KR20210025215A - 통신 수신 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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KR20210025215A
KR20210025215A KR1020190104900A KR20190104900A KR20210025215A KR 20210025215 A KR20210025215 A KR 20210025215A KR 1020190104900 A KR1020190104900 A KR 1020190104900A KR 20190104900 A KR20190104900 A KR 20190104900A KR 20210025215 A KR20210025215 A KR 20210025215A
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임준하
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김성수
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삼성전자주식회사
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Abstract

통신 수신 장치 및 그 동작 방법이 제공된다. 통신 수신 장치는 L-SIG 심볼(Legacy signal)와 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 측정하는 교차 상관 측정부, 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시키는 누적(accumulating)기, 누적된 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼을 가변 가능한 임계값과 비교하는 비교기, 및 임계값을 계산하는 임계값 계산기를 포함한다.

Description

통신 수신 장치 및 그 동작 방법{Communication receiving device and method for operating the same}
본 발명은 통신 수신 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근 와이파이(Wi-Fi)를 지원하는 데이터 처리 속도를 높이고, 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다.
일명 IEEE 802.11ax 또는 고효율(HEW: High Efficiency) WLAN이라고 불리는 차세대 WLAN 태스크 그룹에서 주로 논의되는 IEEE 802.11ax의 범위(scope)는 1) 2.4 GHz 및 5GHz 등의 대역에서 802.11 PHY(physical) 계층과 MAC(medium access control) 계층의 향상, 2) 스펙트럼 효율성(spectrum efficiency)과 영역 쓰루풋(area throughput) 향상, 3) 간접 소스가 존재하는 환경, 밀집한 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 및 높은 사용자 부하가 존재하는 환경과 같은 실제 실내 환경 및 실외 환경에서 성능을 향상시키는 것 등을 포함한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제품 신뢰성이 향상된 IEEE 802.11ax 통신 수신 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 제품 신뢰성이 향상된 IEEE 802.11ax 통신 수신 장치 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치는, L-SIG(Legacy signal) 심볼과 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 측정하는 교차 상관 측정부, 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시키는 누적(accumulating)기, 누적된 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼을 가변 가능한 임계값과 비교하는 비교기, 및 임계값을 계산하는 임계값 계산기를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치는 L-SIG(Legacy signal) 심볼과 L-SIG 심볼의 후속하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 복조한 후 RL-SIG 심볼의 오류 존재 여부를 탐지하는 EVM(Error Vector Magnitude)부, 상기 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 측정하는 교차 상관 측정부, 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시키는 누적(accumulating)기, 누적된 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼을 임계 값과 비교하는 비교기로서, 임계 값은 미리 정한 특성 값에 따라 가변하는 비교기 및 L-SIG 심볼을 복조 및 복호화시켜 유효성을 검증하는 검증부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 동작 방법은, 교차 상관 측정부를 통해 L-SIG(Legacy signal) 심볼과 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 측정하고, 누적(accumulating)기를 통해 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적하고, 비교기를 통해 누적된 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼을 임계값과 비교하고, 임계값 계산기를 통해 임계값을 계산하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 동작 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 3는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 4은 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 5은 EVM(Error Vector Magnitude)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 몇몇 실시예들에 따른 EVM(Error Vector Magnitude)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7는 몇몇 실시예들에 따른 EVM(Error Vector Magnitude)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 8은 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 동작 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 9는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 동작 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
WIFI 무선랜 기술은 IEEE 802.11 표준을 기반으로 한다. IEEE 802.11 표준은 주파수, 전송 방식 및 최대 데이터 전송률에 따라서 다양한 표준이 존재할 수 있다. 특히, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 방식은 802.11a, 802.11g, 802.11n, 및 802.11ac 등의 표준들을 포함할 수 있다. 상기와 같은 표준들은 같은 주파수와 같은 대역폭에서 존재할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 표준들을 서로 구분시켜 주기 위해서, 각각의 표준들 내 프리앰블 심볼(preamble symbol)들의 위상을 다르게 구현할 수 있다. 통신 수신 장치는 상기와 같은 표준들을 구분하기 위해, 프리앰블 심볼을 통해 각각의 표준들을 구분할 수 있다.
802.11ax 표준에서는 상기와 같은 표준들과 구분하기 위해, L-SIG 심볼에 후속하는 심볼을 L-SIG 심볼과 같은 심볼을 반복하는 형태로서 RL-SIG(Repeated L-SIG) 심볼 형태로 L-SIG 심볼과 함께 전송할 수 있다. 통신 수신 장치에서는 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도를 측정하여, 802.11ax 포맷 PPDU 인지 판단할 수 있다.
L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도를 구하기 위해, 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform) 이전의 시간 영역에서 교차 상관 정도를 구할 수 있다. 또는, L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도를 구하기 위해, 고속 푸리에 변환 이후의 주파수 영역에서 교차 상관 정도를 구할 수 있다.
시간 영역에서는 무선랜의 특성상 심볼 간섭(ISI; Inter Symbol Interfernce)이 심할 수 있다. 따라서, 심볼 간섭으로 인한 잡음이 큰 경우에는 교차 상관 특성이 열화되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 이유 때문에, L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도를 구하기 위해, 고속 푸리에 변환 이후의 주파수 영역에서 교차 상관 정도를 구할 수 있다.
하지만, L-SIG 심볼의 유효 부반송파 개수는 전체 64개 중에서 48개에 불과하기 때문에, 채널 계수가 작거나 잡음이 큰 채널에서는 주파수 영역의 교차 상관으로부터 802.11ax 포맷을 구분하기가 마찬가지로 어려울 수 있다.
이하의 도 1 내지 도 9를 통해, IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) 표준을 지원하는 무선랜(WLAN; Wireless Local Area Network)에서 기존 표준들의 PPDU(Physical Protocal Data Unit)들로부터 HE(High Efficiency)라고도 불리는 IEEE 802.11ax PPDU를 효율적으로 구분하는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 및 통신 수신 장치 동작 방법에 대해 설명한다.
도 1은 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치는 교차 상관 측정부(110), 누적기(120), 비교기(130), 임계값 계산기(150), 및 검증부(140)를 포함한다.
교차 상관 측정부(110)는 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)에 대한 교차 상관 정도를 측정할 수 있다.
자세히 살펴보면, L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 주파수 영역에서의 k 번째 부반송파(sub carrier) 신호를 각각 X0(k)와 X1(k)라 할 수 있다.
몇몇 실시예에 따른 통신 수신 장치에서는 X0(k)와 X1(k)를 각각 수학식 1 및 수학식 2에 따라 Y0(k)와 Y1(k)로 변환할 수 있다.
Y0(k) = H0(k)X0(k) + W0(k) 수학식 1
Y1(k) = H1(k)X1(k) + W1(k) 수학식 2
Hi(k)는 채널 계수를 나타내며, Wi(k)는 Xi(k)의 평균값과 σ2의 분산을 갖는 복소 가우시안 잡음을 나타낸다. 이에 대한 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 교차 상관 정도는 수학식 2의 Cf와 같이 측정될 수 있다.
Cf =
Figure pat00001
수학식 3
Figure pat00002
는 교차 상관 정도 측정에 포함되는 부반송파 인덱스의 집합을 나타낸다.
Figure pat00003
는 Yi(k)의 수신 전력의 평균값으로서 수학식 4로 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
=
Figure pat00005
수학식 4
또한, L-SIG 심볼(L-SIG)과 후속하는 OFDM 심볼은 40MHz, 80MHz 혹은 160MHz의 대역에서 20MHz 신호를 반복해서 전송할 수 있기 때문에, 유효한 20MHz 대역의 개수 Nvalid_band와 그 시작 주파수 인덱스 Noff_band를 이용해서 교차 상관 정도를 측정하는 식을 다음과 같이 수학식 5로 확장할 수도 있다.
Figure pat00006
수학식 5
수학식 5에서,
Figure pat00007
={4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60}은 교차 상관 측정에 포함되는 20MHz 대역에서의 부반송파 인덱스의 집합을 나타낼 수 있다.
20MHz 대역에서의 부반송파 인덱스의 집합에서 양쪽 가장 자리의 4 개의 부반송파를 포함시켜 HE 형태의 PPDU에 대한 교차 상관 특성을 향상시킬 수 있다.
교차 상관 측정부(110)에서 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 교차 상관 정도를 측정한 후, 누적기(120)에서 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시킬 수 있다.
비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교할 수 있다. 더 자세히 살펴보면, 비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교하여 가설 판정(Hypothesis testing)으로부터 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 유효성 여부를 판단할 수 있다.
즉, 비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교하여 제1 가설 판정(수학식 6의 P0)을 만족하면, Y1(k)는 유효한 RL-SIG 심볼(L-SIG)로 판정하고, IEEE 802.11ax 포맷 PPDU를 처리하기 위한 절차를 진행할 수 있다.
비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교하여 제2 가설 판정(수학식 6의 P1)을 만족하면, IEEE 802.11ax 포맷을 제외한 다른 포맷 검출 과정을 진행하게 된다.
Figure pat00008
수학식 6
Figure pat00009
수학식 7
임계값 계산기(150)는 비교기(130)에서 비교하는 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 계산할 수 있다. 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)은 외부값(예를 들어, 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio))에 기초하여 가변될 수 있다.
다양한 PDU 길이에 따른 IEEE 802.11ax(HE)와 IEEE 802.11a(non-HE)에 대한 교차 상관 정도 측정값의 실수부에 대한 누적 분포 함수를 가질 수 있다. L-SIG 심볼(L-SIG)은 PDU(Protocol Data Unit) 길이 정보와 전송률 정보만 포함할 수 있다. 따라서, HE PPDU 포맷의 경우 PDU의 길이에 따라서 누적 분포 함수의 변화가 없을 수 있다. 하지만, non-HE PPDU 포맷의 경우에는 L-SIG 심볼(L-SIG)에 후속하는 데이터 심볼이 존재하므로, L-SIG 심볼(L-SIG)과 후속하는 데이터 사이의 교차 상관 정도 측정값은 PDU 길이에 따라 다르게 나타날 수 있다.
이에 더하여, 다양한 SNR 값에 따라 HE 포맷 PPDU와 non-HE 포맷 PPDU에 대한 교차 상관 정도 측정값의 실수부에 대한 누적 분포 함수를 가질 수 있다. HE 포맷 PPDU의 경우 SNR이 낮을수록 교차 상관 정도 측정값의 평균 값이 작아지고 분산이 커질 수 있다. 즉, non-HE 포맷 PPDU은 SNR 보다는 L-SIG 심볼(L-SIG)과 L-SIG 심볼(L-SIG)에 후속하는 심볼의 값에 의해서 교차 상관 정도 측정값이 결정될 수 있다. 하지만, HE 포맷 PPDU는 후속하는 심볼(예를 들어, RL-SIG 심볼)의 값에 상관없이 SNR에 의해 누적 분포가 결정될 수 있다.
따라서, 낮은 SNR에서는 IEEE 802.11ax의 교차 상관 정도 측정값의 실수부의 일부가 non-HE 포맷 PPDU 분포 영역에 포함될 가능성이 있다. 이 때문에, 고정된 임계값으로는 non-HE 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU 사이의 구분이 유효하지 않을 수 있다.
효율적인 non-HE 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU 사이의 구분을 위해 SNR에 따른 가변적인 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)이 필요할 수 있다. 즉, TRL-SIG은 수학식 8과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00010
수학식 8
f(SNR)은 SNR 값을 매개 변수로 하는 함수로, 예를 들어 수학식 9와 같이 간단한 형태인 계단 함수(step function)을 적용할 수 있다.
Figure pat00011
수학식 9
비교기(130)에서 임계값 계산기(150)로부터 수신 받은 임계값과 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부를 계산한 값을 비교하여 그 결과를 검증부(140)에 전송할 수 있다.
즉, 비교기(130)에서 수신한 신호가 수행한 HE 포맷 PPDU / non-HE 포맷 PPDU인지 판단한 결과를 검증부(140)에서 수신하여 L-SIG 심볼(L-SIG)을 복조 및 복호하여 PDU 길이 정보와 전송 속도 정보를 알아낼 수 있다. 예를 들어, HE 포맷 PPDU에서 L-SIG 심볼(L-SIG)의 길이 정보의 값을 3으로 나눌 경우, HE 포맷 PPDU의 종류에 따라 나머지가 1 혹은 2가 되도록 정의할 수 있다.
결과적으로, non-HE 포맷 PPDU의 경우는 모두 PDU의 길이가 모두 3의 배수가 되어야 한다. 또한, HE 포맷 PPDU에서 전송 속도 정보의 경우에 항상 6Mbps로 고정되도록 표준에서 정하고 있다.
효율적인 HE 포맷 PPDU 판단을 위해, 몇몇 실시예에 따른 통신 수신 장치에서는 검증부(140)를 통해, 수신한 신호가 HE 포맷 PPDU인지 추가적으로 판단할 수 있다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 동작 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 교차 상관 측정부(110)를 통해 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)을 수신하여(S100), L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)에 대한 교차 상관 정도를 측정할 수 있다.
자세히 살펴보면, L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 주파수 영역에서의 k 번째 부반송파(sub carrier) 신호를 각각 X0(k)와 X1(k)라 할 수 있다.
몇몇 실시예에 따른 통신 수신 장치에서는 X0(k)와 X1(k)를 각각 수학식 1 및 수학식 2에 따라 Y0(k)와 Y1(k)로 변환할 수 있다.
Y0(k) = H0(k)X0(k) + W0(k) 수학식 1
Y1(k) = H1(k)X1(k) + W1(k) 수학식 2
Hi(k)는 채널 계수를 나타내며, Wi(k)는 Xi(k)의 평균값과 σ2의 분산을 갖는 복소 가우시안 잡음을 나타낸다. 이에 대한 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 교차 상관 정도는 수학식 2의 Cf와 같이 측정될 수 있다.
Cf =
Figure pat00012
수학식 3
Figure pat00013
는 교차 상관 정도 측정에 포함되는 부반송파 인덱스의 집합을 나타낸다.
Figure pat00014
는 Yi(k)의 수신 전력의 평균값으로서 수학식 4로 나타낼 수 있다.
Figure pat00015
=
Figure pat00016
수학식 4
또한, L-SIG 심볼(L-SIG)과 후속하는 OFDM 심볼은 40MHz, 80MHz 혹은 160MHz의 대역에서 20MHz 신호를 반복해서 전송할 수 있기 때문에, 유효한 20MHz 대역의 개수 Nvalid_band와 그 시작 주파수 인덱스 Noff_band를 이용해서 교차 상관 정도를 측정하는 식을 다음과 같이 수학식 5로 확장할 수도 있다.
Figure pat00017
수학식 5
수학식 5에서,
Figure pat00018
={4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60}은 교차 상관 측정에 포함되는 20MHz 대역에서의 부반송파 인덱스의 집합을 나타낼 수 있다.
20MHz 대역에서의 부반송파 인덱스의 집합에서 양쪽 가장 자리의 4 개의 부반송파를 포함시켜 HE 형태의 PPDU에 대한 교차 상관 특성을 향상시킬 수 있다.
교차 상관 측정부(110)에서 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 교차 상관 정도를 측정한 후, 누적기(120)에서 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시킬 수 있다(S120).
이후, 비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교할 수 있다(S120). 더 자세히 살펴보면, 비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교하여 가설 판정(Hypothesis testing)으로부터 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 유효성 여부를 판단할 수 있다.
즉, 비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교하여 제1 가설 판정(수학식 6의 P0)을 만족하면, Y1(k)는 유효한 RL-SIG 심볼(L-SIG)로 판정하고, IEEE 802.11ax 포맷 PPDU를 처리하기 위한 절차를 진행할 수 있다.
비교기(130)는 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부와 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 비교하여 제2 가설 판정(수학식 6의 P1)을 만족하면, IEEE 802.11ax 포맷을 제외한 다른 포맷 검출 과정을 진행하게 된다.
Figure pat00019
수학식 6
Figure pat00020
수학식 7
임계값 계산기(150)는 비교기(130)에서 비교하는 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)을 계산할 수 있다. 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)은 외부값(예를 들어, 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio))에 기초하여 가변될 수 있다.
다양한 PDU 길이에 따른 IEEE 802.11ax(HE)와 IEEE 802.11a(non-HE)에 대한 교차 상관 정도 측정값의 실수부에 대한 누적 분포 함수를 가질 수 있다. L-SIG 심볼(L-SIG)은 PDU(Protocol Data Unit) 길이 정보와 전송률 정보만 포함할 수 있다. 따라서, HE PPDU 포맷의 경우 PDU의 길이에 따라서 누적 분포 함수의 변화가 없을 수 있다. 하지만, non-HE PPDU 포맷의 경우에는 L-SIG 심볼(L-SIG)에 후속하는 데이터 심볼이 존재하므로, L-SIG 심볼(L-SIG)과 후속하는 데이터 사이의 교차 상관 정도 측정값은 PDU 길이에 따라 다르게 나타날 수 있다.
이에 더하여, 다양한 SNR 값에 따라 HE 포맷 PPDU와 non-HE 포맷 PPDU에 대한 교차 상관 정도 측정값의 실수부에 대한 누적 분포 함수를 가질 수 있다. HE 포맷 PPDU의 경우 SNR이 낮을수록 교차 상관 정도 측정값의 평균 값이 작아지고 분산이 커질 수 있다. 즉, non-HE 포맷 PPDU은 SNR 보다는 L-SIG 심볼(L-SIG)과 L-SIG 심볼(L-SIG)에 후속하는 심볼의 값에 의해서 교차 상관 정도 측정값이 결정될 수 있다. 하지만, HE 포맷 PPDU는 후속하는 심볼(예를 들어, RL-SIG 심볼)의 값에 상관없이 SNR에 의해 누적 분포가 결정될 수 있다.
따라서, 낮은 SNR에서는 IEEE 802.11ax의 교차 상관 정도 측정값의 실수부의 일부가 non-HE 포맷 PPDU 분포 영역에 포함될 가능성이 있다. 이 때문에, 고정된 임계값으로는 non-HE 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU 사이의 구분이 유효하지 않을 수 있다.
효율적인 non-HE 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU 사이의 구분을 위해 SNR에 따른 가변적인 임계값(수학식 6 및 수학식 7의 TRL-SIG)이 필요할 수 있다. 즉, TRL-SIG은 수학식 8과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00021
수학식 8
f(SNR)은 SNR 값을 매개 변수로 하는 함수로, 예를 들어 수학식 9와 같이 간단한 형태인 계단 함수(step function)을 적용할 수 있다.
Figure pat00022
수학식 9
비교기(130)에서 임계값 계산기(150)로부터 수신 받은 임계값과 교차 상관 측정부(110)에서 측정한 교차 상관 정도의 실수부를 계산한 값을 비교하여 그 결과를 검증부(140)에 전송할 수 있다.
즉, 비교기(130)에서 수신한 신호가 수행한 HE 포맷 PPDU / non-HE 포맷 PPDU인지 판단한 결과를 검증부(140)에서 수신하여 L-SIG 심볼(L-SIG)을 복조 및 복호하여 PDU 길이 정보와 전송 속도 정보를 알아낼 수 있다. 예를 들어, HE 포맷 PPDU에서 L-SIG 심볼(L-SIG)의 길이 정보의 값을 3으로 나눌 경우, HE 포맷 PPDU의 종류에 따라 나머지가 1 혹은 2가 되도록 정의할 수 있다.
결과적으로, non-HE 포맷 PPDU의 경우는 모두 PDU의 길이가 모두 3의 배수가 되어야 한다. 또한, HE 포맷 PPDU에서 전송 속도 정보의 경우에 항상 6Mbps로 고정되도록 표준에서 정하고 있다.
효율적인 HE 포맷 PPDU 판단을 위해, 몇몇 실시예에 따른 통신 수신 장치에서는 검증부(140)를 통해, 수신한 신호가 HE 포맷 PPDU인지 추가적으로 판단할 수 있다(S140).
도 3은 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 3을 참조하면, 도 1과는 달리 임계값 계산기(150)가 비교기(130) 내부에 포함된다. 도 5의 임계값 계산기(150)가 비교기(130) 내부에 포함된 점을 제외하고 나머지는 도 1과 같으므로 설명을 생략한다.
도 4는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 4을 참조하면, 도 1과는 달리, 교차 상관 측정부(110) 이전에 EVM부(160)를 배치하여, HE 포맷 PPDU / non-HE 포맷 PPDU 판단 전에 RL-SIG 심볼(L-SIG)이 유효한 지를 우선적으로 판단할 수 있다.
이하의 도 5 내지 도 7을 통해 EVM부(160)에서 EVM 계산을 통해 RL-SIG 심볼(L-SIG)의 유효성 여부를 판단하는 방법에 대해 자세히 설명한다.
도 5는 EVM(Error Vector Magnitude)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5를 참조하면, 원래 의도한 송신 신호(Intended Transmission)와 실제로 전송된 신호(Actual Transmission) 사이의 차이를 측정하기 위한 EVM(Error Vector Magnitude)을 측정하기 위한 방법을 설명한다.
에러 벡터(Error Vector)는 송신 시스템이 실제적으로는 이상적이지 못하다는 문제에서 기인할 수 있다. 따라서, EVM는 송신 시스템 성능으로 인한 신호 품질 저하를 나타내는 성능 지표로 사용될 수 있다. EVM의 사양을 만족한다는 것은 송신 시스템이 각각의 표준을 사용할 수 있는 수준 이상으로 구현되었다는 것을 의미할 수 있다.
도 6은 몇몇 실시예들에 따른 EVM(Error Vector Magnitude)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
몇몇 실시예에 따른 EVM은 L-SIG 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK; Binary Phase-Shift Keying)의 차를 통해 구할 수 있다. 즉, L-SIG 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK) 사이의 비교를 통해 EVM을 구해서 RL-SIG 심볼의 유효성을 사전에 검출할 수 있다.
도 7은 몇몇 실시예들에 따른 EVM(Error Vector Magnitude)를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
몇몇 실시예에 따른 EVM은 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)+Y1(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK; Binary Phase-Shift Keying)의 차를 통해 구할 수 있다. 즉, L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)+Y1(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK) 사이의 비교를 통해 EVM을 구해서 RL-SIG 심볼의 유효성을 사전에 검출할 수 있다.
즉, L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)+Y1(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK) 사이의 비교를 통한 EVM 값이 임계 EVM2(TEVM2)보다 작은 가설 판정(수학식 11의 E2)을 만족하면, HE 포맷 PPDU를 판별하는 과정을 따르게 된다.
즉, L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)+Y1(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK) 사이의 비교를 통한 EVM 값이 임계 EVM2(TEVM2)보다 작은 가설 판정(수학식 11의 E2)을 만족하면, HE 포맷 PPDU를 판별하는 과정을 따르게 된다.
Figure pat00023
수학식 11
도 8은 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치 동작 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 4 및 도 8을 참조하면, EVM부(160)는 L-SIG 심볼(L-SIG)과 RL-SIG 심볼(L-SIG)을 수신한다(S100). 이후, EVM부(160)는 L-SIG 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK; Binary Phase-Shift Keying)의 차를 통해 구한 EVM값과 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 합의 복조값과 이진 위상 천이 변조(BPSK)의 차를 통해 구한 EVM값의 차를 임계 EVM1(TEVM1)과 비교한다(S200).
이때, EVM부(160)는 L-SIG 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK) 사이의 비교를 통한 EVM 값과 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 합의 복조값과 이진 위상 천이 변조(BPSK)의 비교를 통한 EVM의 차가 임계 EVM1(TEVM1)보다 작은 가설 판정(수학식 10의 E1)을 만족하면, non-HE 포맷 PPDU를 판별하는 과정을 따르게 된다(S300).
Figure pat00024
수학식 10
또한, EVM부(160)는 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)+Y1(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK)의 차를 통해 구한 EVM을 임계 EVM2(TEVM2)와 비교한다(S210).
이때, EVM부(160)는 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM 심볼의 복조값(Ω(Y0(k)+Y1(k)))과 이진 위상 천이 변조(BPSK) 사이의 비교를 통한 EVM 값이 임계 EVM2(TEVM2)보다 작은 가설 판정(수학식 11의 E2)을 만족하면, HE 포맷 PPDU를 판별하는 과정을 따르게 된다(S120 내지 S140).
Figure pat00025
수학식 11
단계 S100, S110, S120, S130 및 S140은 도 2의 설명과 같으므로 설명을 생략한다.
도 9는 몇몇 실시예들에 따른 통신 수신 장치를 설명하기 위한 예시적인 블록도이다.
도 9를 참조하면, 도 4와는 달리, 비교기(130) 내부에 임계값 계산기(150)가 포함된 것을 제외하면, 도 4와 같으므로 중복된 설명은 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 교차 상관 측정부 120: 누적기
130: 비교기 140: 검증부
150: 임계값 계산기 160: EVM부

Claims (20)

  1. L-SIG(Legacy signal) 심볼과 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 정도를 측정하는 교차 상관 측정부;
    교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시키는 누적(accumulating)부;
    누적된 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼을 가변 가능한 임계값과 비교하는 비교기; 및
    상기 임계값을 계산하는 임계값 계산기를 포함하는 통신 수신 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 임계값 계산기는 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)를 수신하여,
    상기 신호 대 잡음비에 따라 임계값을 계산하는 통신 수신 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 비교기는, 누적된 상기 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도가 상기 임계값보다 크면, HE(High Efficiency) PPDU(Physical Protocal Data Unit)로 판단하는 통신 수신 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    검증부를 더 포함하되,
    상기 검증부는 상기 L-SIG 심볼을 복조 및 복호화시켜 유효성을 검증하는 통신 수신 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 검증부는,
    복조 및 복호화된 상기 L-SIG 심볼이 3의 배수인 경우 non-HE PPDU로 판단하는 통신 수신 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    EVM(Error Vector Magnitude)부를 더 포함하되,
    상기 EVM부는 상기 L-SIG 심볼과 상기 L-SIG 심볼의 후속하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 복조한 후, 상기 RL-SIG 심볼의 오류 존재 여부를 탐지하는 통신 수신 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 EVM부는,
    상기 L-SIG 심볼을 복조한 L-SIG 심볼 복조값의 EVM값을 구하고, 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼의 합을 복조한 복조값의 EVM값을 구하고, 상기 L-SIG 심볼 복조값의 EVM값과 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼의 합의 복조값의 EVM값의 차가 임계 EVM1보다 작은 지 판단하고,
    상기 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM의 복조값의 EVM값을 구하고, 상기 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM의 복조값이 임계 EVM2보다 작은지 판단하여,
    모두 만족하지 않는 경우, 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼을 상기 교차 상관 측정부를 통해 교차 상관 측정하는 통신 수신 장치.
  8. L-SIG(Legacy signal) 심볼과 상기 L-SIG 심볼의 후속하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 복조한 후 RL-SIG 심볼의 오류 존재 여부를 탐지하는 EVM(Error Vector Magnitude)부;
    상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 측정하는 교차 상관 측정부;
    교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시키는 누적(accumulating)기;
    누적된 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼을 임계 값과 비교하는 비교기로서, 상기 임계 값은 미리 정한 특성 값에 따라 가변하는 비교기; 및
    상기 L-SIG 심볼을 복조 및 복호화시켜 유효성을 검증하는 검증부를 포함하는 통신 수신 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 특성 값은 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)를 포함하는 통신 수신 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 비교기는, 누적된 상기 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도가 상기 임계값보다 크면, HE(High Efficiency) PPDU(Physical Protocal Data Unit)로 판단하는 통신 수신 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 비교기에 상기 임계 값을 제공하는 임계값 계산기를 더 포함하는 통신 수신 장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 검증부는,
    복조 및 복호화된 상기 L-SIG 심볼이 3의 배수인 경우 non-HE PPDU로 판단하는 통신 수신 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 EVM부는,
    상기 L-SIG 심볼을 복조한 L-SIG 심볼 복조값의 EVM값을 구하고,
    상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼의 합을 복조한 복조값의 EVM값을 구하고,
    상기 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM의 복조값의 EVM값을 구하고,
    상기 EVM값들은, 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼의 상기 교차 상관 측정 여부 결정에 사용되는 통신 수신 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 EVM부는,
    상기 L-SIG 심볼을 복조한 L-SIG 심볼 복조값의 EVM값을 구하고, 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼의 합을 복조한 복조값의 EVM값을 구하고, 상기 L-SIG 심볼 복조값의 EVM값과 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼의 합의 복조값의 EVM값의 차가 임계 EVM1보다 작은 지 판단하고,
    상기 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM의 복조값의 EVM값을 구하고, 상기 L-SIG 심볼과 후속하는 OFDM의 복조값이 임계 EVM2보다 작은지 판단하여,
    모두 만족하지 않는 경우, 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼을 상기 교차 상관 측정부를 통해 교차 상관 측정하는 통신 수신 장치.
  15. 교차 상관 측정부를 통해 L-SIG(Legacy signal) 심볼과 RL-SIG 심볼을 수신하여 교차 상관 측정하고,
    누적(accumulating)기를 통해 교차 상관 정도 측정값의 실수부를 누적시키고,
    비교기를 통해 누적된 상기 L-SIG 심볼과 상기 RL-SIG 심볼을 가변 가능한 임계값과 비교하고,
    임계값 계산기를 통해 상기 임계값을 계산하는 것을 포함하는 통신 수신 장치 동작 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 임계값 계산기는 신호 대 잡음비(SNR; Signal to Noise Ratio)를 수신하여,
    상기 신호 대 잡음비에 따라 임계값을 계산하는 통신 수신 장치 동작 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 비교기는, 누적된 상기 L-SIG 심볼과 RL-SIG 심볼의 교차 상관 정도가 상기 임계값보다 크면, HE(High Efficiency) PPDU(Physical Protocal Data Unit)로 판단하는 통신 수신 장치 동작 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    검증부를 통해, 상기 L-SIG 심볼을 복조 및 복호화시켜 유효성을 검증하는 것을 더 포함하는 통신 수신 장치 동작 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 검증부는,
    복조 및 복호화된 상기 L-SIG 심볼이 3의 배수인 경우 non-HE PPDU로 판단하는 통신 수신 장치 동작 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    EVM(Error Vector Magnitude)부를 통해, 상기 EVM부는 상기 L-SIG 심볼과 상기 L-SIG 심볼의 후속하는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 복조한 후, 상기 RL-SIG 심볼의 오류 존재 여부를 탐지하는 것을 더 포함하는 통신 수신 장치 동작 방법.











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