WO2016167609A1 - 무선 통신 시스템에서 채널 사운딩 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 채널 사운딩 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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천진영
류기선
임동국
이욱봉
최진수
조한규
박은성
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엘지전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to an uplink channel sounding method for transmitting an uplink multi-user channel state measured by an STA and an apparatus for supporting the same. .
  • Wi-Fi is a Wireless Local Area Network (WLAN) technology that allows devices to access the Internet in the 2.4 GHz, 5 GHz, or 60 GHz frequency bands.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • WLANs are based on the Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) 802.11 standard.
  • IEEE 802.11 The Wireless Next Generation Standing Committee (WNG SC) of IEEE 802.11 is an ad hoc committee that considers the next generation wireless local area network (WLAN) in the medium to long term.
  • WNG SC Wireless Next Generation Standing Committee
  • IEEE 802.11n aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More specifically, IEEE 802.11n supports High Throughput (HT), which provides up to 600 Mbps data rate, and also supports both transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on Multiple Inputs and Multiple Outputs (MIMO) technology using multiple antennas.
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • IEEE 802.11ac supports data processing speeds of 1 Gbps and higher via 80 MHz bandwidth transmission and / or higher bandwidth transmission (eg 160 MHz) and operates primarily in the 5 GHz band.
  • IEEE 802.11ax often discussed in the next-generation WLAN task group, also known as IEEE 802.11ax or High Efficiency (HEW) WLAN, includes: 1) 802.11 physical layer and MAC in the 2.4 GHz and 5 GHz bands; (medium access control) layer enhancement, 2) spectral efficiency and area throughput improvement, 3) environments with interference sources, dense heterogeneous network environments, and high user loads. Such as improving performance in real indoor environments and outdoor environments, such as the environment.
  • IEEE 802.11ax Scenarios considered mainly in IEEE 802.11ax are dense environments with many access points (APs) and stations (STAs), and IEEE 802.11ax discusses spectral efficiency and area throughput improvement in such a situation. . In particular, there is an interest in improving the performance of the indoor environment as well as the outdoor environment, which is not much considered in the existing WLAN.
  • IEEE 802.11ax we are interested in scenarios such as wireless office, smart home, stadium, hotspot, and building / apartment. There is a discussion about improving system performance in dense environments with many STAs.
  • IEEE 802.11ax improves system performance in outdoor basic service set (OBSS) environment, outdoor environment performance, and cellular offloading rather than single link performance in one basic service set (BSS). Discussion is expected to be active.
  • the directionality of IEEE 802.11ax means that next-generation WLANs will increasingly have a technology range similar to that of mobile communication. Considering the situation where mobile communication and WLAN technology are recently discussed in the small cell and direct-to-direct communication area, the technical and business of next-generation WLAN and mobile communication based on IEEE 802.11ax Convergence is expected to become more active.
  • An object of the present invention is to propose a new sounding protocol applicable to the next generation wireless communication system, and to propose a high efficiency (HE) format of frames transmitted and received for the sounding protocol.
  • HE high efficiency
  • the NDL (Null Data Packet) frame Receiving NDPA (NDP announcement) information indicating UL transmission; Receiving trigger information indicating a UL MU transmission resource of the NDP frame; And transmitting a UL Multi-User (UL MU) using the UL MU transmission resource indicated by the trigger information.
  • the trigger information may include at least one of spatial resource information or frequency resource information to be used to transmit the NDP frame UL MU.
  • the spatial resource information may indicate an index of at least one spatial stream to be used for UL transmission of the NDP frame.
  • the frequency resource information may indicate an index of at least one measurement frequency resource unit to be used for UL transmission of the NDP frame.
  • the NDPA information may be received through an NDPA frame
  • the trigger information may be received through a trigger frame.
  • the NDPA frame may include sounding dialog token (Sounding Dialog Token) information and Association Identifier (AID) information of STAs to transmit the NDP frame.
  • Sounding dialog token Sounding Dialog Token
  • AID Association Identifier
  • the trigger frame may include at least one of association identifier (AID) information of STAs that will transmit the NDP frame, the frequency resource information of the NDP frame, and the spatial resource information of the NDP frame.
  • AID association identifier
  • the trigger frame may transmit the NDP frame in the full-band of the UL PPDU or transmit the NDP frame.
  • the apparatus may further include feedback type information indicating whether to transmit on a partial transmission band of the UL PPDU.
  • the NDPA information and the trigger information may be received through one NDPA frame.
  • the NDPA frame may include a sounding dialog token field and a STA info field.
  • the sounding dialog token field may include an indicator indicating that the NDPA frame is a frame indicating UL transmission of the NDP frame.
  • the STA info field may include an AID field including Association Identifier (AID) information of STAs for transmitting the NDP frame, and a feedback type field indicating whether to transmit the UL MU of the NDP frame.
  • AID Association Identifier
  • the STA info field includes a measurement frequency resource unit field indicating the frequency resource information of the NDP frame and the spatial resource information of the NDP frame. It may further include an Nc index field indicating.
  • the NDPA information and the trigger information may be received through one trigger frame.
  • the trigger frame may include a common information field including common information on STAs receiving the trigger frame and a user specific field including individual information on each STA receiving the trigger frame.
  • the common information field may include sounding dialog token information.
  • the user specific field may include association identifier (AID) information of STAs to transmit the NDP frame, feedback type information indicating whether to transmit the UL multi-user (UL MU) of the NDP frame, and the frequency of the NDP frame. At least one of resource information and the spatial resource information of the NDP frame.
  • AID association identifier
  • UL MU UL multi-user
  • the NDP frame may include a Legacy-Short Training Field (L-STF), a Legacy-Long Training Field (L-LTF), a Legacy SIGNAL (L-SIG) field, a Repeated L-SIG (RL-SIG) field, and an HE-. It may be composed of a High Efficiency SIGNAL (SIG) A field, a High Efficiency STF (HE-STF), and a High Efficiency LTF (HE-LTF).
  • L-STF Legacy-Short Training Field
  • L-LTF Legacy SIGNAL
  • L-SIG Legacy SIGNAL
  • R-SIG Repeated L-SIG
  • HE- High Efficiency SIGNAL
  • HE-STF High Efficiency STF
  • HE-LTF High Efficiency LTF
  • STA Statation device in a wireless LAN (WLAN) system
  • RF unit for transmitting and receiving radio signals
  • a processor for controlling the RF unit;
  • the processor receives NDPA (NDP announcement) information indicating UL transmission of a NDP frame, receives trigger information indicating UL MU transmission resource of the NDP frame, and triggers the trigger.
  • NDPA NDP announcement
  • the UL MU Multi-User
  • the trigger information is space resource information or frequency resource information to be used for UL MU transmission of the NDP frame. It may include at least one of.
  • an uplink multi-user may transmit an NDP frame through each of different spatial streams or frequency resources in a wireless communication system.
  • uplink multi-user transmission may be smoothly performed based on channel state information for uplink multi-user transmission in a wireless communication system.
  • an uplink channel sounding protocol may be smoothly performed based on a frame structure for uplink channel sounding in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a layer architecture of an IEEE 802.11 system to which the present invention may be applied.
  • FIG. 3 illustrates a non-HT format PPDU and a HT format PPDU of a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 illustrates a VHT format PPDU format of a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 illustrates a MAC frame format of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a frame control field in a MAC frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 is a diagram conceptually illustrating a channel sounding method in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a VHT NDPA frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an NDP PPDU in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a VHT compressed beamforming frame format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a beamforming report poll frame format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a downlink multi-user PPDU format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a downlink multi-user PPDU format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a downlink MU-MIMO transmission process in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • 15 is a diagram illustrating an ACK frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a Block Ack Request frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 17 illustrates a BAR information field of a block ACK request frame in a wireless communication system to which an embodiment of the present invention may be applied.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a block ACK frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a BA Information field of a block ACK frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a High Efficiency (HE) format PPDU according to an embodiment of the present invention.
  • HE High Efficiency
  • 21 through 23 are diagrams illustrating an HE format PPDU according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a diagram illustrating an uplink multi-user transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
  • 25 to 27 illustrate a resource allocation unit in an OFDMA multi-user transmission scheme according to an embodiment of the present invention.
  • 28 (a) and 28 (b) illustrate the MIMO control field and the antenna selection indices field in the 802.11n system, respectively.
  • 29 illustrates an UL sounding protocol according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an HE format of an NDP frame transmitted and received in a UL sounding protocol according to an embodiment of the present invention.
  • 31 is a diagram illustrating frames transmitted and received in an UL sounding protocol according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating various embodiments related to a UL SU / MU transmission method of an NDP frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a UL MU transmission method of HE-LTF in an NDP frame according to an embodiment of the present invention.
  • MFR measuring frequency resource
  • 35 is a diagram illustrating an HE format of a trigger frame.
  • 36 is a diagram illustrating an HE format of a trigger frame according to an embodiment of the present invention.
  • 38 is a flowchart illustrating a method of supporting UL sounding of a STA device according to an embodiment of the present invention.
  • 39 is a block diagram of each STA apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented with wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the IEEE 802.11 structure may be composed of a plurality of components, and a wireless communication system supporting a station (STA) station mobility that is transparent to a higher layer may be provided by their interaction.
  • STA station
  • a basic service set (BSS) may correspond to a basic building block in an IEEE 802.11 system.
  • FIG. 1 there are three BSSs (BSS 1 to BSS 3) and two STAs are included as members of each BSS (STA 1 and STA 2 are included in BSS 1, and STA 3 and STA 4 are BSS 2. Included in, and STA 5 and STA 6 are included in BSS 3) by way of example.
  • an ellipse representing a BSS may be understood to represent a coverage area where STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 system is an independent BSS (IBSS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • BSS 3 of FIG. 1, which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS. This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of LAN may not be configured in advance, but may be configured when a LAN is required, which may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning the STA on or off, the STA entering or exiting the BSS region, or the like.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • the direct STA-to-STA distance in an 802.11 system may be limited by physical layer (PHY) performance. In some cases, this distance limit may be sufficient, but in some cases, communication between STAs over longer distances may be required.
  • a distribution system (DS) may be configured to support extended coverage.
  • the DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, instead of the BSS independently as shown in FIG. 1, the BSS may exist as an extended type component of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the characteristics of the Distribution System Medium (DSM).
  • DSM Distribution System Medium
  • the IEEE 802.11 standard logically distinguishes between wireless medium (WM) and distribution system medium (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones.
  • the plurality of media are logically different, and thus the flexibility of the structure of the IEEE 802.11 system (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 system structure can be implemented in various ways, the corresponding system structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support mobile devices by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • the AP means an entity that enables access to the DS through the WM to the associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA 2 and STA 3 illustrated in FIG. 1 have a functionality of STA, and provide a function of allowing associated STAs STA 1 and STA 4 to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities.
  • the address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of that AP may always be received at an uncontrolled port and processed by an IEEE 802.1X port access entity.
  • transmission data (or frame) may be transmitted to the DS.
  • a wireless network of arbitrary size and complexity may be composed of DS and BSSs.
  • this type of network is referred to as an extended service set (ESS) network.
  • the ESS may correspond to a set of BSSs connected to one DS. However, the ESS does not include a DS.
  • the ESS network is characterized by what appears to be an IBSS network at the Logical Link Control (LLC) layer. STAs included in the ESS may communicate with each other, and mobile STAs may move from one BSS to another BSS (within the same ESS) transparently to the LLC.
  • LLC Logical Link Control
  • BSSs can be partially overlapped, which is the form generally used to provide continuous coverage.
  • the BSSs may not be physically connected, and logically there is no limit to the distance between the BSSs.
  • the BSSs can be located at the same physical location, which can be used to provide redundancy.
  • one (or more) IBSS or ESS networks may be physically present in the same space as one or more ESS networks. This may be necessary if the ad-hoc network is operating at the location of the ESS network, if the IEEE 802.11 networks are physically overlapped by different organizations, or if two or more different access and security policies are required at the same location. It may correspond to an ESS network type in a case.
  • an STA is a device that operates according to Medium Access Control (MAC) / PHY regulations of IEEE 802.11. As long as the function of the STA is not distinguished from the AP individually, the STA may include an AP STA and a non-AP STA. However, when communication is performed between the STA and the AP, the STA may be understood as a non-AP STA. In the example of FIG. 1, STA 1, STA 4, STA 5, and STA 6 correspond to non-AP STAs, and STA 2 and STA 3 correspond to AP STAs.
  • MAC Medium Access Control
  • Non-AP STAs generally correspond to devices that users directly handle, such as laptop computers and mobile phones.
  • a non-AP STA includes a wireless device, a terminal, a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, and a wireless terminal.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • MTC machine-type communication
  • M2M machine-to-machine
  • the AP is a base station (BS), Node-B (Node-B), evolved Node-B (eNB), and Base Transceiver System (BTS) in other wireless communication fields.
  • BS base station
  • Node-B Node-B
  • eNB evolved Node-B
  • BTS Base Transceiver System
  • downlink means communication from the AP to the non-AP STA
  • uplink means communication from the non-AP STA to the AP.
  • the transmitter may be part of an AP and the receiver may be part of a non-AP STA.
  • a transmitter may be part of a non-AP STA and a receiver may be part of an AP.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a layer architecture of an IEEE 802.11 system to which the present invention may be applied.
  • the layer architecture of the IEEE 802.11 system may include a MAC sublayer and a PHY sublayer.
  • the PHY sublayer may be divided into a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) entity and a Physical Medium Dependent (PMD) entity.
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • PMD Physical Medium Dependent
  • the PLCP entity plays a role of connecting a data frame with a MAC sublayer
  • the PMD entity plays a role of wirelessly transmitting and receiving data with two or more STAs.
  • Both the MAC sublayer and the PHY sublayer may include a management entity, which may be referred to as a MAC sublayer management entity (MLME) and a PHY sublayer management entity (PLME), respectively.
  • MLME MAC sublayer management entity
  • PLME PHY sublayer management entity
  • These management entities provide layer management service interfaces through the operation of layer management functions.
  • the MLME may be connected to the PLME to perform management operations of the MAC sublayer, and likewise the PLME may be connected to the MLME to perform management operations of the PHY sublayer.
  • a Station Management Entity may be present in each STA.
  • the SME is a management entity independent of each layer.
  • the SME collects layer-based state information from MLME and PLME or sets values of specific parameters of each layer.
  • the SME can perform these functions on behalf of general system management entities and implement standard management protocols.
  • the XX-GET.request primitive is used to request the value of a Management Information Base attribute (MIB attribute), and the XX-GET.confirm primitive, if the status is 'SUCCESS', returns the value of that MIB attribute. Otherwise, it returns with an error indication in the status field.
  • MIB attribute Management Information Base attribute
  • the XX-SET.request primitive is used to request that a specified MIB attribute be set to a given value. If the MIB attribute is meant for a particular action, this request requests the execution of that particular action. And, if the state is 'SUCCESS' XX-SET.confirm primitive, it means that the specified MIB attribute is set to the requested value. In other cases, the status field indicates an error condition. If this MIB attribute means a specific operation, this primitive can confirm that the operation was performed.
  • MIB attribute Management Information Base attribute
  • XX-GET.confirm primitive if the status is 'SUCCESS', returns the value of that MIB attribute. Otherwise, it returns with
  • the MAC sublayer includes a MAC header and a frame check sequence (FCS) in a MAC Service Data Unit (MSDU) or a fragment of an MSDU received from an upper layer (eg, an LLC layer).
  • FCS frame check sequence
  • MSDU MAC Service Data Unit
  • MPDU MAC Protocol Data Unit
  • A-MSDU aggregated MSDU
  • a plurality of MSDUs may be merged into a single A-MSDU (aggregated MSDU).
  • the MSDU merging operation may be performed at the MAC upper layer.
  • the A-MSDU is delivered to the PHY sublayer as a single MPDU (if not fragmented).
  • the PHY sublayer generates a physical protocol data unit (PPDU) by adding an additional field including information required by a physical layer transceiver to a physical service data unit (PSDU) received from the MAC sublayer. . PPDUs are transmitted over wireless media.
  • PPDU physical protocol data unit
  • the PSDU is substantially the same as the MPDU since the PHY sublayer is received from the MAC sublayer and the MPDU is transmitted by the MAC sublayer to the PHY sublayer.
  • A-MPDU aggregated MPDU
  • a plurality of MPDUs may be merged into a single A-MPDU.
  • the MPDU merging operation may be performed at the MAC lower layer.
  • A-MPDUs may be merged with various types of MPDUs (eg, QoS data, Acknowledge (ACK), Block ACK (BlockAck), etc.).
  • the PHY sublayer receives the A-MPDU as a single PSDU from the MAC sublayer. That is, the PSDU is composed of a plurality of MPDUs.
  • A-MPDUs are transmitted over the wireless medium in a single PPDU.
  • PPDU Physical Protocol Data Unit
  • PPDU Physical Protocol Data Unit
  • IEEE 802.11 WLAN system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 illustrates a non-HT format PPDU and a HT format PPDU of a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • Non-HT PPDUs may also be referred to as legacy PPDUs.
  • the non-HT format PPDU includes an L-STF (Legacy (or Non-HT) Short Training field), L-LTF (Legacy (or, Non-HT) Long Training field) and It consists of a legacy format preamble and a data field composed of L-SIG (Legacy (or Non-HT) SIGNAL) field.
  • L-STF Legacy (or Non-HT) Short Training field
  • L-LTF Legacy (or, Non-HT) Long Training field
  • L-SIG Legacy (or Non-HT) SIGNAL
  • the L-STF may include a short training orthogonal frequency division multiplexing symbol (OFDM).
  • L-STF can be used for frame timing acquisition, automatic gain control (AGC), diversity detection, and coarse frequency / time synchronization. .
  • the L-LTF may include a long training orthogonal frequency division multiplexing symbol.
  • L-LTF may be used for fine frequency / time synchronization and channel estimation.
  • the L-SIG field may be used to transmit control information for demodulation and decoding of the data field.
  • the L-SIG field consists of a 4-bit Rate field, 1-bit Reserved bit, 12-bit Length field, 1-bit parity bit, and 6-bit Signal Tail field. Can be.
  • the rate field contains rate information, and the length field indicates the number of octets of the PSDU.
  • FIG. 3B illustrates an HT-mixed format PPDU (HTDU) for supporting both an IEEE 802.11n system and an IEEE 802.11a / g system.
  • HTDU HT-mixed format PPDU
  • the HT mixed format PPDU includes a legacy format preamble including an L-STF, L-LTF, and L-SIG fields, an HT-SIG (HT-Signal) field, and an HT-STF (HT Short). Training field), HT-formatted preamble and data field including HT-LTF (HT Long Training field).
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG fields mean legacy fields for backward compatibility, they are the same as non-HT formats from L-STF to L-SIG fields. Even if the L-STA receives the HT mixed PPDU, the L-STA may interpret the data field through the L-LTF, L-LTF, and L-SIG fields. However, the L-LTF may further include information for channel estimation that the HT-STA performs to receive the HT mixed PPDU and demodulate the L-SIG field and the HT-SIG field.
  • the HT-STA may know that it is an HT-mixed format PPDU using the HT-SIG field following the legacy field, and may decode the data field based on the HT-STA.
  • the HT-LTF field may be used for channel estimation for demodulation of the data field. Since IEEE 802.11n supports Single-User Multi-Input and Multi-Output (SU-MIMO), a plurality of HT-LTF fields may be configured for channel estimation for each data field transmitted in a plurality of spatial streams.
  • SU-MIMO Single-User Multi-Input and Multi-Output
  • the HT-LTF field includes data HT-LTF used for channel estimation for spatial streams and extension HT-LTF (additional used for full channel sounding). It can be configured as. Accordingly, the plurality of HT-LTFs may be equal to or greater than the number of spatial streams transmitted.
  • the L-STF, L-LTF, and L-SIG fields are transmitted first in order to receive the L-STA and acquire data. Thereafter, the HT-SIG field is transmitted for demodulation and decoding of data transmitted for the HT-STA.
  • the HT-SIG field is transmitted without performing beamforming so that the L-STA and HT-STA can receive the corresponding PPDU to acquire data, and then the HT-STF, HT-LTF and data fields transmitted are precoded. Wireless signal transmission is performed through.
  • the HT-STF field is transmitted to allow the STA to perform precoding to take into account the variable power due to precoding, and then the plurality of HT-LTF and data fields after that.
  • Table 1 below is a table illustrating the HT-SIG field.
  • FIG. 3 (c) illustrates an HT-GF format PPDU (HT-GF) for supporting only an IEEE 802.11n system.
  • the HT-GF format PPDU includes HT-GF-STF, HT-LTF1, HT-SIG field, a plurality of HT-LTF2 and data fields.
  • HT-GF-STF is used for frame timing acquisition and AGC.
  • HT-LTF1 is used for channel estimation.
  • the HT-SIG field is used for demodulation and decoding of the data field.
  • HT-LTF2 is used for channel estimation for demodulation of data fields. Similarly, since HT-STA uses SU-MIMO, channel estimation is required for each data field transmitted in a plurality of spatial streams, and thus HT-LTF2 may be configured in plural.
  • the plurality of HT-LTF2 may be configured of a plurality of Data HT-LTF and a plurality of extended HT-LTF similarly to the HT-LTF field of the HT mixed PPDU.
  • the data field is a payload, and includes a service field, a SERVICE field, a scrambled PSDU field, tail bits, and padding bits. It may include. All bits of the data field are scrambled.
  • the service field has 16 bits. Each bit is assigned from 0 to 15, and transmitted sequentially from bit 0. Bits 0 to 6 are set to 0 and used to synchronize the descrambler in the receiver.
  • the IEEE 802.11ac WLAN system supports downlink multi-user multiple input multiple output (MU-MIMO) transmission in which a plurality of STAs simultaneously access a channel in order to efficiently use a wireless channel.
  • MU-MIMO downlink multi-user multiple input multiple output
  • the AP may simultaneously transmit packets to one or more STAs that are paired with MIMO.
  • DL MU transmission (downlink multi-user transmission) refers to a technology in which an AP transmits a PPDU to a plurality of non-AP STAs through the same time resource through one or more antennas.
  • the MU PPDU refers to a PPDU that delivers one or more PSDUs for one or more STAs using MU-MIMO technology or OFDMA technology.
  • the SU PPDU means a PPDU having a format in which only one PSDU can be delivered or in which no PSDU exists.
  • control information transmitted to the STA may be relatively large compared to the size of 802.11n control information for MU-MIMO transmission.
  • An example of control information additionally required for MU-MIMO support includes information indicating the number of spatial streams received by each STA, information related to modulation and coding of data transmitted to each STA, and the like. Can be.
  • the size of transmitted control information may be increased according to the number of receiving STAs.
  • control information required for MU-MIMO transmission is required separately for common control information common to all STAs and specific STAs.
  • the data may be transmitted by being divided into two types of information of dedicated control information.
  • FIG. 4 illustrates a VHT format PPDU format of a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • VHT format PPDU VHT format PPDU
  • a VHT format PPDU includes a legacy format preamble including a L-STF, L-LTF, and L-SIG fields, a VHT-SIG-A (VHT-Signal-A) field, and a VHT-STF ( A VHT format preamble and a data field including a VHT Short Training field (VHT-LTF), a VHT Long Training field (VHT-LTF), and a VHT-SIG-B (VHT-Signal-B) field.
  • VHT-LTF VHT Short Training field
  • VHT-LTF VHT Long Training field
  • VHT-SIG-B VHT-Signal-B
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG mean legacy fields for backward compatibility, they are the same as non-HT formats from L-STF to L-SIG fields.
  • the L-LTF may further include information for channel estimation to be performed to demodulate the L-SIG field and the VHT-SIG-A field.
  • the L-STF, L-LTF, L-SIG field, and VHT-SIG-A field may be repeatedly transmitted in 20 MHz channel units. For example, when a PPDU is transmitted on four 20 MHz channels (i.e., 80 MHz bandwidth), the L-STF, L-LTF, L-SIG field, and VHT-SIG-A field are repeatedly transmitted on every 20 MHz channel. Can be.
  • the VHT-STA may know that it is a VHT format PPDU using the VHT-SIG-A field following the legacy field, and may decode the data field based on the VHT-STA.
  • the L-STF, L-LTF and L-SIG fields are transmitted first in order to receive the L-STA and acquire data. Thereafter, the VHT-SIG-A field is transmitted for demodulation and decoding of data transmitted for the VHT-STA.
  • the VHT-SIG-A field is a field for transmitting control information common to the AP and the MIMO paired VHT STAs, and includes control information for interpreting the received VHT format PPDU.
  • the VHT-SIG-A field may include a VHT-SIG-A1 field and a VHT-SIG-A2 field.
  • the VHT-SIG-A1 field includes information on channel bandwidth (BW) used, whether space time block coding (STBC) is applied, and group identification information for indicating a group of STAs grouped in MU-MIMO.
  • Group ID Group Identifier
  • NSTS space-time streams
  • Partial AID Partial Association Identifier
  • Transmit power save forbidden information can do.
  • the Group ID means an identifier assigned to the STA group to be transmitted to support MU-MIMO transmission, and may indicate whether the currently used MIMO transmission method is MU-MIMO or SU-MIMO.
  • Table 2 is a table illustrating the VHT-SIG-A1 field.
  • the VHT-SIG-A2 field contains information on whether a short guard interval (GI) is used, forward error correction (FEC) information, information on modulation and coding scheme (MCS) for a single user, and multiple information.
  • GI short guard interval
  • FEC forward error correction
  • MCS modulation and coding scheme
  • Information on the type of channel coding for the user beamforming-related information, redundancy bits for cyclic redundancy checking (CRC), tail bits of convolutional decoder, and the like. Can be.
  • Table 3 is a table illustrating the VHT-SIG-A2 field.
  • VHT-STF is used to improve the performance of AGC estimation in MIMO transmission.
  • VHT-LTF is used by the VHT-STA to estimate the MIMO channel. Since the VHT WLAN system supports MU-MIMO, the VHT-LTF may be set as many as the number of spatial streams in which a PPDU is transmitted. In addition, if full channel sounding is supported, the number of VHT-LTFs may be greater.
  • the VHT-SIG-B field includes dedicated control information required for a plurality of MU-MIMO paired VHT-STAs to receive a PPDU and acquire data. Therefore, the VHT-STA decodes the VHT-SIG-B field only when common control information included in the VHT-SIG-A field indicates that the currently received PPDU indicates MU-MIMO transmission. It can be designed to. On the other hand, if the common control information indicates that the currently received PPDU is for a single VHT-STA (including SU-MIMO), the STA may be designed not to decode the VHT-SIG-B field.
  • the VHT-SIG-B field includes a VHT-SIG-B length field, a VHT-MCS field, a reserved field, and a tail field.
  • the VHT-SIG-B Length field indicates the length of the A-MPDU (before end-of-frame padding).
  • the VHT-MCS field includes information on modulation, encoding, and rate-matching of each VHT-STA.
  • the size of the VHT-SIG-B field may vary depending on the type of MIMO transmission (MU-MIMO or SU-MIMO) and the channel bandwidth used for PPDU transmission.
  • FIG. 4 (b) illustrates the VHT-SIG-B field according to the PPDU transmission bandwidth.
  • the VHT-SIG-B bits are repeated twice.
  • the VHT-SIG-B bits are repeated four times and pad bits set to zero are attached.
  • VHT-SIG-B bits are repeated four times, as with the 80 MHz transmission, with pad bits set to zero attached. Then, all 117 bits are repeated again.
  • information indicating a bit size of a data field constituting the PPDU and / or indicating a bit stream size constituting a specific field May be included in the VHT-SIG-A field.
  • the L-SIG field may be used to effectively use the PPDU format.
  • a length field and a rate field included in the L-SIG field and transmitted may be used to provide necessary information.
  • MPDU MAC Protocol Data Unit
  • A-MPDU Aggregate MAC Protocol Data Unit
  • the data field is a payload and may include a service field, a scrambled PSDU, tail bits, and padding bits.
  • the STA Since the formats of various PPDUs are mixed and used as described above, the STA must be able to distinguish the formats of the received PPDUs.
  • the meaning of distinguishing a PPDU may have various meanings.
  • the meaning of identifying the PPDU may include determining whether the received PPDU is a PPDU that can be decoded (or interpreted) by the STA.
  • the meaning of distinguishing the PPDU may mean determining whether the received PPDU is a PPDU supported by the STA.
  • the meaning of distinguishing the PPDU may also be interpreted to mean what information is transmitted through the received PPDU.
  • FIG. 5 illustrates a MAC frame format of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • a MAC frame (ie, an MPDU) includes a MAC header, a frame body, and a frame check sequence (FCS).
  • FCS frame check sequence
  • MAC Header includes Frame Control field, Duration / ID field, Address 1 field, Address 2 field, Address 3 field, Sequence control It is defined as an area including a Control field, an Address 4 field, a QoS Control field, and an HT Control field.
  • the Frame Control field includes information on the MAC frame characteristic. A detailed description of the Frame Control field will be given later.
  • the Duration / ID field may be implemented to have different values depending on the type and subtype of the corresponding MAC frame.
  • the Duration / ID field is an AID (association identifier) of the STA that transmitted the frame. It may be set to include. Otherwise, the Duration / ID field may be set to have a specific duration value according to the type and subtype of the corresponding MAC frame.
  • the Duration / ID fields included in the MAC header may be set to have the same value.
  • the Address 1 to Address 4 fields include a BSSID, a source address (SA), a destination address (DA), a transmission address (TA) indicating a transmission STA address, and a reception address indicating a destination STA address (TA).
  • SA source address
  • DA destination address
  • TA transmission address
  • TA reception address indicating a destination STA address
  • RA It is used to indicate Receiving Address.
  • the address field implemented as a TA field may be set to a bandwidth signaling TA value, in which case, the TA field may indicate that the corresponding MAC frame contains additional information in the scrambling sequence.
  • the bandwidth signaling TA may be represented by the MAC address of the STA transmitting the corresponding MAC frame, but the Individual / Group bit included in the MAC address may be set to a specific value (for example, '1'). Can be.
  • the Sequence Control field is set to include a sequence number and a fragment number.
  • the sequence number may indicate a sequence number allocated to the corresponding MAC frame.
  • the fragment number may indicate the number of each fragment of the corresponding MAC frame.
  • the QoS Control field contains information related to QoS.
  • the QoS Control field may be included when indicating a QoS data frame in a subtype subfield.
  • the HT Control field includes control information related to the HT and / or VHT transmission / reception schemes.
  • the HT Control field is included in the Control Wrapper frame. In addition, it exists in the QoS data frame and the management frame in which the order subfield value is 1.
  • the frame body is defined as a MAC payload, and data to be transmitted in a higher layer is located, and has a variable size.
  • the maximum MPDU size may be 11454 octets
  • the maximum PPDU size may be 5.484 ms.
  • FCS is defined as a MAC footer and is used for error detection of MAC frames.
  • the first three fields (Frame Control field, Duration / ID field and Address 1 field) and the last field (FCS field) constitute the minimum frame format and are present in every frame. Other fields may exist only in a specific frame type.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a frame control field in a MAC frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the Frame Control field includes a Protocol Version subfield, a Type subfield, a Subtype subfield, a To DS subfield, a From DS subfield, and more fragments.
  • the Protocol Version subfield may indicate the version of the WLAN protocol applied to the corresponding MAC frame.
  • the Type subfield and the Subtype subfield may be set to indicate information for identifying a function of a corresponding MAC frame.
  • the type of the MAC frame may include three frame types: a management frame, a control frame, and a data frame.
  • Each frame type may be further divided into subtypes.
  • control frames include request to send (RTS) frames, clear-to-send (CTS) frames, acknowledgment (ACK) frames, PS-Poll frames, content free (End) frames, CF End + CF-ACK frame, Block Acknowledgment request (BAR) frame, Block Acknowledgment (BA) frame, Control Wrapper (Control + HTcontrol) frame, VHT null data packet notification (NDPA) It may include a Null Data Packet Announcement and a Beamforming Report Poll frame.
  • Management frames include beacon frames, announcement traffic indication message (ATIM) frames, disassociation frames, association request / response frames, reassociation requests / responses Response frame, Probe Request / Response frame, Authentication frame, Deauthentication frame, Action frame, Action No ACK frame, Timing Advertisement It may include a frame.
  • ATIM announcement traffic indication message
  • disassociation frames association request / response frames
  • reassociation requests / responses Response frame Probe Request / Response frame
  • Authentication frame Deauthentication frame
  • Action frame Action No ACK frame
  • Timing Advertisement It may include a frame.
  • the To DS subfield and the From DS subfield may include information necessary to interpret the Address 1 field or the Address 4 field included in the corresponding MAC frame header.
  • both the To DS subfield and the From DS subfield are set to '0'.
  • the To DS subfield and the From DS subfield are set to '1' and '0' in order if the frame is a QoS Management frame (QMF), and in order if the frame is not QMF. Both can be set to '0', '0'.
  • QMF QoS Management frame
  • the More Fragments subfield may indicate whether there is a fragment to be transmitted following the corresponding MAC frame. If there is another fragment of the current MSDU or MMPDU, it may be set to '1', otherwise it may be set to '0'.
  • the Retry subfield may indicate whether the corresponding MAC frame is due to retransmission of a previous MAC frame. In case of retransmission of the previous MAC frame, it may be set to '1', otherwise it may be set to '0'.
  • the power management subfield may indicate a power management mode of the STA. If the value of the Power Management subfield is '1', the STA may indicate switching to the power save mode.
  • the More Data subfield may indicate whether there is an additional MAC frame to be transmitted. If there is an additional MAC frame to be transmitted, it may be set to '1', otherwise it may be set to '0'.
  • the Protected Frame subfield may indicate whether the frame body field is encrypted. If the Frame Body field includes information processed by the encryption encapsulation algorithm, it may be set to '1', otherwise it may be set to '0'.
  • each field described above corresponds to an example of fields that may be included in the MAC frame, but is not limited thereto. That is, each field described above may be replaced with another field or additional fields may be further included, and all fields may not be necessarily included.
  • SU-MIMO technology in which a beamformer assigns all antennas to one beamformee and communicates, increases channel capacity through diversity gain and stream multiplexing using space-time. .
  • SU-MIMO technology can contribute to improving the performance of the physical layer by increasing the number of antennas by increasing the number of antennas compared to when the MIMO technology is not applied.
  • the MU-MIMO technology in which a beamformer allocates antennas to a plurality of beamformees, provides a link layer protocol for multiple access of a plurality of beamformees connected to the beamformer. It can improve performance.
  • Sounding means using the corresponding training field to measure the channel for purposes other than data demodulation of the PPDU including the preamble training field.
  • Beamformer may instruct feedback of channel state information through the HT control field included in the MAC header, or Beamformee may report channel state information through the HT control field included in the MAC frame header (see FIG. 8).
  • the HT control field may be included in a control frame or a QoS data frame in which the Order subfield of the MAC header is set to 1, and the management frame.
  • FIG. 7 is a diagram conceptually illustrating a channel sounding method in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 illustrates a method for feeding back channel state information between a Beamformer (eg, an AP) and a Beamformee (eg, a non-AP STA) based on a sounding protocol.
  • the sounding protocol may refer to a procedure for receiving feedback on channel state information.
  • the channel state information sounding method between the beamformer and the beamformee based on the sounding protocol may be performed by the following steps.
  • the beamformer transmits a VHT NDPA (VHT Null Data Packet Announcement) frame indicating a sounding transmission for feedback of the beamformee.
  • VHT NDPA VHT Null Data Packet Announcement
  • the VHT NDPA frame refers to a control frame used to indicate that channel sounding is started and that NDP (Null Data Packet) will be transmitted.
  • NDP Null Data Packet
  • the VHT NDPA frame may include AID (association identifier) information, feedback type information, etc. of the Beamformee to transmit the NDP. A more detailed description of the VHT NDPA frame will be given later.
  • the VHT NDPA frame may be transmitted in a different transmission method when data is transmitted using MU-MIMO and when data is transmitted using SU-MIMO. For example, when performing channel sounding for MU-MIMO, a VHT NDPA frame is transmitted in a broadcast manner, but when channel sounding for SU-MIMO is performed, a VHT NDPA frame is transmitted to one target STA. Can be transmitted in a unicast manner.
  • NDP has a VHT PPDU structure excluding data fields.
  • Beamformees receiving the VHT NDPA frame may check the value of the AID12 subfield included in the STA information field, and may determine whether the beamformee is a sounding target STA.
  • the beamformees may know the feedback order through the order of the STA Info field included in the NDPA.
  • 11 illustrates a case in which the feedback order is performed in the order of Beamformee 1, Beamformee 2, and Beamformee 3.
  • Beamformee 1 obtains downlink channel state information based on a training field included in the NDP, and generates feedback information to be transmitted to the beamformer.
  • Beamformee 1 transmits a VHT compressed beamforming frame including feedback information to the beamformer after SIFS after receiving the NDP frame.
  • the VHT Compressed Beamforming frame may include an SNR value for a space-time stream, information about a compressed beamforming feedback matrix for a subcarrier, and the like. A more detailed description of the VHT Compressed Beamforming frame will be described later.
  • the beamformer After receiving the VHT Compressed Beamforming frame from Beamformee 1, the beamformer transmits a Beamforming Report Poll frame to Beamformee 2 to obtain channel information from Beamformee 2 after SIFS.
  • the Beamforming Report Poll frame is a frame that performs the same role as the NDP frame, and Beamformee 2 may measure a channel state based on the transmitted Beamforming Report Poll frame.
  • Beamformee 2 transmits the VHT Compressed Beamforming frame including feedback information to the beamformer after SIFS.
  • the beamformer After receiving the VHT Compressed Beamforming frame from Beamformee 2, the beamformer transmits a Beamforming Report Poll frame to Beamformee 3 to obtain channel information from Beamformee 3 after SIFS.
  • Beamformee 3 transmits the VHT Compressed Beamforming frame including feedback information to the beamformer after SIFS.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a VHT NDPA frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the VHT NDPA frame may include a frame control field, a duration field, a receiving address field, a transmitting address field, a sounding dialog token field, It may be composed of a STA Info 1 field, a STA Info n field, and an FCS.
  • the RA field value indicates a receiver address or STA address for receiving a VHT NDPA frame.
  • the RA field value has the address of the STA identified by the AID in the STA Info field. For example, when transmitting a VHT NDPA frame to one target STA for SU-MIMO channel sounding, the AP transmits the VHT NDPA frame to the target STA by unicast.
  • the RA field value has a broadcast address.
  • the AP when transmitting a VHT NDPA frame to at least one target STA for MU-MIMO channel sounding, the AP broadcasts a VHT NDPA frame.
  • the TA field value represents a transmitter address for transmitting a VHT NDPA frame or an address of a transmitting STA or a bandwidth for signaling a TA.
  • the Sounding Dialog Token field may be referred to as a sounding sequence field.
  • the Sounding Dialog Token Number subfield in the Sounding Dialog Token field contains a value selected by the Beamformer to identify the VHT NDPA frame.
  • the VHT NDPA frame includes at least one STA Info field. That is, the VHT NDPA frame includes a STA Info field that includes information about the sounding target STA. One STA Info field may be included for each sounding target STA.
  • Each STA Info field may be composed of an AID12 subfield, a feedback type subfield, and an Nc index subfield.
  • Table 4 shows subfields of the STA Info field included in the VHT NDPA frame.
  • each field described above may follow the definition of the IEEE 802.11 system.
  • each field described above corresponds to an example of fields that may be included in a MAC frame, and may be replaced with another field or further fields may be included.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an NDP PPDU in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the NDP may have a format in which a data field is omitted from the VHT PPDU format shown in FIG. 4.
  • the NDP may be precoded based on a specific precoding matrix and transmitted to the sounding target STA.
  • the length field indicating the length of the PSDU included in the data field is set to '0'.
  • the Group ID field indicating whether the transmission scheme used for NDP transmission is MU-MIMO or SU-MIMO is set to a value indicating SU-MIMO transmission.
  • the data bits of the VHT-SIG-B field of the NDP are set to a fixed bit pattern for each bandwidth.
  • the sounding target STA When the sounding target STA receives the NDP, the sounding target STA estimates a channel based on the VHT-LTF field of the NDP and obtains channel state information.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a VHT compressed beamforming frame format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the VHT compressed beamforming frame is a VHT action frame for supporting the VHT function and includes an action field in the frame body.
  • the Action field is included in the Frame Body of the MAC frame to provide a mechanism for specifying extended management operations.
  • the Action field includes the Category field, the VHT Action field, the VHT MIMO Control field, the VHT Compressed Beamforming Report field, and the MU Exclusive Beamforming. Report) field.
  • the Category field is set to a value indicating a VHT category (ie, a VHT Action frame), and the VHT Action field is set to a value indicating a VHT Compressed Beamforming frame.
  • the VHT MIMO Control field is used to feed back control information related to beamforming feedback.
  • the VHT MIMO Control field may always be present in the VHT Compressed Beamforming frame.
  • the VHT Compressed Beamforming Report field is used to feed back information about a beamforming metric including SNR information about a space-time stream used to transmit data.
  • the MU Exclusive Beamforming Report field is used to feed back SNR information on a spatial stream when performing MU-MIMO transmission.
  • the presence and content of the VHT Compressed Beamforming Report field and the MU Exclusive Beamforming Report field are determined by the Feedback Type subfield, the Remaining Feedback Segments subfield, and the First Feedback Segment of the VHT MIMO Control field. Feedback Segment) may be determined according to the value of the subfield.
  • VHT MIMO Control field the VHT Compressed Beamforming Report field
  • VHT Compressed Beamforming Report field the VHT Compressed Beamforming Report field
  • MU Exclusive Beamforming Report field the VHT MIMO Control field
  • the VHT MIMO Control field includes an Nc Index subfield, an Nr Index subfield, a Channel Width subfield, a Grouping subfield, a Codebook Information subfield, Feedback Type Subfield, Remaining Feedback Segments Subfield, First Feedback Segment Subfield, Reserved Subfield, and Sounding Dialog Token Number Sub It consists of fields.
  • Table 5 shows subfields of the VHT MIMO Control field.
  • the Nc Index subfield, Channel Width subfield, Grouping subfield, Codebook Information subfield, Feedback Type subfield, and Sounding Dialog Token Number subfield Is set to a preliminary field
  • the First Feedback Segment subfield is set to '0'
  • the Remaining Feedback Segments subfield is set to '7'.
  • the Sounding Dialog Token Number subfield may be called a Sounding Sequence Number subfield.
  • the VHT compressed beamforming report field contains explicit feedback in the form of angles of the compressed beamforming feedback matrix 'V' which the transmitting beamformer uses to determine the steering matrix 'Q'. It is used to convey information.
  • Table 6 shows subfields of the VHT compressed beamforming report field.
  • the VHT compressed beamforming report field may include an average SNR for each space-time stream and a compressed beamforming feedback matrix 'V' for each subcarrier.
  • the compressed beamforming feedback matrix is used to calculate a channel matrix (ie, steering matrix 'Q') in a transmission method using MIMO as a matrix including information on channel conditions.
  • Nr scidx () means a subcarrier through which the Compressed Beamforming Feedback Matrix subfield is transmitted.
  • Ns denotes the number of subcarriers through which the compressed beamforming feedback matrix is transmitted to the beamformer.
  • Beamformee can reduce the number of Ns through which the compressed beamforming feedback matrix is transmitted using a grouping method. For example, the number of compressed beamforming feedback matrices fed back may be reduced by grouping a plurality of subcarriers into one group and transmitting the compressed beamforming feedback matrix for each group.
  • Ns may be calculated from the Channel Width subfield and the Grouping subfield included in the VHT MIMO Control field.
  • Table 7 illustrates an average SNR of Space-Time (SNR) Stream subfield of a space-time stream.
  • an average SNR for each space-time stream is calculated by calculating an average SNR value for all subcarriers included in a channel and mapping the value to a range of -128 to +128.
  • the MU Exclusive Beamforming Report field is used to convey explicit feedback information in the form of delta SNR.
  • Information in the VHT Compressed Beamforming Report field and the MU Exclusive Beamforming Report field may be used by the MU Beamformer to determine the steering matrix 'Q'.
  • Table 8 shows subfields of an MU Exclusive Beamforming Report field included in a VHT compressed beamforming frame.
  • the MU Exclusive Beamforming Report field may include an SNR per space-time stream for each subcarrier.
  • Each Delta SNR subfield has an increment of 1 dB between -8 dB and 7 dB.
  • scidx denotes subcarrier (s) in which the Delta SNR subfield is transmitted, and Ns denotes the number of subcarriers in which the Delta SNR subfield is transmitted to the beamformer.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a beamforming report poll frame format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the Beamforming Report Poll frame includes a Frame Control field, a Duration field, a Receiving Address (RA) field, a Transmitting Address (TA) field, and a Feedback Segment Retransmission Bitmap. ) Field and the FCS.
  • the RA field value indicates the address of the intended recipient.
  • the TA field value indicates an address of an STA transmitting a Beamforming Report Poll frame or a bandwidth signaling a TA.
  • the Feedback Segment Retransmission Bitmap field indicates a feedback segment requested in a VHT Compressed Beamforming report.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a downlink multi-user PPDU format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a PPDU includes a preamble and a data field.
  • the data field may include a service field, a scrambled PSDU field, tail bits, and padding bits.
  • the AP may aggregate the MPDUs and transmit a data frame in an A-MPDU (aggregated MPDU) format.
  • the scrambled PSDU field may be configured as an A-MPDU.
  • An A-MPDU consists of a sequence of one or more A-MPDU subframes.
  • the A-MPDU is zero after the last A-MPDU subframe to fit the A-MPDU to the last octet of the PSDU. And three to three octets of an end-of-frame (EOF) pad.
  • EEF end-of-frame
  • the A-MPDU subframe consists of an MPDU delimiter, and optionally an MPDU may be included after the MPDU delimiter.
  • an MPDU may be included after the MPDU delimiter.
  • a pad octet is attached after the MPDU to make the length of each A-MPDU subframe a multiple of 4 octets.
  • the MPDU Delimiter is composed of a Reserved field, an MPDU Length field, a cyclic redundancy check (CRC) field, and a delimiter signature field.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the MPDU Delimiter may further include an end-of-frame (EOF) field. If the MPDU Length field is 0 and the A-MPDU subframe used for padding or the A-MPDU subframe carrying the MPDU when the A-MPDU consists of only one MPDU, the EOF field is set to '1'. do. Otherwise it is set to '0'.
  • EEF end-of-frame
  • the MPDU Length field contains information about the length of the MPDU.
  • An A-MPDU subframe whose MPDU Length field has a value of '0' is used when padding the corresponding A-MPDU to match the A-MPDU to the octets available in the VHT PPDU.
  • the CRC field includes CRC information for error checking
  • the Delimiter Signature field includes pattern information used to search for an MPDU delimiter.
  • the MPDU is composed of a MAC header, a frame body, and a frame check sequence (FCS).
  • FCS frame check sequence
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a downlink multi-user PPDU format in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 shows that the number of STAs receiving the PPDU is three and the number of spatial streams allocated to each STA is 1, but the number of STAs paired to the AP and the number of spatial streams allocated to each STA are illustrated in FIG. Is not limited to this.
  • the MU PPDU includes L-TFs field (L-STF field and L-LTF field), L-SIG field, VHT-SIG-A field, VHT-TFs field (VHT-STF field and VHT-LTF). Field), VHT-SIG-B field, Service field, one or more PSDU, padding field, and Tail bit. Since the L-TFs field, the L-SIG field, the VHT-SIG-A field, the VHT-TFs field, and the VHT-SIG-B field are the same as in the example of FIG. 4, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • Information for indicating the duration of the PPDU may be included in the L-SIG field.
  • the PPDU duration indicated by the L-SIG field is the symbol assigned to the VHT-SIG-A field, the symbol assigned to the VHT-TFs field, the field assigned to the VHT-SIG-B field, and the Service field.
  • the STA receiving the PPDU may obtain information about the duration of the PPDU through the information indicating the duration of the PPDU included in the L-SIG field.
  • Group ID information and space-time stream number information per user are transmitted through the VHT-SIG-A, and a coding method and MCS information are transmitted through the VHT-SIG-B.
  • the beamformees may check the VHT-SIG-A and the VHT-SIG-B, and may know whether the beamformees belong to the MU MIMO frame. Therefore, the STA that is not a member STA of the corresponding Group ID or the member of the corresponding Group ID or the number of allocated streams is '0' reduces power consumption by setting to stop receiving the physical layer from the VHT-SIG-A field to the end of the PPDU. can do.
  • the Group ID can receive the Group ID Management frame transmitted by the Beamformer in advance, so that the MU group belonging to the Beamformee and the user of the group to which the Beamformee belongs, that is, the stream through which the PPDU is received.
  • each VHT A-MPDU may be transmitted in a different stream.
  • each A-MPDU may have a different bit size.
  • null padding may be performed such that the time when the transmission of the plurality of data frames transmitted by the beamformer is the same as the time when the transmission of the maximum interval transmission data frame is terminated.
  • the maximum interval transmission data frame may be a frame in which valid downlink data is transmitted by the beamformer for the longest period.
  • the valid downlink data may be downlink data that is not null padded.
  • valid downlink data may be included in the A-MPDU and transmitted.
  • Null padding may be performed on the remaining data frames except the maximum interval transmission data frame among the plurality of data frames.
  • the beamformer may encode and fill one or more A-MPDU subframes located in temporal order in the plurality of A-MPDU subframes in the A-MPDU frame with only the MPDU delimiter field.
  • An A-MPDU subframe having an MPDU length of 0 may be referred to as a null subframe.
  • the EOF field of the MPDU Delimiter is set to '1'. Accordingly, when the MAC layer of the receiving STA detects the EOF field set to 1, power consumption may be reduced by setting the physical layer to stop reception.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a downlink MU-MIMO transmission process in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • MU-MIMO is defined in downlink from the AP to the client (ie, non-AP STA).
  • client ie, non-AP STA.
  • a multi-user frame is simultaneously transmitted to multiple receivers, but acknowledgments should be transmitted separately in the uplink.
  • Block Ack Request is sent in response to a frame.
  • the AP transmits a VHT MU PPDU (ie, preamble and data) to all receivers (ie, STA 1, STA 2, and STA 3).
  • the VHT MU PPDU includes a VHT A-MPDU transmitted to each STA.
  • STA 1 Receiving a VHT MU PPDU from the AP, STA 1 transmits a block acknowledgment (BA) frame to the AP after SIFS.
  • BA block acknowledgment
  • the AP After receiving the BA from the STA 1, the AP transmits a block acknowledgment request (BAR) frame to the next STA 2 after SIFS, and the STA 2 transmits a BA frame to the AP after SIFS.
  • BAR block acknowledgment request
  • the AP receiving the BA frame from STA 2 transmits the BAR frame to STA 3 after SIFS, and STA 3 transmits the BA frame to AP after SIFS.
  • the AP transmits the next MU PPDU to all STAs.
  • an ACK frame is used as a response to the MPDU, and a block ACK frame is used as a response to the A-MPDU.
  • 15 is a diagram illustrating an ACK frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an ACK frame is composed of a frame control field, a duration field, an RA field, and an FCS.
  • the RA field may be a second address field of a data frame, a management frame, a block ACK request frame, a block ACK frame, or a PS-Poll frame received immediately before. It is set to the value of.
  • the ACK frame is transmitted by the non-QoS STA, the More Fragments subfield in the Frame Control field of the data frame or management frame received immediately before If '0', the duration value is set to '0'.
  • the duration value may include a data frame, a management frame, a block ACK request frame, a block received immediately before.
  • the duration / ID field of the ACK (Block Ack) frame or the PS-Poll frame the time required for transmitting the ACK frame and the SIFS interval are set to a value (ms). If the calculated duration value is not an integer value, it is rounded up.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a Block Ack Request frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a block ACK request (BAR) frame includes a frame control field, a duration / ID field, a reception address field, a transmission address field, a BAR control ( BAR control field, BAR information field and frame check sequence (FCS).
  • BAR block ACK request
  • FCS frame check sequence
  • the RA field may be set to the address of the STA that receives the BAR frame.
  • the TA field may be set to an address of an STA that transmits a BAR frame.
  • the BAR control field includes a BAR Ack Policy subfield, a Multi-TID subfield, a Compressed Bitmap subfield, a Reserved subfield, and a TID Information (TID_Info) subfield. It includes.
  • Table 9 is a table illustrating a BAR control field.
  • the BAR Information field contains different information according to the type of the BAR frame. This will be described with reference to FIG. 17.
  • FIG. 17 illustrates a BAR information field of a block ACK request frame in a wireless communication system to which an embodiment of the present invention may be applied.
  • FIG. 17A illustrates a BAR Information field of a Basic BAR frame and a Compressed BAR frame
  • FIG. 17B illustrates a BAR Information field of a Multi-TID BAR frame.
  • the BAR Information field includes a Block Ack Starting Sequence Control subfield.
  • the Block Ack Starting Sequence Control subfield includes a fragment number subfield and a starting sequence number subfield.
  • the Fragment Number subfield is set to zero.
  • the Starting Sequence Number subfield includes the sequence number of the first MSDU in which the corresponding BAR frame is transmitted.
  • the Starting Sequence Control subfield includes the sequence number of the first MSDU or A-MSDU for which the corresponding BAR frame is to be transmitted.
  • the BAR Information field may include a TID Info subfield and a Block Ack Starting Sequence Control subfield. Stars are repeated.
  • the Per TID Info subfield includes a reserved subfield and a TID value subfield.
  • the TID Value subfield contains a TID value.
  • the Block Ack Starting Sequence Control subfield includes the Fragment Number and Starting Sequence Number subfields as described above.
  • the Fragment Number subfield is set to zero.
  • the Starting Sequence Control subfield includes the sequence number of the first MSDU or A-MSDU for which the corresponding BAR frame is to be transmitted.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a block ACK frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a block ACK (BA) frame includes a frame control field, a duration / identifier (Duration / ID) field, a reception address (RA) field, a transmission address (TA) field, and a BA control (BA). control field, BA Information field, and frame check sequence (FCS).
  • BA frame check sequence
  • the RA field may be set to the address of the STA requesting the block ACK.
  • the TA field may be set to an address of an STA that transmits a BA frame.
  • the BA control field includes a BA Ack Policy subfield, a Multi-TID subfield, a Compressed Bitmap subfield, a Reserved subfield, and a TID Information (TID_Info) subfield. It includes.
  • Table 10 is a table illustrating a BA control field.
  • the BA Information field includes different information according to the type of the BA frame. This will be described with reference to FIG. 19.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a BA Information field of a block ACK frame in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 19 (a) illustrates a BA Information field of a Basic BA frame
  • FIG. 19 (b) illustrates a BA Information field of a Compressed BA frame
  • FIG. 19 (c) illustrates a BA Information field of a Multi-TID BA frame. To illustrate.
  • the BA Information field includes a Block Ack Starting Sequence Control subfield and a Block ACK Bitmap subfield.
  • the Block Ack Starting Sequence Control subfield includes a Fragment Number subfield and a Starting Sequence Number subfield as described above.
  • the Fragment Number subfield is set to zero.
  • the Starting Sequence Number subfield includes the sequence number of the first MSDU for transmitting the corresponding BA frame and is set to the same value as the Basic BAR frame received immediately before.
  • the Block Ack Bitmap subfield consists of 128 octets and is used to indicate the reception status of up to 64 MSDUs.
  • a value of '1' in the Block Ack Bitmap subfield indicates that the MPDU corresponding to the corresponding bit position was successfully received, and a value of '0' indicates that the MPDU corresponding to the corresponding bit position was not successfully received.
  • the BA Information field includes a Block Ack Starting Sequence Control subfield and a Block ACK Bitmap subfield.
  • the Block Ack Starting Sequence Control subfield includes a Fragment Number subfield and a Starting Sequence Number subfield as described above.
  • the Fragment Number subfield is set to zero.
  • the Starting Sequence Number subfield includes the sequence number of the first MSDU or A-MSDU for transmitting the corresponding BA frame, and is set to the same value as the Basic BAR frame received immediately before.
  • the Block Ack Bitmap subfield is 8 octets long and is used to indicate the reception status of up to 64 MSDUs and A-MSDUs.
  • a value of '1' in the Block Ack Bitmap subfield indicates that a single MSDU or A-MSDU corresponding to the corresponding bit position was successfully received.
  • a value of '0' indicates that a single MSDU or A-MSDU corresponding to the corresponding bit position was successful. Indicates that it has not been received.
  • the BA Information field includes a TID Info subfield, a Block Ack Starting Sequence Control subfield, and a block ACK bit.
  • the Block Ack Bitmap subfield is repeatedly configured for one or more TIDs, and is configured in the order of increasing TIDs.
  • the Per TID Info subfield includes a reserved subfield and a TID value subfield.
  • the TID Value subfield contains a TID value.
  • the Block Ack Starting Sequence Control subfield includes the Fragment Number and Starting Sequence Number subfields as described above.
  • the Fragment Number subfield is set to zero.
  • the Starting Sequence Control subfield contains the sequence number of the first MSDU or A-MSDU for which the corresponding BA frame is to be transmitted.
  • the Block Ack Bitmap subfield consists of 8 octets in length.
  • a value of '1' in the Block Ack Bitmap subfield indicates that a single MSDU or A-MSDU corresponding to the corresponding bit position was successfully received.
  • a value of '0' indicates that a single MSDU or A-MSDU corresponding to the corresponding bit position was successful. Indicates that it has not been received.
  • New frames for next-generation WLAN systems 802.11ax systems, with increasing attention from vendors in various fields for next-generation WiFi and increased demand for high throughput and quality of experience (QoE) after 802.11ac.
  • QoE quality of experience
  • IEEE 802.11ax is a next-generation WLAN system that supports higher data rates and handles higher user loads.
  • One of the recently proposed WLAN systems is known as high efficiency WLAN (HEW: High). Called Efficiency WLAN).
  • the IEEE 802.11ax WLAN system may operate in the 2.4 GHz frequency band and the 5 GHz frequency band like the existing WLAN system. It can also operate in the higher 60 GHz frequency band.
  • IEEE 802.11ax the existing IEEE 802.11 OFDM system (IEEE 802.11a, 802.11n) is used for outdoor throughput transmission for average throughput enhancement and inter-symbol interference in outdoor environment. , 4x larger FFT size for each bandwidth than 802.11ac. This will be described with reference to the drawings below.
  • the description of the non-HT format PPDU, the HT-mixed format PPDU, the HT-greenfield format PPDU, and / or the VHT format PPDU described above will be described in HE format unless otherwise noted. May be incorporated into the description of the PPDU.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a High Efficiency (HE) format PPDU according to an embodiment of the present invention.
  • HE High Efficiency
  • FIG. 20A illustrates a schematic structure of an HE format PPDU
  • FIGS. 20B to 20D illustrate more specific structures of an HE format PPDU.
  • a HE format PPDU for HEW may be largely composed of a legacy part (L-part), an HE part (HE-part), and a data field (HE-data).
  • L-part legacy part
  • HE-part HE part
  • HE-data data field
  • the L-part is composed of an L-STF field, an L-LTF field, and an L-SIG field in the same manner as the conventional WLAN system maintains.
  • the L-STF field, L-LTF field, and L-SIG field may be referred to as a legacy preamble.
  • the HE-part is a part newly defined for the 802.11ax standard and may include an HE-STF field, an HE-SIG field, and an HE-LTF field.
  • FIG. 25A the order of the HE-STF field, the HE-SIG field, and the HE-LTF field is illustrated, but may be configured in a different order.
  • HE-LTF may be omitted.
  • the HE-SIG field may be collectively referred to as HE-preamble.
  • L-part and HE-part may be collectively referred to as a physical preamble (PHY).
  • PHY physical preamble
  • the HE-SIG may include information for decoding the HE-data field (eg, OFDMA, UL MU MIMO, Enhanced MCS, etc.).
  • information for decoding the HE-data field eg, OFDMA, UL MU MIMO, Enhanced MCS, etc.
  • the L-part and the HE-part may have different fast fourier transform (FFT) sizes (ie, subcarrier spacing), and may use different cyclic prefixes (CP).
  • FFT fast fourier transform
  • CP cyclic prefixes
  • 802.11ax systems can use FFT sizes that are four times larger than legacy WLAN systems. That is, the L-part may have a 1 ⁇ symbol structure, and the HE-part (particularly, HE-preamble and HE-data) may have a 4 ⁇ symbol structure.
  • 1 ⁇ , 2 ⁇ , 4 ⁇ size FFT means relative size with respect to legacy WLAN system (eg, IEEE 802.11a, 802.11n, 802.11ac, etc.).
  • the FFT size used for the L-part is 64, 128, 256, and 512 at 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively
  • the FFT size used for the HE-part is 256 at 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively. , 512, 1024, 2048.
  • the FFT size is larger than that of the legacy WLAN system, the number of subcarriers per unit frequency is increased because the subcarrier frequency spacing is smaller, but the OFDM symbol length is longer.
  • the use of a larger FFT size means that the subcarrier spacing becomes narrower, and similarly, an Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) / Discrete Fourier Transform (DFT) period is increased.
  • IDFT Inverse Discrete Fourier Transform
  • DFT Discrete Fourier Transform
  • the IDFT / DFT period may mean a symbol length excluding the guard period (GI) in the OFDM symbol.
  • the subcarrier spacing of the HE-part is 1/4 of the subcarrier spacing of the L-part.
  • the ID-FT / DFT period of the HE-part is four times the IDFT / DFT period of the L-part.
  • the GI can be one of 0.8 ⁇ s, 1.6 ⁇ s, 3.2 ⁇ s, so the OFDM symbol length (or symbol interval) of the HE-part including the GI is 13.6 ⁇ s, 14.4 ⁇ s, 16 according to the GI. It can be
  • the HE-SIG field may be divided into an HE-SIG-A field and an HE-SIG-B field.
  • the HE-part of the HE format PPDU may include a HE-SIG-A field having a length of 12.8 kHz, a HE-STF field of 1 OFDM symbol, one or more HE-LTF fields, and a HE-SIG-B field of 1 OFDM symbol. It may include.
  • the FFT having a size four times larger than the existing PPDU may be applied from the HE-STF field. That is, FFTs of 256, 512, 1024, and 2048 sizes may be applied from the HE-STF field of the HE format PPDU of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively.
  • the HE-SIG when the HE-SIG is transmitted by being divided into the HE-SIG-A field and the HE-SIG-B field as shown in FIG. 20 (b), the positions of the HE-SIG-A field and the HE-SIG-B field are shown in FIG. May be different from 25 (b).
  • the HE-SIG-B field may be transmitted after the HE-SIG-A field
  • the HE-STF field and the HE-LTF field may be transmitted after the HE-SIG-B field.
  • an FFT of 4 times larger than a conventional PPDU may be applied from the HE-STF field.
  • the HE-SIG field may not be divided into an HE-SIG-A field and an HE-SIG-B field.
  • the HE-part of the HE format PPDU may include a HE-STF field of one OFDM symbol, a HE-SIG field of one OFDM symbol, and one or more HE-LTF fields.
  • the HE-part may be applied to an FFT four times larger than the existing PPDU. That is, FFTs of 256, 512, 1024, and 2048 sizes may be applied from the HE-STF field of the HE format PPDU of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively.
  • the HE-SIG field is not divided into the HE-SIG-A field and the HE-SIG-B field, and the HE-LTF field may be omitted.
  • the HE-part of the HE format PPDU may include a HE-STF field of 1 OFDM symbol and a HE-SIG field of 1 OFDM symbol.
  • the HE-part may be applied to an FFT four times larger than the existing PPDU. That is, FFTs of 256, 512, 1024, and 2048 sizes may be applied from the HE-STF field of the HE format PPDU of 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz, respectively.
  • the HE format PPDU for the WLAN system according to the present invention may be transmitted on at least one 20 MHz channel.
  • the HE format PPDU may be transmitted in a 40 MHz, 80 MHz, or 160 MHz frequency band through a total of four 20 MHz channels. This will be described in more detail with reference to the drawings below.
  • 21 is a diagram illustrating a HE format PPDU according to an embodiment of the present invention.
  • 21 illustrates a PPDU format when 80 MHz is allocated to one STA (or OFDMA resource units are allocated to a plurality of STAs within 80 MHz) or when different streams of 80 MHz are allocated to a plurality of STAs, respectively.
  • L-STF, L-LTF, and L-SIG may be transmitted as OFDM symbols generated based on 64 FFT points (or 64 subcarriers) in each 20MHz channel.
  • the HE-SIG B field may be located after the HE-SIG A field.
  • the FFT size per unit frequency may be larger after the HE-STF (or HE-SIG B).
  • 256 FFTs may be used in a 20 MHz channel
  • 512 FFTs may be used in a 40 MHz channel
  • 1024 FFTs may be used in an 80 MHz channel.
  • the HE-SIG A field may include common control information that is commonly transmitted to STAs that receive a PPDU.
  • the HE-SIG A field may be transmitted in one to three OFDM symbols.
  • the HE-SIG A field is copied in units of 20 MHz and includes the same information.
  • the HE-SIG-A field informs the total bandwidth information of the system.
  • Table 11 is a table illustrating information included in the HE-SIG A field.
  • each field illustrated in Table 11 may follow the definition of the IEEE 802.11 system.
  • each field described above corresponds to an example of fields that may be included in the PPDU, but is not limited thereto. That is, each field described above may be replaced with another field or additional fields may be further included, and all fields may not be necessarily included. Another embodiment of the information included in the HE-SIG A field will be described later with reference to FIG. 34.
  • HE-STF is used to improve the performance of AGC estimation in MIMO transmission.
  • the HE-SIG B field may include user-specific information required for each STA to receive its own data (eg, PSDU).
  • PSDU user-specific information required for each STA to receive its own data
  • the HE-SIG B field may be transmitted in one or two OFDM symbols.
  • the HE-SIG B field may include information on the modulation and coding scheme (MCS) of the corresponding PSDU and the length of the corresponding PSDU.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the L-STF, L-LTF, L-SIG, and HE-SIG A fields may be repeatedly transmitted in units of 20 MHz channels. For example, when a PPDU is transmitted on four 20 MHz channels (ie, an 80 MHz band), the L-STF, L-LTF, L-SIG, and HE-SIG A fields may be repeatedly transmitted on every 20 MHz channel. .
  • legacy STAs supporting legacy IEEE 802.11a / g / n / ac may not be able to decode the HE PPDU.
  • the L-STF, L-LTF, and L-SIG fields are transmitted through a 64 FFT on a 20 MHz channel so that the legacy STA can receive them.
  • the L-SIG field may occupy one OFDM symbol, one OFDM symbol time is 4 ms, and a GI may be 0.8 ms.
  • the FFT size for each frequency unit may be larger from the HE-STF (or HE-SIG A). For example, 256 FFTs may be used in a 20 MHz channel, 512 FFTs may be used in a 40 MHz channel, and 1024 FFTs may be used in an 80 MHz channel. As the FFT size increases, the number of OFDM subcarriers per unit frequency increases because the interval between OFDM subcarriers becomes smaller, but the OFDM symbol time becomes longer. In order to improve the efficiency of the system, the length of the GI after the HE-STF may be set equal to the length of the GI of the HE-SIG A.
  • the HE-SIG A field may include information required for the HE STA to decode the HE PPDU.
  • the HE-SIG A field may be transmitted through a 64 FFT in a 20 MHz channel so that both the legacy STA and the HE STA can receive it. This is because the HE STA can receive not only the HE format PPDU but also the existing HT / VHT format PPDU, and the legacy STA and the HE STA must distinguish between the HT / VHT format PPDU and the HE format PPDU.
  • FIG. 22 illustrates an HE format PPDU according to an embodiment of the present invention.
  • the FFT size per unit frequency may be larger from the HE-STF (or HE-SIG-B).
  • 256 FFTs may be used in a 20 MHz channel
  • 512 FFTs may be used in a 40 MHz channel
  • 1024 FFTs may be used in an 80 MHz channel.
  • the HE-SIG-B field may include information specific to each STA, but may be encoded over the entire band (ie, indicated by the HE-SIG-A field). That is, the HE-SIG-B field includes information on all STAs and is received by all STAs.
  • the HE-SIG-B field may inform frequency bandwidth information allocated to each STA and / or stream information in a corresponding frequency band.
  • the HE-SIG-B may be allocated 20 MHz for STA 1, 20 MHz for STA 2, 20 MHz for STA 3, and 20 MHz for STA 4.
  • STA 1 and STA 2 may allocate 40 MHz, and STA 3 and STA 4 may then allocate 40 MHz.
  • STA 1 and STA 2 may allocate different streams, and STA 3 and STA 4 may allocate different streams.
  • the HE-SIG C field may be added to the example of FIG. 27.
  • information on all STAs may be transmitted over the entire band, and control information specific to each STA may be transmitted in units of 20 MHz through the HE-SIG-C field.
  • the HE-SIG-B field may be transmitted in units of 20 MHz similarly to the HE-SIG-A field without transmitting over the entire band. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 23 illustrates an HE format PPDU according to an embodiment of the present invention.
  • the HE-SIG-B field is not transmitted over the entire band, but is transmitted in 20 MHz units as in the HE-SIG-A field. However, at this time, the HE-SIG-B is encoded and transmitted in 20 MHz units differently from the HE-SIG-A field, but may not be copied and transmitted in 20 MHz units.
  • the FFT size per unit frequency may be larger from the HE-STF (or HE-SIG-B).
  • 256 FFTs may be used in a 20 MHz channel
  • 512 FFTs may be used in a 40 MHz channel
  • 1024 FFTs may be used in an 80 MHz channel.
  • the HE-SIG-A field is duplicated and transmitted in units of 20 MHz.
  • the HE-SIG-B field may inform frequency bandwidth information allocated to each STA and / or stream information in a corresponding frequency band. Since the HE-SIG-B field includes information about each STA, information about each STA may be included for each HE-SIG-B field in units of 20 MHz. In this case, in the example of FIG. 23, 20 MHz is allocated to each STA. For example, when 40 MHz is allocated to the STA, the HE-SIG-B field may be copied and transmitted in units of 20 MHz.
  • the data field is a payload and may include a service field, a scrambled PSDU, tail bits, and padding bits.
  • the HE format PPDU as shown in FIGS. 21 to 23 may be identified through a RL-SIG (Repeated L-SIG) field, which is a repetition symbol of the L-SIG field.
  • the RL-SIG field is inserted before the HE SIG-A field, and each STA may identify the format of the received PPDU as the HE format PPDU using the RL-SIG field.
  • DL MU transmission downlink multi-user transmission
  • UL MU transmission uplink multi-user transmission
  • Such DL MU transmission or UL MU transmission may be multiplexed in the frequency domain or the spatial domain.
  • different frequency resources eg, subcarriers or tones
  • OFDMA orthogonal frequency division multiplexing
  • different spatial streams may be allocated as downlink or uplink resources for each of the plurality of STAs.
  • a transmission expression through different spatial streams may be referred to as 'DL / UL MU MIMO' transmission.
  • overlap between frequency resources used for transmitting uplink data by a plurality of STAs may occur. For example, when oscillators of the plurality of STAs are different, frequency offsets may appear differently. If each of a plurality of STAs having different frequency offsets simultaneously performs uplink transmission through different frequency resources, some of frequency regions used by each of the plurality of STAs may overlap.
  • the AP may receive signals of different power from each of the plurality of STAs. In this case, a signal arriving at a weak power may be difficult to be detected by the AP relative to a signal arriving at a strong power.
  • the present invention proposes a UL MU transmission method in a WLAN system.
  • 24 is a diagram illustrating an uplink multi-user transmission procedure according to an embodiment of the present invention.
  • an AP instructs STAs participating in UL MU transmission to prepare for UL MU transmission, receives UL MU data frames from corresponding STAs, and responds to an UL MU data frame with an ACK frame ( Transmits a Block Ack (BA) frame.
  • BA Block Ack
  • the AP transmits a UL MU Trigger frame 2410 to instruct STAs to transmit UL MU data to prepare for UL MU transmission.
  • the UL MU scheduling frame may be referred to as a term of a 'UL MU scheduling frame'.
  • the UL MU trigger frame 2410 may include control information such as STA identifier (ID) / address information, resource allocation information to be used by each STA, duration information, and the like.
  • ID STA identifier
  • the UL MU trigger frame 2410 may include control information such as STA identifier (ID) / address information, resource allocation information to be used by each STA, duration information, and the like.
  • the STA ID / address information means information on an identifier or an address for specifying each STA that transmits uplink data.
  • the resource allocation information is assigned to uplink transmission resources allocated to each STA (for example, frequency / subcarrier information allocated to each STA in case of UL MU OFDMA transmission, and stream index allocated to each STA in case of UL MU MIMO transmission). Means information.
  • Duration information means information for determining a time resource for transmission of an uplink data frame transmitted by each of a plurality of STAs.
  • the duration information may include interval information of a TXOP (Transmit Opportunity) allocated for uplink transmission of each STA or information (eg, bits or symbols) about an uplink frame length. Can be.
  • TXOP Transmit Opportunity
  • information eg, bits or symbols
  • the UL MU trigger frame 2410 may further include control information such as MCS information, coding information, etc. to be used when transmitting the UL MU data frame for each STA.
  • the above control information is the HE-part (eg, HE-SIG A field or HE-SIG B field) of the PPDU carrying the UL MU trigger frame 2410 or the control field (eg, the UL MU trigger frame 2410).
  • the frame control field of the MAC frame may be transmitted.
  • the PPDU carrying the UL MU trigger frame 2410 has a structure starting with L-part (eg, L-STF field, L-LTF field, L-SIG field, etc.).
  • legacy STAs may perform Network Allocation Vector (NAV) setting through L-SIG protection from the L-SIG field.
  • NAV Network Allocation Vector
  • legacy STAs may calculate an interval (hereinafter, referred to as an 'L-SIG guard interval') for NAV setting based on data length and data rate information in the L-SIG.
  • the legacy STAs may determine that there is no data to be transmitted to them during the calculated L-SIG protection period.
  • the L-SIG guard interval may be determined as the sum of the MAC duration field value of the UL MU trigger frame 2410 and the remaining interval after the L-SIG field of the PPDU carrying the UL MU trigger frame 2410. Accordingly, the L-SIG guard period may be set to a value up to a period for transmitting the ACK frame 2430 (or BA frame) transmitted to each STA according to the MAC duration value of the UL MU trigger frame 2410.
  • the first field may distinguish and indicate UL MU OFDMA transmission and UL MU MIMO transmission.
  • '0' may indicate UL MU OFDMA transmission
  • '1' may indicate UL MU MIMO transmission.
  • the size of the first field may consist of 1 bit.
  • the second field (eg, STA ID / address field) informs STA ID or STA addresses to participate in UL MU transmission.
  • the size of the second field may be configured as the number of bits to inform the STA ID ⁇ the number of STAs to participate in the UL MU. For example, when the second field consists of 12 bits, the ID / address of each STA may be indicated for every 4 bits.
  • the third field (eg, resource allocation field) indicates a resource region allocated to each STA for UL MU transmission.
  • the resource region allocated to each STA may be sequentially indicated to each STA in the order of the second field.
  • the first field value is '0', this indicates frequency information (eg, frequency index, subcarrier index, etc.) for UL MU transmission in the order of STA ID / address included in the second field.
  • frequency information eg, frequency index, subcarrier index, etc.
  • MIMO information eg, stream index, etc.
  • the size of the third field may be configured in a plurality of bits (or bitmap format).
  • ⁇ It may be configured as the number of STAs to participate in the UL MU transmission.
  • the second field is set in the order of 'STA 1' and 'STA 2'
  • the third field is set in the order of '2', '2'.
  • STA 1 when the first field is '0', STA 1 may be allocated frequency resources from the upper (or lower) frequency domain, and STA 2 may be sequentially allocated the next frequency resource. For example, in case of supporting 20 MHz OFDMA in an 80 MHz band, STA 1 may use a higher (or lower) 40 MHz band, and STA 2 may use a next 40 MHz band.
  • STA 1 may be allocated an upper (or lower) stream, and STA 2 may be sequentially allocated the next stream.
  • the beamforming scheme according to each stream may be specified in advance, or more specific information about the beamforming scheme according to the stream may be included in the third field or the fourth field.
  • Each STA transmits UL MU data frames 2421, 2422, and 2423 to the AP based on the UL MU trigger frame 2410 transmitted by the AP.
  • each STA may transmit the UL MU data frames 2421, 2422, 2423 to the AP after SIFS after receiving the UL MU trigger frame 2410 from the AP.
  • Each STA may determine a specific frequency resource for UL MU OFDMA transmission or a spatial stream for UL MU MIMO transmission based on resource allocation information of the UL MU trigger frame 2410.
  • each STA may transmit an uplink data frame on the same time resource through different frequency resources.
  • each of STA 1 to STA 3 may be allocated different frequency resources for uplink data frame transmission based on STA ID / address information and resource allocation information included in the UL MU trigger frame 2410.
  • STA ID / address information may sequentially indicate STA 1 to STA 3
  • resource allocation information may sequentially indicate frequency resource 1, frequency resource 2, and frequency resource 3.
  • the STA 1 to STA 3 sequentially indicated based on the STA ID / address information may be allocated the frequency resource 1, the frequency resource 2, and the frequency resource 3 sequentially indicated based on the resource allocation information. That is, STA 1 may transmit uplink data frames 2421, 2422, and 2423 to the AP through frequency resource 1, STA 2, frequency resource 2, and STA 3 through frequency resource 3.
  • each STA may transmit an uplink data frame on the same time resource through at least one different stream among a plurality of spatial streams.
  • each of STA 1 to STA 3 may be allocated a spatial stream for uplink data frame transmission based on STA ID / address information and resource allocation information included in the UL MU trigger frame 2410.
  • STA ID / address information may sequentially indicate STA 1 to STA 3
  • resource allocation information may sequentially indicate spatial stream 1, spatial stream 2, and spatial stream 3.
  • the STA 1 to STA 3 sequentially indicated based on the STA ID / address information may be allocated to the spatial stream 1, the spatial stream 2, and the spatial stream 3 sequentially indicated based on the resource allocation information. That is, STA 1 may transmit uplink data frames 2421, 2422, and 2423 to the AP through spatial stream 1, STA 2, spatial stream 2, and STA 3.
  • the PPDU carrying the uplink data frames 2421, 2422, and 2423 can be configured in a new structure without the L-part.
  • the L-part of the PPDU carrying the uplink data frames 2421, 2422, and 2423 is SFN type (that is, all STAs are the same). L-part configuration and contents can be sent simultaneously).
  • the L-part of the PPDU carrying the uplink data frames 2421, 2422, and 2423 has a L-part of 20 MHz in the band allocated to each STA. Can be sent.
  • the HE-SIG field in the PPDU carrying the uplink data frames 2421, 2422, and 2423 (that is, how the data frame is constructed). (Area for transmitting the control information) may not be necessary.
  • the HE-SIG-A field and / or the HE-SIG-B may not be transmitted.
  • the HE-SIG-A field and the HE-SIG-C field may be transmitted, and the HE-SIG-B field may not be transmitted.
  • the AP may transmit an ACK frame 2430 (or BA frame) in response to the uplink data frames 2421, 2422, and 2423 received from each STA.
  • the AP may receive uplink data frames 2421, 2422, and 2423 from each STA, and transmit an ACK frame 2430 to each STA after SIFS.
  • the existing ACK frame may be configured to include the AID (or Partial AID) of the STAs participating in the UL MU transmission in the RA field having a size of 6 octets.
  • a new structure of the ACK frame can be configured in the form for DL SU transmission or DL MU transmission.
  • the AP may transmit only the ACK frame 2430 for the UL MU data frame that has been successfully received to the corresponding STA.
  • the AP may inform whether the reception was successful through the ACK frame 2430 as an ACK or a NACK. If the ACK frame 2430 includes NACK information, the ACK frame 2430 may also include information on the reason for the NACK or information thereafter (eg, UL MU scheduling information).
  • the PPDU carrying the ACK frame 2430 may be configured in a new structure without the L-part.
  • the ACK frame 2430 may include STA ID or address information. However, if the order of STAs indicated in the UL MU trigger frame 2410 is applied in the same manner, the STA ID or address information may be omitted.
  • the TXOP (that is, the L-SIG guard interval) of the ACK frame 2430 is extended to include a frame for the next UL MU scheduling or a control frame including correction information for the next UL MU transmission. It may be.
  • an adjustment process such as synchronization between STAs may be added for UL MU transmission.
  • 25 to 27 illustrate a resource allocation unit in an OFDMA multi-user transmission scheme according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of resource units may be defined in units of n tones (or subcarriers) within a PPDU bandwidth.
  • the resource unit means an allocation unit of frequency resources for DL / UL OFDMA transmission.
  • One or more resource units may be allocated to one STA as DL / UL frequency resources, and different resource units may be allocated to the plurality of STAs, respectively.
  • 25 illustrates a case where the PPDU bandwidth is 20 MHz.
  • Seven DC tones may be located in the center frequency region of the 20 MHz PPDU bandwidth.
  • six left guard tones and five right guard tones may be located at both sides of the 20 MHz PPDU bandwidth.
  • one resource unit may consist of 26 tones.
  • one resource unit may be composed of 52 tones or 26 tones.
  • one resource unit may be composed of 106 tones or 26 tones.
  • one resource unit may be configured with 242 tones.
  • a resource unit consisting of 26 tones may include two pilot tones, a resource unit consisting of 52 tones may include four pilot tones, and a resource unit consisting of 106 tones may include four pilot tones. .
  • up to nine STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in a 20 MHz band.
  • up to five STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in the 20 MHz band.
  • up to three STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in the 20 MHz band.
  • a 20 MHz band may be allocated to one STA.
  • the resource unit configuration method of FIG. 25 (a) to FIG. 25 (d) may be applied based on the number of STAs participating in DL / UL OFDMA transmission and / or the amount of data transmitted or received by the STA.
  • the resource unit configuration scheme in which FIGS. 25A to 25D are combined may be applied.
  • FIG. 26 exemplifies a case where the PPDU bandwidth is 40 MHz.
  • DC tones may be located in the center frequency region of the 40 MHz PPDU bandwidth.
  • 12 left guard tones and 11 light guard tones may be located at both sides of the 40 MHz PPDU bandwidth.
  • one resource unit may consist of 26 tones.
  • one resource unit may consist of 52 tones or 26 tones.
  • one resource unit may be configured of 106 tones or 26 tones.
  • one resource unit may be configured with 242 tones.
  • one resource unit may be configured with 484 tones.
  • a resource unit consisting of 26 tones may include two pilot tones, a resource unit consisting of 52 tones may include four pilot tones, and a resource unit consisting of 106 tones may include four pilot tones.
  • a resource unit consisting of 242 tones may include eight pilot tones, and a resource unit consisting of 484 tones may include sixteen pilot tones.
  • up to 18 STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in a 40 MHz band.
  • up to 10 STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in a 40 MHz band.
  • a resource unit is configured as shown in FIG. 26C up to six STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in a 40 MHz band.
  • the resource unit is configured as shown in 26 (d) up to two STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in the 40 MHz band.
  • the corresponding resource unit may be allocated to one STA for SU DL / UL transmission in the 40 MHz band.
  • the resource unit configuration method of FIG. 26 (a) to FIG. 26 (e) may be applied based on the number of STAs participating in DL / UL OFDMA transmission and / or the amount of data transmitted or received by the STA.
  • the resource unit configuration scheme in which FIGS. 26 (a) to 26 (e) are combined may be applied.
  • Seven DC tones may be located in the center frequency region of the 80 MHz PPDU bandwidth. However, when 80 MHz PPDU bandwidth is allocated to one STA (that is, when a resource unit composed of 996 tones is allocated to one STA), five DC tones may be located in the center frequency region. In addition, 12 left guard tones and 11 light guard tones may be located at both sides of the 80 MHz PPDU bandwidth.
  • one resource unit may consist of 26 tones.
  • one resource unit may be composed of 52 tones or 26 tones.
  • one resource unit may include 106 tones or 26 tones.
  • one resource unit may be configured of 242 tones or 26 tones.
  • one resource unit may consist of 484 tones or 26 tones.
  • one resource unit may be configured with 996 tones.
  • a resource unit consisting of 26 tones may include two pilot tones, a resource unit consisting of 52 tones may include four pilot tones, and a resource unit consisting of 106 tones may include four pilot tones.
  • a resource unit consisting of 242 tones may include 8 pilot tones
  • a resource unit consisting of 484 tones may include 16 pilot tones
  • a resource unit consisting of 996 tones may include 16 pilot tones. have.
  • up to 37 STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in an 80 MHz band.
  • up to 21 STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in the 80 MHz band.
  • up to 13 STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in an 80 MHz band.
  • up to five STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in the 80 MHz band.
  • the resource unit when the resource unit is configured as shown in 27 (e), up to three STAs may be supported for DL / UL OFDMA transmission in the 80 MHz band. In addition, when a resource unit is configured as shown in 27 (f), the corresponding resource unit may be allocated to one STA for SU DL / UL transmission in the 80 MHz band.
  • the resource unit configuration method of FIG. 27 (a) to FIG. 27 (f) may be applied based on the number of STAs participating in DL / UL OFDMA transmission and / or the amount of data transmitted or received by the STA.
  • the resource unit configuration scheme in which FIGS. 27 (a) to 27 (f) are combined may be applied.
  • the bandwidth of the 160MHz PPDU may have a structure in which the 80MHz PPDU bandwidth described above in FIG. 32 is repeated twice.
  • Only some resource units may be used for DL / UL OFDMA transmission among all resource units determined according to the above-described resource unit configuration. For example, when a resource unit is configured as shown in FIG. 30 (a) within 20 MHz, one resource unit may be allocated to less than nine STAs, and the remaining resource units may not be allocated to any STAs.
  • the data field of the PPDU is multiplexed and transmitted in a frequency domain in units of resource units allocated to each STA.
  • the data field of the PPDU may be configured in units of resource units allocated to each STA and transmitted simultaneously to the AP.
  • each STA simultaneously transmits a PPDU it may be recognized that a data field of a PPDU transmitted from each STA is multiplexed and transmitted in a frequency domain from an AP as a receiving end.
  • one resource unit may consist of a plurality of streams in a spatial domain.
  • one or more streams may be allocated to one STA as DL / UL spatial resources, and different streams may be allocated to the plurality of STAs, respectively.
  • a resource unit composed of 106 tones in FIG. 25C may be configured of a plurality of streams in a spatial domain to simultaneously support DL / UL OFDMA and DL / UL MU-MIMO.
  • two types of feedback procedures for channel information acquisition may be supported.
  • One is to use a control frame, and the other is to use a channel sounding procedure that does not include a data field.
  • These schemes do not have a difference between the feedback procedure for the UL channel (or UL sounding protocol) and the feedback procedure for the DL channel (or DL sounding protocol).
  • the beamformer when performing a feedback procedure using a control frame, regardless of whether the measurement (or feedback) target is a DL channel or an UL channel, the beamformer (AP or STA) is in a channel state through the HT control field. A request for feedback is made, and the beamformee (STA or AP) responds to the feedback on the channel state through the HT control field. In addition, even when using a channel sounding procedure that does not include a data field, the beamformer (AP or STA) requests feedback on the channel status regardless of whether the measurement (or feedback) target is a DL channel or an UL channel. The NDPA frame and the NDP frame are transmitted, and the beamformee (STA or AP) responds to the feedback on the channel state. That is, in the existing system, the same feedback procedure was performed based on the beamformer and the beamformer regardless of the channel to be measured.
  • the next-generation WLAN system the DL channel and the UL channel are distinguished (or the DL channel state and the UL channel state are different) with the introduction of OFDMA / MU-MIMO technology.
  • the DL sounding protocol is no longer available.
  • the AP in order for the AP to efficiently schedule the UL MU transmission of STAs, the AP needs to know channel state information regarding the UL channel before scheduling. Therefore, a DL sounding procedure for acquiring a DL channel state and a UL sounding procedure for acquiring a UL channel state in a next generation WLAN system need to be defined separately.
  • the sounding information includes a signal to noise ratio (SNR) or a beamforming feedback matrix (or beamforming feedback vector) of a predetermined feedback unit for an MCS level or a spatial stream. If the beamforming method is changed, it may include all beamforming feedback values for the changed beamforming method.
  • SNR signal to noise ratio
  • beamforming feedback matrix or beamforming feedback vector
  • 28 (a) and 28 (b) illustrate the MIMO control field and the antenna selection indices field in the 802.11n system, respectively.
  • the MIMO control field includes an Nc index subfield, an Nr index subfield, a MIMO Control Channel Width subfield, a Grouping (Ng) subfield, a Codebook Information subfield, a Remaining Matrix Segment subfield, and a Reserved subfield. Field and the Sounding Timestamp subfield. Each subfield is described in Table 12 below.
  • Table 14 shows an example of a noncompressed beamforming report field for a 20 MHz channel.
  • the antenna selection indices field includes index information of a selected antenna.
  • the beamformer receives channel state information from the beamformer through various methods (or various frames).
  • the AP since the UL channel state information acquired by the AP through the NDP received from the STA is used for scheduling UL MU transmission, the AP does not need to separately feed back the corresponding information to the STA.
  • the STA which is a beamformer, does not need to feed back a beamforming feedback matrix obtained by itself to the AP, which is a beamformer.
  • 29 illustrates an UL sounding protocol according to an embodiment of the present invention.
  • the AP may DL transmit NDPA information indicating UL transmission of an NDP frame (or initiating UL sounding protocol / procedure). In other words, the AP may transmit DL NDPA information for UL sounding.
  • the AP may transmit trigger information for triggering (or indicating / signaling) a UL NDP frame transmission method.
  • the trigger information may include resource allocation information for each STA indicating (or triggering) UL transmission resources (eg, UL frequency / spatial resources) of the NDP frame.
  • the trigger information may include information regarding a UL channel (UL frequency / spatial channel) for which the AP intends to measure a state.
  • the NDPA information and the trigger information may be transmitted in DL (or included) in separate frames or in DL in one frame (or included) according to an embodiment.
  • NDPA information may be transmitted in an NDPA frame and trigger information may be transmitted in a trigger frame.
  • NDPA information and trigger information may be carried in one NDPA frame and transmitted. In this case, the trigger frame is not DL transmitted separately.
  • NDPA information and trigger information may be carried in one trigger frame and transmitted. In this case, the NDPA frame is not DL transmitted separately.
  • a detailed description of a frame format in which NDPA information and / or trigger information is carried will be described later in detail.
  • the STA (s) may UL transmit the NDP frame generated based on the received NDPA information and the trigger information.
  • the STA (s) may UL-transmit the NDP frame in an MU or SU scheme, and a more detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 32 and 33.
  • the AP may DL transmit a polling frame including trigger information for triggering UL NDP frame transmission of other STA (s) in addition to the STA (s) that have UL-transmitted the NDP frame.
  • the AP may DL transmit a polling frame including retransmission indication information for triggering retransmission of the NDP frame of the STA (s) that UL-transmits the NDP frame.
  • the STA (s) receiving the polling frame may UL transmit an NDP frame generated based on previously received NDPA information and information included in the polling frame.
  • the STA (s) that previously received the NDPA information but did not receive the trigger information (or previously did not transmit the NDP frame) generate an NDP frame based on the trigger information included in the polling frame and transmit the UL information.
  • STA (s) instructed to retransmit the NDP frame regenerates the NDP frame based on the trigger information contained in the polling frame, UL retransmission can do.
  • the information included in the NDPA frame, the trigger frame, the polling frame, and the NDP frame may be as follows.
  • NDPA frame (or NDPA information)
  • Trigger frame (or trigger information)-information for UL transmission of an NDP frame immediately following the trigger frame transmission (eg, transmitted after SIFS after trigger frame transmission).
  • the type information of the HE-LTF included in the NDP frame includes the number of spatial streams (Nsts) to be used for transmitting the NDP frame, the feedback type (ie whether the NDP frame is MU or SU transmitted, or the transmission frequency band of the NDP frame is full). band or partial band)
  • frequency allocation information for UL MU transmission of the NDP frame (resource unit information allocated to each STA for UL MU transmission of the NDP frame)
  • spatial resource allocation information for UL MU transmission of the NDP frame (index / number of the spatial stream allocated to each STA for UL MU transmission of the NDP frame)
  • trigger information included in a trigger frame that is, trigger information for the NDP frame is included.
  • Retransmission information (information included to indicate retransmission of the NDP if the AP fails to receive the NDP frame transmitted after the trigger frame transmission. However, this information is a trigger for an STA that should retransmit the NDP. Information can be replaced)
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an HE format of an NDP frame transmitted and received in a UL sounding protocol according to an embodiment of the present invention.
  • the NDP frame of the HE format may be proposed as a form in which the HE NDP PPDU format that has been determined is modified to fit the sounding protocol.
  • the UL NDP frame of the HE format includes a Legacy-Short Training Field (L-STF), a Legacy-Long Training Field (L-LTF), a Legacy SIGNAL (L-SIG) field, and a Repeated L-SIG.
  • L-STF Legacy-Short Training Field
  • L-LTF Legacy-Long Training Field
  • L-SIG Legacy SIGNAL
  • SIG field HE-SIG (High Efficiency SIGNAL) A field
  • HE-STF High Efficiency STF
  • HE-LTF High Efficiency LTF
  • the HE-LTF may be included in the NDP frame by the same number or more than the number of spatial streams used for UL transmission of the NDP frame (or the number of spatial streams allocated for UL transmission of the NDP frame).
  • the number of OFDM symbols of the HE-LTF may be included in the NDP frame by the same number or more than the number of spatial streams used for UL transmission of the NDP frame (or the number of spatial streams allocated for UL transmission of the NDP frame). Can be.
  • the packet extension field and the HE-SIG A field may be optionally included in a UL NDP frame according to an embodiment.
  • the HE-SIG A field for the HE SU PPDU includes transmission information for the data field (or data part), and since the NDP frame does not include the data field, the HE-SIG A field may be unnecessary. In this case, therefore, the HE-SIG A field may be excluded from the NDP frame.
  • the NDP frame configured as described above may be UL transmitted in the MU method according to the SU method or the OFDMA / MIMO technology.
  • the L-STF to the HE-SIG A field constituting one NDP frame may be transmitted in the same format.
  • the L-STF to the HE-SIG A field of one NDP frame may be UL transmitted using the same resource unit and the same spatial stream.
  • the HE-STF and the HE-LTF may be configured in a UL MU format, and the fields may be transmitted using UL MU resources allocated to each STA for transmission of an NDP frame.
  • the LTF size constituting the NDP frame and the number Nsts of spatial streams are indicated by total values for all STAs, and thus may be the same for each STA transmitting the NDP frame.
  • the NDP frame is UL-transmitted in the SU scheme or the MU scheme will be described later in detail with reference to FIGS. 31 and 32.
  • NDPA information and the trigger information are described based on the first embodiment in which the NDPA information and the trigger information are included and transmitted in different frames, that is, the NDPA frame and the trigger frame.
  • NDPA information includes sounding dialog token and AID information of “all” STAs undergoing UL sounding procedure
  • trigger / polling information includes AID information of “some” STAs immediately following the NDP frame and immediately following.
  • trigger information may be transmitted by being included in the SU / MU NDP frame or included in a separate trigger frame.
  • the embodiment of the frame in which the NDPA information and the trigger information are transmitted is not limited to the first embodiment described above, and the NDPA information and the trigger information may be included in one NDPA frame (or trigger frame) and transmitted. (Second and Third Embodiments) In this case, the information included in each frame may vary.
  • 31 is a diagram illustrating frames transmitted and received in an UL sounding protocol according to an embodiment of the present invention. 29 and 30 may be equally applicable to the drawings, and overlapping descriptions will be omitted below.
  • NDPA information and trigger information will be described below based on the second embodiment in which the NDPA frame is transmitted in the NDPA frame, but the present invention is not limited thereto. The following descriptions may be applied to the first and third embodiments in the same manner. Do.
  • the AP may transmit an NDPA frame (including NDPA information and trigger information), and the NDPA frame may include NDPA information and trigger information.
  • the NDPA frame may be copied and transmitted in units of 20 MHz subchannels. In this case, the entire transport channel (or bandwidth) of the DL PPDU carrying the NDPA frame is 80MHz.
  • Trigger information included in the NDPA frame may indicate a UL MU transmission method for the NDP frame, and STAs receiving the NDPA frame may transmit the UL MU for the NDP frame based on the trigger information included in the NDPA frame.
  • trigger information of an NDPA frame may indicate a spatial stream index assigned to each STA, and NDP frames may be UL MU transmitted using the spatial stream assigned to each STA.
  • the NDP frame may be frequency-multiplexed and UL MU transmitted.
  • the AP receiving the NDP frame may transmit an ACK frame in response to the received NDP frame.
  • the AP may DL transmit a polling frame for indicating UL transmission of the NDP frame to STA (s) that do not have UL transmission of the NDP frame among the STAs participating in the UL sounding protocol.
  • the AP may DL transmit a polling frame for instructing retransmission of an NDP frame that has failed to be received.
  • the AP may combine the frames and transmit the DLs on one DL PPDU (or one frame).
  • the STA (s) receiving the ACK / polling frame may UL transmit the NDP frame as a response to the received frame, and the AP may DL transmit the ACK frame as a response to the received NDP frame.
  • the NDP frame may be UL-transmitted in various ways (eg, SU / MU method) according to the indication of the AP, and a more specific embodiment in which the AP indicates the transmission method of the NDP frame is illustrated in FIG. May be equal to 32.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating various embodiments related to a UL SU / MU transmission method of an NDP frame according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 32 (a) illustrates an embodiment of a UL SU transmission method of an NDP frame, and FIGS. 32 (b) and (c) illustrate an embodiment of a UL MU transmission method of an NDP frame. Figure is shown.
  • the AP may instruct each STA to transmit an NDP frame in the SU scheme.
  • the AP may transmit an NDPA frame indicating UL SU transmission of the NDP frame for each STA, and each STA generates an NDP frame based on information (NDPA information and trigger information) included in the received NDPA frame. And SU can be transmitted.
  • the AP may instruct STA 1 to transmit UL SU using all UL resources allocated for transmission of the NDP frame over the NDPA frame (or using the entire frequency / space region).
  • STA 1 may generate an NDP frame based on the received NDPA frame, and UL SU transmit the generated NDP frame.
  • the AP normally receives the NDP frame from the STA 1, the AP may indicate UL SU transmission of the NDP frame by transmitting an NDPA frame for the STA 2 participating in the UL sounding protocol together with the ACK frame for the STA 1.
  • the AP may indicate UL SU transmission of the NDP frame by transmitting an NDPA frame to the next STA without an ACK frame.
  • STA 2 may generate an NDP frame based on the received NDPA frame, and may UL SU transmit the generated NDP frame.
  • the AP may instruct each STA to transmit an NDP frame in an MU manner (that is, UL OFDMA transmission or UL MU MIMO transmission).
  • the AP may transmit an NDPA frame indicating UL MU transmission of an NDP frame for each STA, and each STA generates an NDP frame based on information (NDPA information and trigger information) included in the received NDPA frame.
  • the NDPA frame may include trigger information regarding spatial resources and / or frequency resources allocated to each STA as resources for transmitting the NDP frame to the UL MU.
  • the AP may indicate UL MU resources allocated to STAs 1 and 2, respectively, for transmission of the NDP frame through the NDPA frame.
  • the NDPA frame may include frequency resource unit allocation information and / or frequency channel information allocated to each of STAs 1 and 2 for UL MU transmission of the NDP frame.
  • STAs 1 and 2 that receive the NDPA frame may transmit the UL DP to the NDP frame using frequency resources allocated to the STAs 1 and 2, respectively.
  • the NDPA frame may include spatial stream index information and / or spatial stream number information allocated to each of STA 1 and 2 for UL MU transmission of the NDP frame.
  • STAs 1 and 2 that receive these NDPA frames may transmit UL MUs using the NDP frames using their allocated spatial resources.
  • STAs indicated for UL MU transmission may transmit the same signal through the entire frequency / space region to which STAs are allocated in the case of legacy preamble.
  • the STAs may transmit the same signal through the entire frequency / space region.
  • STAs may transmit the HE-STF according to the number of spatial streams indicated only through the frequency domain (or frequency unit) allocated to each STA.
  • STAs transmit HE-LTFs according to the number of spatial streams indicated using the spatial streams allocated by the STAs.
  • each STA can be found by accumulating the previous spatial stream index cumulative start index of the spatial stream allocated to the STA.
  • each STA may transmit the HE-LTF using a spatial stream of a new index different from the index of the spatial stream used by another STA.
  • STA 1 and 2 may sequentially transmit HE-LTFs using two stream indexes one by one. That is, STA 1 may transmit the HE-LTF using the 1-2 stream index, and STA 2 may use the 3-4 stream index (or STA 1 may use the HE-LTF corresponding to the 1-2 stream index and STA 2 UL MU may transmit the HE-LTF corresponding to the 3-4 stream index).
  • STA 1 transmits the HE-LTF using two spatial streams having a predetermined stream index (or corresponding)
  • STA 2 transmits two spatial streams having a new index different from the stream index of STA 1. May use (or corresponding) to transmit the HE-LTF.
  • the HE-LTF may be transmitted using frequency resources located discontinuously in the frequency band.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a UL MU transmission method of HE-LTF in an NDP frame according to an embodiment of the present invention.
  • each STA may transmit a UL MU to the HE-LTF using frequency resources allocated to the STAs.
  • the frequency resources allocated to each STA may be discontinuously located in the frequency band.
  • One box shown in this figure means a frequency resource allocated to each STA for transmission of the HE-LTF (1x, 2x or 4x HE-LTF).
  • Each box may correspond to a frequency unit in which tones to which the HE-LTF (1x, 2x or 4x HE-LTF) are mapped are grouped in a predetermined tone unit.
  • Each STA is thus assigned its HE-LTF (1x, 2x or 4x HE-LTF) (or 1x, 2x or its corresponding spatial stream to the tones included in discretely located frequency units assigned to it).
  • 4x HE-LTF may be mapped to transmit UL MU.
  • the AP which has received the NDP frame, may transmit an DL MU ACK frame indicating a normal reception of the NDP frame.
  • the operation of the AP may be selectively performed according to an embodiment.
  • the embodiments of FIGS. 32 (a) and 32 (b) may be combined to transmit an NDP frame. That is, the AP may instruct STAs to transmit the NDP frame to the UL MU and at the same time, instruct the UL MU to continuously transmit the NDP frame after the NDP frame transmission of other STAs. For example, the AP may indicate STA 1 and 2 to transmit UL MU OFDMA of the NDP frame through the NDPA frame. STAs 1 and 2 may use a frequency resource (or resource unit) allocated to the UL MU to transmit the NDP frame. Subsequently, the AP may instruct STA 3 and 4 to transmit UL MU OFDMA of the NDP frame through the NDPA frame.
  • the AP may transmit an ACK frame to the STA 1 and 2 as a response to the NDP frame received from the STA 1 and 2 together with the NDPA frame.
  • STAs 3 and 4 may use a frequency resource (or resource unit) allocated to the UL MU to transmit the NDP frame.
  • the NDP frame may be UL transmitted in various ways. If the NDP frame is UL OFMDA transmitted, it is necessary to determine the unit of the frequency resource allocated to each STA for UL MU transmission of the NDP frame (or determine the UL channel measurement frequency unit for the AP to measure the channel state). Need).
  • a frequency resource unit (or frequency resource allocated for NDP frame transmission in the UL sounding protocol) allocated for UL MU transmission of an NDP frame, and a 'resource unit' allocated for UL MU transmission of a general data frame To distinguish, it will be referred to as 'Measuring Frequency Resource (MFR)'.
  • MFR Monitoring Frequency Resource
  • MFR measuring frequency resource
  • an MFR may be configured of at least one resource unit (or may include at least one resource unit).
  • different indexes may be allocated to each MFR including at least one resource unit.
  • a 996 tone resource unit of an 80 MHz channel may be defined as one MFR, and an index 0 may be assigned to the MFR.
  • the MFR may be defined in units of 484 ton resource units in an 80 MHz channel, and an index 1 may be allocated to a first 484 tone resource unit and an index 2 may be allocated to a second 484 tone resource unit among 80 MHz channels.
  • an MFR may be determined (or defined) on a predetermined resource unit basis, and each MFR may be assigned an index.
  • the AP may indicate frequency resources for UL MU transmission of the NDP frame using the index allocated to each MFR. More specifically, the AP may indicate frequency resources allocated to each STA by transmitting index information of MFR allocated to each STA for UL MU transmission (or UL channel state measurement) of an NDP frame.
  • index information of MFR allocated to each STA for UL MU transmission (or UL channel state measurement) of an NDP frame.
  • a field configured for DL transmission of MFR index information (or frequency resource information) allocated to each STA may be configured as shown in Table 16 below.
  • an index indicating a combination of the allocated plurality of MFR indexes may be additionally included in Table 16.
  • the plurality of MFRs allocated to each STA may be continuously or discontinuously positioned in the frequency band.
  • Such MFR information may be included in an NDPA frame or a trigger frame as DL information and transmitted to DL to each STA. A detailed description thereof will be described later.
  • the NDPA information and the trigger information may be DL-transmitted on different frames or DL-transmitted on one frame.
  • the format of the frame needs to be newly defined in the next-generation system because the format of the frame is not defined in the existing system. Therefore, hereinafter, a new proposal for an HE format of an NDPA frame or trigger frame including NDPA information and trigger information is proposed.
  • the NDPA frame including the NDPA information and the trigger information proposes to reuse the NDPA frame defined in the existing system (see FIG. 8), which is illustrated in Table 17.
  • Table 17 the description overlapping with the description in FIG. 8 will be omitted, and the following description will focus on differences from the VHT NDPA frame.
  • the NDPA frame is an NDPA frame for initiating the UL sounding protocol using 2 bits previously set as a reserved bit in the sounding dialog token field. For example, if the reserved bit in the sounding dialog token field is set to '00', the corresponding NDPA frame indicates that it is an NDPA frame in the existing VHT format. If set to '01', the NDPA frame initiates a UL sounding protocol. It may indicate that the NDPA frame (in the HE format). However, the bit value indicating each information is not limited thereto and may be set to other bit values. Alternatively, only 1 bit of the reserved bits of the sounding dialog token field may be used as an indicator for indicating that the UL sounding is an NDPA frame, and the remaining 1 bits may be left as spare bits.
  • NDPA frames are always transmitted by the AP, and in 802.11ax the field should be 11 bits in size
  • Nc index field from 3 bits to 2 bits (NDP).
  • the STA that transmits the frame is an STA, and the STA generates 2 bits of spare bits according to transmission of up to 4 spatial streams, and the 2 bits can be used for MFR indication (or frequency information field).
  • the feedback type field may be used to indicate whether the STA transmits the NDP frame in full band (or UL SU transmission in the NDP frame) or in the partial band (or UL MU transmission in the NDP frame). .
  • the STA indicates that the NDP frame is to be UL-transmitted in full band.
  • the Feedback type field is set to '1', the STA indicates that the NDP is transmitted to the UL MU using the MFR.
  • the MFR indication bits may indicate an index of the MFR used to transmit the NDP frame to the UL MU, or may indicate subchannel information (for example, the n-th 20MHz subchannel of the 80MHz channel).
  • the Nc index value is always fixed to 4, and 2 bits of the Nc index field may also be added as MFR indication bits.
  • the Nc index value may be indicated using spare bits of the sounding dialog talk field, and 2 bits of the Nc index field may also be added as MFR indication bits. Therefore, in this case, the MFR indication bit (or frequency information field) may be configured with a total of 4 bits, and may indicate more various and detailed MFR information.
  • the MFR indication bits may be used as spare bits when the Feedback type field indicates UL SU transmission of the NDP frame (for example, when the Feedback type field is set to '0'). If the field indicates UL MU transmission of the NDP frame (eg, when the Feedback type field is set to '1'), it may be used for MFR indication.
  • each STA When there are a plurality of STAs assigned the same frequency band, each STA considers a spatial stream index of another STA to determine its Nc index (or spatial stream index) (or index of the spatial stream to be used for UL transmission of the NDP frame). Can be determined. More specifically, each STA can obtain its spatial stream index by accumulating and calculating the index of the spatial stream of the previous STA. For example, if full bands are allocated to STAs 1 and 2, and Nc indexes are 2 and 2, respectively, STA 1 uses spatial stream indexes 1 and 2 (or spatial streams corresponding to indexes 1 and 2). 2 transmits UL NDP frames using spatial stream indexes 3 and 4 (or spatial streams corresponding to indexes 3 and 4).
  • the NDPA frame may be configured by reusing the NDPA frame of the existing system.
  • the NDPA frame may be newly defined as shown in Table 18 below.
  • the description of Table 17 may be applied in the same manner, except that the number of bits for the MFR indication may be configured without limitation. As such, the restriction on the number of bits for the MFR indication is removed, and there is an effect that the combination of various MFR can be indicated in more detail.
  • a trigger frame including NDPA information and trigger information may be newly defined. This may be expressed as “an NDPA frame may be newly defined as a type of trigger frame”. To this end, first, the HE format of the trigger frame determined up to now will be described.
  • 35 is a diagram illustrating an HE format of a trigger frame.
  • a trigger frame includes a frame control field, a duration field, an (A1) field (or an (RA) field), an A2 field (or a TA field), a common info field (or a common information field), and a per user info n. Field (or user-specific field) and FCS.
  • the RA field indicates the address of the receiving STA.
  • the RA field may be included or excluded in the trigger frame according to an embodiment.
  • the TA field indicates the address of the STA that transmits the trigger frame.
  • the Common Info field represents a field including trigger information received in common for STAs receiving a trigger frame.
  • the common info field may include a trigger type field, a trigger common info field, and a type-specific common info field.
  • the Trigger common info field is Max. It may include a UL PPDU length field, a BW field, a GI field, an LTF type field, and an LTF Num field. Max.
  • the UL PPDU Length field indicates the (maximum) length of the UL MU PPDU triggered by the trigger frame
  • the BW field indicates the transmission bandwidth of the corresponding UL MU PPDU
  • the GI field indicates the guard interval applied to the corresponding UL MU PPDU.
  • the LTF type field indicates the LTF type of the corresponding UL MU PPDU
  • the LTF Num field indicates the HE included in the corresponding UL MU PPDU. -Indicates the number of LTFs.
  • the Per User Info N field represents a field including trigger information individually received at each STA. Therefore, the Per User Info N field may be included in the trigger frame as many as the number of STAs.
  • the Per User Info N field may include a Trigger Per User Info N and a Type-specific Per User Info N field.
  • MCS information MCS information, coding information, stream number (Nsts) information, TxBF (Tx Beamforming) information, and STBC (space-time) that a specific STA receiving the field will use to generate / transmit the UL MU frame are used. block coding) information and the like.
  • the aforementioned Trigger common info field and Trigger STA info field include various information about the allocation region of the UL MU PPDU frame and the UL MU transmission method.
  • the Type-specific common info field and the Type-specific Per User Info field are added when there is information to be included separately according to the type of the trigger frame.
  • a trigger frame of a type (or NDPA frame type) newly defined herein may include NDPA information and / or trigger information in the fields for UL transmission of an NDP frame, which will be described below with reference to FIG. 36. It will be described later in detail.
  • 36 is a diagram illustrating an HE format of a trigger frame according to an embodiment of the present invention.
  • the Type-specific common info field of a trigger frame newly defined for the UL sounding protocol may be replaced with (or may include) a sounding dialog token field of an NDPA frame.
  • the Type-specific common info field includes sounding dialog token information selected to identify a trigger frame.
  • the Type-specific Per User Info field is replaced by a feedback type field (indicating UL SU or MU transmission of an NDP frame), an Nc index field (Nc index indication of an NDP frame), and an MFR indication field (MFR indication of an NDP frame). It may be (or may include).
  • the Nc index field and the MFR indication field may be replaced with a stream number (Nsts) field and a resource unit allocation field (RU allocation field) in the Trigger STA Info N field.
  • a stream number Nsts
  • RU allocation field resource unit allocation field
  • the resource unit allocation field is not separately illustrated in the figure, the corresponding field may be included in the trigger common information field or the trigger STA info N field according to a resource allocation method.
  • the UL MU PPDU triggered by this trigger frame includes a UL NDP frame (ie because it does not contain a data field), there is no need for a field indicating how the data is organized. Can be. That is, in the Trigger common information field, Max.
  • the UL PPDU Length field, the GI field and / or the Trigger STA info N field may not be needed. Therefore, these fields may be left reserved or deleted for commonality with other types of trigger frames.
  • a trigger frame in an NDPA frame format may be configured by adding only a sounding dialog token field to a general trigger frame. That is, the format of the basic trigger frame can be used as it is, but only the sounding dialog token field can be added to the common info field.
  • the MFR indication field indicates a MFR information by performing a role instead of a resource unit allocation field of a Trigger STA Info N field. That is, the resource unit allocation field may indicate an MFR (eg, MFR index) for an NDP UL frame. Since the UL MU PPDU triggered by this trigger frame (or transmitted using this trigger frame) includes a UL NDP frame (ie because it does not include a data field), Max. The UL PPDU length field, the GI field and / or the coding type information, the TxBF information, the STBC information, etc. may be unnecessary. Accordingly, the corresponding field / information may be left as reserved bits or deleted.
  • MFR eg, MFR index
  • the Trigger STA Info N field may include a feedback type field (indicating UL SU or MU transmission of an NDP frame), and contents following the corresponding field according to contents indicated by the feedback type field. Or field) can be determined. For example, if the feedback type field indicates UL SU transmission, the field is followed by a field indicating the number of spatial streams (Nsts) used for NDP UL frame transmission, a Tx Beamforming (TxBF) field, and a space-time STBC. block coding) field may be followed (or included). Alternatively, when the feedback type field indicates UL MU transmission, fields corresponding to the number (Nsts) and the index of the spatial stream used for NDP UL frame transmission may be followed by the field after the field (or may be included). have).
  • the trigger frame type is not defined as a UL NDPA frame type or a trigger frame for UL sounding, but may be defined as a single 'sounding trigger frame type' regardless of UL / DL.
  • spare bits (2 bits) of the sounding dialog token field may be used to distinguish whether the trigger frame is a frame for the UL sounding protocol or a frame for the DL sounding protocol.
  • the HE format of each frame has been described.
  • the frame format introduced in the above embodiments may be configured by adding new fields, combining each field, or excluding some fields, according to the embodiment.
  • the 'field' may be replaced with 'information'.
  • the AP may transmit a DL MU for an NDPA frame initiating a UL sounding protocol.
  • the NDPA frame may be configured as shown in the example of Table 17 or Table 18, and may include MFR index information and index information of the spatial stream as trigger information for UL MU transmission of the NDP frame.
  • the NDPA frame may indicate MFR index 1 for STA 1, MFR index 2 for STA 2, and MFR index 0 for STA 3 as information for UL OFDMA transmission of an NDP frame.
  • the NDPA frame may indicate stream indexes 1 and 2 for STA 1, stream indexes 1 and 2 for STA 2, and stream indexes 3 and 4 for STA 3 as information for MU MIMO transmission of an NDP frame. .
  • the STA may generate an NDP frame based on the NDPA frame and transmit the UL MU. Accordingly, STA 1 may transmit an UL MU NDP frame using frequency resources corresponding to MFR index 1 and spatial resources corresponding to stream indexes 1 and 2. In addition, STA 2 may transmit an UL MU NDP frame using frequency resources corresponding to MFR index 2 and spatial resources corresponding to stream indexes 1 and 2. In addition, STA 3 may transmit an UL MU NDP frame using frequency resources corresponding to MFR index 0 and spatial resources corresponding to stream indexes 3 and 4.
  • the AP that receives the NDP frame may measure and acquire the UL channel state based on the training field (eg, HE-LTF) of the received NDP frame. Accordingly, the AP may use the measured UL channel state to efficiently allocate UL MU frequency / spatial resources to each STA.
  • the UL MU resource allocation information for each STA may be transmitted to each STA later in a trigger frame.
  • the AP may indicate MFR indexes 3 to 6 for STAs 4 to 7 and DL transmission of an NDPA frame (or polling frame) indicating stream indexes 1 to 4 to all STAs 4 to 7.
  • STAs 4 to 7 that receive the NDPA frame may transmit UL MUs to NDP frames using the indicated UL MU resources.
  • FIG. 38 is a flowchart illustrating a method of supporting UL sounding of a STA device according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiments described above with reference to the flowchart can be equally applied. Therefore, hereinafter, redundant description will be omitted.
  • a STA may first receive NDPA information indicating UL transmission of an NDP frame (S3810).
  • the NDPA information may include sounding dialog token information and / or ID (AID) information of at least one STA participating in the UL sounding protocol.
  • the STA may receive trigger information indicating the UL MU transmission resource of the NDP frame (S3820).
  • the trigger information may include frequency resource information and / or spatial resource information allocated to the STA for UL MU transmission of the NDP frame.
  • the frequency resource information may indicate an MFR to be used to transmit the NDP frame to the UL MU
  • the spatial resource information may indicate the number / index of spatial streams to be used to transmit the NDP frame to the UL MU.
  • the trigger information includes information on the contents of the HE-SIG A field of the NDP frame, an ID (AID) of at least one STA to transmit the NDP frame, type information of the HE-LTF included in the NDP frame, and an NDP frame.
  • the number of spatial streams to be used (Nsts), feedback type ie, whether to transmit MU or SU of the NDP frame) may be further included.
  • the STA may transmit the UL MU NDP frame using the UL MU transmission resource indicated by the trigger information.
  • the STA may transmit the UL MU NDP frame using the MFR indicated by the frequency resource information and the spatial stream indicated by the spatial resource information.
  • an AP receiving an NDP frame from STAs may acquire UL channel state information by measuring an UL channel state based on a training field of the received NDP frame.
  • the AP can thus be used to efficiently allocate resources for UL MU transmission of each STA later.
  • the NDPA information and the trigger information may be DL-transmitted in different frames or DL-transmitted in the same single frame according to an embodiment.
  • the NDPA frame format may be configured as shown in Table 17 or Table 18.
  • the trigger frame format may be configured as shown in the example of FIG. 36.
  • 39 is a block diagram of each STA apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the STA apparatus 3910 may include a memory 3912, a processor 3911, and an RF unit 3913.
  • the STA device may be an AP or a non-AP STA as an HE STA device.
  • the RF unit 3913 may be connected to the processor 3911 to transmit / receive a radio signal.
  • the RF unit 3913 may up-convert data received from the processor 3911 into a transmission / reception band to transmit a signal.
  • the processor 3911 may be connected to the RF unit 3913 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802.11 system.
  • the processor 3911 may be configured to perform operations according to various embodiments of the present disclosure according to the above-described drawings and descriptions.
  • a module for implementing the operation of the STA 3910 according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in the memory 3912 and executed by the processor 3911.
  • the memory 3912 is connected to the processor 3911 to store various information for driving the processor 3911.
  • the memory 3912 may be included in the processor 3911 or may be installed outside the processor 3911 and may be connected to the processor 3911 by a known means.
  • the STA apparatus 3910 may include a single antenna or multiple antennas.
  • the specific configuration of the STA apparatus 3910 of FIG. 39 may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be simultaneously applied.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the frame transmission scheme in the wireless communication system of the present invention has been described with reference to the example applied to the IEEE 802.11 system, but it is possible to apply to various wireless communication systems in addition to the IEEE 802.11 system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, WLAN(Wireless LAN) 시스템에서 상향링크(UL: Uplink) 채널 상태를 측정하기 위한 STA(Station)의 UL 사운딩 지원 방법에 있어서, NDP(Null data packet) 프레임의 UL 전송을 지시하는 NDPA(NDP announcement) 정보를 수신하는 단계; 상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 자원을 지시하는 트리거 정보를 수신하는 단계; 및 상기 트리거 정보가 지시하는 상기 UL MU 전송 자원을 이용하여 상기 NDP 프레임을 UL MU(Multi-User: 다중 사용자) 전송하는 단계; 를 포함하되, 상기 트리거 정보는 상기 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 공간 자원 정보 또는 주파수 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 채널 사운딩 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 STA이 측정한 채널 상태를 상향링크(Uplink) 다중 사용자(multi-user) 전송하기 위한 상향링크 채널 사운딩 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
와이파이(Wi-Fi)는 2.4GHz, 5GHz 또는 60GHz 주파수 대역에서 기기가 인터넷에 접속 가능하게 하는 WLAN(Wireless Local Area Network) 기술이다.
WLAN은 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11 표준에 기반한다. IEEE 802.11의 WNG SC(Wireless Next Generation Standing Committee)는 차세대 WLAN(wireless local area network)을 중장기적으로 고민하는 애드혹 위원회(committee)이다.
IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 최대 600Mbps 데이터 처리 속도(data rate)를 제공하는 고처리율(HT: High Throughput)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 초고처리율(VHT: Very High Throughput)를 지원하는 차세대 WLAN 시스템은 IEEE 802.11n WLAN 시스템의 다음 버전으로서, IEEE 802.11ac가 새롭게 제정되었다. IEEE 802.11ac는 80MHz 대역폭 전송 및/또는 더 높은 대역폭 전송(예를 들어, 160MHz)을 통해 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하고, 주로 5 GHz 대역에서 동작한다.
최근에는 IEEE 802.11ac이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다.
일명 IEEE 802.11ax 또는 고효율(HEW: High Efficiency) WLAN라고 불리는 차세대 WLAN 태스크 그룹에서 주로 논의되는 IEEE 802.11ax의 범위(scope)는 1) 2.4GHz 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) 간섭 소스가 존재하는 환경, 밀집한 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 및 높은 사용자 부하가 존재하는 환경과 같은 실제 실내 환경 및 실외 환경에서 성능을 향상 등을 포함한다.
IEEE 802.11ax에서 주로 고려되는 시나리오는 AP(access point)와 STA(station)이 많은 밀집 환경이며, IEEE 802.11ax는 이러한 상황에서 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)과 공간 전송률(area throughput) 개선에 대해 논의한다. 특히, 실내 환경뿐만 아니라, 기존 WLAN에서 많이 고려되지 않던 실외 환경에서의 실질적 성능 개선에 관심을 가진다.
IEEE 802.11ax에서는 무선 오피스(wireless office), 스마트 홈(smart home), 스타디움(Stadium), 핫스팟(Hotspot), 빌딩/아파트(building/apartment)와 같은 시나리오에 관심이 크며, 해당 시나리오 기반으로 AP와 STA가 많은 밀집 환경에서의 시스템 성능 향상에 대한 논의가 수행되고 있다.
앞으로 IEEE 802.11ax에서는 하나의 BSS(basic service set)에서의 단일 링크 성능 향상보다는, OBSS(overlapping basic service set) 환경에서의 시스템 성능 향상 및 실외 환경 성능 개선, 그리고 셀룰러 오프로딩(cellular offloading) 등에 대한 논의가 활발할 것으로 예상된다. 이러한 IEEE 802.11ax의 방향성은 차세대 WLAN이 점점 이동 통신과 유사한 기술 범위를 갖게 됨을 의미한다. 최근 스몰 셀(small cell) 및 D2D(Direct-to-Direct) 통신 영역에서 이동 통신과 WLAN 기술이 함께 논의되고 있는 상황을 고려해 볼 때, IEEE 802.11ax를 기반한 차세대 WLAN과 이동 통신의 기술적 및 사업적 융합은 더욱 활발해질 것으로 예측된다.
본 발명의 목적은 차세대 무선 통신 시스템에서 적용 가능한 새로운 사운딩 프로토콜을 제안하며, 사운딩 프로토콜을 위해 송수신되는 프레임들의 HE(High Efficiency) 포맷을 제안함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 차세대 무선 통신 시스템에서 STA들이 AP의 UL 사운딩 절차를 지원하기 위한 효율적인 방법을 제안함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 전송을 위한 채널 상태 정보 획득을 위한 사전 절차를 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, WLAN(Wireless LAN) 시스템에서 상향링크(UL: Uplink) 채널 상태를 측정하기 위한 STA(Station)의 UL 사운딩 지원 방법에 있어서, NDP(Null data packet) 프레임의 UL 전송을 지시하는 NDPA(NDP announcement) 정보를 수신하는 단계; 상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 자원을 지시하는 트리거 정보를 수신하는 단계; 및 상기 트리거 정보가 지시하는 상기 UL MU 전송 자원을 이용하여 상기 NDP 프레임을 UL MU(Multi-User: 다중 사용자) 전송하는 단계; 를 포함하되, 상기 트리거 정보는 상기 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 공간 자원 정보 또는 주파수 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공간 자원 정보는 상기 NDP 프레임을 UL 전송하는 데 사용할 적어도 하나의 공간 스트림의 인덱스를 지시할 수 있다.
또한, 상기 주파수 자원 정보는 상기 NDP 프레임을 UL 전송하는 데 사용할 적어도 하나의 측정 주파수 자원 유닛의 인덱스를 지시할 수 있다.
또한, 상기 NDPA 정보는 NDPA 프레임을 통해, 상기 트리거 정보는 트리거 프레임을 통해 각각 수신될 수 있다.
또한, 상기 NDPA 프레임은 사운딩 다이얼로그 토큰(Sounding Dialog Token) 정보 및 상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 트리거 프레임은 상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보, 상기 NDP 프레임의 상기 주파수 자원 정보 및 상기 NDP 프레임의 상기 공간 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 NDP 프레임이 UL PPDU(Physical Protocol Data Unit)에 포함되어 전송되는 경우, 상기 트리거 프레임은, 상기 NDP 프레임을 상기 UL PPDU의 전체 전송 대역(Full-band)으로 전송할지 또는 상기 NDP 프레임을 상기 UL PPDU의 일부 전송 대역(Partial-band)으로 전송할지를 지시하는 피드백 타입 정보를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 NDPA 정보 및 상기 트리거 정보는 하나의 NDPA 프레임을 통해 수신될 수 있다.
또한, 상기 NDPA 프레임은 사운딩 다이얼로그 토큰 필드 및 STA info 필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사운딩 다이얼로그 토큰 필드는, 상기 NDPA 프레임이 상기 NDP 프레임의 UL 전송을 지시하는 프레임임을 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 STA info 필드는, 상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보가 포함된 AID 필드, 및 상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 여부를 지시하는 피드백 타입 필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 피드백 타입 필드가 상기 NDP 프레임의 UL MU 전송을 지시하는 경우, 상기 STA info 필드는, 상기 NDP 프레임의 상기 주파수 자원 정보를 지시하는 측정 주파수 자원 유닛 필드 및 상기 NDP 프레임의 상기 공간 자원 정보를 지시하는 Nc 인덱스 필드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 NDPA 정보 및 상기 트리거 정보는 하나의 트리거 프레임을 통해 수신될 수 있다.
또한, 상기 트리거 프레임은, 상기 트리거 프레임을 수신하는 STA들에 대한 공통 정보가 포함된 공통 정보 필드 및 상기 트리거 프레임을 수신하는 각 STA에 대한 개별 정보가 포함된 사용자 특정 필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공통 정보 필드는 사운딩 다이얼로그 토큰 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사용자 특정 필드는 상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보, 상기 NDP 프레임의 UL MU(Multi-user: 다중 사용자) 전송 여부를 지시하는 피드백 타입 정보, 상기 NDP 프레임의 상기 주파수 자원 정보 및 상기 NDP 프레임의 상기 공간 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 NDP 프레임은 L-STF(Legacy-Short Training Field), L-LTF(Legacy-Long Training Field), L-SIG(Legacy SIGNAL) 필드, RL-SIG(Repeated L-SIG) 필드, HE-SIG(High Efficiency SIGNAL) A 필드, HE-STF(High Efficiency STF) 및 HE-LTF(High Efficiency LTF)로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 WLAN(Wireless LAN) 시스템에서 STA(Station) 장치에 있어서, 무선 신호를 송수신하는, RF 유닛; 및 상기 RF 유닛을 제어하는, 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서는, NDP(Null data packet) 프레임의 UL 전송을 지시하는 NDPA(NDP announcement) 정보를 수신하고, 상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 자원을 지시하는 트리거 정보를 수신하고, 상기 트리거 정보가 지시하는 상기 UL MU 전송 자원을 이용하여 상기 NDP 프레임을 UL MU(Multi-User: 다중 사용자) 전송하되, 상기 트리거 정보는 상기 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 공간 자원 정보 또는 주파수 자원 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 서로 다른 공간적 스트림 또는 주파수 자원 각각을 통해 NDP 프레임을 상향링크 다중 사용자(multi-user) 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 전송을 위한 채널 상태 정보를 기반으로 상향링크 다중 사용자 전송을 원활히 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 상향링크 채널 사운딩을 위한 프레임 구조를 기반으로 상향링크 채널 사운딩 프로토콜을 원활히 수행할 수 있다.
이외에 본 발명의 다른 효과들에 대해서는 이하의 실시예들에서 추가로 설명하도록 한다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처(layer architecture)의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 non-HT 포맷 PPDU 및 HT 포맷 PPDU를 예시한다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 VHT 포맷 PPDU 포맷을 예시한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 MAC 프레임 포맷을 예시한다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 프레임 내 프레임 제어(Frame Control) 필드를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 채널 사운딩(sounding) 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT NDPA 프레임을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 NDP PPDU을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT 압축된 빔포밍(VHT compressed beamforming) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 보고 폴(Beamforming Report Poll) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 다중 사용자(multi-user) PPDU 포맷을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 다중 사용자(multi-user) PPDU 포맷을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 MU-MIMO 전송 과정을 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 ACK 프레임을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청(Block Ack Request) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청(Block Ack Request) 프레임의 BAR 정보(BAR Information) 필드를 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK(Block Ack) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK(Block Ack) 프레임의 BA 정보(BA Information) 필드를 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE(High Efficiency) 포맷 PPDU를 예시하는 도면이다.
도 21 내지 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자(multi-user) 전송 절차를 예시하는 도면이다.
도 25 내지 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 다중 사용자(multi-user) 전송 방식에서 자원 할당 단위를 예시하는 도면이다.
도 28(a) 및 28(b)는 802.11n 시스템에서의 MIMO control field 및 Antenna selection indices field를 각각 예시한 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 사운딩 프로토콜을 예시한 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따라 UL 사운딩 프로토콜에서 송수신되는 NDP 프레임의 HE 포맷을 예시한 도면이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 사운딩 프로토콜에서 송수신되는 프레임들을 예시한 도면이다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 NDP 프레임의 UL SU/MU 전송 방법에 관한 다양한 실시예들을 예시한 도면들이다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 NDP 프레임 내 HE-LTF의 UL MU 전송 방법을 예시한 도면이다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 주파수 자원(Measuring Frequency Resource, MFR)을 예시한 도면이다.
도 35는 트리거 프레임의 HE 포맷을 예시한 도면이다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거 프레임의 HE 포맷을 예시한 도면이다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 사운딩 프로토콜을 예시한 도면이다.
도 38은 본 발명의 일 실시예에 따른 STA 장치의 UL 사운딩 지원 방법을 나타낸 순서도이다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 STA 장치의 블록도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 명세서에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시예의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 아닌 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
더욱이, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 실시예를 상세하게 설명하지만, 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.11 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
시스템 일반
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트(transparent)한 스테이션(STA: Station) 이동성을 지원하는 무선 통신 시스템이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(BSS: Basic Service Set)는 IEEE 802.11 시스템에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다.
도 1 에서는 3개의 BSS(BSS 1 내지 BSS 3)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2개의 STA이 포함되는 것(STA 1 및 STA 2 는 BSS 1에 포함되고, STA 3 및 STA 4는 BSS 2에 포함되며, STA 5 및 STA 6은 BSS 3에 포함됨)을 예시적으로 도시한다.
도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 기본 서비스 영역(BSA: Basic Service Area)이라고 칭할 수 있다. STA가 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
IEEE 802.11 시스템에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(IBSS: Independent BSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS 3이 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
STA의 켜지거나 꺼짐, STA가 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA는 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반 구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA는 BSS에 연계(associated)되어야 한다. 이러한 연계(association)는 동적으로 설정될 수 있고, 분배 시스템 서비스(DSS: Distribution System Service)의 이용을 포함할 수 있다.
802.11 시스템에서 직접적인 STA-대-STA의 거리는 물리 계층(PHY: physical) 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 STA 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배 시스템(DS: Distribution System)이 구성될 수 있다.
DS는 BSS들이 상호 연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
DS는 논리적인 개념이며 분배 시스템 매체(DSM: Distribution System Medium)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(WM: Wireless Medium)와 분배 시스템 매체(DSM: Distribution System Medium)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 시스템의 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 시스템 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 시스템 구조가 특정될 수 있다.
DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 장치를 지원할 수 있다.
AP는, 연계된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 도시하는 STA 2 및 STA 3은 STA의 기능성을 가지면서, 연계된 STA들(STA 1 및 STA 4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
AP에 연계된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 전송 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
임의의(arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 확장된 서비스 세트(ESS: Extended Service Set) 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 논리 링크 제어(LLC: Logical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트(transparent)하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로(동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.
IEEE 802.11 시스템에서는 도 1 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다.
구체적으로, BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고, 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한, BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고, 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고, 이는 리던던시(redundancy)를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 또는 그 이상의 ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 ad-hoc 네트워크가 동작하는 경우나, 상이한 기관(organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나, 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.
WLAN 시스템에서 STA은 IEEE 802.11의 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control)/PHY 규정에 따라 동작하는 장치이다. STA의 기능이 AP와 개별적으로 구분되지 않는 한, STA는 AP STA과 비-AP STA(non-AP STA)를 포함할 수 있다. 다만, STA과 AP 간에 통신이 수행된다고 할 때, STA은 non-AP STA으로 이해될 수 있다. 도 1의 예시에서 STA 1, STA 4, STA 5 및 STA 6은 non-AP STA에 해당하고, STA 2 및 STA 3은 AP STA 에 해당한다.
Non-AP STA는 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 장치에 해당한다. 이하의 설명에서 non-AP STA는 무선 장치(wireless device), 단말(terminal), 사용자 장치(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 무선 단말(wireless terminal), 무선 송수신 유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 네트워크 인터페이스 장치(network interface device), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치 등으로 칭할 수도 있다.
또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국(BS: Base Station), 노드-B(Node-B), 발전된 노드-B(eNB: evolved Node-B), 기저 송수신 시스템(BTS: Base Transceiver System), 펨토 기지국(Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.
이하, 본 명세서에서 하향링크(DL: downlink)는 AP에서 non-AP STA로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 non-AP STA에서 AP로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 AP의 일부이고, 수신기는 non-AP STA의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 non-AP STA의 일부이고, 수신기는 AP의 일부일 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처(layer architecture)의 구조를 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처는 MAC 부계층(MAC sublayer)과 PHY 부계층(PHY sublayer)을 포함할 수 있다.
PHY sublayer은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 개체(entity)와 PMD(Physical Medium Dependent) 개체로 구분될 수도 있다. 이 경우, PLCP 개체는 MAC sublayer와 데이터 프레임을 연결하는 역할을 수행하고, PMD 개체는 2개 또는 그 이상의 STA과 데이터를 무선으로 송수신하는 역할을 수행한다.
MAC sublayer과 PHY sublayer 모두 관리 개체(Management Entity)를 포함할 수 있으며, 각각 MAC 서브계층 관리 개체(MLME: MAC Sublayer Management Entity)과 PHY 서브계층 관리 개체(PLME: Physical Sublayer Management Entity)로 지칭할 수 있다. 이들 관리 개체은 계층 관리 함수의 동작을 통해 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다. MLME는 PLME와 연결되어 MAC sublayer의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있고, 마찬가지로 PLME도 MLME와 연결되어 PHY sublayer의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있다.
정확한 MAC 동작을 제공하기 위하여, SME(Station Management Entity)가 각 STA 내에 존재할 수 있다. SME는 각 계층과 독립적인 관리 개체로서, MLME와 PLME로부터 계층 기반 상태 정보를 수집하거나 각 계층의 특정 파라미터들의 값을 설정한다. SME는 일반 시스템 관리 개체들을 대신하여 이러한 기능을 수행할 수 있으며, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
MLME, PLME 및 SME은 프리미티브(primitive)를 기반의 다양한 방법으로 상호 작용(interact)할 수 있다. 구체적으로, XX-GET.request 프리미티브는 관리 정보 베이스 속성(MIB attribute: Management Information Base attribute)의 값을 요청하기 위해 사용되고, XX-GET.confirm 프리미티브는 상태가 'SUCCESS'라면, 해당 MIB 속성 값을 리턴(return)하고, 그 외의 경우에는 상태 필드에 오류 표시를 하여 리턴한다. XX-SET.request 프리미티브는 지정된 MIB 속성을 주어진 값으로 설정하도록 요청하기 위해 사용된다. MIB 속성이 특정 동작으로 의미하고 있다면, 이 요청은 그 특정 동작의 실행을 요청한다. 그리고, XX-SET.confirm 프리미티브는 상태가 'SUCCESS'라면, 이는 지정된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 의미한다. 그 외의 경우에는, 상태 필드는 오류 상황을 나타낸다. 이 MIB 속성이 특정 동작을 의미한다면, 이 프리미티브는 해당 동작의 수행된 것을 확인해 줄 수 있다.
각 sublayer에서의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
MAC sublayer는 상위 계층(예를 들어, LLC 계층)으로부터 전달 받은 MAC 서비스 데이터 유닛(MSDU: MAC Service Data Unit) 또는 MSDU의 조각(fragment)에 MAC 헤더(header)와 프레임 체크 시퀀스(FCS: Frame Check Sequence)을 부착하여 하나 이상의 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MPDU: MAC Protocol Data Unit)을 생성한다. 생성된 MPDU는 PHY sublayer로 전달된다.
A-MSDU(aggregated MSDU) 기법(scheme)이 사용되는 경우, 복수 개의 MSDU는 단일의 A-MSDU(aggregated MSDU)로 병합될 수 있다. MSDU 병합 동작은 MAC 상위 계층에서 수행될 수 있다. A-MSDU는 단일의 MPDU(조각화(fragment)되지 않는 경우)로 PHY sublayer로 전달된다.
PHY sublayer는 MAC sublayer으로부터 전달 받은 물리 서비스 데이터 유닛(PSDU: Physical Service Data Unit)에 물리 계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙여 물리 프로토콜 데이터 유닛(PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성한다. PPDU는 무선 매체를 통해 전송된다.
PSDU는 PHY sublayer가 MAC sublayer로부터 수신한 것이고, MPDU는 MAC sublayer가 PHY sublayer로 전송한 것이므로, PSDU는 실질적으로 MPDU와 동일하다.
A-MPDU(aggregated MPDU) 기법(scheme)이 사용되는 경우, 복수의 MPDU(이때, 각 MPDU는 A-MSDU를 나를 수 있다.)는 단일의 A-MPDU로 병합될 수 있다. MPDU 병합 동작은 MAC 하위 계층에서 수행될 수 있다. A-MPDU는 다양한 타입의 MPDU(예를 들어, QoS 데이터, ACK(Acknowledge), 블록 ACK(BlockAck) 등)이 병합될 수 있다. PHY sublayer는 MAC sublayer로부터 단일의 PSDU로써 A-MPDU를 수신한다. 즉, PSDU는 복수의 MPDU로 구성된다. 따라서, A-MPDU는 단일의 PPDU 내에서 무선 매체를 통해 전송된다.
PPDU(Physical Protocol Data Unit) 포맷
PPDU(Physical Protocol Data Unit)는 물리 계층에서 발생되는 데이터 블록을 의미한다. 이하, 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 WLAN 시스템을 기초로 PPDU 포맷을 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 non-HT 포맷 PPDU 및 HT 포맷 PPDU를 예시한다.
도 3의 (a)는 IEEE 802.11a/g 시스템을 지원하기 위한 non-HT 포맷 PPDU을 예시한다. non-HT PPDU은 레거시(legacy) PPDU으로도 불릴 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, non-HT 포맷 PPDU은 L-STF(Legacy(또는, Non-HT) Short Training field), L-LTF(Legacy(또는, Non-HT) Long Training field) 및 L-SIG(Legacy(또는 Non-HT) SIGNAL) 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L-STF는 짧은 트레이닝 OFDM(short training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-STF는 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), 자동 이득 제어(AGC: Automatic Gain Control), 다이버시티 검출(diversity detection), 대략적인 주파수/시간 동기화(coarse frequency/time synchronization)을 위해 사용될 수 있다.
L-LTF는 긴 트레이닝 OFDM 심볼(long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-LTF는 정밀한 주파수/시간 동기화(fine frequency/time synchronization) 및 채널 추정(channel estimation)을 위해 사용될 수 있다.
L-SIG 필드는 데이터 필드의 복조 및 디코딩을 위한 제어 정보를 전송하기 위하여 사용될 수 있다.
L-SIG 필드는 4 비트의 레이트(Rate) 필드, 1비트의 예비(Reserved) 비트, 12 비트의 길이(Length) 필드, 1비트의 패리티 비트, 6비트의 신호 테일(Signal Tail) 필드로 구성될 수 있다.
레이트 필드는 전송율 정보를 포함하고, 길이 필드는 PSDU의 옥텟의 수를 지시한다.
도 3의 (b)는 IEEE 802.11n 시스템 및 IEEE 802.11a/g 시스템을 모두 지원하기 위한 HT 혼합 포맷 PPDU(HT-mixed format PPDU)을 예시한다.
도 3의 (b)를 참조하면, HT 혼합 포맷 PPDU은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 HT-SIG(HT-Signal) 필드, HT-STF(HT Short Training field), HT-LTF(HT Long Training field)로 구성되는 HT 포맷 프리앰블 및 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드는 하위 호환성(backward compatibility)를 위한 레가시 필드를 의미하므로, L-STF부터 L-SIG 필드까지 non-HT 포맷과 동일하다. L-STA은 HT 혼합 PPDU를 수신하여도 L-LTF, L-LTF 및 L-SIG 필드를 통해 데이터 필드를 해석할 수 있다. 다만 L-LTF는 HT-STA이 HT 혼합 PPDU를 수신하고 L-SIG 필드 및 HT-SIG 필드를 복조하기 위하여 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
HT-STA는 레가시 필드 뒤에 오는 HT-SIG 필드 이용하여 HT-혼합 포맷 PPDU임을 알 수 있으며, 이를 기반으로 데이터 필드를 디코딩할 수 있다.
HT-LTF 필드는 데이터 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. IEEE 802.11n은 SU-MIMO(Single-User Multi-Input and Multi-Output)를 지원하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 위해 HT-LTF 필드는 복수로 구성될 수 있다.
HT-LTF 필드는 공간 스트림에 대한 채널 추정을 위하여 사용되는 데이터 HT-LTF(data HT-LTF)와 풀 채널 사운딩(full channel sounding)을 위해 추가적으로 사용되는 확장 HT-LTF(extension HT-LTF)로 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 HT-LTF는 전송되는 공간 스트림의 개수보다 같거나 많을 수 있다.
HT-혼합 포맷 PPDU은 L-STA도 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하기 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드가 가장 먼저 전송된다. 이후 HT-STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 HT-SIG 필드가 전송된다.
HT-SIG 필드까지는 빔포밍을 수행하지 않고 전송하여 L-STA 및 HT-STA이 해당 PPDU를 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하고, 이후 전송되는 HT-STF, HT-LTF 및 데이터 필드는 프리코딩을 통한 무선 신호 전송이 수행된다. 여기서 프리코딩을 하여 수신하는 STA에서 프리코딩에 의한 전력이 가변 되는 부분을 감안할 수 있도록 HT-STF 필드를 전송하고 그 이후에 복수의 HT-LTF 및 데이터 필드를 전송한다.
아래 표 1은 HT-SIG 필드를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000001
도 3의 (c)는 IEEE 802.11n 시스템만을 지원하기 위한 HT-GF 포맷 PPDU(HT-greenfield format PPDU)을 예시한다.
도 3의 (c)를 참조하면, HT-GF 포맷 PPDU은 HT-GF-STF, HT-LTF1, HT-SIG 필드, 복수의 HT-LTF2 및 데이터 필드를 포함한다.
HT-GF-STF는 프레임 타이밍 획득 및 AGC를 위해 사용된다.
HT-LTF1는 채널 추정을 위해 사용된다.
HT-SIG 필드는 데이터 필드의 복조 및 디코딩을 위해 사용된다.
HT-LTF2는 데이터 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용된다. 마찬가지로 HT-STA은 SU-MIMO를 사용하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 요하므로 HT-LTF2는 복수로 구성될 수 있다.
복수의 HT-LTF2는 HT 혼합 PPDU의 HT-LTF 필드와 유사하게 복수의 Data HT-LTF와 복수의 확장 HT-LTF로 구성될 수 있다.
도 3의 (a) 내지 (c)에서 데이터 필드는 페이로드(payload)로서, 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU(scrambled PSDU) 필드, 테일 비트(Tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다. 데이터 필드의 모든 비트는 스크램블된다.
도 3(d)는 데이터 필드에 포함되는 서비스 필드를 나타낸다. 서비스 필드는 16 비트를 가진다. 각 비트는 0번부터 15번까지 부여되며, 0번 비트부터 순차적으로 전송된다. 0번부터 6번 비트는 0으로 설정되고, 수신단 내 디스크램블러(descrambler)를 동기화하기 위하여 사용된다.
IEEE 802.11ac WLAN 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 하향링크 MU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면, AP가 MIMO 페어링(pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
DL MU 전송(downlink multi-user transmission)은 하나 이상의 안테나를 통해 AP가 동일한 시간 자원을 통해 PPDU를 복수의 non-AP STA에게 전송하는 기술을 의미한다.
이하, MU PPDU는 MU-MIMO 기술 또는 OFDMA 기술을 이용하여 하나 이상의 STA을 위한 하나 이상의 PSDU를 전달하는 PPDU를 의미한다. 그리고, SU PPDU는 하나의 PSDU만을 전달할 수 있거나 PSDU가 존재하지 않는 포맷을 가진 PPDU를 의미한다.
MU-MIMO 전송을 위하여 802.11n 제어 정보의 크기에 비하여 STA에 전송되는 제어 정보의 크기가 상대적으로 클 수 있다. MU-MIMO 지원을 위해 추가적으로 요구되는 제어 정보의 일례로, 각 STA에 의해 수신되는 공간적 스트림(spatial stream)의 수를 지시하는 정보, 각 STA에 전송되는 데이터의 변조 및 코딩 관련 정보 등이 이에 해당될 수 있다.
따라서, 복수의 STA에 동시에 데이터 서비스를 제공하기 위하여 MU-MIMO 전송이 수행될 때, 전송되는 제어 정보의 크기는 수신하는 STA의 수에 따라 증가될 수 있다.
이와 같이 증가되는 제어 정보의 크기를 효율적으로 전송하기 위하여, MU-MIMO 전송을 위해 요구되는 복수의 제어 정보는 모든 STA에 공통으로 요구되는 공통 제어 정보(common control information)와 특정 STA에 개별적으로 요구되는 전용 제어 정보(dedicated control information)의 두 가지 타입의 정보로 구분하여 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 VHT 포맷 PPDU 포맷을 예시한다.
도 4(a)는 IEEE 802.11ac 시스템을 지원하기 위한 VHT 포맷 PPDU(VHT format PPDU)을 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, VHT 포맷 PPDU은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 VHT-SIG-A(VHT-Signal-A) 필드, VHT-STF(VHT Short Training field), VHT-LTF(VHT Long Training field), VHT-SIG-B(VHT-Signal-B) 필드로 구성되는 VHT 포맷 프리앰블 및 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG는 하위 호환성(backward compatibility)를 위한 레가시 필드를 의미하므로, L-STF부터 L-SIG 필드까지 non-HT 포맷과 동일하다. 다만, L-LTF는 L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드를 복조하기 위하여 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
L-STF, L-LTF, L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드는 20MHz 채널 단위로 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어, PPDU가 4개의 20MHz 채널(즉, 80 MHz 대역폭)을 통해 전송될 때, L-STF, L-LTF, L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드는 매 20MHz 채널에서 반복되어 전송될 수 있다.
VHT-STA는 레가시 필드 뒤에 오는 VHT-SIG-A 필드 이용하여 VHT 포맷 PPDU임을 알 수 있으며, 이를 기반으로 데이터 필드를 디코딩할 수 있다.
VHT 포맷 PPDU은 L-STA도 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하기 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드가 가장 먼저 전송된다. 이후, VHT-STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 VHT-SIG-A 필드가 전송된다.
VHT-SIG-A 필드는 AP와 MIMO 페이링된(paired) VHT STA들에게 공통되는 제어 정보 전송을 위한 필드로서, 이는 수신된 VHT 포맷 PPDU를 해석하기 위한 제어 정보를 포함하고 있다.
VHT-SIG-A 필드는 VHT-SIG-A1 필드와 VHT-SIG-A2 필드를 포함할 수 있다.
VHT-SIG-A1 필드는 사용하는 채널 대역폭(BW: bandwidth) 정보, 시공간 블록 코딩(STBC: Space Time Block Coding)의 적용 여부, MU-MIMO에서 그룹핑된 STA들의 그룹의 지시하기 위한 그룹 식별 정보(Group ID: Group Identifier), 사용되는 스트림의 개수(NSTS: Number of space-time stream)/부분 AID(Partial AID(association Identifier))에 대한 정보 및 전송 파워 세이브 금지(Transmit power save forbidden) 정보를 포함할 수 있다. 여기서, Group ID는 MU-MIMO 전송을 지원하기 위해 전송 대상 STA 그룹에 대하여 할당되는 식별자를 의미하며, 현재 사용된 MIMO 전송 방법이 MU-MIMO인지 또는 SU-MIMO 인지 여부를 나타낼 수 있다.
표 2은 VHT-SIG-A1 필드를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000002
VHT-SIG-A2 필드는 짧은 보호구간(GI: Guard Interval) 사용 여부에 대한 정보, 포워드 에러 정정(FEC: Forward Error Correction) 정보, 단일 사용자에 대한 MCS(Modulation and Coding Scheme)에 관한 정보, 복수 사용자에 대한 채널 코딩의 종류에 관한 정보, 빔포밍 관련 정보, CRC(Cyclic Redundancy Checking)를 위한 여분 비트(redundancy bits)와 컨벌루셔널 디코딩(convolutional decoder)의 테일 비트(tail bit) 등을 포함할 수 있다.
표 3은 VHT-SIG-A2 필드를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000003
VHT-STF는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.
VHT-LTF는 VHT-STA이 MIMO 채널을 추정하는데 사용된다. VHT WLAN 시스템은 MU-MIMO를 지원하기 때문에, VHT-LTF는 PPDU가 전송되는 공간 스트림의 개수만큼 설정될 수 있다. 추가적으로, 풀 채널 사운딩(full channel sounding)이 지원되는 경우, VHT-LTF의 수는 더 많아질 수 있다.
VHT-SIG-B 필드는 MU-MIMO 페어링된 복수의 VHT-STA이 PPDU를 수신하여 데이터를 획득하는데 필요한 전용 제어 정보를 포함한다. 따라서, VHT-SIG-A 필드에 포함된 공통 제어 정보(common control information)가 현재 수신된 PPDU가 MU-MIMO 전송을 지시한 경우에만, VHT-STA은 VHT-SIG-B 필드를 디코딩(decoding)하도록 설계될 수 있다. 반면, 공통 제어 정보가 현재 수신된 PPDU가 단일 VHT-STA을 위한 것(SU-MIMO를 포함)임을 지시한 경우 STA은 VHT-SIG-B 필드를 디코딩하지 않도록 설계될 수 있다.
VHT-SIG-B 필드는 VHT-SIG-B 길이(Length) 필드, VHT-MCS 필드, 예비(Reserved) 필드, 테일(Tail) 필드를 포함한다.
VHT-SIG-B 길이(Length) 필드는 A-MPDU의 길이(EOF(end-of-frame) 패딩 이전)를 지시한다. VHT-MCS 필드는 각 VHT-STA들의 변조(modulation), 인코딩(encoding) 및 레이트 매칭(rate-matching)에 대한 정보를 포함한다.
VHT-SIG-B 필드의 크기는 MIMO 전송의 유형(MU-MIMO 또는 SU-MIMO) 및 PPDU 전송을 위해 사용하는 채널 대역폭에 따라 다를 수 있다.
도 4(b)는 PPDU 전송 대역폭에 따른 VHT-SIG-B 필드를 예시한다.
도 4(b)를 참조하면, 40MHz 전송에 있어서, VHT-SIG-B 비트는 2번 반복된다. 80MHz 전송에 있어서, VHT-SIG-B 비트는 4번 반복되고, 0로 셋팅된 패드 비트가 부착된다.
160MHz 전송 및 80+80MHz 에 있어서, 먼저 80MHz 전송과 같이 VHT-SIG-B 비트는 4번 반복되고, 0로 셋팅된 패드 비트가 부착된다. 그리고, 전체 117 비트가 다시 반복된다.
MU-MIMO를 지원하는 시스템에서 동일한 크기의 PPDU를 AP에 페어링된 STA들에게 전송하기 위하여, PPDU를 구성하는 데이터 필드의 비트 크기를 지시하는 정보 및/또는 특정 필드를 구성하는 비트 스트림 크기를 지시하는 정보가 VHT-SIG-A 필드에 포함될 수 있다.
다만, 효과적으로 PPDU 포맷을 사용하기 위하여 L-SIG 필드가 사용될 수도 있다. 동일한 크기의 PPDU가 모든 STA에게 전송되기 위하여 L-SIG 필드 내 포함되어 전송되는 길이 필드(length field) 및 레이트 필드(rate field)가 필요한 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, MPDU(MAC Protocol Data Unit) 및/또는 A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)가 MAC 계층의 바이트(또는 옥텟(oct: octet)) 기반으로 설정되므로 물리 계층에서 추가적인 패딩(padding)이 요구될 수 있다.
도 4에서 데이터 필드는 페이로드(payload)로서, 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU(scrambled PSDU), 테일 비트(tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다.
위와 같이 여러 가지의 PPDU의 포맷이 혼합되어 사용되기 때문에, STA은 수신한 PPDU의 포맷을 구분할 수 있어야 한다.
여기서, PPDU를 구분한다는 의미(또는, PPDU 포맷을 구분한다는 의미)는 다양한 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU가 STA에 의해 디코딩(또는, 해석)이 가능한 PPDU인지 여부에 대하여 판단한다는 의미를 포함할 수 있다. 또한, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU가 STA에 의해 지원 가능한 PPDU인지 여부에 대하여 판단한다는 의미일 수도 있다. 또한, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU를 통해 전송된 정보가 어떠한 정보인지를 구분한다는 의미로도 해석될 수 있다.
이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
MAC 프레임 포맷
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 MAC 프레임 포맷을 예시한다.
도 5를 참조하면, MAC 프레임(즉, MPDU)은 MAC 헤더(MAC Header), 프레임 몸체(Frame Body) 및 프레임 체크 시퀀스(FCS: frame check sequence)로 구성된다.
MAC Header는 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속 시간/식별자(Duration/ID) 필드, 주소 1(Address 1) 필드, 주소 2(Address 2) 필드, 주소 3(Address 3) 필드, 시퀀스 제어(Sequence Control) 필드, 주소 4(Address 4) 필드, QoS 제어(QoS Control) 필드 및 HT 제어(HT Control) 필드를 포함하는 영역으로 정의된다.
Frame Control 필드는 해당 MAC 프레임 특성에 대한 정보를 포함한다. Frame Control 필드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
Duration/ID 필드는 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입에 따른 다른 값을 가지도록 구현될 수 있다.
만약, 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입이 파워 세이브(PS: power save) 운영을 위한 PS-폴(PS-Poll) 프레임의 경우, Duration/ID 필드는 프레임을 전송한 STA의 AID(association identifier)를 포함하도록 설정될 수 있다. 그 이외의 경우, Duration/ID 필드는 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입에 따라 특정 지속시간 값을 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 프레임이 A-MPDU(aggregate-MPDU) 포맷에 포함된 MPDU인 경우, MAC 헤더에 포함된 Duration/ID 필드는 모두 동일한 값을 가지도록 설정될 수도 있다.
Address 1 필드 내지 Address 4 필드는 BSSID, 소스 주소(SA: source address), 목적 주소(DA: destination address), 전송 STA 주소를 나타내는 전송 주소 (TA: Transmitting Address), 수신 STA 주소를 나타내는 수신 주소(RA: Receiving Address)를 지시하기 위하여 사용된다.
한편, TA 필드로 구현된 주소 필드는 대역폭 시그널링 TA(bandwidth signaling TA) 값으로 설정될 수 있으며, 이 경우 TA 필드는 해당 MAC 프레임이 스크램블링 시퀀스에 추가적인 정보를 담고 있음을 지시할 수 있다. 대역폭 시그널링 TA는 해당 MAC 프레임을 전송하는 STA의 MAC 주소로 표현될 수 있으나, MAC 주소에 포함된 개별/그룹 비트(Individual/Group bit)가 특정 값(예를 들어, '1')으로 설정될 수 있다.
Sequence Control 필드는 시퀀스 넘버(sequence number) 및 조각 넘버(fragment number)를 포함하도록 설정된다. 시퀀스 넘버를 해당 MAC 프레임에 할당된 시퀀스 넘버를 지시할 수 있다. 조각 넘버는 해당 MAC 프레임의 각 조각의 넘버를 지시할 수 있다.
QoS Control 필드는 QoS와 관련된 정보를 포함한다. QoS Control 필드는 서브타입(Subtype) 서브필드에서 QoS 데이터 프레임을 지시하는 경우 포함될 수 있다.
HT Control 필드는 HT 및/또는 VHT 송수신 기법과 관련된 제어 정보를 포함한다. HT Control 필드는 제어 래퍼(Control Wrapper) 프레임에 포함된다. 또한, 오더(Order) 서브필드 값이 1인 QoS 데이터(QoS Data) 프레임, 관리(Management) 프레임에 존재한다.
Frame Body는 MAC 페이로드(payload)로 정의되고, 상위 계층에서 전송하고자 하는 데이터가 위치하게 되며, 가변적인 크기를 가진다. 예를 들어, 최대 MPDU의 크기는 11454 옥텟(octets)이고, 최대 PPDU 크기는 5.484 ms일 수 있다.
FCS는 MAC 풋터(footer)로 정의되고, MAC 프레임의 에러 탐색을 위하여 사용된다.
처음 세 필드(Frame Control 필드, Duration/ID 필드 및 Address 1 필드)와 제일 마지막 필드(FCS 필드)는 최소 프레임 포맷을 구성하며, 모든 프레임에 존재한다. 그 외의 필드는 특정 프레임 타입에서만 존재할 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 프레임 내 프레임 제어(Frame Control) 필드를 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, Frame Control 필드는 프로토콜 버전(Protocol Version) 서브필드, 타입(Type) 서브필드, 서브타입(Subtype) 서브필드, To DS 서브필드, From DS 서브필드, 추가 조각(More Fragments) 서브필드, 재시도(Retry) 서브필드, 파워 관리(Power Management) 서브필드, 추가 데이터(More Data) 서브필드, 보호된 프레임(Protected Frame) 서브필드 및 오더(Order) 서브필드로 구성된다.
Protocol Version 서브필드는 해당 MAC 프레임에 적용된 WLAN 프로토콜의 버전을 지시할 수 있다.
Type 서브필드 및 Subtype 서브필드는 해당 MAC 프레임의 기능을 식별하는 정보를 지시하도록 설정될 수 있다.
MAC 프레임의 타입은 관리 프레임(Management Frame), 제어 프레임(Control Frame), 데이터 프레임(Data Frame) 3가지의 프레임 타입을 포함할 수 있다.
그리고, 각 프레임 타입들은 다시 서브타입으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 제어 프레임(Control frames)은 RTS(request to send) 프레임, CTS(clear-to-send) 프레임, ACK(Acknowledgment) 프레임, PS-Poll 프레임, CF(contention free)-End 프레임, CF-End+CF-ACK 프레임, 블록 ACK 요청(BAR: Block Acknowledgment request) 프레임, 블록 ACK(BA: Block Acknowledgment) 프레임, 제어 래퍼(Control Wrapper(Control+HTcontrol)) 프레임, VHT 널 데이터 패킷 공지(NDPA: Null Data Packet Announcement), 빔포밍 보고 폴(Beamforming Report Poll) 프레임을 포함할 수 있다.
관리 프레임(Management frames)은 비콘(Beacon) 프레임, ATIM(Announcement Traffic Indication Message) 프레임, 연계해제(Disassociation) 프레임, 연계 요청/응답(Association Request/Response) 프레임, 재연계 요청/응답(Reassociation Request/Response) 프레임, 프로브 요청/응답(Probe Request/Response) 프레임, 인증(Authentication) 프레임, 인증해제(Deauthentication) 프레임, 동작(Action) 프레임, 동작 무응답(Action No ACK) 프레임, 타이밍 광고(Timing Advertisement) 프레임을 포함할 수 있다.
To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 해당 MAC 프레임 헤더에 포함된 Address 1 필드 내지 Address 4 필드를 해석하기 위하여 필요한 정보를 포함할 수 있다. Control 프레임의 경우, To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 모두 '0'로 설정된다. Management 프레임의 경우, To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 해당 프레임이 QoS 관리 프레임(QMF: QoS Management frame)이면 순서대로 '1', '0'으로 설정되고, 해당 프레임이 QMF가 아니면 순서대로 모두 '0', '0'로 설정될 수 있다.
More Fragments 서브필드는 해당 MAC 프레임에 이어 전송될 조각(fragment)이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 현재 MSDU 또는 MMPDU의 또 다른 조각(fragment)가 존재하는 경우 '1'로 설정되고, 그렇지 않은 경우 '0'로 설정될 수 있다.
Retry 서브필드는 해당 MAC 프레임이 이전 MAC 프레임의 재전송에 따른 것인지 여부를 지시할 수 있다. 이전 MAC 프레임의 재전송인 경우 '1'로 설정되고, 그렇지 않은 경우 '0'으로 설정될 수 있다.
Power Management 서브필드는 STA의 파워 관리 모드를 지시할 수 있다. Power Management 서브필드 값이 '1'이면 STA이 파워 세이브 모드로 전환하는 것을 지시할 수 있다.
More Data 서브필드는 추가적으로 전송될 MAC 프레임이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 추가적으로 전송될 MAC 프레임이 존재하는 경우 '1'로 설정되고, 그렇지 않은 경우 '0'으로 설정될 수 있다.
Protected Frame 서브필드는 프레임 바디(Frame Body) 필드가 암호화되었는지 여부를 지시할 수 있다. Frame Body 필드가 암호화된 인캡슐레이션 알고리즘(cryptographic encapsulation algorithm)에 의해 처리된 정보를 포함하는 경우 '1'로 설정되고, 그렇지 않은 경우 '0'으로 설정될 수 있다.
앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802.11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다.
채널 상태 정보(Channel State Information) 피드백(feedback) 방법
빔포머(Beamformer)가 모든 안테나를 하나의 빔포미(Beamformee)에 할당하여 통신하는 SU-MIMO 기술은 시공간을 이용한 다이버시티 이득(diversity gain)과 스트림(stream) 다중 전송을 통해 채널 용량을 증대시킨다. SU-MIMO 기술은 MIMO 기술을 적용하지 않을 때에 비해 안테나의 개수를 늘림으로써, 공간 자유도를 확장시켜 물리 계층의 성능 향상에 기여할 수 있다.
또한, Beamformer가 복수의 Beamformee에게 안테나를 할당하는 MU-MIMO 기술은 Beamformer에 접속한 복수의 Beamformee들의 다중 접속을 위한 링크 계층 프로토콜을 통하여, Beamformee 당 전송률을 높이거나 채널의 신뢰도를 높임으로써 MIMO 안테나의 성능을 향상시킬 수 있다.
MIMO 환경에서는 Beamformer가 채널 정보를 얼마나 정확히 알고 있는지가 성능에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 채널 정보 획득을 위한 피드백 절차가 요구된다.
채널 정보 획득을 위한 피드백 절차는 크게 두 가지 방식이 지원될 수 있다. 하나는 제어 프레임(Control frame)을 이용하는 방식이며, 남은 하나는 데이터 필드가 포함되지 않은 채널 사운딩(channel sounding) 절차를 이용하는 방식이다. 사운딩은 프리엠블 트레이닝 필드(training field)를 포함하는 PPDU의 데이터 복조 이외의 목적을 위해 채널을 측정하기 위하여 해당 트레이닝 필드(training field)를 이용하는 것을 의미한다.
이하, 제어 프레임(Control frame)을 이용한 채널 정보 피드백 방법과 NDP(null data packet)을 이용한 채널 정보 피드백 방법에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
1) 제어 프레임(Control frame)을 이용한 피드백 방법
MIMO 환경에서 Beamformer는 MAC 헤더에 포함된 HT control 필드를 통해 채널 상태 정보의 피드백을 지시하거나, Beamformee는 MAC 프레임 헤더에 포함된 HT control 필드를 통해 채널 상태 정보를 보고할 수 있다(도 8 참조). HT control 필드는 Control Wrapper 프레임이나 MAC 헤더의 Order 서브필드가 1로 설정된 QoS Data 프레임, 관리 프레임에 포함될 수 있다.
2) 채널 사운딩(channel sounding)을 이용한 피드백 방법
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 채널 사운딩(sounding) 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 7에서는 사운딩 프로토콜(sounding protocol)을 기초로 Beamformer(예를 들어, AP)와 Beamformee(예를 들어, non-AP STA) 간의 채널 상태 정보(channel state information)를 피드백하는 방법을 예시한다. 사운딩 프로토콜(sounding protocol)은 채널 상태 정보에 대한 정보를 피드백 받는 절차를 의미할 수 있다.
사운딩 프로토콜을 기초로 한 Beamformer와 Beamformee 간의 채널 상태 정보 사운딩 방법을 아래와 같은 단계로 수행될 수 있다.
(1) Beamformer에서 Beamformee의 피드백을 위한 사운딩 전송을 알리는 VHT NDPA(VHT Null Data Packet Announcement) 프레임을 전송한다.
VHT NDPA 프레임은 채널 사운딩이 개시되고, NDP(Null Data Packet)이 전송될 것임을 알리기 위해 사용되는 제어 프레임(control frame)을 의미한다. 다시 말해, NDP을 전송하기 전 VHT NDPA 프레임을 전송함으로써 Beamformee가 NDP 프레임을 수신하기 전 채널 상태 정보를 피드백 하기 위한 준비를 하도록 할 수 있다.
VHT NDPA 프레임은 NDP을 전송할 Beamformee의 AID(association identifier) 정보, 피드백 타입 정보 등을 포함할 수 있다. VHT NDPA 프레임에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
VHT NDPA 프레임은 MU-MIMO를 사용하여 데이터를 전송하는 경우와 SU-MIMO를 사용하여 데이터를 전송하는 경우 서로 다른 전송 방식으로 전송될 수 있다. 예를 들어, MU-MIMO를 위한 채널 사운딩을 수행하는 경우 VHT NDPA 프레임을 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송하나, SU-MIMO를 위한 채널 사운딩을 수행하는 경우 하나의 대상 STA으로 VHT NDPA 프레임을 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송할 수 있다.
(2) Beamformer는 VHT NDPA 프레임을 전송한 후, SIFS 시간 후에 NDP을 전송한다. NDP은 데이터 필드를 제외한 VHT PPDU 구조를 가진다.
VHT NDPA 프레임을 수신한 Beamformee들은 STA 정보 필드에 포함된 AID12 서브필드 값을 확인하고, 자신이 사운딩 대상 STA인지 확인할 수 있다.
또한, Beamformee들은 NDPA에 포함된 STA Info 필드의 순서를 통해 피드백 순서를 알 수 있다. 도 11에서는 피드백 순서가 Beamformee 1, Beamformee 2, Beamformee 3의 순서로 진행되는 경우를 예시한다.
(3) Beamformee 1은 NDP에 포함된 트레이닝 필드(training field)를 기초로 하향링크 채널 상태 정보를 획득하여, Beamformer에게 전송할 피드백 정보를 생성한다.
Beamformee 1은 NDP 프레임을 수신 후 SIFS 이후에 피드백 정보를 포함한 VHT 압축된 빔포밍(VHT Compressed Beamforming) 프레임을 Beamformer에게 전송한다.
VHT Compressed Beamforming 프레임은 시공간 스트림(space-time stream)에 대한 SNR 값, 서브캐리어(subcarrier)에 대한 압축된 빔포밍 피드백 행렬(compressed beamforming feedback matrix)에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. VHT Compressed Beamforming 프레임에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
(4) Beamformer는 Beamformee 1으로부터 VHT Compressed Beamforming 프레임 수신 후, SIFS 이후에 Beamformee 2로부터 채널 정보를 얻기 위해 빔포밍 보고 폴(Beamforming Report Poll) 프레임을 Beamformee 2에게 전송한다.
Beamforming Report Poll 프레임은 NDP 프레임과 동일한 역할을 수행하는 프레임으로서, Beamformee 2는 전송되는 Beamforming Report Poll 프레임을 기초로 채널 상태를 측정할 수 있다.
Beamforming report poll frame 프레임에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
(5) Beamforming Report Poll 프레임을 수신한 Beamformee 2는 SIFS 이후에 피드백 정보를 포함한 VHT Compressed Beamforming 프레임을 Beamformer에게 전송한다.
(6) Beamformer는 Beamformee 2로부터 VHT Compressed Beamforming 프레임 수신 후, SIFS 이후에 Beamformee 3로부터 채널 정보를 얻기 위해 Beamforming Report Poll 프레임을 Beamformee 3에게 전송한다.
(7) Beamforming Report Poll 프레임을 수신한 Beamformee 3은 SIFS 이후에 피드백 정보를 포함한 VHT Compressed Beamforming 프레임을 Beamformer에게 전송한다.
이하, 앞서 설명한 채널 사운딩 절차에서 사용되는 프레임에 대하여 살펴본다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT NDPA 프레임을 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, VHT NDPA 프레임은 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속 시간(Duration) 필드, RA(Receiving Address) 필드, TA(Transmitting Address) 필드, 사운딩 다이얼로그 토큰(Sounding Dialog Token) 필드, STA 정보 1(STA Info 1) 필드 내지 STA 정보 n(STA Info n) 필드 및 FCS로 구성될 수 있다.
RA 필드 값은 VHT NDPA 프레임을 수신하는 수신자 주소(receiver address) 또는 STA 주소를 나타낸다.
VHT NDPA 프레임이 하나의 STA Info 필드를 포함하는 경우, RA 필드 값은 STA Info 필드 내 AID에 의해 식별되는 STA의 주소를 가진다. 예를 들어, SU-MIMO 채널 사운딩을 위하여 하나의 대상 STA으로 VHT NDPA 프레임을 전송하는 경우, AP는 VHT NDPA 프레임을 대상 STA에게 유니캐스트(unicast)로 전송한다.
반면, VHT NDPA 프레임이 하나 이상의 STA Info 필드를 포함하는 경우, RA 필드 값은 브로드캐스트 주소(broadcast address)를 가진다. 예를 들어, MU-MIMO 채널 사운딩을 위하여 적어도 하나 이상의 대상 STA으로 VHT NDPA 프레임을 전송하는 경우, AP는 VHT NDPA 프레임을 브로드캐스팅한다.
TA 필드 값은 VHT NDPA 프레임을 전송하는 송신자 주소(transmitter address) 또는 전송하는 STA의 주소 또는 TA를 시그널링하는 대역폭을 나타낸다.
Sounding Dialog Token 필드는 사운딩 시퀀스(Sounding Sequence) 필드로 불릴 수도 있다. Sounding Dialog Token 필드 내 사운딩 다이얼로그 토큰 번호(Sounding Dialog Token Number) 서브필드는 VHT NDPA 프레임을 식별하기 위하여 Beamformer에 의해 선택된 값을 포함한다.
VHT NDPA 프레임은 적어도 하나의 STA Info 필드를 포함한다. 즉, VHT NDPA 프레임은 사운딩 대상 STA에 대한 정보를 포함하는 STA Info 필드를 포함한다. STA Info 필드는 사운딩 대상 STA 마다 하나씩 포함될 수 있다.
각 STA Info 필드는 AID12 서브필드, 피드백 타입(Feedback Type) 서브필드 및 Nc 인덱스(Nc Index) 서브필드로 구성될 수 있다.
표 4는 VHT NDPA 프레임에 포함되는 STA Info 필드의 서브필드를 나타낸다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000004
앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802.11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 다른 필드로 대체되거나, 추가적인 필드가 더 포함될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 NDP PPDU을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, NDP은 앞서 도 4와 같은 VHT PPDU 포맷에서 데이터 필드가 생략된 포맷을 가질 수 있다. NDP은 특정 프리코딩 행렬(precoding matrix)를 기반으로 프리코딩(precoding)되어 사운딩 대상 STA으로 전송될 수 있다.
NDP의 L-SIG 필드에서 데이터 필드에 포함된 PSDU 길이를 지시하는 길이 필드는 '0'으로 설정된다.
NDP의 VHT-SIG-A 필드에서 NDP 전송을 위해 사용된 전송 기법이 MU-MIMO 인지 또는 SU-MIMO 인지 지시하는 Group ID 필드는 SU-MIMO 전송을 지시하는 값으로 설정된다.
NDP의 VHT-SIG-B 필드의 데이터 비트는 대역폭 별로 고정된 비트 패턴(bit pattern)으로 설정된다.
사운딩 대상 STA은 NDP를 수신하면, NDP의 VHT-LTF 필드를 기반으로 채널을 추정하고 채널 상태 정보를 획득한다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT 압축된 빔포밍(VHT compressed beamforming) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, VHT compressed beamforming 프레임은 VHT 기능을 지원하기 위한 VHT 동작(VHT Action) 프레임으로서, Frame Body에 Action 필드를 포함한다. Action 필드는 MAC 프레임의 Frame Body에 포함되어 확장된 관리 동작들을 명시하기 위한 메커니즘을 제공한다.
Action 필드는 카테고리(Category) 필드, VHT 동작(VHT Action) 필드, VHT MIMO 제어(VHT MIMO Control) 필드, VHT 압축된 빔포밍 보고(VHT Compressed Beamforming Report) 필드 및 MU 전용 빔포밍 보고(MU Exclusive Beamforming Report) 필드로 구성된다.
Category 필드는 VHT 카테고리(즉, VHT Action 프레임)를 지시하는 값으로 설정되고, VHT Action 필드는 VHT Compressed Beamforming 프레임을 지시하는 값으로 설정된다.
VHT MIMO Control 필드는 빔포밍 피드백과 관련된 제어 정보를 피드백하기 위하여 사용된다. VHT MIMO Control 필드는 VHT Compressed Beamforming 프레임에 항상 존재할 수 있다.
VHT Compressed Beamforming Report 필드는 데이터를 전송하는데 사용되는 시공간 스트림(space-time stream)에 대한 SNR 정보가 포함된 빔포밍 매트릭에 대한 정보를 피드백하기 위하여 사용된다.
MU Exclusive Beamforming Report 필드는 MU-MIMO 전송을 수행하는 경우 공간적 스트림(spatial stream)에 대한 SNR 정보를 피드백하기 위하여 사용된다.
VHT Compressed Beamforming Report 필드 및 MU Exclusive Beamforming Report 필드의 존재 여부 및 내용(content)은 VHT MIMO Control 필드의 피드백 타입(Feedback Type) 서브필드, 잔여 피드백 세그먼트(Remaining Feedback Segments) 서브필드, 최초 피드백 세그먼트(First Feedback Segment) 서브필드의 값에 따라 결정될 수 있다.
이하, VHT MIMO Control 필드, VHT Compressed Beamforming Report 필드 및 MU Exclusive Beamforming Report 필드에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
1) VHT MIMO Control 필드는 Nc 인덱스(Nc Index) 서브필드, Nr 인덱스(Nr Index) 서브필드, 채널 폭(Channel Width) 서브필드, 그룹핑(Grouping) 서브필드, 코드북 정보(Codebook Information) 서브필드, 피드백 타입(Feedback Type) 서브필드, 잔여 피드백 세그먼트(Remaining Feedback Segments) 서브필드, 최초 피드백 세그먼트(First Feedback Segment) 서브필드, 예비(reserved) 서브필드 및 사운딩 다이얼로그 토큰 번호(Sounding Dialog Token Number) 서브필드로 구성된다.
표 5는 VHT MIMO Control 필드의 서브필드를 나타낸다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000005
VHT Compressed Beamforming 프레임이 VHT Compressed Beamforming Report 필드의 전부 또는 일부를 전달하지 않는 경우, Nc Index 서브필드, Channel Width 서브필드, Grouping 서브필드, Codebook Information 서브필드, Feedback Type 서브필드 및 Sounding Dialog Token Number 서브필드는 예비 필드로 설정되고, First Feedback Segment 서브필드는 '0'로 설정되며, Remaining Feedback Segments 서브필드는 '7'로 설정된다.
Sounding Dialog Token Number 서브필드는 사운딩 시퀀스 번호(Sounding Sequence Number) 서브필드로 불릴 수도 있다.
2) VHT compressed beamforming report 필드는 전송 Beamformer가 스티어링 행렬(steering matix) 'Q'를 결정하기 위해 사용하는 압축된 빔포밍 피드백 행렬(comporessed beamforming feedback matrix) 'V'를 각도의 형태로 나타낸 명시적인 피드백 정보를 전달하기 위하여 사용된다.
표 6은 VHT compressed beamforming report 필드의 서브필드를 나타낸다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000006
표 6을 참조하면, VHT compressed beamforming report 필드에서는 시공간 스트림 각각에 대한 평균 SNR과 각각의 서브캐리어에 대한 압축된 빔포밍 피드백 행렬(Compressed Beamforming Feedback Matrix) 'V'가 포함될 수 있다. 압축된 빔포밍 피드백 행렬은 채널 상황에 대한 정보를 포함한 행렬로서 MIMO를 사용한 전송 방법에서 채널 행렬(즉, 스티어링 행렬(steering matix) 'Q')을 산출하기 위하여 사용된다.
scidx()는 Compressed Beamforming Feedback Matrix 서브필드가 전송되는 서브캐리어를 의미한다. Na는 Nr × Nc 값에 의해 고정된다(예를 들어, Nr × Nc= 2 × 1인 경우, Φ11, Ψ21, ...).
Ns는 Beamformer에게 압축된 빔포밍 피드백 행렬이 전송되는 서브캐리어의 개수를 의미한다. Beamformee는 그룹핑 방법을 사용하여 압축된 빔포밍 피드백 행렬이 전송되는 Ns의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브캐리어를 하나의 그룹으로 묶고 해당 그룹 별로 압축된 빔포밍 피드백 행렬을 전송함으로써 피드백되는 압축된 빔포밍 피드백 행렬의 개수를 줄일 수 있다. Ns는 VHT MIMO Control 필드에 포함된 Channel Width 서브필드와 Grouping 서브필드로부터 산출될 수 있다.
표 7은 시공간 스트림의 평균 SNR(Average SNR of Space-Time) Stream 서브필드를 예시한다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000007
표 7을 참조하면, 시공간 스트림 각각에 대한 평균 SNR은 채널에 포함되는 서브캐리어 전체에 대한 평균 SNR 값을 산출하여 그 값을 -128~+128 범위로 매핑하여 산출된다.
3) MU Exclusive Beamforming Report 필드는 델타() SNR의 형태로 나타낸 명시적인 피드백 정보를 전달하기 위하여 사용된다. VHT Compressed Beamforming Report 필드 및 MU Exclusive Beamforming Report 필드 내 정보는 MU Beamformer가 스티어링 행렬(steering matix) 'Q'를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
표 8은 VHT compressed beamforming 프레임에 포함되는 MU Exclusive Beamforming Report 필드의 서브필드를 나타낸다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000008
표 8을 참조하면, MU Exclusive Beamforming Report 필드에서는 서브캐리어 별로 시공간 스트림 당 SNR이 포함될 수 있다.
각 Delta SNR 서브필드는 -8dB에서 7dB 사이에서 1dB씩 증가되는 값을 가진다.
scidx()는 Delta SNR 서브필드가 전송되는 서브캐리어(들)을 의미하고, Ns는 Beamformer로 Delta SNR 서브필드가 전송되는 서브캐리어의 수를 의미한다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 보고 폴(Beamforming Report Poll) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, Beamforming Report Poll 프레임은 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속 시간(Duration) 필드, RA(Receiving Address) 필드, TA(Transmitting Address) 필드, 피드백 세그먼트 재전송 비트맵(Feedback Segment Retransmission Bitmap) 필드 및 FCS를 포함하여 구성된다.
RA 필드 값은 대상 수신자(intended recipient)의 주소를 나타낸다.
TA 필드 값은 Beamforming Report Poll 프레임을 전송하는 STA의 주소 또는 TA를 시그널링하는 대역폭을 나타낸다.
Feedback Segment Retransmission Bitmap 필드는 VHT 압축된 빔포밍 보고(VHT Compressed Beamforming report)에서 요청되는 피드백 세그먼트를 지시한다.
Feedback Segment Retransmission Bitmap 필드 값에서 위치 n의 비트가 '1'이면(LSB 경우 n=0, MSB 경우 n=7), VHT compressed beamforming 프레임의 VHT MIMO Control 필드 내 Remaining Feedback Segments 서브필드에서 n과 상응하는 피드백 세그먼트가 요청된다. 반면, 위치 n의 비트가 '0'이면, VHT MIMO Control 필드 내 Remaining Feedback Segments 서브필드에서 n과 상응하는 피드백 세그먼트가 요청되지 않는다.
하향링크 MU-MIMO 프레임(DL MU-MIMO Frame)
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 다중 사용자(multi-user) PPDU 포맷을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, PPDU은 프리앰블 및 데이터 필드(Data field)를 포함하여 구성된다. 데이터 필드는 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU(scrambled PSDU) 필드, 테일 비트(Tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다.
AP는 MPDU를 병합(aggregation)하여 A-MPDU(aggregated MPDU) 포맷으로 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 이 경우, 스크램블링된 PSDU(scrambled PSDU) 필드는 A-MPDU로 구성될 수 있다.
A-MPDU는 하나 이상의 A-MPDU 서브프레임(A-MPDU subframe)의 배열(sequence)로 구성된다.
VHT PPDU의 경우, 각 A-MPDU 서브프레임의 길이가 4 옥텟의 배수이므로, A-MPDU는 PSDU의 마지막 옥텟에 A-MPDU를 맞추기 위하여 마지막 A-MPDU 서브프레임(A-MPDU subframe) 이후에 0 내지 3 옥텟의 EOF(end-of-frame) 패드(pad)를 포함할 수 있다.
A-MPDU 서브프레임은 MPDU 딜리미터(delimiter)로 구성되고, 선택적으로 MPDU가 MPDU 딜리미터(Delimiter) 이후에 포함될 수 있다. 또한, 하나의 A-MPDU 내 마지막 A-MPDU 서브프레임을 제외하고, 각 A-MPDU 서브프레임의 길이를 4 옥텟의 배수로 만들기 위하여 패드 옥텟이 MPDU 이후에 부착된다.
MPDU Delimiter는 예비(Reserved) 필드, MPDU 길이(MPDU Length) 필드, CRC (cyclic redundancy check) 필드, 딜리미터 시그니처(Delimiter Signature) 필드로 구성된다.
VHT PPDU의 경우, MPDU Delimiter는 EOF(end-of-frame) 필드를 더 포함할 수 있다. MPDU Length 필드가 0이고 패딩하기 위하여 사용되는 A-MPDU 서브프레임, 또는 A-MPDU가 하나의 MPDU만으로 구성되는 경우 해당 MPDU가 실어지는 A-MPDU 서브프레임의 경우, EOF 필드는 '1'로 셋팅된다. 그렇지 않은 경우 '0'으로 셋팅된다.
MPDU Length 필드는 MPDU의 길이에 대한 정보를 포함한다.
해당 A-MPDU 서브프레임에 MPDU가 존재하지 않는 경우 '0'으로 셋팅된다. MPDU Length 필드가 '0' 값을 가지는 A-MPDU 서브프레임은 VHT PPDU 내 가용한 옥텟에 A-MPDU를 맞추기 위해 해당 A-MPDU에 패딩할 때 사용된다.
CRC 필드는 에러 체크를 위한 CRC 정보, Delimiter Signature 필드는 MPDU 딜리미터를 검색하기 위하여 사용되는 패턴 정보를 포함한다.
그리고, MPDU는 MAC 헤더(MAC Header), 프레임 몸체(Frame Body) 및 프레임 체크 시퀀스(FCS)로 구성된다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 다중 사용자(multi-user) PPDU 포맷을 예시하는 도면이다.
도 13은 해당 PPDU를 수신하는 STA의 개수가 3개이고, 각 STA에 할당되는 공간적 스트림(spatial stream)의 개수가 1이라고 가정하나 AP에 페어링된 STA의 수, 각 STA에 할당되는 공간적 스트림의 수는 이에 한정되지 않는다.
도 13을 참조하면, MU PPDU는 L-TFs 필드(L-STF 필드 및 L-LTF 필드), L-SIG 필드, VHT-SIG-A 필드, VHT-TFs 필드(VHT-STF 필드 및 VHT-LTF 필드), VHT-SIG-B 필드, Service 필드, 하나 이상의 PSDU, padding 필드 및 Tail 비트를 포함하여 구성된다. L-TFs 필드, L-SIG 필드, VHT-SIG-A 필드, VHT-TFs 필드, VHT-SIG-B 필드는 앞서 도 4의 예시와 동일하므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
PPDU 지속기간을 지시하기 위한 정보가 L-SIG 필드에 포함될 수 있다. PPDU 내에서, L-SIG 필드에 의해 지시된 PPDU 지속기간은 VHT-SIG-A 필드가 할당된 심볼, VHT-TFs 필드가 할당된 심볼, VHT-SIG-B 필드가 할당된 필드, Service 필드를 구성하는 비트, PSDU를 구성하는 비트, padding 필드를 구성하는 비트 및 Tail 필드를 구성하는 비트를 포함한다. PPDU를 수신하는 STA은 L-SIG 필드에 포함된 PPDU 지속시간을 지시하는 정보를 통해 PPDU의 지속기간에 대한 정보를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, VHT-SIG-A를 통해 Group ID 정보, 각 사용자 당 시공간 스트림 수 정보가 전송되고, VHT-SIG-B를 통해 코딩(coding) 방법 및 MCS 정보 등이 전송된다. 따라서, Beamformee들은 VHT-SIG-A와 VHT-SIG-B를 확인하고, 자신이 속한 MU MIMO 프레임인지 여부를 알 수 있다. 따라서, 해당 Group ID의 멤버 STA이 아니거나 해당 Group ID의 멤버이나 할당된 스트림 수가 '0'인 STA은 VHT-SIG-A 필드 이후부터 PPDU 끝까지 물리 계층의 수신을 중단하도록 설정함으로써 전력 소모를 절감할 수 있다.
Group ID는 사전에 Beamformer가 전송하는 Group ID Management 프레임을 수신함으로써, Beamformee가 어떤 MU 그룹에 속하는지, 자신이 속하는 그룹 중에서 몇 번째 사용자인지, 즉 어떤 스트림을 통해 PPDU를 수신하는지 알 수 있다.
802.11ac을 기반으로 하는 VHT MU PPDU 내 전송되는 모든 MPDU는 A-MPDU에 포함된다. 도 13의 데이터 필드에서 각 VHT A-MPDU는 서로 다른 스트림으로 전송될 수 있다.
도 13에서 각 STA에 전송되는 데이터의 크기가 상이할 수 있으므로, 각각의 A-MPDU는 서로 다른 비트 크기를 가질 수 있다.
이 경우, Beamformer가 전송하는 복수의 데이터 프레임의 전송이 종료되는 시간은 최대 구간 전송 데이터 프레임의 전송이 종료되는 시간과 동일하도록 널 패딩(null padding)을 수행할 수 있다. 최대 구간 전송 데이터 프레임은 Beamformer에 의해 유효 하향링크 데이터가 가장 오랜 구간 동안 전송되는 프레임일 수 있다. 유효 하향링크 데이터는 널 패딩되지 않은 하향링크 데이터일 수 있다. 예를 들어, 유효 하향링크 데이터는 A-MPDU에 포함되어 전송될 수 있다. 복수의 데이터 프레임 중 최대 구간 전송 데이터 프레임을 제외한 나머지 데이터 프레임은 널 패딩을 수행할 수 있다.
널 패딩을 위해 Beamformer는 A-MPDU 프레임 내 복수의 A-MPDU 서브프레임에서 시간적으로 후순위에 위치한 하나 이상의 A-MPDU 서브프레임을 MPDU delimiter 필드만으로 인코딩하여 채울 수 있다. MPDU 길이가 0인 A-MPDU 서브프레임을 널 서브프레임(Null subframe)으로 지칭할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 널 서브프레임은 MPDU Delimiter의 EOF 필드가 '1'로 셋팅된다. 따라서, 수신측 STA의 MAC 계층에서는 1로 셋팅된 EOF 필드를 감지하면, 물리 계층에 수신을 중단하도록 설정함으로써 전력 소모를 절감할 수 있다.
블록 ACK(Block Ack) 절차
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 MU-MIMO 전송 과정을 예시하는 도면이다.
802.11ac에서는 MU-MIMO는 AP로부터 클라이언트(즉, non-AP STA)으로 향하는 하향링크에서 정의된다. 이때, 다중 사용자 프레임(multi-user frame)은 다중 수신자에게 동시에 전송되나, 수신 확인(acknowledgement)은 상향링크에서 개별적으로 전송되어야 한다.
802.11ac을 기반으로 하는 VHT MU PPDU 내 전송되는 모든 MPDU는 A-MPDU에 포함되므로, VHT MU PPDU에 대한 즉각적인 응답이 아닌 VHT MU PPDU 내 A-MPDU에 대한 응답은 AP에 의한 블록 ACK 요청(BAR: Block Ack Request) 프레임에 대한 응답으로 전송된다.
먼저, AP는 모든 수신자(즉, STA 1, STA 2, STA 3)에게 VHT MU PPDU(즉, 프리앰블 및 데이터)를 전송한다. VHT MU PPDU는 각 STA에 전송되는 VHT A-MPDU를 포함한다.
AP로부터 VHT MU PPDU를 수신한 STA 1은 SIFS 이후에 블록 ACK(BA: Block Acknowledgement) 프레임을 AP로 전송한다. BA 프레임에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
STA 1으로부터 BA를 수신한 AP는 SIFS 이후에 BAR(block acknowledgement request) 프레임을 다음 STA 2로 전송하고, STA 2는 SIFS 이후에 BA 프레임을 AP로 전송한다. STA 2로부터 BA 프레임을 수신한 AP는 SIFS 이후에 BAR 프레임을 STA 3로 전송하고, STA 3은 SIFS 이후에 BA 프레임을 AP로 전송한다.
이러한 과정이 모든 STA들에 대해 수행되면, AP는 다음 MU PPDU를 모든 STA에게 전송한다.
ACK(Acknowledgement)/블록 ACK(Block ACK) 프레임
일반적으로 MPDU의 응답으로 ACK 프레임을 사용하고, A-MPDU의 응답으로 블록 ACK 프레임을 사용한다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 ACK 프레임을 예시하는 도면이다.
도 15를 참조하면, ACK 프레임은 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속기간(Duration) 필드, RA 필드 및 FCS로 구성된다.
RA 필드는 직전에 수신된 데이터(Data) 프레임, 관리(Management) 프레임, 블록 ACK 요청(Block Ack Request) 프레임, 블록 ACK(Block Ack) 프레임 또는 PS-Poll 프레임의 제2 주소(Address 2) 필드의 값으로 설정된다.
비 QoS(non-QoS) STA에 의해 ACK 프레임이 전송되는 경우, 직전에 수신된 데이터(Data) 프레임, 관리(Management) 프레임의 프레임 제어(Frame Control) 필드 내 모어 프래그먼트(More Fragments) 서브필드가 '0'이면, 지속기간(duration) 값은 '0'으로 설정된다.
비 QoS(non-QoS) STA에 의해 전송되지 않는 ACK 프레임에서 지속기간(duration) 값은 직전에 수신된 데이터(Data) 프레임, 관리(Management) 프레임, 블록 ACK 요청(Block Ack Request) 프레임, 블록 ACK(Block Ack) 프레임 또는 PS-Poll 프레임의 Duration/ID 필드에서 ACK 프레임 전송을 위해 요구되는 시간 및 SIFS 구간을 차감한 값(ms)으로 설정된다. 계산된 지속기간(duration) 값이 정수 값이 아닌 경우, 반올림된다.
이하, 블록 ACK (요청) 프레임에 대하여 살펴본다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청(Block Ack Request) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 16을 참조하면, 블록 ACK 요청(BAR) 프레임은 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속기간/식별자(Duration/ID) 필드, 수신 주소(RA) 필드, 전송 주소(TA) 필드, BAR 제어(BAR control) 필드, BAR 정보(BAR Information) 필드 및 프레임 체크 시퀀스(FCS)로 구성된다.
RA 필드는 BAR 프레임을 수신하는 STA의 주소로 설정될 수 있다.
TA 필드는 BAR 프레임을 전송하는 STA의 주소로 설정될 수 있다.
BAR control 필드는 BAR Ack 정책(BAR Ack Policy) 서브필드, 다중-TID(Multi-TID) 서브필드, 압축 비트맵(Compressed Bitmap) 서브필드, 예비(Reserved) 서브필드 및 TID 정보(TID_Info) 서브필드를 포함한다.
표 9는 BAR control 필드를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000009
BAR Information 필드는 BAR 프레임의 타입에 따라 상이한 정보가 포함된다. 이에 대하여 도 17을 참조하여 설명한다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청(Block Ack Request) 프레임의 BAR 정보(BAR Information) 필드를 예시하는 도면이다.
도 17(a)는 Basic BAR 프레임 및 Compressed BAR 프레임의 BAR Information 필드를 예시하고, 도 17(b)는 Multi-TID BAR 프레임의 BAR Information 필드를 예시한다.
도 17(a)를 참조하면, Basic BAR 프레임 및 Compressed BAR 프레임의 경우, BAR Information 필드는 블록 ACK 시작 시퀀스 제어(Block Ack Starting Sequence Control) 서브필드를 포함한다.
그리고, Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 조각 번호(Fragment Number) 서브필드, 시작 시퀀스 번호(Starting Sequence Number) 서브필드를 포함한다.
Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다.
Basic BAR 프레임의 경우, Starting Sequence Number 서브필드는 해당 BAR 프레임이 전송되는 첫 번째 MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다. Compressed BAR 프레임의 경우, Starting Sequence Control 서브필드는 해당 BAR 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다.
도 17(b)를 참조하면, Multi-TID BAR 프레임의 경우, BAR Information 필드는 TID 별 정보(Per TID Info) 서브필드 및 블록 ACK 시작 시퀀스 제어(Block Ack Starting Sequence Control) 서브필드가 하나 이상의 TID 별로 반복되어 구성된다.
Per TID Info 서브필드는 예비(Reserved) 서브필드 및 TID 값(TID Value) 서브필드를 포함한다. TID Value 서브필드는 TID 값을 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 상술한 바와 같이 Fragment Number 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다. Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다. Starting Sequence Control 서브필드는 해당 BAR 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK(Block Ack) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 18을 참조하면, 블록 ACK(BA) 프레임은 프레임 제어(Frame Control) 필드, 지속기간/식별자(Duration/ID) 필드, 수신 주소(RA) 필드, 전송 주소(TA) 필드, BA 제어(BA control) 필드, BA 정보(BA Information) 필드 및 프레임 체크 시퀀스(FCS)로 구성된다.
RA 필드는 블록 ACK을 요청한 STA의 주소로 설정될 수 있다.
TA 필드는 BA 프레임을 전송하는 STA의 주소로 설정될 수 있다.
BA control 필드는 BA Ack 정책(BA Ack Policy) 서브필드, 다중-TID(Multi-TID) 서브필드, 압축 비트맵(Compressed Bitmap) 서브필드, 예비(Reserved) 서브필드 및 TID 정보(TID_Info) 서브필드를 포함한다.
표 10은 BA control 필드를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000010
BA Information 필드는 BA 프레임의 타입에 따라 상이한 정보가 포함된다. 이에 대하여 도 19를 참조하여 설명한다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK(Block Ack) 프레임의 BA 정보(BA Information) 필드를 예시하는 도면이다.
도 19(a)의 Basic BA 프레임의 BA Information 필드를 예시하고, 도 19(b)는 Compressed BA 프레임의 BA Information 필드를 예시하고, 도 19(c)는 Multi-TID BA 프레임의 BA Information 필드를 예시한다.
도 19(a)를 참조하면, Basic BA 프레임의 경우, BA Information 필드는 블록 ACK 시작 시퀀스 제어(Block Ack Starting Sequence Control) 서브필드 및 블록 ACK 비트맵(Block Ack Bitmap) 서브필드를 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 상술한 바와 같이 Fragment Number 서브필드 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다.
Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다.
Starting Sequence Number 서브필드는 해당 BA 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU의 시퀀스 번호를 포함하고, 직전에 수신한 Basic BAR 프레임과 동일한 값으로 설정된다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 128 옥텟의 길이로 구성되고, 최대 64개의 MSDU의 수신 상태를 지시하기 위하여 사용된다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 '1' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 MPDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고, '0' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 MPDU가 성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다.
도 19(b)를 참조하면, Compressed BA 프레임의 경우, BA Information 필드는 블록 ACK 시작 시퀀스 제어(Block Ack Starting Sequence Control) 서브필드 및 블록 ACK 비트맵(Block Ack Bitmap) 서브필드를 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 상술한 바와 같이 Fragment Number 서브필드 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다.
Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다.
Starting Sequence Number 서브필드는 해당 BA 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함하고, 직전에 수신한 Basic BAR 프레임과 동일한 값으로 설정된다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 8 옥텟의 길이로 구성되고, 최대 64개의 MSDU 및 A-MSDU의 수신 상태를 지시하기 위하여 사용된다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 '1' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU 또는 A-MSDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고, '0' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU 또는 A-MSDU가 성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다.
도 19(c)를 참조하면, Multi-TID BA 프레임의 경우, BA Information 필드는 TID 별 정보(Per TID Info) 서브필드, 블록 ACK 시작 시퀀스 제어(Block Ack Starting Sequence Control) 서브필드 및 블록 ACK 비트맵(Block Ack Bitmap) 서브필드가 하나 이상의 TID 별로 반복되어 구성되고, TID가 증가되는 순서대로 구성된다.
Per TID Info 서브필드는 예비(Reserved) 서브필드 및 TID 값(TID Value) 서브필드를 포함한다. TID Value 서브필드는 TID 값을 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 상술한 바와 같이 Fragment Number 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다. Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다. Starting Sequence Control 서브필드는 해당 BA 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 8 옥텟의 길이로 구성된다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 '1' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU 또는 A-MSDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고, '0' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU 또는 A-MSDU가 성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다.
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차세대 WiFi에 대한 다양한 분야의 벤더들의 많은 관심과 802.11ac 이후의 높은 스루풋(high throughput) 및 QoE(quality of experience) 성능 향상에 대한 요구가 높아지고 있는 상황에서 차세대 WLAN 시스템인 802.11ax 시스템을 위한 새로운 프레임 포맷 및 뉴머롤로지(numerology)에 대한 논의가 활발히 진행 중이다.
IEEE 802.11ax은 더 높은 데이터 처리율(data rate)을 지원하고 더 높은 사용자 부하(user load)를 처리하기 위한 차세대 WLAN 시스템으로서 최근에 새롭게 제안되고 있는 WLAN 시스템 중 하나로서, 일명 고효율 WLAN(HEW: High Efficiency WLAN)라고 불린다.
IEEE 802.11ax WLAN 시스템은 기존 WLAN 시스템과 동일하게 2.4 GHz 주파수 대역 및 5 GHz 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 또한, 그보다 높은 60 GHz 주파수 대역에서도 동작할 수 있다.
IEEE 802.11ax 시스템에서는 평균 스루풋 향상(average throughput enhancement)과 실외 환경에서의 심볼 간 간섭(inter-symbol interference)에 대한 강인한 전송(outdoor robust transmission)을 위해서 기존 IEEE 802.11 OFDM system (IEEE 802.11a, 802.11n, 802.11ac 등)보다 각 대역폭에서 4배 큰 FFT 크기를 사용할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
이하, 본 발명에 HE 포맷 PPDU에 대한 설명에 있어서, 별도의 언급이 없더라도 앞서 설명한 non-HT 포맷 PPDU, HT-mixed 포맷 PPDU, HT-greenfield 포맷 PPDU 및/또는 VHT 포맷 PPDU에 대한 설명이 HE 포맷 PPDU에 대한 설명에 병합될 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE(High Efficiency) 포맷 PPDU를 예시하는 도면이다.
도 20(a)는 HE 포맷 PPDU의 개략적인 구조를 예시하고, 도 20(b) 내지 (d)는 HE 포맷 PPDU의 보다 구체적인 구조를 예시한다.
도 20(a)를 참조하면, HEW를 위한 HE 포맷 PPDU는 크게 레가시 부분(L-part: legacy-part), HE 부분(HE-part) 및 데이터 필드(HE-data)로 구성될 수 있다.
L-part는 기존의 WLAN 시스템에서 유지하는 형태와 동일하게 L-STF 필드, L-LTF 필드 및 L-SIG 필드로 구성된다. L-STF 필드, L-LTF 필드 및 L-SIG 필드를 레가시 프리앰블(legacy preamble)이라고 지칭할 수 있다.
HE-part는 802.11ax 표준을 위하여 새롭게 정의되는 부분으로서, HE-STF 필드, HE-SIG 필드 및 HE-LTF 필드를 포함할 수 있다. 도 25(a)에서는 HE-STF 필드, HE-SIG 필드 및 HE-LTF 필드의 순서를 예시하고 있으나, 이와 상이한 순서로 구성될 수 있다. 또한, HE-LTF는 생략될 수도 있다. HE-STF 필드 및 HE-LTF 필드뿐만 아니라 HE-SIG 필드를 포함하여 HE-preamble로 통칭할 수도 있다.
또한, L-part, HE-part(또는, HE-preamble)을 물리 프리앰블(PHY(physical) preamble)로 통칭할 수 있다.
HE-SIG는 HE-data 필드를 디코딩하기 위한 정보(예를 들어, OFDMA, UL MU MIMO, 향상된 MCS 등)을 포함할 수 있다.
L-part와 HE-part는 서로 다른 FFT(Fast Fourier Transform) 크기(즉, 서브캐리어 간격(spacing))을 가질 수 있으며, 서로 다른 CP(Cyclic Prefix)를 사용할 수도 있다.
802.11ax 시스템에서는 레가시 WLAN 시스템에 비하여 4배 큰(4×) FFT 크기를 사용할 수 있다. 즉, L-part는 1× 심볼 구조로 구성되고, HE-part(특히, HE-preamble 및 HE-data)는 4× 심볼 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 1×, 2×, 4× 크기의 FFT는 레가시 WLAN 시스템(예를 들어, IEEE 802.11a, 802.11n, 802.11ac 등)에 대한 상대적인 크기를 의미한다.
예를 들어, L-part에 이용되는 FFT 크기는 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz에서 각각 64, 128, 256, 512라면, HE-part에 이용되는 FFT 크기는 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz에서 각각 256, 512, 1024, 2048일 수 있다.
이와 같이 레가시 WLAN 시스템 보다 FFT 크기가 커지면, 서브캐리어 주파수 간격(subcarrier frequency spacing)이 작아지므로 단위 주파수 당 서브캐리어의 수가 증가되나, OFDM 심볼 길이가 길어진다.
즉, 보다 큰 FFT 크기가 사용된다는 것은 서브캐리어 간격이 좁아진다는 의미이며, 마찬가지로 IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)/DFT(Discrete Fourier Transform) 주기(period)가 늘어난다는 의미이다. 여기서, IDFT/DFT 주기는 OFDM 심볼에서 보호 구간(GI)을 제외한 심볼 길이를 의미할 수 있다.
따라서, HE-part(특히, HE-preamble 및 HE-data)는 L-part에 비하여 4배 큰 FFT 크기가 사용된다면, HE-part의 서브캐리어 간격은 L-part의 서브캐리어 간격의 1/4 배가 되고, HE-part의 IDFT/DFT 주기는 L-part의 IDFT/DFT 주기의 4배가 된다. 예를 들어, L-part의 서브캐리어 간격이 312.5kHz(=20MHz/64, 40MHZ/128, 80MHz/256 및/또는 160MHz/512)라면 HE-part의 서브캐리어 간격은 78.125kHz(=20MHz/256, 40MHZ/512, 80MHz/1024 및/또는 160MHz/2048)일 수 있다. 또한, L-part의 IDFT/DFT 주기가 3.2㎲(=1/312.5kHz)이라면, HE-part의 IDFT/DFT 주기는 12.8㎲(=1/78.125kHz)일 수 있다.
여기서, GI는 0.8㎲, 1.6㎲, 3.2㎲ 중 하나가 사용될 수 있으므로, GI를 포함하는 HE-part의 OFDM 심볼 길이(또는 심볼 간격(symbol interval))은 GI에 따라 13.6㎲, 14.4㎲, 16㎲일 수 있다.
도 20(b)를 참조하면, HE-SIG 필드는 HE-SIG-A 필드와 HE-SIG-B 필드로 구분될 수 있다.
예를 들어, HE 포맷 PPDU의 HE-part는 12.8㎲ 길이를 가지는 HE-SIG-A 필드, 1 OFDM 심볼의 HE-STF 필드, 하나 이상의 HE-LTF 필드 및 1 OFDM 심볼의 HE-SIG-B 필드를 포함할 수 있다.
또한, HE-part에서 HE-SIG-A 필드는 제외하고 HE-STF 필드부터는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다. 즉, 256, 512, 1024 및 2048 크기의 FFT가 각각 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz의 HE 포맷 PPDU의 HE-STF 필드부터 적용될 수 있다.
다만, 도 20(b)와 같이 HE-SIG가 HE-SIG-A 필드와 HE-SIG-B 필드로 구분되어 전송될 때, HE-SIG-A 필드 및 HE-SIG-B 필드의 위치는 도 25(b)와 상이할 수 있다. 예를 들어, HE-SIG-A 필드 다음에 HE-SIG-B 필드가 전송되고, HE-SIG-B 필드 다음에 HE-STF 필드와 HE-LTF 필드가 전송될 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로 HE-STF 필드부터는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다.
도 20(c)를 참조하면, HE-SIG 필드는 HE-SIG-A 필드와 HE-SIG-B 필드로 구분되지 않을 수 있다.
예를 들어, HE 포맷 PPDU의 HE-part는 1 OFDM 심볼의 HE-STF 필드, 1 OFDM 심볼의 HE-SIG 필드 및 하나 이상의 HE-LTF 필드를 포함할 수 있다.
위와 유사하게 HE-part는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다. 즉, 256, 512, 1024 및 2048 크기의 FFT가 각각 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz의 HE 포맷 PPDU의 HE-STF 필드부터 적용될 수 있다.
도 20(d)를 참조하면, HE-SIG 필드는 HE-SIG-A 필드와 HE-SIG-B 필드로 구분되지 않으며, HE-LTF 필드는 생략될 수 있다.
예를 들어, HE 포맷 PPDU의 HE-part는 1 OFDM 심볼의 HE-STF 필드 및 1 OFDM 심볼의 HE-SIG 필드를 포함할 수 있다.
위와 유사하게 HE-part는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다. 즉, 256, 512, 1024 및 2048 크기의 FFT가 각각 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz의 HE 포맷 PPDU의 HE-STF 필드부터 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 WLAN 시스템을 위한 HE 포맷 PPDU는 적어도 하나의 20MHz 채널을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, HE 포맷 PPDU은 총 4개의 20MHz 채널을 통해 40MHz, 80MHz 또는 160MHz 주파수 대역에서 전송될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 21에서는 하나의 STA에 80MHz가 할당된 경우(또는 80MHz 내 복수의 STA에게 OFDMA 자원 유닛이 할당된 경우) 혹은 복수의 STA에게 각각 80MHz의 서로 다른 스트림이 할당된 경우의 PPDU 포맷을 예시한다.
도 21을 참조하면, L-STF, L-LTF 및 L-SIG은 각 20MHz 채널에서 64 FFT 포인트(또는 64 서브캐리어)에 기반하여 생성된 OFDM 심볼로 전송될 수 있다.
또한, HE-SIG B 필드가 HE-SIG A 필드 다음에 위치할 수 있다. 이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF(또는 HE-SIG B) 이후부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, HE-STF(또는 HE-SIG B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다.
HE-SIG A 필드는 PPDU를 수신하는 STA들에게 공통으로 전송되는 공통 제어 정보를 포함할 수 있다. HE-SIG A 필드는 1개 내지 3개의 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. HE-SIG A 필드는 20MHz 단위로 복사되어 동일한 정보를 포함한다. 또한, HE-SIG-A 필드는 시스템의 전체 대역폭 정보를 알려준다.
표 11은 HE-SIG A 필드에 포함되는 정보를 예시하는 표이다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000011
표 11에 예시되는 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802.11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 PPDU에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다. HE-SIG A 필드에 포함되는 정보의 또 다른 실시예는 도 34와 관련하여 이하에서 후술하기로 한다.
HE-STF는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.
HE-SIG B 필드는 각 STA이 자신의 데이터(예를 들어, PSDU)를 수신하기 위하여 요구되는 사용자 특정(user-specific) 정보를 포함할 수 있다. HE-SIG B 필드는 하나 또는 두 개의 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. 예를 들어, HE-SIG B 필드는 해당 PSDU의 변조 및 코딩 기법(MCS) 및 해당 PSDU의 길이에 관한 정보를 포함할 수 있다.
L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 필드는 20MHz 채널 단위로 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어, PPDU가 4개의 20MHz 채널(즉, 80MHz 대역)을 통해 전송될 때, L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 필드는 매 20MHz 채널에서 반복되어 전송될 수 있다.
FFT 크기가 커지면, 기존의 IEEE 802.11a/g/n/ac를 지원하는 레가시 STA은 해당 HE PPDU를 디코딩하지 못할 수 있다. 레가시 STA과 HE STA이 공존(coexistence)하기 위하여, L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드는 레가시 STA이 수신할 수 있도록 20MHz 채널에서 64 FFT를 통해 전송된다. 예를 들어, L-SIG 필드는 하나의 OFDM 심볼을 점유하고, 하나의 OFDM 심볼 시간은 4㎲이며, GI는 0.8㎲일 수 있다.
각 주파수 단위 별 FFT 크기는 HE-STF(또는 HE-SIG A)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다. FFT 크기가 커지면, OFDM 서브캐리어 간의 간격이 작아지므로 단위 주파수 당 OFDM 서브캐리어의 수가 증가되나, OFDM 심볼 시간은 길어진다. 시스템의 효율을 향상시키기 위하여 HE-STF 이후의 GI의 길이는 HE-SIG A의 GI의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.
HE-SIG A 필드는 HE STA이 HE PPDU를 디코딩하기 위하여 요구되는 정보를 포함할 수 있다. 그러나, HE-SIG A 필드는 레가시 STA과 HE STA이 모두 수신할 수 있도록 20MHz 채널에서 64 FFT를 통해 전송될 수 있다. 이는 HE STA가 HE 포맷 PPDU 뿐만 아니라 기존의 HT/VHT 포맷 PPDU를 수신할 수 있으며, 레가시 STA 및 HE STA이 HT/VHT 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU를 구분하여야 하기 때문이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 22에서는 20MHz 채널들이 각각 서로 다른 STA들(예를 들어, STA 1, STA 2, STA 3 및 STA 4)에 할당되는 경우를 가정한다.
도 22를 참조하면, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF(또는 HE-SIG-B)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, HE-STF(또는 HE-SIG-B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다.
PPDU에 포함되는 각 필드에서 전송되는 정보는 앞서 도 26의 예시와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
HE-SIG-B 필드는 각 STA에 특정된 정보를 포함할 수 있으나, 전체 밴드(즉, HE-SIG-A 필드에서 지시)에 걸쳐서 인코딩될 수 있다. 즉, HE-SIG-B 필드는 모든 STA에 대한 정보를 포함하며 모든 STA들이 수신하게 된다.
HE-SIG-B 필드는 각 STA 별로 할당되는 주파수 대역폭 정보 및/또는 해당 주파수 대역에서 스트림 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 도 27에서 HE-SIG-B는 STA 1는 20MHz, STA 2는 그 다음 20MHz, STA 3는 그 다음 20MHz, STA 4는 그 다음 20MHz가 할당될 수 있다. 또한, STA 1과 STA 2는 40MHz를 할당하고, STA 3와 STA 4는 그 다음 40MHz를 할당할 수 있다. 이 경우, STA 1과 STA 2는 서로 다른 스트림을 할당하고, STA 3와 STA 4는 서로 다른 스트림을 할당할 수 있다.
또한, HE-SIG-C 필드를 정의하여, 도 27의 예시에 HE-SIG C 필드가 추가될 수 있다. 이 경우, HE-SIG-B 필드에서는 전대역에 걸쳐서 모든 STA에 대한 정보가 전송되고, 각 STA에 특정한 제어 정보는 HE-SIG-C 필드를 통해 20MHz 단위로 전송될 수도 있다.
또한, 도 21 및 22의 예시와 상이하게 HE-SIG-B 필드는 전대역에 걸쳐 전송하지 않고 HE-SIG-A 필드와 동일하게 20MHz 단위로 전송될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다.
도 23에서는 20MHz 채널들이 각각 서로 다른 STA들(예를 들어, STA 1, STA 2, STA 3 및 STA 4)에 할당되는 경우를 가정한다.
도 23을 참조하면, HE-SIG-B 필드는 전대역에 걸쳐 전송되지 않고, HE-SIG-A 필드와 동일하게 20MHz 단위로 전송된다. 다만, 이때 HE-SIG-B는 HE-SIG-A 필드와 상이하게 20MHz 단위로 인코딩되어 전송되나, 20MHz 단위로 복제되어 전송되지는 않을 수 있다.
이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF(또는 HE-SIG-B)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어, HE-STF(또는 HE-SIG-B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다.
PPDU에 포함되는 각 필드에서 전송되는 정보는 앞서 도 26의 예시와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
HE-SIG-A 필드는 20MHz 단위로 복사되어(duplicated) 전송된다.
HE-SIG-B 필드는 각 STA 별로 할당되는 주파수 대역폭 정보 및/또는 해당 주파수 대역에서 스트림 정보를 알려줄 수 있다. HE-SIG-B 필드는 각 STA에 대한 정보를 포함하므로 20MHz 단위의 각 HE-SIG-B 필드 별로 각 STA에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이때, 도 23의 예시에서는 각 STA 별로 20MHz가 할당되는 경우를 예시하고 있으나, 예를 들어 STA에 40MHz가 할당되는 경우, 20MHz 단위로 HE-SIG-B 필드가 복사되어 전송될 수도 있다.
각 BSS 별로 서로 다른 대역폭을 지원하는 상황에서 인접한 BSS로부터의 간섭 레벨이 적은 일부의 대역폭을 STA에게 할당하는 경우에 위와 같이 HE-SIG-B 필드를 전대역에 걸쳐서 전송하지 않는 것이 보다 바람직할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 도 28의 HE 포맷 PPDU를 기준으로 설명하기로 한다.
도 21 내지 도 23에서 데이터 필드는 페이로드(payload)로서, 서비스 필드(SERVICE field), 스크램블링된 PSDU, 테일 비트(tail bits), 패딩 비트(padding bits)를 포함할 수 있다.
한편, 앞서 도 21 내지 도 23과 같은 HE 포맷 PPDU는 L-SIG 필드의 반복 심볼인 RL-SIG(Repeated L-SIG) 필드를 통해서 구분될 수 있다. RL-SIG 필드는 HE SIG-A 필드 앞에 삽입되며, 각 STA은 RL-SIG 필드를 이용하여 수신된 PPDU의 포맷을 HE 포맷 PPDU로서 구분할 수 있다.
이하, WLAN 시스템에서 다중 사용자(multi-user) 상향링크 전송 방법에 대하여 설명한다.
WLAN 시스템에서 동작하는 AP가 동일한 시간 자원 상에서 복수의 STA으로 데이터를 전송하는 방식을 DL MU 전송(downlink multi-user transmission)이라고 지칭할 수 있다. 반대로, WLAN 시스템에서 동작하는 복수의 STA이 동일한 시간 자원 상에서 AP로 데이터를 전송하는 방식을 UL MU 전송(uplink multi-user transmission)이라고 지칭할 수 있다.
이러한 DL MU 전송 또는 UL MU 전송은 주파수 도메인 또는 공간 도메인(spatial domain) 상에서 다중화될 수 있다.
주파수 도메인 상에서 다중화되는 경우, OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing)를 기반으로 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 주파수 자원(예를 들어, 서브캐리어 또는 톤(tone))이 하향링크 또는 상향링크 자원으로 할당될 수 있다. 이러한 동일한 시간 자원에서 서로 다른 주파수 자원을 통한 전송 방식을 'DL/UL MU OFDMA 전송'이라고 지칭할 수 있다.
공간 도메인(spatial domain) 상에서 다중화되는 경우, 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 공간 스트림이 하향링크 또는 상향링크 자원으로 할당될 수 있다. 이러한 동일한 시간 자원에서 서로 다른 공간적 스트림을 통한 전송 식을 'DL/UL MU MIMO' 전송이라고 지칭할 수 있다.
현재 WLAN 시스템에서는 아래와 같은 제약 사항으로 인해 UL MU 전송을 지원하지 못한다.
현재 WLAN 시스템에서는 복수의 STA으로부터 전송되는 상향링크 데이터의 전송 타이밍에 대한 동기화가 지원되지 않는다. 예를 들어, 기존의 WLAN 시스템에서 복수의 STA들이 동일한 시간 자원을 통해 상향링크 데이터를 전송하는 경우를 가정하면, 현재 WLAN 시스템에서는 복수의 STA 각각은 다른 STA의 상향링크 데이터의 전송 타이밍을 알 수 없다. 따라서, AP는 복수의 STA 각각으로부터 동일한 시간 자원 상에서 상향링크 데이터를 수신하기 어렵다.
또한, 현재 WLAN 시스템에서는 복수의 STA에 의해 상향링크 데이터를 전송하기 위해 사용되는 주파수 자원 간의 중첩이 발생될 수 있다. 예를 들어, 복수의 STA 각각의 오실레이터(oscillator)가 다를 경우, 주파수 오프셋(frequency offset)이 다르게 나타날 수 있다. 만약, 주파수 오프셋이 다른 복수의 STA 각각이 서로 다른 주파수 자원을 통해 동시에 상향링크 전송을 수행하는 경우, 복수의 STA 각각에 의해 사용되는 주파수 영역 중 일부가 중첩될 수 있다.
또한, 기존의 WLAN 시스템에서는 복수의 STA 각각에 대한 파워 제어가 수행되지 않는다. 복수의 STA 각각과 AP 사이의 거리와 채널 환경에 종속적으로 AP는 복수의 STA 각각으로부터 서로 다른 파워의 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 약한 파워로 도착하는 신호는 강한 파워로 도착하는 신호에 비해 상대적으로 AP에 의해 검출되기 어려울 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 WLAN 시스템에서의 UL MU 전송 방법을 제안한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자(multi-user) 전송 절차를 예시하는 도면이다.
도 24를 참조하면, AP가 UL MU 전송에 참여하는 STA들에게 UL MU 전송을 준비할 것을 지시하고, 해당 STA들로부터 UL MU 데이터 프레임을 수신하며, UL MU 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임(BA(Block Ack) 프레임)을 전송한다.
먼저 AP는 UL MU 트리거 프레임(UL MU Trigger frame, 2410)을 전송함으로써, UL MU 데이터를 전송할 STA들에게 UL MU 전송을 준비할 것을 지시한다. 여기서, UL MU 스케줄링 프레임은 'UL MU 스케줄링(scheduling) 프레임'의 용어로 불릴 수도 있다.
여기서, UL MU 트리거 프레임(2410)은 STA 식별자(ID: Identifier)/주소(address) 정보, 각 STA이 사용할 자원 할당 정보, 지속기간(duration) 정보 등과 같은 제어 정보를 포함할 수 있다.
STA ID/주소 정보는 상향링크 데이터를 전송하는 각 STA을 특정하기 위한 식별자 또는 주소에 대한 정보를 의미한다.
자원 할당 정보는 각 STA 별로 할당되는 상향링크 전송 자원(예를 들어, UL MU OFDMA 전송의 경우 각 STA에게 할당되는 주파수/서브캐리어 정보, UL MU MIMO 전송의 경우 각 STA에게 할당되는 스트림 인덱스)에 대한 정보를 의미한다.
지속기간(duration) 정보는 복수의 STA 각각에 의해 전송되는 상향링크 데이터 프레임의 전송을 위한 시간 자원을 결정하기 위한 정보를 의미한다.
예를 들어, 지속 기간 정보는 각 STA의 상향링크 전송을 위해 할당된 TXOP(Transmit Opportunity)의 구간 정보 혹은 상향링크 프레임 길이(frame length)에 대한 정보(예를 들어, 비트 또는 심볼)를 포함할 수 있다.
또한, UL MU 트리거 프레임(2410)은 각 STA 별로 UL MU 데이터 프레임 전송 시 사용해야 할 MCS 정보, 코딩(Coding) 정보 등과 같은 제어 정보를 더 포함할 수도 있다.
위와 같은 제어 정보는 UL MU 트리거 프레임(2410)을 전달하는 PPDU의 HE-part(예를 들어, HE-SIG A 필드 또는 HE-SIG B 필드)나 UL MU 트리거 프레임(2410)의 제어 필드(예를 들어, MAC 프레임의 Frame Control 필드 등)에서 전송될 수 있다.
UL MU 트리거 프레임(2410)을 전달하는 PPDU는 L-part(예를 들어, L-STF 필드, L-LTF 필드, L-SIG 필드 등)으로 시작하는 구조를 가진다. 이에 따라, 레가시 STA들은 L-SIG 필드로부터 L-SIG 보호(L-SIG protection)을 통해 NAV(Network Allocation Vector) 셋팅을 수행할 수 있다. 예를 들어, 레가시 STA들은 L-SIG에서 데이터 길이(length) 및 데이터율(data rate) 정보를 기반으로 NAV 셋팅을 위한 구간(이하, 'L-SIG 보호 구간')을 산출할 수 있다. 그리고, 레가시 STA들은 산출된 L-SIG 보호 구간 동안에는 자신에게 전송될 데이터가 없다고 판단할 수 있다.
예를 들어, L-SIG 보호 구간은 UL MU 트리거 프레임(2410)의 MAC duration 필드 값과 UL MU 트리거 프레임(2410)을 나르는 PPDU의 L-SIG 필드 이후의 잔여 구간의 합으로 결정될 수 있다. 이에 따라, L-SIG 보호 구간은 UL MU 트리거 프레임(2410)의 MAC duration 값에 따라 각 STA에게 전송되는 ACK 프레임(2430)(또는 BA 프레임)을 전송하는 구간까지의 값으로 설정될 수 있다.
이하, 각 STA에게 UL MU 전송을 위한 자원 할당 방법을 보다 구체적으로 살펴본다. 설명의 편의를 위해 제어 정보가 포함되는 필드를 구분하여 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 필드는 UL MU OFDMA 전송과 UL MU MIMO 전송을 구분하여 지시할 수 있다. 예를 들어, '0'이면 UL MU OFDMA 전송을 지시하고, '1'이면 UL MU MIMO 전송을 지시할 수 있다. 제1 필드의 크기는 1 비트로 구성될 수 있다.
제2 필드(예를 들어, STA ID/주소 필드)는 UL MU 전송에 참여할 STA ID 혹은 STA 주소들을 알려준다. 제2 필드의 크기는 STA ID를 알려주기 위한 비트 수 × UL MU에 참여할 STA 수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 필드가 12 비트로 구성되는 경우, 4 비트 별로 각 STA의 ID/주소를 지시할 수 있다.
제3 필드(예를 들어, 자원 할당 필드)는 UL MU 전송을 위해 각 STA에 할당되는 자원 영역을 지시한다. 이때, 각 STA에 할당되는 자원 영역은 앞서 제2 필드의 순서에 따라 각 STA에게 순차적으로 지시될 수 있다.
만약, 제1 필드 값이 '0'인 경우, 제2 필드에 포함된 STA ID/주소의 순서대로 UL MU 전송을 위한 주파수 정보(예를 들어, 주파수 인덱스, 서브캐리어 인덱스 등)를 나타내고, 제1 필드 값이 '1'인 경우, 제2 필드에 포함된 STA ID/주소의 순서대로 UL MU 전송을 위한 MIMO 정보(예를 들어, 스트림 인덱스 등)를 나타낸다.
이때, 하나의 STA에게 여러 개의 인덱스(즉, 주파수/서브캐리어 인덱스 또는 스트림 인덱스)를 알려줄 수도 있으므로, 제3 필드의 크기는 복수의 비트(혹은, 비트맵(bitmap) 형식으로 구성될 수 있음) × UL MU 전송에 참여할 STA 개수로 구성될 수 있다.
예를 들어, 제2 필드가 'STA 1', 'STA 2'의 순서로 설정되고, 제3 필드가 '2', '2'의 순서로 설정된다고 가정한다.
이 경우, 제1 필드가 '0'인 경우, STA 1은 상위(또는, 하위) 주파수 영역부터 주파수 자원이 할당되고, STA 2는 그 다음의 주파수 자원이 순차적으로 할당될 수 있다. 일례로, 80MHz 대역에서 20MHz 단위의 OFDMA를 지원하는 경우, STA 1은 상위(또는, 하위) 40MHz 대역, STA 2는 그 다음의 40MHz 대역을 사용할 수 있다.
반면, 제1 필드가 '1'인 경우, STA 1은 상위(또는, 하위) 스트림이 할당되고, STA 2는 그 다음 스트림이 순차적으로 할당될 수 있다. 이때, 각 스트림에 따른 빔포밍 방식은 사전에 지정되어 있거나, 제3 필드 또는 제4 필드에서 스트림에 따른 빔포밍 방식에 대한 보다 구체적인 정보가 포함될 수도 있다.
각 STA은 AP에 의해 전송되는 UL MU 트리거 프레임(2410)을 기반으로 UL MU 데이터 프레임(UL MU Data frame, 2421, 2422, 2423)을 AP에 전송한다. 여기서, 각 STA은 AP로부터 UL MU 트리거 프레임(2410)을 수신 후 SIFS 이후에 UL MU 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 AP에 전송할 수 있다.
각 STA은 UL MU 트리거 프레임(2410)의 자원 할당 정보를 기반으로 UL MU OFDMA 전송을 위한 특정한 주파수 자원 또는 UL MU MIMO 전송을 위한 공간적 스트림을 결정할 수 있다.
구체적으로, UL MU OFDMA 전송의 경우, 각 STA은 서로 다른 주파수 자원을 통해 동일한 시간 자원 상에서 상향링크 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
여기서, STA 1 내지 STA 3 각각은 UL MU 트리거 프레임(2410)에 포함된 STA ID/주소 정보 및 자원 할당 정보를 기반으로 상향링크 데이터 프레임 전송을 위한 서로 다른 주파수 자원을 할당 받을 수 있다. 예를 들어, STA ID/주소 정보가 STA 1 내지 STA 3을 순차적으로 지시하고, 자원 할당 정보가 주파수 자원 1, 주파수 자원 2, 주파수 자원 3을 순차적으로 지시할 수 있다. 이 경우, STA ID/주소 정보를 기반으로 순차적으로 지시된 STA 1 내지 STA 3은 자원 할당 정보를 기반으로 순차적으로 지시된 주파수 자원 1, 주파수 자원 2, 주파수 자원 3을 각각 할당 받을 수 있다. 즉, STA 1은 주파수 자원 1, STA 2는 주파수 자원 2, STA 3은 주파수 자원 3을 통해 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 AP로 전송할 수 있다.
또한, UL MU MIMO 전송의 경우, 각 STA은 복수의 공간적 스트림 중 적어도 하나의 서로 다른 스트림을 통해 동일한 시간 자원 상에서 상향링크 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
여기서, STA 1 내지 STA 3 각각은 UL MU 트리거 프레임(2410)에 포함된 STA ID/주소 정보 및 자원 할당 정보 기반으로 상향링크 데이터 프레임 전송을 위한 공간적 스트림을 할당 받을 수 있다. 예를 들어, STA ID/주소 정보가 STA 1 내지 STA 3을 순차적으로 지시하고, 자원 할당 정보가 공간적 스트림 1, 공간적 스트림 2, 공간적 스트림 3을 순차적으로 지시할 수 있다. 이 경우, STA ID/주소 정보를 기반으로 순차적으로 지시된 STA 1 내지 STA 3은 자원 할당 정보 기반으로 순차적으로 지시된 공간적 스트림 1, 공간적 스트림 2, 공간적 스트림 3을 각각 할당 받을 수 있다. 즉, STA 1은 공간적 스트림 1, STA 2는 공간적 스트림 2, STA 3은 공간적 스트림 3을 통해 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 AP로 전송할 수 있다.
상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 전달하는 PPDU는 L-part 없이도 새로운 구조로도 구성이 가능하다.
또한, UL MU MIMO 전송이거나 20MHz 미만의 서브밴드 형태의 UL MU OFDMA 전송의 경우, 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 전달하는 PPDU의 L-part는 SFN 형태(즉, 모든 STA이 동일한 L-part 구성과 내용을 동시에 전송)로 전송될 수 있다. 반면, 20MHz 이상의 서브밴드 형태의 UL MU OFDMA 전송의 경우, 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 전달하는 PPDU의 L-part는 각 STA이 할당된 대역에서 20MHz 단위로 각각 L-part가 전송될 수 있다.
UL MU 트리거 프레임(2410)의 정보로 상향링크 데이터 프레임을 충분히 구성할 수 있다면, 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 전달하는 PPDU 내 HE-SIG 필드(즉, 데이터 프레임의 구성 방식에 대한 제어 정보를 전송하는 영역)도 필요 없을 수 있다. 예를 들어, HE-SIG-A 필드 및/또는 HE-SIG-B가 전송되지 않을 수 있다. 또한, HE-SIG-A 필드와 HE-SIG-C 필드는 전송되고, HE-SIG-B 필드는 전송되지 않을 수 있다.
AP는 각 STA으로부터 수신한 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)에 대한 응답으로 ACK 프레임(ACK frame, 2430)(또는 BA 프레임)을 전송할 수 있다. 여기서, AP는 각 STA으로부터 상향링크 데이터 프레임(2421, 2422, 2423)을 수신하고 SIFS 이후에 ACK 프레임(2430)을 각 STA에게 전송할 수 있다.
만일, 기존의 ACK 프레임의 구조를 동일하게 이용한다면, 6 옥텟 크기를 가지는 RA 필드에 UL MU 전송에 참여하는 STA들의 AID(혹은, 부분 AID(Partial AID))를 포함하여 구성할 수 있다.
또는, 새로운 구조의 ACK 프레임을 구성한다면 DL SU 전송 또는 DL MU 전송을 위한 형태로 구성이 가능하다.
AP는 수신에 성공한 UL MU 데이터 프레임에 대한 ACK 프레임(2430)만을 해당 STA에게 전송할 수 있다. 또한, AP는 ACK 프레임(2430)을 통해 수신 성공 여부를 ACK 또는 NACK으로 알려줄 수 있다. 만약 ACK 프레임(2430)이 NACK 정보를 포함한다면, NACK에 대한 이유나 그 후의 절차를 위한 정보(예를 들어, UL MU 스케줄링 정보 등)도 포함할 수 있다.
또는, ACK 프레임(2430)을 전달하는 PPDU는 L-part 없이 새로운 구조로 구성할 수도 있다.
ACK 프레임(2430)은 STA ID 혹은 주소 정보를 포함할 수도 있으나, UL MU 트리거 프레임(2410)에서 지시된 STA의 순서를 동일하게 적용한다면, STA ID 혹은 주소 정보를 생략할 수도 있다.
또한, ACK 프레임(2430)의 TXOP(즉, L-SIG 보호 구간)을 연장하여 다음의 UL MU 스케줄링을 위한 프레임이나, 다음의 UL MU 전송을 위한 보정 정보 등을 포함하는 제어 프레임이 TXOP 내 포함될 수도 있다.
한편, UL MU 전송을 위하여 STA들 간에 동기를 맞추는 등의 보정(adjustment) 과정을 추가될 수도 있다.
도 25 내지 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 OFDMA 다중 사용자(multi-user) 전송 방식에서 자원 할당 단위를 예시하는 도면이다.
DL/UL OFDMA 전송 방식이 사용될 때, PPDU 대역폭 내에서 n개의 톤(tone)(또는 서브캐리어(subcarrier)) 단위로 복수 개의 자원 유닛(Resource Unit)이 정의될 수 있다.
자원 유닛은 DL/UL OFDMA 전송을 위한 주파수 자원의 할당 단위를 의미한다.
하나의 STA에게 DL/UL 주파수 자원으로 하나 이상의 자원 유닛이 할당되어, 복수 개의 STA에게 각각 서로 다른 자원 유닛이 할당될 수 있다.
도 25에서는 PPDU 대역폭이 20MHz인 경우를 예시한다.
20MHz PPDU 대역폭(bandwidth)의 중심 주파수 영역에는 7개의 DC 톤들이 위치할 수 있다. 또한, 20MHz PPDU 대역폭의 양측에는 6개의 레프트 가드 톤들(left guard tones) 및 5개의 라이트 가드 톤들(right guard tones)이 각각 위치할 수 있다.
도 25(a)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 25(b)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 52개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 25(c)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 106개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 25(d)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 242개의 톤으로 구성될 수 있다.
26 톤으로 구성된 자원 유닛은 2개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 52 톤으로 구성된 자원 유닛은 4개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 106 톤으로 구성된 자원 유닛은 4개의 파일럿 톤을 포함할 수 있다.
도 25(a)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 20MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 9개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 도 25(b)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 20MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 5개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 도 25(c)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 20MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 3개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 25(d)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 20MHz 대역은 하나의 STA에게 할당될 수 있다.
DL/UL OFDMA 전송에 참여하는 STA의 수 및/또는 해당 STA이 전송하는 혹은 수신하는 데이터의 양 등에 기반하여 도 25(a) 내지 도 25(d) 중에 어느 하나의 자원 유닛 구성 방식이 적용되거나 또는, 도 25(a) 내지 도 25(d)이 조합된 자원 유닛 구성 방식이 적용될 수 있다.
도 26에서는 PPDU 대역폭이 40MHz인 경우를 예시한다.
40MHz PPDU 대역폭의 중심 주파수 영역에는 5개의 DC 톤들이 위치할 수 있다. 또한, 40MHz PPDU 대역폭의 양측에는 12개의 레프트 가드 톤들 및 11개의 라이트 가드 톤들이 각각 위치할 수 있다.
도 26(a)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 26(b)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 52개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 26(c)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 106개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 26(d)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 242개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 26(e)과 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 484개의 톤으로 구성될 수 있다.
26 톤으로 구성된 자원 유닛은 2개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 52 톤으로 구성된 자원 유닛은 4개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 106 톤으로 구성된 자원 유닛은 4개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 242 톤으로 구성된 자원 유닛은 8개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 484 톤으로 구성된 자원 유닛은 16개의 파일럿 톤을 포함할 수 있다.
도 26(a)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 40MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 18개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 도 26(b)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 40MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 10개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 도 26(c)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 40MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 6개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 26(d)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 40MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 2개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 26(e)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 해당 자원 유닛은 40MHz 대역에서 SU DL/UL 전송을 위해 1개의 STA에 할당될 수 있다.
DL/UL OFDMA 전송에 참여하는 STA의 수 및/또는 해당 STA이 전송하는 혹은 수신하는 데이터의 양 등에 기반하여 도 26(a) 내지 도 26(e) 중에 어느 하나의 자원 유닛 구성 방식이 적용되거나 또는, 도 26(a) 내지 도 26(e)이 조합된 자원 유닛 구성 방식이 적용될 수 있다.
도 27에서는 PPDU 대역폭이 80MHz인 경우를 예시한다.
80MHz PPDU 대역폭의 중심 주파수 영역에는 7개의 DC 톤들이 위치할 수 있다. 다만, 80MHz PPDU 대역폭이 하나의 STA에 할당된 경우에(즉, 996 톤으로 구성된 자원 유닛이 하나의 STA에 할당된 경우) 중심 주파수 영역에는 5개의 DC 톤들이 위치할 수 있다. 또한, 80MHz PPDU 대역폭의 양측에는 12개의 레프트 가드 톤들 및 11개의 라이트 가드 톤들이 각각 위치할 수 있다.
도 27(a)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 27(b)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 52개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 27(c)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 106개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 또한, 도 27(d)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 242개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 도 27(e)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 484개의 톤으로 구성되거나 26개의 톤으로 구성될 수 있다. 도 27(f)와 같은 자원 유닛 구성 방식에 따르면, 하나의 자원 유닛은 996개의 톤으로 구성될 수 있다.
26 톤으로 구성된 자원 유닛은 2개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 52 톤으로 구성된 자원 유닛은 4개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 106 톤으로 구성된 자원 유닛은 4개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 242 톤으로 구성된 자원 유닛은 8개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 484 톤으로 구성된 자원 유닛은 16개의 파일럿 톤을 포함할 수 있으며, 996 톤으로 구성된 자원 유닛은 16개의 파일럿 톤을 포함할 수 있다.
도 27(a)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 80MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 37개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 도 27(b)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 80MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 21개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 도 27(c)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 80MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 13개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 27(d)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 80MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 5개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 27(e)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 80MHz 대역에서 DL/UL OFDMA 전송을 위해 최대 3개의 STA까지 지원할 수 있다. 또한, 27(f)와 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 해당 자원 유닛은 80MHz 대역에서 SU DL/UL 전송을 위해 1개의 STA에 할당될 수 있다.
DL/UL OFDMA 전송에 참여하는 STA의 수 및/또는 해당 STA이 전송하는 혹은 수신하는 데이터의 양 등에 기반하여 도 27(a) 내지 도 27(f) 중에 어느 하나의 자원 유닛 구성 방식이 적용되거나 또는, 도 27(a) 내지 도 27(f)이 조합된 자원 유닛 구성 방식이 적용될 수 있다.
이외에도 도면에는 도시하지 않았으나, PPDU 대역폭이 160MHz인 경우의 자원 유닛의 구성 방식도 제안될 수 있다. 이 경우, 160MHz PPDU의 대역폭은 도 32에서 상술한 80MHz PPDU 대역폭이 2번 반복된 구조를 가질 수 있다.
상술한 자원 유닛 구성 방식에 따라 결정된 전체 자원 유닛 중 DL/UL OFDMA 전송을 위해 일부의 자원 유닛만이 이용될 수도 있다. 예를 들어, 20MHz 내에서 도 30(a)과 같이 자원 유닛이 구성되는 경우, 9개 미만의 STA에게 각각 하나씩 자원 유닛이 할당되고, 나머지 자원 유닛은 어느 STA에게도 할당되지 않을 수 있다.
DL OFDMA 전송의 경우, PPDU의 데이터 필드는 각 STA에게 할당된 자원 유닛 단위로 주파수 영역(frequency domain)에서 다중화되어 전송된다.
반면, UL OFDMA 전송의 경우, 각 STA 별로 각각 자신이 할당 받은 자원 유닛 단위로 PPDU의 데이터 필드를 구성하고 동시에 AP에게 전송할 수 있다. 이처럼 각 STA이 동시에 PPDU를 전송하므로, 수신단인 AP 입장에서는 각 STA으로부터 전송되는 PPDU의 데이터 필드가 주파수 영역(frequency domain)에서 다중화되어 전송되는 것으로 인식될 수 있다.
또한, DL/UL OFDMA 전송과 DL/UL MU-MIMO 전송이 동시에 지원되는 경우, 하나의 자원 유닛은 공간 영역(spatial domain)에서 복수의 스트림으로 구성될 수 있다. 그리고, 하나의 STA에게 DL/UL 공간 자원(spatial resource)으로서 하나 이상의 스트림이 할당되어, 복수 개의 STA에게 각각 서로 다른 스트림이 할당될 수 있다.
예를 들어, 도 25(c)에서 106 톤으로 구성되는 자원 유닛은 공간 영역(spatial domain)에서 복수의 스트림으로 구성되어 DL/UL OFDMA와 DL/UL MU-MIMO를 동시에 지원할 수 있다.
차세대 시스템의 UL 사운딩 방법
앞서 도 7 내지 11에서 상술한 바와 같이, 802.11ac 시스템에서는 채널 정보 획득을 위한 피드백 절차는 크게 두 가지 방식이 지원될 수 있다. 하나는 제어 프레임(Control frame)을 이용하는 방식이며, 남은 하나는 데이터 필드가 포함되지 않은 채널 사운딩(channel sounding) 절차를 이용하는 방식이다. 이러한 방식들은 UL 채널에 대한 피드백 절차(또는 UL 사운딩 프로토콜)와 DL 채널에 대한 피드백 절차(또는 DL 사운딩 프로토콜) 사이에 차이점이 존재하지 않는다.
보다 상세하게는, 제어 프레임을 이용하여 피드백 절차를 수행하는 경우, 측정(또는 피드백) 대상이 DL 채널인지 또는 UL 채널인지와 무관하게, 빔포머(AP 또는 STA)가 HT control field를 통해 채널 상태에 대한 피드백을 요청하고, 빔포미(STA 또는 AP)가 HT control field를 통해 채널 상태에 대한 피드백을 응답하게 된다. 또한, 데이터 필드가 포함되지 않은 채널 사운딩 절차를 이용하는 경우에도, 측정(또는 피드백) 대상이 DL 채널인지 또는 UL 채널인지와 무관하게, 빔포머(AP 또는 STA)가 채널 상태에 대한 피드백을 요청하기 위한 NDPA 프레임과 NDP 프레임을 전송하고, 빔포미(STA 또는 AP)가 채널 상태에 대한 피드백을 응답하게 된다. 즉, 기존 시스템에서는 측정 대상 채널이 무엇인지와 무관하게 빔포머 및 빔포미를 기준으로 동일한 피드백 절차가 수행되었다.
그러나, 차세대 WLAN 시스템인 802.11ax 시스템에서는 OFDMA/MU-MIMO 기술이 도입됨에 따라 DL 채널과 UL 채널이 구별되며(또는 DL 채널 상태와 UL 채널 상태가 다르며), AP는 UL 채널 상태를 획득하기 위해 DL 사운딩 프로토콜을 이용할 수 없게 되었다. 또한, OFMDA/MU-MIMO 기술이 도입됨에 따라, AP가 STA들의 UL MU 전송을 효율적으로 스케쥴링하기 위해서는, AP가 UL 채널에 관한 채널 상태 정보를 스케쥴링 전에 미리 알고 있을 필요가 있다. 따라서, 차세대 WLAN 시스템에서 DL 채널 상태를 획득하기 위한 DL 사운딩 절차와 UL 채널 상태를 획득하기 위한 UL 사운딩 절차는 별도로 정의될 필요가 있으며, 본 명세서에서는 STA이 빔포머이더라도, AP가 UL NDP 프레임의 전송을 개시하는 AP-triggered UL 사운딩 절차에 대해 새롭게 정의하고자 한다. 이 경우, AP는 UL 사운딩 절차를 통해 획득한 사운딩 정보를 UL MU 절차를 위한 스케쥴링에 사용하므로, 해당 정보를 STA에게 피드백할 필요는 없다. 여기서 사운딩 정보(또는 피드백 정보/CSI(Channel State Information))는 MCS 레벨 또는 공간 스트림에 대한 기설정된 피드백 단위의 SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 빔포밍 피드백 행렬(또는 빔포밍 피드백 벡터)을 포함할 수 있으며, 빔포밍 방법이 변경된다면 변경된 빔포밍 방법에 대한 빔포밍 피드백 값을 모두 포함할 수 있다.
우선, UL 사운딩 절차에 대해 살펴 보기 전, 기존 시스템인 802.11n에서의 사운딩 프로토콜에 대해 간략히 살펴보기로 한다. 802.11ac에서의 사운딩 프로토콜은 도 7 내지 11에서 상술한 바와 같다.
*802.11n 시스템에서의 사운딩 피드백 방법
802.11n에서는 사운딩 정보(또는 피드백 정보/CSI)를 HT control field에 피기백(piggy-back)하여 전송하는 방법 외에 아래와 같은 피드백 프레임을 통해 전송하는 방법이 존재한다.
1. CSI(Channel State Information) frame-MIMO control field 및 CSI report field 포함
2. Noncompressed/Compressed Beamforming frame - MIMO control field 및 Noncompressed/compressed beamforming report field 포함
3. Antenna selection indices feedback frame- Antenna selection indices field 포함
이하에서는 상술한 각 프레임에 포함된 필드에 대해서 소개한다.
도 28(a) 및 28(b)는 802.11n 시스템에서의 MIMO control field 및 Antenna selection indices field를 각각 예시한 도면이다.
도 28(a)를 참조하면, MIMO control field는 Nc index 서브 필드, Nr index 서브 필드, MIMO Control Channel Width 서브 필드, Grouping(Ng) 서브 필드, Codebook Information 서브 필드, Remaining Matrix Segment 서브 필드, Reserved 서브 필드 및 Sounding Timestamp 서브 필드를 포함한다. 각 서브 필드에 관한 설명은 이하의 표 12와 같다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000012
Figure PCTKR2016003965-appb-I000001
또한, CSI Report field(20MHz의 경우)의 예시는 이하의 표 13과 같다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000013
또한, 20MHz 채널에 대한 Noncompressed beamforming report field의 예시는 표 14와 같다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000014
또한, 20MHz 채널에 대한 Compressed beamforming report field의 예시는 표 15와 같다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000015
도 28(a)를 참조하면, Antenna selection indices field는 선택된 안테나의 인덱스 정보를 포함한다.
이렇듯 802.11n 시스템에서는 빔포머는 다양한 방식(또는 다양한 프레임)을 통해 빔포미로부터 채널 상태 정보를 수신한다. 그러나, 802.11ax 시스템의 UL 사운딩 프로토콜에서는 AP가 STA으로부터 수신한 NDP를 통해 획득한 UL 채널 상태 정보는 UL MU 전송의 스케쥴링을 위해 사용되므로, 해당 정보를 AP가 STA에 별도로 피드백해줄 필요가 없다. 또한, 빔포머인 STA은 스스로 획득한 빔포밍 피드백 행렬을 빔포미인 AP로 피드백해줄 필요가 없게 된다.
이상으로, 802.11n 시스템에서의 피드백 프레임 포맷에 대해 간략히 살펴보았다. 이하에서는 본 명세서에서 제안하는 AP가 UL NDP 프레임의 전송을 개시하는 AP-triggered UL 사운딩 절차에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 사운딩 프로토콜을 예시한 도면이다.
도 29를 참조하면, AP는 NDP 프레임의 UL 전송을 지시하는(또는 UL 사운딩 프로토콜/절차를 개시하는) NDPA 정보를 DL 전송할 수 있다. 다시 말하면, AP는 UL 사운딩을 위한 NDPA 정보를 DL 전송할 수 있다.
다음으로, AP는 UL NDP 프레임의 전송 방법을 트리거링(또는 지시/시그널링)하기 위한 트리거 정보를 전송할 수 있다. 트리거 정보에는 NDP 프레임의 UL 전송 자원(예를 들어, UL 주파수/공간 자원)을 지시(또는 트리거링)하는 각 STA별 자원 할당 정보가 포함되어 있을 수 있다. 또는, 트리거 정보에는 AP가 상태를 측정하고자 하는 UL 채널(UL 주파수/공간 채널)에 관한 정보가 포함되어 있을 수 있다.
이때, NDPA 정보와 트리거 정보는 실시예에 따라 각각 별도의 프레임에 실려(또는 포함되어) DL 전송되거나, 하나의 프레임에 실려(또는 포함되어) DL 전송될 수 있다. 제1 실시예로서, NDPA 정보는 NDPA 프레임에, 트리거 정보는 트리거 프레임에 각각 실려 전송될 수 있다. 제2 실시예로서, NDPA 정보 및 트리거 정보는 하나의 NDPA 프레임에 실려 전송될 수 있다. 이 경우, 트리거 프레임은 별도로 DL 전송되지 않는다. 제3 실시예로서, NDPA 정보 및 트리거 정보는 하나의 트리거 프레임에 실려 전송될 수 있다. 이 경우, NDPA 프레임은 별도로 DL 전송되지 않는다. 각 실시예의 경우, NDPA 정보 및/또는 트리거 정보가 실리는 프레임 포맷에 관한 상세한 설명은 이하에서 상세히 후술하기로 한다.
다음으로, STA(들)은 수신한 NDPA 정보 및 트리거 정보에 기초하여 생성한 NDP 프레임을 UL 전송할 수 있다. 이때, STA(들)은 NDP 프레임을 MU 또는 SU 방식으로 UL 전송할 수 있으며, 이와 관련된 보다 상세한 설명은 도 32 및 33과 관련하여 이하에서 상세히 후술하기로 한다.
다음으로, AP는 상기 NDP 프레임을 UL 전송한 STA(들) 외에 다른 STA(들)의 UL NDP 프레임 전송을 트리거하기 위한 트리거 정보가 포함된 폴링 프레임을 DL 전송할 수 있다. 또는, AP는 상기 NDP 프레임을 UL 전송한 STA(들)의 NDP 프레임의 재전송을 트리거하기 위한 재전송 지시 정보가 포함된 폴링 프레임을 DL 전송할 수 있다.
다음으로, 폴링 프레임을 수신한 STA(들)은 이전에 수신한 NDPA 정보 및 폴링 프레임에 포함된 정보를 기초로 생성한 NDP 프레임을 UL 전송할 수 있다. 특히, 이전에 NDPA 정보는 수신하였으나 트리거 정보를 수신하지 못한(또는 이전에 NDP 프레임을 전송하지 않은) STA(들)은, 폴링 프레임에 포함된 트리거 정보를 기초로 NDP 프레임을 생성하여 이를 UL 전송할 수 있다. 또한, 이전에 NDPA 정보 및 트리거 정보를 수신하여 NDP 프레임을 전송하였으나, NDP 프레임의 재전송을 지시받은 STA(들)은 폴링 프레임에 포함된 트리거 정보를 기초로 NDP 프레임을 다시 생성하여, 이를 UL 재전송할 수 있다.
NDPA 정보 및 트리거 정보가 NDPA 프레임 및 트리거 프레임에 각각 실려 별도로 전송되는 제1 실시예의 경우, NDPA 프레임, 트리거 프레임, 폴링 프레임 및 NDP 프레임에 포함되는 정보는 아래와 같을 수 있다.
1. NDPA 프레임(또는 NDPA 정보)
- 사운딩 다이얼로그 토큰 정보
- UL 사운딩 프로토콜에 참여하는 적어도 하나의 STA의 ID(AID)
2. 트리거 프레임(또는 트리거 정보) - 트리거 프레임 전송 후에 바로 뒤따르는(예를 들어, 트리거 프레임 전송 후 SIFS 후에 전송되는) NDP 프레임의 UL 전송을 위한 정보
- NDP 프레임의 HE-SIG A 필드의 컨텐츠에 관한 정보
- NDP 프레임을 전송할 적어도 하나의 STA의 ID(AID)
- NDP 프레임에 포함되는 HE-LTF의 타입 정보, NDP 프레임을 전송하는 데 사용할 공간 스트림의 개수(Nsts), 피드백 타입(즉 NDP 프레임의 MU 또는 SU 전송 여부, 또는 NDP 프레임의 전송 주파수 대역이 full band 또는 partial band인지 여부)
- 만일, NDP 프레임을 MU 방식으로 전송하는 경우, NDP 프레임의 UL MU 전송을 위한 주파수 할당 정보(NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 각 STA에 할당된 자원 유닛 정보)
- 만일, NDP 프레임을 MU 방식으로 전송하는 경우, NDP 프레임의 UL MU 전송을 위한 공간 자원 할당 정보(NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 각 STA에 할당된 공간 스트림의 인덱스/넘버)
3. 폴링 프레임(또는 폴링 정보) - 폴링 프레임 전송 후에 바로 뒤따르는 NDP 프레임의 UL 전송을 위한 정보
- 트리거 프레임에 포함된 트리거 정보와 실질적으로 동일, 즉 상기 NDP 프레임에 대한 트리거 정보가 포함됨
- 재전송 정보(만일, AP가 트리거 프레임 전송 후 전송된 NDP 프레임의 수신에 실패한 경우, 해당 NDP를 재전송할 것을 지시하기 위해 포함되는 정보. 단, 본 정보는 해당 NDP를 재전송해야 하는 STA에 대한 트리거 정보로 대체될 수 있음)
4. NDP 프레임
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따라 UL 사운딩 프로토콜에서 송수신되는 NDP 프레임의 HE 포맷을 예시한 도면이다. HE 포맷의 NDP 프레임은 이미 결정된 HE NDP PPDU 포맷을 사운딩 프로토콜에 맞게 변형한 형태로서 제안될 수 있다.
도 30을 참조하면, HE 포맷의 UL NDP 프레임은 L-STF(Legacy-Short Training Field), L-LTF(Legacy-Long Training Field), L-SIG(Legacy SIGNAL) 필드, RL-SIG(Repeated L-SIG) 필드, HE-SIG(High Efficiency SIGNAL) A 필드, HE-STF(High Efficiency STF), HE-LTF(High Efficiency LTF) 및 패킷 익스텐션 필드로 구성될 수 있다.
HE-LTF는 NDP 프레임이 UL 전송되는 데 사용되는 공간 스트림의 개수(또는 NDP 프레임의 UL 전송을 위해 할당된 공간 스트림의 개수)와 동일하거나 보다 많은 수만큼 NDP 프레임에 포함될 수 있다. 또는, HE-LTF의 OFDM 심볼 수는 NDP 프레임이 UL 전송되는 데 사용되는 공간 스트림의 개수(또는 NDP 프레임의 UL 전송을 위해 할당된 공간 스트림의 개수)와 동일하거나 보다 많은 수만큼 NDP 프레임에 포함될 수 있다.
패킷 익스텐션 필드와 HE-SIG A 필드는 실시예에 따라 선택적으로 UL NDP 프레임에 포함될 수 있다. 특히, HE SU PPDU를 위한 HE-SIG A 필드는 데이터 필드(또는 데이터 파트)에 대한 전송 정보를 포함하는데, NDP 프레임은 데이터 필드를 불포함하므로, HE-SIG A 필드는 불필요할 수 있다. 따라서 이 경우, HE-SIG A 필드는 NDP 프레임에서 제외될 수 있다.
이렇게 구성된 NDP 프레임은 SU 방식 또는 OFDMA/MIMO 기술에 따라 MU 방식으로 UL 전송될 수 있다. NDP 프레임이 MU 방식으로 전송되는 경우, 하나의 NDP 프레임을 구성하는 L-STF부터 HE-SIG A 필드까지는 동일한 포맷으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 하나의 NDP 프레임의 L-STF부터 HE-SIG A 필드까지는 동일한 자원 유닛 및 동일한 공간 스트림을 이용하여 UL 전송될 수 있다. 또한, HE-STF 및 HE-LTF는 UL MU 포맷으로 구성될 수 있으며, 상기 필드들은 NDP 프레임의 전송을 위해 각 STA에 할당된 UL MU 자원을 이용하여 전송될 수 있다. NDP 프레임을 구성하는 LTF 사이즈와 공간 스트림의 개수(Nsts)는 모든 STA에 대한 토탈 값이 지시되므로, NDP 프레임을 전송하는 각 STA별로 동일할 수 있다. 이외에도, NDP 프레임이 SU 방식 또는 MU 방식으로 UL 전송되는 실시예에 관한 상세한 설명은 도 31 및 32와 관련하여 이하에서 상세히 후술하기로 한다.
이상으로, UL 사운딩 프로토콜에서 송수신되는 프레임들의 HE 포맷에 관한 실시예들을 살펴보았다. 상술한 실시예들에서는 NDPA 정보 및 트리거 정보가 서로 다른 프레임, 즉 NDPA 프레임 및 트리거 프레임에 각각 포함되어 전송되는 제1 실시예를 기준으로 설명하였다. 이렇듯 NDPA 정보 및 트리거 정보가 서로 다른 프레임을 통해 각각 전송되는 경우, 시스템 복잡도가 줄어든다는 효과가 있다. NDPA 정보는 사운딩 다이얼로그 토큰 및 UL 사운딩 절차를 진행하는 “모든” STA들의 AID 정보를 포함하며, 트리거/폴링 정보는 바로 뒤따르는 NDP 프레임을 전송하는 “일부” STA들의 AID 정보 및 바로 뒤따르는 NDP 프레임의 전송 방법을 지시한다는 점에서 서로 다른 기능을 수행하므로, 구별되는 서로 다른 프레임을 통해 전송되는 것이 효율적일 수 있다. 이와 같은 맥락으로, DL 사운딩 프로토콜 절차에서, 트리거 정보는 SU/MU NDP 프레임에 포함되어 전송되거나 별도의 트리거 프레임에 포함되어 전송될 수 있다.
이외에도, NDPA 정보 및 트리거 정보가 전송되는 프레임에 관한 실시예는 상술한 제1 실시예에 한정되는 것은 아니며, NDPA 정보 및 트리거 정보는 하나의 NDPA 프레임(또는 트리거 프레임)에 포함되어 전송될 수 있으며(제2 및 제3 실시예), 이 경우 각 프레임에 포함되는 정보는 달라질 수 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 사운딩 프로토콜에서 송수신되는 프레임들을 예시한 도면이다. 본 도면에는 도 29 및 30에서 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 이하에서 생략한다. 또한, 이하에서는 NDPA 정보와 트리거 정보가 NDPA 프레임에 포함되어 전송되는 제2 실시예를 기준으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며 이하의 설명들은 제1 및 제3 실시예에도 동일/유사하게 적용 가능하다.
도 31을 참조하면, 도 29와 관련하여 상술한 바와 같이, AP는 NDPA 프레임(NDPA 정보 및 트리거 정보 포함)을 전송할 수 있으며, 해당 NDPA 프레임에는 NDPA 정보 및 트리거 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이때, NDPA 프레임은 20MHz 서브 채널 단위로 복제되어 전송될 수 있다. 본 도면의 경우 NDPA 프레임이 실리는 DL PPDU의 전체 전송 채널(또는 대역폭)이 80MHz인 경우를 예시한 도면이다.
NDPA 프레임에 포함된 트리거 정보는 NDP 프레임을 UL MU 전송 방법을 지시할 수 있으며, 이러한 NDPA 프레임을 수신한 STA들은 NDPA 프레임에 포함된 트리거 정보에 기초하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다. 본 도면에 도시된 실시예의 경우, NDPA 프레임의 트리거 정보는 각 STA에 할당된 공간 스트림 인덱스를 지시할 수 있으며, NDP 프레임들은 각 STA에 할당된 공간 스트림을 이용하여 UL MU 전송될 수 있다. 본 도면에는 NDP 프레임이 공간 다중화되어 UL MU 전송되는 경우만을 예시하였으나, NDP 프레임은 주파수 다중화되어 UL MU 전송될 수 있음은 물론이다.
NDP 프레임을 수신한 AP는 수신한 NDP 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 또한, AP는 UL 사운딩 프로토콜에 참여하는 STA들 중 아직 NDP 프레임을 UL 전송하지 않은 STA(들)에게 NDP 프레임의 UL 전송을 지시하기 위한 폴링 프레임을 DL 전송할 수 있다. 또는, AP는 수신에 실패한 NDP 프레임의 재전송을 지시하기 위한 폴링 프레임을 DL 전송할 수도 있다. 이때, AP는 동일한 STA에 대한 ACK 프레임과 폴링 프레임이 존재하는 경우, 해당 프레임들을 결합하여 하나의 DL PPDU(또는 하나의 프레임)에 실어 DL 전송할 수도 있다. ACK/폴링 프레임을 수신한 STA(들)은 수신한 프레임에 대한 응답으로서 NDP 프레임을 UL 전송할 수 있으며, AP는 다시 수신한 NDP 프레임에 대한 응답으로서 ACK 프레임을 DL 전송할 수 있다.
상술한 내용에 따를 때, NDP 프레임은 AP의 지시에 따라 다양한 방식(예를 들어, SU/MU 방식)으로 UL 전송될 수 있으며, AP가 NDP 프레임의 전송 방식을 지시하는 보다 구체적인 실시예는 도 32와 같을 수 있다.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 NDP 프레임의 UL SU/MU 전송 방법에 관한 다양한 실시예들을 예시한 도면들이다. 보다 상세하게는, 도 32(a)는 NDP 프레임의 UL SU 전송 방법에 관한 실시예를 도시한 도면이며, 도 32(b) 및 (c)는 NDP 프레임의 UL MU 전송 방법에 관한 실시예를 도시한 도면이다.
도 32(a)를 참조하면, AP는 각 STA에 NDP 프레임을 SU 방식으로 전송하도록 지시할 수 있다. 보다 상세하게는, AP는 STA 별로 NDP 프레임의 UL SU 전송을 지시하는 NDPA 프레임을 전송할 수 있으며, 각 STA은 수신한 NDPA 프레임에 포함된 정보(NDPA 정보 및 트리거 정보)에 기초하여 NDP 프레임을 생성 및 SU 전송할 수 있다.
예를 들어, AP는 NDPA 프레임을 통해 NDP 프레임의 전송을 위해 할당된 UL 자원을 전부 이용하여(또는 전 주파수/공간 영역을 이용하여) UL SU 전송할 것을 STA 1에 지시할 수 있다. STA 1은 수신한 NDPA 프레임에 기초하여 NDP 프레임을 생성하고, 생성한 NDP 프레임을 UL SU 전송할 수 있다. AP는 STA 1으로부터 NDP 프레임을 정상적으로 수신하면 STA 1에 대한 ACK 프레임과 함께, UL 사운딩 프로토콜에 참여하는 STA 2에 대한 NDPA 프레임을 전송함으로써 NDP 프레임의 UL SU 전송을 지시할 수 있다. 또는 AP는 ACK 프레임 없이 바로 다음 STA에게 NDPA 프레임을 전송함으로써 NDP 프레임의 UL SU 전송을 지시할 수도 있다. STA 2는 수신한 NDPA 프레임에 기초하여 NDP 프레임을 생성하고, 생성한 NDP 프레임을 UL SU 전송할 수 있다.
도 32(b)를 참조하면, AP는 각 STA에 NDP 프레임을 MU 방식으로 전송(즉, UL OFDMA 전송 또는 UL MU MIMO 전송)하도록 지시할 수 있다. 보다 상세하게는, AP는 STA 별로 NDP 프레임의 UL MU 전송을 지시하는 NDPA 프레임을 전송할 수 있으며, 각 STA은 수신한 NDPA 프레임에 포함된 정보(NDPA 정보 및 트리거 정보)에 기초하여 NDP 프레임을 생성 및 MU 전송할 수 있다. 이때 NDPA 프레임에는 NDP 프레임을 UL MU 전송하기 위한 자원으로서 각 STA에 할당된 공간 자원 및/또는 주파수 자원에 관한 트리거 정보가 포함되어 있을 수 있다.
예를 들어, AP는 NDPA 프레임을 통해 NDP 프레임의 전송을 위해 STA 1 및 2에 각각 할당된 UL MU 자원을 지시할 수 있다. 이때, NDPA 프레임에는 NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 STA 1 및 2 각각에 할당된 주파수 자원 유닛 할당 정보 및/또는 주파수 채널 정보 등이 포함되어 있을 수 있다. 이러한 NDPA 프레임을 수신한 STA 1 및 2는 각각 자신에게 할당된 주파수 자원을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다. 또는, NDPA 프레임에는 NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 STA 1 및 2 각각에 할당된 공간 스트림 인덱스 정보 및/또는 공간 스트림 개수 정보 등이 포함되어 있을 수 있다. 이러한 NDPA 프레임을 수신한 STA 1 및 2는 각각 자신에게 할당된 공간 자원을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다.
본 실시예에서 NDP 프레임의 UL MU 전송(즉, UL OFDMA 전송 또는 UL MU MIMO 전송)을 지시받은 STA들은, 레가시 프리앰블의 경우 STA들이 할당받은 전체 주파수/공간 영역을 통해 동일한 시그널을 전송할 수 있다. 이와 동일하게, HE-STF의 경우에도 STA들은 전체 주파수/공간 영역을 통해 동일한 시그널을 전송할 수 있다. 또는, UL OFDMA 전송의 경우, STA들은 각각 자신이 할당받은 주파수 영역(또는 주파수 유닛)을 통해서만 지시된 공간 스트림 개수에 따라 HE-STF를 전송할 수 있다. UL MU MIMO 전송의 경우, STA들은 각각 자신이 할당받은 공간 스트림을 이용하여 지시된 공간 스트림 개수에 따라 HE-LTF를 전송한다.
이때, 각 STA들은 순차적으로 공간 스트림이 할당된다고 가정한다면, 각 STA은 자신에게 할당된 공간 스트림의 시작 인덱스는 이전 공간 스트림 인덱스를 누적하여 계산함으로써 알아낼 수 있다. 또는, 각 STA은 다른 STA이 사용하는 공간 스트림의 인덱스와 다른 새로운 인덱스의 공간 스트림을 이용하여 HE-LTF를 전송할 수도 있다.
예를 들어, STA 1과 STA 2가 각각 2 공간 스트림을 사용하여 UL MU 전송할 것을 지시 받았다면, STA 1 및 2는 스트림 인덱스 1부터 2개씩 순차적으로 사용하여 HE-LTF를 전송할 수 있다. 즉, STA 1은 1~2 스트림 인덱스를, STA 2는 3~4 스트림 인덱스를 사용해서 HE-LTF를 전송할 수 있다(또는 STA 1은 1~2 스트림 인덱스에 해당하는 HE-LTF를, STA 2는 3~4 스트림 인덱스에 해당하는 HE-LTF를 UL MU 전송할 수 있다). 혹은 이와 달리, STA 1은 소정의 스트림 인덱스를 갖는 2개의 공간 스트림을 이용하여(또는 해당하는) HE-LTF를 전송하고, STA 2는 STA 1의 스트림 인덱스와 다른 새로운 인덱스를 갖는 2개의 공간 스트림을 이용하여(또는 해당하는) HE-LTF를 전송할 수도 있다.
또는 다수의 STA들이 효율적으로 UL 사운딩 프로토콜을 수행하기 위해, HE-LTF는 주파수 대역에서 불연속적으로 위치한 주파수 자원을 이용하여 전송될 수도 있다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 NDP 프레임 내 HE-LTF의 UL MU 전송 방법을 예시한 도면이다.
도 33을 참조하면, 각 STA은 자신에게 할당된 주파수 자원을 이용하여 HE-LTF를 UL MU 전송할 수 있는데, 이때 각 STA에 할당되는 주파수 자원은 주파수 대역에서 불연속적으로 위치할 수 있다. 본 도면에 도시된 하나의 박스는 HE-LTF(1x, 2x 또는 4x HE-LTF)의 전송을 위해 각 STA에 할당되는 주파수 자원을 의미한다. 각 박스에는 HE-LTF(1x, 2x 또는 4x HE-LTF)가 맵핑되는 톤들을 기설정된 톤 단위로 그룹핑한 주파수 단위에 해당할 수 있다. 각 STA은 이렇듯 자신에게 할당된 불연속적으로 위치한 주파수 단위에 포함된톤들에 자신의 HE-LTF(1x, 2x 또는 4x HE-LTF)(또는 자신에게 할당된 공간 스트림에 해당하는 1x, 2x 또는 4x HE-LTF)를 맵핑하여 UL MU 전송할 수 있다.
다시 도 32(b)를 참조하면, NDP 프레임을 수신한 AP는 NDP 프레임의 정상적인 수신을 알리는 ACK 프레임을 DL MU 전송할 수 있다. 다만, 이러한 AP의 동작은 실시예에 따라 선택적으로 수행될 수 있다.
도 32(c)를 참조하면, 도 32(a) 및 32(b)의 실시예가 조합되어 NDP 프레임이 전송될 수도 있다. 즉, AP는 STA들에게 NDP 프레임을 UL MU 전송하도록 지시함과 동시에, 다른 STA들의 NDP 프레임 전송 이후에 연속적으로 NDP 프레임을 UL MU 전송하도록 지시할 수 있다. 예를 들어, AP는 NDPA 프레임을 통해 NDP 프레임의 UL MU OFDMA 전송을 STA 1 및 2에게 지시할 수 있다. STA 1 및 2는 자신에게 할당된 주파수 자원(또는 자원 유닛)을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다. 이에 연속하여, AP는 NDPA 프레임을 통해 NDP 프레임의 UL MU OFDMA 전송을 STA 3 및 4에게 지시할 수 있다. 이때, AP는 NDPA 프레임과 함께 STA 1 및 2로부터 수신한 NDP 프레임에 대한 응답으로서 ACK 프레임을 STA 1 및 2에 전송할 수도 있다. STA 3 및 4는 자신에게 할당된 주파수 자원(또는 자원 유닛)을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다.
이렇듯 NDP 프레임은 다양한 방식으로 UL 전송될 수 있다. 만일, NDP 프레임이 UL OFMDA 전송되는 경우, NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 각 STA에 할당되는 주파수 자원의 단위를 결정할 필요가 있다(또는 AP가 채널 상태를 측정하기 위한 UL 채널 측정 주파수 단위를 결정할 필요가 있다). 이하에서는 NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 할당되는 주파수 자원 단위(또는 UL 사운딩 프로토콜에서 NDP 프레임 전송을 위해 할당되는 주파수 자원)를, 일반적인 데이터 프레임의 UL MU 전송을 위해 할당되는 ‘자원 유닛’과 구별하기 위해, ‘측정 주파수 자원(Measuring Frequency Resource, MFR)’이라 지칭하기로 한다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 주파수 자원(Measuring Frequency Resource, MFR)을 예시한 도면이다.
도 34를 참조하면, MFR은 적어도 하나의 자원 유닛으로 구성될 수 있다(또는 적어도 하나의 자원 유닛을 포함할 수 있다). 이때 적어도 하나의 자원 유닛으로 구성된 각 MFR에는 서로 다른 인덱스가 할당될 수 있다. 예를 들어, 80MHz 채널의 996톤 자원 유닛은 하나의 MFR로 정의될 수 있으며, 해당 MFR에는 인덱스 0이 할당될 수 있다. 또한, 80MHz 채널에서 MFR은 484톤 자원 유닛 단위로 정의될 수 있으며, 80MHz 채널 중 첫 번째 484톤 자원 유닛에는 인덱스 1이, 두 번째 484톤 자원 유닛에는 인덱스 2가 각각 할당될 수 있다. 이와 유사한 방식으로, 소정의 자원 유닛 단위로 MFR이 결정(또는 정의)될 수 있으며, 각 MFR에는 인덱스가 할당될 수 있다.
AP는 이렇게 각 MFR에 할당된 인덱스를 이용하여, NDP 프레임의 UL MU 전송을 위한 주파수 자원을 지시할 수 있다. 보다 상세하게는, AP는 NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해(또는 UL 채널 상태 측정을 위해) 각 STA에 할당한 MFR의 인덱스 정보를 전송함으로써 각 STA에게 할당된 주파수 자원을 지시할 수 있다. 이때, 각 STA에 할당된 MFR 인덱스 정보(또는 주파수 자원 정보)를 DL 전송하기 위해 구성되는 필드는 아래의 표 16과 같이 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000016
이때, AP는 하나의 STA에 복수의 MFR들을 할당하는 경우, 할당된 복수의 MFR 인덱스들의 조합을 지시하는 인덱스가 표 16에 추가로 포함될 수 있다. 이때, 각 STA에 할당되는 복수의 MFR들은 주파수 대역에서 연속적으로 위치하거나 또는 불연속적으로 위치할 수 있다.
이러한 MFR 정보(또는 주파수 자원 정보)는 트리거 정보로서 NDPA 프레임 또는 트리거 프레임에 포함되어 각 STA으로 DL 전송될 수 있는데, 이에 관한 보다 상세한 설명은 이하에서 후술하기로 한다.
앞서 도 29와 관련하여 상술한 바와 같이, NDPA 정보 및 트리거 정보는 서로 다른 프레임에 각각 실려 DL 전송되거나, 하나의 프레임에 실려 DL 전송될 수 있다. 특히, NDPA 정보 및 트리거 정보가 하나의(또는 동일한) 프레임에 실려 DL 전송되는 실시예의 경우, 해당 프레임의 포맷은 기존 시스템에서는 정의되지 않았기 때문에 차세대 시스템에서 새롭게 정의될 필요가 있다. 따라서, 이하에서는 NDPA 정보 및 트리거 정보를 포함하는 NDPA 프레임 또는 트리거 프레임의 HE 포맷에 대해 새롭게 제안하고자 한다.
1. NDPA 프레임의 HE 포맷
일 실시예로서, NDPA 정보 및 트리거 정보가 포함된 NDPA 프레임은 기존 시스템에서 정의된 NDPA 프레임(도 8 참조)을 재사용할 것을 제안하며, 이에 대한 예시는 표 17과 같다. 표 17과 관련하여, 도 8에서의 설명과 중복되는 내용은 생략하며, 이하에서는 VHT NDPA 프레임과의 차이점을 중심으로 설명한다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000017
표 17을 참조하면, 사운딩 다이얼로그 토큰 필드에서 기존에 예비 비트로 설정되었던 2bits를 이용하여 해당 NDPA 프레임이 UL 사운딩 프로토콜을 개시하기 위한 NDPA 프레임임을 지시하는 지시자로 사용할 수 있다. 예를 들어, 사운딩 다이얼로그 토큰 필드내 예비 비트가 ‘00’으로 설정된 경우 해당 NDPA 프레임은 기존 VHT 포맷의 NDPA 프레임임을 지시하며, ‘01’로 설정된 경우, 해당 NDPA 프레임은 UL 사운딩 프로토콜을 개시하기 위한 (HE 포맷의) NDPA 프레임임을 지시할 수 있다. 다만, 각 정보를 지시하는 비트 값은 이에 한정되는 것은 아니며 다른 비트 값으로도 설정될 수 있음은 물론이다. 또는, 사운딩 다이얼로그 토큰 필드의 예비 비트 중 1bit만을 UL 사운딩용 NDPA 프레임임을 지시하기 위한 지시자로 사용하고, 나머지 1bit은 예비 비트로 남겨둘 수 있다.
또한, NDPA 프레임에서 AID 필드의 비트 사이즈를 12bits에서 11bits로 줄이고(NDPA 프레임은 항상 AP가 전송하며, 802.11ax에서 해당 필드는 11bits 사이즈면 충분함), Nc 인덱스 필드를 3bits에서 2bits로 줄임(NDP 프레임을 전송하는 주체가 STA이며, STA은 최대 4개의 공간 스트림 전송이 가능)에 따라 2bits의 여유 비트가 생기며, 이 2bits를 MFR 지시용(또는 주파수 정보 필드)으로 사용할 수 있다.
Feedback type 필드는 기존과 달리 STA이 NDP frame을 Full band로 전송할지(또는 NDP 프레임을 UL SU 전송할지) Partial band로 전송할지(또는 NDP 프레임을 UL MU 전송할지) 여부를 알려주기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, Feedback type 필드가 ‘0’으로 설정된 경우, STA이 NDP 프레임을 full band로 UL 전송할 것을 지시한다. 반대로, Feedback type 필드가 ‘1’로 설정된 경우, STA이 MFR을 이용하여 NDP를 UL MU 전송할 것을 지시한다.
만일, Feedback type 필드가 partial band를 이용한 NDP 프레임 전송을 지시하는 경우, 각 STA은 자신에게 할당된 MFR이 무엇인지를 추가로 알 필요가 있다. 따라서, 앞서 MFR 지시용으로 할당된 2bits를 사용하여 각 STA에 NDP 프레임 전송을 위해 할당된 MFR을 지시해줄 수 있다. 이때, MFR 지시용 비트들은 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 MFR의 인덱스를 지시하거나, 서브 채널 정보(예를 들어, 80MHz 채널 중 n번째 20MHz 서브 채널) 지시할 수도 있다.
또는 상술한 바와 달리, Nc 인덱스 값을 항상 4로 고정하고, Nc 인덱스 필드의 2bits도 MFR 지시용 비트로 추가할 수 있다. 또는 Nc 인덱스 값을 사운딩 다이얼로그 토크 필드의 예비 비트를 이용하여 지시하고, Nc 인덱스 필드의 2bits도 MFR 지시용 비트로 추가할 수 있다. 따라서 이 경우, MFR 지시용 비트(또는 주파수 정보 필드)는 총 4bits로 구성될 수 있으며, 보다 다양하고 상세한 MFR 정보를 지시할 수 있다.
MFR 지시용 비트들(또는 주파수 정보 필드)은 Feedback type 필드가 NDP 프레임의 UL SU 전송을 지시하는 경우(예를 들어, Feedback type 필드가 ‘0’으로 설정된 경우) 예비 비트로 사용될 수 있으며, Feedback type 필드가 NDP 프레임의 UL MU 전송을 지시하는 경우(예를 들어, Feedback type 필드가 ‘1’로 설정된 경우) MFR 지시용으로 사용될 수 있다.
같은 주파수 밴드가 할당된 STA 수가 복수인 경우, 각 STA은 자신이 전송할 Nc 인덱스(또는 공간 스트림 인덱스)(또는 NDP 프레임을 UL 전송하는 데 사용할 공간 스트림의 인덱스)는 다른 STA의 공간 스트림 인덱스를 고려하여 결정할 수 있다. 보다 상세하게는, 각 STA은 이전 STA의 공간 스트림의 인덱스를 누적하여 계산함으로써 자신의 공간 스트림 인덱스를 획득할 수 있다. 예를 들어, STA 1, 2에 각각 Full Band가 할당되고, Nc 인덱스가 각각 2, 2라면 STA 1은 공간 스트림 인덱스 1 및 2(또는 인덱스 1 및 2에 해당하는 공간 스트림)를 사용하고, STA 2는 공간 스트림 인덱스 3 및 4(또는 인덱스 3 및 4에 해당하는 공간 스트림)를 이용하여 UL NDP 프레임을 전송한다.
상술한 바와 같이 NDPA 프레임을 기존 시스템의 NDPA 프레임을 재사용하여 구성할 수 있으나, 다른 실시예로서 아래의 표 18과 같이 HE 포맷의 NDPA 프레임을 새롭게 정의할 수도 있다.
Figure PCTKR2016003965-appb-T000018
표 18에 관한 설명은 표 17에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있으며, 다만 MFR 지시용 비트 수가 제약 없이 구성될 수 있다는 점에서 차이점이 존재한다. 이렇듯 MFR 지시용 비트 수의 제약이 없어짐에 따라 다양한 MFR의 조합을 보다 상세하게 지시할 수 있다는 효과가 있다.
2. 트리거 프레임의 HE 포맷
일 실시예로서, NDPA 정보 및 트리거 정보가 포함된 트리거 프레임이 새롭게 정의될 수 있다. 이는, “NDPA 프레임이 트리거 프레임의 한 타입으로서 새롭게 정의될 수 있다”고 표현될 수도 있다. 이를 위해 우선, 현재까지 결정된 트리거 프레임의 HE 포맷을 살펴보기로 한다.
도 35는 트리거 프레임의 HE 포맷을 예시한 도면이다.
도 35를 참조하면, 트리거 프레임은 Frame control 필드, Duration 필드, (A1) 필드(또는 (RA) 필드), A2 필드(또는 TA 필드), Common Info 필드(또는 공통 정보 필드), Per User Info N 필드(또는 사용자 특정(User-Specific) 필드) 및 FCS를 포함할 수 있다.
RA 필드는 수신 STA의 주소를 지시한다. RA 필드는 실시예에 따라 트리거 프레임에 포함되거나 제외될 수 있다.
TA 필드는 트리거 프레임을 전송하는 STA의 주소를 지시한다.
Common Info 필드는 트리거 프레임을 수신하는 STA들에 공통적으로 수신되는 트리거 정보가 포함된 필드를 나타낸다. Common Info 필드는 Trigger type 필드, Trigger common info 필드 및 Type-specific common info 필드를 포함할 수 있다. 또한, Trigger common info 필드는 Max. UL PPDU 길이 필드, BW 필드, GI 필드, LTF 타입 필드 및 LTF Num 필드를 포함할 수 있다. Max. UL PPDU 길이 필드는 트리거 프레임에 의해 트리거링된 UL MU PPDU의 (최대) 길이를 지시하며, BW 필드는 해당 UL MU PPDU의 전송 대역폭을 지시하며, GI 필드는 해당 UL MU PPDU에 적용되는 가드 인터벌(Guard Interval)을 지시하며(또는 해당 UL MU PPDU 생성 시 사용하는 가드 인터벌을 지시하며), LTF 타입 필드는 해당 UL MU PPDU의 LTF 타입을 지시하며, LTF Num 필드는 해당 UL MU PPDU에 포함되는 HE-LTF의 개수를 지시한다.
Per User Info N 필드는 각 STA에 개별적으로 수신되는 트리거 정보가 포함된 필드를 나타낸다. 따라서, Per User Info N 필드는 STA 수만큼 트리거 프레임에 포함될 수 있다. Per User Info N 필드는 Trigger Per User Info N 및 Type-specific Per User Info N 필드를 포함할 수 있다. Trigger Per User Info N 필드에는 해당 필드를 수신하는 특정 STA이 UL MU 프레임을 생성/전송하는 데 사용할 MCS 정보, 코딩 정보, 스트림 개수(Nsts) 정보, TxBF(Tx Beamforming) 정보, STBC(space-time block coding) 정보 등이 포함되어 있을 수 있다.
상술한 Trigger common info 필드 및 Trigger STA info 필드는 UL MU PPDU 프레임의 할당 영역 및 UL MU 전송 방법에 대한 다양한 정보를 포함한다. Type-specific common info 필드 및 Type-specific Per User Info 필드는 트리거 프레임의 타입에 따라 별도로 포함되어야 하는 정보가 있는 경우에 추가되는 필드이다. 본 명세서에서 새롭게 정의되는 타입(또는 NDPA 프레임 타입)의 트리거 프레임에는 NDP 프레임의 UL 전송을 위해 상기 필드들에 NDPA 정보 및/또는 트리거 정보가 포함될 수 있으며, 이에 관하여는 도 36과 관련하여 이하에서 상세히 후술하기로 한다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거 프레임의 HE 포맷을 예시한 도면이다.
도 36(a)를 참조하면, UL 사운딩 프로토콜을 위해 새롭게 정의된 트리거 프레임의 Type-specific common info 필드는 NDPA 프레임의 사운딩 다이얼로그 토큰 필드로 대체될 수 있다(또는 포함할 수 있다). 따라서, 해당 Type-specific common info 필드(또는 사운딩 다이얼로그 토큰 필드)에는 트리거 프레임을 식별하기 위하여 선택된 사운딩 다이얼로그 토큰 정보가 포함된다. 또한, Type-specific Per User Info 필드는 피드백 타입 필드(NDP 프레임의 UL SU 또는 MU 전송을 지시), Nc 인덱스 필드(NDP 프레임의 Nc 인덱스 지시), MFR 지시 필드(NDP 프레임의 MFR 지시)로 대체될 수 있다(또는 포함할 수 있다).
여기서 Nc 인덱스 필드 및 MFR 지시 필드는 Trigger STA Info N 필드에서 스트림 개수(Nsts) 필드 및 자원 유닛 할당 필드(RU allocation field)로 대체 가능하다. 본 도면에서는 자원 유닛 할당 필드(RU allocation field)를 별도로 도시하지 않았지만, 해당 필드는 자원 할당 방식에 따라 Trigger common information 필드 혹은 Trigger STA info N 필드에 포함될 수 있다.
본 트리거 프레임에 의해 트리거링된(또는 본 트리거 프레임을 이용해서 전송되는) UL MU PPDU는 UL NDP 프레임을 포함하기 때문에(즉, 데이터 필드를 포함하지 않기 때문에) 데이터 구성 방식을 알려주는 필드는 필요 없을 수 있다. 즉, Trigger common information 필드에서 Max. UL PPDU 길이 필드, GI 필드 및/또는 Trigger STA info N 필드는 필요하지 않을 수 있다. 따라서 해당 필드들은 다른 타입의 트리거 프레임과의 commonality를 위해서 예비 비트(reserved)로 남겨지거나, 삭제될 수 있다.
또 다른 트리거 프레임의 구성 방식으로, 도 36(b)를 참조하면, 일반적인 트리거 프레임에 사운딩 다이얼로그 토큰 필드만 추가하여 NDPA 프레임 포맷의 트리거 프레임을 구성할 수도 있다. 즉, 기본 트리거 프레임의 포맷을 그대로 이용하되, Common info 필드에 사운딩 다이얼로그 토큰 필드만 추가할 수 있다.
이 경우, MFR 지시 필드는 Trigger STA Info N 필드의 자원 유닛 할당 필드(RU allocation field)가 대신 그 역할을 수행하여, MFR 정보를 지시하게 된다. 즉, 자원 유닛 할당 필드가 NDP UL 프레임을 위한 MFR(예를 들어, MFR 인덱스)을 지시할 수 있다. 본 트리거 프레임에 의해 트리거링된(또는 본 트리거 프레임을 이용해서 전송되는) UL MU PPDU는 UL NDP 프레임을 포함하기 때문에(즉, 데이터 필드를 포함하지 않기 때문에), Max. UL PPDU 길이 필드, GI 필드 및/또는 Coding type 정보, TxBF 정보, STBC 정보 등은 불필요할 수 있다. 따라서, 해당 필드/정보는 예비 비트(reserved)로 남겨지거나, 삭제할 수 있다.
Trigger STA Info N 필드(또는 STA Info N 필드)는 피드백 타입 필드(NDP 프레임의 UL SU 또는 MU 전송을 지시)를 포함할 수 있으며, 피드백 타입 필드가 지시하는 내용에 따라 해당 필드에 뒤따르는 contents(또는 필드)가 결정될 수 있다. 예를 들어, 피드백 타입 필드가 UL SU 전송을 지시하는 경우, 해당 필드 뒤에는 NDP UL 프레임 전송에 사용되는 공간 스트림의 개수(Nsts)를 지시하는 필드, TxBF(Tx Beamforming) 필드 및 STBC(space-time block coding) 필드가 뒤따를 수 있다(또는 포함될 수 있다). 또는, 피드백 타입 필드가 UL MU 전송을 지시하는 경우, 해당 필드 뒤에는 해당 필드 뒤에는 NDP UL 프레임 전송에 사용되는 공간 스트림의 개수(Nsts) 및 인덱스를 각각 지시하는 필드들이 뒤따를 수 있다(또는 포함될 수 있다).
본 실시예의 경우, 트리거 프레임의 타입을 UL NDPA 프레임 타입이나 UL 사운딩을 위한 트리거 프레임이라 별도로 정의하지 않고, UL/DL 구분 없이 하나의 ‘사운딩용 트리거 프레임 타입’으로 정의할 수 있다. 대신, 트리거 프레임이 UL 사운딩 프로토콜을 위한 프레임인지, DL 사운딩 프로토콜을 위한 프레임인지를 구별하기 위해 사운딩 다이얼로그 토큰 필드의 예비 비트(2bits)가 사용될 수 있다. UL의 경우에는 Type-specific Per User Info field가 없을 수 있다.
이상으로, NDPA 정보 및 트리거 정보가 NDPA 프레임 또는 트리거 프레임에 포함되는 경우, 각 프레임의 HE 포맷에 대해 살펴보았다. 상술한 실시예들에서 소개한 프레임 포맷은 실시예에 따라 새로운 필드들이 추가되거나, 각 필드들이 결합하여(jointly) 구성되거나, 일부 필드들이 제외되어 구성될 수도 있음은 물론이다. 또한 상술한 설명들에서 ‘필드’는 ‘정보’로 대체되어 표현될 수도 있다.
이하에서는 제2 실시예, 즉 NDPA 정보 및 트리거 정보가 NDPA 프레임에 포함되어 전송되는 경우의 UL 사운딩 프로토콜에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 사운딩 프로토콜을 예시한 도면이다.
도 37을 참조하면, AP는 UL 사운딩 프로토콜을 개시하는 NDPA 프레임을 DL MU 전송할 수 있다. 이때, NDPA 프레임은 표 17 또는 표 18의 예시와 같이 구성될 수 있으며, NDP 프레임의 UL MU 전송을 위한 트리거 정보로서 MFR 인덱스 정보 및 공간 스트림의 인덱스 정보가 포함되어 있을 수 있다. 본 도면의 경우, NDPA 프레임은 NDP 프레임의 UL OFDMA 전송을 위한 정보로서 STA 1에 대해서는 MFR 인덱스 1, STA 2에 대해서는 MFR 인덱스 2, STA 3에 대해서는 MFR 인덱스 0을 각각 지시할 수 있다. 또한, NDPA 프레임은 NDP 프레임의 MU MIMO 전송을 위한 정보로서 STA 1에 대해서는 스트림 인덱스 1 및 2, STA 2에 대해서는 스트림 인덱스 1 및 2, STA 3에 대해서는 스트림 인덱스 3 및 4를 각각 지시할 수 있다.
다음으로, STA은 NDPA 프레임에 기초하여 NDP 프레임을 생성하고, 이를 UL MU 전송할 수 있다. 따라서, STA 1은 MFR 인덱스 1에 해당하는 주파수 자원과 스트림 인덱스 1, 2에 해당하는 공간 자원을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다. 또한, STA 2는 MFR 인덱스 2에 해당하는 주파수 자원과 스트림 인덱스 1, 2에 해당하는 공간 자원을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다. 또한, STA 3은 MFR 인덱스 0에 해당하는 주파수 자원과 스트림 인덱스 3, 4에 해당하는 공간 자원을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다.
해당 NDP 프레임을 수신한 AP는 수신한 NDP 프레임의 트레이닝 필드(예를 들어, HE-LTF)를 기초로 UL 채널 상태를 측정 및 획득할 수 있다. 따라서, AP는 측정한 UL 채널 상태를 UL MU 주파수/공간 자원을 각 STA에 효율적으로 할당하는 데 사용할 수 있다. 각 STA에 대한 UL MU 자원 할당 정보는 추후에 트리거 프레임에 실려 각 STA으로 전송될 수 있다.
다음으로, AP는 STA 4 내지 7에 대해 각각 MFR 인덱스 3 내지 6을 지시하고, STA 4내지 7 모두에 스트림 인덱스 1 내지 4를 지시하는 NDPA 프레임(또는 폴링 프레임)을 DL 전송할 수 있다. 해당 NDPA 프레임을 수신한 STA 4 내지 7은 지시받은 UL MU 자원을 이용하여 각각 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다.
도 38은 본 발명의 일 실시예에 따른 STA 장치의 UL 사운딩 지원 방법을 나타낸 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 상술한 실시예들이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 38을 참조하면, 우선 STA은 NDP 프레임의 UL 전송을 지시하는 NDPA 정보를 수신할 수 있다(S3810). 이때, NDPA 정보에는 사운딩 다이얼로그 토큰 정보 및/또는 UL 사운딩 프로토콜에 참여하는 적어도 하나의 STA의 ID(AID) 정보가 포함되어 있을 수 있다.
다음으로, STA은 NDP 프레임의 UL MU 전송 자원을 지시하는 트리거 정보를 수신할 수 있다(S3820). 이때 트리거 정보에는 NDP 프레임의 UL MU 전송을 위해 STA에 할당된 주파수 자원 정보 및/또는 공간 자원 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이때, 주파수 자원 정보는 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 MFR을 지시할 수 있으며, 공간 자원 정보는 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 공간 스트림의 개수/인덱스를 지시할 수 있다. 이외에도 트리거 정보에는 NDP 프레임의 HE-SIG A 필드의 컨텐츠에 관한 정보, NDP 프레임을 전송할 적어도 하나의 STA의 ID(AID), NDP 프레임에 포함되는 HE-LTF의 타입 정보, NDP 프레임을 전송하는 데 사용할 공간 스트림의 개수(Nsts), 피드백 타입(즉 NDP 프레임의 MU 또는 SU 전송 여부) 정보 등이 추가로 포함되어 있을 수 있다.
다음으로, STA은 트리거 정보가 지시하는 UL MU 전송 자원을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다. 보다 상세하게는, STA은 주파수 자원 정보가 지시하는 MFR, 공간 자원 정보가 지시하는 공간 스트림을 이용하여 NDP 프레임을 UL MU 전송할 수 있다.
본 순서도에는 도시하지 않았으나 STA들로부터 NDP 프레임을 수신한 AP는 수신한 NDP 프레임의 트레이닝 필드에 기초하여 UL 채널 상태를 측정하여 UL 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. AP는 이렇게 획득한 UL 채널 상태 정보는 추후에 각 STA의 UL MU 전송을 위해 자원을 효율적으로 할당하는 데 사용할 수 있다.
NDPA 정보 및 트리거 정보는 실시예에 따라 서로 다른 프레임에 각각 실려 DL 전송되거나, 동일한 하나의 프레임에 실려 DL 전송될 수 있음은 앞서 상술한 바와 같다. NDPA 정보 및 트리거 정보가 NDPA 프레임에 포함되어 전송되는 경우, NDPA 프레임 포맷은 표 17 또는 표 18의 예시와 같이 구성될 수 있다. 또는, NDPA 정보 및 트리거 정보가 트리거 프레임에 포함되어 전송되는 경우, 트리거 프레임 포맷은 도 36의 예시와 같이 구성될 수 있다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 STA 장치의 블록도이다.
도 39에서, STA 장치(3910)는 메모리(3912), 프로세서(3911) 및 RF 유닛(3913)을 포함할 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 STA 장치는 HE STA 장치로서, AP 또는 non-AP STA가 될 수 있다.
RF 유닛(3913)은 프로세서(3911)와 연결되어 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. RF 유닛(3913)은 프로세서(3911)로부터 수신된 데이터를 송수신 대역으로 업컨버팅하여 신호를 전송할 수 있다.
프로세서(3911)는 RF 유닛(3913)과 연결되어 IEEE 802.11 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(3911)는 상술한 도면 및 설명에 따른 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 STA(3910)의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(3912)에 저장되고, 프로세서(3911)에 의하여 실행될 수 있다.
메모리(3912)는 프로세서(3911)와 연결되어, 프로세서(3911)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(3912)는 프로세서(3911)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(3911)의 외부에 설치되어 프로세서(3911)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
또한, STA 장치(3910)는 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 포함할 수 있다.
도 39의 STA 장치(3910)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 다양한 실시예는 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 모두 설명되었다.
본 발명의 무선 통신 시스템에서 프레임 전송 방안은 IEEE 802.11 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, IEEE 802.11 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. WLAN(Wireless LAN) 시스템에서 상향링크(UL: Uplink) 채널 상태를 측정하기 위한 STA(Station)의 UL 사운딩 지원 방법에 있어서,
    NDP(Null data packet) 프레임의 UL 전송을 지시하는 NDPA(NDP announcement) 정보를 수신하는 단계;
    상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 자원을 지시하는 트리거 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 트리거 정보가 지시하는 상기 UL MU 전송 자원을 이용하여 상기 NDP 프레임을 UL MU(Multi-User: 다중 사용자) 전송하는 단계; 를 포함하되,
    상기 트리거 정보는 상기 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 공간 자원 정보 또는 주파수 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간 자원 정보는 상기 NDP 프레임을 UL 전송하는 데 사용할 적어도 하나의 공간 스트림의 인덱스를 지시하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 자원 정보는 상기 NDP 프레임을 UL 전송하는 데 사용할 적어도 하나의 측정 주파수 자원 유닛의 인덱스를 지시하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 NDPA 정보는 NDPA 프레임을 통해, 상기 트리거 정보는 트리거 프레임을 통해 각각 수신되는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 NDPA 프레임은 사운딩 다이얼로그 토큰(Sounding Dialog Token) 정보 및 상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 트리거 프레임은,
    상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보, 상기 NDP 프레임의 상기 주파수 자원 정보 및 상기 NDP 프레임의 상기 공간 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 NDP 프레임이 UL PPDU(Physical Protocol Data Unit)에 포함되어 전송되는 경우, 상기 트리거 프레임은,
    상기 NDP 프레임을 상기 UL PPDU의 전체 전송 대역(Full-band)으로 전송할지 또는 상기 NDP 프레임을 상기 UL PPDU의 일부 전송 대역(Partial-band)으로 전송할지를 지시하는 피드백 타입 정보를 더 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 NDPA 정보 및 상기 트리거 정보는 하나의 NDPA 프레임을 통해 수신되는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 NDPA 프레임은 사운딩 다이얼로그 토큰 필드 및 STA info 필드를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 사운딩 다이얼로그 토큰 필드는,
    상기 NDPA 프레임이 상기 NDP 프레임의 UL 전송을 지시하는 프레임임을 지시하는 지시자를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 STA info 필드는,
    상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보가 포함된 AID 필드, 및
    상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 여부를 지시하는 피드백 타입 필드를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 피드백 타입 필드가 상기 NDP 프레임의 UL MU 전송을 지시하는 경우, 상기 STA info 필드는,
    상기 NDP 프레임의 상기 주파수 자원 정보를 지시하는 측정 주파수 자원 유닛 필드 및 상기 NDP 프레임의 상기 공간 자원 정보를 지시하는 Nc 인덱스 필드를 더 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 NDPA 정보 및 상기 트리거 정보는 하나의 트리거 프레임을 통해 수신되는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 트리거 프레임은,
    상기 트리거 프레임을 수신하는 STA들에 대한 공통 정보가 포함된 공통 정보 필드 및 상기 트리거 프레임을 수신하는 각 STA에 대한 개별 정보가 포함된 사용자 특정 필드를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공통 정보 필드는 사운딩 다이얼로그 토큰 정보를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 사용자 특정 필드는 상기 NDP 프레임을 전송할 STA들의 AID(Association Identifier) 정보, 상기 NDP 프레임의 UL MU(Multi-user: 다중 사용자) 전송 여부를 지시하는 피드백 타입 정보, 상기 NDP 프레임의 상기 주파수 자원 정보 및 상기 NDP 프레임의 상기 공간 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 NDP 프레임은 L-STF(Legacy-Short Training Field), L-LTF(Legacy-Long Training Field), L-SIG(Legacy SIGNAL) 필드, RL-SIG(Repeated L-SIG) 필드, HE-SIG(High Efficiency SIGNAL) A 필드, HE-STF(High Efficiency STF) 및 HE-LTF(High Efficiency LTF)로 구성되는, STA의 UL 사운딩 지원 방법.
  18. WLAN(Wireless LAN) 시스템에서 STA(Station) 장치에 있어서,
    무선 신호를 송수신하는, RF 유닛; 및
    상기 RF 유닛을 제어하는, 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    NDP(Null data packet) 프레임의 UL 전송을 지시하는 NDPA(NDP announcement) 정보를 수신하고,
    상기 NDP 프레임의 UL MU 전송 자원을 지시하는 트리거 정보를 수신하고,
    상기 트리거 정보가 지시하는 상기 UL MU 전송 자원을 이용하여 상기 NDP 프레임을 UL MU(Multi-User: 다중 사용자) 전송하되,
    상기 트리거 정보는 상기 NDP 프레임을 UL MU 전송하는 데 사용할 공간 자원 정보 또는 주파수 자원 정보 중 적어도 하나를 포함하는, STA 장치.
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