KR20160120791A

KR20160120791A - 무선 네트워크에서 충돌을 완화시키는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160120791A
Application number: KR1020167027499A
Authority: KR
Inventors: 샤르나즈 아지지; 아드리안 피 스티븐스; 토마스 제이 케니; 엘다드 페라히아; 민영 박
Original assignee: 인텔 아이피 코포레이션
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2016-10-18
Also published as: US20150110051A1; BR112014024067A8; EP2944043B1; EP2944043A4; AU2014205471A1; TW201434334A; JP2015515211A; AU2017200698A1; BR112014024067A2; US10200974B2; CN109890084A; CN104521161A; US20140192820A1; RU2598035C1; EP2944043A1; CN104521161B; TWI521997B; JP5934429B2; KR101664406B1; CN109890084B

Abstract

상이한 대역폭에서 동작하는 무선 송신기와 수신기의 전송들간 충돌 완화를 위한 로직이 개시된다. 수신기의 로직은 협 대역폭에서 전송된 신호를 수신 및 검출할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수신기는 협대역폭에서 전송을 검출하기 위해 보호 구간(guard interval)또는 주기적 전치부호(CP;cyclic prefix) 검출기를 구현하는 클리어 채널 평가 로직(Clear Channel Assessment logic)을 포함한다. 예를 들어, 2MHz 대역폭 수신기는 1MHz 대역폭 신호를 검출하는 보호 구간 검출기를 구현할 수 있고, 16Mhz 대역폭 수신기는 하나 이상의 1MHz 대역폭 신호와 예컨대 1, 2, 4, 8MHz 대역폭 신호의 임의의 다른 조합을 검출하는 로직을 구현할 수 있다. 많은 실시예에서, 보호 구간 검출기는 1차 채널(primary channel)은 물론 하나 이상의 비 1차 채널(non-primary channel)로 지정된 채널에 대해 보호 구간을 검출하도록 구현될 수 있다.

Description

무선 네트워크에서 충돌을 완화시키는 방법 및 장치{METHODS AND ARRANGEMENTS TO MITIGATE COLLISIONS IN WIRELESS NETWORKS}

실시예들은 무선 통신 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 상이한 대역폭에서 동작하는 무선 송신기와 수신기 사이의 충돌 완화 분야에 관한 것이다.

IEEE 802.11n/ac 시스템에서 이중 대역폭(double bandwidth)이 정의될 때 이 대역폭의 절반은 1차 채널로 정의되고, 나머지 절반은 2차 채널로 정의되었다. 예를 들어, 40MHz 채널은 20MHz의 1차 채널과 20MHz의 2차 채널로 이루어진다. IEEE 802.11n/ac 장치의 양립(coexistence)을 가능하게 하기 위해, 표준 사양은 IEEE 802.11n/ac 시스템을 위한 1차 및 2차 채널 모두와 관련한 클리어 채널 평가(CCA;Clear Channel Assessment) 규칙을 정의했다. 배경 기술의 일 예로 아래의 특허 문헌을 참고할 수 있습니다.

(특허문헌 1) US2012-0269069 A1

도 1은 복수의 통신 장치를 포함하는 예시적인 무선 네트워크의 일 실시예를 도시한다.
도 1a는 무선 통신 장치들 사이에 통신을 수립하기 위한 프리앰블의 일 실시예를 도시한다.
도 1b는 무선 통신 장치들 사이에 통신을 수립하기 위한 프리앰블 구조의 선택적인 실시예를 도시한다.
도 1c는 신호 필드의 일 실시예를 도시한다.
도 1d는 무선 통신 장치들 사이에 통신을 수립하기 위한 보호 구간 검출기(guard interval detector)의 일 실시예를 도시한다.
도 2는 상이한 대역폭에서 동작하는 무선 송신기와 수신기의 전송 사이에서 충돌 완화를 위한 보호 구간 검출을 위한 장치의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 상이한 대역폭에서 동작하는 무선 송신기와 수신기의 전송 사이에서 충돌 완화를 위한 흐름도의 일 실시예를 도시한다.
도 4는 상이한 대역폭에서 동작하는 무선 송신기와 수신기의 전송 사이에서 충돌 완화를 위한 흐름도의 일 실시예를 도시한다.

다음의 내용은 첨부 도면에 도시된 신규의 실시예들의 상세한 설명이다. 그러나, 제공된 많은 세부 사항들이 설명된 실시예들의 예상되는 변형안을 제한하려고 하는 것은 아니며, 그와 반대로 특허청구범위와 상세한 설명은 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 요지의 사상과 범주내에 속하는 모든 수정안, 등가안 및 대체안을 포괄하는 것이다. 아래의 상세한 설명은 당업자가 이러한 실시예를 이해할 수 있도록 하기 위해 기획되었다.

IEEE 802.11ah 시스템은 표준 개발 단계이다. 현재 정의된 대역폭은 1MHz와, 하향 클록(down-clocked)의 IEEE 802.11ac 대역폭 집합, 즉, 2, 4, 8 및 16MHz이다. 1MHz 대역폭은 IEEE 802.11n/ac 속도로부터 유도되지 않으므로, 이러한 대역폭 모드는 더 독립적이거나 덜 독립적으로 설계되고 있다. IEEE 802.11n/ac 시스템에서 이중 대역폭이 정의될 때 대역폭의 절반은 1차 채널로 정의되었고, 나머지 절반은 2차 채널로 정의되었다. 예를 들어, 40MHz 채널은 20MHz의 1차 채널과 20MHz의 2차 채널로 이루어진다. 양립을 가능하게 하기 위해, 표준 사양은 IEEE 802.11n/ac 시스템을 위한 1차 및 2차 채널 모두와 관련해 CCA 규칙을 정의했다.

CCA 기능은 무선 매체의 현재 이용 상태를 결정하는 물리 계층(PHY)의 논리 기능일 수 있다. 캐리어 감지(carrier sense)/클리어 채널 평가(CS/CCA) 메커니즘이 채널 사용중 상태(channel busy condition)를 검출할 때 CCA는 매체 사용중 상태를 검출해야 한다. CCA-에너지 검출(CCAED)를 필요로 하는 동작 클래스(operating classes)를 위해, CCA-ED가 채널 사용중 상황을 검출할 때 CCA는 매체 사용중 상태를 검출해야 한다.

마찬가지로, 예컨대 IEEE 802.11ah 장치같은 장치는 CCA 규칙을 정의할 것이다. IEEE 802.11ah 장치는 프리앰블을 전송하는데 걸리는 시간에 비해 데이터를 전송하는데 걸리는 시간의 비율이 상당히 작다는 점에서 IEEE 802.11ac 장치와 크게 다르다. 다시 말해서, IEEE 802.11ac 장치의 경우, 데이터 전송 시간에 대한 프리앰블 전송 시간의 비가 IEEE 802.11ah 장치보다 훨씬 더 크다. 그 결과, 저 전력 IEEE 802.11ah 장치는 프리앰블 부분의 패킷 전송 동안이 아니라 데이터 부분의 패킷 전송 중간에 절전 모드로부터 기동될 가능성이 매우 크다. 이러한 상황에서, IEEE 802.11ac 장치를 위한 CCA 규칙은 IEEE 802.11ah 장치가 절전 모드에서 기동되어 활성 상태 또는 활성 모드로 될 때 매우 큰 충돌 가능성을 초래한다.

또한, 2MHz 대역폭의 절반을 차지하는 1MHz 대역폭의 도입으로, 그리고 가능하다면 4MHz 대역폭의 1/4, 8MHz 대역폭의 1/8, 그리고 16MHz 대역폭의 1/16의 도입으로, IEEE 802.11ah 장치와 관련하여 새로운 양립 상황이 발생한다. IEEE 802.11n/ac 장치에서, 40MHz 예를 사용하면, 20MHz 대역폭 장치는 40MHz 신호 필드의 양쪽 절반을 디코딩할 수 있다. 이 사실은 IEEE 802.11ah 장치 및 그와 유사한 상황의 다른 장치에 대한 설계에 새로운 제약을 가한다.

IEEE 802.11ah 장치의 목표 응용 중 하나는 대부분의 시간을 절전 모드로 진입하는 저 전력 장치이다. 이런 장치의 경우, 동기화된 네트워크 할당 벡터(NAV;network allocation vector) 타이머를 가질 기회는 적다. NAV는 각각의 스테이션(STA;station)에 의해 보유되는 것으로, STA의 클리어 채널 평가(CCA) 기능이 무선 매체가 사용중임을 감지하는 것과 무관하게 무선 매체로의 전송이 STA에 의해 개시되지 않을 때 시간 주기의 지표(indicator)이다. 그러므로, 실시예들은 데이터 전송의 중간에 기동(awakening)할 높은 가능성을 고려하는 CCA 로직을 구현할 수 있다.

실시예들은 상이한 대역폭에서 동작하는 무선 송신기 및 수신기의 전송들 사이에 충돌 완화를 위한 로직을 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 수신기는 광대역폭 및/또는 협대역폭에서 전송되는 신호를 수신 및 검출할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수신기는 1차 채널상에서의 전송을 검출하기 위해 보호 구간 검출기 또는 주기적 전치부호(cyclic prefix) 검출기와 함께 CCA 로직을 포함한다. 많은 실시예들은 1차 채널상의 보호 구간(GI) 검출뿐만 아니라 1차 채널상의 패킷의 시작 위치 검출 및 에너지 검출을 수행하는 CCA 로직을 구현한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 2차 채널 또는 하나 이상의 비 1차 채널(non primary channel)상에서 GI 검출을 수행할 수도 있다. 예로서, 2MHz 수신기는 예컨대 900MHz의 1차 동작 주파수를 갖는 2MHz 대역폭 채널 중 1MHz의 1차 대역폭 채널 및 1MHz의 2차 대역폭 채널 상에서 1MHz 대역폭 신호를 검출하는 보호 구간 검출기를 구현할 수 있다.

많은 실시예에서, 보호 구간 검출기의 프로세스는 CCA 로직과 접속되거나 CCA 로직내에 있는 CCA 동작의 일부로서 받아들여진다. 다른 실시예에서는, 보호 구간 검출기가 CCA 동작과 독립적으로 구현될 수 있다. 일단 장치가 패킷을 전송할 준비가 되면, 이 장치는 장치가 절전 모드에서 막 탈출했는지와 장치의 NAV 타이머가 끝나거나 만료되었는지를 결정할 수 있다. 만약 둘 다 참이라면, 장치는 도 1d에 예시된 보호 구간 검출기(1200)같은 로직과 함께 장치의 주파수 대역폭의 1차 채널상에서 GI 검출을 수행할 수 있다. 정상적인 패킷 시작 위치 검출은 짧은 트레이닝 필드(STF;short training field)를 검출하는 하나의 OFDM 심볼을 필요로 한다. 그러나, 시뮬레이션 연구를 통해 얻은 데이터에 따르면, 패킷의 시작 위치 검출에 필적하는 감도 레벨(sensitivity level)을 제공할 수 있는 신뢰성있는 GI 검출은 N=4 심볼을 구현한다(도 1d를 참조). 이러한 실시예에서, N=4 심볼의 지속기간(duration)은 짧은 프레임간 간격(SIFS; short interframe space) 구간과 등가일 수도 있어서, CCA 동작을 위한 새로운 시간 제약이 필요하지 않을 수도 있다.

일부 실시예에서, 보호 구간 검출기는 광대역폭 신호를 수신하는 안테나를 포함한다. 이러한 실시예는 광대역 신호로부터 1차 채널의 서브캐리어(subcarrier)를 선택하는 로직을 포함할 수도 있다. 많은 실시예에서, 1차 채널상의 신호는 1차 채널상의 신호의 지연된 버전(version)에 대해 상관(correlated)되고, 이 상관내의 피크를 비교함으로써, 하나 이상의 피크가 임계 상관값을 초과하는지를 결정한다. 이러한 비교에 응답하여, 보호 구간 검출기는 1차 채널의 신호가 검출되는지의 여부에 대한 표시(indication)를 출력할 수 있다. 일부 실시예에서, 1차 채널상에서 보호 구간을 검출하는 것에 응답하여, 수신 장치는 신호와의 충돌을 피하기 위해 전송을 유예한다.

일부 실시예는 예컨대 실내 및/또는 실외 "스마트(smart)" 그리드(grid) 및 센서 서비스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예는 가정이나 특정 지역내의 가정에 대한 전기, 수도, 가스 및/또는 다른 유틸리티의 사용량을 계량하는 센서를 제공할 수 있고, 이러한 서비스의 사용량을 계량 서브스테이션(meter substation)에 무선으로 전송할 수도 있다. 다른 실시예는 예컨대 낙상 검출, 약병 모니터링, 체중 모니터링, 수면 무호흡증, 혈당 수준, 심장 박동 등처럼 환자와 관련한 간호 업무나 활력 징후(vital sign)을 모니터링하기 위해 재가간호, 의원 또는 병원을 위한 센서를 활용할 수도 있다. 이러한 서비스를 위해 설계된 실시예들은 일반적으로 IEEE 802.11n/ac 시스템에서 제공되는 것보다 훨씬 더 저속인 데이터 속도와 훨씬 더 낮은(초저 수준의) 전력 소비를 필요로 한다.

본원에서 설명되는 로직, 모듈, 장치 및 인터페이스는 하드웨어 및/또는 코드로 구현될 수 있는 기능들을 수행할 수 있다. 하드웨어 및/또는 코드는 기능을 수행하도록 설계된 소프트웨어, 펌웨어, 마이크로코드, 프로세서, 상태 머신, 칩셋 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

실시예들은 무선 통신을 가능하게 한다. 일부 실시예는 저 전력 무선 통신을 통합하는데, 예를 들면 Bluetooth®, WLAN(wireless local area network), WMAN(wireless metropolitan area network), WPAN(wireless personal area network), 셀룰러 네트워크, IEEE 802.11-2012, IEEE Standard for Information technology―Telecommunications and information exchange between systems―Local and metropolitan area network―Specific requirements―Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical(PHY) Specifications (http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11-2012.pdf), 네트워크, 메시징 시스템 및 스마트 장치에서의 통신을 통합하여 이런 장치들 사이의 상호작용을 가능하게 한다. 더욱이, 일부 무선 실시예들은 단일 안테나를 병합할 수 있는 반면에 다른 실시예들은 다중 안테나를 활용할 수도 있다.

이제 도 1로 돌아가서, 여기에는 무선 통신 시스템(1000)의 일 실시예가 도시되어 있다. 무선 통신 시스템(1000)은 네트워크(1005)에 유선 또는 무선으로 연결된 통신 장치(1010)을 포함한다. 통신 장치(1010)는 복수의 통신 장치(1050, 1055)와 네트워크(1005)를 통해 무선으로 통신할 수 있다. 통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055)는 센서, 스테이션, 액세스 포인트, 허브, 스위치, 라우터, 컴퓨터, 랩탑, 노트북, 셀룰러 전화기, PDA(Personal Digital Assistants) 또는 다른 무선이 가능한 장치를 포함할 수 있다.

통신 장치(1010, 1030, 1055)는 2, 4 혹은 8MHz 대역폭에서 동작할 수 있고, 통신 장치(1050)는 1MHz 대역폭에서 동작할 수 있다. 2MHz의 절반을 차지하는 1MHz 대역폭의 도입으로 인해, 예컨대 2MHz 동작이 두 개의 1Mhz 채널, 즉 1차 채널 및 2차 채널과 겹칠 때 양립 문제가 다뤄질 필요가 있다.

일부 실시예에서, 양립 문제는 1차 및 비 1차 채널을 할당하는 규칙에 의해 축소될 수 있다. 예로서, 2MHz 기본 서비스 집합(BSS;basic service set)에서는, 규칙에 따르면, 1MHz 파형은 1차 채널로 불리는 하측(lower side)(1MHz 대역보다 낮은)에서만 허용될 수 있고, 4/8/16MHz BSS에서는 2MHz의 1차 채널이 전체 대역의 최하측에 있을 때 1MHz는 2MHz의 1차 채널의 상측(upper side)에서만 허용될 수 있다. 1차의 2MHz가 전체 대역의 최상부에 있을 때에는, 1MHz는 2MHz의 1차 채널 중 하측에서만 허용될 것이다. 이에 기초하여, 2MHz 장치는 예를 들면 전송을 시작하기 전에 그 대역폭의 특정 하위(혹은 상위) 부분에 대해 CCA를 수행함으로써 1MHz 전송을 검출할 수 있고, 따라서 충돌을 피할 수 있다. 2MHz 장치는 1차 및 2차 서브채널 중 하나를 선택함으로써 1MHz 신호를 수신할 수 있다.

통신 장치(1030)같은 장치가 활성 모드로 진입하기 위해 절전 모드를 빠져나올 때, CCA 로직(1041)은 채널의 측정을 수행할 수 있고, 가장 가능성있는 그 CCA 측정은 다른 장치의 패킷 전송 시작과 동시에 발생하지는 않지만 전송의 중간 어디쯤에서 발생할 수 있다. 이런 상황에서, CCA 로직(1041)은 2MHz 채널의 예컨대 상위 혹은 하위 1MHz 대역폭같은 1차 채널에 대해 패킷의 시작 위치(SOP;start of the packet) 검출 및 에너지 검출(ED;energy detection)과 동시에 보호 구간(GI) 검출을 수행하는 예컨대 보호 구간 검출기(1042)같은 보호 구간 검출기를 포함할 수 있다.

도 1d의 보호 구간(GI) 검출기(1200)에 도시된 것처럼, 수신된 신호는 32㎲(microsecond)의 지연 이후에 똑같은 4㎲ 전송을 탐색(search)함으로써 공지의 주기적 전치부호(CP;cyclic prefix)(혹은 GI) 검출 알고리즘을 거친다(1214). 보호 구간 검출기(1042, 1200)는 2MHz 장치의 동작과 관련해 설명되지만 4MHz, 8MHz 혹은 16MHz같은 다른 대역폭의 장치상에서 구현될 수도 있다. 일부 실시예에서, 2MHz 대역폭 장치는 1차 1MHz 채널 또는 2차 1MHz 채널을 선택하는 추가의 1MHz 대역폭 필터링을 구현한다. 다른 실시예에서, 통신 장치(1010, 1030, 1055)같은 장치(2MHz, 4MHz, 8MHz 및/또는 16MHz 대역폭 동작)는 필터링을 필요로 하지 않는데, 그 이유는 이러한 장치들이 광대역 채널로부터 서브 채널을 선택할 수 있기 때문이다. 보호 구간 검출기(1042, 1200)는 2차 채널뿐만 아니라 1차 채널에 대해 구현될 수도 있다.

IEEE 802.11ah OFDM 심볼이 32㎲ 길이일 수 있음을 주목하라. 많은 실시예에서, OFDM 시간 도메인 심볼의 1/4 또는 1/8이 복사되어, 긴 GI 또는 짧은 GI라고 명명된 CP로서 전송의 선두에 삽입된다. 보호 구간 검출기(1042)는 이러한 똑같은 전송을 검출할 수 있다. 많은 실시예에서, 이러한 검출은 신호를 신호 자신의 지연된 버전에 대해 상관시키고, 공지의 임계값보다 큰 상관 피크에 대해 탐색함으로써 수행될 수 있다. 수신기가 2MHz 장치인 경우, 신호는 RF 프론트-엔드(front-end)에 의해 먼저 처리되어, 1MHz 신호에 대해 대역제한된다(아날로그나 디지털 필터링 또는 서브채널 선택 회로를 이용하여).

일단 통신 장치(1030)같은 장치가 패킷을 전송할 준비가 되면, 통신 장치(1030)는 통신 장치(1030)가 절전 모드에서 활성 모드로 가고 있는지, 그리고 NAV 타이머가 만료되는지를 결정할 수 있다. 만약 둘 다 참이라면, 통신 장치(1030)는 보호 구간 검출기(1042)같은 로직을 이용한 GI 검출을 수행할 수 있다.

통신 장치(1030)의 보호 구간 검출기(1042)는 충돌을 피하기 위해 예컨대 4MHz 대역폭 수신기같은 수신기에 의한 예컨대 1MHz 대역폭 전송같은 전송의 보호 구간(또는 주기적 전치부호)을 검출할 수 있다. 보호 구간 검출기(1042)는 OFDM 심볼의 GI를 이용하는 검출 방법을 구현한다. OFDM 심볼이 GI로서 자신의 신호의 일부분의 반복을 포함한다는 사실은 공지되어 있다. GI 검출기(1042)는 예를 들면 2MHz 신호 대역폭에서 1MHz 신호의 GI의 검출을 활용한다. 이런 신호를 검출하는 즉시, 2MHz 장치는 진행중인 1MHz 전송을 인식하고, 따라서 그 전송을 유예한다. 이런 식으로, 진행중인 1MHz 전송과 겹치는 2MHz 전송의 충돌이 방지된다.

예를 들어, 통신 장치(1010)는 가정의 지역내에서 소비하는 수도를 계량하는 서브스테이션을 포함할 수 있다. 그 지역에 포함된 각각의 가정은 예컨대 통신 장치(1030)같은 통신 장치를 포함할 수 있고, 이 통신 장치(1030)는 수량계 사용량 측정기(water meter usage meter)와 통합되거나 수량계 사용량 측정기에 접속될 수 있다. 주기적으로, 통신 장치(1030)는 절전 모드로부터 기동하여, 수도 사용량에 관한 데이터를 전송하기 위해 계량 서브스테이션과 통신을 개시할 수 있다. 통신 장치(1030)는 전송을 개시하기 전에 채널이 클리어한지 결정하기 위해 채널을 먼저 검사할 것이다. 만약 통신 장치(1030)가 방금 절전 모드로부터 기동했다면, 통신 장치(1030)는 진행중인 전송의 SOP를 수신하는 활성 모드가 아직 아닐 수도 있다. 다시 말해서, 통신 장치(1030)가 다른 장치, 예컨대 장치(1050, 1055)들 사이의 데이터 전송 중간에 기동할 가능성이 있다.

통신 장치(1030)가 절전 모드로부터 기동했다는 결정에 응답하여, 통신 장치(1030)는 통신 장치(1030)가 갱신된 네트워크 할당 벡터(NAV)를 포함하는지를 확인하도록 검사할 수 있다. 예로서, 저 전력 장치로서 통신 장치는 NAV를 검출하고, 에너지 절약을 목적으로 NAV가 대략 만료될 때까지 절전 모드로 진입하여 대기할 수도 있다. 기동 즉시, 통신 장치(1030)는 진행중인 전송이 종료할 때를 결정하기 위하여 만료되지 않은 NAV를 검색할 수 있다. 만약 NAV가 만료되지 않았다면, 통신 장치(1030)의 CCA 로직(1041)은 신호 전송을 가리키는 SOP 및 에너지에 대해 매체를 검사하여, 전송을 개시하기 전에 매체가 클리어하다는 것을 결정할 수 있다.

한편, 만약에 NAV가 만료된다면, 통신 장치(1030)는 1차 채널상의 GI 검출을 수행할뿐만 아니라 매체가 사용중이 아님을 결정하기 위해 SOP 및 에너지 검출을 동시에 수행할 수 있다. SOP 검출은 STF의 검출로 인해 가장 짧은 시간 지속기간에서 최하위 신호 레벨을 검출할 수 있다. 그러나 만약 장치가 패킷의 중간에 기동하다면, 장치는 프리앰블(또는 패킷의 시작 위치)을 검출하는 것을 놓칠 수 있으므로, 에너지 검출과 GI 사이에 선택권을 갖는다. 많은 실시예에서, 1차 채널상의 GI 검출은 에너지 검출이 아니라 최저 세기 신호를 검출할 수 있다. 예로서, 에너지 검출은 배경 잡음의 에너지를 검출할 수도 있고, 신호가 검출되는 중임을 결정하는 임계 에너지 레벨이 에너지 검출을 위해 비교적 높은 에너지 레벨, 예컨대 -75dBM(decibels of measured power)로 설정될 수 있으므로, 이런 잡음은 에너지 검출기에 의한 신호와 구별 가능하지 않을 수도 있다. SOP 검출은 -92dBm 또는 -98dBm 또는 그 이상의 세기를 갖는 신호를 검출할 수 있고, GI 검출기(1042)는 예컨대 -92dBm의 세기를 갖는 비 1차 채널상의 신호를 검출할 수 있다. 많은 실시예에서, GI 검출기(1042)는 에너지 검출기가 검출할 수 있는 신호 세기보다 약한 1차 채널상의 신호 세기를 검출할 수 있고, 이것은 통신 장치(1030)가 절전 모드로부터 기동하는 시점에 진행중인 전송을 갖는 다른 장치와 통신 장치(1030)에 의해 전송되는 신호 사이의 충돌 가능성을 줄인다. 그러므로, 일부 실시예는 GI 검출기(1041)와 함께 CCA 로직(1041)을 1차 채널상에 구현함으로써 장치들에서의 전력 소비를 낮추는 이점을 갖는다.

다른 실시예에서, 통신 장치(1010)는 데이터 오프로딩(data offloading)을 활용할 수 있다. 예를 들어, 저 전력 센서인 통신 장치는 예컨대 계량 스테이션에 액세스하기 위한 대기 시간에 소비되는 전력 소비를 줄이고/줄이거나 대역폭의 이용 가능성을 증가시킬 목적으로 예컨대 WiFi, 다른 통신 장치, 셀룰러 네트워크 또는 그런 부류 장치를 통해 통신하는 데이터 오프로딩 체계를 포함할 수 있다. 예컨대 계량 스테이션같은 센서로부터 데이터를 수신하는 통신 장치는 네트워크(1005)의 혼잡을 줄일 목적으로 예컨대 WiFi, 다른 통신 장치, 셀룰러 네트워크 등등을 통해 통신하는 데이터 오프로딩 체계를 포함할 수 있다.

네트워크(1005)는 많은 네트워크의 상호연결을 나타낼 수 있다. 예로서, 네트워크(1005)는 인터넷이나 인트라넷같은 광대역 네트워크와 접속할 수도 있고, 하나 이상의 허브, 라우터 또는 스위치를 통해 유선이나 무선으로 상호 연결된 로컬 장치를 상호 연결할 수도 있다. 본 실시예에서, 네트워크(1005)는 통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055)를 통신할 수 있게 접속시킨다.

통신 장치(1010, 1030)는 메모리(1011, 1031)와 MAC 부계층 로직(sublayer logic)(1018, 1038)을 각각 포함한다. DRAM같은 메모리(1011, 1031)는 프레임, 프리앰블 및 프리앰블 구조(1014)나 그 일부분을 저장할 수 있다. MAC 계층 프로토콜 데이터 유닛(MPDU)라고도 불리는 프레임과 프리앰블 구조(1014)는 전송 장치와 수신 장치 사이에 동기화된 통신을 수립 및 유지할 수 있다. 프리앰블 구조(1014)는 또한 통신 포맷과 속도를 수립할 수 있다. 특히, 프리앰블 구조(1014)에 기초하여 발생되거나 결정된 프리앰블은 예컨대 서로 통신하여 이 통신의 변조 및 코딩 체계, 통신의 대역폭(들), 전송 벡터(TXvector)의 길이, 빔포밍의 적용 등을 수립하기 해 안테나 어레이(1024, 1044)를 트레이닝시킬 수 있다.

MAC 부계층 로직(1018, 1038)은 프레임을 발생할 수 있고, 물리계층(PHY) 로직(1025)은 물리 계층 데이터 유닛(PPDU)을 발생할 수 있다. 더 구체적으로, 프레임 빌더(frame builder)(1012, 1032)는 프레임을 발생할 수 있고, 예컨대 PHY 로직(1025)같은 PHY 로직의 데이터 유닛 빌더는 PPDU를 발생할 수 있다. 데이터 유닛 빌더는 데이터(10115)처럼 프레임 빌더에 의해 발생된 프레임을 포함하는 페이로드를 캡슐화함으로써 PPDU를 발생할 수 있다. 전송 이전에, 데이터 유닛 빌더는 프리앰블과 데이터(1015)에 보호 구간(GI)(1016)을 삽입할 수 있다. GI 삽입 로직은 다중 경로 왜곡(multi-path distortion)을 초래할 가능성이 있는 심볼간 간섭(ISI;inter-symbol interference)를 약화시키거나 잠재적으로 제거하기 위해 GI(1016)를 OFDM 심볼 사이의 PPDU에 삽입할 수 있다. GI(1016)는 펄스 성형 필터(pulse-shaping filter)의 필요성을 없앨 수 있으며, 시각 동기화(time synchronization) 문제에 대한 RX/TX(1020)의 민감도를 줄일 수 있다. 심볼 길이의 1/8인 GI가 각각의 심볼 사이에 삽입된다고 가정하면, 다중경로 시간 확산(multipath time spreading)(첫 번째 에코와 마지막 에코의 수신 사이의 시간)이 GI보다 짧다면 ISI를 막을 수 있다.

많은 실시예에서, CP는 GI(1016) 동안에 전송된다. CP는 GI에 복사된 OFDM 심볼의 마지막을 구성하고, GI는 OFDM 심볼 이전에 삽입 및 전송된다. 보호 구간이 OFDM 심볼의 마지막의 복사본을 구성하는 한 가지 이유는 수신기가 FFT와 OFDM 복조를 수행할 때 이 수신기가 다중 경로의 각각에 대해 정수 개수의 정현파 사이클(sinusoid cycle)을 적분하기 위해서이다.

본 실시예에서, 데이터 유닛 빌더는 하나 이상의 RF 채널을 통해 전송될 데이터(1015)처럼 페이로드를 앞에 붙이기 위해 프리앰블 구조(1014)에 기초한 프리앰블로 프레임을 캡슐화할 수 있다. 데이터 유닛 빌더의 기능은 비트의 그룹을 프리앰블은 물론 페이로드를 구성하는 코드 워드 또는 심볼로 조립하는 것인데, 그이유는 볼은 안테나 어레이(1024, 1044)를 통해 각각 전송하는 신호로 변환될 수 있기 때문이다.

각각의 데이터 유닛 빌더는 신호 필드를 포함하는 프리앰블 구조(1014)를 제공하고, 프리앰블이 발생되는 동안 및/또는 프리앰블이 발생된 이후에, 이 프리앰블 구조(1014)에 기초해 발생된 프리앰블을 메모리(1011, 1031)에 저장할 수 있다. 본 실시예에서, 프리앰블 구조(1014)는 신호 필드 및 데이터(1015) 이전에 하나의 짧은 트레이닝 필드(STF)와 하나의 긴 트레이닝 필드(LTF)를 포함할 수 있다. STF와 LTF는 통신에 관련된 측정, 예컨대 직교 신호(quadrature signal) 사이에 상대 주파수(relative frequency), 진폭 및 위상 변화와 관련된 측정 등을 수행함으로써 상호 통신하는 안테나 어레이(1022, 1042)를 트레이닝시킬 수 있다. 특히, STF는 패킷 검출, 자동 이득 제어 및 개략적 주파수 추정을 위해 이용될 수 있다. LTF는 공간 채널(spatial channel)에 대한 채널 추정, 타이밍 및 정밀 주파수 추정을 위해 이용될 수 있다.

신호 필드는 예를 들면 변조 및 코딩 체계(MCS), 대역폭, 길이, 빔포밍, 시공간 블록 코딩(STBC), 코딩, 어그리게이션(aggregation), 짧은 보호 구간(Short GI), 순환 중복 검사(CRC) 및 테일(tail)을 나타내는 비트를 포함하는 통신을 수립하는데 관계된 데이터를 제공한다. 일부 실시예에서, 예컨대 신호 필드는 1/2의 코딩율을 갖는 이진 위상 변이 변조(BPSK;Binary Phase-Shift Keying) 또는 3/4의 코딩율을 갖는 256-포인트 성상(256-point constellation) 직교 진폭 변조(256-QAM)을 포함하는 MCS를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 신호 필드가 SQPSK(Staggered-Quadrature, Phase-Shift Keying)같은 변조 기법을 포함한다. 많은 실시예에서, MCS는 1 내지 4개의 공간 스트림을 갖는 통신을 수립한다.

통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055)의 각각은 예컨대 송수신기(RX/TX)(1020, 1040)같은 송수신기(RX/TX)를 포함한다. 각각의 송수신기(1020, 1040)는 RF 송신기 및 RF 수신기를 포함하는 무선 장치를 포함한다. 각각의 RF 송신기는 전자기적 방사에 의한 데이터 전송을 위해 디지털 데이터를 RF 주파수에 심는다. RF 수신기는 RF 주파수에서 전자기적 에너지를 수신하고, 그로부터 디지털 데이터를 추출한다. 도 1은 4개의 공간 스트림을 갖는 MIMO(Multiple-Input, Multiple-Output) 시스템을 포함하는 많은 상이한 실시예를 도시할 것이며, SISO(Single-Input, Single-Output) 시스템, SIMO(Single-Input, Multiple-Output) 시스템 및 MISO(Multiple-Input, Single-Output) 시스템을 포함하여 통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055) 중 하나 이상이 단일 안테나를 갖는 수신기 및/또는 송신기를 포함하는 디제너레이트 시스템(degenerate system)을 도시할 것이다. 도 1의 무선 통신 시스템(1000)은 IEEE 802.11ah 시스템을 나타내려는 것이다. 마찬가지로, 비록 본원에 청구된 실시예들이 다른 유형의 장치를 포함할 수 있다 하더라도, 장치(1010, 1030, 1050, 1055)는 IEEE 802.11ah 장치를 나타내려는 것이다.

많은 실시예에서, 송수신기(1020, 1040)는 OFDM을 구현한다. OFDM은 다중 캐리어 주파수상에 디지털 데이터를 인코딩하는 방법이다. OFDM은 디지털 멀티 캐리어 변조 방법으로 이용되는 주파수 분할 다중화 방식이다. 많은 수의 근접 위치된 직교 서브 캐리어 신호가 데이터를 운반하는데 이용된다. 데이터는 각각의 서브 캐리어마다 하나씩 몇 개의 병렬 데이터 스트림 또는 채널로 분할된다. 각각의 서브 캐리어는 저속 심볼 속도로 변조 방식을 이용해 변조되는데, 전체 데이터 속도는 동일한 대역폭에서 종래의 단일 캐리어 변조 방식과 유사하다.

OFDM 시스템은 데이터, 파일럿(pilot), 가드(guard) 및 널링(nulling)을 포함한 기능들을 위해 몇 개의 캐리어 혹은 "톤(tone)"을 이용한다. 데이터 톤은 채널 중 하나를 통해 송신기와 수신기 사이에 정보를 전달하는데 이용된다. 파일럿 톤은 채널을 보유하는데 이용되며, 시간/주파수 및 채널 추적(channel tracking)에 관한 정보를 제공한다. 가드 톤은 스펙트럼 마스크(spectral mask)에 대한 신호 부합(signal conform)을 도울 수 있다. DC(direct component)의 널링은 직접 변환 수신기 설계(direct conversion receiver design)를 간소화하는데 이용될 수 있다. 그리고 가드 구간은 다중 경로 왜곡을 초래할 가능성이 있는 심볼간 간섭을 막기 위해 전송 도중에 송신기의 프론트 엔드에서 심볼 사이에 삽입될 수 있는데, 예컨대 프리앰블의 STF와 LTF 사이뿐만 아니라 모든 OFDM 심볼 사이에 삽입될 수 있다.

일 실시예에서, 통신 장치(1010)는 점선으로 표시된 것처럼 디지털 빔 포머(DBF;digital beam fprmer)(1022)를 선택적으로 포함할 수 있다. DBF(1022)는 정보 신호를 안테나 어레이(1024)의 요소들로 제공될 신호로 변환한다. 안테나 어레이(1024)는 독립적으로 여기 가능한(excitable) 개별적인 안테나 요소들의 어레이이다. 안테나 어레이(1024)의 요소에 제공될 신호는 안테나 어레이(1024)로 하여금 4개의 공간 채널 중 하나를 방사하게 한다. 이렇게 형성된 각각의 공간 채널은 통신 장치(1030, 1050, 1055) 중 하나 이상으로 정보를 운반할 것이다. 마찬가지로, 통신 장치(1030)는 통신 장치(1010)에 대해 신호를 수신 및 전송하는 송수신기(1040)를 포함한다. 송수신기(1040)는 안테나 어레이(1044)와, 선택 사양인 DBF(1042)를 포함할 수 있다. 디지털 빔 포밍과 동시에 송수신기(1040)는 IEEE 802.11ah 장치와 통신할 수 있다.

도 1a는 도 1의 통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055)같은 무선 통신 장치 사이에 통신을 수립하기 위한 프리앰블 구조(1062)를 갖는 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)(1060)의 일 실시예를 도시한다. PPDU(1060)는 단일 MIMO 스트림을 위한 OFDM 트레이닝 심볼과, 이에 후속하는 신호 필드와, 이에 후속하는 추가적인 MIMO 스트림을 위한 추가 OFDM 트레이닝 심볼을 포함하는 프리앰블 구조(1062)를 포함하고, 프리앰블 구조(1060) 다음에는 데이터 페이로드가 후속한다. 특히, PPDU(1060)는 STF(1064), LTF(1066), 11AH-SIG(1068), 추가적인 LTF(1069) 및 데이터를 포함할 수 있다. STF(1064)는 많은 짧은 트레이닝 심볼을 포함할 수 있다.

LTF(1066)는 GI와 두 개의 긴 트레이닝 심볼을 포함할 수 있다. 11ah-SIG(1068)는 도 1c에 설명된 심볼같은 신호 필드 심볼과 GI를 포함할 수 있다. 추가적인 LTF(1069)는 추가적인 MIMO 스트림을 위한 하나 이상의 LTF 심볼을 포함할 수 있다. 데이터(1070)는 하나 이상의 MAC 부계층 프로토콜 데이터 유닛(MPDU)을 포함할 수 있고, OFDM 심볼 사이에 하나 이상의 GI를 포함할 수 있다.

도 1b는 도 1의 통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055)같은 무선 통신 장치 사이에 통신을 수립하기 위한 프리앰블(1082)을 갖는 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)(1080)의 선택적인 일 실시예를 도시한다. PPDU(1080)는 단일 MIMO 스트림을 위한 OFDM 트레이닝 심볼과, 이에 후속하는 신호 필드를 포함하는 프리앰블 구조(1082)를 포함할 수 있고, 데이터 페이로드는 프리앰블(1080)을 후속할 것이다. 특히, PPDU(1080)는 STF(1064), LTF(1066), 11AH-SIG(1068) 및 데이터(1070)를 포함할 수 있다.

도 1c는 도 1의 통신 장치(1010, 1030, 1050, 1055)같은 무선 통신 장치 사이에 통신을 수립하기 위한 신호 필드 11AH-SIG(1100)의 일 실시예를 도시한다. 필드의 개수, 유형 및 내용은 실시예들마다 상이할 수있지만, 본 실시예는 MCS(modulation and coding scheme)(1104) 파라미터, 대역폭(BW)(1106) 파라미터, 길이(1108) 파라미터, 빔포밍(BF)(1110) 파라미터, STBC(space-time block coding)(1112) 파라미터, 코딩(1114) 파라미터, 어그리게이션(1116) 파라미터, SIG(short guard interval)(1118) 파라미터, CRC(1120) 파라미터 및 테일(1122) 파라미터를 위한 비트의 시퀀스를 갖는 신호 필드를 포함할 수 있다.

MCS(1104) 파라미터는 통신을 위한 변조 포맷으로서 예컨대 BPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, QPSK(quadrature phase-shifting keying) 혹은 SQPSK(staggered quadrature phase-shifting keying)같은 변조 및 코딩 체계를 지정할 수 있다. 그 선택은 통신을 위해 1 내지 4개의 공간 스트림을 제공할 것이다. BPSK는 1/2의 코딩율을 갖는다. 256-QAM은 3/4의 코딩율을 갖는다. 그리고 OQPSK로도 불리는 SQPSK는 1/2 또는 3/4의 코딩율을 가질 것이다. 일부 실시예에서, SQPSK는 예컨대 실외 센서 모니터링을 위해 통신 장치의 동작 범위를 확장하기 위해서 신호 및 데이터 필드에 대해 허용된 변조 포맷이다.

BW(1106) 파라미터는 2MHz, 4MHz, 8MHz 및 16MHz같은 대역폭들로부터 하나의 대역폭을 선택하는 것을 수반할 것이다. 1MHz처럼 제 5의 대역폭의 선택은 다른 방법을 통해 선택될 수도 있다. 다른 실시예에서, BW(1106) 파라미터는 4개의 상이한 대역폭을 제공할 것이다.

길이(1108) 파라미터는 전송 벡터의 길이를 옥텟(octet)으로 설명한다. 일부 실시예에서, 길이(1108) 파라미터에 허용된 값은 1 내지 4095의 범위내이다. 길이(1108) 파라미터는 MAC 부계층 로직이 전송을 위해 예컨대 도 1의 송수신기 RX/TX(1020)같은 PHY 계층 장치에게 요구하는 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MPDU)내의 옥텟의 개수를 나타낸다. 길이(1180) 파라미터는 전송을 시작하라는 요구를 수신한 이후에 MAC과 PHY 사이에서 발생한 옥텟 전달의 개수를 결정하기 위해 PHY에 의해 이용된다.

빔포밍(BF)(1110) 파라미터는 PHY가 MPDU의 전송을 위해 빔포밍을 구현할 것인지의 여부를 지정할 수 있다. 시공간 블록 코딩(STBC)(1112) 파라미터는 예컨대 알라마우티 코드(Alamouti's code)같은 시공간 블록 코딩을 구현할 것인지의 여부를 지정할 수 있다. 그리고 코딩(1114) 파라미터는 BCC(binary convolutional coding) 또는 LDPC(low density parity check coding)을 이용할 것인지를 지정할 수 있다.

어그리게이션(1116) 파라미터는 MPDU 어그리게이션(A-MPDU)를 명령할 것인지의 여부를 지정할 수 있다. SGI(1118) 파라미터는 SGI의 지속기간을 지정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 비트가 짧은 보호 구간을 지정하기 위해 논리 1로 설정되거나 또는 긴 보호 구간을 지정하기 위해 논리 0으로 설정될 수 있고, 두 번째 비트는 짧은 보호 구간 길이 모호성 저감(short guard interval length ambiguity mitigation)을 지정할 수 있다.

CRC(1120) 시퀀스 파라미터는 오류 검사를 위해 11ah-SIG(1100)의 해시(hash)를 포함할 수 있고, 테일(1122) 파라미터는 신호 필드 11ah-SIG(1100)의 끝을 지정하기 위해 예컨대 논리 0 또는 1로 이루어진 비트 시퀀스를 포함할 수 있다.

도 1d는 안테나(1205)와 접속된 보호 구간 검출기의 일 실시예(1200)를 예시한다. 먼저, 1MHz 신호같은 신호가 예컨대 2MHz 장치같은 광대역 장치의 RF 프론트-엔드에 의해 수신된다. 2, 4, 8 및 16MHz 대역폭 장치는 수신기 프로트-엔드에 1MHz 필터링을 포함하지 않는 보호 구간 검출기를 포함할 수 있음을 유의해야 하는데, 그 이유는 이들 장치들이 협대역폭 신호를 디코딩하여 서브 채널 또는 서브 캐리어를 선택할 수 있기 때문이다. 다음, 이 신호는 32㎲의 지연(1210) 이후에 동일한 4㎲ 전송을 탐색함으로써 공지의 CP(혹은 GI) 검출 알고리즘을 통과한다. IEEE 802.11ah OFDM 심볼은 32㎲ 길이일 수 있고, 이 신호의 1/4 또는 1/8은 복사되어 전송의 선두에 긴 GI 또는 짧은 GI로 명명되는 CP로서 삽입된다. 본 실시예는 동일한 전송을 검출할 수 있다. 이 검출은 신호를 이 신호 자신의 지연된 버전에 대해 상관시키고, 긴 GI(1212)와 짧은 GI(1214)를 위한 "N"개 CP 심볼의 평균에 대해 공지의 임계값(1216, 1218)보다 큰 상관 피크(peaks of correlation)를 탐색함으로써 수행될 수 있다.

만약 짧은 GI 또는 긴 GI의 N개 심볼에 걸쳐 평균된, 수신된 신호와 지연된 신호의 상관 피크가 임계(1216, 1218)보다 더 크다면, GI 검출기의 출력은 GI 검출기가 CP를 검출했다는 표시를 출력한다. CP의 검출에 대한 긍정적인 표시에 응답하여, 통신 장치(1030)는 예컨대 통신 장치(1055)같은 데이터 수집 스테이션으로의 데이터 전송을 유예하면서 절전 모드를 완료하거나 진입하도록 전송을 대기하는 대신에 일정 시간 동안 전송하지 않는 것을 결정할 수 있다.

한편, 만약 짧은 GI 또는 긴 GI의 N개 심볼에 걸쳐 평균된, 수신된 신호와 지연된 신호의 상관 피크가 임계(1216, 1218)보다 더 작다면, GI 검출기의 출력은 GI 검출기가 CP를 검출하지 못했다는 표시를 출력하거나 출력을 발생하지 않을 수 있다. CP의 검출에 대한 부정적인 표시 또는 표시의 부재에 응답하여, 통신 장치(1030)는 패킷의 시작 위치 검출 및/또는 에너지 검출에 기초하여 예컨대 통신 장치(1055)같은 데이터 수집 스테이션으로 데이터를 전송할 것인지 여부를 결정할 수 있다.

도 2는 무선 네트워크에서 OFDM 기초 통신을 전송하는 기기(apparatus)의 일 실시예를 예시한다. 이 기기는 MAC 부계층 로직(201)과 PHY 계층 로직(250)에 접속된 송수신기(200)를 포함한다. MAC 부계층 로직(201)과 PHY 계층 로직(250)은 송수신기(200)를 통해 전송하기 위한 PPDU를 발생할 수 있다.

MAC 부계층 로직(201)은 프레임 빌더를 통해 프레임에 MSDU를 캡슐화함으로써 MAC 서비스 데이터 유닛으로부터의 MAC 프로토콜 유닛(MPDU)의 발생을 포함하는 데이터 링크 계층 기능을 구현하기 위해 하드웨어 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임 빌더는 프레임의 기능을 기술하기 위해 프레임이 관리(management), 제어 또는 데이터 프레임(control or data frame) 및 부유형 필드(subtype field)인지를 기술하는 유형 필드를 포함하는 프레임을 발생한다. 제어 프레임은 Ready-To-Send 또는 Clear-To-Send 프레임을 포함할 수 있다. 관리 프레임은 Beacon, Probe Response, Association Response 및 Reassociation Response 프레임 유형을 포함할 수 있다. 제 1 프레임 제어 필드에 후속하는 지속 기간 필드는 이 전송의 지속 기간을 기술한다. 지속 기간 필드는 NAV를 포함하는데, 이것은 통신을 위한 보호 메커니즘으로서 이용될 수 있다. 그리고 데이터 유형 프레임은 데이터를 전송하도록 지정된다. 어드레스 필드는 지속 기간 필드에 후속하며, 전송용으로 의도된 수신기(들)의 어드레스를 기술한다.

PHY 로직(202)은 데이터 유닛 빌더를 포함할 수 있다. 데이터 유닛 빌더는 PPDU를 발생하는 MPDU를 캡슐화하기 위해 도 1c에 예시된 프리앰블 구조같은 프리앰블 구조에 기초하여 프리앰블을 결정할 수 있다. 많은 실시예에서, 데이터 유닛 빌더는 메모리로부터 데이터 프레임 전송, 제어 프레임 전송 또는 관리 전송을 위한 디폴트 프리앰블로서 프리앰블을 선택할 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터 유닛 빌더는 다른 통신 장치로부터 수신된 프리앰블에 대해 값들의 디폴트 집합에 기초하여 프리앰블을 생성할 수 있다. 예를 들어, 농장을 위한 IEEE 802. 11ah에 부합하는 데이터 수집 스테이션은 IEEE 802. 11ah에 부합하는 무선 통신 장치를 통합한 저 전력 센서로부터 주기적으로 데이터를 수신할 수 있다. 이 센서는 일정 시간 동안 저 전력 모드로 진입하고, 주기적으로 데이터를 수집하기 위해 기동하며, 센서에 의해 수집된 데이터를 전송하기 위해 주기적으로 데이터 수집 스테이션과 통신할 것이다. 일부 실시예에서, 센서는 데이터 수집 스테이션과의 통신을 주도적으로 개시하여, 통신 능력의 나타내는 데이터를 전송하고, CTS 등에 응답하여 데이터 수집 스테이션으로 데이터를 통신하기 시작할 것이다. 다른 실시예에서, 센서는 데이터 수집 스테이션에 의한 통신 개시에 응답하여 데이터 수집 스테이션으로 데이터를 전송할 수도 있다.

데이터 유닛 빌더는 하나 이상의 GI와 함께 STF, LTF 및 11ah-SIG 필드를 포함하는 프리앰블을 발생할 수 있다. 많은 실시예에서, 데이터 유닛 빌더는 다른 통신 장치와의 상호작용을 통해 선정된 통신 파라미터에 기초하여 프리앰블을 생성할 수 있다.

송수신기(200)는 수신기(204)와 송신기(206)를 포함한다. 송신기(206)는 인코더(208), 변조기(210), OFDM(212) 및 DBF(214) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 송신기(206)의 인코더(208)는 MAC 부계층 로직(202)로부터의 전송을 위해 예정된 데이터를 수신한다. MAC 부계층 로직(202)은 예컨대 데이터 바이트같은 블록 또는 심볼로 데이터를 송수신기(200)로 제공할 수 있다. 인코더(208)는 공지되거나 개발된 많은 알고리즘 중 임의의 하나를 이용해 데이터를 인코딩할 수 있다. 인코딩은 복수의 상이한 목적 중 하나 이상을 달성하도록 행해질 것이다.

본 실시예에서, 인코더(208)는 BCC를 구현하거나 LDPC를 구현할 수 있으며, 다른 인코딩도 마찬가지로 구현할 수 있다.

송신기(206)의 변조기(210)는 인코더(208)로부터 데이터를 수신한다. 변조기(210)의 목적은 인코더(208)로부터 수신된 이진 데이터의 각각의 블록을 상향 변환 및 증폭 즉시 안테나에 의해 전송될 수 있는 고유의 파형으로 변환하는 것이다. 변조기(210)는 수신된 데이터 블록을 선택된 주파수의 정현파상에 각인한다. 더 구체적으로, 변조기(210)는 데이터 블록을 정현파의 이산적인 진폭의 대응하는 집합으로 사상하거나, 정현파의 이산적인 위상의 집합으로 사상하거나, 또는 정현파의 주파수에 대한 이산적인 주파수 변이의 집합으로 사상한다. 변조기(210)의 출력은 대역 통과 신호이다.

일 실시예로, 변조기(210)는 정보 시퀀스로부터의 두 개의 분리된 k-비트 심볼을 두 개의 직교 캐리어, cos(2πft) 및 sin(2πft)d에 각인하는 QAM을 구현할 수도 있다. QAM은 ASK(amplitude-shift keying) 디지털 변조 방식을 이용하여 두 개의 캐리어 파형의 진폭을 변경(변조)함으로써 두 개의 디지털 비트 스트림을 수송한다. 두 개의 캐리어 파형은 서로 약 90°만큼 위상차를 나타내므로, 직교 캐리어 또는 직교 성분으로 불린다. 변조 파형은 합산되고, 그 결과의 파형은 PSK 및 ASK의 조합이다. 유한 개수의 적어도 두 개의 위상과 적어도 두 개의 진폭이 이용된다.

변조기(210)의 출력은 시공간 블록 코딩(STBC)을 통해 OFDM(212)으로 공급될 수 있다. OFDM(212)은 변조기(210)로부터 변조된 데이터를 복수의 직교 서브 캐리어에 각인시킨다. OFDM(212)의 출력은 DBF(214)로 공급된다. 디지털 빔 포밍 기술은 무선 시스템의 효율과 용량을 증가시키기 위해 활용된다. 일반적으로, 디지털 빔 포밍은 개선된 시스템 성능을 달성하기 위해 안테나 요소의 어레이에 대해 수신 및 전송된 신호에 대해 동작하는 디지털 신호 처리 알고리즘을 이용한다. 예를 들어, 복수의 공간 채널이 형성될 수 있고, 각각의 공간 채널은 복수의 사용자 단말기의 각각에 대해 전송 및 수신된 신호 전력을 최대화하도록 독립적으로 움직여진다. 또한, 디지털 빔 포밍은 다중 경로 페이딩(multi-path fading)을 최소화하고 동일 채널 간섭(co-channel interference)을 거부하기 위해 적용될 수 있다.

송신기(206)는 OFDM 심볼을 시간 도메인으로 변환하는 역 고속 퓨리에 변환 로직(inverse fast Fourier tramsform logic)(215)과, 송신 체인(transmit chain)에서 OFDM 심볼들 사이에 GI를 삽입하는 GI 삽입 로직(217)을 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, GI는 짧은 GI이거나 긴 GI일 수 있고, 많은 OFDM 심볼의 마지막으로부터의 번호 비트의 복사본을 포함할 수 있다.

GI가 신호에 삽입된 이후에, 송신기 프론트 엔드(240)는 전송을 위한 신호를 준비할 수 있다. 많은 실시예에서, 송신기 프론트 엔드(24)의 무선 장치(242)는 신호를 안테나 어레이(218)를 통해 전송하기 이전에 신호를 증폭하는 전력 증폭기(PA)(244)를 포함한다. 일부 실시예에서, 저 전력 장치는 전력 증폭기(244)를 포함하지 않을 수도 있고, 또는 전력 소비를 줄이기 위해 전력 증폭기(244)를 우회하는 능력을 포함할 수도 있다. 송수신기(200)는 안테나 어레이(218)에 연결된 듀플렉서(duplexer)(216)를 포함할 수도 있다. 그러므로, 이 실시예에서, 단일 안테나 어레이는 전송과 수신 모두에 이용된다. 송신시, 신호는 듀플렉서(216)를 통과하고, 상향 변환된 정보 함유 신호와 함께 안테나를 구동한다. 송신 동안에, 듀플렉서는 전송될 신호가 수신기(204)로 진입하는 것을 막는다. 수신시, 안테나 어레이에 의해 수신된 정보 함유 신호는 듀플렉서(216)를 통과하여 신호를 안테나 어레이로부터 수신기(204)로 전달한다. 이때 듀플렉서(216)는 수신된 신로가 송신기(206)로 진입하는 것을 막는다. 따라서, 듀플렉서(216)는 수신기(204)와 송신기(206)에 대해 안테나 어레이 요소를 교번적으로 연결하는 스위치처럼 동작한다.

안테나 어레이(218)는 정보 함유 신호를 시변하는 공간 분포의 전자기 에너지로 방사하는데, 이것은 수신기의 안테나에 의해 수신될 수 있다. 다음, 수신기는 수신된 신호의 정보를 추출할 수 있다. 안테나 요소의 어레이는 시스템 성능을 최적화하도록 조정될 수 있는 다중의 공간 채널을 발생할 수 있다. 상반적으로, 수신 안테나에서 방사 패턴의 다중 공간 채널은 상이한 공간 채널로 분리될 수 있다. 그러므로, 안테나 어레이(218)의 방사 패턴은 상당히 선택적일 수 있다. 안테나 어레이(218)는 인쇄 회로 기판 금속화 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들면, 마이크로스트립(microstrips), 스트립라인(striplines), 슬롯라인(slotlines) 및 패치(patches)는 모두 안테나 어레이(218)가 될 수 있다.

송수신기(200)는 정보 함유 신호를 수신, 복조 및 디코딩하는 수신기(204)를 포함할 수 있다. 수신기(204)는 1차 동작 주파수(primary frequency)에서 캐리어를 제거하고 신호를 증폭하기 위한 저 잡음 증폭기(254)와 함께 무선 장치(252)를 갖는 수신기 프론트 엔드(250)를 포함한다. 수신기는 또한 송신기(206)가 무선 매체상에서 통신을 전송할 수 있는지를 결정할 목적으로 신호가 무선 매체상에서 전송되고 있는지를 결정하기 위한 CCA 로직(256)을 포함할 수 있다.

CCA 로직(256)은 매체가 사용중인지 결정하기 위한 하나 이상의 상이한 신호 검출기를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, CCA 로직(256)은 에너지 검출기(257), SOP 검출기(258) 및 GI 검출기(259)를 포함한다. 에너지 검출기(257)는 일부 실시예에서 신호 에너지로부터 잡음 에너지를 구별하기 위해 안테나에 의해 수신된 에너지를 임계 에너지 레벨에 대해 비교할 수 있다. SOP 검출기(258)는 무선 매체를 통해 전송되고 있는 패킷의 시작부의 표시와 관련해 착신 신호를 감시할 수 있다. 그리고 GI 검출기(259)는 송수신기(200) 대역폭의 1차 채널과, 일부 실시예에서는 하나 이상의 비 1차 채널상에서 신호내의 GI를 검출할 수 있다. 예를 들어, 만약에 송수신기(200)가 예컨대 900MHz의 1차 동작 주파수상에 16MHz 대역폭에서 전송할 수 있다면, 송수신기(200)는 900MHz의 1차 동작 주파수상의 하나 이상의 1MHz 대역폭 신호, 2Mhz 대역폭 신호, 4MHz 대역폭 신호 및 8Mhz 대역폭 신호에 대해 GI 검출을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, GI 검출기(259)는 도 1d에 예시된 GI 검출 로직(1200)같은 검출 로직을 포함할 수 있다.

수신기(204)는 수신된 신호로부터 GI를 제거하는 GI 제거 로직(260)과, 시간 도메인 신호를 주파수 기초 신호로 변환하는 고속 퓨리에 변환(FFT)(219)을 포함할 수도 있다. 수신기(204)는 또한 DBF(220), OFDM(222), 복조기(224) 및 디코더(226) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 수신된 신호는 안테나 요소(218)로부터 DBF(220)로 공급된다. DBF(220)는 N개의 안테나 신호를 L개의 정보 신호로 변환시킨다.

DBF(220)의 출력은 OFDM(222)으로 공급된다. OFDM(222)은 복수의 서브 캐리어로부터 정보를 추출하는데, 이 복수의 서브캐리어에는 정보 함유 신호가 변조되어 있다.

복조기(224)는 수신된 신호를 복조한다. 복조는 비복조된 정보 신호를 발생하기 위해 수신된 신호로부터 정보를 추출하는 프로세스이다. 복조의 방법은 정보가 수신된 캐리어 신호에 변조된 방법에 따른다. 그러므로, 예를 들어 만약에 변조가 BPSK이면, 복조는 위상 정보를 이진 시퀀스로 변환하는 위상 검출을 수반한다. 복조는 정보의 비트의 시퀀스를 디코더로 제공한다. 디코더(226)는 복조기(224)로부터 수신된 데이터를 디코딩하여, 디코딩된 정보 MPDU를 MAC 부계층 로직(202)으로 전송한다.

당업자라면, 송수신기가 도 2에 도시되지 않은 다양한 추가의 기능을 포함할 수 있고 수신기(204)와 송신기(206)가 송수신기로서 패키지되는 것이 아닌 별개의 장치일 수도 있음을 인지할 것이다. 예로서, 송수신기의 실시예는 DRAM, 기준 발진기, 필터링 회로, 동기화 회로, 그리고 가능하다면 다중 주파수 변환 스테이지, 그리고 다중 증폭 스테이지 등을 포함할 수도 있다. 또한, 도 2에 도시된 기능 중 일부는 통합될 수도 있다. 예를 들어, 디지털 빔 포밍은 OFDM과 통합될 수도 있다.

도 3은 도 1 및 도 1a 내지 도 1d에 예시된 실시예처럼 전송간에 충돌을 완화하는 흐름도를 도시한다. 흐름도(300)는 요소(305)에서 신호를 수신하면서 시작한다. 통신 장치는 절전 모드에서 기동하여, 데이터 수집 스테이션으로 데이터를 전송할 것을 결정한다. 데이터를 데이터 수집 스테이션으로 전송하기 전에, 통신 장치는 CCA를 수행하여, 진행중인 전송과의 충돌없이 데이터가 전송될 수 있는지 결정한다.

CCA를 수행하기 위해서, 통신 장치의 수신기에 접속된 CCA 로직은 신호가 무선 매체의 채널상에서 현재 전송중인지 결정하는 하나 이상의 검출기를 활용한다. 많은 실시예에서, CCA 로직은 통신 장치의 1차 채널상에서 캐리어 감지 및 에너지 검출을 수행할 수 있다. 1차 채널은 예컨대 통신 장치의 대역폭의 상위 절반 또는 하위 절반일 수 있다. 이런 실시예에서, 대역폭의 다른 절반은 2차 채널로 지정될 수 있다. 일부 실시예에서, 특정 채널의 일부는 1차 채널로 지정될 수 있고, 이 대역폭의 다른 부분은 비 1차 채널로 지정될 수 있다. 예시를 위해, 만약에 통신 장치가 900MHz 1차 동작 주파수상의 4MHz 대역폭 장치라면, 1차 채널은 4MHz 채널의 하위 2MHz 대역폭을 포함할 수 있고, 2차 채널은 4MHz 채널의 하위 2MHz 대역폭을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 1차 채널은 1MHz 대역폭 채널을 포함할 수 있고, 비 1차 채널은 다른 3개의 1Mhz 대역폭 채널을 포함할 수 있다. 또다른 실시예에서, 1차 채널과 비 1차 채널은 동일한 1차 동작 주파수상의 하나 이상의 상이한 대역폭 채널을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 1차 및 비 1차 채널은 호환 가능한 장치와 관련한 사양에 의해 정의될 수 있다. 다른 실시예에서, 1차 및 비 1차 채널은 예컨대 장치의 그룹 또는 네트워크를 위한 액세스 포인트같은 코디네이터(coordinator)에 의해 정의될 수도 있다. 또다른 실시예에서, 사양들은 장치의 네트워크 또는 그룹에서 동작하는 장치들의 개수 및/또는 유형에 따른 지정을 안내한다.

신호를 수신한 이후, 통신 장치의 CCA 로직은 1차 채널상의 신호를 획득하기 위해 신호를 검출 및 필터링할 수 있다(요소(310)). 많은 실시예에서, 광대역 장치는 신호를 필터링할 필요없이 1차 채널을 캡처할 수 있거나, 또는 이 장치가 1차 채널과 연관된 서브캐리어만 선택함으로써 신호를 필터링할 수도 있다. 다른 실시예에서, 통신 장치는 1차 채널을 선책하는 대역폭 필터를 구현할 수도 있다.

1차 채널상의 신호를 결정하는 즉시, 통신 장치의 CCA 로직은 1차 채널상의 신호를 이 신호의 지연된 버전에 대해 상관시켜서 1차 채널상의 보호 구간(GI)을 검출할 수 있다(요소(315)). 1차 채널상에서 GI의 검출에 응답하여, CCA 로직은 신호가 1차 채널상에서 전송되고 있음을 결정할 수 있고, 일정 시간 전송을 유예할 수 있다(요소(320)). 일부 실시예에서, 예컨대 1차 채널상에서의 GI의 검출은 CCA로 하여금 매체가 사용중임을 나타내는 것으로 결정하게 하기에 충분하다. 다른 실시예에서, CCA 로직은 1차 채널상의 GI의 존재가 확률과 연관되고, 에너지 검출이 확률과 연관되며, SOP 검출이 확률과 연관된다고 결정할 수 있다. CCA 로직은 신호 검출기의 각각과 연관된 확률에 기초하여 1차 채널상에 신호가 존재하는 확률을 결정할 수 있고, 신호 검출기의 각각 또는 그 조합과 연관된 결과 및 확률에 기초하여 무선 매체가 사용중임을 나타내는지 여부를 결정할 수 있다. 많은 실시예에서, CCA 로직은 GI가 하나 이상의 1차 채널상에서 검출되는지 결정할 수 있고, 이러한 결정을 매체가 사용중인지 여부를 결정하는데 참작할 수도 있다.

많은 실시예에서, 통신 장치는 매체가 사용중인지 또는 일정 시간에 걸쳐 CCA 로직의 출력이 없는지에 대한 판정에 근거할 것이다. 예컨대, 통신 장치는 수 마이크로 초의 시간, 수 초의 시간, 캐리어의 사이클 주기 등에 걸쳐 매체가 사용중이다 또는 매체가 사용중이 아니다라는 일관성에 대한 출력을 감시할 수 있다. 매체가 사용중이라는 결정에 응답하여, CCA 로직은 매체기 사용중이라는 결정에 연관된 규칙을 따를 것이다. 예컨대, 일부 실시예에서, 이 규칙은 통신 장치가 데이터 전송을 유예하고 절전 모드로 재진입하며 나중에 기동하여 데이터 수집 스테이션으로 데이터를 전송할지 말지를 결정하기 위해 새로운 CCA를 수행해야 한다고 나타낼 수도 있다(요소(360)). 다른 실시예는 데이터 수집 장치로 데이터를 전송하기 위해 다음에 스케줄된 시간이 될 때까지 장치가 절전 모드에서 대기해야 한다고 나타내는 규칙을 포함할 수도 있다. 다른 실시예들은 장치가 전송의 종료를 대기한 뒤에 새로운 CCA 수행해야 한다고 나타내는 규칙을 포함할 수도 있다.

도 4에 주어진 흐름도(400)는 예컨대 CCA 로직(1041) 또는 도 1 내지 도 3에 예시된 실시예 중 하나 이상과 함께 설명된 CCA 로직같은 CCA 로직에 의해 수행되는 프로세스의 실시예를 설명한다. 흐름도(400)는 제 2 스테이션(STA)으로 패킷을 전송할 준비가 되어 있으면서 CCA 규칙을 수행하는 것이 필요한 스테이션과 함께 시작한다(요소(402)). 예컨대, STA는 마지막 스케줄링된 패킷 전송 이후에 일정 시간에 걸쳐 수집된 센서 데이터를 전송할 준비가 되어 있다.

일단 STA가 패킷을 전송할 준비가 되면, STA의 CCA 로직은 STA가 방금 절전 모드를 빠져 나와서 활성 모드로 진입했는지 여부를 결정할 것이다(요소(403)). 만약 STA가 활성 모드로 진입하기 위해 방금 절전 모드에서 기동하지 않았다면, STA는 패킷의 시작 위치를 검출하고/하거나 갱신된 NAV를 수신하여, 매체가 전송에 이용될 수 있거나 또는 매체가 패킷 전송에 이용 가능한 다음 시간을 결정한다. 만약 STA가 방금 기동하지 않았다면, STA는 SOP 검출 및 에너지 검출을 구현함으로써 표준 CCA 규칙을 따를 것이다. 일부 실시예에서, CCA 규칙은 비 1차 채널상에서의 GI검출을 포함할 수도 있다.

반대로, 만약에 STA가 활성 모드로 진입하기 위해 방금 절전 모드에서 빠져 나왔다면, STA는 다른 STA에 의한 패킷 전송의 중간에 기동했을 가능성이 있다. 일부 실시예에서, STA는 갱신된 NAV를 수신하고 이 NAV를 해석하여, NAV가 만료에 근접할 때까지 STA가 절전 모드로 진입해야 한다고 결정할 수도 있다. 그러므로, 몇몇 실시예에서, STA는 NAV가 갱신되는지 또는 만료되지 않는지를 결정할 수도 있다. 만약에 NAV가 만료되지 않는다면, STA는 NAV의 만료를 대기할 수 있고/있거나 SOP 검출 및 에너지 검출을 구현함으로써 표준 CCA 규칙을 따를 것이다(요소(410)).

만약 STA가 방금 절전 모드에서 기동하고 NAV 타이머가 만료되었음을 결정하면, STA는 1차 채널상에서의 SOP 검출 및 에너지 검출과 동시에 예컨대 도 1d에 예시된 GI 검출기(1200)같은 로직과 함께 1차 채널상에서 GI 검출을 수행할 것이다(요소(405)). 2, 4, 7 및 16MHz 대역폭 장치의 경우, 1MHz 장치와 달리 고 대역폭 전송이 프리앰블 및 SIGNAL 필드를 복제할 것이다. 예를 들어, 2MHz 대역폭 장치는 4MHz 대역폭 SIGNAL 필드를 디코딩할 수 있고, 정확한 NAV 정보를 가질 수 있지만, 이것은 2MHz 대역폭 장치가 기동하여 SOP를 수신하는 것과 SIGNAL 필드를 디코딩하는 것이 가능할 경우에만 발생한다. 고 대역폭 장치에 대해 이러한 프로시저를 구현하는 일부 실시예의 이점은 이들이 더 자주 절전 모드에 머물 수 있다는 것이다.

채널을 검사하기 위해, GI 검출기는 1Mhz 대역폭 전송을 수신하고, 신호를 1MHz의 1차 채널 신호로 대역 제한하며, 이 신호를 GI 검출 로직 또는 검출기로 병렬 경로에서 전송할 수 있는데, 여기서 병렬 경로 중 적어도 하나는 지연된다. GI 검출기는 1차 채널 신호를 이 1차 채널 신호의 지연된 버전에 대해 상관시키고, 상관 피크를 임계값과 비교한다. 만약 피크가 임계값을 초과하면, GI 검출기는 1MHz 대역폭 전송이 1차 채널상에 존재함을 판정할 수 있고, 이에 대한 응답으로 전송이 전송을 시도하기 전에 완료되게 하는 일정 시간 동안 전송을 유예할 수 있다.

SOP 검출 및 에너지 검출(요소(410))을 수행한 이후, 또는 1차 채널상에서의 SOP 검출 및 에너지 검출과 동시에 1차 채널상에서의 GI 검출(요소(405))을 수행한 이후에, CCA 로직은 매체가 사용중이 아닌 것으로 클리어 채널 평가를 나타낼 것인지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 예컨대 CC 로직은 신호 검출 방법 중 어떤 검출 방법이 매체가 사용중임을 나타내는지를 결정할 수 있다(요소(406)). 만약 검출 방법 중 어떤 것도 매체가 사용중이라는 긍정 판정을 내리지 않으면, CCA 로직은 MAC 부계층 로직에 대해 매체가 사용중이 아니라는 CCA를 나타낸다(요소(420)).

SOP 검출 및 에너지 검출(요소(410))을 수행한 이후, 또는 1차 채널상에서의 SOP 검출 및 에너지 검출과 동시에 1차 채널상에서의 GI 검출(요소(405))을 수행한 이후에, CCA 로직은 클리어 채널 평가가 매체가 사용중임을 결정할 수 있고, 따라서 통신 장치는 전송을 유예하고 적절한 상태로 천이한다(요소(407)). 일부 실시예에서, 예컨대 CCA 로직은 모든 신호 검출 방법이 매체가 사용중이 아님을 지정한 경우 전송은 유예되어야 한다고 결정할 수 있다.

다음의 예들은 다른 실시예들와 관련된다. 일 실시예는 방법을 포함한다. 이 방법은 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하는 것에 응답하여, 매체가 사용중인지를 결정하기 위해, 1차 동작 주파수상의 1차 채널상의 보호 구간 검출뿐만 아니라 1차 채널상의 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수상의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 수행하는 단계와; 상기 수행 단계에 기초하여 매체가 사용중인지 결정하는 단계와; 매체가 사용중이라는 결정에 응답하여 일정 시간 동안 전송을 유예하기 위해, 매체가 사용중이라는 표시를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 이 방법은 매체가 사용중이 아니라는 사실을 결정한 것에 응답하여 매체가 사용중이 아니라는 클리어 채널 평가를 출력하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 이 방법은 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 천이했는지를 결정하는 단계와; 네트워크 할당 벡터가 아직 유효한지(unexpired)를 결정하는 단계와; 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하지 않은 경우 또는 네트워크 할당 벡터가 갱신된다는 표시(indication)가 존재하는 경우에, 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수 규칙의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 후속하는 단계를 더 포함한다. 많은 실시예에서, 이 방법은 네트워크 할당 벡터가 갱신되지 않음을 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 일부 실시예에서, 1차 동작 주파수의 1차 채널상의 보호 구간 검출을 수행하는 단계는 장치에 의해 1차 동작 주파수상의 신호를 수신하는 단계와; 1차 채널상의 신호를 선택하는 단계와; 1차 채널상의 신호에서 보호 구간을 검출하기 위해 1차 채널상의 신호를 상관(correlating)하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 상관하는 단계는 하나 이상의 피크가 임계 상관값을 초과하는지를 결정하기 위해 상기 상관내의 피크를 비교하는 단계를 포함한다. 그리고 일부 실시예에서, 상기 상관하는 단계는 1차 채널상의 신호를 1차 채널상의 신호의 지연된 버전(version)에 대해 상관하는 단계를 포함한다.

주요 동작 주파수상의 상이한 대역폭에서 동작하는 장치들의 전송간 충돌을 완화하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램 제품도 개시되는데, 이 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드가 내장된 컴퓨터 이용가능 매체를 포함하되, 상기 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드는 전술한 방법의 모든 실시예 또는 임의의 하나 이상의 실시예에 따른 방법을 수행하는 동작을 수행하도록 구성된 컴퓨터 이용가능 프로그램 코드를 포함한다.

하드웨어 및 코드를 포함하는 적어도 하나의 시스템은 전술한 방법의 모든 실시예 또는 임의의 하나 이상의 실시예에 따른 방법을 수행할 수 있다.

다른 실시예들은 기기를 포함한다. 이 기기는 무선 장치와; 상기 무선 장치에 접속된 클리어 채널 평가(CCA) 로직을 포함하되, 상기 CCA 로직은 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하는 것에 응답하여, 매체가 사용중인지를 결정하기 위해, 1차 채널상의 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수상의 1차 채널상의 보호 구간 검출뿐만 아니라 1차 동작 주파수상의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 수행하고; 상기 수행에 기초하여 매체가 사용중인지 결정하며; 매체가 사용중이라는 결정에 응답하여 일정 시간 동안 전송을 유예하기 위해, 매체가 사용중임을 나타내는 클리어 채널 평가를 출력한다.

일부 실시예에서, 이 기기는 1차 채널에 대해 신호를 선택하는 로직을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 매체가 사용중이 아닌 경우에 클리어 채널 평가를 나타내는 로직을 포함한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 로직을 포함하되, 상기 로직은 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 천이했는지 결정하고; 네트워크 할당 벡터가 아직 유효한지를 결정하며; 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하지 않은 경우 또는 네트워크 할당 벡터가 갱신된다는 표시가 존재하는 경우에, 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수 규칙의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 후속한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 보호 구간 로직을 포함하되, 상기 보호 구간 로직은 1차 동작 주파수상의 신호를 수신하고; 1차 채널에 대해 신호를 선택하며; 1차 채널상의 신호에서 보호 구간을 검출하기 위해 1차 채널상의 신호를 상관한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 하나 이상의 피크가 임계 상관값을 초과하는지를 결정하기 위해 상기 상관내의 피크를 비교하는 보호 구간 로직을 포함한다. 그리고 기기의 일부 실시예에서, CCA 로직은 1차 채널상의 신호를 1차 채널상의 신호의 지연된 버전에 대해 상관하는 보호 구간 로직을 포함한다.

다른 실시예는 시스템을 포함한다. 이 시스템은 전송을 위해 프레임을 발생하는 매체 액세스 제어 로직과; 클리어 채널 평가(CCA) 로직을 포함하는 수신기―상기 CCA 로직은 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하는 것에 응답하여, 매체가 사용중인지를 결정하기 위해, 1차 동작 주파수의 1차 채널상의 보호 구간 검출뿐만 아니라 1차 채널상의 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수상의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 수행하고; 상기 수행에 기초하여 매체가 사용중인지 결정하며; 1차 채널상에서 보호 구간을 검출하는 것에 응답하여 일전 시간 동안 전송을 유예하기 위해, 매체가 사용중이라는 표시를 출력함―와; 매체가 사용중이라는 결정에 응답하여 일정 시간 동안 전송을 유예하는 송신기를 포함한다.

일부 실시예에서, 시스템은 신호를 수신하는 수신기와 접속된 안테나를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 매체가 사용중이 아닌 경우에 클리어 채널 평가를 나타내는 로직을 포함한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 로직을 포함하되, 상기 로직은 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 천이했는지 결정하고; 네트워크 할당 벡터가 아직 유효한지를 결정하며; 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하지 않은 경우 또는 네트워크 할당 벡터가 갱신된다는 표시가 존재하는 경우에, 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수 규칙의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 후속한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 보호 구간 로직을 포함하되, 상기 보호 구간 로직은 1차 동작 주파수상의 신호를 수신하고; 1차 채널에 대해 신호를 선택하며; 1차 채널상의 신호에서 보호 구간을 검출하기 위해 1차 채널상의 신호를 상관한다. 일부 실시예에서, CCA 로직은 하나 이상의 피크가 임계 상관값을 초과하는지를 결정하기 위해 상기 상관내의 피크를 비교하는 보호 구간 로직을 포함한다. 그리고 시스템의 일부 실시예에서, CCA 로직은 1차 채널상의 신호를 1차 채널상의 신호의 지연된 버전에 대해 상관하는 보호 구간 로직을 포함한다.

다른 실시예는 프로그램 제품을 포함한다. 이 프로그램 제품은 주요 동작 주파수상의 상이한 대역폭에서 동작하는 장치들의 전송간 충돌을 완화하는 명령어를 포함하는 매체를 포함할 수 있다. 실행시 상기 명령어는 수신기로 하여금 동작들을 수행하게 하는데, 상기 동작들은 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하는 것에 응답하여, 매체가 사용중인지를 결정하기 위해, 1차 동작 주파수상의 1차 채널상의 보호 구간 검출뿐만 아니라 1차 채널상의 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수상의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 수행하는 동작과; 상기 수행에 기초하여 매체가 사용중인지 결정하는 동작과; 매체가 사용중이라는 결정에 응답하여 일정 시간 동안 전송을 유예하는 클리어 채널 평가를 출력하는 동작을 포함한다.

일부 실시예에서, 프로그램 제품은 매체가 사용중이 아나라는 결정에 응답하여 매체가 사용중이 아님을 나타내는 클리어 채널 평가를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로그램 제품은 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 천이했는지 결정하는 것과; 네트워크 할당 벡터가 아직 유효한지를 결정하는 것과; 스테이션이 절전 모드로부터 활성 모드로 진입하지 않은 경우 또는 네트워크 할당 벡터가 갱신된다는 표시가 존재하는 경우에, 패킷 시작 위치 검출 및 에너지 검출과, 1차 동작 주파수 규칙의 비 1차 채널상의 보호 구간 검출을 후속하는 것을 더 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 프로그램 제품은 네트워크 할당 벡터가 갱신되지 않음을 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 1차 동작 주파수상의 1차 채널상의 보호 구간 검출을 수행하는 것은 장치에 의해 1차 동작 주파수상의 신호를 수신하는 것과; 1차 채널에 대해 신호를 선택하는 것과; 1차 채널상의 신호에서 보호 구간을 검출하기 위해 1차 채널상의 신호를 상관하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 상기 상관하는 것은 하나 이상의 피크가 임계 상관값을 초과하는지를 결정하기 위해 상기 상관내의 피크를 비교하는 것을 포함한다. 그리고 일부 실시예에서, 상기 상관하는 것은 1차 채널상의 신호를 1차 채널상의 신호의 지연된 버전에 대해 상관하는 것을 포함한다.

일부 실시예에서, 위의 개시 내용과 특허 청구범위에서 설명된 모든 특징들 또는 일부 특징들은 일 실시예에서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 어떤 대안이 구현될 것인지 결정하는 로직이나 선호도에 따라 선택적인 특징들이 실시예에서 대안으로서 구현될 수도 있다. 서로 배타적이지 않은 특징들을 갖는 일부 실시예는 특징들 중 하나 이상을 활성화 또는 비활성화하는 논리 또는 선택가능한 선호도를 포함할 수 있다. 예컨대 일부 특징은 회로 경로 또는 트랜지스터를 포함 또는 제거함으로써 제조시에 선택될 수 있다. 더욱이, 특징들은 예컨대 딥스위치(dipswitch) 등처럼 논리 또는 선택가능한 선호도를 통해 배치와 동시에 또는 배치 이후에 선택될 수도 있다. 소프트웨어 선호도, e-퓨즈(fuse) 등과 같은 선택가능한 선호도를 통해 사용자는 여전히 다른 특징들을 선택할 수 있다.

많은 실시예들이 하나 이상의 유리한 효과를 가질 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예는 표준 MAC 헤더 사이즈에 비해 감소된 MAC 헤더 사이즈를 제공할 수 있다. 다른 실시예는 예컨대 더 작은 패킷 사이즈같은 하나 이상의 유리한 효과를 포함할 수 있는데, 이것은 보다 효율적인 전송, 통신의 송신기 및 수신기측 모두에서의 더 적은 데이터 트래픽으로 인한 저 전력 소비, 더 적은 트래픽 갈등, 패킷의 전송 또는 수신을 대기하는 더 작은 대기시간 등의 효과를 갖는다.

다른 실시예는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 시스템, 기기 및 방법을 구현하는 프로그램 제품으로서 구현된다. 실시예들은 전체적으로 하드웨어 실시예의 형태를 취하거나, 예컨대 하나 이상의 프로세서와 메모리같은 범용 하드웨어를 통해 구현된 소프트웨어 실시예의 형태를 취하거나, 또는 전용 하드웨어와 소프트웨어 요소 모두를 포함하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 일 실시예는 소프트웨어 또는 코드로 구현되는데, 제한하려는 것은 아니지만 이것은 펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 또는 다른 유형의 실행가능 명령어를 포함한다.

더 나아가, 실시예들은 컴퓨터, 모바일 장치 또는 다른 명령어 실행 시스템에 의해 또는 이들과 함께 이용하기 위한 프로그램 코드를 제공하는 머신 액세스 가능, 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독가능 매체로부터 액세스 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수도 있다. 이것을 위해, 머신 액세스 가능, 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독가능 매체는 명령어 실행 시스템 또는 기기에 의해 또는 이들과 함께 이용하기 위한 프로그램을 포함하거나, 저장하거나, 통신하거나, 전파하거나 또는 수송할 수 있는 임의의 기기 또는 제조물이다.

매체는 전기적, 자기적, 광학적, 전자기적 또는 반도체의 시스템 매체를 포함할 수 있다. 머신 액세스가능, 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리같은 메모리를 포함한다. 메모리는 예를 들면 반도체나 메모리나 고체 상태 메모리를 포함할 수 있는데, 예컨대 플래시 메모리, 자기 테이프, 착탈식 컴퓨터 디스켓, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), 강성 자기 디스크 및/또는 광학 디스크를 포함할 수 있다. 현재의 광학 디스크의 예로서, CD-ROM(compact disk-read only memory), CD-R/W(compact disk-read/write memory), DVD-ROM(digital video disk-ROM), DVD-RAM, DVD-R(DVD-Recordable memory) DVD-R/W를 들 수 있다.

프로그램 코드를 저장 및/또는 실행하기 적합한 명령어 실행 시스템은 시스템 버스를 통해 메모리로 직접적 또는 간접적으로 접속된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 코드의 실제 실행 동안 활용되는 로컬 메모리와, 예컨대 DRAM같은 대용량 저장장치와, 실행 동안 대용량 저장장치로부터 검색되어야 하는 타임 코드의 개수를 줄이기 위해 적어도 일부 코드의 일시적 저장을 제공하는 캐시 메모리를 포함할 수 있다.

입력/출력 또는 I/O 장치(제한하려는 것은 아니지만, 키보드, 디스플레이, 포인팅 장치 등을 포함)는 매개 I/O 콘트롤러를 통하거나 직접적으로 명령어 실행 시스템에 접속될 수 있다. 네트워크 어댑터는 명령어 실행 시스템에 접속되어, 명령어 실행 시스템이 매개 사설망 또는 공중망을 통해 다른 명령어 실행 시스템 또는 원격 프린터 또는 저장 장치에 접속될 수 있게 한다. 모뎀, 블루투스™, 이더넷, 와이파이 및 와이다이(WiDi) 어댑터 카드는 현재 입수 가능한 네트워크 어댑터 유형의 단지 일부일 뿐이다.

Claims

물리 계층(PHY) 회로 및 매체 액세스 제어 계층(MAC) 회로를 구비한 하드웨어 프로세싱 회로를 포함하는 무선 스테이션(STA)으로서,
상기 하드웨어 프로세싱 회로는,
1 GHz 미만의 주파수를 통한 시그널링을 지원하는 기본 서비스 집합(BSS;basic service set)에서의 통신을 개시하고,
상기 BSS에서 1GHz 미만의 주파수에서의 동작 파라미터를 나타내는 정보를 포함한 전송(a transmission)을 송신하는
무선 스테이션(STA).
제1항에 있어서,
상기 PHY 회로는
상기 BSS에서 동작되는 동안 상기 STA에 의해 사용될 대역폭을 설정하고,
상기 대역폭에서 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)을 전송하는
무선 스테이션(STA).
제2항에 있어서,
상기 PHY 회로는 동작 대역폭을 1 MHz로 설정하는
무선 스테이션(STA).
제2항에 있어서,
상기 PHY 회로는 동작 대역폭을 적어도 2 MHz로 설정하는
무선 스테이션(STA).
제1항에 있어서,
상기 정보는 상기 BSS의 채널의 폭을 포함하는
무선 스테이션(STA).
제5항에 있어서,
상기 정보는 상기 채널의 1차 채널이 상기 채널의 상측에 위치하는지 또는 하측에 위치하는지를 나타내는 정보를 더 포함하는
무선 스테이션(STA).
제6항에 있어서,
상기 1차 채널은 1MHz의 대역폭을 갖는
무선 스테이션(STA).
시스템으로서,
송수신기와,
프로세싱 회로를 포함하되,
상기 프로세싱 회로는,
1 GHz 미만의 주파수를 통한 시그널링을 지원하는 기본 서비스 집합(BSS;basic service set)에서의 통신을 개시하고,
상기 BSS에서 1GHz 미만의 주파수에서의 동작 파라미터를 나타내는 정보를 포함한 전송(a transmission)을 송신하는
시스템.
제8항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는 또한 상기 BSS에서 동작되는 동안 상기 시스템에 의해 사용될 대역폭을 설정하기 위한 TXVECTOR 파라미터를 초기화할 수 있으며,
상기 송수신기는 2개 이상의 안테나에 연결되며, 상기 TXVECTOR 파라미터에 의해 표시되는 대역폭에서 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)을 전송하는
시스템.
제9항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는 동작 대역폭을 1MHz로 설정하는
시스템.
제9항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는 동작 대역폭을 적어도 2MHz로 설정하는
시스템.
제9항에 있어서,
상기 정보는 상기 BSS의 채널의 폭을 포함하는
시스템.
제12항에 있어서,
상기 정보는 상기 채널의 1차 채널이 상기 채널의 상측에 위치하는지 또는 하측에 위치하는지를 나타내는 정보를 더 포함하는
시스템.
제13항에 있어서,
상기 1차 채널은 1MHz의 대역폭을 갖는
시스템.
하나 이상의 프로세서에 의하여 실행되어 무선 네트워크에서 통신 스테이션(STA)을 동작시키는 동작을 수행하는 명령어가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서,
상기 동작은 상기 STA로 하여금,
1 GHz 미만의 주파수를 통한 시그널링을 지원하는 기본 서비스 집합(BSS;basic service set)에서의 통신을 개시하고,
상기 BSS에서 1GHz 미만의 주파수에서의 동작 파라미터를 나타내는 정보를 포함한 전송(a transmission)을 송신하게 하도록 구성되는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제15항에 있어서,
상기 명령어는, 또한, 상기 STA로 하여금
상기 BSS에서 동작되는 동안 상기 STA에 의해 사용될 대역폭을 설정하기 위한 TXVECTOR 파라미터를 초기화하며,
상기 TXVECTOR 파라미터에 의해 표시되는 대역폭에서 물리 계층 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)을 전송하게 하도록 구성되는 동작을 수행하는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제16항에 있어서,
상기 명령어는, 또한, 상기 STA로 하여금 동작 대역폭을 1MHz로 설정하게 하도록 구성되는 동작을 수행하는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제16항에 있어서,
상기 명령어는, 또한, 상기 STA로 하여금 동작 대역폭을 적어도 2MHz로 설정하게 하도록 구성되는 동작을 수행하는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제15항에 있어서,
상기 정보는 상기 BSS의 채널의 폭을 포함하는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제19항에 있어서,
상기 정보는 상기 채널의 1차 채널이 상기 채널의 상측에 위치하는지 또는 하측에 위치하는지를 나타내는 정보를 더 포함하는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제20항에 있어서,
상기 1차 채널은 1MHz의 대역폭을 갖는
비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.