KR20130059391A

KR20130059391A - 무선랜에서 멀티 채널을 이용하여 제어 정보를 전송하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130059391A
Application number: KR1020137002962A
Authority: KR
Inventors: 김은선; 석용호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-06-05
Also published as: GB201302098D0; WO2012026779A2; GB2496333B; US9078245B2; GB2496333A; US20130148625A1; WO2012026779A3; DE112011102523T5; KR101417691B1

Abstract

제1 서브채널과 제2 서브채널을 집성하여 얻어진 멀티채널을 이용하는 무선랜 시스템에서의 제어정보 전송 방법이 제공된다. 이러한 방법은 전송 스테이션은 제1 서브채널상으로 제1 PHY 프리앰블을 전송하고, 전송스테이션은 제2 서브채널상으로 제2 PHY 프리앰블을 전송하고, 전송스테이션은 제1채널상으로 전송되는 N개의 공간스트림 및 제2 채널 상으로 전송되는 M개의 공간스트림을 이용하여 데이터 심볼을 전송하는 것을 포함하되, 제1 PHY 프리앰블은 N개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함하고, 제2 PHY 프리앰블은 상기 M개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함하고, 제1 PHY 프리앰블의 전송과 제2 PHY 프리앰블의 전송은 동시에 이루어지며, 상기 N과 상기 M은 서로 다른 자연수이다.

Description

무선랜에서 멀티 채널을 이용하여 제어 정보를 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING CONTROL INFORMATION IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK USING MULTI-CHANNEL}

본 발명은 무선 통신과 관련된 발명으로서 보다 상세하게는, 무선랜에서 멀티 채널을 이용하여 제어 정보를 전송하는 방법 및 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, 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.

WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n 규격이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율(Very High Throughput, VHT) 무선랜 시스템은 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다. VHT 무선랜 시스템이란 명칭은 임의적인 것이며, 현재는 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하기 위하여 8X8 MIMO 및 80MHz 또는 그 이상의 채널 대역폭을 사용하는 시스템에 대한 실현 가능성 테스트(feasibility test)가 진행되고 있다.

무선랜 시스템이 사용하는 주파수 대역에서 넓은 주파수 대역폭의 채널을 확보하는 것은 현실적으로 어려울 수 있다. 일례로 무선랜 시스템이 사용하는 ISM (Industrial Scientific and Medical) 대역에는 해당 대역을 사용하는 다양한 기기(device), 이종 통신 시스템 및 IEEE 802.11 a/b/g/n 등의 legacy system이 공존한다. 이러한 환경에서 넓은 대역폭을 갖는 채널을 얻기 위하여 비인접한(non-contiguous) 복수의 채널을 집성(aggregation)하여 활용하는 방안이 연구되고 있다.

무선랜 시스템에서 비인접한 복수의 채널을 집성하여 얻어진 멀티채널(multi-channel)을 이용하고자 할 때, 멀티채널을 구성하고 있는 각 서브채널에 대한 link adaptation 방법, 멀티 채널을 통하여 복수의 공간 스트림(spatial stream)상으로 데이터를 전송하고자 할 때 발생할 수 있는 전송효율 저하, 데이터 패킷의 전송 동기화 문제 등을 해결하기 위한 프로토콜에 대한 고려가 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 멀티채널을 사용하는 무선랜 시스템에서 무선자원 활용 효율을 높이기 위한 제어정보 전송방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 서브채널과 제2 서브채널을 집성하여 얻어진 멀티채널을 이용하는 무선랜 시스템에서의 제어정보 전송방법에 있어서, 상기 제어정보 전송방법은 전송 스테이션은 제1 서브채널상으로 제1 PHY 프리앰블을 전송하고, 상기 전송스테이션은 제2 서브채널상으로 제2 PHY 프리앰블을 전송하고, 상기 전송스테이션은 상기 제1채널상으로 전송되는 N개의 공간스트림 및 상기 제2 채널 상으로 전송되는 M개의 공간스트림을 이용하여 데이터 심볼을 전송하는 것을 포함할 수 있되, 상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 N개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션(demodulation) 및 디코딩(decoding)에 필요한 제어정보를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 M개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함하고, 상기 제1 PHY 프리앰블의 전송과 상기 제2 PHY 프리앰블의 전송은 동시에 이루어지며, 상기 N과 상기 M은 서로 다른 자연수인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 제1 서브채널과 상기 제2 서브채널은 서로 비인접한 주파수 대역일 수 있다. 상기 제1 서브채널과 상기 제2 서브채널의 대역폭은 같을 수 있다. 상기 제1 PHY 프리앰블과 상기 제2 PHY 프리앰블은 서로 동일한 수의 트레이닝 시퀀스(training sequence)를 포함할 수 있다. 상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 서브채널로 전송되는 트레이닝 시퀀스의 수와 상기 제1 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함할 수 있고 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 서브채널로 전송되는 트레이닝 시퀀스의 수와 상기 제2 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 PHY 프리앰블과 상기 제2 PHY 프리앰블은 각각 4개의 트레이닝 시퀀스를 포함할 수 있고, 상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함할 수 있고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 제1 서브채널로 전송되는 데이터의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 적용되는 제1 MCS(Modulation and Coding Scheme)와 상기 제2 서브채널로 전송되는 데이터의 OFDM 심볼에 적용되는 제2 MCS는 서로 다르게 설정될 수 있다. 상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 MCS를 지시하는 인덱스(index)를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 MCS를 지시하는 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 MCS를 갱신을 위하여 상기 제1 서브채널로 전송되는 적어도 하나의 공간 스트림을 수신하는 수신 STA에게 적정한 후보 MCS 인덱스를 전송할 것을 요청하는 MCS 피드백 요청(MCS feedback request) 메시지를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 MCS를 갱신을 위하여 상기 제2 서브채널로 전송되는 적어도 하나의 공간 스트림을 수신하는 수신 STA에게 적정한 후보 MCS 인덱스를 전송할 것을 요청하는 MCS 피드백 요청 메시지를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 서브채널과 제2 서브채널을 집성하여 얻어진 멀티채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 동작하는 무선장치는 상기 무선장치는 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는 제1 서브채널상으로 제1 PHY 프리앰블을 전송할 수 있고, 제2 서브채널상으로 제2 PHY 프리앰블을 전송할 수 있고, 상기 제1채널상으로 전송되는 N개의 공간스트림 및 상기 제2 채널 상으로 전송되는 M개의 공간스트림을 이용하여 데이터 패킷을 전송하도록 설정될 수 있고, 상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 N개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함할 수 있고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 M개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함할 수 있고, 상기 제1 PHY 프리앰블의 전송과 상기 제2 PHY 프리앰블의 전송은 동시에 이루어지며, 상기 N과 상기 M은 서로 다른 자연수일 수 있다.

멀티채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 각 서브채널별 MCS 설정을 달리 할 수 있도록 하여 전송효율을 높일 수 있다. 각 서브채널 별 채널 상황에 따라 각 서브채널별 공간적 스트림(Spatial stream)의 수를 조정할 수 있다.

도 1은 IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 2는 상술한 PLCP 전송 절차의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 심볼의 전송방법을 간략히 나타낸 것이다.
도 4는 멀티-채널 전송 블록 다이어그램(Multi-channel Transmission Block Diagram)의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예가 구현되는 무선장치를 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 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.

인프라스트럭쳐 BSS는 적어도 하나의 non-AP STA과 AP(access point)를 포함한다. AP는 자신과 결합된 STA들을 무선매체(wireless medium)를 통해 분산 서비스(distribustion service)로의 접근을 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 개체(entity)이다. STA는 AP 또는 non-AP STA 일 수 있으나, 이하에서 별도로 구별하여 표시하지 않는 한 AP와 구별되는 non-AP STA를 지칭한다. STA는 UE(user equipment), MS(mobile station), MT(mobile terminal), 휴대용 기기, 인터페이스 카드 등과 같은 다른 명칭으로 불릴 수 있다.

이하 본 발명을 기술함에 있어서 AP와 STA은 무선 프레임의 전송 주체 및 수신 주체로서 전송기(transmitter) 또는 수신기(receiver)로 표현될 수 있다. AP와 STA간 또는 STA간 특정 서비스를 개시하기 위한 절차에서 절차를 개시하거나 요청하는 AP 또는 STA은 개시자(initiator)로 요청에 응답하는 AP 또는 STA은 응답자(responder)로 표현될 수 있다. 무선 프레임을 빔포밍(beamforming) 전송하는 경우 빔포밍 전송을 수행하는 AP 또는 STA은 beamformer로, 빔포밍 전송되는 무선프레임을 수신하는 AP 또는 STA은 빔포미(beamformee)로 표현될 수 있다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 제어정보 전송방법을 지원하는 무선랜 시스템과 구별하여, 종래의 무선랜 시스템을 HT 시스템과 레가시(legacy) 시스템으로 지칭하기로 한다. HT 시스템은 IEEE 802.11n을 지원하는 무선랜 시스템을, HT-STA은 IEEE 802.11n을 지원하는 STA을 의미한다. 레가시 시스템은 IEEE 802.11n의 하위 버전, 예를 들어 IEEE 802.11a/b/g을 지원하는 무선랜 시스템을, L-STA은 IEEE 802.11n의 하위 버전, 예를 들어 IEEE 802.11a/b/g을 지원하는 STA 의미한다.

도 1은 IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.

IEEE 802.11 의 물리계층 아키텍처(PHY layer 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(11)은 MAC 부계층(120)과 PMD 부계층(100) 사이에서 MAC 계층(120)의 지시에 따라 MAC 부계층(120)으로부터 받은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 PMD 부계층에 전달하거나, PMD 부계층(100)으로부터 오는 프레임을 MAC 부계층(120)에 전달한다. PMD 부계층(100)은 PLCP의 하위 계층으로서 무선 매체를 통한 두 스테이션간 물리 계층 개체(entity)의 송수신이 가능하도록 한다.

PLCP 부계층(110)은 MPDU를 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 PSDU(PLCP Service Data Unit = MPDU)가 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)에서 MPDU에 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 데이터를 복원한다.

도 2는 상술한 PLCP 전송 절차의 일례를 도시한 것이다.

MAC 부계층의 MPDU는 무선 매체를 통한 전송을 위해 PHY 계층의 PLCP 부계층으로 전달된다. PLCP 부계층에서는 레가시 STA의 제어정보를 담고 있는 L-SIG 필드 및 VHT STA을 위한 제어정보를 담고 있는 VHT-SIG-A 필드및 VHT-SIG-B필드를 덧붙이고, 필요에 따라 패딩 비트를 덧붙일 수 있다. 또한 인코딩 방식에 따라 테일 비트(tail bits)를 더 추가할 수 있다. 여기에 Non-VHT 훈련심볼(Non-VHT Training Symbols)과 VHT 훈련심볼(VHT Training Symbols)을 부가한다. Non-VHT 훈련심볼은 수신 STA이 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), AGC(automatic gain control) 제어, 거친(coarse) 주파수 획득할 수 있도록 하고 L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. VHT 훈련심볼은 VHT-SIG-B 및 데이터필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. non-VHT 훈련심볼은 L-STF(short training field), 및 L-LTF(long training field)에 담겨 전송될 수 있다. VHT 훈련심볼은 VHT-STF 및 VHT-LTF에 담겨 전송될 수 있다. 이때 전송되는 VHT-LTF의 수는 데이터필드를 공간 다중화(spatial multiplexing, SM)하여 전송할 때, 다시 말해서 복수의 spatial stream을 통해 전송할 때, spatial stream의 수에 따라 결정될 수 있다.

표 1은 spatial stream의 개수에 따라 전송되는 VHT-LTF의 개수의 일례를 나타낸 것이다.

[표 1]

MAC 부계층의 MPDU는 PLCP 부계층을 거쳐 PMD 부계층에서 무선매체를통해 상대 STA에게 전송된다. PMD 계층에서 무선매체를 통해 전송되는 PPDU는 Non-VHT 프리앰블, L-SIG 필드, VHT-SIG-A 필드, VHT 훈련(VHT-Training) 필드, VHT-SIG-B, 데이터 필드를 포함한다. 이하에서는 전송 STA(AP를 포함한다)의 PLCP 계층에서 MAC계층으로부터 전달 받은 PSDU에 부가되는 필드들을 통칭하여 PHY 프리앰블(preamble)로 지칭하기로 한다.

한편, 본 발명은 불-연속 채널 셋(non-contiguous channel set)을 어그리게이션(aggregation)하여 얻은 멀티-채널(multi-channel)을 사용하는 무선랜 네트워크 환경을 가정한다. 보다 높은 쓰루풋(throughput)을 얻기 위하여 보다 넓은 채널 대역폭을 확보하여 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 무선랜 시스템이 사용하는 주파수 대역에서 넓은 대역의 인접한(contiguous) 주파수 대역을 확보하는 것은 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 복수의 비인접한 채널들을 어그리게이션(aggregation)하여 얻은 멀티-채널(multi-channel)을 사용할 수 있다. 이하에서 멀티-채널을 구성하는 각각의 비인접한 채널들을 서브채널이라 하고, 제1 서브채널과 제2 서브채널을 어그리게이션(aggregation)하여 얻은 멀티-채널을 예로 하여 기술하기로 한다. 여기서, 제1 서브채널과 제2 서브채널은 서로 비인접한 채널이다. 제1 서브채널과 제2 서브채널은 각각 제1 주파수 부분(frequency segment), 제2 주파수 부분으로 도 지칭할 수 있다.

이하의 예에서 서브채널의 수를 2개로 한 것은 단지 설명의 편의를 위한 것이며, 멀티-채널은 3개 이상의 비인접한 주파수 대역을 어그리게이션하여 얻을 수 있다. 또한, 각 서브채널의 대역폭은 5MHz, 10MHz, 20MHz, 40MHz, 80MHz 등으로 다양하게 설정될 수 있다.

일례로, 80MHz의 대역폭을 갖는 서브채널 2개를 어그리게이션하여 사용하는 경우 무선랜 시스템은 결과적으로 160MHz의 채널 대역폭(chanel bandwidth)을 사용할 수 있다. 하지만, 스펙트럼 효율(spectrum efficiency) 가 높지 않으면, 연속 채널(contiguous channel) 하나만 사용하는 것에 비해 이득(gain) 이 크지 않을 수 있다.

스펙트럼 효율(Spectrum efficiency)를 높이기 위하여 스펙트럼 효율(Spectrum efficiency)와 관련된 다양한 요소(factor)중 하나로 링크 적응(link adaptation)을 고려 할 수 있다. 무선랜 시스템에서 링크 적응(link adaptation) 절차는 채널상황의 변화에 따라 적응적으로 데이터 전송에 사용되는 MCS(Modulation and Coding Scheme)값을 결정할 수 있도록 하여 스펙트럼 효율(Spectrum efficiency)를 높이는데 기여한다.

멀티채널 환경에서 각각의 서브채널에 대한 MCS 설정방법으로 모든 서브채널에 대하여 동일한 MCS를 설정할 수 있다, 다른 방법으로 각 서브채널별로 MCS를 설정할 수 있다.

모든 서브채널에 대하여 동일한 MCS를 설정하는 것은 구현에 있어 복잡도(complexity)를 줄일 수 있다. 그러나, 서로 비인접한 제1 서브채널과 제2 서브채널을 어그리게이션한 멀티-채널에서 제1 서브채널과 제2 서브채널에 동일한 MCS를 설정하는 것은 스펙트럼 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 비인접한 제1 서브채널과 제2 서브채널의 채널환경은 서로 다를 가능성이 인접한 채널의 경우에 비하여 더 크다. 따라서, 각각의 서브채널의 채널환경에 맞는 MCS를 설정하는 것이 더 효율적일 수 있다. 또한 MCS 값 설정에 있어서 각 서브채널상으로 전송되는 공간 스트림(spatial stream)들의 수(number of the spatial streams) 또한 고려될 수 있다.

본 발명은 각 서브채널별로 MCS 및/또는 공간 스트림의 수를 설정하여 데이터를 전송하는 방법 및 이를 위한 제어정보의 전송방법을 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 심볼의 전송방법을 간략히 나타낸 것이다.

본 발명의 실시예에 의하면 데이터를 복수의 공간 스트림을 이용하여 전송할 때, 복수의 공간 스트림은 멀티 채널상으로 전송된다. 이때 제1 서브채널을 통해 전송되는 공간 스트림의 수와 제2 서브채널을 통해 전송되는 공간 스트림의 수는 개별적으로 설정될 수 있다. 또한, 제1 서브채널 및 제2 서브채에 대하여 개별적으로 설정된 MCS값이 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 데이터를 전송할 때, PHY 프리앰블 부분은 제1 서브채널 및 제2 서브채널에 개별적으로 전송될 수 있다. 즉, 제1 서브채널로 제1 PHY 프리앰블을 전송하고, 제2 서브채널로 제2 PHY 프리앰블을 전송할 수 있다. 제1 PHY 프리앰블 및 제2 PHY 프리앰블에는 각각 MRQ(MCS feedback request) 메시지를 포함할 수 있다. 수신 STA은 각 서브채널에서 MRQ를 받아 이에 대한 응답으로 MFB(MCS feedback)을 전송할 수 있다. 즉, 각 서브채널별로 링크 적응(link adaptation) 절차를 진행할 수 있다. 서브채널별 링크 적응(link adaptation) 절차를 통해 각 서브채널별 MCS를 결정하고 이를 이후 데이터 전송에 반영할 수 있다. 서브채널별로 결정된 MCS의 색인(index)은 각 서브채널로 전송되는 각각의 PHY 프리앰블의 VHT-SIG-A 또는 VHT-SIG-B에 포함되어 전송될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 각 서브채널별로 공간스트림의 수를 결정할 때, 서브채널별로 서로 다른 공간스트림을 전송하는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어 제1 서브채널로는 2개의 공간 스트림을, 제2 서브채널로는 4개의 공간 스트림을 전송하는 경우이다. 이처럼 제1 서브채널과 제2 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수가 다른 경우 데이터 부분의 빔포밍 전송에 문제가 발생할 수 있다.

각각의 서브 채널 별로 공간적 스트림의 개수(number of spatial stream)을 다르게 전송하는 경우, 채널 예측(channel estimation)을 위한 훈련 시퀀스(training sequence) (e.g. VHT-LTFs) 의 개수가 달라진다. 결과적으로, PHY 프리앰블의 길이(length)가 달라지는 문제가 발생한다. PHY 프리앰블(Preamble)의 길이(length) 가 달라지게 되면, 데이터 심볼(Data Symbol)에 대해 빔-포밍(Beam-forming)을 적용할 수 없는 문제가 발생한다. 이하에서 채널 추정을 위해 전송되는 훈련 시퀀스의 일례로 VHT-LTF를 들어 설명하나 VHT-LTF라는 명칭은 예시적인 것이며, 훈련 신호(training signal), 참조신호(reference signal) 등의 다양한 명칭으로 표현될 수 있다.

상술한 예에서 제1 서브 채널에 2개의 공간적 스트림(spatial streams)을 전송하고, 제2 서브채널에 4 공간적 스트림(spatial streams)을 전송하였다. 이 경우, 제1 서브채널을 통해 전송되는 제1 PHY 프리앰블에는 2개의 VHT-LTFs 가 전송되고, 제2 서브채널을 통해 전송되는 제2 PHY 프리앰블에는 4개의 VHT-LTFs 가 전송된다. 트레이닝 시퀀스(Training Sequence) 이후, 데이터 심볼(Data Symbol)을 보낸다고 하면, 제1 서브채널에서 데이터 심볼(Data Symbol) 전송이 먼저 진행된다. 결과적으로 제1 서브채널에서는 데이터 심볼(Data Symbol)이 전송되고, 제2 서브채널에는 제2 PHY 프리앰블이 여전히 전송되고 있는 상황이 발생하게 된다. PHY 프리앰블에 포함된 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)을 빔-포밍(Beam-forming)하지 않으면, 제1 서브채널에서 전송되는 데이터 심볼(Data Symbol)에도 빔-포밍(Beam-forming)을 적용하지 못하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상술한 것과 같이 불-연속(non-contiguous)한 각각의 서브채널에 대해 서로 다른 개수의 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)가 전송되어야 하는 경우, 각 서브채널로 전송되는 PHY 프리앰블의 길이를 같도록 맞추어 전송한다. 이를 위해서 각각의 불-연속 채널(non-contiguous channel)에 대해, 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)의 개수를 동일하게 맞추어 전송한다. 즉, 앞선 예와 같은 상황에서 제1 PHY 프리앰블과 제2 PHY 프리앰블의 길이를 갖도록 하기 위하여 제1 PHY 프리앰블과 제2 PHY 프리앰블 모두에 4개의 훈련 시퀀스, 즉 4개의 VHT-LTFs를 전송하는 것이다. 이 경우 제1 PHY 프리앰블을 통해 전송되는 4개의 VHT-LTFs 중 2개는 단순히 제2 PHY 프리앰블과 길이를 맞추기 위해 전송되는 것으로 제1 서브채널로 전송되는 2개의 공간 스트림에 대한 채널 추정(channel estimation)을 위해 전송되는 2개의 VHT-LTFs와 구별되어야 한다. 이하에서 어느 서브채널을 통해 실제로 전송되는 공간 스트림의 채널 추정을 위해 전송되는 훈련시퀀스(training sequence)를 실효(effecive) LTF라 하고, 각 서브채널로 전송되는 PHY 프리앰블의 길이를 맞추기 위하여 전송되는 훈련 시퀀스를 무효(inoperative) LTF라 칭하기로 한다. 상술한 예에서 제1 PHY 프리앰블의 4개의 VHT-LTF중 2개는 실효 LTF에 해당하고 2개의 LTF는 무효 LTF에 해당한다고 할 수 있다. 반면 제2 PHY 프리앰블의 VHT-LTF 4개는 모두 실효 LTF에 해당한다고 할수 있다.

무효 LTF의 시퀀스 생성방법으로는 특별한 제한이 없으며, 실효 LTF 생성에 사용한 시퀀스를 사용하여 생성하거나, 실효 LTF를 복제(duplicate)하여 전송할 수 있다. 또는 무효 LTF 생성에 사용되는 특정 시퀀스를 설정하여 사용할 수도 있다.

어느 서브채널에 복수의 훈련신호가 전송될 때, 수신 STA의 입장에서 어느 훈련신호가 실효 LTF에 해당하는지 구별할 수 있어야 한다. 상술한 예에서 제1 서브채널을 통해 4개의 VHT-LTF가 전송되었을 때, 수신 STA이 앞의 2개 VHT-LTF가 실효 LTF이고 뒤의 2개의 VHT-LTF는 무효 LTF임을 알 수 있어야 한다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 각 서브채널로 전송되는 PHY 프리앰블은 트레이닝 시퀀스의 개수(Number of Training Sequence)와 공간적 스트림의 개수(Number of Spatial Stream)을 지시(indication)하는 정보를 포함할 수 있다. 트레이닝 시퀀스의 개수(Number of Training Sequence)는 해당 서브채널로 전송되는 전체 VHT-LTFs의 수를 의미하고 공간적 스트림의 개수(Number of Spatial Stream)는 해당 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 의미한다. 공간적 스트림의 개수(Number of Spatial Stream)을 통해 수신 STA은 실효 LTFs의 수와 무효 LTFs를 구별할 수 있다.

앞선 예에서 제1 서브채널로 전송되는 제1 PHY 프리앰블과 제2 서브채널로 전송되는 제2 PHY 프리앰블은 각각 다음의 정보가 포함될 수 있다.

the 1st PHY Preamble for the 1st sub-channel(제1 서브-채널을 위한 제1 PHY 프리앰블)

Number of Training Sequence(트레이닝 시퀀스의 개수): 4

Number of Spatial Stream(공간적 스트림의 개수): 2

The 2nd PHY Preamble for the 2nd sub-channel(제2 서브-채널을 위한 제2 PHY 프리앰블)

Number of Training Sequence(트레이닝 시퀀스의 개수): 4

Number of Spatial Stream(공간적 스트림의 개수): 4

2개의 필드(field)를 통해, 각 서브채널로 전송되는 PHY 프리앰블의 길이는 일치시키되, 각각의 서브 채널 상으로 전송되는 공간적 스트림의 수를 다르게 적용하는 것이 가능해 진다.

수신 STA은 (트레이닝 시퀀스의 개수 필드)Number of Training Sequence field 을 통해 PHY 프리앰블에 전송되는 전체 트레이닝 시퀀스(Training Sequence) 개수를 알 수 있다. 동시에 공간적 스트림의 개수 필드(Number of Spatial Stream field)을 통해 자신이 수신해야 할 공간적 스트림(spatial stream)의 수를 알 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, PHY 프리앰블(Preamble)에 공간적 스트림의 개수(Number of Spatial Stream)을 지시하는 정보만을 포함시켜 전송할 수 있다. 앞선 예와 같은 경우 아래의 정보만이 PHY 프리앰블에 포함된다.

Number of Spatial Stream(공간적 스트림의 개수) : 2

Number of Spatial Stream (공간적 스트림의 개수): 4

이 경우 서브채널로 전송되는 전체 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)의 길이(또는 전체 VHT-LTFs의 수)에 대한 정보가 공간적 스트림 필드(Number of Spatial Stream field)에 반영 되어 있지 않으므로, 수신 단말이 트레이닝 시퀀스(Training Sequence)의 전체 길이를 알 수 없다. 본 발명의 실시예에 따르면 각 서브채널로 전송되는 전체 VHT-LTFs의 수를 지시하는 정보를 전송하지 아니하는 대신, 항상 일정한 수(K)의 VHT-LTFs를 전송할 수 있다.

이때 K는 서브채널을 통해 전송될 수 있는 공간 스트림의 수의 최대값에 대응되는 VHT-LTFs의 수일 수 있다. 제1 서브채널과 제2 서브채널 각각을 통해 최대 4개의 공간 스트림의 전송이 가능하다면, 전송 STA은 항상 각 서브채널로 4개의 VHT-LTF를 전송하고, PHY 프리앰블에 각 서브채널로 전송되는 전체 VHT-LTFs의 수를 지시하는 정보를 생략할 수 있다.

표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이닝 시퀀스의 개수(Number of Training Sequence(NLTF))와 공간적 스트림의 개수(Number of Spatial Stream(NSTS))를 포함하는 PHY 프리앰블의 예이다. 보다 구체적으로 PHY 프리앰블의 VHT-SIG-A필드에 포함된 경우이다.

[표2]

표 2에서 VHT-SIG-A 필드에 포함되는 NLTF와 NSTS 이외의 필드는 필요에 따라 삭제되거나 다른 정보를 지시하는 필드로 대체될 수 있다.

도 4는 멀티-채널 전송 블록 다이어그램(Multi-channel Transmission Block Diagram)의 일례이다.

제1 PHY 프리앰블과 제2 PHY 프리앰블은 비인접한 주파수 대역의 제1 서브채널과 제2 서브채널로 전송된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예가 구현되는 무선장치를 나타낸 블록도이다. 무선장치(500)는 AP 또는 non-AP STA일 수 있다.

무선장치(500)는 프로세서(510), 메모리(520), 송수신기(530) 및 다중 안테나(550)를 포함한다. 송수신기(530)는 본 발명의 매니지먼트(management) 프레임 및 데이터 패킷(data packet)을 전송 및/또는 수신하도록 설정되고, 프로세서(510)는 송수신기(530)와 기능적으로 연결되어 제어정보를 생성하고 다중 안테나(550)를 통해 전송하도록 설정된다. 이때 제어정보는 상술한 실시예에서의 PHY 프리앰블일 수 있다. 또한 프로세서(510)는 복수의 서브채널을 집성하여 얻어진 멀티채널을 이용하여 데이터 심볼들을 전송하면서 서브채널별로 MCS 및/또는 공간 스트림의 수를 달리 설정할 수 있다. 프로세서(510)와 송수신기(530)에는 IEEE 802.11의 물리계층과 MAC 계층을 구현될 수 있다. 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

제1 서브채널과 제2 서브채널을 집성하여 얻어진 멀티채널을 이용하는 무선랜 시스템에서의 제어정보 전송방법에 있어서, 상기 제어정보 전송방법은
전송 스테이션은 제1 서브채널상으로 제1 PHY 프리앰블을 전송하고,
상기 전송스테이션은 제2 서브채널상으로 제2 PHY 프리앰블을 전송하고,
상기 전송스테이션은 상기 제1채널상으로 전송되는 N개의 공간스트림 및 상기 제2 채널 상으로 전송되는 M개의 공간스트림을 이용하여 데이터 심볼을 전송하는 것을 포함하되,
상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 N개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션(demodulation) 및 디코딩(decoding)에 필요한 제어정보를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 M개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함하고,
상기 제1 PHY 프리앰블의 전송과 상기 제2 PHY 프리앰블의 전송은 동시에 이루어지며, 상기 N과 상기 M은 서로 다른 자연수인 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 서브채널과 상기 제2 서브채널은 서로 비인접한 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
제2 항에 있어서,
상기 제1 서브채널과 상기 제2 서브채널의 대역폭은 같은 것을 특징으로 하는 방법.
제2 항에 있어서,
상기 제1 PHY 프리앰블과 상기 제2 PHY 프리앰블은 서로 동일한 수의 트레이닝 시퀀스(training sequence)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4 항에 있어서,
상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 서브채널로 전송되는 트레이닝 시퀀스(training sequence)의 수와 상기 제1 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함하고,
상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 서브채널로 전송되는 트레이닝 시퀀스(training sequence)의 수와 상기 제2 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 PHY 프리앰블과 상기 제2 PHY 프리앰블은 각각 4개의 트레이닝 시퀀스(training sequence)를 포함하고,
상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함하고,
상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 서브채널로 전송되는 공간 스트림의 수를 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 서브채널로 전송되는 데이터의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에 적용되는 제1 MCS(Modulation and Coding Scheme)와 상기 제2 서브채널로 전송되는 데이터의 OFDM 심볼에 적용되는 제2 MCS는 서로 다르게 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7 항에 있어서,
상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 MCS를 지시하는 인덱스(index)를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 MCS를 지시하는 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 제1 MCS를 갱신을 위하여 상기 제1 서브채널로 전송되는 적어도 하나의 공간 스트림을 수신하는 수신 STA에게 적정한 후보 MCS 인덱스를 전송할 것을 요청하는 MCS 피드백 요청(MCS feedback request) 메시지를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 제2 MCS를 갱신을 위하여 상기 제2 서브채널로 전송되는 적어도 하나의 공간 스트림을 수신하는 수신 STA에게 적정한 후보 MCS 인덱스를 전송할 것을 요청하는 MCS 피드댁 요청 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 서브채널과 제2 서브채널을 집성하여 얻어진 멀티채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 동작하는 무선장치에 있어서,
상기 무선장치는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 제1 서브채널상으로 제1 PHY 프리앰블을 전송하고,
제2 서브채널상으로 제2 PHY 프리앰블을 전송하고,
상기 제1채널상으로 전송되는 N개의 공간스트림 및 상기 제2 채널 상으로 전송되는 M개의 공간스트림을 이용하여 데이터 패킷을 전송하도록 설정되고,
상기 제1 PHY 프리앰블은 상기 N개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함하고, 상기 제2 PHY 프리앰블은 상기 M개의 공간 스트림을 통해 전송되는 데이터 심볼의 디모듈레이션 및 디코딩에 필요한 제어정보를 포함하고,
상기 제1 PHY 프리앰블의 전송과 상기 제2 PHY 프리앰블의 전송은 동시에 이루어지며, 상기 N과 상기 M은 서로 다른 자연수인 것을 특징으로 하는 무선장치.