KR20220094448A - Apparautus and Method for Downlink Scheduling in OFDM-based Multi-User MIMO System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 DL MU-MIMO(Downlink Multi-User Multiple Input Multiple Output) WLAN에서 채널 통합(channel aggregation)을 위한 스케줄링 기법으로서 프레임(frame) 크기와 전송 속도에 따라 다른 전송 시간을 갖는 공간 스트림(spatial stream)들을 적응적으로 안테나와 대역폭에 할당함으로써 처리량 효율(throughput efficiency)을 증가시키는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an OFDM-based multi-user multiple-input multiple-output downlink scheduling apparatus and a method of driving the same, and more particularly, to channel aggregation in, for example, DL MU-MIMO (Downlink Multi-User Multiple Input Multiple Output) WLAN ( OFDM-based scheduling technique for channel aggregation that increases throughput efficiency by adaptively allocating spatial streams having different transmission times according to frame sizes and transmission rates to antennas and bandwidths It relates to a multi-user, multiple-input, multiple-output, downlink scheduling apparatus and a driving method of the same.
일반적으로, 40/80 채널 대역을 이용하여 DL MU-MIMO를 이용하기 위해서는 하나의 액세스포인트(AP)가 통합 채널(aggregated channel)을 통해 복수 개의 단말(STA)에게 스트림을 전송한다. 모든 공간 스트림(spatial stream)들이 같은 대역폭에서 전송될 때, AP로부터의 전송 시간은 전송하는 데 가장 오래 걸리는 공간 스트림에 의해 결정된다.In general, in order to use DL MU-MIMO using a 40/80 channel band, one access point (AP) transmits a stream to a plurality of terminals (STA) through an aggregated channel. When all spatial streams are transmitted in the same bandwidth, the transmission time from the AP is determined by the spatial stream that takes the longest to transmit.
IEEE 802.11ac 표준에서 DL MU-MIMO 기술을 소개하고 있다. 20㎒ 채널 대역에서 DL MU-MIMO를 이용하기 위해서는 AP가 데이터를 전송하기 전에 STA로부터 채널상태정보(CSI)를 얻어야 한다. CSI를 얻기 위해서 AP는 NDPA를 전송(broadcasting)함으로써 DL MU-MIMO를 위한 사운딩 피드백 시퀀스(sounding feedback sequence)를 초기화(initiating)한다. NDPA 안에는 NDP 수신 후 첫번째로 VCB(VHT(Very high throughput) compressed beamforming) 프레임을 보낼 STA과 그 후에 폴링(polling)될 STA들이 포함되어 있다. AP로부터 NDPA의 전송이 끝나면, AP로부터 VHT NDP 프레임이 짧은 프레임간 간격(SIFS) 후에 전송된다. 그 후, NDPA의 첫번째 STA 정보 필드(Info field)에 해당하는 STA가 사운딩 피드백 프레임(sounding feedback frame)으로써 VCB 프레임을 전송한다. SIFS 후에 AP는 나머지 STA들에게 차례대로 BRP(beamforming report poll)를 전송하여 STA들로부터 VCB을 받게 된다. STA들로부터 CSI를 얻게 되면, AP는 DL MU-MIMO 기술을 사용하여 STA들에게 데이터를 동시 전송하게 된다. 그후, STA로부터 순차적으로 블록 응답(BA)을 수신하게 된다.The IEEE 802.11ac standard introduces DL MU-MIMO technology. In order to use DL MU-MIMO in the 20 MHz channel band, the AP needs to obtain channel state information (CSI) from the STA before transmitting data. In order to obtain CSI, the AP initializes a sounding feedback sequence for DL MU-MIMO by transmitting (broadcasting) NDPA. The NDPA includes an STA that will first transmit a very high throughput (VHT) compressed beamforming (VCB) frame after receiving the NDP, and STAs to be polled thereafter. When the NDPA transmission from the AP is finished, the VHT NDP frame is transmitted from the AP after a short inter-frame interval (SIFS). Thereafter, the STA corresponding to the first STA information field of the NDPA transmits the VCB frame as a sounding feedback frame. After SIFS, the AP sequentially transmits a beamforming report poll (BRP) to the remaining STAs to receive VCBs from the STAs. When CSI is obtained from the STAs, the AP simultaneously transmits data to the STAs using the DL MU-MIMO technology. Thereafter, block responses (BAs) are sequentially received from the STAs.
이와 같은 기존의 802.11ac는 데이터 크기와 변조 코딩 방식(MCS)을 고려하지 않고 DL MU-MIMO 전송을 수행한다. 그러므로, 각 공간 스트림의 전송 시간이 일치하지 않는 경우 처리량(throughput) 효율은 감소할 수 있다. OFDM 기반의 802.11ac는 AP가 하나의 공간 스트림을 통해 하나의 데이터 프레임을 전송하는 것을 고려한다. 그때, 데이터 프레임은 목적지가 동일하거나 데이터 크기가 너무 크면, 통합(aggregated)되거나 조각화(fragmented)될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 다중 공간 스트림을 통해 동시에 전송되는 각 데이터 프레임의 전송시간은 일반적으로 같지 않다. 게다가, CSI와 BA의 순차적인 전송 방식은 DL MU-MIMO에 상당한 오버헤드(overhead)로 작용할 수 있다. CSI와 BA를 위해 필요한 총 전송 시간은 <수학식 1> 및 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.Such existing 802.11ac performs DL MU-MIMO transmission without considering data size and modulation coding scheme (MCS). Therefore, when the transmission times of the spatial streams do not match, throughput efficiency may decrease. OFDM-based 802.11ac considers that the AP transmits one data frame through one spatial stream. Then, the data frame may be aggregated or fragmented if the destination is the same or if the data size is too large. Nevertheless, the transmission time of each data frame transmitted simultaneously over multiple spatial streams is generally not the same. In addition, the sequential transmission scheme of CSI and BA may act as a significant overhead for DL MU-MIMO. The total transmission time required for CSI and BA can be expressed as <
<수학식 1> 및 <수학식 2>에서 TNDPA, TNDP, TBRP, TVCB, TBA는 각각 NDPA, NDP, BRP, VCB, BA를 보내는 데 필요한 시간이다. x는 AP가 동시에 전송하는 STA의 수이다.In <
물론 종래에는 DL MU-MIMO와 관련한 많은 연구가 있어왔지만, 종래기술 중 어디에서도 DL MU-MIMO WLAN을 위한 OFDM 기반의 채널화(channelization)를 고려하고 있지 않다는 문제가 있다.Of course, there have been many studies related to DL MU-MIMO in the prior art, but there is a problem in that none of the prior art considers OFDM-based channelization for DL MU-MIMO WLAN.
본 발명의 실시예는 가령 DL MU-MIMO WLAN에서 채널 통합을 위한 스케줄링 기법으로서 (데이터) 프레임 크기와 전송 속도에 따라 다른 전송 시간을 갖는 공간 스트림들을 적응적으로 안테나와 대역폭에 할당함으로써 처리량 효율을 증가시키는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.An embodiment of the present invention improves throughput efficiency by adaptively allocating spatial streams having different transmission times according to (data) frame sizes and transmission rates to antennas and bandwidths as a scheduling technique for channel aggregation in, for example, DL MU-MIMO WLANs. An object of the present invention is to provide an OFDM-based multi-user multiple input multiple output downlink scheduling apparatus and a driving method of the same.
본 발명의 실시예에 따른 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치는 주변의 복수의 단말과 통신하는 통신 인터페이스부, 및 상기 통신에 의해 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송할 때 상기 복수의 단말로 전송할 데이터 스트림의 프레임(frame) 크기 및 전송 속도를 근거로 적응적으로 안테나와 채널 대역폭을 선택해 전송하여 상기 복수의 단말의 각 공간 스트림(spatial stream)의 전송 시간을 최대 전송 시간 내로 일치시키는 제어부를 포함한다.An OFDM-based multi-user multiple input multiple output downlink transmission scheduling apparatus according to an embodiment of the present invention includes a communication interface unit that communicates with a plurality of peripheral terminals, and a plurality of terminals when transmitting data streams to a plurality of terminals through the communication. Based on the frame size and transmission rate of the data stream to be transmitted to the terminal, an antenna and a channel bandwidth are adaptively selected and transmitted to match the transmission time of each spatial stream of the plurality of terminals within the maximum transmission time includes a control unit.
상기 제어부는, 상기 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 기설정된 수의 안테나와 채널 대역폭을 시간 변화에 따라 동적으로 변경하여 상기 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송할 수 있다.The controller may transmit a data stream to the plurality of terminals by dynamically changing a preset number of antennas and channel bandwidths according to time changes based on a frame size and a transmission rate of the data stream.
상기 제어부는, 상기 전송 속도가 동일한 경우 상기 복수의 단말 중 하나로 전송할 최대 전송 시간을 차지하는 데이터 스트림에 최대 채널 대역폭을 할당한 후 나머지 단말의 데이터 스트림에 나머지 채널 대역폭을 할당하여 데이터 스트림을 전송할 수 있다.When the transmission rates are the same, the controller allocates a maximum channel bandwidth to a data stream occupying a maximum transmission time to be transmitted to one of the plurality of terminals, and then allocates the remaining channel bandwidth to data streams of the remaining terminals to transmit the data stream. .
상기 제어부는, 상기 복수의 단말로 각각의 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 복수의 단말에 대한 채널상태정보(CIS)를 확인하기 위한 널 데이터 패킷(NDP)을 처리할 수 있다.The controller may process a null data packet (NDP) for checking channel state information (CIS) for the plurality of terminals before transmitting each spatial stream to the plurality of terminals.
상기 제어부는, 각 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 나머지 단말에 각각 할당된 채널 대역폭을 통해 프레임 응답을 수신하기 위한 BRP(beamforming report poll) 프레임을 각각 전송할 수 있다.The controller may transmit beamforming report poll (BRP) frames for receiving frame responses through channel bandwidths respectively allocated to the remaining terminals before transmitting each spatial stream.
상기 제어부는, IEEE 802.11ac의 통신 규격에 따라 상기 데이터 스트림을 처리할 수 있다.The control unit may process the data stream according to a communication standard of IEEE 802.11ac.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법은 통신 인터페이스부가, 주변의 복수의 단말과 통신하는 단계, 및 제어부가, 상기 통신에 의해 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송할 때 상기 복수의 단말로 전송할 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 적응적으로 안테나와 채널 대역폭을 선택해 전송하여 상기 복수의 단말의 각 공간 스트림의 전송 시간을 최대 전송 시간 내로 일치시키는 단계를 포함한다.In addition, the driving method of an OFDM-based multi-user multiple input multiple output downlink transmission scheduling apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of: a communication interface unit communicating with a plurality of peripheral terminals; When transmitting a data stream to a terminal, an antenna and a channel bandwidth are adaptively selected and transmitted based on the frame size and transmission rate of the data stream to be transmitted to the plurality of terminals, and the transmission time of each spatial stream of the plurality of terminals is set as the maximum transmission time matching into
상기 구동방법은, 상기 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 기설정된 수의 안테나와 채널 대역폭을 시간 변화에 따라 동적으로 변경하여 상기 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The driving method may further include transmitting the data stream to the plurality of terminals by dynamically changing a preset number of antennas and channel bandwidths according to time changes based on the frame size and transmission rate of the data stream. have.
상기 구동방법은, 상기 전송 속도가 동일한 경우 상기 복수의 단말 중 하나로 전송할 최대 전송 시간을 차지하는 데이터 스트림에 최대 채널 대역폭을 할당한 후 나머지 단말의 데이터 스트림에 나머지 채널 대역폭을 할당하여 데이터 스트림을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the driving method, when the transmission rates are the same, a maximum channel bandwidth is allocated to a data stream occupying a maximum transmission time to be transmitted to one of the plurality of terminals, and then the remaining channel bandwidth is allocated to data streams of the remaining terminals to transmit the data stream. It may include further steps.
상기 구동방법은, 상기 복수의 단말로 각각의 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 복수의 단말에 대한 채널상태정보(CIS)를 확인하기 위한 널 데이터 패킷(NDP)을 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The driving method may further include processing a null data packet (NDP) for checking channel state information (CIS) for the plurality of terminals before transmitting each spatial stream to the plurality of terminals. .
상기 NDP를 처리하는 단계는, 각 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 나머지 단말에 각각 할당된 채널 대역폭을 통해 프레임 응답을 수신하기 위한 BRP 프레임을 각각 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The processing of the NDP may include transmitting each BRP frame for receiving a frame response through a channel bandwidth allocated to the remaining terminals, respectively, before transmitting each spatial stream.
상기 통신하는 단계는, IEEE 802.11ac의 통신 규격에 따라 상기 데이터 스트림을 처리할 수 있다.The communicating may include processing the data stream according to a communication standard of IEEE 802.11ac.
본 발명의 실시예에 따르면 데이터 크기와 가령 MCS에 따라 공간 스트림들을 적응적으로 채널대역폭(channel width)에 할당함으로써 DL MU-MIMO를 위한 처리량(혹은 전송률) 효율을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, throughput (or data rate) efficiency for DL MU-MIMO can be improved by adaptively allocating spatial streams to a channel width according to a data size and, for example, an MCS.
또한, 본 발명의 실시예는 WLAN에서 DL MU-MIMO 전송 전후로 AP는 STA들과 CSI와 BA를 교환하며, 그때 제어 프레임으로 인한 오버헤드를 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the AP exchanges CSI and BA with STAs before and after DL MU-MIMO transmission in WLAN, and then overhead due to the control frame can be reduced.
나아가, 본 발명의 실시예는 공간적 간섭이 강한 STA간의 동시 전송이 가능하다.Furthermore, according to an embodiment of the present invention, simultaneous transmission between STAs having strong spatial interference is possible.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수정된 NDPA를 설명하기 위한 도면,
도 3은 80㎒ 채널 대역폭을 사용하여 DL MU-MIMO 전송을 수행하는 예를 나타내는 도면,
도 4는 도 1의 무선랜장치의 세부 구조를 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.1 is a diagram showing a wireless network system according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram for explaining a modified NDPA according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating an example of performing DL MU-MIMO transmission using an 80 MHz channel bandwidth;
4 is a block diagram illustrating a detailed structure of the wireless LAN device of FIG. 1, and
5 is a flowchart illustrating a driving process of a wireless LAN device according to an embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 나타내는 도면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수정된 NDPA를 설명하기 위한 도면, 그리고 도 3은 80㎒ 채널 대역폭을 사용하여 DL MU-MIMO 전송을 수행하는 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a wireless network system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a modified NDPA according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a DL MU- using an 80 MHz channel bandwidth. It is a diagram illustrating an example of performing MIMO transmission.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템(90)은 복수의 단말장치(100), 통신망(110) 및 콘텐츠 등을 제공하는 서비스제공장치의 일부 또는 전부를 포함하며, 여기서 통신망(110)은 무선랜장치(111)를 포함할 수 있다.As shown in Fig. 1, the
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 서비스제공장치와 같은 일부 구성요소가 생략되어 무선 네트워크 시스템(90)이 구성되거나, 서비스제공장치의 일부 또는 전부가 통신망(110)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.Here, "including some or all" means that some components such as a service providing device are omitted to configure the
복수의 단말(100)은 액세스포인트(AP) 등의 무선랜장치(111)와 통신을 수행하는 사용자 단말장치를 포함한다. 사용자 단말장치는 통상, 스테이션(Station: STA)이라 명명되기도 한다. 복수의 단말(100)은 사용자 단말장치로서, 무선통신이 가능한 랩탑컴퓨터, 태블릿PC, 스마트폰 등 모바일 기반의 사용자 장치를 포함하며, 이러한 복수의 단말(100)은 무선랜장치(111)와 근거리 무선통신(WLAN)을 수행할 수 있다. 근거리 무선통신으로서 와이파이(Wi-Fi), 지그비(Zigbee), 블루투스 및 적외선 통신 등 다양한 통신이 가능할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 복수의 단말(100)은 그 중에서도 무선랜 즉 와이파이(Wi-Fi)라고 부르는 좁은 지역을 위한 컴퓨터 무선 네트워크에 사용되는 IEEE 802.11 표준에 따라 통신을 수행한다. 좀더 정확하게는 VHT를 위한 802.11ac 통신을 수행할 수 있다.The plurality of
IEEE 802.11ac는 높은 속도의 근거리 통신망(LAN)을 제공하기 위하여 개정된 802.11 무선 컴퓨터 네트워킹 표준 중의 하나이다. 5㎓ 주파수에서 높은 대역폭(80㎒~160㎒)지원하고, 동일한 5㎓에서 802.11n과의 호환성을 위해 40㎒까지 대역폭을 지원한다. 2011년1월20일, IEEE 802.11 TGac(ac를 위한 Task Group)에 의해 초기 기술 사양 초안 0.1이 확정되었다. 표준의 마무리는 2012년 후기에, 최종 802.11 위원회의 승인은 2014년 1월에 완료되었다. 연구 자료에 따르면, 802.11ac 사양의 장치들은 2015년에 일반화되어 전 세계에 10억 개 이상 퍼져 나갈 것으로 기대되고 있다. 이론적으로, 이 규격에 따르면 다중 단말의 무선랜 속도는 최소 1 Gbit/s, 최대 단일 링크 속도는 최소 500 Mbit/s까지 가능하게 된다. 이는 더 넓은 무선 주파수 대역폭(최대 160㎒), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8개), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 변조(최대 256 QAM) 등 802.11n에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장하여 이루어진다.IEEE 802.11ac is one of the revised 802.11 wireless computer networking standards to provide a high-speed local area network (LAN). It supports high bandwidth (80MHz~160MHz) at 5GHz frequency, and supports bandwidth up to 40MHz for compatibility with 802.11n at the same 5GHz frequency. On January 20, 2011, the draft technical specification 0.1 was finalized by the IEEE 802.11 TGac (Task Group for ac). The standard was finalized in late 2012, and the final 802.11 committee was approved in January 2014. According to research data, devices with the 802.11ac specification are expected to become common in 2015 and spread to more than 1 billion devices worldwide. Theoretically, according to this standard, the WLAN speed of multiple terminals is at least 1 Gbit/s, and the maximum single link speed is at least 500 Mbit/s. This is achieved by extending the air interface concepts adopted in 802.11n, including wider radio frequency bandwidth (up to 160 MHz), more MIMO spatial streams (up to 8), multi-user MIMO, and high-density modulation (up to 256 QAM). .
이와 같이 IEEE 802.11ac는 5㎓ 대역에서 기가비트 이상의 속도를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 802.11ac TG(Task Group)는 VHT를 구현하기 위한 주요 기술로 DL MU-MIMO와 채널 통합(channel aggregation)을 핵심 기술로 제시한 바 있다. DL MU-MIMO는 하나의 AP가 같은 채널을 이용하여 다른 STA에게 서로 다른 스트림을 동시에 전송하는 것을 가능하게 하는 기술이다. 그때, N개의 안테나를 가진 AP는 총 N개의 공간 스트림 전송이 가능하다. MU-MIMO는 무선랜에서 충돌없이 네트워크 처리량(혹은 전송율) 성능을 상당히 향상시킬 수 있다.As such, IEEE 802.11ac aims to provide gigabit or higher speed in the 5 GHz band. 802.11ac Task Group (TG) has presented DL MU-MIMO and channel aggregation as key technologies for implementing VHT. DL MU-MIMO is a technology that enables one AP to simultaneously transmit different streams to other STAs using the same channel. At that time, the AP having N antennas is capable of transmitting a total of N spatial streams. MU-MIMO can significantly improve network throughput (or transmission rate) performance without collision in WLAN.
802.11n 진화의 형태로써 802.11ac는 40, 80, 160㎒ 그리고 비연속(non-contiguous) 160㎒ 채널화(channelization)를 지원한다. 40/80㎒는 필수(mandatory)이고 160㎒는 선택사항(optional)이다. 802.11ac STA는 80㎒ 채널 대역을 사용하기 위해서 두 가지 액세스 방식을 갖는다. 그것은 정적(static) 80㎒와 20/40/80㎒ 채널 대역 액세스 방식이다. 정적 80㎒ 대역 채널 액세스 방식에서는 802.11ac STA가 모든 세컨더리(secondary) 채널이 아이들(혹은 유휴)(idle)할 때까지 채널 액세스 시도를 하게 된다. 반면에, 동적(dynamic) 20/40/80㎒ 대역 채널 액세스 방식에서는 세컨더리 채널 일부가 비지(혹은 동작중)(busy)라 할지라도 STA가 20 또는 40㎒ 대역으로 이루어진 더 좁은 채널을 통해 데이터 전송이 가능하다.As a form of 802.11n evolution, 802.11ac supports 40, 80, 160 MHz and non-contiguous 160 MHz channelization. 40/80 MHz is mandatory and 160 MHz is optional. The 802.11ac STA has two access methods to use the 80 MHz channel band. It is a static 80 MHz and 20/40/80 MHz channel band access scheme. In the static 80 MHz band channel access scheme, the 802.11ac STA attempts channel access until all secondary channels are idle (or idle). On the other hand, in the dynamic 20/40/80 MHz band channel access scheme, even if a part of the secondary channel is busy (or in operation), the STA transmits data through a narrower channel consisting of a 20 or 40 MHz band. This is possible.
본 발명의 실시예에 따른 복수의 단말(100)은 무선랜장치(111)와 통신을 수행하여 상향링크(Up Link)를 통해 데이터를 전송하고, 하향링크(Downlink)를 통해 데이터를 내려받는다. 하향링크를 통해 데이터를 수신할 때, 복수의 단말(100)은 본 발명의 실시예에 따른 DL MU-MIMO 무선랜(WLAN)에서 채널 통합을 위한 스케줄링에 따라 데이터를 수신한다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에서는 프레임 크기와 전송 속도(혹은 변조 및 코딩 방식(MCS))에 따라 다른 전송 시간을 갖는 공간 스트림들을 적응적으로 안테나와 대역폭(bandwidth)에 할당함으로써 DL MU-MIMO를 위한 처리량 효율을 증가시킨다. 이와 관려해서는 이후에 좀더 다루기로 한다.The plurality of
본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치(111)는 통신망(110)을 구성하는 하나의 구성요소일 수 있다. 다시 말해, 통신망(110)은 복수의 단말(100)이 가령 유무선 인터넷 등을 통해 외부장치, 예컨대 다양한 서비스를 제공하는 서비스 서버에 접속하여 서비스를 이용할 수 있도록 중간자의 역할을 수행한다고 볼 수 있다. 통신망(110)은 유무선 통신망을 모두 포함한다. 가령 통신망(110)으로서 유무선 인터넷망이 이용되거나 연동될 수 있다. 여기서, 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 망 등을 포함하는 의미이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 통신망(110)은 이에 한정되는 것이 아니며, 가령 클라우드 컴퓨팅 환경하의 클라우드 컴퓨팅망, 5G망 등에 사용될 수 있다. 가령, 통신망(110)이 유선 통신망인 경우 통신망(110) 내의 액세스포인트는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 데이터를 처리하거나, BTS(Base Transmissive Station), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 데이터를 처리할 수 있다.The
통신망(110)은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치(111)와 같은 액세스포인트(AP)를 포함한다. 여기서의 액세스포인트는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 단말(100) 등을 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 액세스포인트는 단말(100) 등과 지그비 및 와이파이 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신모듈을 포함할 수 있다. 액세스포인트는 무선통신을 위하여 TCP/IP 혹은 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)를 이용할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선, UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 액세스포인트는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 서비스 서버와 같은 외부장치 등으로 전달할 수 있다. 액세스포인트는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등이 포함된다.The
본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치(111)는 가령 액세스포인트(AP)로서 근거리 무선 네트워크에서의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송(DL MU-MIMO) 스케줄링 장치로서 동작할 수 있으며, 복수의 단말(100)과 IEEE 802.11 표준에 따라 무선랜 통신을 수행할 수 있다. 더 정확하게는 IEEE 802.11ac 표준에 따라 MU-MIMO 통신을 수행한다. 여기서, MU-MIMO는 다중사용자(MU), 다중입력(MI) 및 다중출력(MO) 안테나를 의미한다.The
좀더 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 실시예에서는 40, 80, 160㎒ 채널 대역폭에서 하나의 AP가 다수의 STA에게 동시에 스트림들을 전송하는 하향전송 MU-MIMO 무선랜 환경을 고려한다. AP는 N개의 안테나를, STA는 하나의 안테나를 갖는다고 가정한다. 상기와 같은 가정하에 본 발명의 실시예에 따른 절차는 다음과 같이 이루어질 수 있다.More specifically, in the embodiment of the present invention, a downlink MU-MIMO WLAN environment in which one AP simultaneously transmits streams to multiple STAs in a channel bandwidth of 40, 80, and 160 MHz is considered. It is assumed that the AP has N antennas and the STA has one antenna. Under the above assumptions, the procedure according to the embodiment of the present invention may be performed as follows.
먼저 1단계로, 무선랜장치(111)와 같은 AP는 각 STA들에게 전송하기 위해 요구되는 채널 대역폭을 결정하기 위해서 기저장된(혹은 기설정된) 스케줄링 알고리즘을 수행한다.First, as a first step, an AP such as the
좀더 세부적으로 AP는 채널 대역폭 인덱스 j에 따라서 i번째 데이터 프레임의 전송 시간을 계산한다(1-1 단계). 이는 <수학식 3>에서와 같이 표현될 수 있다.In more detail, the AP calculates the transmission time of the i-th data frame according to the channel bandwidth index j (step 1-1). This can be expressed as in <Equation 3>.
Li는 i번째 데이터 프레임의 페이로드(playload) 크기이고 Ri는 채널 대역폭이 20㎒일 때 i번째 데이터 프레임의 데이터 (전송)율(date rate)이다. Bj는 채널 대역폭 인덱스 j에 대한 Ri의 비율이다. 데이터율은 MCS에 의해 결정된다. 채널 대역폭이 20, 40, 80, 160㎒ 채널 대역폭 인덱스 j는 1, 2, 3, 4가 된다. Bj는 20, 40, 80, 160㎒의 대역폭에 따라 각각 1, 2.077, 4.5, 9가 된다. 40, 80, 160MHz에 대한 데이터율은 가드밴드의 존재로 인해 정확히 20㎒의 배수가 되지 않는다. 그러므로 RiBi는 i번째 데이터 프레임이 전송될 때 채널 인덱스 j에 해당하는 채널 대역폭에 대한 데이터율을 의미한다.L i is the size of the payload of the i-th data frame, and R i is the data (transmission) rate of the i-th data frame when the channel bandwidth is 20 MHz. B j is the ratio of Ri to the channel bandwidth index j. The data rate is determined by the MCS. The channel bandwidths are 20, 40, 80, and 160 MHz, and the channel bandwidth index j is 1, 2, 3, and 4. B j becomes 1, 2.077, 4.5, and 9 according to the bandwidth of 20, 40, 80, and 160 MHz, respectively. The data rates for 40, 80, and 160 MHz are not exactly multiples of 20 MHz due to the presence of guardbands. Therefore, RiBi means a data rate for the channel bandwidth corresponding to the channel index j when the i-th data frame is transmitted.
또한, AP는 최대 채널 대역폭 J로의 최대 전송 시간을 차지하는 I번째 데이터 프레임을 찾는다(1-2 단계). 그때, DL MU-MIMO의 전송 시간은 <수학식 4>와 같이 표현될 수 있다.In addition, the AP finds the I-th data frame occupying the maximum transmission time to the maximum channel bandwidth J (steps 1-2). At that time, the transmission time of the DL MU-MIMO may be expressed as Equation (4).
I는 최대 전송 시간을 갖는 데이터 프레임을 가리키고, M은 데이터 프레임의 수이다. 다수의 데이터 프레임이 AP에 저장되어 있을 때, M은 1+2J-1(N-1)에 의해 결정되고 N은 AP의 안테나 수이다.I indicates the data frame with the maximum transmission time, and M is the number of data frames. When multiple data frames are stored in the AP, M is determined by 1+2 J-1 (N-1) and N is the number of antennas of the AP.
나아가, AP는 이용 가능한 최대 채널 대역폭 J보다 작은 채널 대역폭 j로 전송할 i번째 데이터 프레임이 있는지 여부를 확인하기 위해 을 만족하는 i번째 데이터 프레임을 위한 채널 대역폭 j를 찾는다(1-3 단계).Furthermore, the AP determines whether there is an i-th data frame to be transmitted with a channel bandwidth j smaller than the maximum available channel bandwidth J. A channel bandwidth j for the i-th data frame that satisfies
이어 AP는 <수학식 5>를 만족하는 최대 k를 계산한다(1-4 단계).Next, the AP calculates the maximum k that satisfies <Equation 5> (steps 1-4).
k는 전송시간이 가장 긴 데이터 프레임을 제외하고 AP가 동시에 전송할 수 있는 최대 데이터 프레임의 수이다. ji는 i번째 데이터 프레임을 위한 채널 대역폭 인덱스 j이다. 이때, N개의 안테나를 갖고 있는 AP는 TI,J 시간 내에 k+1개의 데이터 프레임(I번째 데이터 프레임과 k개의 데이터 프레임)을 동시에 전송할 수 있다.k is the maximum number of data frames that the AP can transmit at the same time, excluding the data frame with the longest transmission time. j i is the channel bandwidth index j for the i-th data frame. In this case, the AP having N antennas may simultaneously transmit k+1 data frames (I-th data frame and k data frames) within T I,J time.
2단계로서, AP는 사운딩 피드백 시퀀스를 초기화하기 위해서 프라이머리 채널(primary channel)을 통해 수정된 NDPA를 전송한다. 수정된 NDPA는 도 2에서 보여주고 있다. 도 2에 보여주는 바와 같이 수정된 NDPA에는 MU-MIMO 하향전송을 위해 요구되는 채널 인덱스 정보를 포함하는 한 개 이상의 STA Info field가 포함되어 있다. 수정된 NDPA를 전송하고 짧은 프레임간 간격(SIFS) 시간이 지난 후, 각 20㎒ 채널 대역폭을 통해 VHT NDP들이 전송된다. NDPA의 첫 번째 STA Info field에 해당하는 STA는 각 20㎒ 채널 대역폭을 통해 VCB 프레임 즉 VHT 압축 빔포밍 프레임들을 AP에게 전송한다. AP는 의도하는 STA들로부터 VCB 프레임 응답을 받기 위해서 필요한 BRP(beamforming report poll) 프레임을 전송한다. 이때, AP는 유일하게 각 폴드(polled)된 STA에게 필요한 채널 대역폭을 통해서만 NDP와 BRP를 전송한다. 결과적으로, 이와 같은 방식은 채널 정보를 얻기 위해 요구되는 오버헤드 정보를 줄이는 효과를 가져오게 된다.In
3단계로서, AP는 모든 STA로부터 채널 정보를 얻은 후, 각 STA에게 해당하는 채널을 통해 데이터를 전송한다.In step 3, after obtaining channel information from all STAs, the AP transmits data to each STA through a corresponding channel.
4단계로서, 각 STA는 데이터 수신을 마친 후, 각 STA는 할당된 대역폭을 통해 VCB를 보낸 순서대로 BA(block ACK)를 전송한다.In
도 3은 위의 제안된 방식에서 80㎒ 채널 대역폭을 사용하여 DL MU-MIMO 전송을 수행하는 한 예를 보여준다. 하나의 AP가 세 개의 STA에게 전송할 스트림을 가지고 있다고 가정한다. 그리고, 각 스트림은 다른 데이터 크기 및 동일한 MCS을 갖는다. 우선 AP는 전송할 각 스트림을 제안된 방식 가령 알고리즘을 통해 전송 대역을 결정한다. 도 3에서는 STA3에게 전송할 데이터 크기가 가장 크고 STA1과 STA2에게 전송될 데이터 크기는 STA3에게 전송될 데이터 크기의 BJ-1/BJ보다 작다. 그러므로, AP는 STA1과 STA2를 위한 데이터가 STA3에게 전송하는 시간 안에 40㎒ 채널 대역으로 통해 보내질 수 있다는 것을 인지하게 된다. 그후, AP는 20㎒ 채널 대역을 통해 NDPA를, STA들로부터 채널상태정보(CSI)를 얻기 위해 모든 채널 대역을 통해 NDP를 전송(broadcast)한다. NDPA의 첫번째 STA Info field 안에 있는 STA3가 첫 번째 응답자가 된다. AP는 다른 40㎒ 채널 대역폭을 통해 STA1과 STA2에게 동시에 폴링(polling)한다. AP는 각 STA로부터 CSI를 얻은 후, 상응하는 채널 대역폭을 통해 DL MU-MIMO 전송을 시작한다. 여기서, AP는 세컨더리 채널(secondary channel) 2 및 3을 통해 STA1에게, 프라이머리 채널(primary channel)과 세컨더리 채널(secondary channel) 1을 통해서는 STA2에게, 80㎒ 채널 대역폭을 통해서는 STA3에게 데이터 프레임들을 전송한다. 끝으로, 각 STA는 VCB의 전송과 동일한 순서와 동일한 채널 대역폭으로 BA를 전송한다.3 shows an example of performing DL MU-MIMO transmission using an 80 MHz channel bandwidth in the above proposed scheme. It is assumed that one AP has a stream to transmit to three STAs. And, each stream has a different data size and the same MCS. First, the AP determines a transmission band for each stream to be transmitted through a proposed method, for example, an algorithm. In FIG. 3 , the data size to be transmitted to STA3 is the largest, and the data size to be transmitted to STA1 and STA2 is smaller than B J-1 /B J of the data size to be transmitted to STA3. Therefore, the AP recognizes that data for STA1 and STA2 can be transmitted through a 40 MHz channel band within a time for transmitting to STA3. Thereafter, the AP transmits (broadcasts) the NDPA through the 20 MHz channel band and the NDP through all the channel bands to obtain channel state information (CSI) from the STAs. STA3 in the first STA Info field of NDPA becomes the first responder. The AP simultaneously polls STA1 and STA2 through another 40 MHz channel bandwidth. After obtaining CSI from each STA, the AP starts DL MU-MIMO transmission through the corresponding channel bandwidth. Here, the AP sends a data frame to STA1 through
한편, 외부장치는 다양한 형태의 서비스를 제공하는 콘텐츠 서버 등을 포함한다. 대표적으로, 포털 서비스를 제공하는 포털 서버 등이 이에 해당된다. 또한, 다양한 회사들이 웹상의 홈페이지 등을 통해 다양한 콘텐츠를 제공할 수 있다.Meanwhile, the external device includes a content server that provides various types of services. Representatively, a portal server that provides a portal service corresponds to this. In addition, various companies may provide various contents through homepages or the like on the web.
도 4는 도 1의 무선랜장치의 세부 구조를 예시한 블록다이어그램이다.4 is a block diagram illustrating a detailed structure of the wireless LAN device of FIG. 1 .
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 무선랜장치(111)는 근거리 무선 네트워크(WLAN)에서의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치로서 동작할 수 있으며, 통신 인터페이스부(400), 제어부(410), 스케줄링부(420) 및 저장부(430)의 일부 또는 전부를 포함한다.As shown in FIG. 4 , the
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 저장부(430)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 구성되거나, 스케줄링부(420)와 같은 일부 구성요소가 제어부(410)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.Here, “including some or all” means that some components such as the
통신 인터페이스부(400)는 도 1의 복수의 단말(100)과 통신한다. 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.11ac 표준에 따른 통신을 수행할 수 있다. 다시 말해, 통신 인터페이스부(400)는 각 단말(100)로 각 공간 스트림을 전송하기에 앞서 각 단말(100)의 채널상태정보(CSI)를 알기 위하여 NDP를 처리한다. 가령, 통신 인터페이스부(400)는 CSI를 얻기 위해 NDPA를 각 단말(100)로 전송하고, 사운딩 피드백 시퀀스를 초기화하는 등의 동작을 수행할 수 있다.The
제어부(410)는 도 4의 통신 인터페이스부(400), 스케줄링부(420) 및 저장부(430)의 전반적인 제어동작을 수행한다. 대표적으로 제어부(410)는 스케줄링부(420)와 연동하여 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링 동작을 수행한다. 다시 말해, 특정 시간의 데이터 프레임을 복수의 단말(100)로 전송하고자 할 때, 즉 다중사용자 다중입력다중출력 하향링크 동작을 수행하고자 할 때 전송 시간이 가장 긴 데이터 프레임에 최대 채널 대역폭을 할당하고, 이를 기준으로 나머지 단말(100)들에 전송할 데이터 프레임을 할당하는 방식으로 데이터 프레임 즉 각 공간 스트림을 처리한다. 이를 통해 매 시간마다 전송되는 최대 길이의 데이터 프레임의 전송 시간 내에 나머지 단말(100)들의 전송 시간이 일치되게 된다. 더 정확하게는 해당 최대 전송 시간 내에 포함된다고 볼 수 있다.The
스케줄링부(420)는 본 발명의 실시예에 따른 다중입력다중출력이 가능한 안테나를 사용하여 다중사용자의 단말(100)과 IEEE 802.11ac 통신을 수행하고자 할 때, 복수의 단말(100)로 전송하기 위한 데이터 프레임을 스케줄링하여, 즉 기설정된 스케줄링 프로그램에 따라 데이터 프레임의 크기와 전송 속도(예: MCS 등)를 근거로 적응적으로 안테나와 채널 대역폭을 할당하여 스트림이 전송되도록 한다. 여기서, 적응적이란 처해진 환경에 따라 변하는 것을 의미한다. 첨언하면, 시간 변화에 따라 상태가 계속 변경되어 동적으로 스트림이 전송되는 것을 의미할 수 있다. 이는 각 공간 스트림을 전송하는 안테나의 수(예: 4개 또는 8개 등)나 채널 대역폭의 수에 따라 다소 상이할 수는 있지만, 적응적인 동작을 수행한다는 측면에서는 크게 다르지 않다.The
좀더 구체적으로 스케줄링부(420)는 앞서 도 2 및 도 3을 통해 설명한 동작들을 수행한다. 각 공간의 단말(100)들로 공간 스트림을 전송할 때 각 단말(100)들에게 전송하기 위해 요구되는 채널 대역폭을 결정하기 위해 제어부(410)의 제어하에 내부 프로그램 즉 기설정된 알고리즘을 실행할 수 있다. 그리고 앞서 언급한 1-1 단계 내지 4 단계의 동작을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 스케줄링부(420)는 크게는 IEEE 802.11ac의 표준에 따라 통신을 수행하는 것이 바람직하며, 다만 이의 과정에서 도 2에서와 같은 수정된 NDPA를 전송할 수 있다. 이를 통해 오버헤드 정보를 줄일 수 있다.More specifically, the
또한, 스케줄링부(420)는 CSI를 얻기 위한 NDP 동작을 처리한 후에 각 단말(100)로 데이터 스트림을 전송한다. 그리고 각 단말(100)에서 데이터 수신을 마친 후 자신에게 각각 할당된 채널대역을 통해 가령 VCB를 보낸 순서대로 BA를 전송하는지를 확인할 수 있다. 이에 따라 특정 시간에서의 데이터 스트림 전송이 완료되면 이어 다음 시간의 데이터 스트림을 전송하기 위하여 위의 동작을 반복할 수 있다. 물론 이의 과정에서 특정 시간에 복수의 단말(100)로 전송되는 데이터 프레임의 최대 전송 시간은 다를 수 있고, 이와 같이 스케줄링부(420)는 프레임 크기에 따라 다른 전송 시간을 갖는 공간 스트림들에 적응적으로 안테나와 대역폭을 할당함으로써 DL MU-MIMO를 위한 처리량 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, the
저장부(430)는 제어부(410)의 제어하에 처리되는 데이터 또는 정보를 저장하고 출력해 줄 수 있다. 저장부(430)의 복수의 단말(100)로 전송하기 위한 데이터 스트림을 임시 저장한 후 제어부(410)의 제어하에 출력하여 복수의 단말(100)로 전송되도록 할 수 있다.The
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 통신 인터페이스부(400), 제어부(410), 스케줄링부(420) 및 저장부(430)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로, 그 내용들로 대신하고자 한다.In addition to the above, the
한편, 본 발명의 다른 실시예로서 제어부(410)는 CPU 및 메모리를 포함할 수 있으며, 원칩화하여 형성될 수 있다. CPU는 제어회로, 연산부(ALU), 명령어해석부 및 레지스트리 등을 포함하며, 메모리는 램을 포함할 수 있다. 제어회로는 제어동작을, 그리고 연산부는 2진비트정보의 연산동작을, 그리고 명령어해석부는 인터프리터나 컴파일러 등을 포함하여 고급언어를 기계어로, 또 기계어를 고급언어로 변환하는 동작을 수행할 수 있으며, 레지스트리는 소프트웨어적인 데이터 저장에 관여할 수 있다. 상기의 구성에 따라, 가령 도 1의 무선랜장치(111)의 동작 초기에 스케줄링부(420)에 저장되어 있는 프로그램을 복사하여 메모리 즉 램(RAM)에 로딩한 후 이를 실행시킴으로써 데이터 연산 처리 속도를 빠르게 증가시킬 수 있다.Meanwhile, as another embodiment of the present invention, the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a driving process of a wireless LAN device according to an embodiment of the present invention.
설명의 편의상 도 5를 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치(111)는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치로서, 주변의 복수의 단말(STA)(100)과 통신한다(S500).Referring to FIG. 5 together with FIG. 1 for convenience of explanation, the
또한, 무선랜장치(111)는 통신에 의해 복수의 단말(100)로 데이터 스트림을 전송할 때 복수의 단말(100)로 전송할 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 적응적으로 안테나와 채널 대역폭을 선택해 전송하여 복수의 단말(1000의 각 공간 스트림의 전송 시간을 최대 전송 시간 내로 일치시킨다(S510).In addition, when transmitting a data stream to the plurality of
여기서, 적응적이라는 것은 시간 변화(예: t1, t2, ... , t(n-1), tn)에 따라 선택되는 안테나 채널 대역폭이 동적으로 변경되는 것을 의미할 수 있다. 물론 그 변경되는 기준은 프레임의 크기, 가령 데이터 패킷 내의 페이로드부에 저장되는 데이터의 길이를 의미할 수 있으며, 또한 전송 속도는 MCS 등을 포함할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에서는 초당 데이터 전송 속도를 동일할 수 있으므로, 데이터 프레임의 크기에 한하여 적응적 데이터 전송 동작이 이루어질 수 있다. 또한, 스트림은 데이터를 실시간으로, 또는 끊김없이 전송될 때의 의미를 내포한다.Here, adaptive may mean that the selected antenna channel bandwidth is dynamically changed according to time change (eg, t1, t2, ... , t(n-1), tn). Of course, the changed criterion may mean the size of a frame, for example, the length of data stored in a payload part in a data packet, and the transmission rate may include MCS and the like. Of course, in the embodiment of the present invention, since the data transmission rate per second may be the same, an adaptive data transmission operation may be performed only for the size of the data frame. Stream also implies a meaning when data is transmitted in real time or seamlessly.
예를 들어, 3개의 단말(100)이 데이터 스트림을 수신할 때, 최대 프레임 크기의 스트림을 수신하는 단말(100)에 최대 채널 대역폭을 먼저 할당한 후, 나머지 단말의 데이터 프레임의 크기에 따라 각각의 채널 대역폭을 할당할 수 있다. 따라서, 최대 채널 대역폭을 할당받은 단말(100)은 변경될 수 있고, 또 최대 전송시간도 변경될 수 있다. 나머지 단말(100)들은 최대 대역폭을 할당받은 단말(100)의 전송 시간 내에서 전송이 이루어지게 된다.For example, when three
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 무선랜장치(111)는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치로서 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.In addition to the above, the
한편, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.On the other hand, even though it has been described that all components constituting the embodiment of the present invention are combined or operated in combination, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, although all the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components are selectively combined to perform some or all of the functions of the combined hardware in one or a plurality of hardware program modules It may be implemented as a computer program having Codes and code segments constituting the computer program can be easily inferred by those skilled in the art of the present invention. Such a computer program is stored in a computer-readable non-transitory computer readable media, read and executed by the computer, thereby implementing an embodiment of the present invention.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.Here, the non-transitory readable recording medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc. . Specifically, the above-described programs may be provided by being stored in a non-transitory readable recording medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
100: 단말
110: 통신망
111: 무선랜장치
400: 통신 인터페이스부
410: 제어부
420: 스케줄링부
430: 저장부100: terminal 110: communication network
111: wireless LAN device 400: communication interface unit
410: control unit 420: scheduling unit
430: storage
Claims (12)
주변의 복수의 단말과 통신하는 통신 인터페이스부; 및
상기 통신에 의해 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송할 때 상기 복수의 단말로 전송할 데이터 스트림의 프레임(frame) 크기 및 전송 속도를 근거로 적응적으로 안테나와 채널 대역폭을 선택해 전송하여 상기 복수의 단말의 각 공간 스트림(spatial stream)의 전송 시간을 최대 전송 시간 내로 일치시키는 제어부;를
포함하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치.A multi-user multiple input multiple output downlink (DL MU-MIMO) scheduling device comprising:
a communication interface unit communicating with a plurality of peripheral terminals; and
When a data stream is transmitted to a plurality of terminals by the communication, an antenna and a channel bandwidth are adaptively selected and transmitted based on a frame size and a transmission rate of a data stream to be transmitted to the plurality of terminals, and each of the plurality of terminals is transmitted. A control unit that matches the transmission time of the spatial stream within the maximum transmission time;
OFDM-based multi-user multi-input multi-output downlink scheduling apparatus including
상기 제어부는, 상기 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 기설정된 수의 안테나와 채널 대역폭을 시간 변화에 따라 동적으로 변경하여 상기 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치.According to claim 1,
The control unit is configured to dynamically change a preset number of antennas and channel bandwidths according to time changes based on a frame size and a transmission rate of the data stream to transmit data streams to the plurality of terminals. Multiple output downlink scheduling device.
상기 제어부는, 상기 전송 속도가 동일한 경우 상기 복수의 단말 중 하나로 전송할 최대 전송 시간을 차지하는 데이터 스트림에 최대 채널 대역폭을 할당한 후 나머지 단말의 데이터 스트림에 나머지 채널 대역폭을 할당하여 데이터 스트림을 전송하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치.According to claim 1,
The control unit transmits the data stream by allocating a maximum channel bandwidth to a data stream occupying a maximum transmission time to be transmitted to one of the plurality of terminals when the transmission rates are the same, and then allocating the remaining channel bandwidth to data streams of the remaining terminals Based multi-user, multi-input, multi-output, downlink scheduling device.
상기 제어부는, 상기 복수의 단말로 각각의 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 복수의 단말에 대한 채널상태정보(CIS)를 확인하기 위한 널 데이터 패킷(NDP)을 처리하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치.4. The method of claim 3,
The control unit, OFDM-based multi-user multi-input multiplexing, processes a null data packet (NDP) for checking channel state information (CIS) for the plurality of terminals before transmitting each spatial stream to the plurality of terminals Output Downlink Scheduling Device.
상기 제어부는, 각 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 나머지 단말에 각각 할당된 채널 대역폭을 통해 프레임 응답을 수신하기 위한 BRP(beamforming report poll) 프레임을 각각 전송하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치.5. The method of claim 4,
The control unit transmits OFDM-based multi-user multi-input multi-output downlink transmission for each transmitting a beamforming report poll (BRP) frame for receiving a frame response through a channel bandwidth allocated to each of the remaining terminals before transmitting each spatial stream. scheduling device.
상기 제어부는, IEEE 802.11ac의 통신 규격에 따라 상기 데이터 스트림을 처리하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치.According to claim 1,
The control unit is an OFDM-based multi-user multiple-input multiple-output downlink transmission scheduling apparatus for processing the data stream according to a communication standard of IEEE 802.11ac.
통신 인터페이스부가, 주변의 복수의 단말과 통신하는 단계; 및
제어부가, 상기 통신에 의해 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송할 때 상기 복수의 단말로 전송할 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 적응적으로 안테나와 채널 대역폭을 선택해 전송하여 상기 복수의 단말의 각 공간 스트림의 전송 시간을 최대 전송 시간 내로 일치시키는 단계;를
포함하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법.A method of driving a multi-user multiple input multiple output downlink (DL MU-MIMO) scheduling device, the method comprising:
The communication interface unit, the step of communicating with a plurality of peripheral terminals; and
When the control unit transmits the data stream to the plurality of terminals through the communication, the controller adaptively selects and transmits an antenna and a channel bandwidth based on the frame size and transmission rate of the data stream to be transmitted to the plurality of terminals, and transmits each of the plurality of terminals. matching the transmission time of the spatial stream within the maximum transmission time;
A method of driving an OFDM-based multi-user, multiple-input, multiple-output, downlink transmission scheduling apparatus comprising:
상기 데이터 스트림의 프레임 크기 및 전송 속도를 근거로 기설정된 수의 안테나와 채널 대역폭을 시간 변화에 따라 동적으로 변경하여 상기 복수의 단말로 데이터 스트림을 전송하는 단계;를 더 포함하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법.8. The method of claim 7,
Transmitting the data stream to the plurality of terminals by dynamically changing a preset number of antennas and channel bandwidth according to time change based on the frame size and transmission rate of the data stream; A driving method of a multiple input multiple output downlink scheduling device.
상기 전송 속도가 동일한 경우 상기 복수의 단말 중 하나로 전송할 최대 전송 시간을 차지하는 데이터 스트림에 최대 채널 대역폭을 할당한 후 나머지 단말의 데이터 스트림에 나머지 채널 대역폭을 할당하여 데이터 스트림을 전송하는 단계;를 더 포함하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법.8. The method of claim 7,
When the transmission rates are the same, allocating a maximum channel bandwidth to a data stream occupying a maximum transmission time to be transmitted to one of the plurality of terminals, and then allocating the remaining channel bandwidth to data streams of the remaining terminals to transmit the data stream; further comprising A method of driving an OFDM-based multi-user multi-input multi-output downlink transmission scheduling device.
상기 복수의 단말로 각각의 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 복수의 단말에 대한 채널상태정보(CIS)를 확인하기 위한 널 데이터 패킷(NDP)을 처리하는 단계;를 더 포함하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법.10. The method of claim 9,
Before transmitting each spatial stream to the plurality of terminals, processing a null data packet (NDP) for checking channel state information (CIS) for the plurality of terminals; A method of driving an input multiple output downlink scheduling device.
상기 NDP를 처리하는 단계는,
각 공간 스트림을 전송하기 전에 상기 나머지 단말에 각각 할당된 채널 대역폭을 통해 프레임 응답을 수신하기 위한 BRP 프레임을 각각 전송하는 단계를 포함하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법.11. The method of claim 10,
The step of processing the NDP,
Method of driving an OFDM-based multi-user multiple input multiple output downlink scheduling apparatus comprising transmitting each BRP frame for receiving a frame response through a channel bandwidth allocated to each of the remaining terminals before transmitting each spatial stream .
상기 통신하는 단계는,
IEEE 802.11ac의 통신 규격에 따라 상기 데이터 스트림을 처리하는 OFDM 기반의 다중사용자 다중입력다중출력 하향전송 스케줄링 장치의 구동방법.8. The method of claim 7,
The communicating step is
A method of driving an OFDM-based multi-user, multiple-input, multiple-output downlink transmission scheduling apparatus that processes the data stream according to the IEEE 802.11ac communication standard.
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