WO2017175956A1 - 무선랜 시스템에서 반복 변조방식으로 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 반복 변조방식으로 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017175956A1
WO2017175956A1 PCT/KR2017/000560 KR2017000560W WO2017175956A1 WO 2017175956 A1 WO2017175956 A1 WO 2017175956A1 KR 2017000560 W KR2017000560 W KR 2017000560W WO 2017175956 A1 WO2017175956 A1 WO 2017175956A1
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modulated symbols
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tones
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PCT/KR2017/000560
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임동국
최진수
조한규
박은성
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엘지전자 주식회사
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    • 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
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems

Definitions

  • This document relates to a wireless LAN system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting a signal using a robust iterative modulation scheme than Dual Carrier Modulation (DCM) in a wireless LAN system.
  • DCM Dual Carrier Modulation
  • the proposed frame transmission method may be applied to various wireless communications, but the following describes a wireless local area network (WLAN) system as an example to which the present invention may be applied.
  • WLAN wireless local area network
  • 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.
  • the radio frame discussed in the IEEE 802.11ax standardization includes a signaling field and a data field, and in the case of a signaling field (SIG B) and a data field including individual control information in each of a plurality of stations (STAs) among the signaling fields.
  • STA information needs to be mixed with each other to prevent performance degradation.
  • a transmission method for increasing the reliability of these fields transmitted in outdoor or dense environments is required.
  • An object of the present invention is to transmit a signal by performing a more robust modulation than the DCM method for the signaling field (SIG B) and data field including individual control information in each of a plurality of stations (STA) in the WLAN system as described above To provide a method and apparatus for the same.
  • the present invention is not limited to the above-described technical problem and other technical problems can be inferred from the embodiments of the present invention.
  • a method for transmitting a signal by a first station (STA) using a repetitive modulation scheme in a wireless LAN system for achieving the above technical problem
  • free of radio frames transmitted by the first STA Modulate at least one of amble information and data field information, wherein the modulation is performed by modulating at least one of the preamble information and the data field information using one of BPSK, QPSK, and 16-QAM schemes Repetitively mapping each of the symbols to at least two subcarriers, wherein the number of times each of the modulated symbols is repeated is at least three modulations;
  • a signal transmission method for transmitting the subcarrier mapped symbols to a second STA is proposed.
  • Each of the modulated symbols may be repeatedly mapped to two subcarriers in one OFDM symbol and then repeated in OFDM symbol units.
  • Each of the modulated symbols may be repeatedly mapped to two subcarriers of one resource unit (RU), and then repeated in another RU different from the RU included in the allocated bandwidth.
  • RU resource unit
  • any symbol C1 of the modulated symbols is mapped to subcarrier K, the symbol C1 may be repeatedly mapped to subcarriers K + N / 4, K + N / 2, and K + 3N / 4.
  • a repetitive symbol mapped to each subcarrier may have a different phase rotation for each subcarrier.
  • RU resource unit
  • a station for transmitting a signal using a repetitive modulation scheme in a WLAN system
  • at least one of preamble information and data field information of a radio frame transmitted by the STA is modulated.
  • a processor configured to map to a subcarrier;
  • a transceiver configured to transmit the subcarrier mapped symbols to another STA, wherein the processor is configured to transmit one or more of the preamble information and the data field information using one of BPSK, QPSK, and 16-QAM schemes.
  • the station After modulation, the station repeatedly maps each of the modulated symbols to two or more subcarriers, and controls the number of times each of the modulated symbols is repeated to be three or more.
  • the processor may repeatedly map each of the modulated symbols to two subcarriers in one OFDM symbol, and then repeat the OFDM symbols.
  • the processor may repeatedly map each of the modulated symbols to two subcarriers of one resource unit (RU), and then repeat the same with another RU included in the allocated bandwidth.
  • RU resource unit
  • the symbol C1 may be repeatedly mapped to subcarriers K + N / 4, K + N / 2, and K + 3N / 4.
  • a repetitive symbol mapped to each subcarrier may apply a different phase rotation for each subcarrier.
  • the processor may not use 2 tones in each RU.
  • performance degradation of the SIG B field and data field of a radio frame in which information of several STAs are mixed with each other can be prevented, and particularly robustness of a transmission signal even in an outdoor environment or a dense environment Can have
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a high efficiency (HE) PPDU format according to an embodiment of the present invention.
  • HE high efficiency
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method of transmitting HE-SIG B in a broadband according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a detailed example of grouping two users in grouping a user specific field by a plurality of user units.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a method of performing BPSK modulation using DCM according to an embodiment of the present invention.
  • 6 shows four PPDU formats used in 11ax.
  • FIG. 7 is a diagram for further describing an extended area PPDU format.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an RU structure and pilot tone positions used in 11ax.
  • FIG 9 illustrates a QCM modulation scheme according to an embodiment of the present invention.
  • 10 to 12 are simulation results for explaining the performance of the QCM according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a view showing available tones in a RU having a size of 106 tons when applying QCM according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates available tones in an RU of 242 tons when QCM is applied according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of an AP device (or base station device) and a station device (or terminal device) according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating an operation of a processor according to an embodiment of the present invention.
  • the frame structure for IEEE802.11ax has not been determined yet, but is expected as follows.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a High Efficiency (HE) PPDU format to be used in an embodiment of the present invention.
  • HE High Efficiency
  • 11ax maintains the existing 1x symbol structure (3.2us) up to HE-SIG (SIG-A, SIG-B) like the frame structure shown in FIG. 1, and the HE-preamble and Data parts have a 4x symbol (12.8us) structure.
  • L-Part can follow the configuration of L-STF, L-LTF, L-SIG as it is maintained in existing WiFi system.
  • the L-SIG preferably transmits packet length information.
  • the HE-Part is a newly constructed part for the 11ax standard (High Efficiency).
  • HE-SIG (HE-SIGA and HE-SIGB) may exist between the L-part and the HE-STF, and may inform common control information and user specific information. Specifically, it may be configured of HE-SIG A for delivering common control information and HE-SIG B for delivering user specific information.
  • the HE SIG B may be composed of a common field and a user specific field, and may be transmitted in the following manner in a broadband over 40 MHz.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a method of transmitting HE-SIG B in a broadband according to an embodiment of the present invention.
  • the HE-SIG B may transmit information independent of each other in two adjacent 20 MHz bands in the 40 MHz band.
  • the control information transmitted through the above 40 MHz band may be copied to the adjacent 40 MHz band and transmitted.
  • '1' or '2' is a notation for distinguishing independent control information transmitted through two 20 MHz bands in a 40 MHz band, and such control information is expressed in 40 MHz units as shown in FIG. 2. Can be duplicated and transmitted.
  • the HE-SIG B includes a common field for transmitting common control information and a user specific field for transmitting user specific information, and the user specific field may be composed of a plurality of blocks according to the number of users. have.
  • the structure of HE SIG B in which encoding is performed for each 20 MHz band is as follows.
  • 3 is a detailed example of grouping two users in grouping a user specific field by a plurality of user units.
  • each block of the user specific field includes a CRC and tail bits separately.
  • each block including control information for the remaining STAs not included in the grouping there may be one block including control information for the remaining STAs not included in the grouping. Padding bits for may be inserted.
  • the HE-SIG-B information encoded in the encoding structure as shown in FIG. 3 may be interleaved in units of symbols (ie, the number of coded bits per OFDM symbol). Therefore, as in the above-described embodiments, when information about several STAs is grouped and encoded, encoded information bits may not be mixed well with each other.
  • SQPSK / DCM dual carrier modulation
  • the input bits can be divided into NCBPS bits-(c 0 (q) , c 1 (q) , ... c NCBPS-1 (q) ).
  • a preferred embodiment of the present invention is to propose a method that can achieve better performance while maintaining the same transmission rate as when using the existing robus MCS for HE-SIG B and / or data field transmission.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a method of performing BPSK modulation using DCM according to an embodiment of the present invention.
  • BPSK rather than QPSK can be used as a modulation method to increase reliability.
  • the information bits of the HE-SIG B and / or data field are b1, b2, b3, b4... If they are symbols C1, c2, c3, c4... Each can be mapped to.
  • c1, c2, c3, c4... Any symbol of C1 is represented by C1.
  • C2 may be mapped to constellation points as shown in FIG. 5 by QPSK modulation.
  • SQPSK may be implemented by repeatedly mapping a conjugate conjugate of C2 to K + N / 2, whereas using BPSK. It is difficult to obtain the effect of phase rotation using conjugate complex numbers.
  • each symbol is multiplied by the phase rotor to rotate the symbol to subcarrier K + N / It is suggested to repeat the transmission.
  • N may be determined by FFT size, N_CBPS or the number of available subcarriers.
  • the symbol C1 'mapped to the subcarrier K + N / 2 may be represented as follows.
  • the DCM transmission method using the BPSK may be referred to as SBPSK.
  • DCM can be equally applied to both the method described with reference to FIG. 4 and the method described with reference to FIG. 5.
  • 6 shows four PPDU formats used in 11ax.
  • FIG. 6A illustrates the HE SU PPDU format.
  • the HE SU PPDU shown in FIG. 6A is used for single user (SU) transmission, and HE-SIG A is not repeated.
  • FIG. 6B shows the HE MU PPDU format.
  • the HE MU PPDU shown in (b) of FIG. 6 may be used for transmission to one or more users rather than a response to a trigger frame.
  • This format is characterized by including a HE-SIG B field.
  • FIG. 6C shows the HE Extended range SU PPDU format. This PPDU is used for SU transmission, characterized in that the HE-SIG-A is repeated.
  • FIG. 6 (d) shows the HE trigger-based PPDU format.
  • This PPDU is used as a response to the trigger frame, which is the same in the HE SU PPDU format and in the L-STF, L-LTF, L_SIG, RL_SIG, and HE-SIG-A fields. However, in the point that the duration of the HE-STF is 8us, it is different from the HE SU PPDU.
  • FIG. 7 is a diagram for further describing an extended area PPDU format.
  • L-SIG and HE-SIG-A of the preamble are repeatedly transmitted to increase the range and reliability of the transmitted packet, and DCM is more robust than MCS0 to obtain reliability for other SIG fields not repeatedly transmitted. (dual carrier modulation) can be used for transmission. In addition, as shown in FIG. 7, 3 dB power boosting may be performed for specific fields.
  • the preamble / data transmitted in the outdoor environment or the dense environment needs to have higher reliability than the above-described DCM method, which will be described below.
  • the method considers robust transmission in consideration of each RU size of OFDM and OFDMA when transmitting a short packet.
  • HE-SIG-B / data can be transmitted by using the following DCM method defined in 11ax as follows. .
  • the following method is described as an example for the case where MCS0 is applied, and the same can be applied to other MCS.
  • the formed OFDM / A symbol may be repeated.
  • the repetition at this time may be performed by an OFDM symbol by symbol. In addition, the repetition may be performed for the entire symbol.
  • Repetition symbol / signal may be transmitted scrambling in consideration of diversity gain, channel impact, interference impact, and the like.
  • the repetition is only one example and may transmit a signal by pairing / grouping a predetermined number of symbols.
  • the above repetition / pairing / grouping may be performed in units of RU.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an RU structure and pilot tone positions used in 11ax.
  • FIG. 8 illustrates an RU structure in a 20 MHz band, and may include RUs in 26 tons, RUs in 52 tons, RUs in 106 tons, and RUs in 242 tons within 20 MHz.
  • RU size 106 at 20 MHz of 11ax
  • two RUs exist when RU size is 52.
  • a signal mapped to a tone corresponding to the RU through DCM modulation in one RU may be repeated in another RU in the same BW for repetition.
  • the signal carried in the first RU may be transmitted more robustly than DCM by repeatedly transmitting to another RU.
  • the repeated signal in each RU may be loaded using the following method to lower the PAPR.
  • the PAPR is high.
  • two RUs are present at 20 MHz, so one RU carries a signal with DCM mapping and the other One RU may reverse the order of the tone in order to prevent the same signal carried in the first RU or the same continuous signal from being carried.
  • the second RU can be subjected to a phase shift.
  • the phase shift may be performed according to the index for each tone or the entire RU.
  • Phase shift may apply values such as pi / 2, pi, 3 * pi / 2, pi / 4, and the like.
  • This embodiment proposes a Quad Carrier Modulation (QCM) in which four subcarriers are grouped to map the same information.
  • QCM Quad Carrier Modulation
  • FIG 9 illustrates a QCM modulation scheme according to an embodiment of the present invention.
  • N may be defined as, for example, the number of available carriers / FFT size or N_CBPS.
  • the values of Ck in different carrier positions can be transmitted with the same value or out of phase.
  • the phase may be changed by pi / 2 and pi according to the carrier index and loaded on the carrier.
  • gamma phase rotation in 20 MHz 64 FFT units
  • applied to data at 11ac may be applied after 1, j, -1, ....
  • gamma phase rotation in 20 MHz 64 FFT units
  • they can be repeated for each block and transmitted.
  • there are four gamma of 160MHz it can be applied to each block and transmitted.
  • the spreading sequence (12 bits) used in MCS10 can be transmitted by XORing to repeated coded bits.
  • the phase shift defined above may be applied once more.
  • Phase shift can be applied differently for each repeated block.
  • Repeated signals may be transmitted by reversing the order of the tones for each repeated block. For example, the order of the first block is 1,2,3,... .m then the second block is m-1, m-2, m-3, ... , 1, and the next block can be transmitted the same as the first and the fourth is the same as the second.
  • phase shifts may be applied to blocks having different tone orders, or phase shifts may be applied according to tone indexes as described above.
  • the transmission method of the repeating block is just one example and may be variously transmitted as follows. For example, if a block having an original tone order is called a and a block in which the tone order is changed is called b, a combination of repeating blocks may be configured as follows.
  • the indexes of the tones may be interchanged with respect to half of the repeated blocks and transmitted.
  • the rotation is just one example and can be applied by setting the rotation combination of each block by the above combination.
  • the second phase rotation is performed for each repeated block according to the number of first phase rotations according to the carrier index.
  • the first phase rotation and the second phase rotation may be performed in a reversed order.
  • 10 to 12 are simulation results for explaining the performance of the QCM according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a case where QCM is applied to HE-SIG B
  • FIG. 11 is a case where QCM is applied to data
  • FIG. 12 is a case where UMi is applied to UMi compared to the case of DCM and MCS0.
  • transmission may be performed in consideration of the RU size as follows.
  • the information loaded on the carrier has a coded bit size of 2 * information bits. Therefore, when applying QCM, RU26 and RU52 may use the existing OFDMA tone mapping, but RU106 and RU242 have 2 tones remaining when applying QCM, so it is necessary to consider where to locate them. Therefore, when the QCM is applied using the RU, the remaining tone may be located as follows for each RU.
  • FIG. 13 is a view showing available tones in a RU having a size of 106 tons when applying QCM according to an embodiment of the present invention.
  • two tones are left, which may not use 2 tones from the leftmost or left-most tone index / right-most tone index, respectively.
  • one tone may not be used for each of the left-most tone and the right-most tone of the RU.
  • FIG. 14 illustrates available tones in an RU of 242 tons when QCM is applied according to an embodiment of the present invention.
  • the remaining two tones symmetrically repeat the data in the symbol may not be used on the left side and the right side of the RU by one tone, respectively, or may be used at a ⁇ 1 carrier index around the DC carrier.
  • a signal may be transmitted to a corresponding RU without using two tones from the right or left side of the RU.
  • the changed tone allocation may be used by applying the same method to the tone allocation for each RU size defined in 11ax for the use of QCM, such as tone allocation for applying the QCM at 20 MHz.
  • data can be repeatedly transmitted three times in a symbol to obtain more repetition gain and diversity gain than the conventional DCM.
  • c1 is loaded on the carrier at position K in the OFDM / A symbol (within the available carrier size)
  • the same c1 is repeatedly transmitted at positions K + N / 3 and K + 2N / 3, so that frequency is within one symbol. Diversity can be obtained.
  • k is the carrier index in the ofdm / a symbol.
  • the transmission method for the repetitive block may use the method defined in the QCM.
  • the unused one tone may be positioned at one of the left size / right side / index of DC ⁇ 1.
  • 15 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of an AP device (or base station device) and a station device (or terminal device) according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 100 may include a processor 110, a memory 120, and a transceiver 130.
  • the station 150 may include a processor 160, a memory 170, and a transceiver 180.
  • the transceivers 130 and 180 may transmit / receive radio signals and may implement, for example, a physical layer in accordance with the IEEE 802 system.
  • the processors 110 and 160 may be connected to the transceivers 130 and 180 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system.
  • Processors 110 and 160 may be configured to perform operations in accordance with one or more combinations of the various embodiments of the invention described above.
  • the modules for implementing the operations of the AP and the station according to various embodiments of the present invention described above may be stored in the memory 120 and 170, and may be executed by the processors 110 and 160.
  • the memories 120 and 170 may be included in the processors 110 and 160 or may be installed outside the processors 110 and 160 and connected to the processors 110 and 160 by a known means.
  • the above descriptions of the AP device 100 and the station device 150 may be applied to a base station device and a terminal device in another wireless communication system (eg, LTE / LTE-A system).
  • LTE / LTE-A system another wireless communication system
  • the detailed configuration of the AP and the station apparatus as described above may be implemented to be applied independently or the two or more embodiments described at the same time described in the various embodiments of the present invention, overlapping description is omitted for clarity do.
  • 16 is a diagram illustrating an operation of a processor according to an embodiment of the present invention.
  • the processor may perform Pre-FEC physical layer padding on a transmission signal and then perform BCC encoding and BCC interleaving. Thereafter, the processor may perform constellation mapping according to any one of BPSK, QPSK, and 16 QAM.
  • the processor according to the present invention performs tone mapping on the constellation-mapped symbol as described above, and this may apply a method such as repeatedly repeating the tone mapped in the DCM method in symbol units or in the QCM method. .
  • the modulated symbol may be transmitted to the receiver through IDFT / IFFT.
  • embodiments of the present invention can be applied to various wireless communication systems, including IEEE 802.11 systems.

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

Abstract

본 문서에서는 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션(STA)이 반복 변조방식을 이용하여 신호를 전송하는 방법을 개시한다. 제 1 STA이 전송하는 무선 프레임의 프리엠블 정보 및 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 변조하되, 상기 변조는, 상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 BPSK, QPSK 및 16-QAM 방식 중 하나를 이용하여 변조한 후, 상기 변조된 심볼들 각각을 2 이상의 서브캐리어에 반복 맵핑하되, 상기 변조된 심볼들 각각이 반복되는 횟수는 3이상인 변조이다.

Description

무선랜 시스템에서 반복 변조방식으로 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치
본 문서는 무선랜 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 DCM (Dual Carrier Modulation) 보다 강건한 반복 변조방식을 이용하여 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
이하에서 제안하는 프레임 전송 방법은 다양한 무선 통신에 적용될 수 있으나, 이하에서는 본 발명이 적용될 수 있는 시스템의 일례로서 무선랜(wireless local area network, WLAN) 시스템에 대해 설명한다.
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.
IEEE 802.11ax 표준화에서 논의되는 무선 프레임은 시그널링 필드 및 데이터 필드를 포함하며, 이 시그널링 필드 중 복수의 스테이션(STA) 각각에 개별적인 제어 정보를 포함하는 시그널링 필드(SIG B) 및 데이터 필드의 경우 복수의 STA 정보가 서로 섞여서 성능 열화를 방지할 필요가 있다. 특히 아웃도어 환경이나 dense한 환경에서 전송되는 이들 필드의 reliability를 높이기 위한 전송 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 무선랜 시스템에서 복수의 스테이션(STA) 각각에 개별적인 제어 정보를 포함하는 시그널링 필드(SIG B) 및 데이터 필드에 대해 DCM 방식보다 더욱 강건한 변조를 수행하여 신호를 전송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상술된 기술적 과제에 한정되지 않으며 다른 기술적 과제들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션(STA)이 반복 변조방식을 이용하여 신호를 전송하는 방법에 있어서, 상기 제 1 STA이 전송하는 무선 프레임의 프리엠블 정보 및 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 변조하되, 상기 변조는, 상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 BPSK, QPSK 및 16-QAM 방식 중 하나를 이용하여 변조한 후, 상기 변조된 심볼들 각각을 2 이상의 서브캐리어에 반복 맵핑하되, 상기 변조된 심볼들 각각이 반복되는 횟수는 3이상인 변조이며; 그리고 상기 서브캐리어 맵핑된 심볼들을 제 2 STA에 전송하는, 신호 전송 방법을 제안한다.
상기 변조된 심볼들 각각은 하나의 OFDM 심볼 내 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑된 후, OFDM 심볼 단위로 반복될 수 있다.
상기 변조된 심볼들 각각은 하나의 RU (Resource Unit)의 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑된 후, 할당된 대역폭 내 포함되는 상기 RU와 다른 RU에 반복될 수 있다.
상기 변조된 심볼 중 임의의 심볼 C1이 서브캐리어 K에 맵핑되면, 서브캐리어 K+N/4, K+N/2, K+3N/4에 상기 심볼 C1이 반복맵핑될 수 있다.
상기 변조된 심볼들 각각이 반복될 때 각 서브캐리어에 맵핑되는 반복 심볼은 서브캐리어마다 다른 위상 회전이 적용될 수 있다.
상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 106 톤 크기 또는 242톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우, 각 RU에서 2톤을 사용하지 않을 수 있다.
구체적으로, 상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 106 톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우,
(i) 가장 좌측의 2 톤,
(ii) 가장 우측의 2톤, 또는
(iii) 가장 좌측의 1톤과 가장 우측의 1톤
중 하나의 조합을 사용하지 않을 수 있다.
또한, 상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 242 톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우,
(i) DC 톤의 좌우측에 인접한 2개 톤,
(ii) 가장 좌측의 1톤과 가장 우측의 1톤,
(iii) DC 톤 좌측의 2톤, 또는
(iv) DC 톤 우측의 2톤
중 하나의 조합을 사용하지 않을 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선랜 시스템에서 반복 변조방식을 이용하여 신호를 전송하는 스테이션(STA)에 있어서, 상기 STA이 전송하는 무선 프레임의 프리엠블 정보 및 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 변조하고, 서브캐리어에 맵핑하도록 구성되는 프로세서; 및 상기 서브캐리어 맵핑된 심볼들을 다른 STA에 전송하도록 구성되는 송수신기를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 BPSK, QPSK 및 16-QAM 방식 중 하나를 이용하여 변조한 후, 상기 변조된 심볼들 각각을 2 이상의 서브캐리어에 반복 맵핑하되, 상기 변조된 심볼들 각각이 반복되는 횟수는 3이상이 되도록 제어하는, 스테이션을 제안한다.
상기 프로세서는 상기 변조된 심볼들 각각을 하나의 OFDM 심볼 내 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑한 후, OFDM 심볼 단위로 반복할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 변조된 심볼들 각각을 하나의 RU (Resource Unit)의 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑한 후, 할당된 대역폭 내 포함되는 상기 RU와 다른 RU에 반복할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 변조된 심볼 중 임의의 심볼 C1을 서브캐리어 K에 맵핑하면, 서브캐리어 K+N/4, K+N/2, K+3N/4에 상기 심볼 C1이 반복맵핑할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 변조된 심볼들 각각을 반복할 때 각 서브캐리어에 맵핑되는 반복 심볼은 서브캐리어마다 다른 위상 회전을 적용할 수 있다.
상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 106 톤 크기 또는 242톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우, 상기 프로세서는 각 RU에서 2톤을 사용하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 여러 STA의 정보가 서로 섞이는 무선 프레임의 SIG B 필드 및 데이터 필드의 성능 열화를 방지할 수 있으며, 특히 아웃도어 환경이나 dense한 환경에서도 전송 신호의 강건성(robustness)을 가질 수 있다.
본 발명의 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE(High Efficiency) PPDU 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 광대역에서 HE-SIG B가 전송되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 사용자 특정 필드를 복수의 사용자 단위로 그룹핑함에 있어서 2명의 사용자를 그룹핑하는 구체적인 예이다.
도 4는 본 발명에서 이용할 SQPSK 방식에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 DCM을 이용하여 BPSK 변조를 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 11ax에서 이용되는 4가지 PPDU 포맷을 도시한다.
도 7은 확장 영역 PPDU 포맷에 대해 추가적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 11ax에서 사용되는 RU 구조 및 파일럿 톤 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 QCM 변조 방식을 도시한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 실시예에 따른 QCM의 성능을 설명하는 시뮬레이션 결과이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 QCM을 적용하는 경우 106톤 크기의 RU에서의 가용 톤에 대해 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 QCM을 적용하는 경우 242톤 크기의 RU에서의 가용 톤에 대해 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 장치 (또는 기지국 장치) 및 스테이션 장치 (또는 단말 장치)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서의 동작을 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.
IEEE802.11ax를 위한 프레임 구조는 아직 결정되진 않았으나 다음과 같이 예상한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서 이용될 HE(High Efficiency) PPDU 포맷의 일 예를 나타낸 도면이다.
11ax는 도 1에 도시된 frame structure와 같이 HE-SIG(SIG-A, SIG-B)까지는 기존의 1x symbol 구조(3.2us)를 유지하고 HE-preamble 및 Data 파트는 4x symbol (12.8us)구조를 가진 frame structure를 사용할 수 있다. 물론 이하의 설명과 직접적으로 배치되지 않는 한 상술한 구조가 바뀌어도 본 발명의 적용에는 문제가 없다.
L-파트는 기존 WiFi 시스템에서 유지하는 형태 그대로 L-STF, L-LTF, L-SIG의 구성을 따를 수 있다. L-SIG는 일반적으로 packet length 정보를 전달하여 주는 것이 바람직하다. HE-파트는 11ax 표준(High Efficiency) 을 위해 새로이 구성되는 파트다. HE-SIG(HE-SIGA 및 HE-SIGB)는 L-파트와 HE-STF 사이에 존재할 수 있으며, Common control information 과 user specific information을 알려 줄 수 있다. 구체적으로 Common control information을 전달하는 HE-SIG A와 user specific information을 전달하는 HE-SIG B로 각각 구성될 수 있다.
HE SIG B는 다시 common field와 user specific field로 구성될 수 있으며, 40 MHz 이상의 광대역에서는 다음과 같은 방식으로 전송될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 광대역에서 HE-SIG B가 전송되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
일반적으로 40 MHz 이상의 광대역 인코딩을 수행하는 경우, HE-SIG B는 40 MHz 대역 내 인접하는 2개의 20MHz 대역에서는 서로 독립적인 정보를 전송할 수 있다. 또한, 위 40 MHz 대역을 통해 전송되는 제어 정보는 인접한 40 MHz 대역에 복제되어 전송될 수 있다.
도 2에서 ‘1’ 또는 ‘2’는 40 MHz 대역 내 2개의 20 MHz 대역을 통해 전송되는 독립적인 제어 정보의 구분을 위한 표기이며, 이와 같은 제어 정보는 도 2에 도시된 바와 같이 40 MHz 단위로 복제되어 전송될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 HE-SIG B는 공통 제어 정보 전송을 위한 공통 필드 및 사용자 특정 정보 전송을 위한 User Specific 필드를 포함하며, User Specific 필드는 사용자의 수에 따라 복수의 블록으로 구성될 수 있다.
한편, 각 20 MHz 대역별로 인코딩이 수행되는 HE SIG B의 구조는 다음과 같다.
도 3은 사용자 특정 필드를 복수의 사용자 단위로 그룹핑함에 있어서 2명의 사용자를 그룹핑하는 구체적인 예이다.
도 3의 예에서는 사용자 특정 필드의 각 블록이 CRC와 Tail Bits을 별도로 포함하는 것을 도시하고 있다. 위와 같이 그룹핑 기반으로 사용자 특정 필드를 인코딩할 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 그룹핑에 포함되지 않고 남는 STA에 대한 제어 정보를 포함하는 하나의 블록이 존재할 수 있으며, 이와 같은 블록 이후에 시간 영역 정렬을 위한 패딩 비트들이 삽입될 수 있다.
도 3과 같은 encoding 구조로 encoding 된 HE-SIG-B 정보는 심볼 (즉, NCBPS : the number of coded bits per OFDM symbol)단위로 인터리빙이될 수 있다. 따라서, 상술한 실시예들과 같이 여러 STA에 대한 정보들이 grouping되어 encoding 되는 경우에 encoding 된 information bit들어 서로 잘 섞이지 않을 수 있는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에서는 HE-SIG-B의 신뢰도를 높이기 위해서 SQPSK/DCM(dual carrier modulation)을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명에서 이용할 SQPSK 방식에 대해 설명하기 위한 도면이다.
SQPSK 변조에서 입력 비트들은 NCBPS bits - (c0 (q), c1 (q), ...cNCBPS-1 (q))로 나뉘어질 수 있다. 여기서 (c2k (q), c2k+1 (q)) 와 같은 비트쌍은 dk (q)= 1/root(2) ((2c2k (q)-1)+j(2c2k+1 (q)-1))와 같은 복소 성좌점(constellation point)로 변환될 수 있다. 이는 OFDM 서브캐리어들의 절반에 대한 성좌점을 생성한다. 다른 서브캐리어들에 대해 dP(k) (q)= conj (dk (q)) for k=0, 1, ..., NCBPS/2-1와 같이 변환될 수 있으며, 여기서 P(k)는 NCBPS /2 에서 NCBPS-1의 범위를 가진다.
다만, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 SQPSK를 적용하는 경우 변조 방식은 QPSK에 한정되게 되는 단점이 있다. 이에 따라 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 HE-SIG B 및/또는 데이터 필드 전송을 위해 기존의 robus한 MCS를 사용하였을 때와 동일한 전송률을 유지하면서도 더 좋은 성능을 보일 수 있는 방식을 제안하고자 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따라 DCM을 이용하여 BPSK 변조를 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태에서는 reliability를 높이기 위해 변조 방식으로 QPSK가 아닌 BPSK를 사용할 수 있다. 예를 들어, HE-SIG B 및/또는 데이터 필드의 정보 비트가 b1, b2, b3, b4…라면 이들은 BPSK 변조에 의해 심볼 c1, c2, c3, c4…에 각각 맵핑될 수 있다. 이하에서는 위 c1, c2, c3, c4… 중 임의의 심볼을 C1으로 나타낸다. 구체적으로 상술한 관계에서 각각의 비트 정보와 심볼 정보는 C1 = 2*B1-1로 나타내어 질 수 있으며, 이에 따라 C1은 도 5에 도시된 바와 같이 복소평면 상에서 실수축에 위치할 수 있다.
한편, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 SQPSK를 사용하는 경우 변조 심볼을 C2라 하면, C2는 QPSK 변조에 의해 도 5에 도시된 바와 같은 성좌점에 맵핑될 수 있다. 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 서브캐리어 K에 C2가 맵핑되는 경우 K+N/2에 C2의 켤래복소수(conjugate)를 반복 맵핑하는 방식으로 SQPSK를 구현할 수 있었던 반면, BPSK를 이용하는 경우 이와 같이 켤래복소수를 이용하여 위상회전의 효과를 얻기 어렵다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따라 BPSK를 통해 비트 정보를 변조하는 경우, 위상회전을 위해서는 SQPSK의 방식과 달리 각각의 심볼에 위상회전자를 곱하여 위상을 회전시킨 심볼을 서브캐리어 K+N/2에 반복시켜 전송하는 것을 제안한다. 여기서 N은 FFT 크기, N_CBPS 또는 가용 서브캐리어 수 등에 의해 결정될 수 있다.
이를 위한 일례로서 서브캐리어 K+N/2에 맵핑되는 심볼(C1’)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2017000560-appb-M000001
상술한 바와 같이 BPSK를 이용한 DCM 전송 방식을 SBPSK로 지칭할 수도 있다.
이하의 설명에 있어서 DCM은 도 4와 관련하여 설명한 방식 및 도 5와 관련하여 설명한 방식 모두에 동일하게 적용할 수 있는 것을 가정한다.
<DCM 보다 강건한 반복 변조방식>
도 6은 11ax에서 이용되는 4가지 PPDU 포맷을 도시한다.
먼저, 도 6의 (a)는 HE SU PPDU 포맷을 도시한다. 도 6의 (a)에 도시된 HE SU PPDU는 SU(Single User) 전송에 이용되며, HE-SIG A는 반복되지 않는다.
도 6의 (b)는 HE MU PPDU 포맷을 도시한다. 도 6의 (b)에 도시된 HE MU PPDU는 트리거 프레임에 대한 응답이 아닌 하나 이상의 사용자에 대한 전송에 이용될 수 있다. 본 포맷에서는 HE-SIG B 필드를 포함하는 것이 특징이다.
도 6의 (c)는 HE Extended range SU PPDU 포맷을 도시한다. 본 PPDU는 SU 전송에 이용되며, HE-SIG-A가 반복되는 것을 특징으로 한다.
도 6의 (d)는 HE trigger-based PPDU 포맷을 도시한다. 본 PPDU는 트리거 프레임에 대한 응답으로서 이용되며, 이는 HE SU PPDU 포맷과 L-STF, L-LTF, L_SIG, RL_SIG, HE-SIG-A 필드들에 있어서 동일하다. 다만, HE-STF의 구간길이(duration)이 8us인 점에 있어서 HE SU PPDU와 차이를 가진다.
도 7은 확장 영역 PPDU 포맷에 대해 추가적으로 설명하기 위한 도면이다.
11ax 에서는 전송하는 packet의 range 확장 및 reliability 를 높이기 위해서 preamble의 L-SIG 및 HE-SIG-A를 반복하여 전송하며, 또한 반복 전송되지 않은 다른 SIG field 에 대한 reliability를 획득하기 위하여 MCS0보다 robust한 DCM(dual carrier modulation)을 이용하여 전송할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 특정 필드들에 대해 3dB 전력 부스팅을 수행할 수 있다.
다만, 상술한 바와 같이 outdoor 환경이나 dense한 환경에서 전송되는 프리엠블/데이터에 대해서는 상술한 DCM 방식에 비해 더 높은 reliability를 가질 필요가 있으며, 이하에서는 이에 대해 설명한다.
상기 방법은 특히 short packet을 전송할 때 OFDM 및 OFDMA의 각 RU size 를 고려하여 robust하게 전송하는 것을 고려한다.
실시예 1 - Repetition of DCM
Outdoor 및 dense한 환경과 같이 채널 상황이 좋지 않은 상태에서 data를 robust하게 전송하기 위하여 다음과 같이 11ax에 정의된 DCM방법을 이용하여 아래와 같은 방법을 이용하여 HE-SIG-B/data를 전송할 수 있다. 아래 방법은 MCS0을 적용한 경우에 대해서 일 예를 들어 설명하며, 다른 MCS에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
DCM을 거쳐 information bit이 OFDM/A carrier 로 mapping된 후 형성된OFDM/A symbol을 반복할 수 있다. 이때의 반복은 OFDM symbol by symbol로 수행될 수 있다. 또한, 상기 반복은 전체 symbol에 대해서 수행될 수 있다.
Repetition 되는 symbol/signal 은 diversity gain, 채널 impact, interference impact 등을 고려하여 scrambling 되어 전송될 수 있다. 또한, 반복은 하나의 일 예일 뿐 일정한 수의 symbol을 pairing/grouping하여 신호를 전송할 수 있다,
또한, 위와 같은 반복/pairing/grouping은 RU 단위로 수행될 수도 있다.
도 8은 11ax에서 사용되는 RU 구조 및 파일럿 톤 위치를 개략적으로 도시한 도면이다.
구체적으로 도 8은 20 MHz 대역에서의 RU 구조를 도시하며, 20 MHz 내에서는 26 톤 단위의 RU, 52 톤 단위의 RU, 106 톤 단위의 RU, 그리고 242 톤 단위의 RU를 가질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, OFDMA 를 고려하면 하나의 BW에서 RU size에 따라서 여러 개의 RU가 존재한다. 예를 들어, 11ax의 20MHz에서 RU size = 106인 경우에는 2개의 RU가 RU size가 52인경우에는 4개가 존재한다. 이와 같이 하나의 RU에 DCM modulation을 거쳐 RU 에 해당하는 tone 에 mapping된 신호는 반복을 위해서 동일 BW 내 다른 RU에 반복될 수 있다. 예를 들어, 52 tone RU를 이용하여 전송하는 경우에 첫 번째 RU에 실린 신호는 다른 RU에 반복되어 실리어 전송됨으로써 DCM보다 더 robust 하게 보낼 수 있다. 또한 각 RU에 반복되는 신호는 PAPR 를 낮추어 주기 위하여 다음과 같은 방법을 이용하여 실릴 수 있다.
먼저, 동일한 신호를 연속으로 하여 보내게 되면 PAPR이 높게 되므로 이를 낮추기 위하여, 예를 들어, 106 tone RU를 사용하는 경우 2개의 RU가 20MHz 에 존재하므로 하나의 RU에는 DCM mapping이 적용된 신호가 실리고 다른 하나의 RU는 첫 번째 RU에 실린 동일한 신호가 실리나 동일한 연속된 신호가 실리는 것을 방지하기 위하여 tone의 순서를 거꾸로 하여 실어줄 수 있다. 또한 2번째 RU에는 phase shift를 걸어줄 수 있다.
Phase shift는 tone 별 index에 따라서 걸어주거나 RU전체에 대해서 걸어 줄 수 있다.
Phase shift는 pi/2, pi,3*pi/2,pi/4 등과 같은 값들을 적용할 수 있다.
실시예 2 - Quad Carrier Modulation
본 실시예에서는 4개의 서브캐리어를 그룹핑하여 동일한 정보를 맵핑하는 QCM (Quad Carrier Modulation)을 제안한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 QCM 변조 방식을 도시한 도면이다.
information bit(ex. b1,b2,b3,b4….bm ) 은 각각의 constellation point(ex c1,c2,c3,c4…)로 변경된다, 이때 b1,b2...는 0,1로 구성되며 modulation이 BPSK이기 때문에 ck = 2*bk ? 1로 구해진다. 이때 OFDM/A symbol내 (가용 carrier size 내)에서 c1이 K위치의 carrier에 실리면 K+N/4,K+N/2,K+3N/4의 위치에 동일한 c1을 반복 전송하여 줌으로써, 하나의 심볼 내에서 frequency diversity를 얻을 수 있다.
여기서 k 는 하나의 OFDM/A symbol내carrier index 를 나타낸다. 또한 기존 DCM에 비해서 두 배의 diversity gain 과 repetition gain을 얻게 됨으로써 채널 상황이 좋지 않은 곳에서 data를 좀더 robust하게 전송할 수 있다. 여기서 N은 예를 들어, 가용 carrier 수/ FFT size 혹은 N_CBPS로 정의될 수 있다.
다른 carrier 위치에 실리는 Ck 의 값은 동일한 값을 가지거나 위상이 바뀌어 전송될 수 있다. 예를 들어, carrier index에 따라서 위상이 pi/2, pi만큼 위상이 변경되어 해당 carrier에 실릴 수 있다. 다른 예로, 11ac에서 data에 적용된 phase rotation을 위한 gamma (20MHz 64 FFT단위로 위상 회전; 이후에는 1, j, -1, ….)를 적용할 수 있다. 예를 들어, 40,80Mhz에 적용되는 gamma values 는 2개이므로 이를 각각 반복하여 각 block별 적용하여 전송할 있다. 또한 160MHz의 gamma는 4개 이므로 이를 각 블록에 적용하여 전송할 수 있다.
MCS10 에 사용된 spreading sequence (12bit)을 반복되는 coded bit에 XOR 하여 전송할 수 있다. 이때, 상기 위에서 정의한 위상 변이를 한번 더 적용해 줄 수 있다.
Phase shift는 반복되는 블록마다 서로 다르게 적용될 수 있다. 반복되는 블록마다 tone의 순서를 서로 반대로 하여 반복 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 블록의 순서가 1,2,3,….m 이면 두번째 블록은 m-1,m-2,m-3,…,1, 그리고 다음 블록은 첫번째와 동일하게 그리고 4번째는 2번째와 동일하게 전송할 있다.
상기와 같이 서로 다른 tone 순서를 가진 block에 대해서 서로 다른 phase shift를 적용하거나 상기와 같이 tone index에 따라서 phase shift를 적용할 수 있다.
상기 반복 block의 전송 방법은 하나의 예일 뿐이며 아래와 같이 다양하게 전송될 수 있다. 예를 들어, 원래 tone 순서를 가진 block 을 a라하고 tone 순서가 바뀐 block을 b라 하면 반복 block의 조합은 일 예로 다음과 같이 구성될 수 있다.
[a a b b ]
[a b b a]
[a a a b]
[a b b b]
상기의 예를 블록 단위로 반복 블록의 tone 순서가 바뀌는 것을 보였으나 반복되는 block의 half에 대하여 tone의 index를 서로 바꾸어 주어 전송할 수도 있다.
상기 rotation은 하나의 예 일뿐 상기의 조합으로 각 block의 rotation 조합을 설정하여 적용할 수 있다. 예를 들어, carrier index 에 따라서 first phase rotation을 수행한 수에 반복된 block 별로 second phase rotation을 수행한다. 여기서, first phase rotation 과 second phase rotation은 서로 순서가 바뀌어 수행될 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 실시예에 따른 QCM의 성능을 설명하는 시뮬레이션 결과이다.
구체적으로, 도 10은 QCM을 HE-SIG B에 적용한 경우, 도 11은 QCM을 데이터에 적용한 경우, 도 12는 UMi에 적용한 경우를 DCM, MCS0의 경우와 비교하여 도시한 도면이다.
QCM을 적용하는 경우 도 10에서는 1%FER에서 3-3.5 dB 정도의 이득을 가지며, 도 11에서는 10% FER에서 1.5 dB 정도의 이득을, 그리고 도 12에서는 10 %의 FER에서 4dB 정도의 이득을 DCM 대비 획득할 수 있다.
RU 크기별 가용 톤 수에 대한 고려
OFDMA 전송을 고려한 경우에 RU size를 고려하여 다음과 같이 전송할 수 있다.
OFDMA에서 pilot 을 제외한 RU별 가용 carrier의 수는 도 8을 참조하여 다음과 같이 나타낼 수 있다. 예를 들어, RU26=>24,RU52=>48,RU106=>102,RU242=>234. 또한 11ax의 MCS0가 BCC 1/2 code를 이용하여 전송되기 때문에 carrier에 실리는 정보는 coded bit size는 2*information bit이다. 따라서 QCM을 적용할 때 RU26, RU52 는 기존의 OFDMA tone mapping 을 이용하면 되나 RU106, RU242는 QCM적용시 2tone이 남게 되어 이를 어디에 위치할지를 고려해야 한다. 따라서 상기 RU를 이용하여 QCM을 적용하는 경우에 남은 tone은 각 RU에 대해서 다음과 같이 위치 할 수 있다.
<106RU = > 102 tone을 사용하는 경우>
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 QCM을 적용하는 경우 106톤 크기의 RU에서의 가용 톤에 대해 도시한 도면이다.
Data를 4번 반복하는 경우에 2tone이 남게 되며 이는 RU의 가장 왼쪽부터 혹은 (left-most tone index) /가장 오른쪽부터(right-most tone index)에서 각각 2tone을 사용하지 않을 수 있다. 또 다른 방법으로 RU의 가장 왼쪽(left-most tone) 톤과 가장 오른쪽 톤(right-most tone)에서 각각 1tone씩 사용하지 않을 수 있다.
<242RU=> 234tone (i.e. 20MHz whole band case)을 사용하는 경우>
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 QCM을 적용하는 경우 242톤 크기의 RU에서의 가용 톤에 대해 도시한 도면이다.
다른 RU size와는 다르게 RU내 DC를 포함하고 있다. 따라서 symmetric하게 반복으로 data를 심볼 내 실어주기 위하여 남은 2 tone은 각각 한 tone씩 RU의 left side 와right side에 놓여 사용되지 않거나 DC carrier주변 ±1 carrier index 에 놓여 사용되지 않을 수 있다.
상기와 다르게 RU의 오른쪽 혹은 왼쪽부터 2 tone을 사용하지 않고 신호를 해당 RU에 실어 전송할 수 있다.
상기 예에서 20MHz에서 QCM을 적용하기 위한 tone allocation 과 같이 다른 BW에 대해서도 QCM 이용을 위하여 11ax에서 정의한 각 RU size별 tone allocation에 대하여 동일한 방법을 적용하여 변경된 tone allocation을 이용할 수 있다.
또한 HE-SIG-B를 전송하는 경우에 가용 carrier의 수는 56이며 이때, pilot을 제외한 carrier 수는 52이므로 52/4=13으로 나누어져 tone mapping 변경없이 QCM을 적용할 수 있다.
실시예 3 ? 3rd Carrier Modulation
DCM과는 다르게 data를 심볼 내 3번 반복하여 전송하는 방법으로 기존 DCM에 비해서 더 많은 repetition gain 및 diversity gain을 얻을 수 있다. information bit(ex. b1,b2,b3,b4….bm) 은 하나의 constellation point(ex c1,c2,c3,c4…)로 변경된다, 이때 b1,b2...는 0,1로 구성되며 modulation이 BPSK이기 때문에 ck = 2*bk - 1로 구해진다. 이때 OFDM/A symbol내 (가용 carrier size 내)에서 c1이 K위치의 carrier에 실리면 K+N/3,K+2N/3 의 위치에 동일한 c1을 반복 전송하여 줌으로써, 하나의 심볼 내에서 frequency diversity를 얻을 수 있다. 여기서 k는 ofdm/a symbol 내에서의 carrier index를 나타낸다.
반복 block에 대한 전송 방법은 상기 QCM에서 정의한 방법을 이용할 수 있다.
OFDMA에서 각 RU별 pilot을 제외한 가용 carrier의 수가 3으로 나누어 지기 때문에 tone mapping의 변경 없이 상기 방법을 적용하여 data를 전송할 수 있다.
HE-SIG-B의 경우 가용 tone의 수가 52이기 때문에 1 tone의 남게 되며 이때 사용하지 않은 1 tone의 위치는 left size/right side/ DC ±1의 index중 하나에 놓일 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 장치 (또는 기지국 장치) 및 스테이션 장치 (또는 단말 장치)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.
AP(100)는 프로세서(110), 메모리(120), 송수신기(130)를 포함할 수 있다. 스테이션(150)는 프로세서(160), 메모리(170), 송수신기(180)를 포함할 수 있다.
송수신기(130 및 180)는 무선 신호를 송신/수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(110 및 160)는 송수신기(130 및 180)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(110 및 160)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예들의 하나 또는 둘 이상의 조합에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 AP 및 스테이션의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(120 및 170)에 저장되고, 프로세서(110 및 160)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리(120 및 170)는 프로세서(110 및 160)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(110 및 160)의 외부에 설치되어 프로세서(110 및 160)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
전술한 AP 장치(100) 및 스테이션 장치(150)에 대한 설명은 다른 무선 통신 시스템(예를 들어, LTE/LTE-A 시스템)에서의 기지국 장치 및 단말 장치에 대해서 각각 적용될 수 있다.
위와 같은 AP 및 스테이션 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라 프로세서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 프로세서는 전송 신호에 대해 Pre-FEC 물리계층 패딩을 수행한 후, BCC 인코딩 및 BCC 인터리빙을 수행할 수 있다. 그 후, 프로세서는 전송 신호를 BPSK, QPSK, 16 QAM 중 어느 하나에 따라 성상맵핑을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 프로세서는 이와 같이 성상맵핑된 심볼에 대해 톤 맵핑을 수행하되, 이는 DCM 방식으로 맵핑된 톤을 추가적으로 심볼 단위로 반복하거나, QCM 방식으로 반복하는 등의 방식을 적용할 수 있다.
이와 같이 변조된 심볼은 IDFT/IFFT를 통해 수신단에 전송될 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 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 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. 또한, 이상에서는 본 명세서의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 명세서의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
그리고 당해 명세서에서는 물건 발명과 방법 발명이 모두 설명되고 있으며, 필요에 따라 양 발명의 설명은 보충적으로 적용될 수 있다.
상술된 바와 같이 본 발명의 실시예들은 IEEE 802.11 시스템을 비롯한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선랜 시스템에서 제 1 스테이션(STA)이 반복 변조방식을 이용하여 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 STA이 전송하는 무선 프레임의 프리엠블 정보 및 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 변조하되,
    상기 변조는,
    상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 BPSK, QPSK 및 16-QAM 방식 중 하나를 이용하여 변조한 후,
    상기 변조된 심볼들 각각을 2 이상의 서브캐리어에 반복 맵핑하되, 상기 변조된 심볼들 각각이 반복되는 횟수는 3이상인 변조이며; 그리고
    상기 서브캐리어 맵핑된 심볼들을 제 2 STA에 전송하는, 신호 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조된 심볼들 각각은 하나의 OFDM 심볼 내 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑된 후, OFDM 심볼 단위로 반복되는, 신호 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조된 심볼들 각각은 하나의 RU (Resource Unit)의 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑된 후, 할당된 대역폭 내 포함되는 상기 RU와 다른 RU에 반복되는, 신호 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조된 심볼 중 임의의 심볼 C1이 서브캐리어 K에 맵핑되면, 서브캐리어 K+N/4, K+N/2, K+3N/4에 상기 심볼 C1이 반복맵핑되는, 신호 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조된 심볼들 각각이 반복될 때 각 서브캐리어에 맵핑되는 반복 심볼은 서브캐리어마다 다른 위상 회전이 적용되는, 신호 전송 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 106 톤 크기 또는 242톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우, 각 RU에서 2톤을 사용하지 않는, 신호 전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 106 톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우,
    (i) 가장 좌측의 2 톤,
    (ii) 가장 우측의 2톤, 또는
    (iii) 가장 좌측의 1톤과 가장 우측의 1톤
    중 하나의 조합을 사용하지 않는, 신호 전송 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 242 톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우,
    (i) DC 톤의 좌우측에 인접한 2개 톤,
    (ii) 가장 좌측의 1톤과 가장 우측의 1톤,
    (iii) DC 톤 좌측의 2톤, 또는
    (iv) DC 톤 우측의 2톤
    중 하나의 조합을 사용하지 않는, 신호 전송 방법.
  9. 무선랜 시스템에서 반복 변조방식을 이용하여 신호를 전송하는 스테이션(STA)에 있어서,
    상기 STA이 전송하는 무선 프레임의 프리엠블 정보 및 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 변조하고, 서브캐리어에 맵핑하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 서브캐리어 맵핑된 심볼들을 다른 STA에 전송하도록 구성되는 송수신기를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 BPSK, QPSK 및 16-QAM 방식 중 하나를 이용하여 변조한 후,
    상기 변조된 심볼들 각각을 2 이상의 서브캐리어에 반복 맵핑하되, 상기 변조된 심볼들 각각이 반복되는 횟수는 3이상이 되도록 제어하는, 스테이션.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 변조된 심볼들 각각을 하나의 OFDM 심볼 내 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑한 후, OFDM 심볼 단위로 반복하는, 스테이션.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 변조된 심볼들 각각을 하나의 RU (Resource Unit)의 2개의 서브캐리어에 반복 맵핑한 후, 할당된 대역폭 내 포함되는 상기 RU와 다른 RU에 반복하는, 스테이션.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 변조된 심볼 중 임의의 심볼 C1을 서브캐리어 K에 맵핑하면, 서브캐리어 K+N/4, K+N/2, K+3N/4에 상기 심볼 C1이 반복맵핑하는, 스테이션.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 변조된 심볼들 각각을 반복할 때 각 서브캐리어에 맵핑되는 반복 심볼은 서브캐리어마다 다른 위상 회전을 적용하는, 스테이션.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 프리엠블 정보 및 상기 데이터 필드 정보 중 하나 이상을 106 톤 크기 또는 242톤 크기를 가지는 RU (Resource Unit)에 맵핑하여 전송하는 경우, 상기 프로세서는 각 RU에서 2톤을 사용하지 않는, 스테이션.
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