WO2017023006A1 - 채널 본딩 기반 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

채널 본딩 기반 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017023006A1
WO2017023006A1 PCT/KR2016/008153 KR2016008153W WO2017023006A1 WO 2017023006 A1 WO2017023006 A1 WO 2017023006A1 KR 2016008153 W KR2016008153 W KR 2016008153W WO 2017023006 A1 WO2017023006 A1 WO 2017023006A1
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WO
WIPO (PCT)
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channel
sta
signal
allocated
stas
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/008153
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English (en)
French (fr)
Inventor
박성진
김진민
조한규
박은성
조경태
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path

Definitions

  • the following description relates to channel bonding in a mobile communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting a signal based on channel bonding in an access point or station in a WLAN system. .
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.11b provides a transmission rate of 11 Mbps and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11n applies multiple input multiple output OFDM (MIMO-OFDM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11n supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case providing a transmission rate of 600 Mbps.
  • the WLAN standard uses a maximum of 160MHz bandwidth, supports eight spatial streams, and supports IEEE 802.11ax standard through an IEEE 802.11ac standard supporting a speed of up to 1Gbit / s.
  • IEEE 802.11ad defines performance enhancement for ultra-high throughput in the 60 GHz band, and IEEE 802.11ay for channel bonding and MIMO technology is introduced for the first time in the IEEE 802.11ad system.
  • PPDU Physical Protocol Data Unit
  • a different bandwidth may be allocated to each station so that a method of transmitting and receiving data may be required.
  • the AP orthogonal frequency division multiple (OFDMA)
  • a plurality of channels are allocated to a plurality of first STAs according to an access) method, and the AP transmits a signal through a channel allocated to each of the plurality of first STAs, but the OFDMA method corresponds to one channel.
  • the present invention proposes a signal transmission method for transmitting a signal through channel bonding or channel aggregation.
  • the signal transmitted to the first STA and the signal transmitted to the second STA in one channel may be distinguished through precoding applied to each signal.
  • subcarriers between channels allocated to the two first STAs may be used as guard tones. have.
  • the AP may transmit a signal to the plurality of first STAs without using a guard tone.
  • FFT fast Fourier transform
  • the signal transmitted by the AP to a specific first STA may include at least one of bandwidth information and channelization information used by the specific first STA.
  • the signal transmitted by the AP to the specific first STA may further include group identification information.
  • the signal transmitted by the AP to each first STA may include different modulation and coding scheme (MCS) information.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the MCS information may be included in a header for a first type STA or a header for a second type STA in a signal transmitted by the AP to each first STA.
  • One or more of the bandwidth information and the channelization information allocated to the first STA may be indicated by one or more bit indicators.
  • At least one of bandwidth information and channelization information allocated to the first STA is indicated by as many bit indicators as the maximum number of channels supported by the system, and each bit indicator indicates that a channel corresponding to each bit indicator is assigned to the first indicator. 1 may indicate whether the STA is allocated in an on / off manner.
  • the signal transmitted by the AP to each first STA may indicate that each first STA is allocated one or more channels according to the OFDMA scheme.
  • the STA in a method in which a station (STA) transmits a signal to an access point (AP) in a WLAN system, the STA is orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) from the AP.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • One or more channels of a plurality of channels are allocated according to a scheme, and the STA transmits a signal to the AP through the allocated channel, but the OFDMA scheme provides a channel unit resource unit corresponding to one channel.
  • At least one channel is allocated to the first STA in a minimum unit, and when the STA is allocated two or more channel unit resource units, the STA performs a signal through channel bonding or channel aggregation.
  • an access point apparatus for transmitting a signal in a WLAN system, the apparatus comprising: a processor configured to generate a signal to be transmitted to a plurality of stations (STAs); And a transceiver connected to the processor and configured to transmit a signal to the plurality of STAs, wherein the processor controls the transceiver to transmit a plurality of channels according to the orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) scheme.
  • STAs stations
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • An access point device which is configured, is proposed.
  • a station apparatus for transmitting a signal in a WLAN system, comprising: a processor configured to generate a signal to be transmitted to an access point (AP); And a transceiver connected to the processor and configured to transmit a signal to the AP, wherein the processor controls the transceiver so that one or more channels of a plurality of channels can be transmitted from the AP according to an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) scheme.
  • a signal is transmitted to the AP through the allocated channel, and the OFDMA scheme allocates one or more channels to the first STA in a minimum unit of a channel unit resource unit corresponding to one channel.
  • the processor proposes a station apparatus configured to transmit a signal through channel bonding or channel bonding when two or more channel unit resource units are allocated.
  • the frequency of a channel unit resource unit corresponding to one channel of the 11ay system for each STA is measured in minimum units.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a channel in a 60 GHz band for explaining a channel bonding operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a basic method of performing channel bonding in a WLAN system.
  • 5 is a diagram for explaining a physical configuration of an existing radio frame.
  • 6 and 7 are views for explaining the configuration of the header field of the radio frame of FIG.
  • FIG. 8 illustrates a PPDU structure applicable to the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating operating frequency bands used by a plurality of stations STA in accordance with the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a PPDU structure applicable to the present invention when MU-MIMO is applied.
  • FIG. 12 illustrates a structure in which channels are allocated to a plurality of STAs according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a frequency band in the OFDM transmission mode in two channels of the 11ay system.
  • 20 is a diagram illustrating a structure in which a channel is allocated to a plurality of STAs according to another embodiment of the present invention.
  • 21 is a diagram illustrating a PPDU structure transmitted to a plurality of STAs according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram for describing an apparatus for implementing the method as described above.
  • the following description relates to a method and apparatus for transmitting data based on channel bonding in a mobile communication system.
  • a mobile communication system There may be various mobile communication systems to which the present invention is applied.
  • the WLAN system will be described in detail as an example of the mobile communication system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • the WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • BSS is a set of stations (STAs) that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • An STA is a logical entity that includes a medium access control (MAC) and a physical layer interface to a wireless medium.
  • the STA is an access point (AP) and a non-AP STA (Non-AP Station). Include.
  • the portable terminal operated by the user among the STAs is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA is a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. It may also be called another name such as a mobile subscriber unit.
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to the AP to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • STA station
  • DS distribution system
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), a personal basic service set central point / access point (PCP / AP), or a site controller.
  • BSS can be divided into infrastructure BSS and Independent BSS (IBSS).
  • IBSS Independent BSS
  • the BBS shown in FIG. 1 is an IBSS.
  • the IBSS means a BSS that does not include an AP. Since the IBSS does not include an AP, access to the DS is not allowed, thereby forming a self-contained network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the BSS shown in FIG. 2 is an infrastructure BSS.
  • Infrastructure BSS includes one or more STAs and APs.
  • communication between non-AP STAs is performed via an AP.
  • AP access point
  • a plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a DS.
  • a plurality of BSSs connected through a DS is called an extended service set (ESS).
  • STAs included in the ESS may communicate with each other, and a non-AP STA may move from one BSS to another BSS while seamlessly communicating within the same ESS.
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS is not necessarily a network, and there is no limitation on the form if it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a channel in a 60 GHz band for explaining a channel bonding operation according to an embodiment of the present invention.
  • channel 2 of the channels shown in FIG. 3 may be used in all regions and may be used as a default channel.
  • Channels 2 and 3 can be used in most of the designations except Australia, which can be used for channel bonding.
  • a channel used for channel bonding may vary, and the present invention is not limited to a specific channel.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a basic method of performing channel bonding in a WLAN system.
  • FIG. 4 illustrates the operation of 40 MHz channel bonding by combining two 20 MHz channels in an IEEE 802.11n system.
  • 40/80/160 MHz channel bonding will be possible.
  • the two exemplary channels of FIG. 4 include a primary channel and a secondary channel, so that the STA can examine the channel state in a CSMA / CA manner for the primary channel of the two channels. If the secondary channel is idle for a predetermined time (e.g. PIFS) at the time when the primary channel idles for a constant backoff interval and the backoff count becomes zero, the STA is assigned to the primary channel and Auxiliary channels can be combined to transmit data.
  • PIFS a predetermined time
  • channel bonding when channel bonding is performed based on contention as illustrated in FIG. 4, channel bonding may be performed only when the auxiliary channel is idle for a predetermined time at the time when the backoff count for the primary channel expires. Therefore, the use of channel bonding is very limited, and it is difficult to flexibly respond to the media situation.
  • an aspect of the present invention proposes a method in which an AP transmits scheduling information to STAs to perform access on a scheduling basis. Meanwhile, another aspect of the present invention proposes a method of performing channel access based on the above-described scheduling or on a contention-based basis independently of the above-described scheduling. In addition, another aspect of the present invention proposes a method for performing communication through a spatial sharing technique based on beamforming.
  • PHY MCS anmerkung Control PHY 0 Single carrier PHY (SC PHY) 1 ... 1225 ... 31 (low power SC PHY) OFDM PHY 13 ... 24
  • modulation modes can be used to meet different requirements (eg, high throughput or stability). Depending on your system, only some of these modes may be supported.
  • 5 is a diagram for explaining a physical configuration of an existing radio frame.
  • DMG Directional Multi-Gigabit
  • the preamble of the radio frame may include a Short Training Field (STF) and a Channel Estimation (CE).
  • the radio frame may include a header and a data field as a payload and optionally a TRN field for beamforming.
  • 6 and 7 are views for explaining the configuration of the header field of the radio frame of FIG.
  • FIG. 6 illustrates a case in which an SC mode is used.
  • a header includes information indicating an initial value of scrambling, a modulation and coding scheme (MCS), information indicating a length of data, and an additional physical protocol (PPDU).
  • MCS modulation and coding scheme
  • PPDU additional physical protocol
  • the header has 4 bits of reserved bits, which may be used in the following description.
  • the OFDM header includes information indicating the initial value of scrambling, MCS, information indicating the length of data, information indicating the presence or absence of additional PPDUs, packet type, training length, aggregation, beam beaming request, last RSSI, truncation, Information such as a header check sequence (HCS) may be included.
  • HCS header check sequence
  • the header has 2 bits of reserved bits, and in the following description, such reserved bits may be utilized as in the case of FIG. 6.
  • the IEEE 802.11ay system is considering introducing channel bonding and MIMO technology for the first time in the existing 11ad system.
  • a new PPDU structure is needed. That is, the existing 11ad PPDU structure has limitations in supporting legacy terminals and implementing channel bonding and MIMO.
  • a new field for the 11ay terminal may be defined after the legacy preamble and the legacy header field for supporting the legacy terminal.
  • channel bonding and MIMO may be supported through the newly defined field.
  • FIG. 8 illustrates a PPDU structure according to one preferred embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis may correspond to the time domain and the vertical axis may correspond to the frequency domain.
  • a frequency band (eg, 400 MHz band) of a predetermined size may exist between frequency bands (eg, 1.83 GHz) used in each channel.
  • legacy preambles legacy STFs, legacy: CEs
  • a new STF and a legacy ST can be simultaneously transmitted through a 400 MHz band between each channel. Gap filling of the CE field may be considered.
  • the PPDU structure according to the present invention transmits ay STF, ay CE, ay header B, and payload in a broadband manner after legacy preamble, legacy header, and ay header A.
  • ay header ay Payload field, and the like transmitted after the header field may be transmitted through channels used for bonding.
  • the ay header may be referred to as an enhanced directional multi-gigabit (EDMG) header to distinguish the ay header from the legacy header, and the name may be used interchangeably.
  • EDMG enhanced directional multi-gigabit
  • the ay header and the ay payload may be transmitted through 2.16 GHz, 4.32 GHz, 6.48 GHz, and 8.64 GHz bandwidth.
  • the PPDU format when repeatedly transmitting the legacy preamble without performing the gap-filling as described above may also be considered.
  • ay STF, ay CE, and ay header B are replaced by a legacy preamble, legacy header, and ay header A without a GF-Filling and thus without the GF-STF and GF-CE fields shown by dotted lines in FIG. 8. It has a form of transmission.
  • each of multi user (MU) -multi input multi output (MIMO), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) / frequency division multiple access (FDMA), and OFDMA / FDMA MU-MIMO Details of supported configurations will be described in detail.
  • the access point (AP) when supporting downlink (MU) multi-user (MU) MIMO in the 11ay system, transmits and receives signals or data by allocating a predetermined number of channels to the plurality of stations (STA), respectively.
  • the present invention proposes a method of distinguishing signals transmitted to different STAs from some overlapping channels allocated to a plurality of STAs. This can improve system performance in the dense environment under consideration in IEEE 802.11ay systems.
  • a transmitting end of an access point simultaneously uses a plurality of antennas to transmit a plurality of STAs to different STAs through various bandwidths for each STA at the same time. It can transmit data or signals.
  • the above example assumes that the total number of available channels is four channels, and if the total number of available channels exceeds four channels, at least one to the maximum number of available total channels depending on the capability of the STA. By bonding as much as possible can transmit and receive data.
  • signals transmitted to each STA in the overlapped frequency resources or channels are distinguished from each other through precoding for each signal. Suggest to be.
  • FIG. 9 illustrates an operating frequency band or bandwidth used by a plurality of STAs when no guard tone is used according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 illustrates another embodiment of the present invention.
  • the guard tone a diagram showing an operating frequency band or bandwidth used by a plurality of STAs.
  • each STA has an operating frequency band in units of channels. Accordingly, the first STA of FIGS. 9 and 10 may use one channel, and the second STA may bond two channels.
  • the channel unit may be differently applied according to a value adopted in the 11ay standard. For example, 1.83 GHz may be applied. Alternatively, 1760 MHz may be applied.
  • a transmitting end of an access point (AP) precodes subcarriers on a subcarrier basis for subcarriers used to simultaneously transmit different data to multiple STAs among fast subcarriers of the size of a fast fourier transform (FFT).
  • FFT fast fourier transform
  • one channel is allocated as a frequency resource to the first STA
  • two channels are allocated as frequency resources to the second STA
  • some frequency resources allocated to the second STA are assigned to the first STA. It overlaps with the frequency resource allocated to.
  • precoding for multi-stream transmission is applied to the first STA and the second STA to one channel superimposed on both STAs, and precoding that can transmit data only to the second STA to the other one of the two channels. This applies.
  • data signals transmitted to each STA may be precoded so that data signals transmitted to the first STA and data signals transmitted to the second STA may be distinguished from each other through precoding. do.
  • a data signal transmitted to the first STA and a data signal transmitted to the second STA in the overlapped operating channel may be orthogonal or pseudo-orthogonal through precoding applied to each signal.
  • various modifications in which both signals other than the above embodiments are divided by precoding may also be applied.
  • FIGS. 9 and 10 only two channels are bonded, but the number of channels used for bonding may be extended by four or the maximum number of channels provided by the system.
  • the first STA may receive data using one channel of 1.83 GHz bandwidth, and the second STA may have two channels. Data may be received using the bonded 3.99 GHz bandwidth.
  • a total bandwidth usable by the second STA may be greater than twice the size of the total bandwidth usable by the first STA.
  • the guard tone may be applied as shown in FIG. 10.
  • the guard tone is used as described above, interference generated from adjacent subcarriers may be removed or reduced.
  • a method of allocating the guard tone when the total number of STAs participating in the MU-MIMO is n can be expressed as follows.
  • the adjacent subcarrier of Min (BW_1, BW_2, ..., BW_n) is used as the guard tone. (Each BW is not the same.)
  • the first STA can receive data using the 1.83 GHZ bandwidth and the second STA.
  • the STA may receive data using a 3.66 GHz bandwidth that is twice the operating bandwidth of the first STA.
  • an AP may allocate a channel or bandwidth to be used for data transmission for each STA, and the AP may allocate a channel or bandwidth allocated for each STA using a specific field value of the PPDU format. Information may be signaled to each STA.
  • the AP may signal a channel or bandwidth used for each STA through the EDMG header A of the PPDU format when transmitting data to the STA.
  • the EDMG header A informs the channel or bandwidth used for data transmission for each STA so that each STA needs to receive only the corresponding channel or bandwidth.
  • each STA is pre-assigned group identification information (eg, Group ID) and an index within the corresponding Group ID. Therefore, if the group identification information is included in the EDMG header A in the signal sent from the transmitting end of the AP, each STA checks whether the group belongs to the group ID in the EDMG header A, and if the group is correct, matches the previously given index. You can check the number of streams and the channel or bandwidth according to the fields.
  • group identification information eg, Group ID
  • index within the corresponding Group ID. Therefore, if the group identification information is included in the EDMG header A in the signal sent from the transmitting end of the AP, each STA checks whether the group belongs to the group ID in the EDMG header A, and if the group is correct, matches the previously given index. You can check the number of streams and the channel or bandwidth according to the fields.
  • Such a signaling method is a method of dynamically adjusting / allocating a channel or bandwidth for each STA (hereinafter, referred to as a dynamic channel allocation method) and a method of statically allocating the same channel or bandwidth to all STAs (hereinafter, referred to as a static channel assignment method). Can be applied to all.
  • the transmitting end of the AP may signal whether one of the two channel allocation methods is selected / applied through the 1-bit indicator of the EDMG header A. (0: Static MU-MIMO, 1: dynamic MU-MIMO)
  • the signaling information for the channel or bandwidth used for each STA is the RTS (ready-to-send) / CTS (STA) of the STA and PCP / AP before the STA receives data other than the EDMG header
  • a clear-to-send) Reporting can also be made through send / receive.
  • the PCP / AP and STAs may inform the transceiver by modifying reserved bits (2 to 3 bits) of a header in the RTS / CTS PPDU format. have. Or, it may be informed using reserved bits of the RTS / CTS Mac Protocol Data Unit (MPDU).
  • MPDU reserved bits of the RTS / CTS Mac Protocol Data Unit
  • the reserved bits of the legacy field are modified (in the case of the 11ad SC PHY, the reserved bits of the legacy header field exist in total of 4 bits, and in the case of the 11ad OFDM PHY, there are 2 bits).
  • channel bonding assumes continuous aggregation between channels, but need not be limited thereto.
  • Tables 2 to 7 disclose methods of informing channel bonding information used for data transmission individually to STAs participating in data reception through EDMG header A or other field values of the above-described PPDU format. .
  • the number of STAs can be extended to other STAs.
  • an embodiment of the present invention provides a method of transmitting a frame using a plurality of channels by a channel aggregation method as a sub-concept of the above-described channel bonding or separate from the channel bonding.
  • the FFT size of the plurality of channels may be kept the same, and the information transmitted on each channel may be combined and used.
  • four channels can be used more flexibly, and each channel can be turned on or off in a bitmap manner through EDMG header A or other field values of the above-described PPDU format to support such channel bonding / channel combining. You can tell as shown in Table 4.
  • bit value of the EDMG header A when the bit value of the EDMG header A is 1100, it may indicate that channel 1 and channel 2 are used by channel bonding, and in case of 1010, it may indicate that channel 1 and channel 3 are used by channel combining.
  • Table 4 shows a case in which the maximum number of channels applied to the 11ay system is four, and the configuration may be extended to the number of bits corresponding to the maximum number of channels applied to the actual system.
  • the channel of the 11ay system may consist of a primary channel and a secondary channel.
  • the primary channel is determined during the initial association process.
  • Auxiliary channel refers to the remaining channels other than the primary channel. Accordingly, the remaining channels other than the main channel among CH1, CH2, CH3, and CH4 defined in 11ad may be auxiliary channels.
  • signaling information indicating a channel or bandwidth used by each STA included in the EDMG header A field or the legacy field of the PPDU format may be represented as shown in Tables 5 to 7.
  • BW bandwidth or CH (channel) 2 0: primary channel 1: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 1) 2: 3: channel bonding (primary channel + secondary channel 1,2) 3: 4 channel bonding (primary channel + secondary channel 1,2,3)
  • BW bandwidth
  • CH channel 3 0: primary channel 1: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 1) 2: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 2) 3: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 3) 4: 3 channel bonding (primary channel + secondary channels 1,2) 5: 3 channel bonding (primary channel + secondary channels 1,3) 6: 3 channel bonding (primary channel + secondary channels 2,3) 7: 4 channel bonding (primary channel + secondary channels 1, 2,3)
  • the AP may provide channel information allocated to each STA to a plurality of STAs.
  • the following schemes may be applied to the channel allocation scheme for each STA.
  • the channel or bandwidth information allocated to each STA may be known through the EDMG header A of the PPDU format, but if the primary channel access method such as 802.11ac is applied, all STAs participating in the reception Since carrier sensing is performed through the primary channel, the allocated bandwidth can be known by receiving the preamble and the header transmitted from the transmitting end of the AP.
  • FIG. 11 illustrates a PPDU structure applicable when MU-MIMO is applied.
  • a first STA receives data through one channel and a second STA uses two channel bonding. Receives data, but indicates a PPDU format when some operating channels overlap with an operating channel of the first STA.
  • the first STA and the second STA receive data by sharing a primary channel, and the number or bandwidth of channels available for receiving each data by various STAs may vary in various sizes. Scalable (up to the maximum number of channels).
  • FIG. 11 illustrates a PPDU format transmitted to a first STA and a second STA based on the PPDU format of FIG. 8, in another embodiment of the present invention, a structure different from the legacy STF field to the EDMG header A field in the PPDU format is illustrated in FIG. May be sent to.
  • the first STA receives data only through one channel (primary channel, CH1).
  • legacy STF, legacy CE, and legacy are used only through one channel (CH1).
  • CH1 primary channel
  • the PPDU format in which the header and the EDMG header A are transmitted may be applied.
  • all channel or bandwidth information signaled to each STA may be equally applied through the EDMG header A field or the other field of the PPDU format of the present invention.
  • the reserved bits (OFDM PHY: 2 bits and SC PHY: 4 bits) of the legacy headers are modified to consider that ay headers are not duplicated and transmitted, but may also transmit different data. .
  • the PPDU format when signaling for channel bonding is performed through the legacy header is shown in FIG. 11.
  • 11 is a PPDU format when two-channel bonding is performed and can be expanded to three-channel and four-channel bonding.
  • the legacy preamble is received through each channel used for channel bonding, and AGC, synchronization, and channel estimation are separately performed. Therefore, different information can be sent to ay header A and ay header B.
  • Modulation of the ay header is possible for both SC PHY and OFDM PHY.
  • the chip rate can be transmitted and received in wide band by x2, x3, and x4 times proportional to the number of channels used for channel bonding.
  • the sampling rate and FFT size of the channel used for channel bonding It can transmit / receive wide band by x2, x3, x4 times in proportion to the number.
  • the AP may provide spatial stream number information by modifying some field values such as an EDMG header A or EDMG header B field of the PPDU.
  • some field values such as an EDMG header A or EDMG header B field of the PPDU.
  • a maximum of 2 bits may be applied to the number of bits for providing the information, thereby providing up to four spatial stream number information to the STA.
  • the present invention proposes an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) / frequency division multiple access (FDMA) scheme for allocating different channels and bandwidths to a plurality of STAs, and in particular, a resource unit (RU) unit of the OFDMA / FDMA scheme.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • RU resource unit
  • the reserved bits of the legacy header may be used in the PPDU format of the 11ay system or the newly defined fields of the EDMG header A or the EDMG header B may indicate that the OFDMA / FDMA scheme is used.
  • FIG. 12 illustrates a structure in which channels are allocated to a plurality of STAs according to an embodiment of the present invention.
  • different frequency resources may be allocated to each STA as a minimum resource unit for allocating bandwidth of one channel applied to the 11ay system to each STA.
  • two channels CH1 and CH2 are allocated to STA A, and one channel CH3 or CH4 is allocated to STA B and STA C, respectively.
  • the maximum number of channels is limited to four. However, the maximum number of channels may be extended.
  • the bandwidth allocated to each STA may be variously extended according to the capability of each STA.
  • all STAs participating in the OFDMA / FDMA scheme may have the same FFT size, and in this case, when the AP bonds two or more channels for signal transmission, Subcarriers between channels can be used for data transmission.
  • guard tones may be used to reduce the influence of interference from adjacent subcarriers. have.
  • the channel bonding capability or the FFT size of the PCP / AP may be different from the channel bonding capability of the STAs or the FFT size.
  • the PCP / AP transmits and receives signals with at least one STA based on the channel bonding capability of the PCP / AP, and the number of channels available when the PCP / AP transmits and receives signals with a specific STA is the channel bonding capability of the specific STA. It may correspond to the number of channels corresponding to.
  • the PCP / AP when PCP / AP is capable of four channel bonding for signal transmission and reception, but a specific STA is capable of only two channel bonding for signal transmission and reception, the PCP / AP is configured to use the two channel bonding among four channels.
  • the STA may transmit and receive signals, and may bond signals with other STAs to transmit and receive signals with other STAs.
  • the STA may perform two channels according to the channel bonding capability of the PCP / AP when transmitting and receiving signals with the PCP / AP. Bonding can transmit and receive signals.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a frequency band in the OFDM transmission mode in two channels of the 11ay system.
  • OFDM PHY In the OFDM PHY, only 1.83 GHz of bandwidth of one channel (2.16 GHz) is used for data transmission.
  • a bandwidth (BW) corresponding to each 1.83 GHz of FIG. 13 may be used for data transmission.
  • an RU unit that is an allocation unit of frequency resources may be flexibly applied to 2.16 GHz or less, which is a BW of one channel.
  • the frequency bandwidth between the respective channels may be used for data transmission as shown in FIG. 14.
  • FIG. 15 illustrates a PPDU format in which EDMG STF and EDMG CE fields are common among PPDU formats transmitted to STA A and STA B.
  • the legacy header (L-Header) of FIG. 15 may add an indicator indicating a multi-channel operation or OFDMA / FDMA by modifying reserved bits.
  • indicator information indicating the multi-channel operation or OFDMA / FDMA may be provided through EDMG Header A.
  • the EDMG header A may indicate a channel and a bandwidth allocated to each STA.
  • the FFT size or channel bonding capability is different for each STA, data can be simultaneously transmitted to several STAs.
  • STA A receives data by bonding two channels, while STA B receives data through one channel, where STA A and STA B each have an FFT size or channel. Bonding ability is different.
  • the AP may use a subcarrier in the frequency domain between CH2 and CH3 as a guard tone. Through this, it is possible to reduce the influence on the interference from the adjacent subcarriers occurring between STA A and STA B.
  • the number of channels can be extended to four or more, and the number of STAs can be up to the maximum number of channels (when one channel is allocated for each STA). In addition, depending on the situation, the RU allocated per STA may vary.
  • EDMG header B can be omitted as needed.
  • 16 and 17 illustrate a PPDU structure transmitted to a plurality of STAs including legacy STAs when OFDMA / FDMA is applied.
  • STA A is assumed to be a legacy device that does not support channel bonding according to the 11ay system
  • STA B and STA C are assumed to be 11ay devices that do or do not channel bond according to circumstances.
  • 16 and 17 illustrate a PPDU format that simultaneously supports 11ad legacy devices and 11ay devices when using three channels.
  • up to four channels can be expanded at the same time, and the primary channel can be one of them.
  • the EDMG header B for 11ay may be omitted unless it supports MU-MIMO.
  • a channel bonding between PCP / AP and STA is added in advance, or a process of negotiating which channel is used and how many channels are used, or by using RTS and DGM CTS, allocate channels for each STAs. Giving methods may apply.
  • the AP may inform the 11ay STA using the reserved bits in the header of the Control PHY PPDU format or the allocated channel-related information to the 11ay STA, and the 11ad legacy terminal may use the same as in the existing 11ad system. You can check the signal received through the channel you are using.
  • channel bonding between PCP / AP and STA or any channel is used when exchanging a frame for beacon frame or association.
  • Negotiation of how much to use may be essential.
  • this process may be performed using an 11ad control PHY PPDU.
  • the information on the channel or the channel width may be delivered to each STA by using reserved bits in the header of the Control PHY PPDU format or by modifying the reserved bits in the MPDU.
  • capability negotiation for the channel as well as capability negotiation for power consumption may be simultaneously performed through this process.
  • a device with high power consumption can decode all the signals coming in through channels corresponding to its channel bonding capability, not normally in the sleep mode. This performance can be determined when sending or receiving an initial beacon frame or a frame for association.
  • STAs may individually request PCP / AP to use RTS / DMG CTS mandatory through an association or negotiation process performed before actual data is transmitted and received.
  • the PCP / AP that has been requested to accept the request may mandatoryly use the RTS / DMG CTS with the corresponding STA, or may selectively use the RTS / DMG CTS by rejecting the request.
  • the AP can support more flexible multi-channel operation by using multiple channels simultaneously by including channel bonding or information on how much channel to use or power consumption in the RTS / DMG CTS.
  • the AP may omit the EDMG header A from the PPDU structure supporting the multi-channel operation for the 11ay terminal and perform signaling for the 11ay terminal using reserved bits of the legacy header. Can be.
  • the AP may inform a channel or bandwidth allocated to the 11ay terminal using reserved bits of the legacy header.
  • the AP may make a modulation and coding scheme (MCS) different from that of the 11ay terminal and the 11ad terminal using reserved bits of the legacy header.
  • MCS modulation and coding scheme
  • an EDMG STF or an EDMG CE may be omitted in the PPDU structure as shown in FIG. 19.
  • the 11ay terminal can always decode a signal coming in a band corresponding to a bandwidth (BW) corresponding to its channel bonding capability, EDMG STF or EDMG CE may be omitted in the PPDU structure.
  • the AP needs and bandwidth information allocated to the 11ay terminal through the legacy header in the RTS / DMG CTS. Depending on the additional information can be informed about the structure of the PPDU. Otherwise, if a specific PPDU format is a PPDU for simultaneously supporting a legacy terminal and an 11ay terminal using RTS / DMG CTS on the 11ay specification, the legacy header in the RTS / DMG CTS has a structure of the PPDU as shown in FIG. 18 or 19. Information may be provided that indicates the PPDU structure.
  • the signaling information described above may be represented as shown in Tables 8 and 9.
  • the legacy format field of Table 9 indicates whether the PPDU format is 11ay PPDU format or 11ad PPDU format.
  • the PPDU structure of the channel used by 11ay may be added with EDMG STF, EDMG CE, EDMG Header A, EDMG Header B, etc. in front of the payload.
  • the PPDU structure of the channel used by 11ay may add signaling only for 11ay UE by adding only EDMG header A, and others may or may not be added according to circumstances.
  • the PPDU structure of the channel used by 11ay is the same as the 11ad PPDU structure. In this case, the 11ay terminal reuses the information of the L-Header.
  • Legacy 11ad system does not support channel bonding, so data can only be transmitted and received through one previously agreed channel. Accordingly, the primary channel may always be allocated to the legacy 11ad terminal. In particular, the above example may be applied even when the legacy 11ad terminal and the 11ay terminal coexist.
  • the 11ay system supports up to 4 channel bonding as a whole, the device-specific channel bonding ability can vary depending on the physical environment or technical situation.
  • the AP may provide resource unit (channel or bandwidth) information allocated to each STA by modifying a field value of EDMG header A or EDMG header B of various PPDU formats described above.
  • each STA may be previously assigned group identification information (Group ID) and an index within the corresponding Group ID. Therefore, when the transmitting end of the AP transmits a signal including Group ID information in the EDMG header A, each STA checks whether the group belongs to the group ID included in the EDGME header A, and if the group is correct, The number of streams and the allocated RUs (channel EH is bandwidth) can be checked according to the field matched with the index given to.
  • Group ID group identification information
  • each STA checks whether the group belongs to the group ID included in the EDGME header A, and if the group is correct, The number of streams and the allocated RUs (channel EH is bandwidth) can be checked according to the field matched with the index given to.
  • signaling information for the above example is the same as Tables 2 to 7 and will be omitted below. Additionally, signaling information such as Table 10 may be delivered through the EDMG header A field.
  • the AP may simultaneously consider OFDMA / FDMA, channel bonding, and MU-MIMO to transmit data signals to a plurality of STAs.
  • STAs are allocated bandwidths in total of four channels on a channel basis.
  • STAs using the same frequency band receive their desired data through MIMO.
  • the present invention can also be applied to an uplink operation in which an STA transmits a signal to an AP.
  • the STA orthogonal frequency division from the AP
  • One or more channels among a plurality of channels are allocated according to a multiple access (FDMA) / frequency division multiple access (FDMA) scheme, and the STA transmits a signal to the AP through the allocated channel, but the OFDMA / FDMA scheme is one
  • the at least one channel is allocated to the first STA in a minimum unit corresponding to a channel unit resource unit corresponding to a channel, and the STA is allocated at least two channel unit resource units, the STA is channel bonded. Signals may be transmitted through bonding or channel aggregation.
  • 20 is a diagram illustrating a channel allocation to a plurality of STAs according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a case in which OFDMA / FDMA, channel bonding, and MU-MIMO are simultaneously considered in an 11ay system.
  • STA A and STA B are simultaneously allocated different frequency resources by the OFDMA / FDMA scheme.
  • C may be allocated with a frequency resource overlapping with the STA A and the STA B by the MU-MIMO scheme to receive data.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a PPDU format transmitted to the STA A, the STA B, and the STA C.
  • FIG. 21 shows a PPDU format when allocating bandwidths corresponding to three channels to three STAs by applying OFDMA / FDMA MU-MIMO.
  • the AP may provide resource unit (channel or bandwidth) information allocated to each STA by modifying a field value of EDMG header A or EDMG header B of the PPDU format.
  • each STA may be previously assigned group identification information (Group ID) and an index within the corresponding Group ID. Therefore, when the transmitting end of the AP transmits a signal including Group ID information in the EDMG header A, each STA checks whether the group belongs to the group ID included in the EDGME header A, and if the group is correct, The number of streams and the allocated RUs (channel EH is bandwidth) can be checked according to the field matched with the index given to.
  • Group ID group identification information
  • each STA checks whether the group belongs to the group ID included in the EDGME header A, and if the group is correct, The number of streams and the allocated RUs (channel EH is bandwidth) can be checked according to the field matched with the index given to.
  • the AP may support a different Modulation and Coding Scheme (MCS) for each STA by applying the OFDMA / FDMA scheme.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • MCS information for each STA may be provided through EDMG header A or EDMG header B of the PPDU format.
  • the AP may provide different MCS information for each STA through the EDMG header B of the PPDU format.
  • FIG. 22 is a diagram for describing an apparatus for implementing the method as described above.
  • the wireless device 800 of FIG. 22 may correspond to a specific STA of the above description, and the wireless device 850 may correspond to the PCP / AP of the above description.
  • the STA 800 may include a processor 810, a memory 820, and a transceiver 830, and the PCP / AP 850 may include a processor 860, a memory 870, and a transceiver 880. can do.
  • the transceiver 830 and 880 may transmit / receive a radio signal and may be executed in a physical layer such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • the processors 810 and 860 are executed at the physical layer and / or MAC layer, and are connected to the transceivers 830 and 880. Processors 810 and 860 may perform the aforementioned UL MU scheduling procedure.
  • Processors 810 and 860 and / or transceivers 830 and 880 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits and / or data processors.
  • the memories 820 and 870 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media and / or other storage units.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards
  • the method described above can be executed as a module (eg, process, function) that performs the functions described above.
  • the module may be stored in the memory 820, 870 and executed by the processors 810, 860.
  • the memories 820 and 870 may be disposed inside or outside the processes 810 and 860 and may be connected to the processes 810 and 860 by well-known means.
  • the present invention has been described assuming that it is applied to an IEEE 802.11-based WLAN system, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied in the same manner to various wireless systems capable of data transmission based on channel bonding.

Landscapes

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Abstract

본 명세서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 액세스 포인트(AP)가 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위한 액세스 포인트(AP)는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널을 복수의 제1 STA들에게 할당하고, 상기 AP가 상기 복수의 제1 STA들 각각에 할당된 채널을 통해 신호를 전송하되, 상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 복수의 제1 STA 각각에 서로 다른 1개 이상의 채널을 할당하며, 상기 AP가 상기 복수의 제1 STA 중 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛이 할당되는 제1 STA에게는 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송할 수 있다.

Description

채널 본딩 기반 신호 전송 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 이동통신 시스템에서 채널 본딩(Channel Bonding)에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 무선랜(WLAN) 시스템에서 액세스 포인트 또는 스테이션이 채널 본딩에 기반하여 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
상술한 무선랜 표준은 최대 160MHz 대역폭을 사용하고, 8개의 공간 스트림을 지원하여 최대 1Gbit/s의 속도를 지원하는 IEEE 802.11ac 표준을 거쳐, IEEE 802.11ax 표준화에 대한 논의가 이루어지고 있다.
한편, IEEE 802.11ad에서는 60 GHz 대역에서의 초고속 처리율을 위한 성능향상을 규정하고 있으며, 이러한 IEEE 802.11ad 시스템에 처음으로 채널 본딩 및 MIMO 기술을 도입하기 위한 IEEE 802.11ay에 대한 논의가 이루어지고 있다.
채널 본딩에 기반한 데이터 전송은 높은 처리율을 제공할 수 있는 반면, 이를 위해서는 새로운 PPDU (Physical Protocol Data Unit) 포맷이 요구될 수 있다.
특히, OFDMA/FDMA 또는 OFDMA/FDMA와 MU(multi-user)-MIMO(multi input multi output)를 동시에 고려할 때, 각 스테이션별로 서로 다른 대역폭이 할당되어 데이터를 송수신하는 방법이 요구될 수 있다.
상술한 바와 같은 IEEE 802.11ay 표준화를 위해 기존 레거시 시스템(예를 들어, 11ad STA)과 호환성을 고려한 새로운 PPDU 포맷 및 이를 전송하는 방법 및 장치에 대한 연구가 요구되고 있다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 액세스 포인트(AP)가 스테이션(STA)에게 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 AP가 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널을 복수의 제1 STA들에게 할당하고, 상기 AP가 상기 복수의 제1 STA들 각각에 할당된 채널을 통해 신호를 전송하되, 상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 복수의 제1 STA 각각에 서로 다른 1개 이상의 채널을 할당하며, 상기 AP가 상기 복수의 제1 STA 중 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛이 할당되는 제1 STA에게는 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송하는, 신호 전송 방법을 제안한다.
상기 AP가 제2 STA에게 1개 이상의 채널을 할당하여 신호를 전송하되, 상기 제2 STA에게 할당된 채널 및 상기 하나 이상의 제1 STA에게 할당된 채널 중 중첩되는 제1 채널이 있는 경우, 상기 제1 채널에서 상기 제1 STA에게 전송되는 신호 및 상기 제2 STA에게 전송되는 신호는 각 신호에 적용된 프리코딩을 통해 구분될 수 있다.
인접한 채널을 할당 받은 2개의 제1 STA들에게 할당된 채널 단위 자원 유닛의 개수가 상이한 경우, 상기 2개의 제1 STA들에게 각각 할당된 채널 사이의 서브캐리어들을 가드톤(guard tone)으로 사용할 수 있다.
상기 복수의 제1 STA들이 모두 동일한 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈를 가질 경우, 상기 AP는 가드톤(guard tone)을 사용하지 않고 상기 복수의 제1 STA에게 신호를 전송할 수 있다.
상기 AP가 특정 제1 STA에게 전송하는 신호는, 상기 특정 제1 STA가 사용하는 대역폭 정보 및 채널화 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 AP가 상기 특정 제1 STA에게 전송하는 신호는 그룹 식별 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 AP가 각각의 제1 STA에게 전송하는 신호는 서로 다른 MCS(modulation and coding scheme) 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 MCS 정보는 상기 AP가 각각의 제1 STA에게 전송하는 신호 내 제1 타입 STA용 헤더 또는 제2 타입 STA용 헤더에 포함될 수 있다.
상기 제1 STA 에게 할당된 대역폭 정보 및 채널화 정보 중 하나 이상은 1개 이상의 비트 지시자(bit indicator)에 의해 지시될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 STA에게 할당된 대역폭 정보 및 채널화 정보 중 하나 이상은 시스템에서 지원하는 최대 채널 개수만큼의 비트 지시자에 의해 지시되며, 각 비트 지시자는 각 비트 지시자에 대응되는 채널이 상기 제1 STA에게 할당되었는지 여부를 온/오프 방식으로 지시할 수 있다.
상기 AP 가 각각의 제1 STA에게 전송하는 신호는 각 제1 STA들이 OFDMA 방식에 따라 1개 이상의 채널을 할당 받음을 지시할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 액세스 포인트(AP)에 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 STA이 상기 AP로부터 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널 중 하나 이상의 채널을 할당 받고, 상기 STA이 상기 AP에 상기 할당 받은 채널을 통해 신호를 전송하되, 상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 제 STA에 1개 이상의 채널을 할당하며, 상기 STA이 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛을 할당 받는 경우, 상기 STA이 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송하는, 신호 전송 방법을 제안한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 신호를 전송하는 액세스 포인트 장치에 있어서, 복수의 스테이션(STA)들에게 송신할 신호를 생성하도록 구성되는 프로세서; 및 상기 프로세서와 연결되어 상기 복수의 STA들에게 신호를 송신하도록 구성되는 송수신기를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 송수신기를 제어하여, 상기 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널을 복수의 STA들에게 할당하고, 상기 복수의 STA들 각각에 할당된 채널을 통해 신호를 전송하되, 상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 복수의 STA 각각에 서로 다른 1개 이상의 채널을 할당하며, 상기 프로세서는 상기 복수의 STA 중 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛이 할당되는 STA에게는 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송하도록 구성되는, 액세스 포인트 장치를 제안한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 신호를 전송하는 스테이션 장치에 있어서, 액세스 포인트(AP)로 전송할 신호를 생성하도록 구성되는 프로세서; 및 상기 프로세서와 연결되어 상기 AP로 신호를 송신하도록 구성되는 송수신기를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 송수신기를 제어하여, 상기 AP로부터 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널 중 하나 이상의 채널을 할당 받고, 상기 할당 받은 채널을 통해 상기 AP로 신호를 전송하되, 상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 제 STA에 1개 이상의 채널을 할당하며, 상기 프로세서는 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛을 할당 받는 경우, 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel을 통해 신호를 전송하도록 구성되는, 스테이션 장치를 제안한다.
본 발명은 11ay 시스템에서 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)/FDMA(frequency division multiple access)를 지원할 때, STA별로 11ay 시스템의 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 주파수 자원을 할당 받고, 할당 받은 채널을 통한 데이터 송수신 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 채널 본딩 동작 설명을 위한 60GHz 대역에서의 채널을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 무선랜 시스템에서 채널 본딩을 수행하는 기본적인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 기존 무선 프레임의 물리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 무선 프레임의 헤더 필드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 적용 가능한 PPDU 구조를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따라 복수의 스테이션(STA)이 사용하는 동작 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 11은 MU-MIMO가 적용될 경우 본 발명에 적용 가능한 PPDU 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 복수의 STA들에게 채널이 할당된 구조를 도시한 도면이다.
도 13은 11ay 시스템의 2개 채널에서 OFDM 전송 모드일 때의 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 19는 본 발명의 일 실시형태에 따라 복수의 STA들에게 송신하는 PPDU 구조를 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 복수의 STA들에게 채널이 할당된 구조를 도시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 복수의 STA들에게 송신하는 PPDU 구조를 도시한 도면이다.
도 22는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.
상술한 바와 같이 이하의 설명은 이동통신 시스템에서 채널 본딩(Channel Bonding)에 기반하여 데이터를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은 다양하게 존재할 수 있으나, 이하에서는 이동통신 시스템의 일례로서 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합이다.
STA는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서, 액세스 포인트(access point, AP)와 비AP STA(Non-AP Station)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써, 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
그리고, AP는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템(Distribution System, DS)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), PCP/AP(personal basic service set central point/access point) 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
BSS는 인프라스트럭처(infrastructure) BSS와 독립적인(Independent) BSS(IBSS)로 구분할 수 있다.
도 1에 도시된 BBS는 IBSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않는 BSS를 의미하고, AP를 포함하지 않으므로, DS로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 BSS는 인프라스트럭처 BSS이다. 인프라스트럭처 BSS는 하나 이상의 STA 및 AP를 포함한다. 인프라스트럭처 BSS에서 비AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 비AP STA 간에 직접 링크(link)가 설정된 경우에는 비AP STA들 사이에서 직접 통신도 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 인프라스트럭처 BSS는 DS를 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
DS는 복수의 AP들을 연결하는 메커니즘(mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬(mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고, AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
이상을 바탕으로 무선랜 시스템에서 채널 본딩 방식에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 채널 본딩 동작 설명을 위한 60GHz 대역에서의 채널을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 60GHz 대역에서는 4개의 채널이 구성될 수 있으며, 일반 채널 대역폭은 2.16GHz일 수 있다. 60 GHz에서 사용 가능한 ISM 대역 (57 GHz ~ 66 GHz)은 각국 상황에 따라 다르게 규정될 수 있다. 일반적으로 도 3에 도시된 채널 중 채널 2는 모든 지역에서 사용 가능하여 default 채널로 사용될 수 있다. 호주를 제외한 대부분의 지적에서 채널 2 및 채널 3을 사용할 수 있으며, 이를 채널 본딩에 활용할 수 있다. 다만, 채널 본딩에 활용되는 채널은 다양할 수 있으며, 본 발명은 특정 채널에 한정되지 않는다.
도 4는 무선랜 시스템에서 채널 본딩을 수행하는 기본적인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 예는 IEEE 802.11n 시스템에서 2개의 20MHz 채널을 결합하여 40 MHz 채널 본딩으로 동작하는 것을 예를 들어 설명한다. IEEE 802.11ac 시스템의 경우 40/80/160 MHz 채널 본딩이 가능할 것이다.
도 4의 예시적인 2개의 채널은 주 채널(Primary Channel) 및 보조 채널(Secondary Channel)을 포함하여, STA은 상기 2개의 채널 중 주 채널에 대해 CSMA/CA 방식으로 채널 상태를 검토할 수 있다. 만일 주 채널이 일정한 백오프 간격(backoff interval) 동안 유휴(idle)하여 백오프 카운트가 0이 되는 시점에서, 보조 채널이 소정 시간(예를 들어, PIFS) 동안 유휴인 경우, STA은 주 채널 및 보조 채널을 결합하여 데이터를 전송할 수 있다.
다만, 도 4와 같이 경쟁 기반으로 채널 본딩을 수행하는 경우 상술한 바와 같이 주 채널에 대한 백오프 카운트가 만료되는 시점에서 보조 채널이 일정 시간 동안 유휴 상태를 유지한 경우에 한하여 채널 본딩이 가능하기 때문에 채널 본딩의 활용이 매우 제한적이며, 매체 상황에 유연하게 대응하기 어려운 측면이 있다.
이에 따라 본 발명의 일 측면에서는 AP가 STA들에게 스케줄링 정보를 전송하여 스케줄링 기반으로 접속을 수행하는 방안을 제안한다. 한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 상술한 스케줄링에 기반하여 또는 상술한 스케줄링과 독립적으로 경쟁 기반으로 채널 접속을 수행하는 방안을 제안한다. 아울러, 본 발명의 다른 일 측면에서는 빔포밍(beamforming)에 기반하여 공간 공유(Spatial Sharing) 기법을 통해 통신을 수행하는 방법에 대해 제안한다.
이하에서는 본 발명이 적용될 무선랜 시스템에서의 물리계층 구성에 대해 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 무선랜 시스템에서는 다음과 같은 3가지 다른 변조 모드를 제공할 수 있는 것을 가정한다.
이하에서는 본 발명이 적용될 무선랜 시스템에서의 물리계층 구성에 대해 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 무선랜 시스템에서는 다음과 같은 3가지 다른 변조 모드를 제공할 수 있는 것을 가정한다.
PHY MCS anmerkung
Control PHY 0
Single carrier PHY (SC PHY) 1...1225...31 (low power SC PHY)
OFDM PHY 13...24
이와 같은 변조 모드들은 서로 상이한 요구조건(예를 들어, 높은 처리율 또는 안정성)을 만족시키기 위해 이용될 수 있다. 시스템에 따라 이들 중 일부 모드만 지원할 수도 있다.
도 5는 기존 무선 프레임의 물리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
모든 DMG (Directional Multi-Gigabit) 물리계층은 도 5에 도시된 바와 같은 필드들을 공통적으로 포함하는 것을 가정한다. 다만, 각각의 모드에 따라 개별적인 필드의 규정 방식 및 사용되는 변조/코딩 방식에 있어서 차이를 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 무선프레임의 프리엠블은 STF (Short Training Field) 및 CE (Channel Estimation)을 포함할 수 있다. 또한, 무선 프레임은 헤더, 및 패이로드로서 데이터 필드와 선택적으로 빔포밍을 위한 TRN 필드를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 5의 무선 프레임의 헤더 필드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 6은 SC 모드가 이용되는 경우를 도시하고 있다., SC 모드에서 헤더는 스크램블링의 초기값을 나타내는 정보, MCS (Modulation and Coding Scheme), 데이터의 길이를 나타내는 정보, 추가적인 PPDU(Physical Protocol Data Unit)의 존재 여부를 나타내는 정보, 패킷 타입, 트레이닝 길이, Aggregation 여부, 빔 프레이닝 요청 여부, 마지막 RSSI (Received Signal Strenth Indicator), 절단(truncation) 여부, HCS (Header Check Sequence) 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 헤더는 4 비트의 유보 비트들(reserved bits)을 가지고 있으며, 이하의 설명에서는 이와 같은 유보 비트들을 활용할 수도 있다.
또한, 도 7은 OFDM 모드가 적용되는 경우의 헤더의 구체적인 구성을 도시하고 있다. OFDM 헤더는 스크램블링의 초기값을 나타내는 정보, MCS, 데이터의 길이를 나타내는 정보, 추가적인 PPDU의 존재 여부를 나타내는 정보, 패킷 타입, 트레이닝 길이, Aggregation 여부, 빔 프레이닝 요청 여부, 마지막 RSSI, 절단 여부, HCS (Header Check Sequence) 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 헤더는 2 비트의 유보 비트들을 가지고 있으며, 이하의 설명에서는 도 6의 경우와 마찬가지로 이와 같은 유보 비트들을 활용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 IEEE 802.11ay 시스템은 기존 11ad 시스템에 처음으로 채널본딩 및 MIMO 기술의 도입을 고려하고 있다. 11ay에서 채널본딩 및 MIMO를 구현하기 위해서는 새로운 PPDU 구조가 필요하다. 즉, 기존 11ad PPDU 구조로는 레거시 단말을 지원함과 동시에 채널본딩과 MIMO를 구현하기에는 한계가 있다.
이를 위해 레거시 단말을 지원하기 위한 레거시 프리엠블, 레거시 헤더 필드 뒤에 11ay 단말을 위한 새로운 필드를 정의할 수 있으며, 여기서 새롭게 정의된 필드를 통하여 채널본딩과 MIMO를 지원할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 PPDU 구조를 도시한 도면이다. 도 8에서 가로축은 시간 영역에 세로축은 주파수 영역에 대응할 수 있다.
2개 이상의 채널을 본딩 하였을 때, 각 채널에서 사용되는 주파수 대역(예: 1.83GHz) 사이에는 일정 크기의 주파수 대역(예:400MHz 대역)이 존재할 수 있다. Mixed mode의 경우, 각 채널을 통하여 레거시 프리엠블 (레거시 STF, 레거시 :CE)이 duplicate로 전송되는데, 본 발명의 일 실시형태에서는 각 채널 사이의 400MHz 대역을 통하여 레거시 프리엠블과 함께 동시에 새로운 STF와 CE 필드의 전송(gap filling)을 고려할 수 있다.
이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PPDU 구조는 ay STF, ay CE, ay 헤더 B, 페이로드(payload)를 레거시 프리엠블, 레거시 헤더 및 ay 헤더 A 이후에 광대역으로 전송하는 형태를 가진다. 따라서, 헤더 필드 다음에 전송되는 ay 헤더, ay Payload 필드 등은 본딩에 사용되는 채널들을 통하여 전송할 수 있다. 이하, ay 헤더를 레거시 헤더와 구분하기 위해 EDMG (enhanced directional multi-gigabit) 헤더라 명명할 수도 있으며, 해당 명칭은 혼용하여 사용될 수 있다.
일 예로, 11ay에는 총 4개의 채널(각 2.16 GHz)이 존재하기 때문에 ay 헤더와 ay Payload는 2.16GHz, 4.32GHz, 6.48GHz, 8.64GHz 대역폭을 통하여 전송할 수 있다.
또는, 상술한 바와 같은 Gap-Filling을 수행하지 않고 레거시 프리엠블을 반복하여 전송할 때의 PPDU 포맷 역시 고려할 수 있다.
이 경우, Gap-Filling을 수행하지 않아 도 8에서 점선으로 도시된 GF-STF 및 GF-CE 필드 없이 ay STF, ay CE 및 ay 헤더 B를 레거시 프리엠블, 레거시 헤더 및 ay 헤더 A 이후에 광대역으로 전송하는 형태를 가진다.
상기와 같은 사항들을 바탕으로, 본 발명에서는 MU(multi user)-MIMO(multi input multi output), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)/FDMA(frequency division multiple access), OFDMA/FDMA MU-MIMO 각각을 지원하는 구성에 대해 상세히 설명한다.
MU- MIMO
본 발명에서는 11ay 시스템에서 다운링크 (Downlink) MU (multi-user) MIMO를 지원할 때, 액세스 포인트(AP)가 복수의 스테이션(STA)들에게 각각 일정 개수의 채널을 할당하여 신호 또는 데이터를 송수신하되, 복수의 STA들에게 할당되어 중첩된 일부 채널에서 서로 다른 STA들에게 전송되는 신호를 서로 구분하는 방법을 제안한다. 이를 통해 IEEE 802.11ay 시스템에서 고려하고 있는 밀집된(dense) 환경에서 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
임의의 BSS 안에 채널본딩 능력이 다른 여러 STA가 존재한다고 할 때, 액세스 포인트(AP)의 송신단에서는 아래와 같이 다수의 안테나를 이용하여 복수의 STA들에게 STA별로 다양한 대역폭(bandwidth)을 통해 동시에 서로 다른 데이터 또는 신호를 전송할 수 있다.
- 4채널 본딩이 가능한 STA에게는 최대 4채널까지 본딩하여 데이터를 전송
- 3채널 본딩이 가능한 STA에게는 최대 3채널까지 본딩하여 데이터를 전송
- 2채널 본딩이 가능한 STA에게는 최대 2채널까지 본딩하여 데이터를 전송
- 채널 본딩이 불가능한 STA에게는 1채널을 통하여 데이터를 전송
다만, 상기 예시는 사용 가능한 전체 채널의 개수를 4개 채널로 가정한 것으로, 사용 가능한 전체 채널의 수가 4개 채널을 초과하는 경우라면 STA의 능력에 따라 최소 1개 내지 최대 사용 가능한 전체 채널의 개수만큼을 본딩하여 데이터를 송수신할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 여러 STA들이 일부 주파수 자원 또는 채널을 중첩하여 사용하는 경우, 상기 중첩된 주파수 자원 또는 채널에서 각 STA들에게 송신되는 신호들이 각 신호별 프리코딩을 통해 서로 구분되는 것을 제안한다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따라 가드톤(guard tone)을 사용하지 않는 경우 복수의 STA들이 사용하는 동작 주파수 대역 또는 대역폭을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 따라 가드톤을 사용하는 경우 복수의 STA들이 사용하는 동작 주파수 대역 또는 대역폭을 도시한 도면이다.
본 발명에서 각 STA들은 채널 단위의 동작 주파수 대역을 가지며, 이에 따라 도 9 및 도 10의 제1 STA은 1개 채널을 사용하고, 제2 STA은 2개 채널을 본딩하여 사용할 수 있다. 여기서, 상기 채널 단위는 11ay 표준에서 채택되는 값에 따라 달리 적용될 수 있으며, 일 예로 1.83GHz가 적용될 수 있다. 또는 1760MHz가 적용될 수도 있다.
본 발명에 따른 액세스 포인트(AP)의 송신단에서는 FFT(Fast Fourier Transform) 크기만큼의 서브캐리어들 중에서 여러 STA들에게 동시에 서로 다른 데이터를 전송하기 위해 사용되는 서브캐리어들에 대해 서브캐리어 단위로 프리코딩을 적용하여 여러 STA들을 동시에 지원하고, 단일 STA에게 데이터를 전송하기 위해 사용되는 서브캐리어들 또한 프리코딩을 적용하여 단일 STA를 지원한다.
일 예로, 도 9 및 도 10에서 제1 STA에게는 1개 채널이 주파수 자원으로 할당되고 제2 STA에게는 2개 채널이 주파수 자원으로 할당되며, 상기 제2 STA에게 할당된 일부 주파수 자원이 제1 STA에게 할당된 주파수 자원과 중첩(overlap)된다. 이때, 양 STA에게 중첩된 1개의 채널에는 제1 STA 및 제2 STA에게 멀티스트림 전송을 위한 프리코딩이 적용되고, 2개의 채널 중 나머지 1개의 채널에는 제2 STA에게만 데이터를 전송할 수 있는 프리코딩이 적용된다.
다시 말해, 상기 중첩된 채널에서는 상기 제1 STA에게 송신하는 데이터 신호와 상기 제2 STA에게 송신하는 데이터 신호가 프리코딩을 통해 서로 구분될 수 있도록, 각 STA들에게 송신하는 데이터 신호를 프리코딩하게 된다.
일 예로, 상기 중첩된 동작 채널에서 상기 제1 STA에게 송신하는 데이터 신호 및 상기 제2 STA에게 송신하는 데이터 신호는 각 신호에 적용된 프리코딩을 통해 직교(orthogonal)하거나 의사 직교(pseudo-orthogonal)할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 실시예 외 양 신호가 프리코딩에 의해 구분되는 다양한 변형예 또한 적용될 수 있다.
도 9 및 10에서는 2개 채널을 본딩하는 경우만을 도시하였으나, 본딩에 사용되는 채널의 수는 4개 또는 시스템에서 제공하는 최대 채널의 수만큼 확장 적용될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 별도의 가드톤(guard tone)이 적용되지 않는다면, 제1 STA는 1.83GHz 대역폭의 1개 채널을 이용하여 데이터를 수신할 수 있고, 제2 STA는 2개 채널이 본딩된 3.99GHz 대역폭을 이용하여 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 상기 제2 STA가 사용 가능한 전체 대역폭은 상기 제1 STA가 사용 가능한 전체 대역폭의 크기값의 2배보다 큰 값이 적용될 수 있다.
또는, 도 10과 같이 가드톤이 적용될 수 있는데, 이와 같이 가드톤을 사용하는 경우 인접한 서브캐리어로부터 발생하는 간섭을 제거하거나 감소시킬 수 있다. 가드톤을 사용하는 경우, MU-MIMO에 참여하는 STA의 수가 총 n개 일 때 가드톤을 할당하는 방법은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
1. Min(BW_1, BW_2, ... , BW_n)의 인접한 서브캐리어는 가드톤으로 사용한다. (각 BW는 동일하지 않다.)
2. 1번에서 구한 BW_i를 제외하고 1번의 Min 값을 다시 구한다.
3. 2번에서 구해진 BW_j의 인접한 서브캐리어는 가드톤으로 사용한다.
4. 1~3번을 n-1번 반복한다.
(BW_k: STA에 할당 된 bandwidth들 중 k번째 bandwidth)
위와 같은 방법을 이용하여 가드톤을 사용할 경우, 도 10과 같이 2개 채널 사이의 서브캐리어를 데이터 전송에 사용할 수 없어, 제1 STA는 1.83GHZ 대역폭을 이용하여 데이터를 수신할 수 있고, 제2 STA는 상기 제1 STA의 동작 대역폭의 2배인 3.66GHz 대역폭을 이용하여 데이터를 수신할 수 있다.
상기와 같이 복수의 STA에게 데이터를 송신하기 위해, AP는 각 STA별로 데이터 전송에 사용할 채널 또는 대역폭을 할당할 수 있고, AP는 PPDU format의 특정 필드 값을 이용하여 각 STA별로 할당된 채널 또는 대역폭 정보를 각 STA에게 시그널링할 수 있다.
본 발명에 적용 가능한 일 예로, AP는 STA로 데이터를 전송할 때 PPDU 포맷의 EDMG 헤더 A를 통해 각 STA별로 사용하는 채널 또는 대역폭을 시그널링할 수 있다. EDMG 헤더 A에서 STA별로 데이터 전송을 위해 사용되는 채널 또는 대역폭을 알려 줌으로써 각 STA들은 해당 채널 또는 대역폭만큼만 수신하면 된다. 위와 같은 경우, 오버헤드를 줄이기 위한 목적으로 non-MIMO, SU(single-user)-MIMO에 있는 EDMG 헤더 A에서 모든 STA들에게 동일한 대역폭을 알려주는 필드는 없어도 된다.
추가적으로, 각 STA들은 사전에 그룹 식별 정보(예: Group ID)와 해당 Group ID 내의 인덱스를 할당 받게 된다. 따라서 AP의 송신단에서 보내는 신호에 그룹 식별 정보가 EDMG 헤더 A에 포함되면, 각 STA은 EDMG 헤더 A에 있는 Group ID를 통해 자신이 속한 그룹인지 확인하고 그 그룹이 맞다면 사전에 부여받은 인덱스에 매칭되는 필드에 맞게 스트림 수와 채널 또는 대역폭을 확인할 수 있다.
이와 같은 시그널링 방법은 각 STA별로 다이나믹하게 채널 또는 대역폭을 조절/할당하는 방법(이하, Dynamic 채널 할당 방식)과 고정적으로 모든 STA들에게 동일한 채널 또는 대역폭을 할당하는 방법(이하, Static 채널 할당 방식) 모두에 적용될 수 있다. 이때, AP의 송신단에서는 EDMG 헤더 A의 1 비트 지시자(indicator)를 통하여 상기 2개의 채널 할당 방법 중 어떤 채널 할당 방법이 선택/적용되는지 여부를 시그널링할 수 있다. (0:Static MU-MIMO, 1:dynamic MU-MIMO)
본 발명의 다른 실시 형태에서, 각 STA별로 사용하는 채널 또는 대역폭에 대한 시그널링 정보는 EDMG 헤더 A 가 아닌 STA이 데이터를 수신하기 전에 STA와 PCP/AP의 RTS(ready-to-send)/CTS(clear-to-send) 송수신을 통하여 리포팅할 수도 있다. 일 예로, RTS/CTS 프레임을 통한 리포팅 과정에서 PCP/AP, STA들은 송수신단에게 데이터를 송수신하는데 필요한 채널 또는 대역폭을 RTS/CTS PPDU format 내 헤더의 reserved bits(2~3bits)를 수정하여 알려줄 수 있다. 또는 RTS/CTS MPDU(Mac Protocol Data Unit)의 reserved bits를 이용하여 알려줄 수도 있다.
또는, 레거시 필드의 reserved bits를 수정(11ad SC PHY의 경우 레거시 헤더 필드의 reserved bits는 총 4bits가 존재하고, 11ad OFDM PHY의 경우는 2bits가 존재함)하여 채널본딩에 사용되는 대역폭 및 채널 정보를 제공할 수 있다. 이러한 설명은 채널본딩이 연속적인 채널간의 결합(aggregation)을 가정한 것이나, 이에 한정할 필요는 없다.
이하, 표 2 내지 표 7에서는 EDMG 헤더 A 또는 앞서 제시한 PPDU format의 다른 필드 값을 통해 데이터 수신에 참여하는 STA들에게 개별적으로 데이터 전송에 사용되는 채널 본딩의 정보를 알려주는 방법을 개시하고 있다. 여기서 STA 개수는 다른 STA 개수로 확장 가능하다.
Field Name Number of bits Description
BW (bandwidth) 2 0: 2.15GHz (signle channel)1: 4.32GHz (2 channel bonding)2: 6.48GHz (3 channel bonding)3: 8.64GHz (4 channel bonding)
Field Name Number of bits Description
CH (channel) 3 0: signle channel1: 2 channel bonding (ch1, ch2)2: 2 channel bonding (ch2, ch3)3: 2 channel bonding (ch3, ch4)4: 3 channel bonding (ch1, ch2, ch3)5: 3 channel bonding (ch2, ch3, ch4)6: 4 channel bonding (ch1, ch2, ch3, ch4)7: reserved
Field Name Number of bits Description
BW (bandwidth) or CH (channel) 4 1번째 비트 : CH 1의 사용 여부 (1:On, 0:Off)2번째 비트 : CH 2의 사용 여부 (1:On, 0:Off)3번째 비트 : CH 3의 사용 여부 (1:On, 0:Off)4번째 비트 : CH 4의 사용 여부 (1:On, 0:Off)
한편, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 채널 본딩의 하위개념으로서, 또는 상기 채널 본딩과 별도로 채널 결합(Channel Aggregation) 방식으로 복수의 채널을 이용하여 프레임을 전송하는 방법을 제공한다. 채널 결합의 경우, 복수의 채널에 대한 FFT 크기는 동일하게 유지하면서, 각 채널에서 전송되는 정보를 결합하여 이용하는 방식으로 볼 수도 있다. 이러한 경우, 보다 유연하게 4개 채널을 활용할 수 있으며, 이와 같은 채널 본딩/채널 결합을 지원하기 위해 EDMG 헤더 A 또는 앞서 제시한 PPDU format의 다른 필드 값을 통해 비트맵 방식으로 각 채널의 온/오프를 표 4와 같이 알려줄 수 있다.
예를 들어, EDMG 헤더 A의 비트 값이 1100인 경우, 채널 1과 채널 2를 채널본딩하여 이용하는 것을 나타낼 수 있으며, 1010인 경우 채널 1과 채널 3을 채널결합하여 이용하는 것을 나타낼 수 있다.
또한, 표 4에서는 11ay 시스템에 적용되는 최대 채널의 개수가 4개인 경우를 제시한 것으로, 상기 구성은 실제 시스템에 적용되는 최대 채널의 개수만큼의 비트 수로 확장 적용될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 11ay 시스템의 채널은 주 채널(primary channel) 및 보조 채널(secondary channel)로 구성될 수 있다. 주 채널은 초기 association 과정에서 결정된다. 보조 채널은 상기 주 채널을 제외한 나머지 채널들을 의미한다. 이에, 11ad에서 정의된 CH1, CH2, CH3, CH4 중 주 채널을 제외한 나머지 채널들이 보조 채널이 될 수 있다. 이때, PPDU format의 EDMG 헤더 A 필드 또는 레거시 필드 등에 포함되는 각 STA들이 사용하는 채널 또는 대역폭을 나타내는 시그널링 정보는 표 5 내지 표 7과 같이 나타낼 수 있다.
Field Name Number of bits Description
BW (bandwidth) or CH (channel) 2 0: primary channel1: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 1)2: 3 channel bonding (primary channel + secondary channel 1,2)3: 4 channel bonding (primary channel + secondary channel 1,2,3)
Field Name Number of bits Description
BW (bandwidth) or CH (channel) 3 0: primary channel1: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 1)2: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 2)3: 2 channel bonding (primary channel + secondary channel 3)4: 3 channel bonding (primary channel + secondary channels 1,2)5: 3 channel bonding (primary channel + secondary channels 1,3)6: 3 channel bonding (primary channel + secondary channels 2,3)7: 4 channel bonding (primary channel + secondary channels 1,2,3)
Field Name Number of bits Description
BW (bandwidth) or CH (channel) 4 1번째 비트 : primary channel의 사용 여부 (1:On, 0:Off)2번째 비트 : secondary channel 1의 사용 여부 (1:On, 0:Off)3번째 비트 : secondary channel 2의 사용 여부 (1:On, 0:Off)4번째 비트 : secondary channel 3의 사용 여부 (1:On, 0:Off)
상기와 같은 시그널링 방법을 통해 AP는 복수의 STA들에게 각 STA별로 할당된 채널 정보를 제공할 수 있다. 이때, 각 STA별 채널 할당 방식으로는 다음과 같은 방식들이 적용될 수 있다.
<Dynamic 채널 할당 방식>
각 STA에게 할당되는 채널 또는 대역폭이 역동적으로 변경되는 Dynamic 할당 방법으로는, 아래의 2가지 방안을 고려할 수 있다.
a. 수신에 참여하는 모든 STA들에게 개별적으로 채널 또는 대역폭을 할당할 때, 모든 STA들은 공통적으로 하나의 채널(Primary channel)을 공유한다.
b. 수신에 참여하는 모든 STA들에게 개별적으로 대역폭을 할당할 때, 모든 STA들은 독립적으로 채널을 할당받는다.
특히, a의 경우, 앞서 설명한 바와 같이, PPDU format의 EDMG 헤더 A를 통해 각 STA별로 할당된 채널 또는 대역폭 정보를 알 수도 있으나, 802.11ac와 같이 primary channel access 방식을 적용한다면 수신에 참여하는 모든 STA들은 primary channel을 통하여 캐리어센싱을 하고 있기 때문에 AP의 송신단에서 전송하는 preamble과 Header를 수신하여 각자 할당 받은 대역폭을 알 수 있다.
도 11은 MU-MIMO가 적용될 경우 적용 가능한 PPDU 구조를 도시한 도면으로, 도 9 또는 도 10에서와 같이 제1 STA는 1개의 채널을 통하여 데이터를 수신 받고, 제2 STA는 2 채널 본딩을 통하여 데이터를 수신받되, 일부 동작 채널이 제1 STA의 동작 채널과 중첩(overlap)되는 경우의 PPDU 포맷을 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제1 STA 및 제2 STA는 하나의 채널(primary channel)을 공유하여 데이터를 수신하며, 각 STA들이 데이터를 수신하기 위해 사용가능한 채널의 수 또는 대역폭은 다양한 크기로 확장 가능하다(최대 채널 개수까지).
도 11에서는 도 8의 PPDU format에 기반해 제1 STA 및 제2 STA에게 송신하는 PPDU format을 도시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시 형태에서는 상기 PPDU format 중 레거시 STF 필드부터 EDMG 헤더 A 필드까지는 다른 구조로 전송될 수도 있다. 일 예로, 제1 STA은 1개 채널(primary channel, CH1)을 통해서만 데이터를 수신하는 바, 상기 제1 STA에게 송신되는 PPDU format으로는 1개 채널(CH1)을 통해서만 레거시 STF, 레거시 CE, 레거시 헤더, EDMG 헤더 A가 전송되는 PPDU format이 적용될 수 있다.
<Static 채널 할당 방식>
Static 채널 할당 방식의 경우, MU-MIMO에 참여하는 모든 STA들은 같은 채널들을 본딩하거나, 동일한 하나의 채널을 통하여 데이터를 수신한다. 즉, 모든 STA들이 데이터 수신에 사용되는 주파수 자원은 동일하다.
이와 같은 Static 채널 할당 방식이 적용되면, 본 발명의 PPDU format 의 EDMG 헤더 A 필드 또는 다른 필드를 통해 각 STA들에게 시그널링되는 채널 또는 대역폭 정보가 모두 동일하게 적용될 수 있다.
본 실시형태에서는 채널본딩이 되었을 때, 레거시 헤더의 reserved bits(OFDM PHY: 2bits, SC PHY: 4bits)를 수정하여 ay 헤더들이 duplicate되어 전송 되는 것이 아니라 각자 서로 다른 데이터를 보낼 수 있는 것 역시 고려한다.
채널본딩을 위한 시그널링을 레거시 헤더를 통하여 하였을 때의 PPDU format은 도 11에 도시된 바와 같다. 도 11은 2채널본딩을 했을 때의 PPDU format이고 3채널, 4채널본딩으로 확장 가능하다.
도 8과 같은 PPDU format으로 데이터를 전송하기 위해서는 Rx 에서 채널본딩에 사용되는 주파수 대역을 센싱하고 있는 것이 바람직하다. 채널본딩에 사용되는 각 채널을 통하여 레거시 프리엠블을 수신하고 개별적으로 AGC, 동기화, 채널추정을 하기 때문에 ay 헤더 A와 ay 헤더 B에 서로 다른 정보를 보낼 수 있게 된다.
ay 헤더의 modulation은 SC PHY와 OFDM PHY 모두 가능하다. SC PHY의 경우 Chip rate를 채널본딩에 사용되는 채널의 수에 비례하여 x2, x3, x4배 하여 wide band로 송수신 할 수 있고, OFDM PHY의 경우 sampling rate 및 FFT size를 채널본딩에 사용되는 채널의 수에 비례하여 x2, x3, x4배 하여 wide band로 송수신 할 수 있다. OFDM PHY에서는 각 채널 사이의 400MHz 대역에 매칭되는 서브캐리어에 null 값을 삽입하여 전송하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시 형태로, AP는 PPDU의 EDMG 헤더 A 또는 EDMG 헤더 B 필드 등의 일부 필드 값을 수정하여 공간 스트림 수(spatial stream number) 정보를 제공할 수 있다. 일 예로, 상기 정보를 제공하기 위한 비트 수는 최대 2 bits가 적용되어 최대 4개의 공간 스트림 수 정보를 STA에게 제공할 수 있다.
OFDMA / FDMA
본 발명에서는 복수의 STA들에게 서로 다른 채널 및 대역폭을 할당하기 위하여 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)/FDMA(frequency division multiple access) 방식을 제안하며, 특히 OFDMA/FDMA 방식의 RU(resource unit) 단위로 11ay 시스템의 채널 단위(2.16GHz)가 적용되는 방법을 제안한다.
이때, 11ay 시스템의 PPDU format에서 레거시 헤더의 유보 비트(reserved bits)를 이용하거나, EDMG 헤더 A 또는 EDMG 헤더 B의 새롭게 정의되는 필드를 통하여 OFDMA/FDMA 방식인 것을 알려줄 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 복수의 STA들에게 채널이 할당된 구조를 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 11ay 시스템에 적용되는 1개 채널의 대역폭을 각 STA들에게 할당하는 최소 자원 단위(resource unit)로 하여 각 STA들에게 서로 다른 주파수 자원을 할당할 수 있다. 도 12를 참고하면, STA A에게는 2개의 채널(CH1, CH2)이 할당되고, STA B 및 STA C에게는 각각 1개의 채널(CH3 or CH4)이 할당된다. 다만, 도 12에서는 최대 채널의 개수를 4개로 한정하였으나 상기 최대 채널의 개수는 확장 적용될 수 있으며, 각 STA별로 할당되는 대역폭은 각 STA의 능력(capability)에 따라 다양하게 확장 가능하다.
이와 같이 OFDMA/FDMA 방식을 11ay 시스템에 적용하게 되면, OFDMA/FDMA 방식에 참여하는 모든 STA들이 동일한 FFT 사이즈를 가질 수 있고, 이 경우 AP는 신호 송신을 위해 2개 이상의 채널을 본딩할 때 상기 두 채널 사이의 서브 캐리어를 데이터 전송에 사용할 수 있다.
다른 예로, OFDMA/FDMA 방식에 참여하는 모든 STA들의 채널 본딩 능력(channel bonding capability) 또는 FFT 크기가 서로 상이한 경우에는 가드톤(guard tone)을 사용하여 인접 서브캐리어로부터의 간섭에 대한 영향을 줄일 수 있다.
또한, PCP/AP의 채널 본딩 능력 또는 이에 따른 FFT 사이즈는 STA들의 채널 본딩 능력 또는 이에 따른 FFT 사이즈와 다를 수 있다. 이때, PCP/AP는 상기 PCP/AP의 채널 본딩 능력에 기반해 하나 이상의 STA와 신호를 송수신하되, 상기 PCP/AP가 특정 STA와 신호 송수신시 이용 가능한 채널의 개수는 상기 특정 STA의 채널 본딩 능력에 대응되는 채널의 개수에 대응될 수 있다.
구체적인 일 예로, PCP/AP는 신호 송수신을 위해 4채널 본딩이 가능하나 특정 STA는 신호 송수신을 위해 2채널 본딩만 가능한 경우, 상기 PCP/AP는 4개의 채널 중 2개 채널 본딩을 이용하여 상기 특정 STA와 신호를 송수신할 수 있으며, 나머지 2개 채널을 본딩하여 다른 STA와 신호를 송수신할 수 있다. 또는, PCP/AP는 신호 송수신을 위해 2채널 본딩이 가능한 반면 특정 STA는 4채널 본딩이 가능한 경우, 상기 STA는 상기 PCP/AP와 신호 송수신시 상기 PCP/AP의 채널 본딩 능력에 따라 2채널을 본딩하여 신호를 송수신할 수 있다.
도 13은 11ay 시스템의 2개 채널에서 OFDM 전송 모드일 때의 주파수 대역을 도시한 도면이다. OFDM PHY일 때는 한 채널의 대역폭(2.16GHz)에서 약 1.83GHz에 해당하는 대역폭(bandwidth)만을 데이터 전송에 사용한다. 하지만, 하나의 STA이 채널 본딩을 하거나, OFDMA/FDMA 방식을 적용하면 도 13의 각 1.83GHz 사이에 해당하는 대역폭(BW)을 데이터 전송에 사용할 수 있다. 이에 따라 OFDMA/FDMA 방식을 적용할 때, 주파수 자원의 할당 단위인 RU 단위는 한 채널의 BW인 2.16GHz 이하로 유연하게 적용될 수 있다.
도 14 내지 도 19는 본 발명의 일 실시형태에 따라 복수의 STA들에게 송신하는 PPDU 구조를 도시한 도면이다. 이하, 각 도면을 참고하여 각 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 14는 STA들이 같은 FFT 사이즈를 가지고 있고, 각 STA들에게 OFDMA/FDMA를 적용했을 때의 예시이다.
상기 복수의 STA들이 같은 FFT 사이즈를 가지는 바, 각 채널들의 사이 주파수 대역폭을 도 14와 같이 데이터 전송에 사용할 수 있다.
도 15에서는 도 14와 달리, STA A 및 STA B로 송신되는 PPDU format 중 EDMG STF 및 EDMG CE 필드가 공통되는 PPDU format을 도시한다.
도 15에 도시된 PPDU 구조에 따르면, OFDMA/FDMA 방식에 따라 서로 다른 주파수 영역이 할당된 STA들이 동일한 FFT 사이즈를 가지고 있지 않은 경우에도 멀티 채널 동작(multi-channel operation)이 가능하게 된다. 도 15에 있어, STA A는 CH1 및 CH2를 채널본딩하여 데이터를 수신하고, STA B는 CH3를 할당받아 데이터를 수신한다고 가정한다.
이때, 도 15의 레거시 헤더(L-Header)는 유보 비트(reserved bits)를 수정하여 multi-channel operation 혹은 OFDMA/FDMA를 알려주는 지시자(indicator)를 추가할 수 있다. 또는, EDMG Header A 를 통해 상기 multi-channel operation 혹은 OFDMA/FDMA를 알려주는 지시자 정보가 제공될 수도 있다.
또한, EDMG 헤더 A에서는 각 STA별로 할당되는 채널 및 대역폭을 지시할 수 있다. 이와 같은 방법으로 시그널링을 하면, STA별로 FFT 사이즈가 다르거나 채널본딩 능력이 다르더라도 동시에 여러 STA들에게 데이터를 전송할 수 있다.
도 15에 도시된 실시예에서, STA A는 2개 채널을 본딩하여 데이터를 수신하는 반면, STA B는 1개 채널을 통해 데이터를 수신하는 바, 상기 STA A 및 STA B는 서로 FFT 사이즈 또는 채널본딩 능력이 상이하다고 볼 수 있다. 이때, AP는 CH2 및 CH3의 사이 주파수 영역의 서브캐리어를 가드톤으로 사용할 수 있다. 이를 통해, STA A 및 STA B 사이에서 발생하는 인접 서브캐리어로부터의 간섭에 대한 영향을 줄일 수 있다.
채널의 수는 4개 이상으로 확장 가능하고, STA의 수도 최대 채널의 수까지 가능(STA 별로 하나의 채널을 할당 받았을 경우)하다. 또한, 상황에 따라 STA 당 할당 받은 RU는 다양하게 할 수 있다. EDMG 헤더 B는 필요에 따라 생략 가능하다.
도 16 및 도 17은 OFDMA/FDMA를 적용하였을 때 레거시 STA를 포함하는 복수의 STA들에게 송신하는 PPDU 구조를 나타낸다. 여기서, STA A는 11ay 시스템에 따른 채널본딩을 지원하지 않는 레거시 장치로 가정하고, STA B 및 STA C는 상황에 따라 채널본딩을 하거나 또는 하지 않는 11ay 장치로 가정한다.
도 16 및 도 17은 3개의 체널을 사용할 때, 11ad 레거시 장치와 11ay 장치를 동시에 지원하는 PPDU 포맷을 나타내고 있다. 여기서, 채널은 동시에 4개까지 확장 가능하며, 주 채널(primary channel)은 그 중 하나가 될 수 있다. 또한, 11ay를 위한 EDMG 헤더 B는 MU-MIMO를 지원할 때가 아니면 생략 가능하다.
위와 같은 PPDU 포맷이 실제로 구현되기 위해서는 사전에 PCP/AP와 STA간의 채널본딩 혹은 어떠한 채널을 얼마만큼 사용할 것인가를 협상(negotiation)하는 과정을 추가하거나 RTS와 DGM CTS를 사용하여 STAs별로 채널을 할당해 주는 방법이 적용될 수 있다.
또는, AP는 할당된 채널 관련 정보를 Control PHY PPDU format의 헤더에 있는 reserved bits를 이용하거나 MPDU에 있는 reserved bits를 이용하여 11ay STA에게 알려줄 수 있고, 11ad 레거시 단말은 기존 11ad 시스템에서와 같이 자신이 사용하는 채널을 통해서 들어오는 신호를 수신받아 이를 확인할 수 있다.
본 발명에 적용 가능한 바람직한 실시예에 따르면, 11ay 시스템에서는 여러 개의 채널을 동시에 사용하는 것을 고려하고 있기 때문에 비콘 프레임이나 association을 위한 프레임을 주고 받을 때, PCP/AP와 STA 간 채널본딩 혹은 어떠한 채널을 얼마만큼 사용할 것인가를 협상(negotiation)하는 과정이 필수적으로 적용될 수 있다. 일 예로, 11ad control PHY PPDU를 이용하여 이러한 과정이 이루어질 수 있다. 이때, Control PHY PPDU format의 Header에 있는 reserved bits를 이용하거나 MPDU에 있는 reserved bits를 수정함으로써 채널 혹은 채널폭에 대한 정보는 각 STA들에게 전달될 수 있다.
또한, 채널에 대한 능력 협상(capability negotiation) 뿐만 아니라 전력 소모능력에 대한 능력 협상(capability negotiation) 또한 이러한 과정을 통해 동시에 수행될 수 있다. 전력 소모능력이 큰 디바이스는 슬립(sleep) 모드가 아닌 평상시에 자신의 채널 본딩 능력에 해당하는 채널들을 통해 들어오는 신호들을 모두 디코딩할 수 있다. 이러한 수행능력은 초기 비콘 프레임이나 association을 위한 프레임을 주고 받을 때 결정할 수 있다.
위와 같이 실제적인 데이터가 송수신되기 전에 수행되는 association 혹은 negotiation 과정을 통해서 STA들을 개별적으로 PCP/AP에게 RTS/ DMG CTS가 의무적으로 사용되도록 요청할 수 있다. 이를 요청받은 PCP/AP는 상황에 따라 요청을 수락하여 해당 STA와 RTS/ DMG CTS를 의무적으로 사용할 수도 있고, 또는 상기 요청을 거절하여 RTS/DMG CTS를 선택적으로 사용할 수도 있다. AP는 RTS/DMG CTS에 채널본딩 혹은 어떤 채널을 얼만큼 사용할 것인지에 대한 정보나 전력 소모능력에 관한 정보 등을 포함시켜 여러 개의 채널을 동시에 사용함으로써 보다 유연한 멀티 채널 오퍼레이션을 지원할 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 18 및 도 19과 같이, AP는 11ay 단말을 위한 멀티 채널 동작을 지원하는 PPDU 구조에서 EDMG 헤더 A를 생략하고 레거시 헤더의 reserved bits를 이용해서 11ay 단말을 위한 시그널링을 할 수 있다. 일 예로, AP는 레거시 헤더의 reserved bits를 이용하여 11ay 단말에게 할당되는 채널 또는 대역폭을 알려줄 수 있다. 또한, AP는 레거시 헤더의 reserved bits를 이용하여 MCS(modulation and coding scheme)를 11ay 단말과 11ad 단말에게 서로 다르게 할 수도 있다.
또한, STA은 RTS/ DMG CTS를 이용하면 자신에게 할당되는 대역폭에 대한 정보를 사전에 알 수 있기 때문에 도 19와 같이 PPDU 구조에서는 EDMG STF나 EDMG CE 이 생략될 수도 있다. 또는, 11ay 단말이 스스로의 채널본딩 능력에 해당하는 대역폭(BW)에 해당하는 대역 내에 들어오는 신호를 상시 디코딩 할 수 있다면 PPDU 구조에서는 EDMG STF나 EDMG CE 이 생략될 수도 있다.
PCP/AP 및 STA가 RTS/ DMG CTS를 이용할 때, 도 18 및 도 19의 PPDU 구조가 구현되기 위한 시그널링 방법으로 AP는 RTS/ DMG CTS에 있는 레거시 헤더를 통하여 11ay 단말에 할당되는 대역폭 정보와 필요에 따라 추가적으로 PPDU 구조에 대한 정보를 알려줄 수 있다. 아니면 특정 PPDU format이 11ay 스펙상에 RTS/ DMG CTS를 이용한 레거시 단말과 11ay 단말을 동시에 지원하기 위한 PPDU인 경우, RTS/ DMG CTS에 있는 레거시 헤더는 상기 PPDU의 구조가 도 18 또는 도 19와 같은 PPDU 구조임을 제시하는 정보를 제공할 수 있다..
앞서 설명한 시그널링 정보는 표8 및 표 9와 같이 나타낼 수 있다.
Field Name Number of bits Description
CH(channel) 3 0: ch11: ch22: ch33: ch44: 2 channel boding (ch1, ch2)5: 2 channel bonding (ch2, ch3)5: 2 channel bonding (ch3, ch4)7: reserved
Field Name Number of bits Description
Legacy format 1 0: 11ay PPDU format1: 11ad PPDU format
CH(channel) 2 0: ch11: ch22: ch33: ch4
표 9의 레거시 포맷(legacy format) 필드에서는 PPDU format이 11ay PPDU format인지 아니면 11ad PPDU format인지를 지시한다. 일 예로, 상기 필드 값이 0일 경우 11ay가 사용하는 채널의 PPDU 구조는 Payload 앞에 EDMG STF, EDMG CE, EDMG 헤더 A, EDMG 헤더 B 등이 추가될 수 있다. 또는, 필요에 따라 11ay가 사용하는 채널의 PPDU 구조는 EDMG 헤더 A만을 추가하여 11ay 단말만을 위한 시그널링을 할 수도 있고, 다른 것들도 상황에 따라 추가할 수도 있고, 안 할 수도 있다. 또는, 상기 필드 값이 1일 경우 11ay가 사용하는 채널의 PPDU 구조는 11ad PPDU 구조와 동일하다. 이 경우 11ay 단말은 L-Header의 정보를 재사용하게 된다.
레거시 11ad 시스템에서는 채널본딩을 지원하지 않기 때문에 사전에 합의된 하나의 채널을 통해서만 데이터를 송수신할 수 있다. 이에, 주 채널(primary channel)은 항상 레거시 11ad 단말에게 할당될 수 있다. 특히, 상기 예시는 레거시 11ad 단말과 11ay 단말이 공존할 때에도 적용될 수 있다.
11ay 시스템에서 전체적으로는 4채널 본딩까지 지원되더라도 디바이스 별 채널본딩 능력은 물리적 환경이나 기술적 상황에 따라 다르게 할 수 있다.
추가적으로, AP는 앞서 설명한 다양한 PPDU format의 EDMG 헤더 A 또는 EDMG 헤더 B의 필드 값을 수정하여 각 STA별로 할당된 자원 단위(채널 또는 대역폭) 정보를 제공할 수 있다.
또한, 각 STA들은 사전에 그룹 식별 정보(Group ID)와 해당 Group ID 내의 index를 할당 받을 수 있다. 이로 인해, AP의 송신단에서 EDMG 헤더 A에 Group ID 정보가 포함된 신호를 송신한 경우, 각 STA는 EDGME 헤더 A에 포함된 Group ID를 통해 자신이 속한 그룹인지 확인하고, 그 그룹이 맞다면 사전에 부여 받은 index에 매칭되는 필드에 맞게 스트림 수와 할당된 RU(채널 EH는 대역폭)을 확인할 수 있다.
상기 예에 대한 구체적인 시그널링 정보는 표2 내지 표 7과 동일한 바 이하 생략하며, 추가적으로 표 10과 같은 시그널링 정보가 EDMG 헤더 A 필드를 통해 전달될 수도 있다.
Field Name Number of bits Description
BW(channel) 4 0: ch11: ch22: ch33: ch44: 2 channel bonding (ch1, ch2)5: 2 channel bonding (ch2, ch3)6: 2 channel bonding (ch3, ch4)7: 2 channel bonding (ch1, ch3): aggregation8: 2 channel bonding (ch2, ch4): aggregation9: 2 channel bonding (ch2, ch4): aggregation10: 3 channel bonding (ch1, ch2, ch3)11: 3 channel bonding (ch2, ch3, ch4)12: 4 channel bonding (ch1, ch2, ch3, ch4)13~15: reserved
OFDMA/FDMA MU - MIMO
본 발명에서는 AP가 복수의 STA들로 데이터 신호를 송신하기 위해 OFDMA/FDMA, 채널본딩, MU-MIMO를 동시에 고려할 수 있다. 일 예로, 총 4개의 채널에 채널 단위로 STA들은 대역폭(bandwidth)을 할당 받게 된다. 또한, 동일한 주파수 대역을 사용하는 STA들끼리는 MIMO를 통하여 각자 원하는 데이터를 수신하게 된다.
다른 실시 형태로, 본 발명은 STA이 AP에 신호를 전송하는 상향링크(uplink) 동작에도 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 액세스 포인트(AP)에 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 STA이 상기 AP로부터 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)/FDMA(frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널 중 하나 이상의 채널을 할당 받고, 상기 STA이 상기 AP에 상기 할당 받은 채널을 통해 신호를 전송하되, 상기 OFDMA/FDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 제 STA에 1개 이상의 채널을 할당하며, 상기 STA이 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛을 할당 받는 경우, 상기 STA이 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송할 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라 복수의 STA들에게 채널이 할당된 형태를 나타낸 도면이다.
도 20은 11ay 시스템에서 OFDMA/FDMA, 채널본딩, MU-MIMO를 동시에 고려한 경우를 도시한 것으로, 동일한 시간 동안 STA A 및 STA B는 OFDMA/FDMA 방식에 의하여 동시에 서로 다른 주파수 자원을 할당 받고, STA C는 MU-MIMO 방식에 의하여 상기 STA A 및 STA B와 중첩되는 주파수 자원을 할당 받아 각각 데이터를 수신할 수 있다.
도 21은 상기 STA A, STA B, STA C에게 전송되는 PPDU format을 도시한 도면이다. 도 21에서는 OFDMA/FDMA MU-MIMO를 적용하여 3개의 채널에 해당하는 대역폭을 3개의 STA에게 할당할 때의 PPDU format을 나타낸다.
이때, AP는 상기 PPDU format의 EDMG 헤더 A 또는 EDMG 헤더 B의 필드 값을 수정하여 각 STA별로 할당된 자원 단위(채널 또는 대역폭) 정보를 제공할 수 있다.
또한, 각 STA들은 사전에 그룹 식별 정보(Group ID)와 해당 Group ID 내의 index를 할당 받을 수 있다. 이로 인해, AP의 송신단에서 EDMG 헤더 A에 Group ID 정보가 포함된 신호를 송신한 경우, 각 STA는 EDGME 헤더 A에 포함된 Group ID를 통해 자신이 속한 그룹인지 확인하고, 그 그룹이 맞다면 사전에 부여 받은 index에 매칭되는 필드에 맞게 스트림 수와 할당된 RU(채널 EH는 대역폭)을 확인할 수 있다.
상기 예에 대한 구체적인 시그널링 정보는 표2 내지 표 7, 표 10과 동일한 바 이하 생략한다.
AP는 OFDMA/FDMA 방식을 적용함으로써 각 STA별로 다른 MCS(Modulation and Coding Scheme)을 지원할 수 있다. 일 예로, 각 STA별 MCS 정보는 PPDU format의 EDMG 헤더 A 또는 EDMG 헤더 B를 통해 제공될 수 있다.
또한, OFDMA/FDMA와 MIMO를 동시에 고려할 경우, 상기 AP는 PPDU format의 EDMG 헤더 B를 통해 각 STA별로 MCS 정보를 상이하게 제공할 수 있다.
도 22는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 22의 무선 장치(800)은 상술한 설명의 특정 STA, 그리고 무선 장치(850)은 상술한 설명의 PCP/AP에 대응할 수 있다.
STA (800)은 프로세서(810), 메모리(820), 송수신부(830)를 포함할 수 있고, PCP/AP (850)는 프로세서(860), 메모리(870) 및 송수신부(880)를 포함할 수 있다. 송수신부(830 및 880)은 무선 신호를 송신/수신하고, IEEE 802.11/3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서(810 및 860)은 물리 계층 및/또는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부(830 및 880)와 연결되어 있다. 프로세서(810 및 860)는 상기 언급된 UL MU 스케줄링 절차를 수행할 수 있다.
프로세서(810 및 860) 및/또는 송수신부(830 및 880)는 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(820 및 870)은 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시 예가 소프트웨어에 의해 실행될 때, 상기 기술한 방법은 상기 기술된 기능을 수행하는 모듈(예를 들어, 프로세스, 기능)로서 실행될 수 있다. 상기 모듈은 메모리(820, 870)에 저장될 수 있고, 프로세서(810, 860)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리(820, 870)는 상기 프로세스(810, 860)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스(810, 860)와 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되는 것을 가정하여 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 채널 본딩에 기반하여 데이터 전송이 가능한 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선랜(WLAN) 시스템에서 액세스 포인트(AP)가 스테이션(STA)에게 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 AP가 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널을 복수의 제1 STA들에게 할당하고,
    상기 AP가 상기 복수의 제1 STA들 각각에 할당된 채널을 통해 신호를 전송하되,
    상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 복수의 제1 STA 각각에 서로 다른 1개 이상의 채널을 할당하며,
    상기 AP가 상기 복수의 제1 STA 중 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛이 할당되는 제1 STA에게는 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 AP가 제2 STA에게 1개 이상의 채널을 할당하여 신호를 전송하되,
    상기 제2 STA에게 할당된 채널 및 상기 하나 이상의 제1 STA에게 할당된 채널 중 중첩되는 제1 채널이 있는 경우, 상기 제1 채널에서 상기 제1 STA에게 전송되는 신호 및 상기 제2 STA에게 전송되는 신호는 각 신호에 적용된 프리코딩을 통해 구분되는, 신호 전송 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    인접한 채널을 할당 받은 2개의 제1 STA들에게 할당된 채널 단위 자원 유닛의 개수가 상이한 경우, 상기 2개의 제1 STA들로에게 각각 할당된 채널 사이의 서브캐리어들을 가드톤(guard tone)으로 사용하는, 신호 전송 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 STA들이 모두 동일한 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈를 가질 경우,
    상기 AP는 가드톤(guard tone)을 사용하지 않고 상기 복수의 제1 STA에게 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 AP가 특정 제1 STA에게 전송하는 신호는,
    상기 특정 제1 STA가 사용하는 대역폭 정보 및 채널화 정보 중 하나 이상을 포함하는, 신호 전송 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 AP가 상기 특정 제1 STA에게 전송하는 신호는 그룹 식별 정보를 더 포함하는, 신호 전송 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 AP가 각각의 제1 STA에게 전송하는 신호는 서로 다른 MCS(modulation and coding scheme) 정보를 포함하는, 신호 전송 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 MCS 정보는,
    상기 AP가 각각의 제1 STA에게 전송하는 신호 내 제1 타입 STA용 헤더 또는 제2 타입 STA용 헤더에 포함되는, 신호 전송 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 STA 에게 할당된 대역폭 정보 및 채널화 정보 중 하나 이상은 1개 이상의 비트 지시자(bit indicator)에 의해 지시되는, 신호 전송 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 STA에게 할당된 대역폭 정보 및 채널화 정보 중 하나 이상은 시스템에서 지원하는 최대 채널 개수만큼의 비트 지시자에 의해 지시되며,
    각 비트 지시자는 각 비트 지시자에 대응되는 채널이 상기 제1 STA에게 할당되었는지 여부를 온/오프 방식으로 지시하는, 신호 전송 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 AP 가 각각의 제1 STA에게 전송하는 신호는 각 제1 STA들이 OFDMA 방식에 따라 1개 이상의 채널을 할당 받음을 지시하는, 신호 전송 방법.
  12. 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 액세스 포인트(AP)에 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 STA이 상기 AP로부터 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널 중 하나 이상의 채널을 할당 받고,
    상기 STA이 상기 AP에 상기 할당 받은 채널을 통해 신호를 전송하되,
    상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 제 STA에 1개 이상의 채널을 할당하며,
    상기 STA이 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛을 할당 받는 경우, 상기 STA이 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
  13. 무선랜(WLAN) 시스템에서 신호를 전송하는 액세스 포인트 장치에 있어서,
    복수의 스테이션(STA)들에게 송신할 신호를 생성하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결되어 상기 복수의 STA들에게 신호를 송신하도록 구성되는 송수신기를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 송수신기를 제어하여, 상기 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널을 복수의 STA들에게 할당하고, 상기 복수의 STA들 각각에 할당된 채널을 통해 신호를 전송하되,
    상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 복수의 STA 각각에 서로 다른 1개 이상의 채널을 할당하며,
    상기 프로세서는 상기 복수의 STA 중 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛이 할당되는 STA에게는 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel aggregation)을 통해 신호를 전송하도록 구성되는, 액세스 포인트 장치.
  14. 무선랜(WLAN) 시스템에서 신호를 전송하는 스테이션 장치에 있어서,
    액세스 포인트(AP)로 전송할 신호를 생성하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결되어 상기 AP로 신호를 송신하도록 구성되는 송수신기를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 송수신기를 제어하여, 상기 AP로부터 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 방식에 따라 복수의 채널 중 하나 이상의 채널을 할당 받고, 상기 할당 받은 채널을 통해 상기 AP로 신호를 전송하되,
    상기 OFDMA 방식은 1개 채널에 대응하는 채널 단위 자원 유닛(Resource Unit)을 최소 단위로 상기 제 STA에 1개 이상의 채널을 할당하며,
    상기 프로세서는 2개 이상의 채널 단위 자원 유닛을 할당 받는 경우, 채널 본딩(channel bonding) 또는 채널 결합(channel을 통해 신호를 전송하도록 구성되는, 스테이션 장치.
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