KR20150044875A - 화이트 스페이스 대역에서 채널화 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 화이트스페이스 대역에서의 채널화 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화이트스페이스 동작 정보를 제공하는 방법은, 제 1 스테이션(STA)이 제 2 STA에게, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함할 수 있다. 여기서, 주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정될 수 있다.

Description

화이트 스페이스 대역에서 채널화 방법 및 이를 위한 장치{CHANNELIZATION METHOD IN WHITESPACE BAND AND APPARATUS FOR THE SAME}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 화이트 스페이스 대역에서의 채널화 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.

무선랜(wireless local area network; WLAN) 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(Multiple Input Multiple Output-OFDM; MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.

현재, TV 화이트 스페이스(TV whitespace, TVWS) 대역에서 비면허 기기(unlicensed device)의 동작을 규정하기 위한 IEEE 802.11af 표준이 개발되고 있다.

TVWS는 TV 방송을 위해 할당된 VHF(Very High Frequency) 대역(54~60, 76~88, 174~216MHz)과 UHF(Ultra High Frequency) 대역(470~698MHz)을 포함하며, 해당 주파수 대역에서 동작하는 면허 기기(licensed device; TV방송 및 무선 마이크 등)의 통신을 저해하지 않는다는 조건 하에서 비면허 기기(unlicensed device)에 대해 사용이 허가된 주파수 대역을 의미한다.

512~608MHz, 614~698MHz에서는 특수한 몇 가지 경우를 제외하고 모든 비면허 기기들에게 동작이 허용되어 있으나, 54~60MHz, 76~88MHZ, 174~216MHz, 470~512MHz 대역은 고정형 기기(fixed device)간의 통신에만 허용되었다. 고정형 기기란 정해진 위치에서만 전송을 수행하는 기기를 말한다. 이하의 설명에 있어서 화이트 스페이스 대역은 상술한 TVWS를 포함하나, 이에 한정될 필요는 없다.

화이트 스페이스 대역을 사용하기 원하는 비면허 기기는 면허 기기에 대한 보호 기능을 제공해야 한다. 따라서 화이트 스페이스 대역에서 전송을 시작하기 전에 반드시 면허 기기가 해당 대역을 점유하고 있는지 여부를 확인하도록 한다. 즉, 화이트 스페이스 대역에서 면허 기기가 사용 중이지 않은 경우에만 비면허 기기의 허용이 허용될 수 있다.

이를 위하여, 비면허 기기는 인터넷 혹은 전용망을 통해 지리적-위치 데이터베이스(Geo-location DataBase; GDB)에 접속하여 해당 지역에서 사용 가능한 채널 리스트(즉, 사용 가능한 채널(들)의 세트) 정보를 얻어 와야 한다. GDB는 자신에게 등록된 면허 기기의 정보와 해당 면허 기기들의 지리적 위치 및 사용 시간에 따라 동적으로 변화하는 채널 사용 정보를 저장하고 관리하는 데이터베이스이다. 또한, 화이트 스페이스를 사용하는 비면허 기기들 간의 공존(coexistence) 문제를 해결하기 위해서, 공통 비콘 프레임(common beacon frame) 등과 같은 시그널링 프로토콜 및 스펙트럼 센싱 메커니즘(spectrum sensing mechanism) 등이 이용될 수 있다.

IEEE 802.11 시스템에서 TVWS 단말은 TVWS 스펙트럼에서 IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) 계층 및 PHY(Physical) 계층을 이용하여 동작하는 비면허 기기를 지칭할 수 있다. 본 문서에서 별도의 설명이 없으면 스테이션(STA)은 TVWS 스펙트럼에서 동작하는 TVWS 단말을 지칭한다.

STA은 면허 사용자(TV 사용자 및 무선 마이크 등)를 포함하여 우선 접속이 허용되는 사용자인 우선적 사용자(incumbent user) 또는 프라이머리 사용자(primary user)를 보호하는 기능을 제공해야 한다. 즉, 우선적 사용자가 TVWS를 사용중이면 STA는 해당 채널의 사용을 중단해야 한다. 따라서 STA는 비면허 기기가 사용할 수 있는 가용 채널(즉, 면허 기기가 사용하지 않는 채널)을 알아내서 가용 채널(available channel)에서 동작하여야 한다.

STA이 가용 채널을 알아내기 위한 방법에는, 스펙트럼 센싱 메커니즘을 수행하는 방식 및 GDB에 접속하여 TV 채널 스케줄을 알아내는 방식 등이 있다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 검출(energy detection) 방식 (수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 우선적 사용자가 사용 중인 것으로 판단하는 방식), 특징부 검출(feature detection) 방식 (디지털 TV 프리엠블(Preamble) 이 검출되면 우선적 사용자가 사용 중인 것으로 판단하는 방식) 등이 활용될 수 있다. 다음으로, STA는 GDB 에 접속하여 자신의 위치 정보에 기반한 GDB 정보를 획득하여 해당 위치에서 면허 기기의 채널 사용 여부를 알아야 하고, GDB로의 접속 및 정보 획득은 면허 기기를 보호하기에 충분한 빈도로 수행되어야 한다.

스펙트럼 센싱 방식 또는 GDB를 통하여, 현재 사용 중인 채널과 바로 인접해 있는 채널에서 우선적 사용자가 사용 중인 것으로 판단되면, 단말(또는 STA)과 기지국(또는 Access Point(AP))는 전송 전력을 낮추는 방식으로 우선적 사용자를 보호할 수 있다.

본 발명의 기술적 과제는 화이트 스페이스 대역에서 무선랜 동작을 위한 채널을 올바르고 효율적으로 설정하는 방안이 제공하는 데에 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화이트스페이스 동작 정보를 제공하는 방법은, 제 1 스테이션(STA)이 제 2 STA에게, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함할 수 있다. 여기서, 주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 화이트스페이스 동작 정보를 수신하는 방법은, 제 2 STA이 제 1 STA으로부터, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함할 수 있다. 여기서, 주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 화이트스페이스 동작 정보를 제공하는 스테이션(STA) 장치는, 송수신기; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 송수신기를 이용하여 상기 STA 장치가 다른 STA 장치에게, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보(Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 전송하도록 설정될 수 있다. 상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함할 수 있다. 여기서, 주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 화이트스페이스 동작 정보를 수신하는 스테이션(STA) 장치는, 송수신기; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 송수신기를 이용하여 상기 STA 장치가 다른 STA 장치로부터, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보(Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 수신하도록 설정될 수 있다. 상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함할 수 있다. 여기서, 주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정될 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.

상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스를 기준으로, 0번째 TV 채널 인덱스에 해당하는 TV 채널의 중심 주파수 값으로 설정될 수 있다.

상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스는, 상기 주파수 세그먼트 0 또는 상기 주파수 세그먼트 1에서 가장 낮은 TV 채널의 인덱스일 수 있다.

상기 채널 폭이 하나의 기본채널유닛(BCU), 2개의 연속된(contiguous) BCU들 또는 4개의 연속된 BCU들 중의 하나에 대응하는 경우에, 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 0 서브필드는, TVHT 기본 서비스 세트(BSS)가 동작하는 상기 하나의 BCU, 상기 2개의 연속된 BCU들 또는 상기 4개의 연속된 BCU들을 포함하는 채널에 대한 가장 낮은(lowest) TV 채널 인덱스를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.

상기 채널 폭이 2 개의 불연속적인(non-contiguous) BCU들 또는 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트들 중의 하나에 대응하는 경우에, 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 0 서브필드는, TVHT BSS가 동작하는 상기 주파수 세그먼트 0의 하나의 BCU 또는 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하는 채널에 대한 가장 낮은 TV 채널의 인덱스를 나타내는 값으로 설정될 수 있다. 상기 주파수 세그먼트들의 각각은 2 개의 연속적인 BCU들을 포함할 수 있다.

상기 주파수 세그먼트 0는 프라이머리 채널을 포함하는 주파수 세그먼트일 수 있다.

상기 채널 폭이 2 개의 불연속적인 BCU들 또는 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트들 중의 하나에 대응하는 경우에, 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드는, TVHT BSS가 동작하는 상기 주파수 세그먼트 1의 하나의 BCU 또는 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하는 채널에 대한 가장 낮은 TV 채널의 인덱스를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.

상기 주파수 세그먼트 1은 프라이머리 채널을 포함하지 않는 주파수 세그먼트일 수 있다.

Channel center frequency = Channel starting frequency + TVHT_W × dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex + ChannelCenterFrequencyCorrection으로 정의될 수 있다. 여기서, Channel center frequency는 채널의 중심 주파수이고, Channel starting frequency는 채널 시작 주파수이고, TVHT_W는 하나의 BCU이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex는 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스이며, , ChannelCenterFrequencyCorrection은 소정의 교정 값일 수 있다.

PPDU((Physical layer convergence procedure (PLCP) Protocol Data Unit))가 하나의 BCU를 이용하여 전송되거나 또는 2 개의 불연속적인 BCU들을 이용하여 전송되는 경우에, 상기 소정의 교정 값은 0일 수 있다.

PPDU가 2 개의 연속적인 BCU들을 이용하여 전송되거나 또는 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트들을 이용하여 전송되는 경우에, 상기 소정의 교정 값은 0.5 × TVHT_W일 수 있다. 상기 주파수 세그먼트들의 각각은 2 개의 연속적인 BCU들을 포함할 수 있다.

PPDU가 4 개의 연속적인 BCU들을 이용하여 전송되는 경우에 상기 소정의 교정 값은 1.5 × TVHT_W일 수 있다.

상기 TVHT 동작 정보 필드는 4 옥텟 크기를 가질 수 있다. 상기 프라이머리 채널 번호, 상기 채널 폭, 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들의 각각은 1 옥텟 크기를 가질 수 있다.

상기 제 1 STA는 액세스 포인트(AP) STA이고, 상기 제 2 STA는 비-액세스 포인트(non-AP) STA일 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에 따르면 화이트 스페이스 대역에서 무선랜 동작을 위한 채널을 올바르고 효율적으로 설정하는 방안이 제공될 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 WLAN 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 예시적인 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 TVHT 채널-리스트 파라미터 요소 및 채널 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 TVHT 동작 요소의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 TVHT 동작 정보 필드의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 TVHT 채널화를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 TV 채널의 주파수 위치를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일례에 따른 STA의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.

IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 LAN에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것(STA1 및 STA2는 BSS1에 포함되고, STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)을 예시적으로 도시한다. 도 1에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA가 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.

IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(Independent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.

STA의 켜지거나 꺼짐, STA가 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA는 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA는 BSS에 연관(associated)되어야 한다. 이러한 연관(association)은 동적으로 설정될 수 있고, 분배시스템서비스(Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.

도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2 에서는 도 1 의 구조에서 분배시스템(Distribution System; DS), 분배시스템매체(Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트(Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.

LAN에서 직접적인 스테이션-대-스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템(DS)이 구성될 수 있다.

DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.

DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체(DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체(DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 LAN 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 LAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN 구조가 특정될 수 있다.

DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.

AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들(STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.

AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 전송 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에서는 도 2 의 구조에 추가적으로 넓은 커버리지를 제공하기 위한 확장된 서비스 세트(Extended Service Set; ESS)를 개념적으로 나타낸다.

임의의(arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LLC(Logical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.

IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고, 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한, BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고, 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고, 이는 리던던시를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하나 이상의) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 애드-혹 네트워크가 동작하는 경우나, 상이한 기관(organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나, 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.

도 4 는 WLAN 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.

도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. WLAN 시스템에서 STA는 IEEE 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. STA는 AP STA 및 비-AP(non-AP) STA을 포함한다. Non-AP STA는 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시에서 STA1, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고, STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.

이하의 설명에서 non-AP STA는 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장치(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동단말(Mobile Terminal), 이동 가입자국(Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국(Base Station; BS), 노드-B(Node-B), 발전된 노드-B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템(Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국(Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.

화이트 스페이스에서의 가용 채널

화이트 스페이스에서 STA이 동작하기 위해서는 면허 기기(또는, 우선적 사용자)에 대한 보호 기법이 우선적으로 제공되어야 한다. 따라서, STA는 면허 기기에 의해 사용되지 않아서 비면허 기기가 사용할 수 있는 가용 채널을 알아내서 가용 채널 상에서 동작해야 한다. 만약 STA이 사용중인 채널이 더 이상 가용 채널에 해당하지 않으면 채널 사용을 중단한다.

STA이 화이트 스페이스(예를 들어, TVWS)에서의 채널(예를 들어, TV 채널) 가용성(availability)을 파악하기 위해서, 스펙트럼 센싱을 수행하거나, GDB에 접속하여 TV 채널 스케줄을 알아낼 수 있다. GDB 정보는 특정 위치에서 면허 기기의 특정 채널의 사용 스케줄 (즉, 채널 사용 시간) 등의 정보를 포함할 수 있다. TV 채널의 가용성을 파악하기 원하는 STA은, 인터넷 등을 통하여 GDB에 접속해서 자신의 위치 정보에 기반한 GDB 정보를 얻어와야 하며, 이는 면허 기기를 보호하기에 충분한 시간 단위로 수행되어야 한다.

본 문서에서는 설명의 편의를 위하여 GDB로부터 수신하는 가용 채널 및 주파수에 관한 정보를 화이트 스페이스 맵(White Space Map; WSM)이라 칭할 수 있다. WSM은 STA가 GDB로부터 획득한 채널 및 주파수 정보를 기반으로 TVWS 대역에서 비면허 기기가 사용할 수 있는 채널에 관한 정보를 맵의 형태로 만든 것이다. WSM은 비면허 기기가 사용할 수 있는 가용 채널 리스트 또는 주파수(available channel list or frequencies)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 가용 채널 리스트에 포함된 채널들은 법적으로 보호되어야 하는 신호(또는, 사용자)들이 사용하고 있지 않는 채널들이고, 비면허 기기가 GDB에 접속한 시점에서 비면허 기기가 사용 가능한 채널이다. 또는, 비면허 기기가 GDB에 접속한 시점으로부터 특정 시간 이후로부터의 사용 가능 채널에 대한 요청을 했을 경우, 해당 시점으로부터 사용 가능한 채널 및 주파수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서, 비면허 기기가 GDB에 가용 채널에 대한 요청을 했을 경우, 비면허 기기가 사용할 수 없는 채널을 시그널링 함으로써 사용 가능 채널 및 주파수에 대한 정보를 전달할 수도 있다.

현재 FCC(Federal Communications Commission)의 TVWS에 대한 규정(regulation)에서는 크게 두 가지 종류의 기기 타입을 정의한다. 즉, 소출력의 개인이 휴대할 수 있는 개인용/휴대용 기기(Personal/Portable Device) 및 고정된 위치에서 동작하는 대출력의 고정된 기기(Fixed Device)이 정의된다. 고정된 기기(Fixed Device)는 고정된 STA으로 칭할 수도 있고, 개인용/휴대용(Personal/Portable) 기기는 P/P STA으로 칭할 수도 있다. 고정된 STA 및 P/P SA는 모두 WLAN 시스템에서 일반적인 STA(즉, STA라는 용어는 AP 및 non-AP를 포함한다)에 해당할 수 있다. 이들 두 종류의 기기는 각각 TVWS에서 동작할 때, 각각 다른 동작 규칙(operation rule)이 적용될 수 있다. 고정된 기기는 그 위치가 변하지 않는 특정 위치에서 신호를 송/수신 한다. 물론 고정된 기기 역시 해당 위치에서 신호를 전송하기 위해서는, GDB에 접속하여 가용 채널 정보를 획득해야 한다. 고정된 기기는 GPS와 같은 위치를 확인할 수 있는 장비가 내장되어 있을 수도 있지만, 설치자(installer)에 의해서 그 위치를 사람이 직접 입력함으로써 그 위치 정보를 GDB에 전달할 수 있다. 물론, 위치를 사람이 직접 입력하는 경우에는 한 번 설치되고 위치가 입력되고 나면 그 위치가 바뀌지 않는다는 것을 전제로 하며, 위치가 변경되는 경우에는 그에 따른 위치도 변경/등록되어야 한다. 고정된 기기는 동종의 다른 고정된 기기를 서비스 할 수도 있고, P/P 기기를 서비스 할 수도 있다. 고정된 기기가 가용 채널 정보를 GDB로부터 받아 올 때, 반드시 자신의 기기 타입을 전달하여 자신이 직접 사용할 수 있는 자신의 가용 채널 정보를 받아와야 한다. 동시에, P/P 기기를 위한 서비스를 하기 위해서는 P/P 기기가 사용할 수 있는 가용 채널 정보를 GDB로부터 또는 GDB와 연결되어 있는 프록시(proxy) 서버로부터 추가로 받아와야 한다. 고정된 기기와 P/P 기기가 사용할 수 있는 채널 구간이 다르고, 각각의 동작시 최대 허용 전송 전력과 인접 채널에 대한 요구조건이 다르기 때문에, 각 기기 타입 별로 가용 채널 리스트가 달라지기 때문이다. 예를 들어, 고정된 기기는 54~60 MHz, 76~88 MHz, 174~216 MHz, 470~512 MHz 대역의 주파수 구간 뿐 아니라, 512~608 MHz, 614~698 MHz 대역의 주파수 구간에서도 신호 전송이 허용된다. 그러나, P/P 기기는 512~608 MHz, 614~698 MHz 대역의 주파수 구간 이외의 다른 주파수 대역의 TVWS 대역에서는 신호 전송이 허용되지 않는다. 고정된 기기는 P/P 기기보다 높은 전력으로 신호를 전송할 수 있으며, 실효 등방 방사 전력(Effective Isotropic Radiated Power; EIRP)으로 최대 4 Watt의 전송 전력이 허용된다.

P/P 기기는 특정되지 않은 위치에서 신호를 송/수신 할 수 있는 장비이며, 그 위치가 변할 수 있다는 점이 특징이다. 대부분의 경우 사람이 휴대 할 수 있는 장비로서, 그 이동성을 예측할 수 없다. 가용 주파수 대역은 512~608 MHz, 614~698 MHz 의 주파수 구간이고, 최대 전송 전력은 100mW (EIRP)이다. 즉, P/P 기기에 대한 허용 전송 전력은 고정형 기기에 비하여 제한된다.

P/P 기기는, 자신의 위치에 대한 식별 능력(identification capability), 즉, 지리적-위치결정 능력(geo-location capability)과 인터넷 액세스를 통한 GDB로의 접속 능력을 갖고 있는지 여부에 따라서, 모드 II 기기(Mode II device)와 모드 I 기기(Mode I device)의 두 가지 종류로 분류될 수 있다. 즉, 모드 II 기기는 지리적-위치결정 능력과 인터넷 액세스 능력을 가지며, GDB에 접속해서 자신의 위치에서의 가용 채널에 대한 정보를 획득한 후 해당 위치에서 TVWS 상에서 동작할 수 있다. 또한, 모드 II 기기는 가용 채널정보를 GDB로부터 획득한 후, 모드 I 기기에게 통신을 시작할 수 있도록 명령할 수 있는 신호(예를 들어, 인에이블(enable) 신호)를 전송함으로써 네트워크를 시작할 수 있다. 한편, 모드 I 기기에게는 지리적-위치결정 능력이나 GDB 액세스 능력이 요구되지 않으며, GDB에 액세스하여 유효한 가용 채널 정보를 가지고 있는 모드 II 기기 또는 고정된 기기에 의해 제어 받아서 동작하는 것이 요구된다. 모드 I 기기는 모드 II 기기 또는 고정된 기기로부터 가용 채널 정보를 획득할 수 있으며, 주기적으로 가용채널의 유효성을 확인해야 한다. 또한, 모드 I 기기에 대해서는 해당 기기의 식별자(device ID)에 대한 확인을 거친 후 가용 채널에서의 동작이 허용될 수 있다. 여기서, 모드 II 기기 또는 고정된 기기는 인에이블링 STA에 해당하고, 모드 I 기기는 종속(dependent) STA에 해당할 수 있다. 인에이블링 STA이 종속 STA에게 전송하는 인에이블링 신호는 비콘 프레임에 해당할 수 있다.

모드 II 기기에 해당하는 P/P 기기가 다른 P/P 기기를 서비스 할 수 있고, 또는 모드 II 에 해당하는 P/P 기기가 고정된 기기에게 서비스를 제공할 수도 있다. 이 경우, 모드 II P/P 기기는 고정된 기기를 위한 가용 채널 정보를 GDB로부터 획득하여 고정된 기기에게 전달할 수 있다.

한편, GDB는 DTV나 마이크로-폰 등의 우선적 사용자의 채널 사용 스케줄 및 보호 범위(protection contour)를 고려하여, 비면허 기기가 요청하는 위치에서의 가용 채널 정보를 계산하여 비면허 기기에게 전달할 수 있다. GDB에서 가용 채널 정보를 계산할 때 고려하는 파라미터들은 기기 타입, 동작하고자 하는 위치, 전송 전력 그리고 스펙트럼 마스크(spectrum mask) 등이 있다. 기기 타입에 따라서, FCC 규정에서는 인접채널에 대한 사용 여부도 달라지는데, 예를 들어 DTV가 30번 채널에서 사용 중일 때, 29번과 31번 채널이 비어 있더라도 고정된 기기는 29번 및 31번 채널들을 사용할 수 없지만, P/P 기기는 이 두 채널을 사용할 수 있다. 이는, 고정된 기기의 경우에 전송 전력이 높아서 인접 채널에 대한 간섭을 유발할 가능성이 높기 때문이다.

이하에서는 설명의 편의를 위해서 화이트 스페이스의 일례로서 TVWS를 들어서 본 발명의 예시들에 대해서 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 범위는, 특정 위치에서의 사용 가능한 채널에 대한 정보를 제공하는 DB에 의해서 제어되는 모든 화이트 스페이스에서의 동작에 대해서 적용되는 본 발명의 예시들을 포함한다. 예를 들어, 현재 시점에서는 화이트 스페이스에 해당하지 않지만, 추후 화이트 스페이스에 해당할 것으로 기대되는 다른 주파수 대역에서도 GDB에 의해 제어되는 비면허 장비의 동작이 허용될 것으로 기대되며, 이에 대해서 적용되는 본 발명의 원리에 따른 예시들은 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해서 현재 최종 규칙이 발표된 TVWS에 대한 FCC 규칙을 기반으로 본 발명의 원리에 대해서 설명하지만, 본 발명의 범위는 FCC 규칙에 따른 화이트 스페이스 대역 상에서의 동작에만 제한되는 것은 아니고, 다른 규칙을 준수하는 화이트 스페이스 대역 상에서의 본 발명의 원리에 따른 예시들을 포함한다.

이하에서는 화이트 스페이스 대역에서 동작하는 모드 I 기기가 모드 II 기기 또는 고정된 기기로부터 가용 채널 정보를 획득하는 과정의 일례를 설명한다.

도 5는 본 발명의 일례에 따른 예시적인 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계 S510에서 모드 II 기기 또는 고정된 기기(이하에서는, 모드 II 기기/고정된 기기로 표현함)는 인터넷 등을 통해 GDB에 액세스하여, 현재 자신의 위치에서 사용가능한 채널 리스트(예를 들어, WSM)을 획득할 수 있다.

단계 S520에서, 모드 II 기기/고정된 기기는 비콘을 전송하여 BSS를 구성할 수 있다. 비콘 프레임에는 가용 채널 리스트에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 비콘 프레임은 주기적으로 전송될 수 있다.

단계 S530에서, BSS에 참여하기 원하는 모드 I 기기는 TVWS에 대한 스캐닝 과정을 수행할 수 있다. 만약, 모드 I 기기가 현재 자신의 위치에서 사용 가능한 채널 리스트를 알고 있는 경우에는 사용 가능한 채널 리스트 상의 채널에 대해서만 수동적(passive) 또는 능동적(active) 스캐닝을 수행할 수 있다. 수동적 스캐닝은, 모드 I 기기가 스캐닝 채널 상에서 모드 II 기기/고정된 기기로부터의 비콘 전송을 듣는(listen) 과정을 의미한다. 능동적 스캐닝은, 모드 I 기기가 스캐닝 채널 상에서 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송하고, 모드 II 기기/고정된 기기로부터 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신하는 것을 의미한다.

여기서, 모드 I 기기가 BSS에 참여하기 위해서는 모드 II 기기/고정된 기기의 제어를 받아서 동작해야 한다. 따라서, 모드 I 기기는 모드 II 기기/고정된 기기와 링크 셋업을 수행해야 한다.

단계 S540에서, 모드 I 기기는 스캐닝 과정이 완료된 후에 BSS에 참여하기 위해서 연관(association) 과정을 수행할 수 있다. 이를 위해서, 모드 I 기기는 연관 요청 프레임을 모드 II 기기/고정된 기기에게 전송할 수 있다.

연관 요청/응답 과정이 성공적으로 완료된 후에, 단계 S550에서 보안 셋업(security setup) 과정을 수행하게 된다. 보안 셋업은, 예를 들어, EAPOL(Extensible Authentication Protocol over LAN) 프레임을 통한 4-웨이 핸드쉐이킹을 통해서, 프라이빗 키 셋업(private key setup)을 하는 과정을 포함할 수 있다. 모드 II 기기/고정된 기기와 모드 I 기기 간에는 보안 셋업이 반드시 수행되어야 한다. 이는 모드 II 기기/고정된 기기가 모드 I 기기에게 WSM을 전달할 때에, 무결성 확인(integrity check) 등이 요구되기 때문이다.

단계 S560에서 모드 I 기기는, 보안 셋업이 완료된 후에, 모드 II 기기/고정된 기기에게 채널 가용성(Channel Availability) 요청 프레임(또는 채널 가용성 질의(Channel Availability Query; CAQ) 요청 프레임)을 전송하여 사용가능한 채널의 리스트(예를 들어, WSM)을 요청할 수 있다. 모드 II 기기/고정된 기기는, 채널 가용성 응답 프레임(또는 CAQ 응답 프레임)을 모드 I 기기에게 전송함으로써 가용 채널 리스트(예를 들어, WSM)를 제공할 수 있다. 모드 I 기기가 가용 채널 리스트(예를 들어, WSM)을 수신함으로써, 모드 II 기기/고정된 기기와의 링크 셋업 과정을 완료할 수 있다. 링크 셋업이 완료되면, 모드 I 기기는 모드 II 기기/고정된 기기와 데이터, 제어, 관리 프레임 등에 대한 상호 송수신을 시작할 수 있다.

TVWS 물리계층(PHY) 동작

MAC 계층으로부터 PHY으로 제공되는 데이터 유닛(예를 들어, PSDU((Physical layer convergence procedure(PLCP) Service Data Unit))을 무선 매체(wireless medium) 상에서 전송으로 변환(convert)하고 (즉, 데이터 전송 동작), 무선 매체 상에서의 전송을 PSDU로 변환하는 동작 (즉, 데이터 수신 동작)을 수행하기 위한 동작에 대해서 이하에서 설명한다.

특히, TVWS에서 동작하는 통신 시스템(예를 들어, 무선랜)을 위한 채널(이하에서는, TV 채널과 구분하기 위해서, WLAN 채널, WLAN 동작 채널, 또는 동작 채널이라고 칭한다)을 구성하는 방안이 요구된다. TVWS 기기에 의해 사용가능한 TV 채널은 기기의 위치 등에 따라 달라질 수 있다. 특히 주파수 상에서 연속적인 TV 채널을 이용할 수 없는 경우에도 TVWS 기기의 동작을 원활하게 지원하기 위해서, 연속적인 또는 불연속적인(non-contiguous) 동작 채널을 구성하는 방안이 고려될 수 있다.

또한, TVWS에서 무선랜의 고수율(High Throughput; HT) 동작을 지원할 수 있으며, 이를 TVHT 동작이라고 칭한다.

본 발명에서는 TVHT 동작 채널을 구성하는 기본적인 단위의 대역폭을 W MHz 라고 표현한다. TVHT 동작 채널을 구성하는 기본적인 단위를 기본 채널 유닛(Basic Channel Unit; BCU)이라고 칭할 수 있다. BCU의 대역폭의 크기 W는 TV 채널의 크기에 따라서 정의될 수 있다. 예를 들어, 미국과 한국은 6 MHz 단위의 TV 채널을 정의하고, 호주와 뉴질랜드는 7 MHz 단위의 TV 채널을 정의하며, 유럽은 8 MHz 단위의 TV 채널을 정의하고 있다. 따라서, W MHz의 값은 규제 도메인(regulatory domain)에 따라서 6, 7 또는 8 MHz 중의 어느 하나로 정의될 수 있다.

또한, 주파수 세그먼트 또는 주파수 섹션은 하나 이상의 연속적인 주파수 단위를 지칭한다. 예를 들어, TVHT 동작을 위해서 2 개의 BCU가 연속적으로 구성되는 경우에, 2 개의 연속적인 BCU를 하나의 주파수 세그먼트라고 칭할 수 있다.

예를 들어, W=6 인 경우에, 하나의 BCU로 구성되는 동작 채널(즉, W = 6 MHz 채널), 2 개의 연속적인 BCU들로 구성되는 동작 채널(즉, 2W = 12 MHz 채널), 4 개의 연속적인 BCU들로 구성되는 동작 채널(즉, 4W = 24 MHz 채널) 등이 정의될 수 있다. 또한, 2 개의 불연속적인 BCU들로 구성되는 동작 채널(즉, W+W = 6+6 MHz 채널), 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트로 구성되며, 각각의 주파수 세그먼트는 연속적인 BCU들을 포함하는 동작 채널(즉, 2W+2W = 12 + 12 MHz 채널) 등이 구성될 수 있다.

또한, 이하의 설명에서 프라이머리 채널(primary channel)은, BSS에 속한 모든 STA들에 대한 공통의 동작 채널을 의미한다. 예를 들어, 프라이머리 채널은 데이터 유닛(예를 들어, PPDU(PLCP Protocol Data Unit))의 전송을 위해서 기본적으로 사용되는 채널이며, 비콘 등의 기본적인 신호 전송을 위하여 사용될 수 있다. 즉, 프라이머리 채널은 STA의 동작의 기본적인 채널에 해당한다.

한편, 세컨더리 채널(secondary channel)은, 프라이머리 채널에 연관(associate)되는 채널이며, 프라이머리 채널과 합하여 보다 넓은 대역폭 및 높은 수율(high throughput)을 지원하기 위해 사용되는 채널이다.

예를 들어, 2W MHz 채널을 구성하는 2 개의 W MHz 채널들 중에서 프라이머리 채널의 위치(location)가 결정되어야 한다. 프라이머리 채널의 위치는 2 개의 W MHz 채널 중에서 높은 주파수 부분인지 낮은 주파수 부분인지를 지시(indicate)할 수 있다. 본 발명에서의 프라이머리 채널은, 가용 TV 채널이 시간 또는 STA의 위치에 따라 가변하는 TVWS에서 정의되는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 TVWS 동작 채널의 구성에 있어서 정의되는 프라이머리 채널은, TVWS에서의 가용 TV 채널을 고려하여 설정될 수 있다.

도 6은 TVHT 채널-리스트 파라미터 요소 및 채널 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.

채널-리스트 파라미터 요소는 STA이 CCA(Clear Channel Assessment) 동작에 관련된 정보이며, CCA는 무선 매체(Wireless Medium)이 사용중(busy)인지 여부를 확인하는 동작이다. STA은 CCA를 수행할 때에 해당 채널이 프라이머리 채널 또는 세컨더리 채널인지 여부를 지시하는 위해서, 채널-리스트 파라미터가 이용될 수 있다.

TVHT 채널-리스트 파라미터 요소에는 primaryTVHT_W, primaryTVHT_2W, secondaryTVHT_W, secondaryTVHT_2W 등의 요소가 정의될 수 있다. 여기서 TVHT_W는 하나의 BCU에 해당할 수 있고, TVHT_2W는 연속적인 2개의 BCU 에 해당할 수 있다.

또한, TVWS에서의 동작하는 시스템을 위한 동작 채널의 정의(즉, 채널화(channelization))는, 가용 TV 채널(즉, 우선적 사용자가 존재하지 않는 TV 채널)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 연속적인 TV 채널의 사용이 불가능한 경우(즉, TV 채널 n 은 사용가능하지만 TV 채널 n-1과 n+1은 사용가능하지 않은 경우), 또는 연속적인 TV 채널이 사용가능한 경우 몇 개의 연속적인 TV 채널이 사용가능한지를 고려하여, TVWS 시스템을 위한 채널화가 결정될 수 있다.

위와 같이 가용 TV 채널에 기초하여 결정되는 동작 채널에 대한 설정 정보는 인에이블링 STA로부터 종속 STA에게, 또는 AP STA으로부터 non-AP STA에게 제공될 수 있다. 예를 들어, 동작 채널에 대한 설정 정보는, 채널 시작 주파수, 채널 폭, 채널 중심 주파수 인덱스(프라이머리 채널을 포함하는 BCU의 중심 주파수 인덱스 및 프라이머리 채널을 포함하지 않는 BCU의 중심 주파수 인덱스), 프라이머리 채널 위치 등을 포함할 수 있다. 여기서, 채널 시작 주파수는 동작 클래스(operating class) 정보에 의해 정의될 수 있다. 또한, 채널 폭(예를 들어, W, 2W, 4W, W+W, 2W+2W 등)에 대한 정보는, 상기 동작 채널 정보 요소 등에 의해 정의될 수 있다. 채널 중심 주파수 인덱스, 프라이머리 채널 위치 등에 대한 파라미터는 PLMEMIB(Physical Layer Management Entity Management Information Base) 등에 의하여 정의될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 TVWS에서의 무선랜 동작을 위한 채널화, 특히 TVHT 동작을 위한 채널화의 실시예들에 대해서 설명한다.

TVHT 동작 요소

도 7은 본 발명에 따른 TVHT 동작 요소의 포맷을 설명하기 위한 도면이다.

BSS에서 TVHT STA들의 동작은 TVHT 동작 요소(Operation element)에 의해서 제어될 수 있다. 도 7에서 도시하는 바와 같이, TVHT 동작 요소의 포맷은 요소 ID(Element ID) 필드, 길이(Length) 필드, TVHT 동작 정보(TVHT Operation Information) 필드, 및 TVHT 기본 MCS 세트(TVHT Basic Modulation and Coding Scheme (MCS) Set) 필드를 포함할 수 있다.

도 7의 요소 ID 필드는 해당 정보 요소가 TVHT 동작 요소임을 나타내는 식별자에 해당하는 값을 가질 수 있다.

도 7의 길이 필드는 길이 필드 이후의 필드들의 크기를 나타내는 값을 가질 수 있으며, 본 예시에서는 6 옥텟을 나타내는 값으로 설정될 수 있다.

도 7의 TVHT 동작 정보 필드는 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호(Primary Channel Number), 채널 폭(Channel Width), 채널 중심 주파수 세그먼트 0(Channel Center Frequency Segment 0), 채널 중심 주파수 세그먼트 1(Channel Center Frequency Segment 1) 서브필드들을 포함할 수 있다.

도 8은 TVHT 동작 정보 필드의 포맷을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에서 제안하는 TVHT 동작 정보 필드의 서브필드들은 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다.

종래 기술에서는 Channel Center Frequency Segment 0가, TVHT_W 또는 TVHT_2W 또는 TVHT_4W의 동작 채널 폭의 경우에는 TVWS BSS가 동작하는 TVHT_W 또는 TVHT_2W 또는 TVHT_4W 채널의 중심 주파수(즉, WLAN 동작 채널의 중심 주파수)를 지시(indicate)하거나, TVHT_W+W 또는 TVHT_2W+2W 동작 채널 폭의 경우에는 프라이머리 채널을 포함하는 주파수 세그먼트의 중심 주파수를 지시하는 것으로 정의되어 있다. 또한, Channel Center Frequency Segment 1이, TVHT_W+W 또는 TVHT_2W+2W 동작 채널 폭의 경우에는, 프라이머리 채널을 포함하지 않는 주파수 세그먼트의 TVHT_W 또는 TVHT_2W 채널의 중심 주파수를 지시하는 것으로 정의되어 있다.

WLAN 동작 채널의 중심 주파수는 후술하는 수학식 4에 따라서 표현/계산될 수 있다. 예를 들어, TVHT_2W 또는 TVHT_4W 동작 채널 폭의 경우에, Channel Center Frequency Segment 0 필드의 값이 곧 WLAN 동작 채널의 주파수가 되는 문제가 있다. 이 경우, 수학식 4의 교정값(즉, ChannelCenterFrequencyCorrection)이 적용되는 경우에, 실제 WLAN 동작 채널의 중심 주파수에서 교정 값이 더해진 잘못된 값이 WLAN 동작 채널이 중심 주파수로서 표현되는 문제가 있다.

유사하게, TVHT_2W+2W 동작 채널 폭의 경우에, Channel Center Frequency Segment 0 필드의 값이 곧 주파수 세그먼트 0(즉, 프라이머리 채널을 포함하는 주파수 세그먼트)의 중심 주파수의 값을 가지게 되므로, 주파수 세그먼트 0의 중심 주파수의 값에 수학식 4의 교정값이 더해진 잘못된 값이 해당 주파수 세그먼트의 중심 주파수로서 표현되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 표 1 및 후술하는 표 4에서 나타내는 바와 같이, Channel Center Frequency Segment(즉, 후술하는 표 4의 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 또는 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1)을 해당 WLAN 동작 채널에 포함된 TV 채널(들) 중에서 "가장 낮은" TV 채널의 중심 주파수를 나타내는 인덱스로서 정의하는 것을 제안한다. 이에 따라, 수학식 4에 따라서 WLAN 동작 채널의 중심 주파수가 올바르게 표현될 수 있다. 구체적인 사항은 후술하는 수학식 4와 관련된 부분에서 설명한다.

다음으로, 도 7의 TVHT 기본 MCS 세트 필드는 BSS 내의 모든 TVHT STA들에 의해서 지원되는 TVHT PPDU들의 공간 스트림(spatial stream)의 개수별 MCS를 나타낸다. TVHT 기본 MCS 세트 필드는 8 비트 크기의 비트맵으로 정의될 수 있으며, 상기 비트맵의 8 비트 중에서 각각의 2 비트씩은 Nss (Nss는 공간 스트림의 개수를 의미하고, 1 부터 4 중의 하나의 값을 가질 수 있음)에 대한 지원되는 MCS를 나타낸다. TVHT 기본 MCS 세트 필드는, 수신(Rx) MCS 맵 서브필드(VHT Supported MCS Set 필드의 서브필드 중 하나)의 B0-B7으로서 정의될 수도 있다. 이러한 경우에는, TVHT 기본 MCS 세트 필드는 1 옥텟(즉, 8 비트) 크기로 정의될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 8 비트 크기의 비트맵에 추가적인 8 비트를 포함하는 2 옥텟 (즉, 16 비트) 크기로 TVHT 기본 MCS 세트 필드가 정의될 수도 있다.

TVHT BSS 동작

BSS를 생성하는 STA은 TVHT BSS가 기본적으로 지원하는 MCS의 세트(즉, TVHTBSSBasicMCSSet) 및 TVHT 동작을 위해 지원되는 MCS의 세트(즉, TVHTOperationalMCSSet)에서 정의하는 MCS 값에 따라서 수신 및 전송할 수 있어야 한다.

TVHT AP는 TVHT 캐퍼빌리티 요소(TVHT Capabilities element)의 TVHT 캐퍼빌리티 정보(TVHT Capability Info) 필드의 지원되는 채널 폭 세트(Supported Channel Width Set) 서브필드에서, 자신이 지원하는 채널 폭 캐퍼빌리티를 선언한다.

또한, TVHT AP는 TVHT 동작 요소(TVHT Operation element)의 TVHT 동작 정보(TVHT Operation Information) 필드의 채널 폭(Channel Width) 서브필드를 BSS 동작 채널 폭(BSS operating channel width)을 지시하도록 설정한다. 예를 들어, TVHT AP가 BSS 동작 채널 폭을 W, 2W, W+W, 4W, 2W+2W 중의 하나의 것을 지시할 수 있다.

여기서, BSS에서 전송되는 PPDU(transmitted PPDU)의 대역폭은 BSS 동작 채널 폭의 서브세트일 수 있다. 예를 들어, BSS 동작 대역폭이 2W인 경우에, 지원되는 PPDU 대역폭은 W 또는 2W 중의 하나일 수 있다. 또한, BSS 동작 대역폭이 W+W인 경우에, 지원되는 PPDU 대역폭은 W 또는 W+W 중의 하나일 수 있다. 또한, BSS 동작 대역폭이 4W인 경우에, 지원되는 PPDU 대역폭은 W, 2W 또는 4W 중의 하나일 수 있다. 또한, BSS 동작 대역폭이 2W+2W인 경우에, 지원되는 PPDU 대역폭은 W, 2W 또는 2W+2W 중의 하나일 수 있다.

따라서, PPDU 대역폭을 정확하게 지시하기 위해서는, BSS 동작 채널 폭 정보 외에 추가적인 추가적인 정보가 필요하다.

여기서, PPDU는 PLCP 프리앰블 필드, PLCP 헤더 필드 및 데이터 필드를 포함할 수 있다. PLCP 프리앰블 필드는 트레이닝 필드(training field) 등을 포함한다. PLCP 헤더 필드는 SIG(Signal) 필드 등을 포함한다. 데이터 필드는 PSDU(PLCP Service Data Unit) 등을 포함한다. PLCP 헤더 필드에 포함되는 SIG 필드는, BW(Bandwidth) 필드 등을 포함한다. BW 필드는 2 비트 크기로 정의된다. 기존의 BW 필드는 X(예를 들어, X=20 MHz), 2X, 4X 또는 8X/4X+4X의 PPDU 대역폭을 지시하는 기능을 한다.

TVHT PPDU에서는 PLCP 헤더의 SIG 필드를 TVHT-SIG-A1 및 TVHT-SIG-A2로 구성될 수 있고, 이 중에서 TVHT-SIG-A1의 처음 2개의 비트(B0 및 B1)이 BW 필드로서 정의될 수 있다.

본 발명에서는 PPDU 대역폭을 정확하게 지시하기 위해서, 상기 BSS 동작 대역폭 정보와 함께 TVHT-SIG-A1의 BW 필드를 이용하는 것에 대해서 제안한다.

아래의 표 2는 TVHT BSS 동작 채널 폭을 나타낸다. 표 2에서 나타내는 바와 같이, 전송되는 PPDU의 타입은 BSS 동작 채널 폭 및 TVHT-SIG-A1 필드의 B0-B1의 값에 의존하여 결정될 수 있다.

상기 표 2에서 TVHT_MODE_1 PPDU는 TVHT_W VHT PPDU 또는 TVHT_W NON_HT PPDU 중의 하나에 해당한다. 여기서, TVHT_W NON_HT PPDU는 하나의 BCU(즉, TVHT_W 대역폭)에서 non-HT PPDU가 2 번 반복(replicate)되는 것을 의미한다.

TVHT_MODE_2C PPDU는 TVHT_2W VHT PPDU 또는 TVHT_2W NON_HT PPDU 중의 하나에 해당한다. 여기서, TVHT_2W NON_HT PPDU는 2개의 연속적인 BCU(즉, TVHT_2W 대역폭)에서 non-HT PPDU가 4 번 반복되는 것을 의미한다.

TVHT_MODE_2N PPDU는 TVHT_W+W VHT PPDU 또는 TVHT_W+W NON_HT PPDU 중의 하나에 해당한다. 여기서, TVHT_W+W NON_HT PPDU는 2 개의 불연속적인 BCU(즉, TVHT_W+W 대역폭)에서 non-HT PPDU가 4 번 반복되는 것을 의미한다.

TVHT_MODE_4C PPDU는 TVHT_4W VHT PPDU 또는 TVHT_4W NON_HT PPDU 중의 하나에 해당한다. 여기서, TVHT_4W NON_HT PPDU는 4개의 연속적인 BCU(즉, TVHT_4W 대역폭)에서 non-HT PPDU가 8 번 반복되는 것을 의미한다.

TVHT_MODE_4N PPDU는 TVHT_2W+2W VHT PPDU 또는 TVHT_2W+2W NON_HT PPDU 중의 하나에 해당한다. 여기서, TVHT_2W+2W NON_HT PPDU는, 하나의 주파수 세그먼트가 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하고, 이러한 주파수 세그먼트의 2 개가 불연속적으로 존재하는 대역폭(즉, TVHT_2W+2W 대역폭)에서 non-HT PPDU가 8 번 반복되는 것을 의미한다.

TVHT 동작 요소를 포함하는 프레임을 수신한 TVHT non-AP STA은 TVHT 동작 정보 필드(상기 표 1 참조)의 "채널 중심 주파수 세그먼트 0", "채널 중심 주파수 세그먼트 1" 서브필드, 및 "프라이머리 채널 오프셋"을 이용하여 채널화(channelization)을 결정할 수 있다. 채널화에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.

TVHT BSS의 멤버인 TVHT STA은, 오프-채널 TDLS 직접 링크(off-channel Tunneled Direct-Link Setup(TDLS) direct link) 상의 TVHT_MODE_1 PPDU 전송을 제외하고는, BSS의 프라이머리 TVHT_W 채널을 제외한 채널 상에서 TVHT_MODE_1 PPDU를 전송하지 않도록 동작할 수 있다 (즉, BSS의 프라이머리 TVHT_W 채널 상에서만 TVHT_MODE_1 PPDU를 전송하도록 동작할 수 있다). 여기서, 오프-채널은 기본 채널(base channel)이 아닌 다른 채널을 의미하고, 기본 채널은 TDLS 피어(peer) STA이 AP와 연관을 맺은 채널을 의미한다.

TVHT_2W, TVHT_4W 또는 TVHT_W+W 동작 채널 폭을 가지는 TVHT BSS의 멤버인 TVHT STA은, 오프-채널 TDLS 직접 링크 상의 TVHT_MODE_2C, TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_2N PPDU 전송을 제외하고는, BSS의 프라이머리 TVHT_W 채널 및 세컨더리 TVHT_W 채널을 사용하지 않는 TVHT_MODE_2C 또는 TVHT_MODE_2N PPDU를 전송하지 않도록 동작할 수 있다.

TVHT_4W 또는 TVHT_2W+2W 동작 채널 폭을 가지는 TVHT BSS의 멤버인 TVHT STA은, 오프-채널 TDLS 직접 링크 상의 TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N PPDU 전송을 제외하고는, BSS의 프라이머리 TVHT_2W 채널 및 세컨더리 TVHT_2W 채널을 사용하지 않는 TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N PPDU를 전송하지 않도록 동작할 수 있다.

TVHT STA은 다른 TVHT STA으로부터 최근에 수신된 TVHT 캐퍼빌리티 요소 또는 동작 모드 통지(Operating Mode Notification) 프레임의 지원되는 채널 폭 세트(Supported Channel Width Set) 서브필드에서 지원되는 것으로 지시되지 않는 대역폭을 사용해서는, 상기 다른 TVHT STA으로 전송하지 않도록 동작할 수 있다.

TDLS 오프-채널 직접-링크의 경우를 제외하고는, STA은 TXVECTOR의 CH_BANDWIDTH 파라미터가 BSS 동작 채널 폭보다 넓은 채널 대역폭을 지시하는 PPDU를 전송하지 않도록 동작할 수 있다. 여기서, TXVECTOR는 MAC이 PHY에게 PSDU의 전송을 위해서 제공하는 파라미터들의 리스트를 의미하며, 상기 파라미터들 중에서 CH_BANDWIDTH 파라미터는 패킷 전송에 이용되는 채널 폭을 나타낸다.

신호의 수학적 표현

모든 TVHT PPDU 전송 모드에 대해서, 신호는 아래 표 3에서 정의되는 서브캐리어(subcarrier) 상에서 전송된다. 표 3은 톤 위치(tone location)를 나타낸 것이다.

다음으로, TVHT 채널은 아래의 표 4에서 정의되는 PLME(Physical Layer Management Entity) MIB(Management Information Base) 필드들에 의해서 정의된다. 표 4는 TVHT 채널들을 특정(specify)하는 필드들을 나타낸 것이다.

상기 표 1에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 Channel Center Frequency Segment(즉, 상기 표 4의 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 또는 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1)을 해당 WLAN 동작 채널에 포함된 TV 채널(들) 중에서 "가장 낮은" TV 채널의 중심 주파수를 나타내는 인덱스의 값으로 정의하는 것을 제안한다.

다음으로, 채널 주파수를 수학적으로 표현하기 위해서 다음의 표 5와 같이 각각의 변수를 정의할 수 있다.

상기 표 5에서 채널 시작 주파수(f _CH,start)는 국가 정보 및 동작 클래스(Country information and operating classes) 항목에서 정의되는 값에 따라서 결정된다 (표 9 내지 표 12 참조).

상기 표 5와 같이 변수가 정의된 경우에, TVHT_MODE_1, TVHT_MODE_2C, TVHT_MODE_2N, TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N 동작에서 f _{c ,idx} 와 f _{c ,idx0} 는 아래의 수학식 1에 의해서 특정되는 관계를 가진다 (또는, dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_W, TVHT_2W, TVHT_W+W, TVHT_4W 또는 TVHT_2W+2W인 경우에, f _PW,idx 와 f _{c ,idx0} 는 아래의 수학식 1에 의해서 특정되는 관계를 가진다).

상기 수학식 1에서 0≤ n _PW ≤ N _PW - 1 이다.

N _PW 의 값은 다음과 같이 결정된다. TVHT_MODE_1 및 TVHT_MODE_2N에서 (또는 TVHT_W 및 TVHT_W+W인 경우에) N _PW = 1이다. TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_4N에서 (또는 TVHT_2W 및 TVHT_2W+2W인 경우에) N _PW = 2이다. TVHT_MODE_4C에서 (또는 TVHT_4W인 경우에) N _PW = 4이다.

다음으로, TVHT 동작 모드 또는 TVHT 채널 폭에 따라서 프라이머리 채널, 세컨더리 채널의 주파수 특성(예를 들어, 주파수 위치)의 수학적 표현에 대해서 설명한다.

TVHT_MODE_1, TVHT_MODE_2C, TVHT_MODE_2N, TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_W, TVHT_2W, TVHT_W+W, TVHT_4W 또는 TVHT_2W+2W 인 경우에), 프라이머리 TVHT_W 채널은 f _CH,start + W × f _PW,idx 에 중심을 두는 TVHT_W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, f _PW,idx 는 상기 수학식 1에 따라서 결정된다.

TVHT_MODE_2C, TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_2W, TVHT_4W 또는 TVHT_2W+2W 인 경우에), 세컨더리 TVHT_W 채널은 f _CH,start + W × f _SW,idx 에 중심을 두는 TVHT_W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, n _PW 가 짝수(even)인 경우에 f _SW,idx = f _PW,idx + 1 이고, n _PW 가 홀수(odd)인 경우에 f _SW,idx = f _PW,idx - 1 이다.

TVHT_MODE_2N 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_W+W 인 경우에), 세컨더리 TVHT_W 채널은 f _CH,start + W × f _SW,idx 에 중심을 두는 TVHT_W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, f _SW,idx = f _c,idx1 이다(상기 표 5 참조).

TVHT_MODE_2C, TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_2W, TVHT_4W 또는 TVHT_2W+2W 인 경우에), 프라이머리 TVHT_2W 채널은 f _CH,start + W × f _P2W,idx + 0.5 × W 에 중심을 두는 TVHT_2W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, f _P2W,idx 는 다음의 수학식 2에 따라서 결정된다.

상기 수학식 2에서 0≤ n _P2W ≤ N _P2W - 1 이다.

N _P2W 의 값은 다음과 같이 결정된다. TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_4N에서 (또는 TVHT_2W 및 TVHT_2W+2W인 경우에) N _P2W = 1이다. TVHT_MODE_4C에서 (또는 TVHT_4W인 경우에) N _PW = 2이다.

TVHT_MODE_2C, TVHT_MODE_4C 또는 TVHT_MODE_4N 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_2W, TVHT_4W 또는 TVHT_2W+2W 인 경우에), 세컨더리 TVHT_2W 채널은 f _CH,start + W × f _S2W,idx + 0.5 × W 에 중심을 두는 TVHT_2W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, n _P2W 가 짝수(even)인 경우에 f _S2W,idx = f _P2W,idx + 2 이고, n _P2W 가 홀수(odd)인 경우에 f _S2W,idx = f _P2W,idx - 2 이다.

TVHT_MODE_4C 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_4W인 경우에), 세컨더리 TVHT_2W 채널은 f _CH,start + W × f _S2W,idx + 0.5 × W 에 중심을 두는 TVHT_2W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, n _P2W 가 짝수(even)인 경우에 f _S2W,idx = f _P2W,idx + 2 이고, n _P2W 가 홀수(odd)인 경우에 f _S2W,idx = f _P2W,idx - 2 이다.

TVHT_MODE_4N 동작에 있어서 (또는 dot11CurrentChannelWidth가 TVHT_2W+2W인 경우에), 세컨더리 TVHT_2W 채널은 f _CH,start + W × f _2SW,idx + 0.5 × W 에 중심을 두는 TVHT_2W 대역폭을 가지는 채널이다. 여기서, f _SW,idx = f _c,idx1 이다(상기 표 5 참조).

전송된 신호는 복소 기저대역(complex baseband) 신호 표기법(notation)으로 기술(describe)된다. 실제 전송되는 신호는 아래의 수학식 3에서 정의되는 관계에 따라서 상기 복소 기저대역 신호에 관련된다.

상기 수학식 3에서 Re{X}는 복소 값 X의 실수부(real part)를 의미한다. N _seg 는 전송 신호의 주파수 세그먼트의 개수를 의미한다.

는 전송 안테나 i _TX 에서 주파수 세그먼트 i _Seg 의 복소 기저대역 신호를 의미한다.

는 주파수 세그먼트 i _Seg 에서 전송되는 PPDU의 일부의 중심 주파수를 나타낸다.

TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_4C에서, 인접한(adjacent) 주파수 세그먼트들의 중심 주파수 간의 갭(gap)은 상기 표 3에서 나타낸 바와 같다.

아래의 표 6에서와 같이

을 dot11CurrentChannelBandwidth의 함수로서 표현할 수 있다. 표 6은 주파수 세그먼트 i _Seg 에서 전송되는 PPDU의 중심 주파수를 나타낸 것이다.

상기 표 6에서 dot11CurrentChannelBandwidth = TVHT_2W+2W 인 경우에, 채널 대역폭 TVHT_W에서 상기 수학식 1에 따라서 f _PW,idx = f _c,idx0 이다. 또한, 상기 표 6에서 dot11CurrentChannelBandwidth = TVHT_2W+2W 인 경우에, 채널 대역폭이 TVHT_2W에서 상기 수학식 2에 따라서 f _2PW,idx = f _c,idx0 이다.

TVHT_MODE_2N 및 TVHT_MODE_4N 에서 전송되는 신호는, TVHT_MODE_2N 또는 TVHT_MODE_4N에서의 두 개의 주파수 세그먼트 간의 위상 오프셋(phase offset) 또는 위상 잡음과 같은 상이한 특성을 겪을 수 있지만, 명료성을 위해서 이러한 특성은 상기 수학식 3에서 표현되어 있지 않다.

한편, 아래의 표 7은 PLCP 필드들에 대한 톤 스케일링 팩터(tone scaling factor) 및 가드 인터벌 듀레이션(guard interval duration) 값을 나타낸다. 표 7에서는 BCU의 개수(즉, TVHT_MODE_1은 하나의 BCU를 가지고, TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_2N은 2 개의 BCU들을 가지고, TVHT_MODE_4C 및 TVHT_MODE_4N은 4 개의 BCU들을 가짐)의 함수로서 다양한 필드들의

값을 정리한 것이다.

상기 표 7에서 NON_HT_DUP_OFDM-Data는 NON_HT_DUP_OFDM 포맷 타입을 가지는 NON_NT PPDU 의 데이터 필드를 의미한다.

상기 표 7에서 T_GI 는 일반적인 가드 인터벌 듀레이션 (마이크로초의 단위로 정의됨)을 의미하고 T_GI2는 더블 가드 인터벌 값(일반 가드 인터벌 듀레이션의 2배)을 의미한다. 또한, TVHT-Data에서 T_GI 는 TXVECTOR 파라미터의 GI_TYPE이 LONG_GI 값을 가지는 경우의 가드 인터벌 듀레이션을 의미하고, T_GIS는 TXVECTOR 파라미터의 GI_TYPE이 SHORT_GI 값을 가지는 경우의 짧은 가드 인터벌 듀레이션을 의미한다.

또한, 톤 로테이션을 나타내는 γ _k,M 함수는 다음의 표 8과 같이 정의될 수 있다. 아래의 표 8은 전송 모드와 γ _k,M 를 정리한 것이다.

상기 표 8과 관련하여, TVHT_MODE_1 및 TVHT_MODE_2N PPDU 전송에 대해서, k<0 인 경우에 γ _{k ,1}=1 이고 k≥0 인 경우에 γ _{k ,1}=j 이다.

TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_4N PPDU 전송에 대해서, 6MHz 및 8MHz 채널에 대해서 k<-72 인 경우에 γ _{k ,2}=1 이고 k≥-72 인 경우에 γ _{k ,2}=-1 이며, 7MHz 채널에 대해서 k<-84 인 경우에 γ _{k ,2}=1 이고 k≥-84 인 경우에 γ _{k ,2}=-1 이다.

TVHT_MODE_4C PPDU 전송에 대해서, 6MHz 및 8MHz 채널에 대해서 k<-216 인 경우에 γ _{k ,4}=1 이고 -216<k<0 인 경우에 γ _{k ,4}=-1 이고 0<k<72 인 경우에 γ _{k ,4}=1 이고 k≥72 인 경우에 γ _{k ,4}=-1 이며, 7MHz 채널에 대해서 k<-252 인 경우에 γ _{k ,4}=1 이고 -252<k<0 인 경우에 γ _{k ,4}=-1 이고 0<k<84 인 경우에 γ _{k ,4}=1 이고 1≥84 인 경우에 γ _{k ,4}=-1 이다.

채널화

TVHT 채널은 상기 표 4에서와 같이 TVHT 채널을 특정하기 위한 필드들에 의해서 특정될 수 있다.

W 또는 TVHT_W는 MHz 단위의 값으로 주어지며, 규제 도메인(regulatory domain)에 따라서 6, 7 또는 8 MHz 중의 어느 하나로 정의될 수 있다.

dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 및 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1 필드가 주어지면, 각각의 중심 주파수는 아래의 수학식 4에 따라 결정된다.

상기 수학식 4에서 Channel starting frequency는 국가 정보 및 동작 클래스(Country information and operating classes) 항목에서 정의되는 값에 따라서 결정된다 (표 9 내지 표 12 참조).

상기 수학식 4에서 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex는 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 또는 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1 이다.

상기 수학식 4에서 ChannelCenterFrequencyCorrection은, TVHT_MODE_1에 대해서 0이고, TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_2N에 대해서 0.5 × TVHT_W이고, TVHT_MODE_4C 및 TVHT_MODE_4N에 대해서 1.5 × TVHT_W으로 정의될 수 있다. 또는, ChannelCenterFrequencyCorrection은, TVHT_MODE_1 및 TVHT_MODE_2N에 대해서 0이고, TVHT_MODE_2C 및 TVHT_MODE_4N에 대해서 0.5 × TVHT_W이고, TVHT_MODE_4C에 대해서 1.5 × TVHT_W으로 정의될 수도 있다.

여기서, Channel starting frequency는, 규제 도메인의 채널 번호가 RLAN(Radio Local Area Network) 채널 번호가 되는 주파수이다. 즉, Channel starting frequency는 첫 번째 채널의 중심 주파수로서 정의된다. 채널 인덱스가 0 부터 시작하는 경우에는 Channel starting frequency는 채널 인덱스 0의 중심 주파수이고, 채널 인덱스가 1 부터 시작하는 경우에는 Channel starting frequency는 채널 인덱스 1의 중심 주파수이다.

예를 들어, 미국 TV 채널 2의 중심 주파수는 57MHz이다. 이는 다음과 같이 상기 수학식 4에 따라서 획득된다. 미국에서 TV 채널 2에 대한 Channel starting frequency는 45MHz이고 (표 9 참조), TVHT_W = 6MHz이며, TVHT_MODE_1에서 ChannelCenterFrequencyCorrection = 0 이다. 따라서, Channel center frequency [MHz] = Channel starting frequency + TVHT_W × dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex + ChannelCenterFrequencyCorrection = 45 + 6 × 2 + 0 = 57 MHz 임을 확인할 수 있다.

도 9는 TVHT 채널화를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.

TVWS 대역에서 가용 채널 리스트는 TV 채널 번호에 기초하여 주어지고, 가용 채널 리스트를 고려하여 WLAN 채널(또는 WLAN 동작 채널)이 결정될 수 있다. 도 9에서는 가용 채널 리스트에서 TV 채널 인덱스 0 내지 4가 가용한 경우를 가정한다. 또한, WLAN 채널은 TV 채널 인덱스 2 및 3에 걸쳐서 설정되는 경우를 가정한다. 즉, WLAN 채널은 TVHT_2W의 채널 폭을 가지고, TVHT_MODE_2C 동작에 따라서 PPDU가 전송되는 것으로 가정한다.

이 경우, Channel center frequency 는 전술한 바와 같이 0.045 GHz 즉 45 MHz이다 (표 9 참조). 또한, 상기 표 4에서 설명한 바와 같이, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex는 주파수 세그먼트(즉, 2 개의 BCU로 구성된 단위)의 가장 낮은 TV 채널의 중심 주파수를 나타낸다. 도 9의 예시에서는 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex = 2인 경우에, WLAN 채널의 주파수 세그먼트에 포함되는 TV 채널(들) 중에서 가장 낮은 TV 채널의 중심 주파수의 인덱스(즉, TV 채널 번호)가 2 라는 의미이다.

도 9의 예시에서 WLAN 채널이 2 개의 연속적인 BCU를 포함하는 주파수 세그먼트로 구성되므로, WLAN 채널의 중심 주파수를 상기 수학식 4에 기초하여 계산할 수 있다. 미국에서 TV 채널 2 및 3에 대한 Channel starting frequency는 45MHz이고 (표 9 참조), TVHT_W = 6MHz이며, TVHT_MODE_2C 에서 ChannelCenterFrequencyCorrection = 0.5 × TVHT_W = 3 이다. 따라서, Channel center frequency [MHz] = Channel starting frequency + TVHT_W × dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex + ChannelCenterFrequencyCorrection = 45 + 6 × 2 + 3 = 60 MHz 임을 확인할 수 있다.

한편, 도 9의 예시에서 WLAN 채널을 위해서, 하나의 TV 채널의 전체 주파수 대역을 사용하지 않고 일부만을 사용하는 것은, 인접 채널 누출 전력 비(Adjacent Channel Leakage power Ratio; ACLR)의 요구조건이 높기 때문이다. 또한, 상이한 BSS의 상이한 대역폭이 공존하는 경우에 STA이 이를 지원하기 위한 복잡도와 비용이 증가하기 때문에, 이를 해결하기 위해서 TV 채널 대역의 중앙(middle)에 WLAN 채널이 위치하도록 한다. 따라서, 도 9의 예시에서 하나의 BCU는 하나의 TV 채널의 중앙에 위치한다. 하나의 TV 채널의 서브캐리어가 144개라고 하면, BCU가 점유하는 서브캐리어의 개수는 128개로 주어질 수 있다.

다음으로, 프라이머리 TVHT_W 채널의 중심 주파수는 다음의 수학식 5에 따라서 결정될 수 있다.

한편, TVHT_MODE_2N 동작에 있어서, 임의의(any) 두 개의 동일하지 않은(non-identical) 채널들이 사용될 수 있다.

TVHT_MODE_4N 동작에 있어서는, TVHT_2W 채널로서 허용되는 임의의 2 개의 채널들이 사용될 수 있는데, 상기 2 개의 채널들의 중심 주파수는 TVHT_2W 보다 많이 이격(separated)되어야 한다. 즉, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0와 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1 사이의 차이가 2 보다 큰 주파수 차이에 대응하여야 한다.

예를 들어, 미국에서 dot11CurrentChannelBandwidth = TVHT_2W (12 MHz)이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 = 15 이고, dot11CurrentPrimaryChannel = 16 로 특정되는 채널을 가정한다. 이러한 채널은, 대역폭이 12 MHz이고, 중심 주파수가 482MHz이며, 프라이머리 6 MHz 채널의 중심 주파수는 485 MHz인 채널이다 (상기 수학식 4, 5 및 표 9 참조).

다른 예시로서, 미국에서 dot11CurrentChannelBandwidth = TVHT_4W (24 MHz) 이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 = 14 이고, dot11CurrentPrimaryChannel = 17 로 특정되는 채널을 가정한다. 이러한 채널은, 대역폭이 24 MHz 이고, 중심 주파수가 482 MHz이며, 프라이머리 6 MHz 채널의 중심 주파수는 491 MHz 인 채널이다 (상기 수학식 4, 5 및 표 9 참조).

다른 예시로서, 미국에서 dot11CurrentChannelBandwidth = TVHT_2W+2W (12+12 MHz) 이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0=15 이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1 = 40 이며, dot11CurrentPrimaryChannel = 16 인 채널을 가정한다. 이러한 채널은, 대역폭이 12+12 MHz 이고, 주파수 세그먼트 0의 대역폭은 12 MHz이고 그 중심 주파수는 482 MHz 이고, 주파수 세그먼트 1의 대역폭은 12 MHz이고 그 중심 주파수는 632 MHz 이며, 프라이머리 6 MHz 채널의 중심 주파수는 485 MHz 인 채널이다 (상기 수학식 4, 5 및 표 9 참조).

국가 정보 및 동작 클래스

국가 요소(Country element)는 STA이 동작 트리플렛(Operating triplet)이 존재하는 경우에 자신의 PHY 및 MAC이 동작하도록 설정하기 위한 정보를 포함한다. 동작 트리플렛은 동작 확장 식별자(Operating Extension Identifier), 동작 클래스(Operating Class) 및 커버리지 클래스(Coverage Class) 필드를 포함할 수 있다.

동작 클래스는 규제 도메인에서의 무선 동작(radio operation)을 위한 값들의 세트를 지시하는 인덱스이다. 이하에서 예시하는 동작 클래스를 나타내는 표(표 9 내지 표 12)는, 또한 행동 및 신호 검출 제한(behaviors and signal detection limits)에 대한 추가적인 동작 요구조건을 지시하는 정보를 포함한다. 즉, 동작 클래스는 채널 시작 주파수(Channel Starting Frequency), 채널 간격(Channel Spacing), 채널 세트(Channel Set), 행동 제한 세트(Behavior Limit Set)으로 구성될 수 있다.

동작 클래스에서, 채널 시작 주파수는 해당 채널 번호 별로 주어지는 변수이며 주파수 값을 가진다. 채널 시작 주파수는 채널 번호와 함께 사용되어 채널 중심 주파수를 계산할 수 있다. 채널 간격은, 해당 동작 클래스에서 허용되는 최대 대역폭을 사용하는 경우에, 중첩하지 않는(non-overlapping) 인접한 채널의 중심 주파수들 간의 차이를 의미한다. 채널 세트는 해당 규제 도메인 및 클래스에서 합법적인(legal) 정수(integer) 채널 번호의 리스트이다. 행동 제한 세트는 다양한 규제 도메인에서 정의되는 행동 제한(구체적인 내용은 IEEE 802.11 표준 문서의 Annex D를 참조할 수 있음)을 지시한다.

아래의 표 9 내지 표 12는 각각 미국, 유럽, 일본 및 국제(global) 동작 클래스를 예시적으로 나타낸 것이다. 동작 클래스의 정의는 지역 또는 국가의 규정(regulations)의 변경에 따라서 수정되거나 대체될(superseded) 수도 있다.

상기 표 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 미국의 경우에 TV 채널 번호 2 내지 4의 채널 시작 주파수와, TV 채널 번호 5 및 6의 채널 시작 주파수가 상이하다. 또한, TV 채널 번호 5 및 6의 채널 시작 주파수와, TV 채널 번호 7 내지 13의 채널 시작 주파수가 상이하다. 또한, TV 채널 번호 7 내지 13의 채널 시작 주파수와, TV 채널 번호 14 내지 51의 채널 시작 주파수가 상이하게 주어진다. 이는 미국에서 TV 채널 번호 4와 5가 주파수 상에서 이격되어 있고, TV 채널 번호 6과 7이 주파수 상에서 이격되어 있고, TV 채널 번호 13과 14가 주파수 상에서 이격되어 있기 때문이다 (TV 채널 번호 4와 5의 사이, TV 채널 번호 6과 7의 사이, TV 채널 번호 13과 14 사이는, 다양한 다른 용도(예를 들어, 아마추어 라디오 대역, 국제 FM 라디오 대역, 해양 VHF 라디오 대역 등)로 정의되어 있다).

여기서, 상기 수학식 4에서 설명한 바와 같이 WLAN 채널의 중심 주파수를 표현하기 위해서는 채널 시작 주파수 값이 주어져야 한다. 그러나, 모든 TV 채널의 주파수 위치에서 채널 시작 주파수 값을 동일하게 적용할 수는 없다. 왜냐하면, 전술한 바와 같이 TV 채널들이 주파수 상에서 연속적으로 정의되어 있지 않기 때문이다.

도 10은 TV 채널의 주파수 위치를 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 10의 예시에서, TV 채널 번호 4에 해당하는 주파수 위치에 존재하는 주파수 세그먼트를 포함하는 WLAN 채널의 중심 주파수를 표현하기 위해서는 (상기 수학식 4 참조), 채널 시작 주파수 값이 0.045 GHz로 주어진다. 이러한 채널 시작 주파수 값(= 45MHz)은 TV 채널 4의 중심 주파수(= 69 MHz)를 기준으로, 하나의 TV 채널 폭이 6 MHz일 때 TV 채널 번호 0 내지 4가 연속적으로 존재하는 것을 가정한 경우의, TV 채널 번호 0의 중심 주파수 값에 해당한다 (즉, TV 채널 3의 중심 주파수는 63 MHz, TV 채널 2의 중심 주파수는 57 MHz, 가상의(virtual) TV 채널 1의 중심 주파수는 51 MHz, 가상의 TV 채널 0의 중심 주파수는 45 MHz가 된다).

이와 유사하게, TV 채널 번호 5에 해당하는 주파수 위치에 존재하는 주파수 세그먼트를 포함하는 WLAN 채널의 중심 주파수를 표현하기 위해서는 (상기 수학식 4 참조), 채널 시작 주파수 값이 0.049 GHz로 주어진다. 이러한 채널 시작 주파수 값(=49 MHz)은 TV 채널 5의 중심 주파수(= 79 MHz)를 기준으로, 하나의 TV 채널 폭이 6 MHz일 때 TV 채널 번호 0 내지 5가 연속적으로 존재하는 것을 가정한 경우의, TV 채널 번호 0의 중심 주파수 값에 해당한다 (즉, 가상의 TV 채널 4의 중심 주파수는 73 MHz, 가상의 TV 채널 3의 중심 주파수는 67 MHz, 가상의 TV 채널 2의 중심 주파수는 61 MHz, 가상의 TV 채널 1의 중심 주파수는 55 MHz, 가상의 TV 채널 0의 중심 주파수는 49 MHz가 된다).

즉, 상기 표 9에서 어떤 TV 채널에 적용되는 채널 시작 주파수 값은, 해당 채널에서 가상의 첫 번째 TV 채널 번호(예를 들어, TV 채널 인덱스가 0 부터 매겨질 때, 가상의 TV 채널 번호 0)의 중심 주파수 값에 해당하는 것으로 설명할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 TVHT 채널화는, 상기 표 9 내지 12에서 정리한 바와 같이 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex에 따라서 Channel starting frequency가 달라지고, 상기 수학식 4에서 나타내는 바와 같이 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex 및 Channel starting frequency에 따라서 WLAN 동작 채널의 중심 주파수가 결정되는 것으로 표현할 수 있다.

예를 들어, 미국에서 dot11CurrentChannelBandwidth = TVHT_W+W (6+6 MHz)이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 = 4 이고, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1 = 6 인 경우를 가정한다.

이 경우, 첫 번째 채널(즉, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex0 = 4)에 대한 채널 시작 주파수는 상기 표 9에 따라서 0.045×1000 = 45 MHz 이고, 첫 번째 채널의 중심 주파수는 상기 수학식 4에 따라서 45 + 6×4 + 0 = 69 MHz 이다.

다음으로, 두 번째 채널(즉, dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex1 = 6)에 대한 채널 시작 주파수는 상기 표 9에 따라서 0.049×1000 = 49 MHz 이고, 두 번째 채널의 중심 주파수는 상기 수학식 4에 따라서 49 + 6×6 + 0 = 85 MHz 이다.

요컨대, Channel starting frequency는 상기 표 9 내지 12 및 도 10을 참고하여 설명한 바와 같이 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex의 함수(function)로서 정의된다. Channel starting frequency과 dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex의 관계는 각각의 규제 도메인에서 상이하게 정의될 수 있으며, 그 예시들은 상기 표 9 내지 12에서 나타내는 바와 같다.

도 11은 본 발명의 일례에 따른 STA의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

단계 S1110에서 제 1 STA(예를 들어, AP STA)은 TVHT 동작 정보 파라미터를 결정할 수 있다. TVHT 동작 정보는 상기 도 7에서 설명한 TVHT 동작 정보 필드에 해당할 수 있다.

단계 S1120에서 제 1 STA은 제 2 STA으로 TVHT 동작 정보 필드를 포함하는 프레임을 전송할 수 있고, 단계 S1130에서 제 2 STA은 이를 수신할 수 있다.

단계 S1140에서 제 2 STA은 수신된 TVHT 동작 정보 필드로부터 동작 채널의 중심 주파수 등을 결정할 수 있다. 이에 따라, TVHT BSS에서 동작하는 STA의 채널화가 수행될 수 있다.

도 11을 참조하여 설명한 TVHT 동작 정보 송수신 및 채널화 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

제 1 STA(10)는 프로세서(11), 메모리(12), 송수신기(13)를 포함할 수 있다. 제 2 STA(20)는 프로세서(21), 메모리(22), 송수신기(23)를 포함할 수 있다. 송수신기(13 및 23)는 무선 신호를 송신/수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(11 및 21)는 송수신기(13 및 21)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(11 및 21)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 제 1 STA 및 제 2 STA의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(12 및 22)에 저장되고, 프로세서(11 및 21)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리(12 및 22)는 프로세서(11 및 21)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(11 및 21)의 외부에 설치되어 프로세서(11 및 21)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 제 1 STA(10) 장치의 프로세서(11)는 송수신기(13)을 이용하여 제 2 STA(20) 장치로 TVHT 동작 정보 필드를 포함하는 프레임을 전송하도록 설정될 수 있다. 제 1 STA(10) 장치의 프로세서(11)는 상기 TVHT 동작 정보 필드를 상기 도 7에서 설명한 바와 같이 구성할 수 있으며, 각 서브필드의 설정은 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 바에 따를 수 있다.

본 발명의 일례에 따른 제 2 STA(20) 장치의 프로세서(21)는 송수신기(23)을 이용하여 제 1 STA(10) 장치로부터 TVHT 동작 정보 필드를 포함하는 프레임을 수신하도록 설정될 수 있다. 제 2 STA(20) 장치의 프로세서(21)는 수신된 TVHT 동작 정보 필드에 포함된 서브필드들의 설정 값으로부터 동작 채널의 중심 주파수 결정 등의 채널화를 수행하고, 이에 따른 MAC 및/또는 PHY 동작을 수행하도록 설정될 수 있다.

위와 같은 제 1 STA(10) 및 제 2 STA(20) 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

10 제 1 STA 11 프로세서
12 메모리 13 송수신기
20 제 2 STA 21 프로세서
22 메모리 23 송수신기

Claims (15)

1. 화이트스페이스 동작 정보를 제공하는 방법에 있어서,
   제 1 스테이션(STA)이 제 2 STA에게, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함하고,
   주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정되며,
   상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정되는, 동작 정보 제공 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 채널 시작 주파수는,
   상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스를 기준으로, 0 번째 TV 채널 인덱스에 해당하는 TV 채널의 중심 주파수 값으로 설정되는, 동작 정보 제공 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스는, 상기 주파수 세그먼트 0 또는 상기 주파수 세그먼트 1에서 가장 낮은 TV 채널의 인덱스인, 동작 정보 제공 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 채널 폭이 하나의 기본채널유닛(BCU), 2개의 연속된(contiguous) BCU들 또는 4개의 연속된 BCU들 중의 하나에 대응하는 경우에,
   상기 채널 중심 주파수 세그먼트 0 서브필드는, TVHT 기본 서비스 세트(BSS)가 동작하는 상기 하나의 BCU, 상기 2개의 연속된 BCU들 또는 상기 4개의 연속된 BCU들을 포함하는 채널에 대한 가장 낮은(lowest) TV 채널 인덱스를 나타내는 값으로 설정되는, 동작 정보 제공 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 채널 폭이 2 개의 불연속적인(non-contiguous) BCU들 또는 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트들 중의 하나에 대응하는 경우에,
   상기 채널 중심 주파수 세그먼트 0 서브필드는, TVHT BSS가 동작하는 상기 주파수 세그먼트 0의 하나의 BCU 또는 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하는 채널에 대한 가장 낮은 TV 채널의 인덱스를 나타내는 값으로 설정되며,
   상기 주파수 세그먼트들의 각각은 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하는, 동작 정보 제공 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 주파수 세그먼트 0는 프라이머리 채널을 포함하는 주파수 세그먼트인, 동작 정보 제공 방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 채널 폭이 2 개의 불연속적인 BCU들 또는 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트들 중의 하나에 대응하는 경우에,
   상기 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드는, TVHT BSS가 동작하는 상기 주파수 세그먼트 1의 하나의 BCU 또는 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하는 채널에 대한 가장 낮은 TV 채널의 인덱스를 나타내는 값으로 설정되는, 동작 정보 제공 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 주파수 세그먼트 1은 프라이머리 채널을 포함하지 않는 주파수 세그먼트인, 동작 정보 제공 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   Channel center frequency = Channel starting frequency + TVHT_W × dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex + ChannelCenterFrequencyCorrection이고,
   Channel center frequency는 채널의 중심 주파수이고,
   Channel starting frequency는 상기 채널 시작 주파수이고,
   TVHT_W는 하나의 BCU이고,
   dot11CurrentChannelCenterFrequencyIndex는 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스이며,
   ChannelCenterFrequencyCorrection은 소정의 교정 값인, 동작 정보 제공 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    PPDU((Physical layer convergence procedure (PLCP) Protocol Data Unit))가 하나의 BCU를 이용하여 전송되거나 또는 2 개의 불연속적인 BCU들을 이용하여 전송되는 경우에, 상기 소정의 교정 값은 0이고,
    PPDU가 2 개의 연속적인 BCU들을 이용하여 전송되거나 또는 2 개의 불연속적인 주파수 세그먼트들을 이용하여 전송되는 경우에, 상기 소정의 교정 값은 0.5 × TVHT_W이고,
    PPDU가 4 개의 연속적인 BCU들을 이용하여 전송되는 경우에 상기 소정의 교정 값은 1.5 × TVHT_W이며,
    상기 주파수 세그먼트들의 각각은 2 개의 연속적인 BCU들을 포함하는, 동작 정보 제공 방법.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 TVHT 동작 정보 필드는 4 옥텟 크기를 가지고,
    상기 프라이머리 채널 번호, 상기 채널 폭, 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 상기 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들의 각각은 1 옥텟 크기를 가지는, 동작 정보 제공 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 STA는 액세스 포인트(AP) STA이고,
    상기 제 2 STA는 비-액세스 포인트(non-AP) STA인, 동작 정보 제공 방법.
13. 화이트스페이스 동작 정보를 수신하는 방법에 있어서,
    제 2 STA이 제 1 STA으로부터, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함하고,
    주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정되며,
    상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정되는, 동작 정보 수신 방법.
14. 화이트스페이스 동작 정보를 제공하는 스테이션(STA) 장치에 있어서,
    송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 송수신기를 이용하여 상기 STA 장치가 다른 STA 장치에게, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 전송하도록 설정되고,
    상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함하고,
    주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정되며,
    상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정되는, 동작 정보 제공 STA 장치.
15. 화이트스페이스 동작 정보를 수신하는 스테이션(STA) 장치에 있어서,
    송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 송수신기를 이용하여 상기 STA 장치가 다른 STA 장치로부터, TV 화이트스페이스 고수율 (TVHT) 동작 정보 (Operation Information) 필드를 포함하는 프레임을 수신하도록 설정되고,
    상기 TVHT 동작 정보 필드는 프라이머리 채널 번호, 채널 폭, 채널 중심 주파수 세그먼트 0 및 채널 중심 주파수 세그먼트 1 서브필드들을 포함하고,
    주파수 세그먼트 0 또는 주파수 세그먼트 1의 채널 중심 주파수는, 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)를 기준으로 결정되며,
    상기 채널 시작 주파수는, 상기 주파수 세그먼트 0에 대응하는 TV 채널 인덱스 또는 상기 주파수 세그먼트 1에 대응하는 TV 채널 인덱스의 함수로서 결정되는, 동작 정보 수신 STA 장치.

Images