WO2019022450A1 - 무선랜 시스템에서 mu-mimo 빔포밍 트레이닝을 수행하는 방법, mu-mimo 빔포밍 트레이닝을 지원하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 mu-mimo 빔포밍 트레이닝을 수행하는 방법, mu-mimo 빔포밍 트레이닝을 지원하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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mimo beamforming
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training
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김진민
윤선웅
최진수
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Definitions

  • the following description relates to a method for performing MU-MIMO (Multi User-Multiple Input Multiple Output) beamforming training in a WLAN system, a method for supporting the MU-MIMO beamforming training, and an apparatus therefor.
  • MU-MIMO Multi User-Multiple Input Multiple Output
  • IEEE 802.11a and b 2.4. GHz or 5 GHz
  • the IEEE 802.11b provides a transmission rate of 11 Mbps
  • the IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps
  • IEEE 802.11g employs Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps
  • IEEE 802.11n employs multiple input multiple output (OFDM), or OFDM (MIMO-OFDM), and provides transmission speeds of 300 Mbps for four spatial streams.
  • IEEE 802.11n supports channel bandwidth up to 40 MHz, which in this case provides a transmission rate of 600 Mbps.
  • the IEEE 802.11ax standard which supports a maximum of 160 MHz bandwidth and supports 8 spatial streams and supports a maximum speed of 1 Gbit / s, has been discussed in the IEEE 802.11ax standard.
  • IEEE 802.11ad defines performance enhancement for high-speed throughput in the 60 GHz band, and IEEE 802.11ay for introducing channel bonding and MIMO technology for the first time in such IEEE 802.11ad system is being discussed.
  • the present invention proposes a method in which an initiator supports MIMO beamforming only for specific responders in an MU-MIMO beamforming training process, and a method for performing MIMO beamforming by one responder of a specific responder based on the method and apparatus therefor do.
  • a method for performing multi-user multiple input multiple output (MU-MIMO) beamforming training in a wireless local area network (WLAN) Receiving a MIMO beamforming setup frame including station identification information participating in the MU-MIMO beamforming training in a MIMO Beamforming setup sub-phase; In a MIMO beamforming training sub-step, a Beam Refinement Protocol (BRP) frame is received; And an MIMO Beamforming frame in which the Station Identification Information included in the MIMO Beamforming Setup Frame corresponds to the STA and the TA (Transmitter Address) field and the RA (Receiver Address) field of the BRP frame are initiators And performing an MU-MIMO beamforming training using the BRP frame when the MAC address is equal to a Medium Access Control (MAC) address of the MU-MIMO beamforming training.
  • BRP Beam Refinement Protocol
  • the station identification information includes at least one of group ID information of stations participating in the MU-MIMO beamforming training and identification information of stations participating in the MU-MIMO beamforming training indicated by the group ID information . ≪ / RTI >
  • the BRP frame may include a TRN (Training) subfield.
  • the MU-MIMO beamforming training method may include receiving a MIMO beamforming feedback pause frame requesting MU-MIMO beamforming feedback in an MU-MIMO beamforming feedback step; And transmitting MU-MIMO beamforming feedback for the performed MU-MIMO beamforming training in response to the MIMO beamforming feedback pawl frame.
  • a TA Transmitter Address
  • RA Receiveiver Address
  • the MU-MIMO beamforming training may include group identifier information of stations participating in the MU-MIMO beamforming training and identification information of stations participating in the MU-MIMO beamforming training indicated by the group ID information.
  • the BRP frame may include a TRN (Training) subfield.
  • the MU-MIMO beamforming training support method includes: transmitting a MIMO beamforming feedback poll frame requesting MU-MIMO beamforming feedback in an MU-MIMO beamforming feedback unit; And receiving MU-MIMO beamforming feedback for the previously performed MU-MIMO beamforming training from one or more responders in response to the MIMO beamforming feedback poll frame.
  • a station apparatus for performing MU-MIMO (Multi User-Multiple Input Multiple Output) beamforming training in a WLAN system
  • a transmitting and receiving unit configured to transmit and receive a signal to and from a station device
  • a processor coupled to the transmitter and receiver for processing a signal transmitted and received by the other station device, wherein the processor is configured to perform MU-MIMO beamforming in a MIMO Beamforming setup sub- Receiving a MIMO beamforming setup frame including station identification information participating in training;
  • a Beam Refinement Protocol (BRP) frame is received;
  • an MIMO Beamforming frame in which the Station Identification Information included in the MIMO Beamforming Setup Frame corresponds to the STA and the TA (Transmitter Address) field and the RA (Receiver Address) field of the BRP frame are initiators MIMO beamforming training using the BRP frame if it is the same as a Medium Access Control (MAC) address of the station.
  • MAC Medium Access Control
  • a station apparatus supporting MU-MIMO (Multi User-Multiple Input Multiple Output) beamforming training in a WLAN system A transmitting and receiving unit configured to transmit and receive signals to and from other station devices; And a processor coupled to the transceiver and configured to process signals transmitted to and received from the one or more other station devices, wherein the processor, in a MIMO Beamforming setup sub-phase, Transmitting a MIMO beamforming configuration frame including station identification information participating in MIMO beamforming training; And a BRA (Beam Refinement Protocol) frame in which a TA (Transmitter Address) field and a RA (Receiver Address) field are set to a MAC (medium access control) address of the STA, in a MIMO beamforming training sub- To the station device.
  • MU-MIMO Multi User-Multiple Input Multiple Output
  • initiators and responders in accordance with the present invention can support (or perform) MIMO beamforming training only for specific responders without increasing the signaling overhead.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a wireless LAN system.
  • FIG. 2 is a diagram showing another example of the configuration of the wireless LAN system.
  • FIG 3 is a view for explaining 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 for explaining a basic method of performing channel bonding in a wireless LAN system.
  • 5 is a diagram for explaining the configuration of the beacon interval.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a physical configuration of an existing radio frame.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the configuration of a header field of the radio frame of FIG. 6.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining the configuration of a header field of the radio frame of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a diagram showing a PPDU structure applicable to the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a PPDU structure applicable to the present invention.
  • FIG. 11 shows an example of a beamforming training process applicable to the present invention.
  • Figure 14 is a simplified view of a MIMO step for SU-MIMO applicable to the present invention.
  • 15 is a view briefly showing a downlink MIMO step applicable to the present invention.
  • 16 is a view briefly showing an uplink MIMO step applicable to the present invention.
  • 17 is a diagram illustrating fields included in an EDMG Header-A field in a PPDU for MU applicable to the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an operation for performing MU-MIMO beamforming training between an initiator and a responder in accordance with the present invention.
  • 19 is a diagram for explaining an apparatus for implementing the above-described method.
  • the mobile communication system to which the present invention is applied may be various.
  • a wireless LAN system will be described in detail as an example of a mobile communication system.
  • Wireless LAN Wireless LAN, WLAN
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a wireless LAN system.
  • a WLAN system includes one or more Basic Service Sets (BSSs).
  • BSS is a collection of stations (STAs) that can successfully communicate and synchronize with each other.
  • the STA is a logical entity including a medium access control (MAC) and a physical layer interface for a wireless medium.
  • the STA includes an access point (AP) and a non-AP STA (Non-AP Station) .
  • a portable terminal operated by a user in the STA is a non-AP STA, and sometimes referred to as a non-AP STA.
  • the non-AP STA may be a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, May also be referred to as another name such as a Mobile Subscriber Unit.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • mobile terminal May also be referred to as another name such as a Mobile Subscriber Unit.
  • An AP is an entity that provides a connection to a distribution system (DS) via a wireless medium to an associated station (STA).
  • the AP may be referred to as 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)
  • the BSS can be divided into an infrastructure BSS and an 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, and does not include an AP, so a connection to the DS is not allowed and forms a self-contained network.
  • FIG. 2 is a diagram showing another example of the configuration of the wireless LAN system.
  • the BSS shown in FIG. 2 is an infrastructure BSS.
  • the infrastructure BSS includes one or more STAs and APs.
  • communication between non-AP STAs is performed via an AP, but direct communication between non-AP STAs is possible when a direct link is established between non-AP STAs.
  • a plurality of infrastructure BSSs may be interconnected via DS.
  • a plurality of BSSs connected through a DS are referred to as an extended service set (ESS).
  • STAs included in an ESS can communicate with each other, and in the same ESS, a non-AP STA can move from one BSS to another while seamlessly communicating.
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs. It is not necessarily a network, and there is no limitation on the form of DS if it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network, or may be a physical structure that links APs together.
  • FIG 3 is a view for explaining 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 channel shown in FIG. 3 is available in all areas and can be used as a default channel. Most of the points, except Australia, use channel 2 and channel 3, which can be used for channel bonding. However, the channel used for channel bonding may vary, and the present invention is not limited to a specific channel.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a basic method of performing channel bonding in a wireless LAN system.
  • FIG. 4 illustrates an example of combining two 20 MHz channels in an IEEE 802.11n system to operate with 40 MHz channel bonding.
  • 40/80/160 MHz channel bonding will be possible.
  • the exemplary two channels in FIG. 4 include a Primary Channel and a Secondary Channel, and the STA can review the channel status in the CSMA / CA manner for the main channel among the two channels. If the auxiliary channel is idle for a predetermined time (e.g., PIFS) at a time when the main channel idle during a constant backoff interval and the backoff count becomes zero, A secondary channel can be combined to transmit data.
  • a predetermined time e.g., PIFS
  • channel bonding when channel-bonding is performed based on contention, channel bonding can be performed only when the auxiliary channel remains idle for a predetermined time at the time when the backoff count for the main channel expires Therefore, the application of the channel bonding is very limited, and it is difficult to flexibly cope with the media situation.
  • an aspect of the present invention proposes a method of performing scheduling based access by transmitting AP scheduling information to STAs. 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. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of performing communication through a spatial sharing method based on beamforming.
  • 5 is a diagram for explaining the configuration of the beacon interval.
  • the time of media can be divided by beacon intervals.
  • the sub-intervals within the beacon interval may be referred to as Access Periods.
  • Different connection intervals within one beacon interval may have different connection rules.
  • the information on the connection interval may be transmitted to the non-AP STA or the non-PCP by an AP or a Personal Basic Service Set Control Point (PCP).
  • PCP Personal Basic Service Set Control Point
  • one beacon interval may include one BHI (Beacon Header Interval) and one DTI (Data Transfer Interval).
  • the BHI may include a Beacon Transmission Interval (BTI), an Association Beamforming Training (A-BFT), and an Announcement Transmission Interval (ATI) as shown in FIG.
  • BTI refers to the interval over which one or more DMG beacon frames can be transmitted.
  • A-BFT denotes a period during which the beamforming training performed by the STA that transmitted the DMG beacon frame during the preceding BTI is performed.
  • ATI means a request-response based management access interval between a PCP / AP and a non-PCP / non-AP STA.
  • the DTI Data Transfer Interval
  • CBAP Contention Based Access Period
  • SP service period
  • PHY MCS Note 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 satisfy different requirements (e.g., high throughput or stability). Depending on the system, some of these modes may be supported.
  • FIG. 6 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 Short Training Field (STF) and Channel Estimation (CE).
  • the radio frame may include a header and a data field as payload and a TRN (Training) field for beamforming selectively.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the configuration of a header field of the radio frame of FIG. 6.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining the configuration of a header field of the radio frame of FIG. 6.
  • the header includes information indicating an initial value of scrambling, Modulation and Coding Scheme (MCS) Information on whether or not a physical protocol data unit (PPDU) is present, packet type, training length, aggregation status, beam training request status, last RSSI (received signal strength indicator), truncation status, HCS (Header Check Sequence) And the like.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the OFDM header includes information indicating an initial value of scrambling, information indicating the length of data, information indicating whether there is an additional PPDU, packet type, training length, aggregation status, beam training request status, last RSSI, (Header Check Sequence), and the like.
  • the header has 2 bits of reserved bits. In the following description, such reserved bits may be utilized as in the case of FIG.
  • the IEEE 802.11ay system is considering the introduction of channel bonding and MIMO technology for the first time in the existing 11ad system.
  • a new PPDU structure is needed.
  • existing 11ad PPDU structure has limitations in supporting legacy terminals and implementing channel bonding and MIMO.
  • a legacy preamble for supporting the legacy terminal a new field for the terminal 11ay after the legacy header field can be defined, and channel bonding and MIMO can be supported through the newly defined field.
  • FIG. 9 is a diagram showing a PPDU structure according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the abscissa axis corresponds to the time domain
  • the ordinate axis corresponds to the frequency domain.
  • a frequency band for example, a 400 MHz band
  • a frequency band e.g., 1.83 GHz
  • a legacy preamble (legacy STF, legacy: CE) is transmitted in duplicate through each channel.
  • a new STF and a legacy preamble 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, payload in a wide band after the legacy preamble, legacy header and ay header A .
  • the ay header, the ay Payload field, etc. transmitted after the header field can be transmitted through the channels used for the bonding.
  • an enhanced directional multi-gigabit (EDMG) header may be used. The corresponding names may be used in combination.
  • a total of six or eight channels (2.16 GHz each) may exist in 11ay, and a maximum of four channels can be transmitted as a single STA.
  • the ay header and ay payload can be transmitted over 2.16GHz, 4.32GHz, 6.48GHz, and 8.64GHz bandwidths.
  • the PPDU format when the legacy preamble is repeatedly transmitted without performing the gap-filling as described above may be considered.
  • the month STF, ay CE, and ay header B without the GF-STF and GF-CE fields shown by the dotted line in FIG. 8 are changed to a wide band after the legacy preamble, legacy header, Transmission.
  • FIG. 10 is a view showing a PPDU structure applicable to the present invention.
  • the PPDU format described above can be summarized as shown in FIG. 10
  • the PPDU format applicable to the 11-ay system includes L-STF, L-CE, L-Header, EDMG-Header-A, EDMG-STF, EDMG-CEF, EDMG- TRN field, which may optionally be included according to the type of PPDU (e.g., SU PPDU, MU PPDU, etc.).
  • the portion including the L-STF, L-CE, and L-header fields can be called a non-EDMG region and the remaining portion can be called an EDMG region.
  • the L-STF, L-CE, L-Header, and EDMG-Header-A fields may be referred to as pre-EDMG modulated fields and the rest may be referred to as EDMG modulated fields.
  • the (legacy) preamble portion of the PPDU as described above is used for packet detection, automatic gain control (AGC), frequency offset estimation, synchronization, modulation (SC or OFDM) can be used for channel estimation.
  • the format of the preamble may be common to OFDM packets and SC packets.
  • the preamble may be composed of STF (Short Training Field) and CE (Channel Estimation) field located after the STF field.
  • STF Short Training Field
  • CE Channel Estimation
  • channel bonding, channel aggregation, and FDMA which transmit data using a plurality of channels simultaneously, can be applied.
  • a signal in a high frequency band is utilized, and a beam forming operation can be applied to transmit and receive a signal with high reliability.
  • the beamforming training procedure for one channel will be described in detail in order to explain the beamforming procedure applicable to the present invention.
  • FIG. 11 shows an example of a beamforming training process applicable to the present invention.
  • the beamforming procedure applicable to the present invention can be largely composed of a SLS (Sector Level Sweep) phase and a BRP (Beam Refinement Protocol or Beam Refinement Phase) phase.
  • the BRP step may be selectively performed.
  • an STA that wants to transmit data through a beamforming operation is called an initiator, and a STA that receives data from the initiator is called a responder.
  • the AP or PCP / AP is the initiator and the non-AP and non-PCP / AP STAs are the responders.
  • the source (EDMG) STA of the SP is the initiator and the destination STA of the SP becomes the responder.
  • TXOP Transmission Opportunity Allocation
  • the TXOP holder is the initiator and the TXOP responder becomes the responder.
  • the link from the initiator to the responder is called an initiator link and the link from the responder to the initiator is called a responder link.
  • a directional transmission scheme other than an omni transmission scheme can be applied to more reliably transmit data and control information.
  • STAs that want to transmit / receive data can know the TX or RX best sector for the initiator and the responder through the SLS process.
  • This BF training begins with a sector level sweep (SLS) from the initiator.
  • SLS sector level sweep
  • the purpose of the SLS step is to enable communication between two STAs at the control PHY rate or higher MCS.
  • the SLS step only provides for transmitting BF training.
  • the SLS may be followed by a BRP (Beam Refinement Protocol or Beam Refinement Phase) if there is an initiator or responder request.
  • BRP Beam Refinement Protocol or Beam Refinement Phase
  • the purpose of the BRP phase is to enable receive training and enable iterative refinement of the AWV (Antenna Weight Vector) of all transmitters and receivers in all STAs. If one of the STAs participating in beam training chooses to use only one transmit antenna pattern, the receive training may be performed as part of the SLS step.
  • AWV Anatenna Weight Vector
  • the SLS step may include the following four elements: Initiator Sector Sweep (ISS) for training the initiator link, Responder Sector Sweep (RSS) for training the responder link, , SSW feedback, SSW ACK.
  • ISS Initiator Sector Sweep
  • RSS Responder Sector Sweep
  • SSW SSW feedback
  • SSW ACK SSW ACK
  • the initiator initiates the SLS phase by transmitting the frame (s) of the ISS.
  • the responder does not begin transmitting the frame (s) of the RSS before the ISS has successfully completed. However, this may be an exception if the ISS occurs within the BTI.
  • the initiator does not initiate SSW feedback before the RSS phase is successfully completed. However, it may be an exception if the RSS occurs in the A-BFT.
  • the responder does not start the initiator's SSW ACK in the A-BFT.
  • the responder immediately starts the initiator's SSW ACK after successful completion of the initiator's SSW feedback.
  • the BF frame transmitted by the initiator during the SLS phase may include (EDMG) beacon frame, SSW frame, and SSW feedback frame.
  • the BF frame transmitted by the responder may include an SSW frame and an SSW-ACK frame.
  • the initiator and responder each possess their own transport sector if the initiator and responder each perform a TXS (Transmit Sector Sweep) during the SLS. If an ISS or RSS employs a receive sector sweep, each responder or initiator will have their own receiving sector.
  • TXS Transmit Sector Sweep
  • the STA does not change the transmit power during the sector sweep.
  • the initiator has many sectors, and the responder has one transmit sector and one receive sector used in the RSS.
  • the responder transmits all responder SSW frames on the same transmission sector, while the initiator switches the receive antennas.
  • the initiator has many transmission sectors, and the responder has one transmission sector.
  • receive training for the initiator may be performed in the BRP step.
  • SLS is a protocol for performing link detection in an 802.11ay system to which the present invention is applicable, in which network nodes continuously transmit and receive frames containing the same information while changing only the beam direction, (E.g., Signal to Ratio (SNR), Received Signal Strength Indicator (RSSI), and the like) indicative of the performance of the receiving channel link.
  • SNR Signal to Ratio
  • RSSI Received Signal Strength Indicator
  • the BRP is a protocol for fine-tuning the beam direction that can maximize the data rate in the beam direction determined by SLS or other means, and can be performed as needed.
  • This BRP performs beam training using a BRP frame, which is defined for the BRP protocol, which includes beam training information and information reporting the training results.
  • the BRP transmits and receives BRP frames using beams determined by previous beam training and substantially performs beam training using a beam training sequence included at the end of the successfully transmitted and received BRP frames Beam training method.
  • SLS uses the frame itself for beam training, but BRP can be different in that it only uses the beam training sequence.
  • This SLS step may be performed within a Beacon Header Interval (BHI) and / or a Data Transfer Interval (DTI).
  • BHI Beacon Header Interval
  • DTI Data Transfer Interval
  • the SLS step performed during the BHI may be the same as the SLS step defined in the 11ad system for coexistence with the 11ad system.
  • the SLS step performed during the DTI can be performed when the beamforming training between the initiator and the responder is not performed or the beamforming link (BF link) is lost.
  • the initiator and the responder are 11ay STAs, the initiator and the responder can send a short SSW (Short SSW) frame instead of the SSW frame for the SLS step.
  • the short SSW (short SSW) frame may be defined as a frame including a short SSW packet in the data field of the DMG control PHY or the DMG control mode PPDU.
  • the specific format of the short SSW packet may be set differently according to the purpose (e.g., I-TXSS, R-TXSS, etc.) in which the short SSW packet is transmitted.
  • the beamforming protocol for SU-MIMO or MU-MIMO may be composed of a SISO phase (SISO phase) and a MIMO phase (MIMO phase).
  • SISO phase SISO phase
  • MIMO phase MIMO phase
  • the SISO step may be optionally applied to select candidates for beamforming training in the MIMO step. Therefore, the description of the operation in the SISO step is omitted in the present invention.
  • initiators and responders perform training of the transmitting and receiving sector and the DMG antenna to determine the optimal combination of transmitting and receiving sectors and antennas for MIMO transmission.
  • each initiator and each responder in the MU group performs training of the transmitting and receiving sector and the DMG antenna to determine the optimal combination of transmitting and receiving sectors and antennas for MIMO transmission.
  • Figure 14 is a simplified view of a MIMO step for SU-MIMO applicable to the present invention.
  • the MIMO step for SU-MIMO may be composed of the following four sub-steps: SU-MIMO BF setup subphase, initiator SU-MIMO BF MIMO BF feedback subphase, responder SMBT subphase, and SU-MIMO BF feedback sub-step.
  • the initiator may send a MIMO BF setup frame with the SU / MU field set to 1 and the Link Type field set to 1 to the responder.
  • the initiator may send a MIMO BF setup frame with the 'Aggregation Requested' field set to 1 to the responder.
  • the 'TA (Transmitter Address)' field and the 'RA (Receiver Address)' field of the MIMO BF setting frame may be set to the Medium Access Control (MAC) address of the initiator and the responder, respectively.
  • MAC Medium Access Control
  • the initiator shall send a MIMO BF Setup frame with the SU / MU field set to 1 and the Link Type field set to 1 to the responder.
  • BF Setup frame with the Aggregation Requested field set to 1 responder.
  • the TA field and the RA field of the MIMO BF setup frame shall be set to the MAC addresses of the initiator and the responder, respectively.
  • the responder can transmit a MIMO BF setting frame in which the 'SU / MU' field is set to '1' and the 'Link Type' field is set to '0' after SIFS from the time when the MIMO BF setting frame is received from the initiator.
  • the responder may send a MIMO BF setup frame with the 'Aggregation Requested' field set to 1 to the initiator.
  • the responder shall send a MIMO BF Setup frame with the SU / MU field set to 1 and the Link Type field set to 0 a SIFS following the reception of the MIMO BF Setup frame from the initiator.
  • the initiator may then initiate the initiator SMBT sub-step after MBIFS from the time the MIMO BF setup frame is received from the responder.
  • the initiator may send an EDMG BRP-RX / TX packet (including a TRN field) to the responder.
  • the EDMG BRP-RX / TX packet may be transmitted using a non-EDMG replication format.
  • each EDMG BRP-RX / TX packet to be transmitted can be divided into SIFS intervals.
  • the initiator shall initiate the initiator SMBT subphase a MBIFS following reception of the MIMO BF setup frame from the responder.
  • the initiator shall transmit EDMG BRP-RX / TX packets to the responder
  • the EDMG BRP-RX / TX packets shall be transmitted by the non-EDMG duplicate format.
  • Each EDMG BRP-RX / TX packet shall be separated by SIFS.
  • each transmitted EDMG BRP-RX / TX packet is used to train one or more transmission sectors and a certain number of reception AWVs (for each transmission sector).
  • the initiator for each selected transport sector
  • Each transmitted EDMG BRP-RX / TX packet is used to train one or more transmit sectors, and each transmit sector receives a number of receive AWVs. transmit sector, TRN subfields in the TRN field of the PPDU for the responder to receive AWV training.
  • the responder can then start the responder SMBT sub-step after MBIFS from the receipt of the EDMG BRP-RX / TX packet with the 'BRP CDOWN' field set to 0 from the initiator.
  • the responder may send an EDMG BRP-RX / TX packet (including the TRN field) to the responder.
  • the EDMG BRP-RX / TX packet may be transmitted using a non-EDMG replication format. At this time, each EDMG BRP-RX / TX packet to be transmitted can be divided into SIFS intervals.
  • the responder shall initiate the responder SMBT subphase a MBIFS following the reception of an EDMG BRP-RX / TX packet with the BRP CDX field set to 0 from the initiator.
  • the responder shall transmit EDMG BRP-RX /
  • Each EDMG BRP-RX / TX packet shall be transmitted by a non-EDMG duplicate format.
  • Each EDMG BRP-RX / TX packet shall be separated by SIFS.
  • the initiator may then initiate the SU-MIMO BF feedback step after MBIFS from the time of receipt of the EDMG BRP-RX / TX packet with the 'BRP CDOWN' field set to 0 from the responder. All frames transmitted in the SU-MIMO BF feedback section may be transmitted using the DMG control mode.
  • the initiator may transmit a MIMO BF feedback frame with a 'SU / MU' field set to '1' and a 'Link Type' field set to '0' to a responder.
  • the initiator may send a MIMO BF feedback frame with the 'Aggregation Present' field set to 1 to the responder.
  • the TA field of the MIMO BF feedback frame may be set to the MAC address of the initiator and the RA field may be set to the MAC address of the responder.
  • the initiator shall initiate the SU-MIMO BF feedback subphase a MBIFS following reception of an EDMG BRP-RX / TX packet with the BRP CDOWN field set to 0 from the responder.
  • MIMO BF feedback sub-frame the initiator shall send to the responder a MIMO BF feedback frame with the SU / MU field set to 1 and the link type field set to 0.
  • the MIMO BF feedback frame shall be set to the initiator and the RA field shall be set to the MAC address of the MIMO BF feedback frame. address of the responder.
  • the responder can transmit a MIMO BF feedback frame in which the 'SU / MU' field is set to '1' and the 'Link Type' field is set to '1' after SIFS from the reception of the MIMO BF feedback frame from the initiator.
  • the responder may send a MIMO BF feedback frame with the 'Aggregation Present' field set to 1 to the initiator.
  • the TA field of the MIMO BF feedback frame may be set to the MAC address of the responder and the RA field may be set to the MAC address of the initiator.
  • the responder In channel aggregation, the responder The MIMO BF feedback shall be set to the initiator.
  • the MIMO BF feedback shall be set to the MAC address of the responder and the RA field shall be set to the MAC address of the MIMO BF feedback frame. initiator.
  • the MIMO step for MU-MIMO may comprise a downlink MIMO phase (uplink MIMO phase) and an uplink MIMO phase (uplink MIMO phase).
  • 15 is a view briefly showing a downlink MIMO step applicable to the present invention.
  • the downlink MIMO step may be composed of the following four sub-steps: an MU-MIMO BF setting step (MU-MIMO setup subphase, an MU-MIMO BF training sub step, training subphase, an MU-MIMO BF feedback sub-phase, and an MU-MIMO BF selection sub-phase.
  • the MU-MIMO BF training section and the MU-MIMO BF feedback section may not exist in the MIMO stage according to the condition.
  • the initiator may send one or more MIMO BF setup frames with the 'SU / MU' field set to 0 and the 'DL / UL MIMO Phase' field set to 1 to each responder in the MU group .
  • the initiator may send one or more MIMO BF setup frames with the 'Aggregation Requested' field set to 1 to each responder in the MU group.
  • the initiator may send a minimum MIMO BF setup frame that can reach all responders in the MU group.
  • the initiator shall transmit one or more MIMO BF Setup frame with the SU / MU field set to 0 and the UL / UL MIMO Phase field set to 1 to each responder in the MU group.
  • the MIMO BF setup frame is used to transmit the minimum number of MIMO BF frames to reach the MU group. .
  • the MIMO BF setup frame may be transmitted using a non-EDMG replicated PPDU that is transmitted with a DMG control mode or a DMG control modulation class.
  • the MIMO BF Setup frames should be sent using the DMG control mode or a non-EDMG duplicate PPDU transmitted with the DMG control modulation class.
  • the TA (Transmitter Address) field of the MIMO BF setup frame is set to the BSSID of the initiator, and the RA field of the MIMO BF setup frame is set to a broadcast address.
  • the MIMO BF setup frame indicates an EDMG Group ID in the MU group in the EDMG Group IP field, a remaining responder in the Group User Mask field, and a special dialog token in the Dialog Token field to identify the MU-MIMO BF training
  • the MIMO BF Setup frame shall indicate the EDMG group ID of the EDMG Group ID field, each remaining responder in the Group User Mask field, and a unique dialog token in the Dialog Token field for identifying MU-MIMO BF training).
  • the initiator initiates the transmission of the TX sectors for each DMG antenna based on the L-TX-RX subfields and the EDMG TRN-Unit M subfields in the feedback received from the responders in the SISO phase
  • the number of TRN subfields required for reception of subset and AWV training can be selected (To reduce the MU-MIMO BF training time, the initiator may select a subset of TX sectors for each DMG antenna and the number of TRN subfields required for receive AWV training based on L-TX-RX subfields and the EDMG TRN-Unit M subfields in the feedback from responders received at the SISO phase.
  • a responder whose corresponding bit in the Group User Mask field of the received MIMO BF setup frame is set to 0 may ignore frames transmitted in the subsequent MU-MIMO BF training section and MU-MIMO BF feedback section MIMO BF training subphase and MU-MIMO BF feedback subphase) are transmitted in the following order.
  • the initiator may initiate the MU-MIMO BF training sub-step after MBIFS from the transmission time of the MIMO BF setup frame.
  • the initiator may send one or more EDMG BRP / RX / TX packets to the remaining responders in the MU group.
  • each EDMG BRP-RX / TX packet may be transmitted using a non-EDMG replication format.
  • Each EDMG BRP-RX / TX packet can be distinguished by SIIFS.
  • the initiator shall initiate the MU-MIMO BF training subphase a MBIFS following the transmission of the MIMO BF setup frame.
  • the initiator shall transmit one or more EDMG BRP-RX / TX packets to the remaining
  • Each EDMG BRP-RX / TX packet shall be transmitted by the non-EDMG duplicate format.
  • Each EDMG BRP-RX / TX packet shall be separated by SIFS.
  • the initiator transmits BRP frames using the EDMG PHY layer (In the MU-MIMO BF training subphase, the initiator will transmit BRP frames using the EDMG PHY).
  • Each transmitted BRP frame is used to train one or more transmit sectors and a certain number of receive AWVs for each transmit sector (Each transmitted BRP frame is used to train one or more transmit sectors, number of receive AWVs).
  • the initiator in each BRP frame includes TRN-units in the TRN field for each selected sector so that intended responders can perform the receiving sector training (In each BRP frame for the selected sector, TRN -Units in the TRN field for intended responders to perform sector training).
  • the number of TRN-Units included in the TRN field shall be the number of the maximum number of received sectors across all the remaining intended responders based on the feedback from the SISO phase (the number of TRN-units included in the TRN field should be the maximum number of receive sectors across all the desired intended recipients based on the feedback from the SISO phase).
  • the initiator may transmit a BRP frame of orthogonal waveforms to simultaneously train the transmit DMB antennas (up to four) over the same BRP frame, thereby reducing the training time (an initiator may transmit a BRP frame with orthogonal waveforms to train multiple (up to 4) transmit DMG antennas simultaneously through the same BRP frame and thus reduce the training time.
  • the MU-MIMO BF training phase is performed by setting the TXVECTOR parameter EDMG_TRN_LEN of the BRP frame to a value greater than zero and setting the TXVECTOR parameter RX_TRN_PER_TX_TRN to a value greater than one (The MU-MIMO BF training subphase is performed by setting BRP frame, the TXVECTOR parameter EDMG_TRN_LEN to a value greater than zero and the parameter RX_TRN_PER_TX_TRN to a value greater than one).
  • the initiator may initiate the MU-MIMO BF feedback phase after MBIFS from the transmission time of the EDMG BRP RX-TX packet with the 'BRP CDOWN' field set to zero.
  • the initiator sets the 'Poll type' field to 0 for polling to collect MU-MIMO feedback from the previously performed MU-MIMO BF training phase step from each remaining responder And transmit the set MIMO BF Poll frame.
  • the MIMO BF poll frame may be transmitted using the DMG control mode.
  • the initiator shall transmit a MIMO BF feedback subphase, the initiator shall transmit a MIMO BF feedback subphase, the initiator shall transmit a MIMO BF feedback subphase, the initiator shall transmit a MIMO BF Poll frame with the Poll Type field set to 0 to poll each remaining responder to collect MU-MIMO BF feedback from the preceding MU-MIMO BF training subphase.
  • the responder may send a MIMO BF feedback frame with the SU / MU field set to 1 to the initiator.
  • the responder may send a MIMO BF feedback frame with the 'Aggregation Present' field set to 1 to the initiator.
  • the RA field of the MIMO BF feedback frame may be set to a Basic Service Set Identity (BSSID) of the initiator and the TA field may be set to the MAC address of the responder.
  • BSSID Basic Service Set Identity
  • the responder shall send a MIMO BF Feedback frame with the Aggregation Present field set to the initiator.
  • the RA field of the MIMO BF Feedback frame shall be set to the BSSID of the initiator and the TA field shall be set to the MAC address of the responder.
  • Each MIMO BF feedback poll frame and the MIMO BF feedback frame received by the responder are separated by SIFS (Each MIMO BF Feedback Poll frame and MIMO BF Feedback frame sent back by the responder shall be separated by SIFS).
  • Each MIMO BF feedback poll frame carries a dialog token that identifies the MU-MIMO BF training (Each MIMO BF feedback frame carries the token that identifies the MU-MIMO BF training).
  • the MIMO BF feedback frame carries a list of transmitted DMG antennas / sectors of the received initiator, along with the received DMG antenna / sector and associated directed quality of the corresponding responder, respectively (The MIMO BF Feedback frame carries the list of received initiator's transmit DMG antennas / sectors, each with its corresponding responder's receive DMG antenna / sector and the associated quality indicated.
  • the initiator may initiate the MU-MIMO BF selection step after MBIFS from the time the MIMO BF feedback frame is received from the last remaining responder.
  • the initiator may transmit one or more MIMO BF selection frames with 'MU-MIMO Transmission Configuration Type' set to 1 to each responder in the MU group.
  • the initiator may send a minimum number of MIMO selection frames to reach all responders in the MU group.
  • the MIMO BF selection frame may be transmitted using the DMG control mode.
  • the initiator shall initiate the MU-MIMO BF selection subphase an MBIFS following reception of the MIMO BF feedback frame from the last remaining responder.
  • the initiator shall transmit one or more MIMO BF Selection frames with the The MIMO BF selection frame is used to transmit the minimum number of MIMO BF selection frames to reach the MU group. mode.
  • the initiator sends to each responder in the MU group an MU-MIMO BF training, one or more sets of MU transmission settings, and a dialog token identifying the intended receiving STAs for each MU transmission setting MIMO BF selection frame is transmitted (In the MU-MIMO BF selection sub-phase, the initiator shall transmit a MIMO BF selection frame to each responder in the MU group. the MU transmission configurations, and the intended recipient STAs for each MU transmission configuration.
  • the last set of selected responders in the MU group included in the MIMO BF selection frame need not be the same as the initial set of intended responders (the MIMO BF selection frame does not have to the same as the initial set of intended responders.
  • the initiator sends a minimum number of MIMO BF selection frames to the selected responders (the initiator should transmit the minimum number of MIMO BF selection frames to selected responders).
  • 16 is a view briefly showing an uplink MIMO step applicable to the present invention.
  • the uplink MIMO step may reduce the length of the MU-MIMO BF training interval.
  • the initiator may initiate an uplink MIMO phase procedure if the following condition is satisfied.
  • the uplink MIMO step may be composed of the following three sub-steps: MU-MIMO BF setup sub-step MU-MIMO BF setup sub-step MU- MIMO BF training subphase, and MU-MIMO selection subphase.
  • Each sub-step is distinguished by MBIFPS.
  • the MU-MIMO BF training section may not exist in the MIMO stage according to the condition.
  • the initiator sets one or more MIMO BF setting frames in which the 'SU / MU' field is set to '0' and the 'DL / UL MU-MIMO Phase' Lt; / RTI >
  • the initiator may send one or more MIMO BF setup frames with the 'Aggregation Requested' field set to 1 to each responder in the MU group.
  • the initiator may send a minimum number of MIMO BF setup frames that can reach all responders in the MU group.
  • the initiator shall transmit one or more MIMO BF Setup frame with the SU / MU field set to 0 and the UL / UL MU-MIMO Phase field set to 0 to each responder in the MU group
  • the initiator shall send one or more MIMO BF Setup frames with the Aggregation Requested field set to 1 to each responder in the MU group.
  • MU group In channel aggregation, the initiator shall send one or more MIMO BF Setup frames with the Aggregation Requested field set to 1 to each responder in the MU group.
  • the MIMO BF setup frame may be transmitted using a non-EDMG replicated PPDU that is transmitted with a DMG control mode or a DMG control modulation class.
  • the MIMO BF Setup frames should be sent using the DMG control mode or using a non-EDMG duplicate PPDU transmitted with the DMG control modulation class.
  • the initiator may initiate the MU-MIMO BF training sub-step after MBIFS from the transmission time of the MIMO BF setup frame.
  • the initiator may send a MIMO BF poll frame with a 'Poll Type' field set to '1' to each of the remaining responders in the MU group.
  • Each MIMO BF frame may be transmitted using a non-EDMG replicated PPDU that is transmitted with a DMG control mode or a DMG control modulation class.
  • Each MIMO BF Poll frame should be sent using the DMG control mode or using a non-EDMG duplicate PPDU transmitted with the DMG control modulation class.
  • the TXVECTOR parameter EDMG_TRN_LEN is set to be greater than 0 and the parameters RX_TRN_PER_TX_TRN, EDMG_TRN_M and EDMG_TRN_P are set to the value of the L-TX-RX field and Requested in the corresponding MIMO BF poll frame
  • the responder can send one or more EDMG BRP-RX / TX packets to the initiator.
  • each EDMG BRP-RX / TX packet may be transmitted using a non-EDMG replication format.
  • RX / TX packet to the initiator where the TXVECTOR parameter EDMG_TRN_LEN is set to a value greater than zero, and the parameters RX_TRN_PER_TX_TRN, EDMG_TRN_M and EDMG_TRN_P are set to the values of the L-TX-RX field, the requested EDMG TRN-Unit M field and the requested EDMG TRN-Unit P field in the corresponding MIMO BF Poll frame received from the initiator , respectively.
  • each EDMG BRP-RX / TX packets will be transmitted using the non-EDMG duplicate format.
  • responders can reduce training time by transmitting each EDMG BRP-RX / X packet to train multiple TX DMG antennas simultaneously using the TRN subfield.
  • the 'TX Antenna Mask' field of each EMDG BRP-RX / TX packet may indicate the TX DMG antenna used by the responder to transmit EDMG BRP-RX / TX packets.
  • the 'BRP CDOWN' field of each EDMG BRP-RX / TX packet may indicate the number of remaining EDMG BRP RX / TX pits to be transmitted by the responder.
  • the TX Antenna Mask field of each EDMG BRP-RX / TX packet shall indicate the TX DMG (TXM) field.
  • the BRP-RX / TX packet is used to transmit the EDMG BRP-RX / TX packet to the EDMG BRP-RX / TX packet. by the responder.
  • the initiator sends a MIMO BF setup frame to the responder for the establishment of the SU / MU MIMO BF.
  • the initiator can request the responder to set the BF for SU-MIMO or the BF for MU-MIMO using the SU / MU field value of the MIMO BF setup frame.
  • the initiator may request the responder from the channel measurement feedback for the link specified by the 'Link Type' through the 'MIMO FBCK-REQ' field of the MIMO BF setup frame.
  • the MIMO BF setup frame may be transmitted without the TRN field.
  • the STAs participating in the MIMO beamforming process correspond to the STAs included in the EDMG Group Set Element in the association step.
  • the EDMG Group Set Element includes a plurality of groups, and each group may include an Association Identifier (AID) for a plurality of STAs.
  • AID Association Identifier
  • the STAs participating in the MIMO beamforming procedure may be determined by an EDMG Group ID Set element transmitted in a DMG beacon or a broadcast frame.
  • the EDMG Group ID Set element allows the PCP / AP to define a group of MU capable EDMG STAs for performing DL MU-MIMO transmission (The EDMG Group ID set element allows an AP or PCP to define groups of MUs capable EDMG STAs to perform DL MU-MIMO transmissions).
  • the EDMG Group ID Set element according to the present invention may be configured in the following format.
  • each EDMG Group field may be configured in the following format.
  • each EDMG Group field may be configured in the following format.
  • the initiator can simultaneously support beamforming training for multiple responders participating in the MU-MIMO BF during the MU-MIMO BF training phase.
  • a BRP frame may be used and beamforming training may be performed via the TRP field.
  • the specific STAs may mean STAs included in a specific EDMG Group ID.
  • the initiator may send a BRP frame containing information about the AID and / or EDMG Group ID of the STAs belonging to the EDMG Group ID.
  • the BRP frame may include an EDMG BRP request element format as follows.
  • the following fields can be added by increasing the bit size of the EDMG BRP request element format.
  • the STAs receiving the BRP frame decode the EDMG Group ID and the AID in the BRP frame to determine whether their AID information is included, and if included, perform beamforming training during the corresponding MIMO BF training step .
  • a new EDMG BRP dedicated frame may be newly defined.
  • the new EDMG BRP dedicated frame includes the above-mentioned EDMG Group ID and AID N fields, so that the responder can be notified of the identification information of the STAs participating in the MIMO BF training through the EDMG Group ID and the AID.
  • the initiator can inform the AIDs of the STAs participating in the MIMO BF training through the EDMG Header-A field in the PPDU for the MU.
  • 17 is a diagram illustrating fields included in an EDMG Header-A field in a PPDU for MU applicable to the present invention.
  • the EDMG Header-A field in the PPDU for MU includes an SS Descriptor Set (SS Descriptor Set) indicating SS (Spatial Stream) allocation for up to eight STAs. Accordingly, the initiator can notify the AIDs of the STAs participating in the MIMO BF training in the corresponding interval through the SS Descriptor Set of the EDMG Header-A.
  • SS Descriptor Set indicating SS (Spatial Stream) allocation for up to eight STAs.
  • each SS Descriptor Set field may be configured as follows.
  • the value of the Number of SS field in each SS Descriptor Set field may be set to zero.
  • the initiator transmits the PPDU for the MU using a single stream, and performs MCS (Modulation and Coding Scheme) and the length value can be set to be the same.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the initiator can only forward BRP frames of the same information for specific STAs to specific STAs.
  • the responder receiving the corresponding BRP frame receives the EDMG Header-A field It is possible to determine whether or not the MIMO BF training is participated in the corresponding interval by detecting that the SS Descriptor Set field included in the MIMO BF field indicates its own AID.
  • the initiator can transmit the TA and RA values of the BRP frame (or the PPDU including the BRP frame) during the MIMO BF training section phase by setting the Medium Access Control (MAC) address of the initiator.
  • MAC Medium Access Control
  • the initiator may be informed of the AID and the Group ID of the specific STAs participating in the MU-MIMO BF training and may secure TXOP (Transmission Opportunity) for the entire beamforming period.
  • TXOP Transmission Opportunity
  • the initiator can transmit a BRP PPDU in which the TA value and the RA value are set to the initiator's MAC address value.
  • the STAs determined in the MU-MIMO BF setting step can set the TA value and the BRP PPDU whose RA value is set to the initiator's MAC address value during the MU- Beamforming training can be performed.
  • the STAs determined in the MU-MIMO BF setting step determine the TA value and the BRP PPDU whose RA value is set to the initiator's MAC address value during the MU- It can be assumed that the BRP PPDU is a BRP PPDU for MU-MIMO BF training. Accordingly, the STAs can perform the MIMO BF training using the BRP PPDU.
  • the initiator can signal that the BRP frame transmitted during the MIMO BF training phase is a BRP frame for the MU BF, and the responders determine whether the BRP frame transmitted via the signaling is a BRP frame for MIMO BF training,
  • the MIMO BF training can be performed using the BRP frame.
  • the initiator may be informed of the AID and the Group ID of the specific STAs participating in the MU-MIMO BF training and may secure TXOP (Transmission Opportunity) for the entire beamforming period.
  • TXOP Transmission Opportunity
  • the initiator when the initiator transmits the BRP PPDU during the MU-MIMO BF training section, the initiator transmits the BRP frame for the MIMO BF training through the MU-MIMO BF field using 1 bit size of the reserved bits in the BRP frame, It can signal whether it is a frame or not.
  • the value of the MU-MIMO BF field in the BRP frame is set to 1, it indicates that the corresponding BRP frame is a BRP frame for MU-MIMO BF training, and if it is set to 0, it indicates that it is a general BRP frame.
  • the STAs determined through the MU-MIMO BF setting section receive the BRP PPDU with the value of the MU-MIMO BF field set to 1 in the MU-MIMO BF training section
  • the BS can perform beamforming training using the BRP PPDU.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an operation for performing MU-MIMO beamforming training between an initiator and a responder in accordance with the present invention.
  • FIG. 18 shows a specific method in which the initiator transmits and receives a signal corresponding to one of the plurality of responders.
  • step S1810 the initiator transmits a MIMO beamforming setup frame including station identification information participating in the MU-MIMO beamforming training to one or more responders in a MIMO Beamforming setup sub-step.
  • the station identification information included in the MIMO beamforming setup frame may include information on a group ID of stations participating in the MU-MIMO beamforming training and information on a group identifier of the MU- And may include identification information of stations participating in forming training.
  • the initiator then transmits a Beam Refinement Protocol (BRP) frame (or BRP packet) to one or more responders in a MIMO beamforming training sub-step (S1820).
  • BRP Beam Refinement Protocol
  • the TA (Transmitter Address) field and the RA (Receiver Address) field included in the BRP frame (or BRP packet) are transmitted to the MAC (Medium Access Control) address of the initiator that transmitted the MIMO beamforming setup frame Can be set and transmitted.
  • MAC Medium Access Control
  • the initiator can induce only the responder designated previously via the MIMO setup frame to perform the MIMO beamforming training using the BRP frame (or BRP packet).
  • the STA receiving the BRP frame (or BRP packet) as described above determines whether the MIMO setup frame transmitted previously includes the STA identification information, and transmits the MIMO beam (or BRP packet) using the BRP frame It is possible to decide whether to perform forming training.
  • the station identification information included in the MIMO beamforming setup frame corresponds to the STA and the TA (Transmitter Address) field and the RA (Receiver Address) field of the BRP frame transmit the MIMO beamforming setup frame MIMO beamforming training using the BRP frame if the MAC address of the initiator is the same as the MAC (Medium Access Control) address of the initiator (S1830).
  • the BRP frame may include a TRN subfield.
  • the initiator may send a MIMO beamforming feedback poll frame requesting MU-MIMO beamforming feedback to one or more responders at step S1840, in an MU-MIMO beamforming feedback step. Then, in response to the MIMO beamforming feedback poll frame, the initiator may receive MU-MIMO beamforming feedback for MU-MIMO beamforming training performed previously from one or more responders (S1850).
  • 19 is a diagram for explaining an apparatus for implementing the above-described method.
  • the wireless device 100 of FIG. 19 may correspond to the initiator described in the foregoing description, and the wireless device 150 may correspond to the responder described in the foregoing description.
  • the initiator may correspond to the 11ay terminal or the PCP / AP supporting the 11ay system
  • the responder may correspond to the 11ay terminal or the PCP / AP supporting the 11ay system.
  • the initiator on the beamforming procedure will be referred to as the transmitting apparatus 100
  • the responder on the beam forming procedure will be referred to as the receiving apparatus 150.
  • the transmitting apparatus 100 may include a processor 110, a memory 120 and a transmitting and receiving unit 130.
  • the receiving apparatus 150 may include a processor 160, a memory 170 and a transmitting and receiving unit 180 can do.
  • the transceivers 130 and 180 transmit / receive wireless signals and may be implemented in a physical layer such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • the processors 110 and 160 are implemented in the physical layer and / or the MAC layer and are connected to the transceiving units 130 and 180.
  • the processors 110 and 160 and / or the transceivers 130 and 180 may include application specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processors.
  • Memory 120, 170 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage units.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory card
  • storage medium storage medium
  • the method described above may be executed as a module (e.g., process, function) that performs the functions described above.
  • the module may be stored in memory 120,170 and executed by processor 110,160.
  • the memory 120, 170 may be located inside or outside the process 110, 160 and may be coupled to the process 110, 160 by well known means.
  • the present invention has been described on the assumption that the present invention is applied to an IEEE 802.11 based wireless LAN system, the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied to various wireless systems capable of data transmission based on channel bonding in the same manner.

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Abstract

MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계에서, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 수신하고, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계에서, BRP 프레임을 수신하며, MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 스테이션 식별 정보가 STA에 대응하고, BRP 프레임의 TA 필드 및 RA 필드가 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자의 MAC 주소와 같은 경우, BRP 프레임을 이용하여 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행하는 것을 포함하는 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법에 관한 것이다.

Description

무선랜 시스템에서 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행하는 방법, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 지원하는 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 무선랜(WLAN) 시스템에서 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 수행하는 방법, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 지원하는 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.
본 발명에서는 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 과정에서 개시자가 특정 응답자들에 대해서만 MIMO 빔포밍을 지원하는 방법, 이에 기초하여 특정 응답자들 중 하나의 응답자가 MIMO 빔포밍을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 수행하는 방법에 있어서, MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 수신; MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 수신; 및 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 스테이션 식별 정보가 상기 STA에 대응하고 상기 BRP 프레임의 TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자(initiator)의 MAC (Medium Access Control) 주소와 같은 경우, 상기 BRP 프레임을 이용하여 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행;하는 것을 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법을 제안한다.
여기서, 상기 스테이션 식별 정보는, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 그룹 ID (identifier) 정보 및 상기 그룹 ID 정보가 지시하는 그룹 내 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 식별 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 BRP 프레임은 TRN (Training) 부필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법은, MU-MIMO 빔포밍 피드백 부단계에서, MU-MIMO 빔포밍 피드백을 요청하는 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임을 수신; 및 상기 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임에 응답하여, 상기 수행된 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 대한 MU-MIMO 빔포밍 피드백을 전송;하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는, 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 지원하는 방법에 있어서, MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송; 및 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 STA의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정된 BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 전송;하는 것을 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법을 제안한다.
이때, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 그룹 ID (identifier) 정보 및 상기 그룹 ID 정보가 지시하는 그룹 내 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 식별 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 BRP 프레임은 TRN (Training) 부필드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법은, MU-MIMO 빔포밍 피드백 부단계에서, MU-MIMO 빔포밍 피드백을 요청하는 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임을 전송; 및 상기 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임에 응답하여, 하나 이상의 응답자(responder)로부터 앞서 수행된 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 대한 MU-MIMO 빔포밍 피드백을 수신;하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 무선랜(WLAN) 시스템에서 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 수행하는 스테이션 장치에 있어서, 하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 다른 스테이션 장치와 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되어, 상기 다른 스테이션 장치와 송수신한 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 수신; MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 수신; 및 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 스테이션 식별 정보가 상기 STA에 대응하고 상기 BRP 프레임의 TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자(initiator)의 MAC (Medium Access Control) 주소와 같은 경우, 상기 BRP 프레임을 이용하여 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행;하도록 구성되는, 스테이션 장치를 제안한다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 무선랜(WLAN) 시스템에서 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 지원하는 스테이션 장치에 있어서, 하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 하나 이상의 다른 스테이션 장치들과 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되어, 상기 하나 이상의 다른 스테이션 장치들과 송수신한 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송; 및 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 STA의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정된 BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 전송;하도록 구성되는, 스테이션 장치를 제안한다.
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.
상기와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 개시자 및 응답자는 시그널링 오버헤드의 증가 없이 특정 응답자들에 대해서만 MIMO 빔포밍 트레이닝을 지원(또는 수행)할 수 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 비콘 간격의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 기존 무선 프레임의 물리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 무선 프레임의 헤더 필드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 적용 가능한 PPDU 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 적용 가능한 PPDU 구조를 간단히 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 적용 가능한 빔포밍 트레이닝 과정의 일 예를 나타낸다.
도 12 및 도 13은 SLS 단계의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 적용 가능한 SU-MIMO를 위한 MIMO 단계를 간단히 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 적용 가능한 하향링크 MIMO 단계를 간단히 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 적용 가능한 상향링크 MIMO 단계를 간단히 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 적용 가능한 MU 용 PPDU 내 EDMG Header-A 필드에 포함되는 필드들을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따라 개시자 및 응답자 간 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 19는 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.
본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은 다양하게 존재할 수 있으나, 이하에서는 이동통신 시스템의 일례로서 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
1. 무선랜(Wireless LAN, WLAN ) 시스템
1-1. 무선랜 시스템 일반
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 STA라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA는 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 STA는 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.
1-2. 무선랜 시스템에서의 채널 본딩
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, STA는 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, STA는 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.
1-3. 비콘 간격 구성
도 5는 비콘 간격의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
11ad 기반 DMG BSS 시스템에서 매체의 시간은 비콘 간격들로 나누어질 수 있다. 비콘 간격 내의 하위 구간들은 접속 구간(Access Period)로 지칭될 수 있다. 하나의 비콘 간격 내의 서로 다른 접속 구간은 상이한 접속 규칙을 가질 수 있다. 이와 같은 접속 구간에 대한 정보는 AP 또는 PCP (Personal basic service set Control Point)에 의해 non-AP STA 또는 non-PCP에게 전송될 수 있다.
도 5에 도시된 예와 같이 하나의 비콘 간격은 하나의 BHI (Beacon Header Interval)과 하나의 DTI (Data Transfer Interval)을 포함할 수 있다. BHI는 도 4에 도시된 바와 같이 BTI(Beacon Transmission Interval), A-BFT(Association Beamforming Training) 및 ATI(Announcement Transmission Interval)를 포함할 수 있다.
BTI는 하나 이상의 DMG 비콘 프레임이 전송될 수 있는 구간을 의미한다. A-BFT는 선행하는 BTI 동안 DMG 비콘 프레임을 전송한 STA에 의한 빔포밍 트레이닝이 수행되는 구간을 의미한다. ATI는 PCP/AP와 non-PCP/non-AP STA 사이에 요청-응답 기반의 관리 접속 구간을 의미한다.
한편, DTI(Data Transfer Interval)는 STA들 사이의 프레임 교환이 이루어지는 구간으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 하나 이상의 CBAP(Contention Based Access Period) 및 하나 이상의 SP(Service Period)가 할당될 수 있다. 도 5에서는 2개의 CBAP과 2개의 SP가 할당되는 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서 이에 한정될 필요는 없다.
이하에서는 본 발명이 적용될 무선랜 시스템에서의 물리계층 구성에 대해 구체적으로 살펴본다.
1-4. 물리계층 구성
본 발명의 일 실시형태에 따른 무선랜 시스템에서는 다음과 같은 3가지 다른 변조 모드를 제공할 수 있는 것을 가정한다.
PHY MCS Note
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 6은 기존 무선 프레임의 물리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
모든 DMG (Directional Multi-Gigabit) 물리계층은 도 6에 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 6에 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(Training) 필드를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 6의 무선 프레임의 헤더 필드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 7은 SC(Single Carrier) 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 트레이닝 요청 여부, 마지막 RSSI (Received Signal Strength Indicator), 절단(truncation) 여부, HCS (Header Check Sequence) 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 헤더는 4 비트의 유보 비트들(reserved bits)을 가지고 있으며, 이하의 설명에서는 이와 같은 유보 비트들을 활용할 수도 있다.
또한, 도 8은 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 트레이닝 요청 여부, 마지막 RSSI, 절단 여부, HCS (Header Check Sequence) 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 헤더는 2 비트의 유보 비트들을 가지고 있으며, 이하의 설명에서는 도 7의 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 9는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 PPDU 구조를 도시한 도면이다. 도 9에서 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 9에 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 6개 또는 8개의 채널(각 2.16 GHz)이 존재 할 수 있으며, 단일 STA으로는 최대 4개의 채널을 본딩하여 전송할 수 있다. 이에, 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.
도 10은 본 발명에 적용 가능한 PPDU 구조를 간단히 도시한 도면이다. 상술한 PPDU 포맷을 간단히 정리하면 도 10과 같이 나타낼 수 있다
도 10에 도시된 바와 같이, 11ay 시스템에 적용 가능한 PPDU 포맷은 L-STF, L-CE, L-Header, EDMG-Header-A, EDMG-STF, EDMG-CEF, EDMG-Header-B, Data, TRN 필드를 포함할 수 있으며, 상기 필드들은 PPDU의 형태 (예: SU PPDU, MU PPDU 등)에 따라 선택적으로 포함될 수 있다.
여기서, L-STF, L-CE, L-header 필드를 포함하는 부분은 비 EDMG 영역 (Non-EDMG portion)이라 명명할 수 있고, 나머지 부분은 EDMG 영역이라 명명할 수 있다. 또한, L-STF, L-CE, L-Header, EDMG-Header-A 필드들은 pre-EDMG modulated fields라 명명될 수 있고, 나머지 부분은 EDMG modulated fields라 명명될 수 있다.
상기와 같은 PPDU의 (레거시) 프리앰블 부분은 패킷 검출 (packet detection), AGC (Automatic Gain Control), 주파수 오프셋 측정 (frequency offset estimation), 동기화 (synchronization), 변조 (SC 또는 OFDM)의 지시 및 채널 측정 (channel estimation)에 사용될 수 있다. 프리앰블의 포맷은 OFDM 패킷 및 SC 패킷에 대해 공통될 수 있다. 이때, 상기 프리앰블은 STF (Short Training Field) 및 상기 STF 필드 이후에 위치한 CE (Channel Estimation) 필드로 구성될 수 있다. (The preamble is the part of the PPDU that is used for packet detection, AGC, frequency offset estimation, synchronization, indication of modulation (SC or OFDM) and channel estimation. The format of the preamble is common to both OFDM packets and SC packets. The preamble is composed of two parts: the Short Training field and the Channel Estimation field.)
2. 본 발명에 적용 가능한 빔포밍 절차
앞서 상술한 바와 같이, 본 발명이 적용 가능한 11ay 시스템에서는 복수의 채널을 동시에 이용하여 데이터를 전송하는 채널 본딩 (channel bonding), 채널 결합 (channel aggregation), FDMA 등의 방법이 적용될 수 있다. 특히, 본 발명이 적용 가능한 11ay 시스템에서는 고주파 대역의 신호를 활용하는 바, 신뢰성 높게 신호를 송수신하기 위해서는 빔포밍 동작이 적용될 수 있다.
다만, 종래의 11ad 시스템에서는 하나의 채널에 대한 빔포밍 방법만을 개시하고 있을 뿐, 복수의 채널에 대해 적용 가능한 빔포밍 방법에 대해서는 전혀 시사하고 있지 않다. 이에, 본 발명에서는 복수의 채널을 이용한 채널 본딩 (channel bonding) 또는 채널 결합 (channel aggregation) 전송을 위한 빔포밍 절차에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 적용 가능한 빔포밍 절차를 설명하기 위해 기본적으로 하나의 채널에 대한 빔포밍 트레이닝 절차에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명에 적용 가능한 빔포밍 트레이닝 과정의 일 예를 나타낸다.
기본적으로, 본 발명에 적용 가능한 빔포밍 절차는 크게 SLS (Sector Level Sweep) 단계 (phase) 및 BRP (Beam Refinement Protocol 또는 Beam Refinement Phase) 단계 (phase)로 구성될 수 있다. 이때, BRP 단계는 선택적으로 수행될 수 있다.
이하에서는, 빔포밍 동작을 통해 데이터를 전송하고자 하는 STA은 개시자 (initiator)라 명명하고, 상기 개시자로부터 데이터를 전송 받는 STA은 응답자 (responder)라 명명한다.
A-BFT (Association BeamForming Training) 할당 내 발생하는 BF 트레이닝에 있어, AP 또는 PCP/AP는 개시자이고, 비-AP 및 비-PCP/AP STA은 응답자가 된다. SP 할당 내 발생하는 BF 트레닝에 있어, 상기 SP의 소스 (EDMG) STA은 개시자이고, 상기 SP의 목적지 STA은 응답자가 된다. TXOP (Transmission Opportunity) 할당 내 BF 트레이닝에 있어, TXOP 홀더(holder)는 개시자이고, TXOP 응답자는 응답자가 된다.
상기 개시자로부터 상기 응답자로의 링크(link)는 개시자 링크 (initiator link)라 명명하고, 상기 응답자로부터 상기 개시자로의 링크는 응답자 링크 (responder link)라 명명한다.
본 발명이 적용 가능한 11ay 시스템에서 지원하는 60 GHz 대역에서는 데이터, 제어 정보 등을 보다 신뢰성 높게 전달하기 위해 옴니 (omni) 전송 방식이 아닌 지향적 (directional) 전송 방식이 적용될 수 있다.
이를 위한 과정으로써, 데이터를 송수신하고자 하는 STA들은 SLS 과정을 통해 개시자 및 응답자에 대한 TX 또는 RX 베스트 섹터 (best sector)를 서로 알 수 있다.
이와 같은 BF 트레이닝은 개시자로부터의 SLS(Sector Level Sweep)와 함께 시작한다. SLS 단계의 목적은 제어 PHY 레이트 또는 상위 MCS 에서 두 STA들 사이의 통신을 가능하게 하는 것이다. 특히, SLS 단계는 오직 BF 트레이닝을 전송하는 것만을 제공한다.
추가적으로, 개시자 또는 응답자의 요청이 있으면 상기 SLS에 이어 BRP (Beam Refinement Protocol 또는 Beam Refinement Phase)이 이어질 수 있다.
BRP 단계(phase)의 목적은 수신 트레이닝을 가능케 하고 모든 STA들에서 모든 송신기 및 수신기의 AWV (Antenna Weight Vector)의 반복적인 정제(iterative refinement)를 가능케 하는 것이다. 만약 빔 트레이닝에 참여하는 STA들 중 하나가 단 하나의 전송 안테나 패턴을 이용하기로 선택하면, 수신 트레이닝은 SLS 단계의 일부로 수행될 수 있다.
SLS 단계에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 SLS 단계는 다음의 네 요소를 포함할 수 있다: 개시자 링크를 트레이닝하기 위한 ISS(Initiator Sector Sweep), 응답자 링크를 트레이닝하기 위한 RSS(Responder Sector Sweep), SSW 피드백, SSW ACK.
개시자는 ISS의 프레임(들)을 전송함으로써 SLS 단계를 시작한다.
응답자는 상기 ISS가 성공적으로 완료되기 전에 RSS의 프레임(들)의 전송을 시작하지 않는다. 다만, ISS가 BTI 내에서 발생하는 경우에는 예외일 수 있다.
개시자는 RSS 단계(phase)가 성공적으로 완료되기 전에 SSW 피드백을 시작하지 않는다. 다만, 상기 RSS가 A-BFT 내에서 발생하는 경우에는 예외일 수 있다. 응답자는 상기 A-BFT 내에서 개시자의 SSW ACK을 시작하지 않는다.
응답자는 개시자의 SSW 피드백의 성공적인 완료 이후에 즉시 상기 개시자의 SSW ACK을 시작한다.
SLS 단계 동안 개시자가 전송하는 BF 프레임은 (EDMG) 비콘 프레임, SSW 프레임 및 SSW 피드백 프레임을 포함할 수 있다. 상기 SLS 단계 동안, 응답자가 전송하는 BF 프레임은 SSW 프레임 및 SSW-ACK 프레임을 포함할 수 있다.
SLS 동안 개시자 및 응답자가 각각 TXSS (Transmit Sector Sweep)을 실시하게 되면, 상기 SLS 단계의 끝에 상기 개시자 및 응답자는 그들 자신의 전송 섹터를 보유(possess)하게 된다. 만약 ISS 또는 RSS가 수신 섹터 스윕 (receive sector sweep)을 사용하면(employ), 응답자 또는 개시자 각각은 그들 자신의 수신 섹터를 보유하게 된다.
STA은 섹터 스윕 동안 전송 전력을 변경하지 않는다.
도 12 및 도 13은 SLS 단계의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 12에서, 개시자는 많은 섹터들을 가지고 있고, 응답자는 RSS에서 사용되는 하나의 전송 섹터 및 수신 섹터를 갖는다. 이에, 응답자는 모든 응답자 SSW 프레임들을 동일한 전송 섹터를 통해 전송하고, 동시에 개시자는 수신 안테나를 변경(switching)한다.
도 13에서 개시자는 많은 전송 섹터를 가지고 있고, 응답자는 하나의 전송 섹터를 갖는다. 이 경우, 개시자를 위한 수신 트레이닝은 BRP 단계에서 수행될 수 있다.
이와 같은 SLS는 다음과 같이 정리할 수 있다.
SLS는 본 발명이 적용 가능한 802.11ay 시스템에서 링크 감지(link detection)를 수행하는 프로토콜로서, 네트워크 노드들이 빔의 방향만을 변경하면서 동일한 정보를 포함하는 프레임을 연속적으로 송수신하고, 성공적으로 수신된 프레임들 중에서 수신 채널 링크의 성능을 나타내는 지표(예: SNR(Signal to Ratio), RSSI(Received Signal Strength Indicator) 등)이 가장 좋은 빔 방향을 선택하는 빔 훈련 방식이다.
이어, BRP는 다음과 같이 정리할 수 있다.
BRP는 SLS 또는 다른 수단에 의해 결정된 빔 방향에서 데이터 전송율을 최대화할 수 있는 빔 방향을 세밀하게 조절하는 프로토콜로서, 필요에 따라 수행될 수 있다. 이러한 BRP는 BRP 프로토콜을 위해 정의된, 빔 훈련 정보와 훈련 결과를 보고하는 정보를 포함하는 BRP 프레임을 이용하여 빔 훈련을 수행한다. 예컨대, BRP는 이전 빔 훈련에 의해 결정된 빔을 이용하여 BRP 프레임을 송수신하고, 성공적으로 송수신된 BRP 프레임의 끝 부분에 포함된 빔 훈련 시퀀스(beam training sequence)를 이용하여 실질적으로 빔 훈련을 수행하는 빔 훈련 방식이다. SLS는 빔 훈련을 위해서 프레임 자체를 이용하나, BRP는 빔 훈련 시퀀스만을 이용한다는 점에서 상이할 수 있다.
이러한, SLS 단계는 BHI (Beacon Header Interval) 및/또는 DTI (Data Transfer Interval) 내 수행될 수 있다.
먼저, BHI 동안 수행되는 SLS 단계는, 11ad 시스템과의 공존을 위해 11ad 시스템에서 정의된 SLS 단계와 동일할 수 있다.
이어, DTI 동안 수행되는 SLS 단계는, 개시자 및 응답자간 빔포밍 트레이닝이 수행되지 않았거나 빔포밍 링크 (BF link)을 잃어버린 경우, 수행될 수 있다. 이때, 상기 개시자 및 응답자가 11ay STA이면, 상기 개시자 및 응답자는 SLS 단계를 위해 SSW 프레임 대신 짧은 SSW (Short SSW) 프레임을 전송할 수 있다.
여기서, 상기 짧은 SSW (Short SSW) 프레임은 DMG 제어 PHY 또는 DMG 제어 모드 PPDU의 데이터 필드 내 짧은 SSW 패킷 (packet)이 포함된 프레임으로 정의될 수 있다. 이때, 상기 짧은 SSW (Short SSW) 패킷의 구체적인 포맷은 상기 짧은 SSW 패킷이 전송되는 용도 (예: I-TXSS, R-TXSS 등)에 따라 달리 설정될 수 있다.
추가적으로, SU-MIMO 또는 MU-MIMO를 위한 빔포밍 프로토콜은 SISO 단계 (SISO phase) 및 MIMO (MIMO phase)로 구성될 수 있다.
이때, SISO 단계는 MIMO 단계에서의 빔포밍 트레이닝을 위한 후보를 선별하기 위해 선택적으로(optional) 적용될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 SISO 단계에서의 동작에 대한 설명은 생략한다.
MIMO 단계에서 개시자 및 응답자는 MIMO 전송을 위한 송수신 섹터 및 안테나의 최적의 조합을 결정하기 위해 송수신 섹터 및 DMG 안테나의 트레이닝을 수행한다. 특히, MU-MIMO의 경우, MIMO 단계에서 개시자와 MU 그룹 내 각 응답자는 MIMO 전송을 위한 송수신 섹터 및 안테나의 최적의 조합을 결정하기 위해 송수신 섹터 및 DMG 안테나의 트레이닝을 수행한다.
도 14는 본 발명에 적용 가능한 SU-MIMO를 위한 MIMO 단계를 간단히 나타낸 도면이다. 도 14에 도시된 바와 같이, SU-MIMO를 위한 MIMO 단계는 다음의 4개의 부단계로 구성될 수 있다: SU-MIMO BF 설정 부단계 (SU-MIMO BF setup subphase), 개시자 SU-MIMO BF 트레이닝 부단계 (initiator SU-MIMO BF training (SMBT) subphase), 응답자 SMBT 부단계 (responder SMBT subphase), 및 SU-MIMO BF 피드백 부단계 (SU-MIMO BF feedback subphase).
SU-MIMO BF 설정 부단계에서, 개시자는 응답자에게 'SU/MU' 필드가 1로 설정되고 'Link Type' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 설정 프레임을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 개시자는 응답자에게 'Aggregation Requested' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 설정 프레임을 전송할 수 있다. 상기 MIMO BF 설정 프레임의 'TA (Transmitter Address)' 및 'RA (Receiver Address)' 필드는 각각 개시자 및 응답자의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정될 수 있다. (In the SU-MIMO BF setup subphase, the initiator shall send a MIMO BF Setup frame with the SU/MU field set to 1 and the Link Type field set to 1 to the responder. In channel aggregation, the initiator shall send a MIMO BF Setup frame with the Aggregation Requested field set to 1 to the responder. The TA field and the RA field of the MIMO BF Setup frame shall be set to the MAC addresses of the initiator and the responder, respectively.)
응답자는 상기 개시자로부터 MIMO BF 설정 프레임을 수신한 시점으로부터 SIFS 이후 'SU/MU' 필드가 1로 설정되고 'Link Type' 필드가 0로 설정된 MIMO BF 설정 프레임을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 응답자는 개시자에게 'Aggregation Requested' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 설정 프레임을 전송할 수 있다. (The responder shall send a MIMO BF Setup frame with the SU/MU field set to 1 and the Link Type field set to 0 a SIFS following the reception of the MIMO BF Setup frame from the initiator. In channel aggregation, the responder shall send a MIMO BF Setup frame with the Aggregation Requested field set to 1 to the initiator.)
이어, 개시자는 상기 응답자로부터 MIMO BF 설정 프레임을 수신한 시점으로부터 MBIFS 이후 개시자 SMBT 부단계를 개시할 수 있다. 상기 개시자 SMBT 부단계에서, 상기 개시자는 상기 응답자에게 (TRN 필드를 포함한) EDMG BRP-RX/TX 패킷을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 EDMG BRP-RX/TX 패킷은 비-EDMG 복제 포맷을 이용하여 전송될 수 있다. 이때, 전송되는 EDMG BRP-RX/TX 패킷 각각은 SIFS 간격으로 구분될 수 있다. (The initiator shall initiate the initiator SMBT subphase a MBIFS following reception of the MIMO BF Setup frame from the responder. In the initiator SMBT subphase, the initiator shall transmit EDMG BRP-RX/TX packets to the responder. In channel aggregation, the EDMG BRP-RX/TX packets shall be transmitted using the non-EDMG duplicate format. Each EDMG BRP-RX/TX packet shall be separated by SIFS.)
이때, 각각의 전송되는 EDMG BRP-RX/TX 패킷은 하나 이상의 전송 섹터 및 (각 전송 섹터를 위한) 일정 개수의 수신 AWV를 트레이닝 하기 위해 사용된다. 각각의 EDMG BRP-RX/TX 패킷에 있어서, (각 선택된 전송 섹터를 위해) 개시자는 PPDU에 상기 응답자가 수신 AWV 트레이닝을 수행하기 위한 TRN 필드를 포함할 수 있다. (Each transmitted EDMG BRP-RX/TX packet is used to train one or more transmit sectors and, for each transmit sector, a number of receive AWVs. In each EDMG BRP-RX/TX packet, the initiator shall include, for each selected transmit sector, TRN subfields in the TRN field of the PPDU for the responder to perform receive AWV training.)
이어, 응답자는 상기 개시자로부터 'BRP CDOWN' 필드가 0으로 설정된 EDMG BRP-RX/TX 패킷의 수신 시점으로부터 MBIFS 이후 응답자 SMBT 부단계를 시작할 수 있다. 응답자 SMVT 부단계에서, 상기 응답자는 상기 응답자에게 (TRN 필드를 포함한) EDMG BRP-RX/TX 패킷을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 EDMG BRP-RX/TX 패킷은 비-EDMG 복제 포맷을 이용하여 전송될 수 있다. 이때, 전송되는 EDMG BRP-RX/TX 패킷 각각은 SIFS 간격으로 구분될 수 있다. (The responder shall initiate the responder SMBT subphase a MBIFS following the reception of an EDMG BRP-RX/TX packet with the BRP CDOWN field set to 0 from the initiator. In the responder SMBT subphase, the responder shall transmit EDMG BRP-RX/TX packets to the initiator. In channel aggregation, the EDMG BRP-RX/TX packets shall be transmitted using the non-EDMG duplicate format. Each EDMG BRP-RX/TX packet shall be separated by SIFS.)
이어, 개시자는 응답자로부터 'BRP CDOWN' 필드가 0으로 설정된 EDMG BRP-RX/TX 패킷의 수신 시점으로부터 MBIFS 이후 SU-MIMO BF 피드백 부단계를 개시할 수 있다. 상기 SU-MIMO BF 피드백 부단계에서 전송되는 모든 프레임은 DMG 제어 모드를 이용하여 전송될 수 있다. 상기 SU-MIMO BF 피드백 부단계에서 개시자는 'SU/MU' 필드가 1로 설정되고 'Link Type' 필드가 0으로 설정된 MIMO BF 피드백 프레임을 응답자로 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 개시자는 상기 응답자에게 'Aggregation Present' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 피드백 프레임을 전송할 수 있다. 상기 MIMO BF 피드백 프레임의 TA 필드는 개시자의 MAC 주소로 설정되고 RA 필드는 응답자의 MAC 주소로 설정될 수 있다. (The initiator shall initiate the SU-MIMO BF feedback subphase a MBIFS following reception of an EDMG BRP-RX/TX packet with the BRP CDOWN field set to 0 from the responder. All frames transmitted during the SU-MIMO BF feedback subphase should be sent using the DMG control mode. In the SU-MIMO BF feedback subphase, the initiator shall send to the responder a MIMO BF Feedback frame with the SU/MU field set to 1 and the Link Type field set to 0. In channel aggregation, the initiator shall send a MIMO BF Feedback frame with the Aggregation Present field set to 1 to the responder. The TA field of the MIMO BF Feedback frame shall be set to the MAC address of the initiator and the RA field shall be set to the MAC address of the responder.)
응답자는 상기 개시자로부터 MIMO BF 피드백 프레임을 수신한 시점으로부터 SIFS 이후 'SU/MU' 필드가 1로 설정되고 'Link Type' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 피드백 프레임을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 응답자는 상기 개시자로 'Aggregation Present' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 피드백 프레임을 전송할 수 있다. 상기 MIMO BF 피드백 프레임의 TA 필드는 응답자의 MAC 주소로 설정되고 RA 필드는 개시자의 MAC 주소로 설정될 수 있다. (The responder shall send a MIMO BF Feedback frame to the initiator with the SU/MU field set to 1 and the Link Type field set to 1 a SIFS following reception of a MIMO BF Feedback frame from the initiator. In channel aggregation, the responder shall send a MIMO BF Feedback frame with the Aggregation Present field set to 1 to the initiator. The TA field of the MIMO BF Feedback shall be set to the MAC address of the responder and the RA field shall be set to the MAC address of the initiator.)
추가적으로, MU-MIMO를 위한 MIMO 단계는 하향링크 MIMO 단계 (Downlink MIMO phase) 및 상향링크 MIMO 단계 (Uplink MIMO phase)로 구성될 수 있다.
도 15는 본 발명에 적용 가능한 하향링크 MIMO 단계를 간단히 나타낸 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 하향링크 MIMO 단계는 다음의 4 부단계로 구성될 수 있다: MU-MIMO BF 설정 부단계 (MU-MIMO setup subphase, MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 (MU-MIMO BF training subphase), MU-MIMO BF 피드백 부단계 (MU-MIMO BF feedback subphase), 및 MU-MIMO BF 선택 부단계 (MU-MIMO BF selection subphase).
여기서, MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 및 MU-MIMO BF 피드백 부단계는 조건에 따라 상기 MIMO 단계에 존재하지 않을 수 있다.
MU-MIMO BF 설정 부단계에서, 개시자는 'SU/MU' 필드가 0으로 설정되고 'DL/UL MIMO Phase' 필드가 1로 설정된 하나 이상의 MIMO BF 설정 프레임을 MU 그룹 내 각 응답자에게 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 개시자는 'Aggregation Requested' 필드가 1로 설정된 하나 이상의 MIMO BF 설정 프레임을 MU 그룹 내 각 응답자에게 전송할 수 있다. 상기 개시자는 상기 MU 그룹 내 모든 응답자에게 도달할 수 있는 최소한의 MIMO BF 설정 프레임을 전송할 수 있다. (In the MU-MIMO BF setup subphase, the initiator shall transmit one or more MIMO BF Setup frame with the SU/MU field set to 0 and the DL/UL MIMO Phase field set to 1 to each responder in the MU group. In channel aggregation, the initiator shall send one or more MIMO BF Setup frame with the Aggregation Requested field set to 1 to each responder in the MU group. The initiator should transmit the minimum number of MIMO BF Setup frames to reach all responders in the MU group.)
상기 MIMO BF 설정 프레임은 DMG 제어 모드 또는 DMG 제어 변조 클래스와 함께 전송되는 비-EDMG 복제 PPDU를 이용해 전송될 수 있다. (The MIMO BF Setup frames should be sent using the DMG control mode or using a non-EDMG duplicate PPDU transmitted with the DMG Control modulation class.)
상기 MIMO BF 설정 프레임의 TA (Transmitter Address) 필드는 개시자의 BSSID로 설정되고, 상기 MIMO BF 설정 프레임의 RA 필드는 방송 주소 (broadcast address)로 설정된다.
상기 MIMO BF 설정 프레임은 EDMG Group IP 필드에서 MU 그룹 내 EDMG Group ID를 지시하고, Group User Mask 필드에서 각각 남은 응답자를 지시하고, MU-MIMO BF 트레이닝을 식별하기 위해 Dialog Token 필드에서 특별한 dialog token을 지시한다 (The MIMO BF Setup frame shall indicate the EDMG group ID of the MU group in the EDMG Group ID field, each remaining responder in the Group User Mask field, and a unique dialog token in the Dialog Token field for identifying MU-MIMO BF training).
MU-MIMO BF 트레이닝 시간을 줄이기 위해, 개시자는 SISO 단계에서 응답자들로부터 수신된 피드백 내 L-TX-RX 서브필드들 및 EDMG TRN-Unit M 서브필드들에 기초하여 각 DMG 안테나를 위한 TX 섹터들의 서브셋 및 AWV 트레이닝 수신을 위해 필요한 TRN 서브필드들의 개수를 선택할 수 있다 (To reduce the MU-MIMO BF training time, the initiator may select a subset of TX sectors for each DMG antenna and the number of TRN subfields required for receive AWV training based on the L-TX-RX subfields and the EDMG TRN-Unit M subfields in the feedback from responders received at the SISO phase).
수신된 MIMO BF 설정 프레임의 Group User Mask 필드 내 대응하는 비트가 0으로 설정된 응답자는 이어지는 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 및 MU-MIMO BF 피드백 부단계에서 전송되는 프레임들을 무시할 수 있다 (A responder whose corresponding bit in the Group User Mask field of the received MIMO BF Setup frame is set to 0 can ignore frames transmitted in the following MU-MIMO BF training subphase and MU-MIMO BF feedback subphase).
개시자는 상기 MIMO BF 설정 프레임의 전송 시점으로부터 MBIFS 이후 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계를 개시할 수 있다. 상기 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계에서, 상기 개시자는 MU 그룹 내 나머지 응답자에게 하나 이상의 EDMG BRP/RX/TX 패킷을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 각 EDMG BRP-RX/TX 패킷은 비-EDMG 복제 포맷을 이용하여 전송될 수 있다. 각 EDMG BRP-RX/TX 패킷은 SIIFS 에 의해 구분될 수 있다. (The initiator shall initiate the MU-MIMO BF training subphase a MBIFS following the transmission of the MIMO BF Setup frame. In the MU-MIMO BF training subphase, the initiator shall transmit one or more EDMG BRP-RX/TX packets to the remaining responders in the MU group. In channel aggregation, each EDMG BRP-RX/TX packets shall be transmitted using the non-EDMG duplicate format. Each EDMG BRP-RX/TX packet shall be separated by SIFS.)
특히, MU-MIMO BF 트레이닝 부단계에서, 개시자는 EDMG PHY 계층을 이용하여 BRP 프레임들을 전송한다 (In the MU-MIMO BF training subphase, the initiator shall transmit BRP frames using the EDMG PHY). 각각 전송된 BRP 프레임은 각 전송 섹터를 위해 하나 이상의 전송 섹터들 및 일정 개수의 수신 AWV들을 트레이닝하기 위해 사용된다 (Each transmitted BRP frame is used to train one or more transmit sectors and, for each transmit sector, a number of receive AWVs). 각 BRP 프레임 내 개시자는, 각 선택된 섹터를 위해, 의도된 응답자들이 수신 섹터 트레이닝을 수행할 수 있도록 TRN 필드 내 TRN-Unit들을 포함한다 (In each BRP frame the initiator shall include, for each selected sector, TRN-Units in the TRN field for intended responders to perform receive sector training).
TRN 필드 내 포함된 TRN-Unit의 개수는 SISO 단계로부터의 피드백에 기초하여 모든 나머지 의도된 응답자들에 걸친 최대 수신 섹터의 개수이어야 한다 (The number of TRN-Unit included in the TRN field should be the maximum number of receive sectors across all the remaining intended responders based on the feedback from the SISO phase).
개시자는 동일한 BRP 프레임을 통해 (최대 4개) 전송 DMB 안테나들을 동시에 트레이닝할 수 있도록 직교 파형의 BRP 프레임을 전송할 수 있고, 이를 통해 트레이닝 시간을 줄일 수 있다 (An initiator may transmit a BRP frame with orthogonal waveforms to train multiple (up to 4) transmit DMG antennas simultaneously through the same BRP frame and hence reduce the training time).
MU-MIMO BF 트레이닝 부단계는 BRP 프레임의 TXVECTOR 파라미터 EDMG_TRN_LEN을 0보다 큰 값으로 설정하고 TXVECTOR 파라미터 RX_TRN_PER_TX_TRN을 1 보다 큰 값으로 설정함으로써 수행된다 (The MU-MIMO BF training subphase is performed by setting, for a BRP frame, the TXVECTOR parameter EDMG_TRN_LEN to a value greater than zero and the parameter RX_TRN_PER_TX_TRN to a value greater than one).
개시자는 'BRP CDOWN' 필드가 0으로 설정된 EDMG BRP RX-TX 패킷의 전송 시점 으로부터 MBIFS 이후 MU-MIMO BF 피드백 부단계를 개시할 수 있다. 상기 MU-MIMO BF 피드백 부단계에서, 상기 개시자는 앞서 수행된 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계로부터의 MU-MIMO 피드백을 남아있는 각각의 응답자로부터 수집하기 위한 폴링을 위해 'Poll type' 필드가 0으로 설정된 MIMO BF Poll 프레임을 전송할 수 있다. 상기 MIMO BF 폴 프레임은 DMG 제어 모드를 이용하여 전송될 수 있다. (The initiator shall initiate the MU-MIMO BF feedback subphase a MBIFS following the transmission of the EDMG BRP RX-TX packet with the BRP CDOWN field set to 0. In the MU-MIMO BF feedback subphase, the initiator shall transmit a MIMO BF Poll frame with the Poll Type field set to 0 to poll each remaining responder to collect MU-MIMO BF feedback from the preceding MU-MIMO BF training subphase. The MIMO BF Poll frames should be sent using the DMG control mode.)
나머지 응답자가 수신자로 하는 MIMO BF 폴 프레임을 수신한 경우, 응답자는 개시자에게 'SU/MU' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 피드백 프레임을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 응답자는 상기 개시자에게 'Aggregation Present' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 피드백 프레임을 전송할 수 있다. 상기 MIMO BF 피드백 프레임의 RA 필드는 개시자의 BSSID (Basic Service Set Identity)로 설정되고 TA 필드는 응답자의 MAC 주소로 설정될 수 있다. (Upon receiving a MIMO BF Poll frame for which a remaining responder is the addressed recipient, the responder shall transmit a MIMO BF Feedback frame with the SU/MU field set to 1 to the initiator. In channel aggregation, the responder shall send a MIMO BF Feedback frame with the Aggregation Present field set to 1 to the initiator. The RA field of the MIMO BF Feedback frame shall be set to the BSSID of the initiator and the TA field shall be set to the MAC address of the responder.)
응답자에 의해 되돌려 받은 각 MIMO BF 피드백 폴 프레임 및 MIMO BF 피드백 프레임은 SIFS 만큼 구별된다 (Each MIMO BF Feedback Poll frame and MIMO BF Feedback frame sent back by the responder shall be separated by SIFS). 각 MIMO BF 피드백 폴 프레임은 MU-MIMO BF 트레이닝을 식별하는 dialog token을 나른다 (Each MIMO BF Feedback Poll frame carries the dialog token that identifies the MU-MIMO BF training). 상기 MIMO BF 피드백 프레임은 수신된 개시자의 전송 DMG 안테나들/섹터들의 리스트를, 각각 대응하는 응답자의 수신 DMG 안테나/섹터 및 관련된 지시된 품질과 함께 나른다 (The MIMO BF Feedback frame carries the list of received initiator's transmit DMG antennas/sectors, each with its corresponding responder's receive DMG antenna/sector and the associated quality indicated).
개시자는 마지막 남은 응답자로부터 MIMO BF 피드백 프레임을 수신한 시점으로부터 MBIFS 이후 MU-MIMO BF 선택 부단계를 개시할 수 있다. 상기 MU-MIMO 선택 부단계에서, 상기 개시자는 MU 그룹 내 각 응답자에게 'MU-MIMO Transmission Configuration Type'이 1로 설정된 하나 이상의 MIMO BF 선택 프레임을 전송할 수 있다. 상기 개시자는 상기 MU 그룹 내 모든 응답자에게 도달할 수 있는 최소 개수의 MIMO 선택 프레임을 전송할 수 있다. 상기 MIMO BF 선택 프레임은 DMG 제어 모드를 이용하여 전송될 수 있다. (The initiator shall initiate the MU-MIMO BF selection subphase an MBIFS following reception of the MIMO BF Feedback frame from the last remaining responder. In the MU-MIMO BF selection subphase, the initiator shall transmit one or more MIMO BF Selection frames with the MU-MIMO Transmission Configuration Type set to 1 to each responder in the MU group. The initiator should transmit the minimum number of MIMO BF Selection frames to reach all responders in the MU group. The MIMO BF Selection frames should be sent using the DMG control mode.)
MU-MIMO BF 선택 부단계에서, 개시자는 MU-MIMO BF 트레이닝, MU 전송 설정들의 하나 이상의 세트들 및 각 MU 전송 설정을 위한 의도된 수신 STA들을 을 식별하는 dialog token을 포함한 MU 그룹 내 각 응답자에게 MIMO BF 선택 프레임을 전송한다 (In the MU-MIMO BF selection subphase, the initiator shall transmit a MIMO BF Selection frame to each responder in the MU group containing the dialog token identifying the MU-MIMO BF training, one or multiple sets of the MU transmission configurations, and the intended recipient STAs for each MU transmission configuration).
상기 MIMO BF 선택 프레임에 포함된 MU 그룹 내 선택된 응답자들의 마지막 세트는 의도된 응답자들의 최초 세트와 동일할 필요는 없다 (The final set of selected responders in the MU group contained in the MIMO BF Selection frame does not have to be the same as the initial set of intended responders). 개시자는 최소 개수의 MIMO BF 선택 프레임을 선택된 응답자들에게 전송한다 (The initiator should transmit the minimum number of MIMO BF Selection frames to selected responders).
도 16은 본 발명에 적용 가능한 상향링크 MIMO 단계를 간단히 나타낸 도면이다.
상향링크 MIMO 단계는 MU-MIMO BF 트레이닝 구간의 길이를 축소시킬 수 있다.
개시자는 하기의 조건을 만족할 경우, 상향링크 MIMO 단계 절차를 개시할 수 있다.
- 개시자 및 의도하는 수신자의 EDMG Capabilities element 내 'UL MU-MIMO Supported' 필드가 1과 같고,
- 개시자의 DMG Capabilities element 내 'Antenna Patten Reciprocity' 필드가 1인 경우
도 16에 도시된 바와 같이, 상향링크 MIMO 단계는 하기의 3 부단계로 구성될 수 있다: MU-MIMO BF 설정 부단계 (MU-MIMO BF setup subphase), MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 (MU-MIMO BF training subphase), 및 MU-MIMO 선택 부단계 (MU-MIMO selection subphase). 각 부단계는 MBIFPS에 의해 구분된다.
여기서, MU-MIMO BF 트레이닝 부단계는 조건에 따라 상기 MIMO 단계에 존재하지 않을 수 있다.
상기 MU-MIMO BF 설정 부단계에서, 개시자는 'SU/MU' 필드가 0으로 설정되고 'DL/UL MU-MIMO Phase' 필드가 0으로 설정된 하나 이상의 MIMO BF 설정 프레임을 MU 그룹 내 각 응답자에게 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 상기 개시자는 'Aggregation Requested' 필드가 1로 설정된 하나 이상의 MIMO BF 설정 프레임을 MU 그룹 내 각 응답자에게 전송할 수 있다. 상기 개시자는 상기 MU 그룹 내 모든 응답자에게 도달할 수 있는 최소 개수의 MIMO BF 설정 프레임을 전송할 수 있다. (In the MU-MIMO BF setup subphase, the initiator shall transmit one or more MIMO BF Setup frame with the SU/MU field set to 0 and the DL/UL MU-MIMO Phase field set to 0 to each responder in the MU group. In channel aggregation, the initiator shall send one or more MIMO BF Setup frame with the Aggregation Requested field set to 1 to each responder in the MU group. The initiator should transmit the minimum number of MIMO BF Setup frames to reach all responders in the MU group.)
상기 MIMO BF 설정 프레임은 DMG 제어 모드 또는 DMG 제어 변조 클래스와 함께 전송되는 비-EDMG 복제 PPDU를 이용해 전송될 수 있다. (The MIMO BF Setup frames should be sent using the DMG control mode or using a non-EDMG duplicate PPDU transmitted with the DMG control modulation class.)
개시자는 상기 MIMO BF 설정 프레임의 전송 시점으로부터 MBIFS 이후 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계를 개시할 수 있다. 상기 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계에서, 상기 개시자는 'Poll Type' 필드가 1로 설정된 MIMO BF 폴 프레임을 MU 그룹 내 남은 응답자 각각에게 전송할 수 있다. 각 MIMO BF 프레임은 DMG 제어 모드 또는 DMG 제어 변조 클래스와 함께 전송되는 비-EDMG 복제 PPDU를 이용해 전송될 수 있다. (The initiator shall initiate an MU-MIMO BF training subphase a MBIFS following the transmission of the MIMO BF Setup frame. In the MU-MIMO BF training subphase, the initiator shall transmit a MIMO BF Poll frame with the Poll Type field set to 1 to each remaining responder in the MU group. Each MIMO BF Poll frame should be sent using the DMG control mode or using a non-EDMG duplicate PPDU transmitted with the DMG control modulation class.)
나머지 응답자가 수신자로 하는 MIMO BF 폴 프레임을 수신한 경우, TXVECTOR 파라미터 EDMG_TRN_LEN이 0 보다 크게 설정되고 파라미터 RX_TRN_PER_TX_TRN, EDMG_TRN_M 및 EDMG_TRN_P가 L-TX-RX 필드의 값으로 설정되고 대응하는 MIMO BF 폴 프레임에서 Requested EDMG TRN-Unit M 필드 및 Requested EDMG TRN-Unit P 필드가 각각 수신되는 경우, 상기 응답자는 응답자는 개시자에게 하나 이상의 EDMG BRP-RX/TX 패킷을 전송할 수 있다. 특히, 채널 결합의 경우, 각 EDMG BRP-RX/TX 패킷은 비-EDMG 복제 포맷을 이용하여 전송될 수 있다. (Upon receiving a MIMO BF Poll frame for which a remaining responder is the addressed recipient, the responder shall transmit one or more EDMG BRP-RX/TX packet to the initiator, where the TXVECTOR parameter EDMG_TRN_LEN is set to a value larger than zero, and the parameters RX_TRN_PER_TX_TRN, EDMG_TRN_M and EDMG_TRN_P are set to the values of the L-TX-RX field, the Requested EDMG TRN-Unit M field and the Requested EDMG TRN-Unit P field in the corresponding MIMO BF Poll frame received from the initiator, respectively. In channel aggregation, each EDMG BRP-RX/TX packets shall be transmitted using the non-EDMG duplicate format.)
추가적으로, 응답자는 TRN 서브필드를 이용하여 동시에 다중 TX DMG 안테나를 트레이닝 하기 위해 각 EDMG BRP-RX/X 패킷을 전송함으로써 트레이닝 시간을 줄일 수 있다. 각 EMDG BRP-RX/TX 패킷의 'TX Antenna Mask' 필드는 EDMG BRP-RX/TX 패킷을 전송하기 위해 응답자에 의해 사용되는 TX DMG 안테나를 지시할 수 있다. 각 EDMG BRP-RX/TX 패킷의 'BRP CDOWN' 필드는 상기 응답자에 의해 전송될 나머지 EDMG BRP RX/TX 패밋의 개수를 지시할 수 있다. (Additionally, the responder may transmit each EDMG BRP-RX/TX packet to train multiple TX DMG antennas simultaneously using TRN subfields to reduce the training time. The TX Antenna Mask field of each EDMG BRP-RX/TX packet shall indicate the TX DMG antenna(s) which is being used by the responder to transmit the EDMG BRP-RX/TX packet. The BRP CDOWN field of each EDMG BRP-RX/TX packet shall indicate the number of remaining EDMG BRP RX/TX packets to be transmitted by the responder.)
이하, 앞서 상술한 SU/MU MIMO를 위한 빔포밍 절차에 적용 가능한 MIMO 단계를 정리하면 다음과 같다.
도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 개시자는 SU/MU MIMO BF의 설정을 위해 MIMO BF 설정 프레임을 응답자에게 전송한다. 앞서 상술한 바와 같이, 개시자는 상기 MIMO BF 설정 프레임의 'SU/MU' 필드 값을 이용하여 SU-MIMO 를 위한 BF 설정 또는 MU-MIMO를 위한 BF 설정을 응답자에게 요청할 수 있다. 특히, 개시자는 상기 MIMO BF 설정 프레임의 'MIMO FBCK-REQ' 필드를 통해 'Link Type'에 의해 특정되는 링크를 위한 채널 측정 피드백을 응답자에게 요청할 수 있다. 이때, 상기 MIMO BF 설정 프레임은 TRN 필드 없이 전송될 수 있다.
3. 본 발명이 적용 가능한 실시예
이하에서는, 앞서 상술한 하향링크 MIMO 빔포밍 과정 내 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 PCP/AP가 동시에 여러 STA들의 빔포밍을 지원하는 구체적인 방법 및 이에 대응하여 상기 STA들이 빔포밍을 수행하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저, MIMO 빔포밍 과정에 참여하는 STA들은 앞서 관계 형성 (association) 단계에서 EDMG Group Set Element에 포함되어 있는 STA들에 대응한다. 이때, EDMG Group Set Element는 복수 개의 그룹을 포함하고, 각 그룹은 복수 개의 STA들에 대한 AID (Association Identifier)를 포함할 수 있다.
상기 MIMO 빔포밍 과정에 참여하는 STA들은 DMG 비콘 또는 방송(Announce) 프레임에서 전송되는 EDMG Group ID Set element에 의해 결정될 수 있다. 이에, 상기 EDMG Group ID Set element는PCP/AP 로 하여금 DL MU-MIMO 전송을 수행하기 위한 MU 가능한 EDMG STA들의 그룹을 정의하도록 한다 (The EDMG Group ID Set element allows an AP or PCP to define groups of MU capable EDMG STAs to perform DL MU-MIMO transmissions).
본 발명에 따른 EDMG Group ID Set element는 하기와 같은 포맷으로 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000001
이때, 각 EDMG Group 필드는 하기와 같은 포맷으로 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000002
또는, 각 EDMG Group 필드는 하기와 같은 포맷으로 구성될 수도 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000003
그리고, 앞서 상술한 바와 같이, 개시자는 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 MU-MIMO BF에 참여하는 다수의 응답자들에 대해 동시에 빔포밍 훈련을 지원할 수 있다. 이를 위해, BRP 프레임이 사용될 수 있고, 빔포밍 트레이닝은 TRP 필드를 통해 수행될 수 있다.
다만, 종래에는 개시자가 모든 단말이 아닌 특정 STA들만에 대해서만 동시에 빔포밍을 수행(또는 지원)하는 구체적인 방법을 전혀 개시하고 있지 않다. 여기서, 특정 STA들이라 함은 특정 EDMG Group ID에 포함된 STA들을 의미할 수 있다.
이에, 본 발명에서는 종래와 달리 개시자가 특정 STA들에 대해서만 동시에 빔포밍을 수행(또는 지원)하기 위한 구체적인 신호 송수신 방법 및 이에 기초한 빔포밍 수행/지원 방법에 대해 상세히 설명한다.
3.1. 제1 방법
MIMO BF 트레이닝 부단계에서 개시자는 EDMG Group ID에 속한 STA들의 AID 및/또는 EDMG Group ID에 대한 정보를 포함하는 BRP 프레임을 전송할 수 있다.
이때, 상기 BRP 프레임은 하기와 같은 EDMG BRP Request element 포맷을 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000004
본 발명에 따르면, 상기와 같은 EDMG BRP Request element 포맷을 구성하는 비트 크기를 보다 크게 하여 다음과 같은 필드를 추가할 수 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000005
따라서, 상기 BRP 프레임을 수신한 STA들은 상기 BRP 프레임 내 EDMG Group ID와 AID를 디코딩하여 자신의 AID 정보가 포함되는지 여부를 판단하고, 포함되는 경우 해당 MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 빔포밍 트레이닝을 수행할 수 있다.
이와 달리, 새로운 EDMG BRP 전용 프레임이 새로이 정의될 수도 있다. 이때, 상기 새로운 EDMG BRP 전용 프레임이 앞서 언급한 EDMG Group ID 및 AID N 필드들을 포함함으로써, 응답자에게 MIMO BF 트레이닝에 참여하는 STA들에 대한 식별 정보를 EDMG Group ID와 AID를 통해 알려줄 수 있다.
3.2. 제2 방법
개시자는 MU용 PPDU 내 EDMG Header-A 필드를 통해서 MIMO BF 트레이닝에 참여하는 STA들의 AID를 알려줄 수 있다.
도 17은 본 발명에 적용 가능한 MU 용 PPDU 내 EDMG Header-A 필드에 포함되는 필드들을 나타낸 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, MU용 PPDU 내 EDMG Header-A 필드는 최대 8 개의 STA에 대한 SS (Spatial Stream) 할당을 나타내는 SS 서술자 세트 (SS Descriptor Set)를 포함한다. 이에, 개시자는 EDMG Header-A의 SS Descriptor Set을 통하여 해당 구간에 MIMO BF 트레이닝에 참여하는 STA들의 AID를 알려줄 수 있다.
이때, 각 SS Descriptor Set 필드는 다음과 같이 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000006
이 경우, 각 SS Descriptor Set 필드 내 Number of SS 필드의 값은 0으로 설정될 수 있다.
또한, 상기와 같은 EDMG Header-A 필드를 포함하는 PPDU가 MU용 PPDU이지만 개시자는 상기 MU용 PPDU를 단일 스트림 (single stream)을 사용하여 전송하고 상기 PPDU 내 EDMG Header-B에서 알려주는 MCS (Modulation and Coding Scheme)와 길이 (length) 값은 모두 동일하게 설정할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해, 개시자는 특정 STA들을 위한 동일한 정보의 BRP 프레임을 특정 STA들에게만 전달할 수 있다.
따라서, 수신된 MU용 PPDU 가 단일 스트림을 사용하여 전송되고 상기 PPDU 내 EDMG Header-B 필드에서 모두 동일한 MCS 및 길이 값을 나타내는 경우, 해당 BRP 프레임을 수신한 응답자는 상기 PPDU 내 EDMG Header-A 필드에 포함된 SS Descriptor Set 필드가 자신의 AID를 지시하는지를 검출함으로써 해당 구간 내 MIMO BF 트레이닝 참여 여부를 판단할 수 있다.
3.3. 제3 방법
개시자는 MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 BRP 프레임 (또는 상기 BRP 프레임을 포함하는 PPDU)의 TA와 RA 값을 개시자의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정하여 전송할 수 있다.
보다 구체적으로, 앞서 상술한 바와 같이 MU-MIMO BF 트레이닝의 수행 이전에 MU-MIMO BF 설정 부단계가 존재한다.
이에, MU-MIMO BF 설정 부단계에서 개시자가 MU-MIMO BF 트레이닝에 참여하는 특정 STA들의 AID 및 Group ID를 알려주고 빔포밍 전체 구간에 대한 TXOP (Transmission Opportunity)를 확보할 수 있을 수 있다.
이 경우, MU-MIMO BF 트레이닝 부단계에서 개시자는 TA값과 RA값을 개시자의 MAC 주소 값으로 설정한 BRP PPDU를 전송할 수 있다.
이에 대응하여, MU-MIMO BF 설정 부단계에서 (MU-MIMO BF 트레이닝에 참여하기로) 결정된 STA들은 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 TA값과 RA값이 개시자의 MAC 주소 값으로 설정된 BRP PPDU를 수신하게 되면 빔포밍 훈련을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, MU-MIMO BF 설정 부단계에서 (MU-MIMO BF 트레이닝에 참여하기로) 결정된 STA들은 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 TA값과 RA값이 개시자의 MAC 주소 값으로 설정된 BRP PPDU를 수신하게 되면 상기 BRP PPDU가 MU-MIMO BF 트레이닝을 위한 BRP PPDU라고 가정할 수 있다. 이에, 상기 STA들은 상기 BRP PPDU를 이용하여 MIMO BF 트레이닝을 수행할 수 있다.
3.4. 제4 방법
개시자는 MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 전송되는 BRP 프레임이 MU BF를 위한 BRP 프레임이라는 것을 시그널링할 수 있고, 응답자들은 상기 시그널링을 통해 전송된 BRP 프레임이 MIMO BF 트레이닝을 위한 BRP 프레임인지 여부를 판단하고 상기 BRP 프레임을 이용하여 MIMO BF트레이닝을 수행할 수 있다.
앞서 상술한 바와 같이, MU-MIMO BF 트레이닝의 수행 이전에 MU-MIMO BF 설정 부단계가 존재한다.
이에, MU-MIMO BF 설정 부단계에서 개시자가 MU-MIMO BF 트레이닝에 참여하는 특정 STA들의 AID 및 Group ID를 알려주고 빔포밍 전체 구간에 대한 TXOP (Transmission Opportunity)를 확보할 수 있을 수 있다.
이 경우 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 동안 개시자가 BRP PPDU를 전송할 때, 상기 개시자는 BRP 프레임 내 유보 비트들 중 1 비트 크기를 사용한 MU-MIMO BF 필드를 통해 해당 BRP 프레임이 MIMO BF 트레이닝을 위한 BRP 프레임인지 여부를 시그널링할 수 있다.
Figure PCTKR2018008265-appb-img-000007
일 예로, 상기 BRP 프레임 내 MU-MIMO BF 필드 값이 1로 설정되면 해당 BRP 프레임이 MU-MIMO BF 트레이닝을 위한 BRP 프레임임을 지시할 수 있고, 0으로 설정되면 일반적인 BRP 프레임임을 지시할 수 있다.
이에 대응하여, MU-MIMO BF 설정 부단계를 통해 (MU-MIMO BF 트레이닝에 참여하기로) 결정된 STA들은 MU-MIMO BF 트레이닝 부단계 구간에서 MU-MIMO BF 필드의 값이 1로 설정된 BRP PPDU를 수신하게 되면 상기 BRP PPDU를 이용하여 빔포밍 트레이닝을 수행할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따라 개시자 및 응답자 간 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 18에 있어, 개시자는 복수의 응답자들과 대응하는 신호를 송수신할 수 있다. 다만, 설명의 편의상, 도 18에서는 상기 개시자가 상기 복수의 응답자들 중 하나의 응답자와 대응하는 신호를 송수신하는 구체적인 방법을 도시한다.
개시자는 MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 하나 이상의 응답자들에게 전송한다 (S1810).
여기서, 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 상기 스테이션 식별 정보는, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 그룹 ID (identifier) 정보 및 상기 그룹 ID 정보가 지시하는 그룹 내 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 식별 정보를 포함할 수 있다.
이어, 개시자는 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임 (또는 BRP 패킷)을 하나 이상의 응답자들에게 전송한다 (S1820).
이때, 상기 BRP 프레임 (또는 BRP 패킷)에 포함된 TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드는 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자(initiator)의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정되어 전송될 수 있다.
상기와 같은 BRP 프레임 (또는 BRP 패킷)을 통해, 개시자는 앞서 MIMO 설정 프레임을 통해 지시된 응답자들만이 상기 BRP 프레임(또는 BRP 패킷)을 이용한 MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행하도록 유도할 수 있다. 또한, 상기와 같은 BRP 프레임(또는 BRP 패킷)을 수신한 STA은 앞서 전송된 MIMO 설정 프레임이 상기 STA의 식별 정보를 포함하고 있는지 여부를 판단하여 상기 BRP 프레임 (또는 BRP 패킷)을 이용하여 MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 스테이션 식별 정보가 상기 STA에 대응하고 상기 BRP 프레임의 TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자(initiator)의 MAC (Medium Access Control) 주소와 같은 경우, 응답자는 상기 BRP 프레임을 이용하여 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행한다 (S1830).
이를 위해, 상기 BRP 프레임은 TRN 부필드를 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 개시자는 MU-MIMO 빔포밍 피드백 부단계에서, 하나 이상의 응답자들에게 MU-MIMO 빔포밍 피드백을 요청하는 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임을 전송할 수 있다 (S1840). 이어, 상기 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임에 응답하여, 상기 개시자는 하나 이상의 응답자들로부터 앞서 수행된 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 대한 MU-MIMO 빔포밍 피드백을 수신할 수 있다 (S1850).
4. 장치 구성
도 19는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 19의 무선 장치(100)은 상술한 설명에서 설명한 개시자(initiator), 그리고 무선 장치(150)은 상술한 설명에서 설명한 응답자 (responder)에 대응할 수 있다.
이때, 상기 개시자는 11ay 시스템을 지원하는 11ay 단말 또는 PCP/AP에 대응될 수 있고, 상기 응답자는 11ay 시스템을 지원하는 11ay 단말 또는 PCP/AP 에 대응할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 빔포밍 절차 상 개시자는 송신 장치 (100)라 명명하고, 빔포밍 절차 상 응답자는 수신 장치 (150)라 명명한다.
송신 장치 (100)는 프로세서(110), 메모리(120), 송수신부(130)를 포함할 수 있고, 수신 장치 (150)는 프로세서(160), 메모리(170) 및 송수신부(180)를 포함할 수 있다. 송수신부(130, 180)은 무선 신호를 송신/수신하고, IEEE 802.11/3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서(110, 160)은 물리 계층 및/또는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부(130, 180)와 연결되어 있다.
프로세서(110, 160) 및/또는 송수신부(130, 180)는 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(120, 170)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(120, 170)에 저장될 수 있고, 프로세서(110, 160)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리(120, 170)는 상기 프로세스(110, 160)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스(110, 160)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 (10)

  1. 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 수행하는 방법에 있어서,
    MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 수신;
    MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 수신; 및
    상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 스테이션 식별 정보가 상기 STA에 대응하고 상기 BRP 프레임의 TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자(initiator)의 MAC (Medium Access Control) 주소와 같은 경우, 상기 BRP 프레임을 이용하여 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행;하는 것을 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이션 식별 정보는,
    상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 그룹 ID (identifier) 정보 및 상기 그룹 ID 정보가 지시하는 그룹 내 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 식별 정보를 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 BRP 프레임은 TRN (Training) 부필드를 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법은,
    MU-MIMO 빔포밍 피드백 부단계에서, MU-MIMO 빔포밍 피드백을 요청하는 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임을 수신; 및
    상기 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임에 응답하여, 상기 수행된 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 대한 MU-MIMO 빔포밍 피드백을 전송;하는 것을 더 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 수행 방법.
  5. 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 지원하는 방법에 있어서,
    MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송; 및
    MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 STA의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정된 BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 전송;하는 것을 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 스테이션 식별 정보는,
    상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 그룹 ID (identifier) 정보 및 상기 그룹 ID 정보가 지시하는 그룹 내 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션들의 식별 정보를 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 BRP 프레임은 TRN (Training) 부필드를 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법은,
    MU-MIMO 빔포밍 피드백 부단계에서, MU-MIMO 빔포밍 피드백을 요청하는 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임을 전송; 및
    상기 MIMO 빔포밍 피드백 폴 프레임에 응답하여, 하나 이상의 응답자(responder)로부터 앞서 수행된 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 대한 MU-MIMO 빔포밍 피드백을 수신;하는 것을 더 포함하는, MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 지원 방법.
  9. 무선랜(WLAN) 시스템에서 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 수행하는 스테이션 장치에 있어서,
    하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 다른 스테이션 장치와 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되어, 상기 다른 스테이션 장치와 송수신한 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 수신;
    MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 수신; 및
    상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임에 포함된 스테이션 식별 정보가 상기 STA에 대응하고 상기 BRP 프레임의 TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송한 개시자(initiator)의 MAC (Medium Access Control) 주소와 같은 경우, 상기 BRP 프레임을 이용하여 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝을 수행;하도록 구성되는, 스테이션 장치.
  10. 무선랜(WLAN) 시스템에서 MU-MIMO (Multi User - Multiple Input Multiple Output) 빔포밍 트레이닝을 지원하는 스테이션 장치에 있어서,
    하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 하나 이상의 다른 스테이션 장치들과 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되어, 상기 하나 이상의 다른 스테이션 장치들과 송수신한 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    MU-MIMO 빔포밍 설정 부단계 (MIMO Beamforming setup subphase) 에서, 상기 MU-MIMO 빔포밍 트레이닝에 참여하는 스테이션 식별 정보를 포함한 MIMO 빔포밍 설정 프레임을 전송; 및
    MU-MIMO 빔포밍 트레이닝 부단계 (MIMO beamforming training subphase)에서, TA (Transmitter Address) 필드 및 RA (Receiver Address) 필드가 상기 STA의 MAC (Medium Access Control) 주소로 설정된 BRP (Beam Refinement Protocol) 프레임을 전송;하도록 구성되는, 스테이션 장치.
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