
여기서, 채널 계층(layer)에 따라 직교 맵핑 행렬을 다른 크기로 적용하게 되는데 이는 도 4를 참조한다.
도 4는 채널 계층에 따라 적용되는 직교 맵핑 행렬을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 트레이닝 심볼은 공간 스트림 단위로 정의 되고, 각 공간 스트림의 채널 추정을 위해 전송된다. 공간 스트림의 개수가 1,2,4개 일 때에는 각각 1, 2, 4개의 HT-LTF가 전송 되지만, 공간 스트림의 개수가 3개인 경우에는 하나의 추가 긴 트레이닝 심볼(extra long training symbol)을 사용함으로써 4개의 HT-LTF가 사용될 수 있다.
도 5는 20MHz 및 40MHz 대역폭을 지원할 때의 주파수 톤 할당을 나타내는 도면이다. 부도면 (a)는 20MHz의 경우, 부도면 (b)는 40MHz의 경우를 나타낸다.
도 5의 부도면 (a)를 참조하면, 20MHz 대역폭 전송을 지원하는 경우 0번째 톤은 DC를 위해서 사용된다. 톤 인덱스가 [-21, -7, 7, 21]는 파일럿(pilot)을 위해 사용되고, 나머지 톤은 데이터를 전송하는 톤으로 사용된다.
도 5의 부도면 (b)를 참조하면, 40MHz 대역폭 전송을 지원하는 경우 -1, 0, 1번째 톤은 DC를 위하여 사용된다. 톤 인덱스 [-53, -25, -11, 11, 25, 53]은 파일럿(pilot)으로 사용되고 채널 주파수 오프셋 측정을 위해 사용된다. 그리고 나머지 톤은 데이터를 보내는 톤으로 사용된다.
HT를 지원하는 IEEE 802.11n 표준과 달리 차세대 무선랜 시스템에서는 보다 높은 처리율을 요구한다. 이를 HT와 달리 VHT(Very High Throughput)라 하며 이를 위하여 차세대 무선랜 시스템에서는 80MHz, 연속적인 160MHz(contiguous 160MHz), 불 연속적인 160MHz(non-contiguous 160MHz) 대역폭 전송 및/또는 그 이상의 대역폭 전송을 지원하고자 한다. 또한, 보다 높은 처리율을 위하여 MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output) 전송 방법을 제공한다. 이하에서 차세대 무선랜 시스템에서 제공하는 VHT를 지원하는 무선랜 시스템의 PPDU 포맷을 참조하여 이에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 차세대 무선랜 시스템에서 사용되는 PPDU 포맷의 일례를 나타낸다.
도 6을 참조하면 PPDU(600)은 L-STF(610), L-LTF(620), L-SIG 필드(630), VHT-SIGA 필드(640), VHT-STF(650), VHT-LTF(660), VHT-SIGB(670) 및 데이터 필드(680)를 포함할 수 있다.
PLCP 부계층에서는 MAC 헤더와 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함하는 MPDU(MAC Protocol Data Unit)이 MAC 계층으로부터 전달된 PSDU(PLCP Service Data Unit)에 서비스 필드, 테일 필드 및 필요시 패딩 비트를 더하여 데이터 필드(680)를 생성한다. 또한, 데이터 필드(680)에 L-STF(610), L-LTF(620), L-SIG 필드(630), VHT-SIGA 필드(640), VHT-STF(650), VHT-LTF(660), VHT-SIGB(670) 등의 필드를 더하여 PPDU(600)을 생성하고 PMD 계층을 통해 하나 또는 그 이상의 STA에게 전송한다.
L-STF(610)는 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), AGC(Automatic Gain Control), 거친(coarse) 주파수 획득 등에 사용한다.
L-LTF(620)는 L-SIG 필드(630) 및 VHT-SIGA 필드(640)의 복조를 위한 채널 추정에 사용한다.
VHT-SIGA 필드(640)는 MU-MIMO 전송을 사용하는 STA들이 PPDU를 수신하는데 필요한 공통의 정보를 포함한다. 즉 차세대 무선랜에서 사용되는 PPDU(600)를 해석하기 위한 정보를 포함하고 있다. VHT-SIGA 필드(640)는 각 STA에 대한 공간 스트림에 대한 정보, 채널 대역폭 정보, STBC, 그룹 식별자(Group Identifier), 각 그룹 식별자를 할당받은 STA에 대한 정보, 짧은 GI(Guard Interval), 빔포밍 정보(SU-MIMO 인지 MU-MIMO 인지 여부를 포함)를 포함한다.
VHT-STF(650)는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.
VHT-LTF(660)는 VHT-STA이 MIMO 채널을 추정하기 위해 사용된다. 차세대 무선랜 시스템은 MU-MIMO를 지원하기 때문에 VHT-LTF(660)는 PPDU(600)가 전송됨에 있어 공간 스트림의 개수만큼 설정될 수 있다. 추가적으로, 풀 채널 사운딩(full channel sounding)이 지원되며 이가 수행될 경우 VHT LTF(660)의 수는 더 많아질 수 있다.
VHT-SIGB 필드(670)는 각 STA에 대한 개별적인 정보를 포함한다. VHT-SIGB 필드(670)는 각 STA들의 코딩 타입(coding type), MCS에 대한 정보를 포함한다. VHT-SIGB 필드(670)의 크기는 MIMO 전송의 유형(MU-MIMO 또는 SU-MIMO) 및 PPDU 전송을 위해 사용하는 채널 대역폭에 따라 다를 수 있다.
차세대 무선랜 시스템에서는 위와 같은 PPDU 포맷을 사용되며 80MHz, 연속적인 160MHz 및/또는 불연속 160MHz(80MHz + 80MHz)의 대역폭이 지원된다. 이를 위하여 새로운 코딩 체인(coding chain)이 정의 되어야 한다. 특히, 연속적인 주파수 대역을 사용하여 160MHz 전송을 하는 경우와 불연속적인 주파수 대역의 160MHz 전송을 하는 경우의 전송 절차는 서로 다르게 정의될 필요가 있다. 이하에서는 이를 위한 데이터 전송 방법을 제안한다. 이하에서 데이터 유닛은 차세대 무선랜 시스템에서 사용될 수 있는 PPDU 포맷에 있어서 데이터 필드를 구성하는 비트 시퀀스의 개념을 포함한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 필드 전송 방법을 나타내는 제1 예시 블록도이다. 도 7은 차세대 무선랜 시스템에서 연속적인 160MHz 대역폭을 사용한 데이터 전송 방법의 일례로 적용될 수 있으며, 보다 일반적인 대역폭을 사용하는 데이터 전송 방법에도 적용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송 방법은 먼저, 데이터 유닛을 인코딩 한다(S710). 이 때, 데이터 유닛은 적어도 하나 이상의 인코더에 의해 인코딩 될 수 있다. 복수개의 인코더에 의해 인코딩 될 경우, 인코더 파서(encoder parser)에 의해 특정 비트 사이즈를 가지는 비트 시퀀스가 각각의 인코더에 할당되고 각각의 인코더에 의해 인코딩 될 수 있다. 이 때 인코더 방식은 BCC(Binary Convolution Code) 인코딩 방식일 수 있다. 인코더 파서에 입력되는 데이터 유닛은 PPDU의 데이터 필드를 구성하는 비트 시퀀스가 스크램블링된 상태일 수 있다.
적어도 하나 이상의 인코더에 의해 인코딩된 데이터 유닛은 스트림 파서(stream parser)에 의하여 복수개의 공간 스트림으로 나뉘어진다(S720). 이 때, 각 공간 스트림으로 나뉘어진 인코딩된 데이터 유닛을 공간 블록(spatial block)이라고 지칭하도록 한다. 공간 블록의 개수는 PPDU가 전송되는데 사용되는 공간 스트림의 개수에 의해 결정될 수 있으며, 공간 스트림의 개수와 같게 설정될 수 있다.
각각의 공간 블록은 세그먼트 파서(segment parser)에 의해 적어도 하나 이상의 데이터 조각으로 나뉘어진다(S730). 이는 도 7에 도시된 일례와 같이 제1 데이터 조각 및 제2 데이터 조각 두 개로 나뉘어질 수 있다. 본 발명의 실시예에서 데이터 유닛이 160MHz 전송에 맞게 생성되었다면, 세그먼트 파서에 의해 나뉘어진 제1 데이터 조각 및 제2 데이터 조각은 각각 80MHz 전송에 맞게 나뉘어진다. 따라서, 제1 데이터 조각 및 제2 데이터 조각은 80MHz 데이터 시퀀스를 지원하는 인터리버에 의해 인터리빙될 수 있다.
제1 데이터 조각 및 제2 데이터 조각은 각각 인터리버에 의해 인터리빙된다(S740). 이 경우 인터리버는 블록 인터리빙을 수행할 수 있으며, 보다 상세하게는, BCC 인코딩이 적용된 제1 데이터 조각 및/또는 제2 데이터 조각을 인터리빙하기 위한 BCC 인코더일 수 있다. 인터리버는 인터리버 블록의 열(NCOL)과 행(NROW)의 크기를 정의된 값에 따라 사용한다. 정의된 값은 하기 표 2와 같다.
Parameter 20MHz 40MHz 80MHz
NCOL 13 18 26
NROW 4×NBPSCS 6×NBPSCS 9× NBPSCS
NROT(NSS≤4) 11 29 58
NROT(NSS>4) 6 13 28
여기서, NBPSCS는 각 공간 스트림에 있어서 하나의 반송파 당 코드화된 비트의 수를 나타낸다. 위와 같은 인터리버를 사용하는 방법은 행을 따라 코드화된 비트 열을 입력하고, 이를 열에 따라 읽어나가는 것이다. 또는 그 반대가 적용될 수도 있을 것이다. 이와 같은 블록 인터리빙은 전술한 도 3을 참조할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 인터리빙된 제1 데이터 조각 및 인터리빙된 제2 데이터 조각이 컨스텔레이션 맵퍼(constellation mapper)에 의하여 컨스텔레이션 맵을 기반으로 맵핑되어 맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각이 생성된다(S750). 이때, 맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각은 복소수 시퀀스의 형태를 가질 수 있다. 이 때, 인터리빙된 제1 데이터 조각 및 인터리빙된 제2 데이터 조각은 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 또는 256-QAM 등 변조 방식에 따라 다른 컨스텔레이션 맵이 적용될 수 있다.
맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각은 공간-시간 블록 코드화(Space-time block coding)를 통해 시-공간 스트림(Space time stream)에 대한 신호를 구성하게 되며 각 안테나에 대하여 공간 맵핑(spatial mapping)된다(S760).
맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각은 IDFT에 변환되고(S770), 여기에 GI가 삽입되어 의해 전송 신호로 변환된다(S780). 변환된 전송 신호는 각각 RF를 통하여 전송된다(S790). 이때, PPDU 전송을 위한 전송 채널의 대역폭이 연속적인 160MHz의 주파수 대역을 통해 전송되는 경우, 맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각은 하나의 IDFT에 의하여 변환되며, 이 때 맵핑된 제1 데이터 조각은 IDFT의 상위 부분, 맵핑된 제2 데이터 조각은 IDFT의 하위 부분에 맵핑되어 변환 될 수 있다.
도 7은 PPDU가 연속적인 주파수 대역으로 이뤄진 전송 채널을 통해 전송될 때 데이터 전송 방법의 일례를 나타냈으나, 불연속적인 주파수 대역으로 이뤄진 전송 채널을 통해 전송될 경우 전송 방법은 달라질 수 있다. 이는 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 필드 전송 방법을 나타내는 제2 예시 블록도이다. 도 8은 차세대 무선랜 시스템에서 불연속적인 160MHz, 즉 80MHz + 80MHz로 구성된 총 160MHz 대역폭을 사용한 데이터 전송 방법의 일례로 적용될 수 있으며, 불연속적인 특성을 가지는 보다 일반적인 대역폭을 사용한 데이터 전송 방법에도 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 전송 방법의 제2 예시는 데이터 유닛을 인코딩하고(S810), 인코딩된 데이터 유닛을 스트림 파서를 통해 공간 스트림에 대하여 나누어 공간 블록을 생성하고(S820), 공간 블록을 세그먼트 파서를 통해 제1 데이터 조각 및 제2 데이터 조각으로 나누고(S830), 제1 데이터 조각 및 제2 데이터 조각을 각각 인터리빙하고(S840), 인터리빙된 제1 데이터 조각 및 인터리빙된 제2 데이터 조각을 컨스텔레이션 맵퍼를 기반으로 맵핑하여 맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각을 생성하고(S850) 및 맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각을 공간 맵핑하는 것(S860)을 포함하며, 이는 도 7의 S710 내지 S760의 각 단계와 동일하다. 따라서 이에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각은 IDFT에 따라 변환되고(S870), 여기에 GI가 삽입되어 의해 전송 신호로 변환된다(S880). 변환된 전송 신호는 각각 RF를 통하여 전송된다(S890). 이때, PPDU 전송을 위한 전송 채널의 대역폭이 불 연속적인 160MHz의 전송 채널을 구성하는 80MHz 주파수 대역 및 80MHz 주파수 대역을 통해 전송되는 경우, 맵핑된 제1 데이터 조각 및 맵핑된 제2 데이터 조각은 각각 다른 IDFT에 의하여 변환되며, 이 때 맵핑된 제1 데이터 조각은 상위(upper) 80MHz 주파수 대역 부분에 대한 IDFT, 맵핑된 제2 데이터 조각은 하위 의 상위 부분, 맵핑된 제2 데이터 조각은 IDFT의 하위 부분에 맵핑되어 변환 될 수 있다.
도 7및 도 8에 도시된 데이터 전송 방법과 같이, 전송 채널의 대역폭에 따라 전송할 데이터 유닛을 조각화(segmenting)하여 전송하는 방법이 제안될 수 있다. 이 경우, 데이터 유닛을 조각화 하는 것은 다양한 구체적인 방법이 제시될 수 있다. 또한, 조각화된 데이터 조각을 다양한 방법으로 주파수 대역에 맵핑시켜 전송할 수 있다. 이하 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 이하에서 본 발명의 실시예는 설명의 편의를 위하여 80MHz 대역폭을 사용하는 경우를 예로 들어 상세하게 설명한다. 다만, 본 실시예는 80MHz 대역폭뿐 아니라, 20MHz, 40MHz, 80MHz, 연속적인 160MHz, 불연속적인 160MHz 및 그보다 더 넓은 대역폭을 통해 데이터를 전송하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 이하의 실시예에는 연속적인 160MHz 전송 또는 불연속적인 80MHz + 80MHz 전송을 하는 경우, 80MHz 전송을 지원하는 인터리버를 사용하는 경우에도 적합하게 적용될 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 전송방법을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, MAC 계층은 전송하고자 하는 데이터를 포함하는 MSDU(MAC Service Data Unit)에 MAC 헤더(header)와 FCS를 붙여 MPDU를 생성하고 이를 PHY 계층으로 전달한다(S910). MPDU는 PHY 계층에서 PSDU라 지칭될 수 있다. PHY 계층은 MAC으로부터 전달받은 PSDU에 데이터 획득을 위한 필요한 정보를 포함하는 하나 이상의 필드를 덧붙여 데이터 유닛을 생성한다(S920). 여기서 데이터 유닛은 AP 및/또는 STA이 전송하는 PPDU에 포함된 데이터 필드를 지칭할 수 있다.
PHY 계층에서는 데이터 유닛을 조각화 한다(S930). 조각화 하는 것은 도 7 및 도 8에서 도시된 세그먼팅 파싱 절차와 같이 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 40MHz 대역폭을 지원하는 인터리버가 사용되므로, 데이터 유닛을 40MHz 전송이 가능한 크기로 조각화 한다. 다만, 20MHz 대역폭, 80Hz 대역폭 또는 그 이상의 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용하거나 혹은 다른 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용할 경우 해당 대역폭 크기로 전송할 수 있도록 조각화할 수 있다.
조각화된 각각의 조각 데이터 유닛은 개개의 인터리버에 의해 각각 인터리빙된다(S940). 인터리빙 단계는 도 7및 도 8에 도시된 인터리빙 단계와 같이 수행될 수 있다.
인터리빙된 조각 데이터 유닛은 채널 대역으로 맵핑(mapping)된다(S950). 인터리빙된 조각 데이터 유닛을 채널 대역으로 맵핑하는 과정에서, 각각의 인터리빙된 조각 데이터 유닛을 주파수 대역에 나누어 맵핑할 수 있다. 즉, 하나의 조각 데이터 유닛을 다시 반으로 나누어 두 개의 데이터 유닛이 연속하지 않은 채널 대역에 할당되도록 맵핑할 수 있다. 연속하지 않은 채널 대역에 할당함으로써 주파수 다이버시티(frequency diversity)를 얻을 수 있다. 인터리빙된 조각 데이터 유닛을 채널 대역으로 할당한 후 IDFT 하고 이를 전송한다.
위와 같은 방법을 수행할 경우 80MHz 대역폭을 사용하여 전송함에 있어, 40MHz 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용할 수 있으며, 더 넓은 대역폭인 80MHz 대역폭을 지원하는 인터리버를 새로이 정의할 필요가 없다. 본 실시예에 따르면 40MHz를 지원하는 인터리버를 두 개 정의하여 구현하나, 40MHz를 지원하는 인터리버 한 개를 조각 데이터 유닛 개수만큼 사용함으로써 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, MAC 계층은 전송하고자 하는 데이터를 포함하는 MSDU에 MAC 헤더(header)와 FCS를 붙여 MPDU를 생성하고 이를 PHY 계층으로 전달한다(S1010). MPDU는 PHY 계층에서 PSDU라 지칭될 수 있다. PHY 계층은 MAC으로부터 전달받은 PSDU에 데이터 획득을 위해 필요한 정보를 포함하는 하나 이상의 필드를 덧붙여 데이터 유닛을 생성한다(S1020). 여기서 데이터 유닛은 AP 및 또는 STA이 전송하는 PPDU에 포함된 데이터 필드를 지칭할 수 있다.
PHY 계층은 데이터 유닛을 조각화하기 이전에 수신한 데이터 유닛을 구성하는 비트 시퀀스를 인코딩한다(S1030).
PHY 계층에서는 인코딩된 데이터 유닛을 조각화 한다(S1040). 조각화하는 것은 도 9의 조각화 단계와 같이 40MHz 대역폭을 지원하는 인터리버가 사용되기 때문에 인코딩된 데이터 유닛을 40MHz 전송이 가능한 크기로 조각화하는 것일 수 있다. 다만, 20MHz 대역폭, 80Hz 대역폭 또는 그 이상의 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용하거나 혹은 다른 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용할 경우 해당 대역폭 크기로 전송할 수 있도록 조각화할 수 있다.
조각화된 각각의 조각 데이터 유닛은 개개의 인터리버에 의해 각각 인터리빙된다(S1050). 인터리빙 단계는 도 7및 도 8에 도시된 인터리빙 단계와 같이 수행될 수 있다.
인터리빙된 조각 데이터 유닛은 채널 대역으로 맵핑(mapping)된다(S1060). 여기서 인터리빙된 조각 데이터 유닛 1 및 인터리빙된 조각 데이터 유닛 2는 각각 20MHz 크기로 나뉘어져 주파수 대역에 할당될 수 있으며, 서로 연속하는 채널 대역이 아닌 채널대역에 할당될 수 있다. 즉, 도면과 같이, 조각 데이터 유닛1의 일부인 조각 데이터 유닛1a 및 조각 데이터 유닛1b와 조각 데이터 유닛2의 일부인 조각 데이터 유닛2a 및 조각 데이터 유닛2b는 서로 교차되어 맵핑될 수 있다. 다만, 조각 데이터 유닛1a, 1b, 2a, 2b는 20MHz 크기로 나뉘어지지 않고 임의의 대역폭 크기에 따라 나뉘어져 주파수 대역에 맵핑될 수도 있다. 이후에 맵핑된 조각 데이터 유닛들은 IDFT 후 전송될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조 하면, MAC 계층은 전송하고자 하는 데이터를 포함하는 MSDU에 MAC 헤더와 FCS를 붙여 MPDU를 생성하고 이를 PHY 계층으로 전달한다(S1110). MPDU는 PHY 계층에서 PSDU라 지칭될 수 있다. PHY 계층은 MAC으로부터 전달받은 PSDU에 데이터 획득을 위해 필요한 정보를 포함하는 하나 이상의 필드를 덧붙여 데이터 유닛을 생성한다(S1120). 여기서 데이터 유닛은 AP 및/또는 STA이 전송하는 PPDU에 포함된 데이터 필드를 지칭할 수 있다. 트레이닝 심볼을 포함하는 프리앰블, PLCP 헤더를 붙여 PPDU를 생성한다(S1120)
PHY 계층에서는 데이터 유닛을 조각화 한다(S1130). 조각화하는 것은 도 9의 조각화 단계와 같이 40MHz 대역폭을 지원하는 인터리버가 사용되기 때문에 데이터 유닛을 40MHz 전송이 가능한 크기로 조각화하는 것일 수 있다. 다만, 20MHz 대역폭, 80MHz 대역폭 또는 그 이상의 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용하거나 혹은 다른 대역폭을 지원하는 인터리버를 사용할 경우 해당 대역폭 크기로 전송할 수 있도록 조각화할 수 있다.
PHY 계층은 데이터 유닛이 조각화되어 생성된 조각 데이터 유닛1 및 조각데이터 유닛2를 구성하는 비트 시퀀스를 인코딩 한다. 이 때, 인코딩은 조각 데이터 유닛에 대하여 개별적인 인코더에 의해 각각 수행될 수 있다(S1140).
인코딩된 각각의 조각 데이터 유닛은 개개의 인터리버에 의하여 각각 인터리빙 된다(S1150). 인터리빙 단계는 도 7및 도 8에 도시된 인터리빙 단계와 같이 수행될 수 있다.
인터리빙된 조각 데이터 유닛은 채널 대역으로 맵핑(mapping)된다(S1160). 여기서 인터리빙된 조각 데이터 유닛 1 및 인터리빙된 조각 데이터 유닛 2는 각각 20MHz 크기로 나뉘어져 주파수 대역에 할당될 수 있으며, 서로 연속하는 채널 대역이 아닌 채널대역에 할당될 수 있다. 이는 도 10의 채널 대역 맵핑 단계(S1060)와 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 채널 대역에 맵핑된 조각 데이터 유닛들은 IDFT 후 전송될 수 있다.
도 10 및 도 11에서 조각 데이터 유닛을 인터리빙하고 이를 채널 대역에 맵핑하는 방법이 상술되어 있으나, 이는 해당 도면에 도시된 방법에만 국한되지 않는다. 이는 도 12를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 조각 데이터 유닛을 인터리빙하고 채널 대역에 맵핑하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 조각 데이터 유닛은 개별적으로 인코딩된다(S1210). 다만, 인코딩 단계는 도시된 바와 다르게, 데이터 유닛이 조각화 되기 이전 단계에서 수행될 수 있다.
인코딩된 조각 데이터 유닛은 개별의 인터리버에 의해 인터리빙된다(S1220). 인터리빙 단계는 도 7및 도 8에 도시된 인터리빙 단계와 같이 수행될 수 있다. 다만, 인코딩된 조각 데이터 유닛1 및 조각 데이터 유닛2를 구성하는 비트 시퀀스의 나열 순서를 재배열하기 위해 인터리버는 다른 인터리빙 방법을 구현하도록 설정될 수 있다.
인터리빙된 조각 데이터 유닛은 채널 대역으로 맵핑된다(S1230). 여기서 특정 대역폭 크기에 맞도록 조각 데이터 유닛1 및 조각 데이터 유닛2를 다시 나누어 채널 대역에 맵핑하지 않고, 인터리버의 아웃풋(output) 비트를 하나씩 부반송파(subcarrier)에 할당하는 식으로 맵핑한다.
이는 80MHz 대역폭을 지원하는 인터리버를 새로이 정의하지 않고도, 기존의 인터리버를 사용하여, 하나의 80MHz 대역폭을 기준으로 인터리빙하는 효과를 가져올 수 있다. 또한, 전술한 실시예에서 제안된 채널 대역 맵핑 결과보다 기존의 데이터 유닛을 구성하던 비트를 보다 랜덤하게 채널 대역으로 맵핑할 수 있다. 도 12에서 제안하는 인터리빙 및 채널 맵핑 단계는 전술한 데이터 전송 방법에 적용될 수 있다.
전술한 다양한 실시예에 있어서, 데이터 유닛을 조각 데이터 유닛으로 조각화 하는 단계로 데이터 유닛을 구성하는 비트 시퀀스의 순서를 섞고 이를 조각 데이터 유닛1, 조각 데이터 유닛2로 나누는 방법으로 구현될 수 있다. 이는 보다 랜덤하게 데이터 유닛을 인터리빙하여 전송 다이버시티를 보다 높일 수 있는 방법이다.
도 13을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 유닛 조각화 단계를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 데이터 유닛을 40MHz 전송이 가능한 크기로 조각화한다(S1310). 이때, 데이터 유닛을 구성하는 비트 시퀀스를 차례로 조각 데이터 유닛 1 및 조각 데이터 유닛 2로 할당한다. 여기서 각 조각 데이터 유닛에 할당하는 단위는 변조 차수(modulation order)이거나 또는 비트 단위일 수 있다.
각 조각 데이터 유닛은 인터리버에 전달되고 인터리빙된다(S1320). 인터리빙 단계는 도 7 및 도 8데 도시된 인터리빙 단계와 같이 수행될 수 있다. 인터리빙된 각각의 조각 데이터 유닛은 채널 대역에 할당되고, IDFT 후 전송될 수 있다.
데이터 유닛의 비트 시퀀스를 순서대로 할당하여 조각화하는 것은 비트 시퀀스 전체를 대역폭 크기에 따라 앞/뒤 순서대로 나누어 조각화하는 방법 보다 복잡도는 증가하지만, 보다 랜덤하게 데이터 유닛의 인터리빙 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 또한, 주파수 다이버시티의 이득을 더 얻을 수 있다는 효과가 발생한다.
도 13을 참조하여 설명한 데이터 유닛 조각화 단계는 도면을 참조하여 전술한 실시예의 조각화 단계에 적용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다. 무선 장치(1400)는 AP 또는 STA일 수 있다.
도 14를 참조하면, 무선장치(1400)는 프로세서(1410), 메모리(1420) 및 트랜시버(1430)을 포함한다. 트랜시버(1430)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하되, IEEE 802.11의 물리계층이 구현된다. 프로세서(1410)는 트랜시버(1430)와 기능적으로 연결되어, IEEE 802.11의 MAC 계층 및 MAC 계층에서 전달된 PPDU를 전송하기 위한 방법을 수행하는 물리계층을 구현한다. 프로세서(1410)는 무선랜에서 데이터 전송 방법과 관련한 도 6 내지 도 13에 도시된 본 발병의 실시예를 구현하도록 설정된다.
프로세서(1410) 및/또는 트랜시버(1430)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 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(1420)에 저장되고, 프로세서(1410)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1420)는 프로세서(1410) 내부에 포함될 수 있으며, 외부에 별도로 위치하여 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1410)와 기능적으로 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 (7)

  1. 무선랜에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    MAC(Medium Access Control) 헤더(header) 및 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함하는 데이터 유닛을 생성하고,
    상기 데이터 유닛을 인코딩하여 인코딩된 데이터 유닛을 생성하고,
    상기 인코딩된 데이터 유닛을 나누어 하나 또는 그 이상의 공간 블록(spatial block)을 생성하고,
    상기 하나 또는 그 이상의 공간 블록 각각을 제1 블록 및 제2블록으로 나누고,
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 각각 인터리빙(interleaving)하여 제1 인터리빙된 블록 및 제2 인터리빙된 블록을 생성하고,
    상기 제1 인터리빙된 블록을 신호 컨스텔레이션(signal constellation)에 맵핑(mapping)하여 제1 맵핑된 시퀀스(mapped sequence)를 생성하고,
    상기 제2 인터리빙된 블록을 상기 신호 컨스텔레이션에 맵핑하여 제2 맵핑된 시퀀스를 생성하고,
    상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)을 수행하여 전송 신호를 생성하고, 및
    상기 전송 신호를 전송하는 것을 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 IDFT를 수행하여 상기 데이터 신호를 생성하는 것은,
    상기 데이터 신호가 단일 주파수 대역(single frequency band)을 통해 전송되면, 상기 제1 맵핑된 시퀀스는 단일 IDFT의 상위부분(upper part)으로 맵핑하고, 상기 제2 맵핑된 시퀀스는 상기 단일 IDFT의 하위부분(lower part)로 맵핑하여 상기 전송 신호를 생성하는 것을 포함하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 IDFT를 수행하여 상기 전송 신호를 생성하는 것은,
    상기 전송 신호가 두 개의 불 연속 주파수 대역들을 통해 전송되면, 상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스를 구분된 IDFT(separate IDFT)에 맵핑시켜 상기 전송 신호를 생성하는 것을 포함하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 단일 주파수 밴드의 대역폭은 160MHz인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 두 개의 불 연속한 주파수 대역의 대역폭은 각각 80MHz 인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 데이터 유닛은 BCC(Binary Convolution Code) 인코딩에 의하여 인코딩 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 프로세서(processor) 및,
    상기 프로세서와 기능적으로 결합되고 전송 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver)를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    MAC(Medium Access Control) 헤더(header) 및 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함하는 데이터 유닛을 생성하고,
    상기 데이터 유닛을 인코딩하여 인코딩된 데이터 유닛을 생성하고,
    상기 인코딩된 데이터 유닛을 나누어 하나 또는 그 이상의 공간 블록(spatial block)을 생성하고,
    상기 하나 또는 그 이상의 공간 블록 각각을 제1 블록 및 제2블록으로 나누고,
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록을 각각 인터리빙(interleaving)하여 제1 인터리빙된 블록 및 제2 인터리빙된 블록을 생성하고,
    상기 제1 인터리빙된 블록을 신호 컨스텔레이션(signal constellation)에 맵핑(mapping)하여 제1 맵핑된 시퀀스(mapped sequence)를 생성하고,
    상기 제2 인터리빙된 블록을 상기 신호 컨스텔레이션에 맵핑하여 제2 맵핑된 시퀀스를 생성하고,
    상기 제1 맵핑된 시퀀스 및 상기 제2 맵핑된 시퀀스에 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)을 수행하여 전송 신호를 생성하고, 및
    상기 전송 신호를 전송하도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
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