KR101099345B1

KR101099345B1 - 무선랜 시스템에서 채널 사운딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101099345B1
Application number: KR1020110072845A
Authority: KR
Inventors: 이대원; 손일수; 석용호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2011-12-26
Also published as: US8942214B2; US9780937B2; CA2796859C; JP5493052B2; EP2592765A3; WO2012074251A1; US8971303B2; CN102870342B; EP2569873A4; TWI444060B; EP2569873A1; EP2569873B1; US20120140753A1; US20160173259A1; JP2013527647A; ES2826776T3; EP3444968B1; JP5791086B2; US20120218981A1; EP2592765A2

Abstract

무선랜 시스템에서 채널 사운딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 NDPA(Null Data Packet Announcement) 프레임을 수신기로 전송하고, NDP(Null Data Packet)을 상기 수신기에게 전송하고, 및, 채널 피드백 보고를 포함하는 피드백 프레임을 상기 수신기로부터 수신하는 것을 포함한다. 상기 채널 피드백 보고는 복수의 피드백 조각으로 나뉘어지고, 상기 피드백 프레임은 복수의 조각 프레임을 포함하고, 각 조각 프레임은 각 피드백 조각, 해당되는 피드백 조각이 첫번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브필드(first segment subfield) 및 나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브필드(remaining subfield)를 포함한다.

Description

무선랜 시스템에서 채널 사운딩 방법 및 장치{METHOD FOR CHANNEL SOUNDING IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 무선랜 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 스테이션(Station; STA)간 채널 사운딩 절차 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.

WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율(Very High Throughput, VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전으로서, MAC 서비스 접속 포인트(Service Access Point, SAP)에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다.

차세대 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 비 AP STA들이 동시에 채널에 접근하는 MU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면, AP가 MIMO 페어링된 하나 이상의 STA에게 동시에 프레임을 전송할 수 있다.

AP와 MU-MIMO 페어링된 복수의 STA은 각기 다른 capability를 가지게 될 수 있다. 이 때, STA의 종류, 사용 목적, 채널 환경 등에 따라 지원 받을 수 있는 대역폭, MCS(Modulation Coding Scheme), FEC(Forward Error Correction) 등이 다를 수 있다.

무선랜 시스템에서 AP 및/또는 STA은 수신 대상 AP 및/또는 STA에게 프레임을 전송함에 있어서 사용할 채널에 대한 정보를 획득할 수 있다. 이는 채널 사운딩 절차를 통해 수행될 수 있다. 즉 전송자는 수신자에게 프레임 송수신을 위해 사용할 채널 정보를 요청하고, 수신자는 채널을 추정하고 이에 대한 채널 정보를 전송자에게 피드백 하는 과정이 데이터 프레임 송수신 이전에 수반될 수 있다. 한편 차세대 무선랜 시스템은 보다 넓은 채널 대역폭과 MU-MIMO 전송 기법이 도입되므로 전송 대상 AP 및/또는 STA으로부터 수신 받는 채널 정보의 양이 더욱 많아질 수 있다. 보다 많은 피드백 정보를 전송하기 위해 전송 대상 AP 및/또는 STA은 보다 오랜 시간 동안 채널에 접근해야 한다. 이 기간 동안 송수신 되는 피드백 정보의 일부에 간섭이 발생하는 경우 전체 피드백 정보를 파기하고 새로운 피드백 정보를 필요로 하게 된다. 이는 자원 사용의 효율성 측면과 채널 사운딩 절차의 신뢰성이 저하를 야기할 수 있다. 따라서, 차세대 무선랜 시스템에서 위와 같은 문제를 해결할 수 있는 채널 사운딩 방법이 요구된다.

KR

1020080026807

A

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 MU-MIMO(Multi User － Multiple Input Multiple Output) 전송 기법을 지원하는 차세대 무선랜 시스템에서 스테이션(Station; STA)에 의한 사운딩 방법을 제공하는 것이다.

일 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서 채널 사운딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 NDPA(Null Data Packet Announcement) 프레임을 수신기로 전송하고, NDP(Null Data Packet)을 상기 수신기에게 전송하고, 및, 채널 피드백 보고를 포함하는 피드백 프레임을 상기 수신기로부터 수신하는 것을 포함한다. 상기 채널 피드백 보고는 복수의 피드백 조각으로 나뉘어지고, 상기 피드백 프레임은 복수의 조각 프레임을 포함하고, 각 조각 프레임은 각 피드백 조각, 해당되는 피드백 조각이 첫번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브필드(first segment subfield) 및 나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브필드(remaining subfield)를 포함한다.

상기 방법은 상기 최초 조각 서브 필드 및 상기 나머지 조각 서브 필드를 기반으로 적어도 하나의 피드백 조각이 누락되었는지 여부를 판단하는 단계 및 누락된 조각이 검출되면, 상기 수신기에게 상기 누락된(missed) 피드백 조각에 대한 재전송 요청 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 피드백 조각은 마지막 피드백 조각을 제외하고 모두 동일한 크기를 가질 수 있다.

상기 피드백 프레임은 물리 계층(physical)에서 관리되는 데이터 유닛에 의해 전송되는 A-MPDU(aggregate MAC protocol data unit) 이고, 상기 조각 프레임은 무선랜 시스템의 MAC 개체(medium access control entity)가 서로 교환하는 MPDU(MAC protocol data unit)일 수 있다.

상기 채널 피드백 보고의 크기의 특정 값 이상이면 상기 채널 피드백 보고는 복수의 피드백 조각으로 나뉘질 수 있다.

상기 채널 피드백 보고는 상기 전송기가 스티어링 행렬(steering matrix)을 결정하기 위해 사용되는 피드백 정보를 포함할 수 있다.

상기 채널 피드백 보고는 각 공간 스트림에 대한 SNR(Signal to ratio) 에 관한 피드백 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 재전송 요청 정보는 상기 누락된 피드백 조각의 인덱스에 해당하는 비트 값이 1로 설정된 비트맵 시퀀스(bitmap sequence)일 수 있다.

상기 방법은 상기 누락된 피드백 조각을 상기 수신기로부터 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서 채널 사운딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 전송기가 채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 전송하는 NDPA 프레임을 수신하되, 상기 NDPA 프레임은 상기 수신기의 식별자를 포함하고, 채널 피드백 보고를 포함하는 피드백 프레임을 생성하고 및 상기 피드백 프레임을 상기 전송기에게 전송하는 것을 포함한다. 상기 피드백 프레임을 생성하는 것은, 상기 채널 피드백 보고를 복수의 피드백 조각으로 나누고, 각 피드백 조각, 해당되는 피드백 조각이 첫 번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브 필드 및 나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브 필드를 포함하는 각 조각 피드백 프레임을 상기 피드백 프레임에 포함시켜 생성하는 것을 포함한다.

다른 일 양태에 있어서, 무선 장치가 제공된다. 상기 무선 장치는 프레임을 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver) 및 상기 트랜시버와 기능적으로 결합하여 동작하는 프로세서(processor)를 포함한다. 상기 프로세서는 채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 NDPA프레임을 수신기로 전송하고, NDP을 상기 수신기에게 전송하고 및 채널 피드백 보고를 포함하는 피드백 프레임을 상기 수신기로부터 수신하도록 설정된다. 상기 채널 피드백 보고는 복수의 피드백 조각으로 나뉘어지고, 상기 피드백 프레임은 복수의 조각 프레임을 포함하고, 각 조각 프레임은 각 피드백 조각, 해당되는 피드백 조각이 첫번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브필드 및 나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브필드를 포함한다.

본 발명에 따른 채널 사운딩 절차에 따르면, 광대역의 채널 대역폭, MU-MIMO 전송 기법지원으로 인해 증가된 채널 정보를 나누어 전송하게 된다. 이는 피드백 되는 전체 채널 정보 중 일부가 손실되어도 나머지 부분은 정상적인 채널 정보로써 활용될 수 있도록 하고 프레임 전송의 신뢰도를 높일 수 있다.

또한, 피드백 되는 전체 채널 정보 중 일부가 손실된 경우, 해당 채널 정보에 대하여 재전송을 요청하고 이에 대응하여 재전송해줄 수 있다. 이는 채널 사운딩 절차를 위해 불필요하게 채널에 접근해있는 시간을 줄일 수 있게 해줌으로 채널 사운딩 방법의 효율성이 상승되며 무선랜 전체의 처리율도 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PPDU 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 차세대 무선랜 시스템에서 NDP를 이용한 채널 사운딩 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 수신 신호의 일부에 오류가 발생하는 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 피드백 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 채널 사운딩 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브 피드백 프레임에 포함될 수 있는 피드백 제어 필드의 포맷을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 조각 피드백 프레임에 포함될 수 있는 채널 정보 필드 포맷을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 피드백되는 서브 캐리어 톤(subcarrier tone)의 개념적 위치를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 NDPA 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, WLAN 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다

인프라스트럭쳐(infrastructure) BSS는 하나 또는 그 이상의 비AP 스테이션(non-AP STA1, non-AP STA2, non-AP STA3, non-AP STA4, non-AP STA5), 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(Access Point) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다. 인프라스트럭쳐 BSS에서는 AP가 BSS의 비AP STA들을 관리한다.

반면, 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)는 애드-혹(Ad-Hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP을 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리기능을 수행하는 개체(Centralized Management Entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 비AP STA들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, DS에로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

STA은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비AP 스테이션(Non-AP Station)을 모두 포함한다.

비AP STA는 AP가 아닌 STA로, 비 AP STA은 이동 단말(mobile terminal), 무선 기기(wireless device), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장비(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 또는 단순히 user 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 비 AP STA을 STA으로 지칭하도록 한다.

AP는 해당 AP에게 결합된(Associated) STA을 위하여 무선 매체를 경유하여 DS에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. AP를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서 STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 STA들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. AP는 집중 제어기(central controller), 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.

도 1에 도시된 BSS를 포함하는 복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분산 시스템(Distribution System; DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set; ESS)라 한다. ESS에 포함되는 AP 및/또는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS에서 STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.

IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 접속 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능(Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데, 기본적으로 “listen before talk” 접속 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 접속 메커니즘 따르면, AP 및/또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서 무선 채널 또는 매체(medium)를 센싱(sensing)한다. 센싱 결과, 만일 매체가 휴지 상태(idle status)인 것으로 판단 되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태(occupied status)인 것으로 감지되면, 해당 AP 및/또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 접근을 위한 지연 기간을 설정하여 기다린다.

CSMA/CA 메커니즘은 AP 및/또는 STA이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센싱(physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱(virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 히든 노드 문제(hidden node problem) 등과 같이 매체 접근상 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC 은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector, NAV)를 이용한다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및/또는 STA이, 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및/또는 STA에게 지시하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및/또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당된다.

AP 및/또는 STA은 매체에 접근하고자 함을 알리기 위해 RTS(Request to Send) 프레임 및 CTS(Clear to Send) 프레임을 교환하는 절차를 수행할 수 있다. RTS 프레임 및 CTS 프레임은 실질적인 데이터 프레임 전송 및 수신 확인 응답 (acknowledgement)이 지원될 경우 수신 확인 프레임(acknowledgement frame, ACK frame)이 송수신 되는데 필요한 무선 매체가 접근 예약된 시간적인 구간을 지시하는 정보를 포함한다. 프레임을 전송하고자 하는 AP 및/또는 STA으로부터 전송된 RTS 프레임을 수신하거나, 프레임 전송 대상 STA으로부터 전송된 CTS 프레임을 수신한 다른 STA은 RTS/CTS 프레임에 포함되어 있는 정보가 지시하는 시간적인 구간 동안 매체에 접근하지 않도록 설정될 수 있다. 이는 시간 구간 동안 NAV가 설정됨을 통하여 구현될 수 있다.

기존 무선랜 시스템과 달리 차세대 무선랜 시스템에서는 보다 높은 처리율을 요구한다. 이를 VHT(Very High Throughput)라 하며 이를 위하여 차세대 무선랜 시스템에서는 80MHz, 연속적인 160MHz(contiguous 160MHz), 불 연속적인 160MHz(non-contiguous 160MHz) 대역폭 전송 및/또는 그 이상의 대역폭 전송을 지원하고자 한다. 또한, 보다 높은 처리율을 위하여 MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output) 전송 방법을 제공한다. 차세대 무선랜 시스템에서 AP는 MIMO 페어링된 적어도 하나 이상의 STA에게 동시에 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 도 1과 같은 무선랜 시스템에서 AP(10)는 자신과 결합(association)되어 있는 복수의 STA들(21, 22, 23, 24, 30) 중 적어도 하나 이상의 STA을 포함하는 STA 그룹에게 데이터를 동시에 전송할 수 있다. 이 때, 각각의 STA으로 전송 되는 데이터는 서로 다른 공간 스트림(spatial stream)을 통하여 전송될 수 있다. AP(10)가 전송하는 데이터 프레임은 무선랜 시스템의 물리 계층(Physical Layer; PHY)에서 생성되어 전송되는 PPDU(PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) Protocol Data Unit)라고 언급될 수 있다. 본 발명의 예시에서 AP(10)와 MU-MIMO 페어링 된 전송 대상 STA 그룹은 STA1(21), STA2(22), STA3(23) 및 STA4(24)라고 가정한다. 이 때 전송 대상 STA그룹의 특정 STA에게는 공간 스트림이 할당되지 않아 데이터가 전송되지 않을 수 있다. 한편, STAa(30)는 AP와 결합되어 있으나 전송 대상 STA 그룹에는 포함되지 않는 STA이라고 가정한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PPDU 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, PPDU(200)는 L-STF(210), L-LTF(220), L-SIG 필드(230), VHT-SIGA 필드(240), VHT-STF(250), VHT-LTF(260), VHT-SIGB 필드(270) 및 데이터 필드(280)를 포함할 수 있다.

PHY를 구성하는 PLCP 부계층(sub layer)은 MAC(Medium Access Control) 계층으로부터 전달 받은 PSDU(PHY Service Data Unit)에 필요한 정보를 더하여 데이터 필드(280)로 변환하고 L-STF(210), L-LTF(220), L-SIG 필드(230), VHT-SIGA 필드(240), VHT-STF(250), VHT-LTF(260), VHT-SIGB(270) 등의 필드를 더하여 PPDU(200)를 생성하고 PHY를 구성하는 PMD(Physical Medium Dependent) 부계층을 통해 하나 또는 그 이상의 STA에게 전송한다.

L-STF(210)는 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), AGC(Automatic Gain Control) 컨버전스(convergence), 거친(coarse) 주파수 획득 등에 사용된다.

L-LTF(220)는 L-SIG 필드(230) 및 VHT-SIGA 필드(240)의 복조를 위한 채널 추정에 사용한다.

L-SIG 필드(230)는L-STA이 PPDU를 수신하여 데이터를 획득하는데 사용된다.

VHT-SIGA 필드(240)는 AP와 MIMO 페어링된(paired) STA 들에게 필요한 공용 제어 정보와 관련된 필드로서, 수신된 PPDU(200)를 해석하기 위한 제어 정보를 포함하고 있다. VHT-SIGA 필드(240)는 MIMO 페어링된 복수의 STA 각각에 대한 공간 스트림에 대한 정보, 대역폭(bandwidth) 정보, STBC(Space Time Block Coding)를 사용하는지 여부와 관련된 식별 정보, 전송 대상 STA 그룹에 대한 식별 정보인 그룹 식별자(Group Identifier), 그룹 식별자가 지시하는 전송 대상 그룹 STA에 포함된 STA에 할당된 공간 스트림에 대한 정보 및 전송 대상 STA의 짧은 GI(Guard Interval) 관련 정보, 코딩 정보, MCS(modulation and coding scheme) 정보, 빔포밍 여부 지시 정보 및 CRC 관련 정보를 포함한다. 여기서, 그룹 식별자는 현재 사용된 MIMO 전송 방법이 MU-MIMO 인지 또는 SU-MIMO 인지 여부를 포함할 수 있다. VHT-SIGA 필드(240)는 2개의 OFDM 심볼을 통해서 전송될 수 있다. 이 때, 앞선 심볼과 관련된 필드는 VHT-SIGA1, 뒤따르는 심볼과 관련된 필드는 VHT-SIGA2 필드라고 지칭될 수 있다.

VHT-STF(250)는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.

VHT-LTF(260)는 STA이 MIMO 채널을 추정하는데 사용된다. 차세대 무선랜 시스템은 MU-MIMO를 지원하기 때문에 VHT-LTF(260)는 PPDU(200)가 전송되는 공간 스트림의 개수만큼 설정될 수 있다. 추가적으로, 풀 채널 사운딩(full channel sounding)이 지원되며 이가 수행될 경우 VHT LTF의 수는 더 많아질 수 있다.

VHT-SIGB 필드(270)는 MIMO 페어링된 복수의 STA이 PPDU(200)를 수신하여 데이터를 획득하는데 필요한 전용 제어 정보를 포함한다. 따라서 VHT-SIGB필드(270)에 포함된 공용 제어 정보가 현재 수신된 PPDU(200)가 MU-MIMO 전송 된 것이라 지시한 경우에만 STA은 VHT-SIGB 필드(270)를 디코딩(decoding)하도록 설계될 수 있다. 반대로, 공용 제어 정보가 현재 수신된 PPDU(200)는 단일 STA을 위한 것(SU-MIMO를 포함)임을 가리킬 경우 STA은 VHT-SIGB 필드(270)를 디코딩하지 않도록 설계될 수 있다.

VHT-SIGB 필드(270)는 각 STA들로 전송되는 데이터 필드에 포함된 PSDU의 길이 정보, MCS 정보 및 데이터 필드에 포함된 테일 관련 정보를 포함한다 또한, 인코딩(encoding) 및 레이트 매칭(rate-matching)에 대한 정보를 포함한다. VHT-SIGB 필드(270)의 크기는 MIMO 전송의 유형(MU-MIMO 또는 SU-MIMO) 및 PPDU 전송을 위해 사용하는 채널 대역폭에 따라 다를 수 있다.

데이터 필드(280)는 STA으로 전송이 의도되는 데이터를 포함한다. 데이터 필드(280)는 MAC 계층에서의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)가 전달된 PSDU(PLCP Service Data Unit)과 스크램블러를 초기화 하기 위한 서비스(service) 필드, 컨볼루션(convolution) 인코더를 영 상태(zero state)로 되돌리는데 필요한 비트 시퀀스를 포함하는 꼬리(tail) 필드 및 데이터 필드의 길이를 규격화 하기 위한 패딩 비트들을 포함한다.

도 1과 같이 주어진 무선랜 시스템에서 AP(10)가 STA1(21), STA2(22) 및 STA3(23)에게 데이터를 전송하고자 하는 경우, STA1(21), STA2(22), STA3(23) 및 STA4(24)를 포함하는 STA 그룹으로 PPDU를 전송할 수 있다. 이 경우 도 2와 같이 STA4(24)에게 할당된 공간 스트림은 없도록 할당할 수 있으며, STA1(21), STA2(22) 및 STA3(23) 각각에게 특정 개수의 공간 스트림을 할당하고 이에 따라 데이터를 전송할 수 있다. 도 2와 같은 예시에 있어서 STA1(21)에게는 1개의 공간 스트림, STA2(22)에게는 3개의 공간 스트림, STA3(23)에게는 2개의 공간 스트림이 할당되어 있음을 알 수 있다.

차세대 무선랜 시스템에서의 큰 특징 중 하나는 다중 안테나를 이용하여 여러 개의 공간 스트림을 복수의 STA으로 전송하는 MU-MIMO 전송 기법을 통하여 시스템 전체의 처리율(throughput)을 향상시킬 수 있다는 점이다. 복수개의 STA 이 존재하는 상황에서 데이터 전송을 하고자 AP는 전송 대상 STA 그룹으로 데이터를 전송하기 위하여 빔포밍 절차를 통하여 PPDU를 전송한다. 따라서, PPDU를 전송하고자 하는 AP 및/또는 STA은 전송 대상 STA 각각에 대한 채널 정보를 필요로 하므로 채널 정보 획득을 위하여 채널 사운딩 절차가 요구된다.

채널 사운딩 절차는 크게 두가지 방식이 지원된다. 하나는 데이터 필드가 포함된 일반적인 PPDU를 통한 방식이며, 남은 하나는 데이터 필드가 포함되지 않은 NDP(Null Data Packet)을 통한 방식이다. 이하에서 NDP는 사운딩 프레임(sounding frame)이라고 불리울 수 있다.

도 3은 차세대 무선랜 시스템에서 NDP를 이용한 채널 사운딩 방법을 나타내는 도면이다. 본 예시에서 AP는 3개의 전송 대상 STA으로 데이터로 전송하기 위하여 3개의 전송 대상 STA에 대하여 채널 사운딩을 수행한다. 다만 AP는 하나의 STA에 대하여 채널 사운딩을 수행할 수도 있다.

도 3을 참조하면, AP(310)는 STA1(321), STA2(322), STA3(323)에게 NDPA 프레임을 전송한다(S310). NDPA(NDP announcement) 프레임은 이어서 전송되는 NDP 에 대응하여 피드백 프레임을 전송할 STA을 식별하기 위한 정보를 알려주기 위함이다. AP(310)는 NDPA 프레임에 사운딩 대상 STA에 대한 정보를 포함하는 STA 정보 필드를 NDPA 프레임에 포함시켜 전송한다. STA 정보 필드는 사운딩 대상 STA마다 하나씩 포함될 수 있다. NDPA 프레임은 사운딩 알림 프레임(sounding announcement frame)이라 불리울 수 있다.

AP(310)는 도 3에 도시된 것과 같이, MU-MIMO 채널 사운딩을 위하여 적어도 하나 이상의 사운딩 대상 STA으로 NDPA 프레임을 전송하는 경우, NDPA 프레임을 브로드캐스팅 한다. 반면, SU-MIMO 채널 사운딩을 위하여 하나의 사운딩 대상 STA으로 NDPA 프레임을 전송하고자 하면, NDPA 프레임에 포함된 수신자 주소 정보를 해당 사운딩 대상 STA의 MAC 주소로 설정하여 유니캐스트(unicast)로 전송할 수 있다.

하기 표 1은 NDPA 프레임에 포함되는 STA 정보 필드 포맷의 일례를 나타낸다.

서브필드	설 명(description)
AID	사운딩 대상 스테이션의 AID를 포함
피드백 타입	사운딩 대상 스테이션에 대한 피드백 요청 타입 지시 SU-MIMO인 경우 ‘0’ MU-MIMO인 경우 ‘1’
Nc 인덱스	요청되는 피드백 차원을 지시 MU-MIMO인 경우 : Nc = 1 이면 ‘0’으로 설정 Nc = 2 이면 ‘1’로 설정 Nc = 3이면 ‘2’로 설정 Nc = 4 이면 ‘3’으로 설정 Nc = 5 이면 ‘4’로 설정 Nc = 6 이면 ‘5’로 설정 Nc = 7 이면 ‘6’으로 설정 Nc = 8 이면 ‘7’로 설정 SU-MIMO인 경우 예비 서브 필드(0으로 설정)

상기 표 1에 있어서, Nc는 NDP를 수신하고 이에 대한 응답으로 사운딩 대상 STA이 AP로 전송하는 피드백 정보 중 빔포밍 피드백 행렬(beamforming feedback matrices)의 열(column) 개수를 지시한다.

NDPA 프레임을 수신한 STA들은 STA 정보 필드에 포함된 AID 서브 필드 값을 확인하고, 자신이 사운딩 대상 STA인지 여부를 확인할 수 있다. 도 3과 같은 실시예에서 NDPA 프레임에는 STA1(321)의 AID를 포함하는 STA 정보 필드, STA2(322)의 AID를 포함하는 STA 정보 필드 및 STA3(323)의 AID를 포함하는 STA 정보 필드가 포함될 수 있다.

AP(310)는 NDPA 프레임 전송에 이어 NDP를 사운딩 대상 STA으로 전송한다(S320). NDP는 도 2와 같은 PPDU 포맷에서 데이터 필드가 생략된 포맷을 가질 수 있다. NDP 프레임은 AP(310)에 의하여 빔포밍 되고, 적어도 하나 이상의 공간 스트림을 통하여 사운딩 대상 STA으로 전송된다. 따라서, 사운딩 대상 STA들(321, 322, 323)은 NDP의 VHT-LTF 를 기반으로 채널을 추정할 수 있다.

NDP 전송시 NDP에 포함된 제어 정보로서, 데이터 필드에 포함된 PSDU 길이, 또는 상기 PSDU에 포함된 A-MPDU(Aggregate-MAC protocol data unit)의 길이를 지시하는 길이 정보는 0으로 설정되고, NDP의 전송 대상 STA의 수를 지시하는 정보는 1로 설정된다. NDP 전송을 위해 사용된 전송 기법이 MU-MIMO 인지 SU-MIMO 인지를 지시하고 전송 대상 STA 그룹을 지시하는 그룹 ID는 SU-MIMO 전송을 지시하는 값으로 설정된다. 전송 대상 STA에게 할당되는 공간 스트림 개수를 지시하는 정보는 MU-MIMO 또는 SU-MIMO를 통해 전송 대상 STA에게 전송되는 공간 스트림의 개수를 지시하도록 설정된다. NDP 전송을 위해 사용되는 채널 대역폭 정보는 NDPA 프레임 전송을 위해 사용된 대역폭 값으로 설정될 수 있다.

STA1(321)은 피드백 프레임을 AP(310)에게 전송한다(S331). 피드백 프레임 전송에 사용되는 채널 대역폭 정보는 NDPA 프레임 전송을 위해 사용된 채널 대역폭 보다 좁거나 같게 설정될 수 있다.

AP(310)는 STA1(321)로부터 피드백 프레임을 수신 한 후 피드백 폴 프레임(feedback poll frame)을 STA2(322)에게 전송한다(S341). 피드백 폴 프레임은 수신 STA으로 하여금 피드백 프레임 전송을 요청하기 위한 프레임이다. 피드백 폴 프레임은 피드팩 프레임 전송을 요청할 STA에게 유니캐스트 방식으로 전송된다. 피드백 폴 프레임을 수신한 STA2(322)는 AP(310)에게 피드백 프레임을 전송한다(S332). 이어 AP(310)는 STA3(323)에게 피드백 폴 프레임을 전송하고(S342), STA3(323)은 피드백 폴 프레임에 대응하여 피드백 프레임을 AP(310)에게 전송한다(S333).

무선랜 시스템에서 데이터를 전송하는 채널 대역폭은 다양할 수 있다. 다양한 대역폭에 대하여 채널을 추정하기 위하여 다양한 대역폭에 대한 채널 정보를 피드백할 수 있다. 차세대 무선랜 시스템에서는 20MHz, 40MHz, 80MHz, 연속적인 160MHz(contiguous 160Mhz) 및 불연속적인 160(80+80)MHz(noncontiguous 160Mhz) 대역폭을 지원한다. 따라서, 각 대역폭에 대한 채널 정보를 피드백 하므로 채널 피드백 정보가 많아질 수 있다.

본 발명에서 STA에 의해 수행되는 채널 추정에 따른 채널 정보는 STA이 AP로 전송하는 피드백 프레임에 포함되어 전송된다. 피드백 프레임은 채널 정보 필드 및 채널 정보 제어 필드를 포함한다. 하기 표 2 및 표 3은 채널 정보 제어 필드 및 채널 정보 필드의 포맷을 나타낸다.

서브 필드	설 명
Nc 인덱스	빔포밍 피드백 행렬의 열(column)의 수를 지시 Nc = 1 이면 0 Nc = 2 이면 1 … Nc = 8 이면 7
Nr 인덱스	빔포밍 피드백 행렬의 행(row)의 수를 지시 Nr = 1 이면 0 Nr = 2 이면 1 … Nr = 8 이면 7
채널 대역폭	추정된 채널의 대역폭 지시 20MHz 이면 0 40MHz 이면 1 80MHz 이면 2 160MHz 또는 80+80MHz 이면 3
그룹핑 (grouping, Ng)	그룹핑을 위한 캐리어(carrier)의 수 Ng=1 이면 0 Ng=2 이면 1 Ng=4 이면 2 (3은 예비로 설정)
코드북 (codebook) 정보	코드북 엔트리(entries)의 사이즈를 지시
MU-방식	SU-MIMO에 대한 빔포밍 피드백인지 MU-MIMO에 대한 빔포밍 피드백인지 여부를 지시
사운딩 시퀀스	피드백을 요청하는 NDPA에서부터 시퀀스 숫자

서브 필드	설 명
공간 스트림1의 SNR(signal to noise ratio)	제1 공간스트림에 대한 수신자에서 서브캐리어들상의 평균 SNR
…	…
공간 스트림 Nc의 SNR	제Nc공간스트림에 대한 수신자에서 서브캐리어들상의 평균 SNR
빔포밍 피드백 행렬 (서브 캐리어 인덱스 0)	해당 서브캐리어에 대한 빔포밍 피드백 행렬의 각도의 오더
빔포밍 피드백 행렬 (서브 캐리어 인덱스 1)	해당 서브캐리어에 대한 빔포밍 피드백 행렬의 각도의 오더
…	…
빔포밍 피드백 행렬 (서브 캐리어 인덱스 Ns	해당 서브캐리어에 대한 빔포밍 피드백 행렬의 각도의 오더

표 3에 기재된 채널 정보 필드의 정보들은 표 2에 기재된 채널 제어 필드에 포함된 정보를 기반으로 해석될 수 있다.

차세대 무선랜 시스템에서 MU-MIMO 전송 기법이 지원되어 AP와 MU-MIMO 페어링된 복수의 STA들간의 채널들이 증가되며, 처리율(throughput) 증가를 위하여 보다 광대역의 채널 대역폭이 지원되기 때문에, STA에 의해 피드백 되는 채널 정보의 양이 대폭 증가될 수 있다. 예를 들어 8개의 공간 스트림에 대한 SNR정보를 전송하며, 160MHz 대역폭에 대응하는 피드백 정보를 전송하는 과정에서 일부 전송 시간 동안 간섭 신호(interference signal)이 수신될 수 있으며, 해당 시간에 정상적으로 수신될 것이 의도되는 부분에 오류(corruption)가 발생할 수 있다. 이에 대한 예시는 도 4를 참조할 수 있다.

피드백 프레임을 모두 동일한 첵섬(checksum)에 의하여 에러 검출(error detection)을 묶었다면, 피드백 프레임의 수신자는 어느 부분에 에러가 발생하였는지 확인할 방법이 없으며, 전체 피드백 프레임을 파기해야 하는 상태가 된다. 또한, 피드백 프레임의 전송자는 다시 한번 큰 사이즈의 채널 정보를 피드백 프레임에 포함시켜 전송하며, 이를 위하여 채널을 점유하므로 무선랜 시스템의 전반적인 처리율이 저하될 수 있다.

위와 같이 피드백 해줄 채널 정보의 많은 경우 채널 정보를 대역폭 또는 공간 스트림을 기준으로 나누고 이를 각각의 피드백 유닛으로 하여 전송하는 것을 제안한다. 이하에서는 대역폭을 기준으로 나누는 방법에 대해서 자세히 설명하나, 이는 공간 스트림을 기준으로 나누는 방법으로 확장되어 적용될 수 있다.

전송할 데이터 시퀀스의 길이가 너무 길어진 경우 이를 나누어 데이터 유닛으로 전송할 수가 있다. 다만, 피드백해줄 채널 정보는 임의의 비트 단위로 나누면 특정 피드백 유닛이 그 자체만으로는 복조가 가능(self-decodable)하지 않고, 그 이전에 있던 비트 정보를 알아야 복조하여 이해 가능한 정보로 활용될 수 있다. 이와 같은 문제점을 방지하기 위하여 특정 대역폭 또는 공간 스트림 단위로 조각화하여 각 조각이 그 자체로 복조가 가능하도록 할 필요가 있다. 예를 들어 대역폭 별 채널 정보를 피드백 할 때 채널 정보를 나누어 복수개의 데이터 유닛에 포함시키며, 복수개의 데이터 유닛을 A-MPDU(Aggregated MAC protocol data unit)로 생성하여 이를 전송할 수 있다. 이 때 각 채널 정보는 MAC 개체에 의해 교환되는 데이터 유닛인 MPDU(MAC protocol data unit) 각각에 포함되고, A-MPDU는 복수개의 MPDU를 포함하는 구조로 물리 계층에서 관리되는 서비스 데이터 유닛인 하나의 PSDU(PLCP(physical layer convergence procedure) Service Data Unit)으로서 전송 또는 운반(transport)될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 피드백 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피드백 프레임(500)은 A-MPDU 포맷을 가지며, 여기에 프리앰블 및 PLCP 헤더가 부가되어 PPDU 형태로 전송될 수 있다. 피드백 프레임(500)은 4개의 서브 피드백 프레임(510, 520, 530, 540)을 포함한다. 다만 도 5에 도시된 서브 피드백 프레임의 특정 개수는 일례에 불과하며 채널 정보의 크기에 따라 보다 많아지거나 적어질 수 있다. 각각의 서브 피드백 프레임은 MPDU의 포맷을 가질 수 있다. 각각의 서브 피드백 프레임은 조각화된 조각 피드백 채널 정보(segment feedback channel information)를 포함한다. 조각 피드백 채널 정보는 특정 공간 스트림에 대한 채널 정보 또는 특정 대역폭에 대한 채널 정보일 수 있으며, 본 예시에 있어서는 특정 채널 대역폭에 대한 채널 정보를 의미한다. 복수개의 조각 피드백 채널 정보는 마지막 조각을 제외하고는 그 양이 같도록 설정될 수 있다.

도 5를 참조하면 서브 피드백 프레임4(540)을 수신하는 시점에 간섭 신호가 함께 검출되므로, AP는 제4 조각 피드백 정보는 정상적으로 획득할 수 없다. 기존 채널 사운딩 방법에 의하면 수신 신호 간섭으로 인해 피드백 채널 정보 중 일부가 정상적으로 수신되지 않는 경우 피드백 채널 정보 전체에 대하여 재전송을 요청하였다. 반면, 본 발명의 실시예와 같이 사운딩 대상 STA이 피드백 채널 정보를 조각화하여 A-MPDU 형태로 전송하는 경우, 피드백 채널 정보 중 일부에 신호 간섭이 작용하여도 해당하는 부분을 포함하는 조각 피드백 채널 정보에 대하여 재전송을 요청할 수 있다. 이는 특정 조각 피드백 채널 정보의 재전송을 위하여 STA에게 리포트 폴 프레임(report poll frame)을 전송하는 방법에 의하여 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 채널 사운딩 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, AP(610)는 STA1(621), STA2(622)에게 NDPA 프레임을 전송한다(S610). NDPA 프레임은 NDP 전송 이전에 피드백 프레임을 전송할 STA을 식별하기 위한 정보를 알려주기 위함이다. AP(610)는 NDPA 프레임에 사운딩 대상 STA인 STA1(621), STA2(622)에 대한 정보를 포함하는 STA 정보 필드를 NDPA 프레임에 포함시켜 전송한다. NDPA 프레임에 포함되는 STA 정보 필드의 포맷 및 포함된 정보는 도 3의 참조하여 설명한 STA 정보 필드와 같다.

AP(610)는 NDPA 프레임 전송에 이어 NDP 프레임을 STA1(621) 및 STA2(622)에게 전송한다(S620). NDP는 AP(610)에 의하여 빔포밍 되고, 적어도 하나 이상의 공간 스트림을 통하여 STA1(621) 및 STA2(622)에게 전송된다. 따라서, STA1(621) 및 STA2(622)은 NDP 의 VHT-LTF를 통하여 채널을 추정할 수 있다. NDP 에 포함된 제어 정보들은 도 3을 참조하여 설명한 실시예의 NDP 과 동일하다.

STA1(621)은 피드백 프레임을 AP(610)에게 전송한다(S631). 피드백 프레임 전송에 사용되는 채널 대역폭 정보는 NDPA 프레임 전송을 위해 사용된 채널 대역폭 보다 좁거나 같게 설정될 수 있다. 피드백 프레임의 포맷은 도 5에 도시된 피드백 프레임 포맷과 같이 조각 피드백 정보를 포함하는 서브 피드백 프레임 4개를 포함한다.

피드백 프레임에 포함되어 전송될 서브 피드백 프레임에는 한 개의 조각 피드백 채널 정보가 포함되어 전송되며, 큰 대역폭에 대한 피드백 채널 정보를 전송할 때에는 여러 개의 조각 피드백 채널 정보를 통해 전송할 수 있다. 이 때, 조각 피드백 정보를 자기 이해 가능 및 자기 디코딩 가능(self understandable/decodable)하게 만들기 위하여 조각 피드백 채널 정보 별로 조각 피드백 채널 정보를 해석하는데 필요한 제어 정보를 더 포함시켜 전송한다. 도 7및 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조각 피드백 프레임에 포함될 수 있는 피드백 제어 필드의 포맷을 나타내는 블록도이다. 조각 피드백 제어 필드는 조각 피드백 프레임에 포함된 조각 피드백 정보를 해석하기 위해 필요한 제어 정보를 포함한다.

도 7을 참조하면, 피드백 제어 필드(700)는 Nc 인덱스 서브 필드(710), Nr 인덱스 서브 필드(720), 채널 대역폭 서브 필드(730), 그룹핑 서브 필드(740), 코드북 정보 서브 필드(750), MU(multi user)-방식 서브 필드(760), 조각 정보 서브 필드(770) 및 사운딩 시퀀스 서브 필드(780)를 포함한다. 조각 정보 서브 필드(780)를 제외한 나머지 서브 필드는 표 2와 같은 정보를 포함하며 그에 따라 설정될 수 있다.

조각 정보 서브 필드(780)는 조각 피드백 정보가 어떤 조각에 해당하는 정보인지 지시해주는 정보를 포함한다. 조각 정보 서브 필드는 나머지 조각(remaining segment) 서브 필드(781) 및 최초 조각(first segment) 서브 필드(782)를 포함한다.

나머지 조각 서브 필드(781)는 연관되어 있는 피드백 프레임에 나머지 조각 피드백 채널 정보의 개수를 지시하는 정보를 포함한다. 예를 들어 현재 확인된 나머지 조각 서브 필드 값이 5인 경우, 5개의 조각 피드백 채널 정보가 더 존재함을 알 수 있다. 조각화된 피드백 프레임이 전송되는 경우나 조각화되지 않은 피드백 프레임이 전송되는 경우, 나머지 조각 서브 필드(781)는 ‘0’으로 설정되어 전송된다. 조각 피드백 채널 정보가 재전송되는 경우 나머지 조각 서브 필드(781)는 본래 전송 시에 조각 피드백 채널 정보에 대해 설정된 값과 동일하게 설정될 수 있다.

최초 조각 서브 필드(782)는 조각화된 피드백 프레임의 특정 조각 피드백 채널 정보가 첫 번째 조각에 해당되거나, 조각화되지 않은 피드백 프레임이 전송되는 경우 ‘1’로 설정될 수 있으며 이외의 경우는 ‘0’으로 설정될 수 있다. 조각 피드백 채널 정보가 재전송되는 경우 최초 조각 서브 필드(782)는 본래 전송 시에 조각 피드백 채널 정보에 대해 설정된 값과 동일하게 설정될 수 있다.

AP는 서브 피드백 프레임을 수신하면 나머지 조각 서브 필드(781) 및 최초 조각 서브 필드(782)에 설정된 값을 통해 해당 프레임이 몇 번째 조각 피드백 채널 정보를 포함하고 있는지를 알 수 있으며, 특정 조각 피드백 채널이 정상적으로 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 최초 조각 서브 필드(782)가 ‘1’로 설정된 서브 피드백 프레임을 수신하지 못하면 첫 번째 조각 피드백 채널 정보를 정상적으로 수신하지 못했음을 판단할 수 있다. 또한, 나머지 조각 서브 필드(781) 값들을 확인하여 특정 개수부터 0개까지 순차적으로 감소했는지 여부로 누락된 조각 피드백 채널 정보의 유무를 판단할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 조각 피드백 프레임에 포함될 수 있는 채널 정보 필드 포맷을 나타내는 블록도이다. STA이 전송하는 조각 피드백 채널 정보는 채널 정보 필드에 포함되어 전송된다.

도 8을 참조하면 채널 정보 필드(800)는 공간 스트림에 대한 평균 SNR 값을 지시하는 복수의 SNR 서브 필드(810) 및 피드백 행렬(feedback matrix) 서브 필드(820)를 포함한다. SNR 서브 필드 각각은 특정 공간스트림 또는 공간스트림 세트에 대하여 수신자측 SNR 값을 지시한다. 피드백 행렬 서브 필드(820)는 조각 피드백 정보로서 피드백 행렬과 관련된 값을 포함한다.

한편, 공간 스트림에 대한 SNR 값을 지시하는 정보는 1회에 걸쳐 전송되면 충분하기 때문에 복수개의 조각 피드백 프레임에 각각 포함되어 전송될 필요가 없을 수 있다. 따라서, 피드백 프레임에 특정 조각 피드백 프레임은 SNR 서브 필드를 포함하지만 이외의 조각 피드백 프레임은 SNR 서브 필드를 포함하지 않도록 설정될 수 있다. 또는 구현에 따라 모든 조각 피드백 프레임에 SNR 서브 필드를 포함시켜 전송할 수 있다. 이는 SNR 서브 필드가 하나의 조각 피드백 프레임에 포함되어 전송되었으나, AP 및/또는 수신 STA이 해당 조각 피드백 프레임을 정상적으로 수신하지 못하는 경우 공간스트림별 SNR 정보를 다시 받기까지 걸리는 지연(delay) 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

다시 도 6을 참조하면, STA1(621)이 서브 피드백 프레임1, 2 및 4를 수신시에는 신호 간섭이 발생하지 않아 정상적으로 디코딩하여 제1, 제2, 제4 조각 피드백 채널 정보를 정상적으로 획득하였다. 반면 서브 피드백 프레임3 수신시에는 신호 간섭(60)이 발생하여 제3 서브 피드백 프레임에 대해서는 정상적으로 디코딩을 수행할 수 없으며, 결국 제3 조각 피드백 채널 정보는 획득하지 못할 수 있다. 따라서, AP(610)는 STA1(621)에게 정상적으로 수신하지 못하여 디코딩을 할 수 없는 제3 조각 피드백 채널 정보에 대하여 재전송을 요청해야 한다.

AP(610)는 STA1(621)에게 제3 조각 채널 피드백 정보 재전송을 요청하기 위해 피드백 리포트 폴(feedback report poll) 프레임을 전송한다(S641). AP(610)가 전송하는 피드백 리포트 폴 프레임은 재전송을 희망하는 조각 피드백 채널 정보를 지시하는 정보를 포함한다. 특히 복수개의 조각 피드백 채널 정보 중 임의의 조각 피드백 채널 정보를 요청하는 지시 정보가 포함되는 경우, 지시 정보는 피트맵(bitmap) 형태로 구현될 수 있다. 이를 위하여 피드백 리포트 폴 프레임은 조각 재전송 지시 필드(segment retransmission indication field)를 포함할 수 있다. 조각 재전송 지시 필드를 구성하는 비트열 중 특정 비트가 ‘1’로 설정되어 있는 경우, 해당 비트와 관련된 조각 피드백 채널 정보의 재전송을 요청하는 것으로 해석할 수 있다. 다만 ‘0’ 값이 재전송 요청을 의미하는 것으로 설정될 수 있을 것이다. 도 6과 같은 예시에 있어서, S641 단계에서 AP(610)에 의해 전송되는 피드백 리포트 폴 프레임에 포함된 조각 재전송 지시 필드를 구성하는 비트 열은 ‘0 0 1 0’으로 설정될 수 있다.

STA1(621)은 피드백 리포트 폴 프레임을 수신하고 조각 재전송 지시 필드의 값을 확인하여 제3 조각 피드백 채널 정보의 재전송이 필요함을 알 수 있다. STA1(621)은 피드백 리포트 폴 프레임에 대응하여 피드백 프레임을 AP(610)에게 전송한다(S632). 피드백 프레임은 조각 재전송 지시 필드가 지시하는 재전송 대상 조각 피드백 채널 정보인 제3 조각 피드백 채널 정보만을 포함하거나 또는 전체 조각 피드백 채널 정보를 모두 포함할 수 있다. 재전송하는 피드백 프레임은 도 7 및 도 8에 도시된 포맷과 같은 피드백 제어 필드와 채널 정보 필드를 포함할 수 있다.

AP(610)는 STA1(621)로부터 재전송 요청한 조각 피드백 채널 정보를 수신한 후 피드백 리포트 폴 프레임을 STA2(622)에게 전송한다(S642). AP(610)는 STA2(622)에게 피드백 채널 정보 전체를 요청해야 하므로 리포트 폴 프레임은 조각 피드백 채널 정보 전체를 지시하도록 설정된 조각 재전송 지시 필드를 포함할 수 있다. 이와 같이 AP(610)는 채널 사운딩 방법을 진행함에 있어서, 최초로 피드백 프레임을 전송할 대상 STA이 아닌 STA에게 채널 피드백 정보를 획득하고자 하는 경우, 전체 조각 피드백 채널 정보를 지시하도록 설정된 조각 재전송 지시 필드를 포함하는 피드백 리포트 폴 프레임을 STA에게 전송하도록 할 수 있다.

STA2(622)는 AP(610)로부터 수신한 리포트 폴 프레임에 대응하여 채널 추정 정보를 포함하는 피드백 프레임을 AP(610)로 전송한다. STA2(622)가 전송하는 피드백 프레임은 도 7 및 도 8에 도시된 포맷과 같은 피드백 제어 필드와 채널 정보 피드를 포함할 수 있다.

조각 피드백 정보를 정의하는데 있어서 본 발명의 실시예에서는 추가적으로 대역폭을 20MHz, 40MHz 또는 80MHz로 구분하는 것을 제안한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 피드백되는 서브 캐리어 톤(subcarrier tone)의 개념적 위치를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 80MHz의 피드백 정보를 20Mhz 단위로 나누어 복수개의 조각 피드백 채널 정보를 생성하고, 각 조각 피드백 채널 정보 마다 MPDU 포맷에 의한 서브 피드백 프레임을 구성하여 이를 A-MPDU 형태로 피드백 할 수 있다. 조각화 하는 대역폭 기준은 20MHz 뿐 아니라 40MHz 또는 그 이상의 특정 대역폭 값이 될 수 있다. 이와 같이 피드백 채널 정보를 나누어 전송하는 경우 조각 피드백 채널 정보를 인덱스화 하여 이에 대한 지시 정보를 제공해주는 것이 필요하다.

추가적으로 AP가 하나의 STA에게 채널 사운딩을 수행을 할 때에는 반드시 리포트 폴 프레임을 사용하여 사운딩을 수행하지 않고, NDPA 프레임과 NDP 프레임을 송신하여 개별적으로 STA에게 피드백 행렬이나 채널 계수(channel coefficient)와 같은 피드백 정보를 얻을 수 있다.

1회에 걸친 사운딩을 시도하여 피드백 받을 경우에 특정 조각 피드백 채널 정보를 정상적으로 수신하지 못한 경우에 다시 NDPA 프레임과 NDP 프레임 전송을 통해 특정 조각 피드백 채널 정보를 선택적으로 수신할 수 있도록 하는 방법을 제안한다.

이를 위해서는 특정 조각 피드백 채널 정보를 선택적으로 전송할 것을 요청하는지 지시하는 정보를 NDPA 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 이와 같이, NDPA 프레임과 NDP 프레임을 재활용하여 조각 피드백 채널 정보의 재전송을 요청하는 경우, 특정 하나의 STA에 대하여 재전송을 요청하는 경우 이므로, NDPA 프레임의 STA 정보 필드는 하나의 STA에 대한 필드만 포함되어 있을 수 있다.

또한 AP가 복수개의 STA에게 채널 사운딩을 수행할 때 특정 STA에 대해서 선택적으로 특정 조각 피드백 채널 정보만을 피드백 할 것을 요청할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 NDPA 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, NDPA 프레임(1000)은 프레임 제어 필드(1010), 지속시간 필드(1020), 수신자 주소 필드(receiver address, RA; 1030), 전송자 주소 필드(transmitter address, TA; 1040), 사운딩 시퀀스 필드(1050), 적어도 하나 이상의 STA 정보 필드(1060) 및 FCS 필드(1070)를 포함한다

프레임 제어 필드(1010)는 NDPA 프레임(1000)에 대한 제어 정보를 포함한다. 지속 시간 필드(1020)는 NDPA 프레임(1000)의 길이 정보를 포함한다. 수신자 주소(1030) 필드는 브로드 캐스트 주소로 설정될 수 있으나 하나의 특정 STA에게 사운딩을 요청하는 경우 해당 STA의 MAC 주소로 설정될 수 있다. 전송자 주소 필드(1040)는 NDPA 프레임(1000)을 전송하는 AP의 MAC 주소로 설정될 수 있다. 사운딩 시퀀스 필드(1050)는 현재 사운딩 시퀀스에 대한 시퀀스 번호로 설정된다. FCS 필드(1070)는 프레임 송수신을 위한 CRC 관련 정보를 포함하고 있다.

STA 정보 필드1 (1061) 및 STA 정보 필드2(1062)는 사운딩 대상 STA1 및 STA2의 AID를 지시하는 AID 서브 필드(1061a, 1062a), 사운딩 대상 STA에 대한 피드백 요청 타입을 지시하는 피드백 타입 서브 필드(1061b, 1062b) 및 피드백 차원을 지시하는 Nc 인덱스 필드(1061c, 1062c)를 포함한다. STA 정보 필드(1060)의 개수는 사운딩 대상 STA의 개수에 따라 변경가능하며 본 실시예는 2개의 STA에 사운딩을 요청하는 예시에 불과하다.

다만 AP가 STA1에게 선택적으로 조각 피드백 채널 정보에 대한 재전송을 요청하는 경우, STA1에 대한 STA 정보 필드(1061)는 추가적으로 조각 재전송 지시 서브 필드(1061d)를 더 포함할 수 있다. 조각 재전송 지시 서브 필드(1061d)는 전술한 리포트 폴 프레임에 포함된 조각 재전송 지시 서브 필드와 같이 설정될 수 있다.

위와 같은 프레임 포맷을 가지는 NDPA 프레임을 AP가 브로드캐스트 하는 경우, STA1, STA2 는 NDPA 프레임(1000)을 수신하고 STA 정보 필드(1061, 1062)의 AID 서브 필드(1061a, 1062a)를 통해 자신을 위한 NDPA 프레임임을 알 수 있다. 이 후 AP가 NDP 프레임을 보내면 각각 피드백 프레임을 AP에게 전송하되, STA1은 NDPA 프레임(1000)에 포함된 조각 재전송 지시 서브 필드(1061d)가 지시하는 조각 피드백 채널 정보만을 피드백 할 수 있을 것이다.

도 11은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다. 무선 장치는 AP 또는 STA일 수 있다.

무선장치(1100)은 프로세서(1110), 메모리(1120) 및 트랜시버(transceiver, 1130)를 포함한다. 트랜시버(1130)는 무선신호를 송신/수신하되, IEEE 802.11의 물리계층이 구현된다. 프로세서(1110)는 트랜시버(1130)와 기능적으로 연결되어, IEEE 802.11의 MAC 계층 및 물리계층을 구현한다. 프로세서(1110)는 본 발명이 제안하는 NDPA 프레임, NDP, 피드백 리포트 폴 프레임을 생성하고 송신하도록 설정될 수 있으며, 또한 전송된 프레임을 수신하고 포함된 필드 값을 해석하여 제어 정보를 획득하도록 설정될 수 있다. 또한 프레임에 포함된 요청 정보에 대응하여 피드백 채널 정보를 전송하거나 또는 선택적으로 조각 피드백 채널 정보를 전송하도록 설정될 수 있다. 프로세서는 도2 및 도 10을 참조하여 상술한 본 발명의 실시예를 구현하도록 설정될 수 있다.

프로세서(1110) 및/또는 트랜시버(1130)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1120)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1120)에 저장되고, 프로세서(1110)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1120)는 프로세서(1110) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1110)와 연결될 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상을 보여주기 위한 예시적인 것으로서, 상기 실시예에의 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호 범위는 후술하는 본 발명의 특허청구범위에 의하여 특정된다.

Claims

무선랜 시스템에서 전송기에 의해 수행되는 채널 사운딩(channel sounding) 방법에 있어서, 상기 방법은,
채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 NDPA(Null Data Packet Announcement) 프레임을 수신기로 전송하는 단계;
NDP(Null Data Packet)을 상기 수신기에게 전송하는 단계; 및,
피드백 프레임을 상기 수신기로부터 수신하는 단계;를 포함하되,
상기 피드백 프레임은 복수의 조각 프레임 및 채널 피드백 보고를 포함하고,
상기 채널 피드백 보고는 복수의 피드백 조각으로 나뉘어 지고,
상기 복수의 피드백 조각 각각은 상기 복수의 조각 프레임 각각에 각각 포함되고,
상기 복수의 조각 프레임 각각은,
포함된 상기 복수의 피드백 조각 각각이 첫 번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브 필드(first segment subfield); 및,
나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브 필드(remaining subfield)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 1항에 있어서, 상기 방법은,
상기 최초 조각 서브 필드 및 상기 나머지 조각 서브 필드를 기반으로 적어도 하나의 피드백 조각이 누락되었는지 여부를 판단하는 단계; 및,
누락된(missed) 피드백 조각이 검출되면, 상기 수신기에게 상기 누락된 피드백 조각에 대한 재전송 요청 정보를 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 2항에 있어서,
상기 복수의 피드백 조각은 마지막 피드백 조각을 제외하고 모두 동일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 3항에 있어서,
상기 피드백 프레임은 물리 계층(physical)에서 관리되는 데이터 유닛으로 전송되는 A-MPDU(aggregate MAC protocol data unit) 이고, 상기 조각 프레임은 무선랜 시스템의 MAC 개체(medium access control entity)가 서로 교환하는 MPDU(MAC protocol data unit) 인 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 2항에 있어서,
상기 채널 피드백 보고의 크기가 특정값 이상이면 상기 채널 피드백 보고는 상기 복수의 피드백 조각으로 나뉘어지는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 2항에 있어서,
상기 채널 피드백 보고는 상기 전송기가 스티어링 행렬(steering matrix)을 결정하기 위해 사용하는 피드백 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 6항에 있어서,
상기 채널 피드백 보고는 각 공간 스트림에 대한 SNR(Signal to ratio) 에 관한 피드백 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 2항에 있어서,
상기 재전송 요청 정보는 상기 누락된 피드백 조각의 인덱스에 해당하는 비트 값이 1로 설정된 비트맵 시퀀스(bitmap sequence)인 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
제 8항에 있어서, 상기 방법은,
상기 누락된 피드백 조각을 상기 수신기로부터 수신하는 단계;를 더 포함하는 채널 사운딩 방법.
무선랜 시스템에서 수신기에 의해 수행되는 채널 사운딩(channel sounding) 방법에 있어서, 상기 방법은,
전송기가 채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 전송하는 NDPA 프레임을 수신하는 단계;
채널 피드백 보고를 포함하는 피드백 프레임을 생성하는 단계; 및,
상기 피드백 프레임을 상기 전송기에게 전송하는 단계;를 포함하되,
상기 NDPA 프레임은 상기 수신기의 식별자를 포함하고,
상기 피드백 프레임을 생성하는 단계는,
상기 채널 피드백 보고를 복수의 피드백 조각으로 나누는 단계; 및,
복수의 조각 피드백 프레임을 포함시켜 상기 피드백 프레임을 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 복수의 조각 피드백 프레임 각각은,
각각의 상기 복수의 피드백 조각;
포함된 상기 복수의 피드백 조각 각각이 첫 번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브 필드; 및,
나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브 필드;를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 사운딩 방법.
프레임을 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver) 및;
상기 트랜시버와 기능적으로 결합하여 동작하는 프로세서(processor);를 포함하되, 상기 프로세서는,
채널 사운딩 절차를 개시하기 위해 NDPA(Null Data Packet Announcement) 프레임을 수신기로 전송하고,
NDP(Null Data Packet)을 상기 수신기에게 전송하고,
피드백 프레임을 상기 수신기로부터 수신하도록 설정되되,
상기 피드백 프레임은 복수의 조각 프레임 및 채널 피드백 보고를 포함하고,
상기 채널 피드백 보고는 복수의 피드백 조각으로 나뉘어 지고,
상기 복수의 피드백 조각 각각은 상기 복수의 조각 프레임 각각에 각각 포함되고,
상기 복수의 조각 프레임 각각은,
포함된 상기 복수의 피드백 조각 각각이 첫 번째 조각인지 여부를 지시하는 최초 조각 서브 필드(first segment subfield); 및,
나머지 피드백 조각의 개수를 지시하는 나머지 조각 서브 필드(remaining subfield)를 더 포함하는 것을 특징으로 무선 장치.