KR20150118029A

KR20150118029A - 프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법

Info

Publication number: KR20150118029A
Application number: KR1020150047099A
Authority: KR
Inventors: 유희정; 정민호; 권형진
Original assignee: 뉴라컴 인코포레이티드
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2015-10-21
Also published as: US11677598B2; US20190305989A1; US10944593B2; US20210167995A1

Abstract

무선랜에서 디바이스의 프레임 송신 방법이 제공된다. 디바이스는 레거시 프레임 포맷의 프레임의 적어도 일부 필드에서 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어를 추가 데이터 서브캐리어로 설정하고, 추가 데이터 서브캐리어에 정보를 할당한다.

Description

프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법{FRAME TRANSMITTING METHOD AND FRAME RECEIVING METHOD}

본 발명은 프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법에 관한 것으로, 특히 무선 근거리 통신망(wireless local area network, WLAN)(앞으로 "무선랜"이라 함)에서의 프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법에 관한 것이다.

무선랜은 IEEE 파트 11에서 "Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications"의 이름으로 표준화가 진행되고 있다. 1999년 원 표준이 공개된 후에, 보정안을 통해 새로운 버전의 표준이 계속 공개되고 있다. 1999년에 5 GHz 밴드를 지원하는 IEEE 802.11a 표준(IEEE Std 802.11a-1999)이 공개되고, 2003년에 2.4 GHz 밴드를 지원하는 IEEE 802.11g 표준(IEEE Std 802.11g-2003)이 공개되었으며, 이들 표준을 레거시(legacy)라 한다. 이어서, 높은 수율(higher throughput, HT) 향상을 위한 IEEE 802.11n 표준(IEEE Std 802.11n-2009)이 2009년에 공개되었고, 매우 높은 수율(very high throughput, VHT) 향상을 위한 IEEE 802.11ac 표준(IEEE 802.11ac-2013)이 2013년에 공개되었다. 현재 IEEE 802.11ax 태스크 그룹에서는 고밀도 환경에서의 시스템 수율을 향상시킬 수 있는 고효율 무선랜(high efficiency WLAN, HEW)을 개발하고 있다.

새로운 버전의 무선랜에서는 송신 디바이스가 수신 디바이스로 제공할 시그널링 정보가 기존 무선랜보다 증가할 수 있다. 이 경우 기존 무선랜과의 역 호환성(backward compatibility)를 유지하면서 추가적인 시그널링 정보를 제공할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 역 호환성을 유지하면서 추가적인 시그널링 정보를 제공할 수 있는 프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 무선랜에서 디바이스의 프레임 송신 방법이 제공된다. 상기 프레임 송신 방법은, 레거시 프레임 포맷의 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 레거시 롱 트레이닝 필드, 레거시 시그널 필드 및 데이터 필드를 생성하는 단계, 상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드 및 상기 데이터 필드 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어에 소정의 정보를 할당하는 단계, 그리고 상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드, 상기 데이터 필드 및 상기 소정의 정보를 포함하는 프레임을 송신하는 단계를 포함한다.

상기 적어도 하나의 필드는 상기 데이터 필드를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 필드는 상기 시그널 필드를 더 포함할 수 있다.

상기 추가 데이터 서브캐리어는 상기 레거시 프레임 포맷에서 가드로 사용되는 서브캐리어 중 일부 서브캐리어를 포함할 수 있다.

20 MHz 대역폭을 기준으로 상기 추가 데이터 서브캐리어는 인덱스가 -28, -27, 27 및 28인 서브캐리어를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 필드에 포함되는 복수의 심볼 중 적어도 하나의 심볼의 추가 데이터 서브캐리어는 채널 추정을 위한 롱 트레이닝 필드로 사용될 수 있다.

상기 적어도 하나의 필드의 N개의 심볼 각각에서 M개의 상기 추가 데이터 서브캐리어가 사용되는 경우, 소정의 MㅧN 행렬 패턴에 의해 상기 소정의 정보가 할당될 수 있다.

상기 프레임은 RTS(request to send) 프레임 또는 CTS(clear to send) 프레임일 수 있다.

상기 소정의 정보는 상기 디바이스가 사용하는 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 프레임은 상기 프레임이 상기 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.

상기 레거시 시그널 필드의 소정 비트가 상기 지시자를 포함할 수 있다.

상기 데이터 필드를 스크램블링하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 소정 비트가 상기 지시자를 포함할 수 있다.

상기 데이터 필드는 서비스 필드를 포함하고, 상기 서비스 필드의 처음 7 비트는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트에 대응하며, 상기 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 소정 비트가 상기 지시자를 포함할 수 있다.

상기 데이터 필드는 서비스 필드를 포함하고, 상기 서비스 필드 중 여덟 번째부터 열 여섯 번째 비트 중 소정 비트가 상기 지시자를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선랜에서 디바이스의 프레임 송신 장치가 제공된다. 상기 프레임 송신 장치는 프로세서 및 트랜시버를 포함한다. 상기 프로세서는 레거시 프레임 포맷의 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 레거시 롱 트레이닝 필드, 레거시 시그널 필드 및 데이터 필드를 생성한다. 상기 프로세서는, 상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드 및 상기 데이터 필드 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어에 소정의 정보를 할당한다. 상기 트랜시버는, 상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드, 상기 데이터 필드 및 상기 소정의 정보를 포함하는 프레임을 송신한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 무선 통신 네트워크에서 디바이스의 프레임 수신 방법이 제공된다. 상기 프레임 수신 방법은, 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 레거시 롱 트레이닝 필드, 레거시 시그널 필드 및 데이터 필드를 포함하는 레거시 프레임 포맷의 프레임을 수신하는 단계, 그리고 상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드 및 상기 데이터 필드 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어로부터 정보를 획득하는 단계를 포함한다.

상기 정보는 상기 프레임을 송신한 디바이스가 사용하는 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상기 프레임 수신 방법은, 상기 프레임의 소정 비트에 포함되는 지시자에 기초해서 상기 프레임이 상기 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 프레임 수신 방법은, 상기 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어의 전력 측정을 통해 상기 프레임이 상기 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 무선 통신 네트워크에서 디바이스의 프레임 수신 장치가 제공된다. 상기 프레임 수신 장치는 프로세서 및 트랜시버를 포함한다. 상기 트랜시버는 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 레거시 롱 트레이닝 필드, 레거시 시그널 필드 및 데이터 필드를 포함하는 레거시 프레임 포맷의 프레임을 수신한다. 상기 프로세서는 상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드 및 상기 데이터 필드 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어로부터 정보를 획득한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 기존 무선랜과 역 호환성을 유지하면서 추가적인 시그널링 정보를 전송할 수 있다.

도 1은 무선랜 디바이스의 구조를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 2는 무선랜에서의 송신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 3은 무선랜에서의 수신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 4는 IFS 관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 채널에서 프레임들 간의 충돌을 회피하기 위한 CSMA/CA 방식에 따른 프레임 전송 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 7은 기존 무선랜에서 20 MHz 전송 모드에서의 서브캐리어 할당을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 서브캐리어 할당을 예시하는 도면이다.
도 9, 도 10 및 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 12, 도 13, 도 14 및 도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 포맷을 검출하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 다중 대역폭에서의 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 사용되는 채널 폭의 예를 나타내는 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 RTS 프레임과 CTS 프레임의 교환을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 디바이스에서의 프레임 송신 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 디바이스에서의 프레임 수신 방법을 예시하는 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

무선 근거리 통신망(wireless local area network, WLAN)(앞으로 "무선랜"이라 함)에서 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)는 복수의 무선랜 디바이스를 포함한다. 무선랜 디바이스는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11 표준에 따른 매체 접근 제어(medium access control, MAC) 계층과 물리(physical, PHY) 계층 등을 포함할 수 있다. 복수의 무선랜 디바이스 중 적어도 하나의 무선랜 디바이스는 액세스 포인트(access point, AP)이고, 나머지 무선랜 디바이스는 non-AP 스테이션(non-AP station, non-AP STA)일 수 있다. 혹은 에드 혹 (Ad-hoc) 네트워킹에서, 복수의 무선랜 디바이스는 모두 non-AP 스테이션일 수 있다. 통상, 스테이션(STA)은 액세스 포인트(AP) 및 non-AP 스테이션을 통칭하는 경우로도 사용되나, 편의상 non-AP 스테이션을 스테이션(station, STA) 이라고 약칭하기도 한다.

도 1은 무선랜 디바이스의 구조를 예시하는 개략적인 블록도이다.

도 1을 참고하면 무선랜 디바이스(1)는 베이스밴드 프로세서(10), 라디오 주파수(radio frequency, RF) 트랜시버(20), 안테나부(30), 메모리(40), 입력 인터페이스 유닛(50), 출력 인터페이스 유닛(60) 및 버스(70)를 포함한다.

베이스밴드 프로세서(10)는 본 명세서에서 기재된 베이스밴드 관련 신호 처리를 수행하며, MAC 프로세서(11), PHY 프로세서(15)를 포함한다.

일 실시예에서, MAC 프로세서(11)는 MAC 소프트웨어 처리부(12)와 MAC 하드웨어 처리부(13)를 포함할 수 있다. 이때, 메모리(40)는 MAC 계층의 일부 기능을 포함하는 소프트웨어(앞으로 "MAC 소프트웨어"라 한다)를 포함하고, MAC 소프트웨어 처리부(12)는 이 MAC 소프트웨어를 구동하여 MAC의 일부 기능을 구현하고, MAC 하드웨어 처리부(13)는 MAC 계층의 나머지 기능을 하드웨어(앞으로 "MAC 하드웨어"라 한다)로서 구현할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.

PHY 프로세서(15)는 송신 신호 처리부(100)와 수신 신호 처리부(200)를 포함한다.

베이스밴드 프로세서(10), 메모리(40), 입력 인터페이스 유닛(50) 및 출력 인터페이스 유닛(60)은 버스(70)를 통해서 서로 통신할 수 있다.

RF 트랜시버(20)는 RF 송신기(21)와 RF 수신기(22)를 포함한다.

메모리(40)는 MAC 소프트웨어 이외에도 운영 체제 (operating system), 애플리케이션 (application) 등을 저장할 수 있으며, 입력 인터페이스 유닛(50)은 사용자로부터 정보를 획득하고, 출력 인터페이스 유닛(60)은 사용자에게 정보를 출력한다.

안테나부(30)는 하나 이상의 안테나를 포함한다. 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output, MIMO) 또는 다중 사용자 MIMO(multi-user MIMO, MU-MIMO)를 사용하는 경우, 안테나부(30)는 복수의 안테나를 포함할 수 있다.

도 2는 무선랜에서의 송신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.

도 2를 참고하면, 송신 신호 처리부(100)는 인코더(110), 인터리버(120), 매퍼(130), 역 푸리에 변환기(140), 보호 구간(guard interval, GI) 삽입기(150)를 포함한다.

인코더(110)는 입력 데이터를 부호화하며, 예를 들면 순방향 오류 수정(forward error correction, FEC) 인코더일 수 있다. FEC 인코더는 이진 컨볼루션 코드(binary convolutional code, BCC) 인코더를 포함할 수 있는데, 이 경우 천공(puncturing) 장치가 이에 포함될 수 있다. 또는 FEC 인코더는 저밀도 패리티 검사(low-density parity-check, LDPC) 인코더를 포함할 수 있다.

송신 신호 처리부(100)는 0 또는 1의 긴 동일 시퀀스가 발생되는 확률을 줄이기 위해서 입력 데이터를 부호화하기 앞서 스크램블하는 스크램블러(scrambler)를 더 포함할 수 있다. 인코더(110)로서 복수의 BCC 인코더가 사용되면, 송신 신호 처리부(100)는 스크램블된 비트를 복수의 BCC 인코더로 역다중화하기 위한 인코더 파서(encoder parser)를 더 포함할 수 있다. 인코더(110)로서 LDPC 인코더가 사용되는 경우, 송신 신호 처리부(100)는 인코더 파서를 사용하지 않을 수 있다.

인터리버(120)는 인코더(110)에서 출력되는 스트림의 비트들을 인터리빙하여 순서를 변경한다. 인터리빙은 인코더(110)로서 BCC 인코더가 사용될 때만 적용될 수도 있다. 매퍼(130)는 인터리버(120)에서 출력되는 비트열을 성상점(constellation points)에 매핑한다. 인코더(110)로서 LDPC 인코더가 사용되는 경우, 매퍼(130)는 성상점 매핑 외에 LDPC 톤 매핑(LDPC tone mapping)을 더 수행할 수 있다.

MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 송신 신호 처리부(100)는 공간 스트림(spatial stream)의 개수(N_SS)에 해당하는 복수의 인터리버(120)와 복수의 매퍼(130)를 사용할 수 있다. 이때, 송신 신호 처리부(100)는 복수의 BCC 인코더 또는 LDPC 인코더의 출력을 서로 다른 인터리버(120) 또는 매퍼(130)로 제공될 복수의 블록으로 분할하는 스트림 파서를 더 포함할 수 있다. 또한 송신 신호 처리부(100)는 성상점을 N_SS개의 공간 스트림으로부터 N_STS개의 시공간(space-time) 스트림으로 확산하는 시공간 블록 코드(space-time block code, STBC) 인코더와 시공간 스트림을 전송 체인(transmit chains)으로 매핑하는 공간 매퍼를 더 포함할 수 있다. 공간 매퍼는 직접 매핑(direct mapping), 공간 확산(spatial expansion), 빔포밍(beamforming) 등의 방법을 사용할 수 있다.

역 푸리에 변환기(140)는 역 이산 푸리에 변환(inverse discrete Fourier transform, IDFT) 또는 역 고속 푸리에 변환(inverse fast Fourier transform, IFFT)을 사용하여 매퍼(130) 또는 공간 매퍼에서 출력되는 성상점 블록을 시간 영역 블록, 즉 심볼로 변환한다. STBC 인코더와 공간 매퍼를 사용하는 경우, 역 푸리에 변환기(140)는 전송 체인별로 제공될 수 있다.

MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 송신 신호 처리부는 의도하지 않은 빔포밍을 방지하기 위해서 역 푸리에 변환 전 또는 후에 사이클릭 시프트 다이버시티(cyclic shift diversity, CSD)를 삽입할 수 있다. CSD는 전송 체인마다 특정되거나 시공간 스트림마다 특정될 수 있다. 또는 CSD는 공간 매퍼의 일부로서 적용될 수도 있다.

또한 MU-MIMO를 사용하는 경우, 공간 매퍼 전의 일부 블록은 사용자별로 제공될 수도 있다.

GI 삽입기(150)는 심볼의 앞에 GI를 삽입한다. 송신 신호 처리부(100)는 GI를 삽입한 후에 심볼의 에지를 부드럽게 윈도우잉(windowing)할 수 있다. RF 송신기(21)는 심볼을 RF 신호로 변환해서 안테나를 통해 송신한다. MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, GI 삽입기(150)와 RF 송신기(21)는 전송 체인별로 제공될 수 있다.

도 3은 무선랜에서의 수신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.

도 3을 참고하면, 수신 신호 처리부(200)는 GI 제거기(220), 푸리에 변환기(230), 디매퍼(240), 디인터리버(250) 및 디코더(260)를 포함한다.

RF 수신기(22)는 안테나를 통해 RF 신호를 수신하여서 심볼로 변환하고, GI 제거기(220)는 심볼에서 GI를 제거한다. MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, RF 수신기(22)와 GI 제거기(220)는 수신 체인별로 제공될 수 있다.

푸리에 변환기(230)는 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT) 또는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)을 사용하여 심볼, 즉 시간 영역 블록을 주파수 영역의 성상점으로 변환한다. 푸리에 변환기(230)는 수신 체인별로 제공될 수 있다.

MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 푸리에 변환된 수신 체인을 시공간 스트림의 성상점으로 변환하는 공간 디매퍼(spatial demapper)와 성상점을 시공간 스트림으로부터 공간 스트림으로 역확산하는 STBC 디코더를 포함할 수 있다.

디매퍼(240)는 푸리에 변환기(230) 또는 STBC 디코더에서 출력되는 성상점 블록을 비트 스트림으로 디매핑한다. 수신 신호가 LDPC 인코딩된 경우, 디매퍼(240)는 성상점 디매핑 전에 LDPC 톤 디매핑(LDPC tone demapping)을 더 수행할 수 있다. 디인터리버(250)는 디매퍼(240)에서 출력되는 스트림의 비트들을 디인터리빙한다. 디인터리빙은 수신 신호가 BCC 인코딩된 경우에만 적용될 수 있다.

MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 수신 신호 처리부(200)는 공간 스트림의 개수에 해당하는 복수의 디매퍼(240)와 복수의 디인터리버(250)를 사용할 수 있다. 이때, 수신 신호 처리부(200)는 복수의 디인터리버(250)에서 출력되는 스트림을 결합하는 스트림 디파서(stream deparser)를 더 포함할 수 있다.

디코더(260)는 디인터리버(250) 또는 스트림 디파서에서 출력되는 스트림을 복호화하며, 예를 들면 FEC 디코더일 수 있다. FEC 디코더는 BCC 디코더 또는 LDPC 디코더를 포함할 수 있다. 수신 신호 처리부(200)는 디코더(260)에서 복호된 데이터를 디스크램블하는 디스크램블러를 더 포함할 수 있다. 디코더(260)로서 복수의 BCC 디코더가 사용되는 경우, 수신 신호 처리부(200)는 디코딩된 데이터를 다중화하기 위한 인코더 디파서(encoder deparser)를 더 포함할 수 있다. 디코더(260)로서 LDPC 디코더가 사용되는 경우, 수신 신호 처리부(200)는 인코더 디파서를 사용하지 않을 수 있다.

도 4는 프레임간 간격(interframe space, IFS) 관계를 보여주는 도면이다.

무선랜 디바이스들 사이에서 데이터 프레임(data frame), 제어 프레임(control frame), 관리 프레임(management frame)이 교환될 수 있다.

데이터 프레임은 상위 레이어에 포워드되는 데이터의 전송을 위해 사용되는 프레임이며, 매체가 idle이 된 때로부터 DIFS (distributed coordination function IFS) 경과 후 백오프 수행 후 전송된다. 관리 프레임은 상위 레이어에 포워드되지 않는 관리 정보의 교환을 위해 사용되는 프레임으로서, DIFS 또는 PIFS (point coordination function IFS)와 같은 IFS 경과 후 백오프 수행 후 전송된다. 관리 프레임의 서브타입 프레임으로 Beacon, Association request/response, probe request/response, authentication request/response 등이 있다. 제어 프레임은 매체에 액세스를 제어하기 위하여 사용되는 프레임이다. 제어 프레임의 서브 타입 프레임으로 RTS, CTS, ACK 등이 있다. 제어 프레임은 다른 프레임의 응답 프레임이 아닌 경우 DIFS 경과 후 백오프 수행 후 전송되고, 다른 프레임의 응답 프레임인 경우 SIFS (short IFS) 경과 후 백오프 없이 전송된다. 프레임의 타입과 서브 타입은 프레임 제어 필드 내의 type 필드와 subtype 필드에 의해 식별될 수 있다.

한편, QoS (Quality of Service) STA은 프레임이 속하는 access category (AC)를 위한 AIFS(arbitration IFS), 즉 AIFS[AC] 경과 후 백오프 수행 후 프레임을 전송할 수 있다. 이때, AIFS[AC]가 사용될 수 있는 프레임은 데이터 프레임, 관리 프레임 및 응답 프레임이 아닌 제어 프레임이 될 수 있다.

도 5는 채널에서 프레임들 간의 충돌을 회피하기 위한 CSMA(carrier sense multiple access)/CA(collision avoidance) 방식에 따른 프레임 전송 절차를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5를 참고하면, 제1 디바이스(STA1)는 데이터를 전송하고자 하는 송신 디바이스를 의미하고, 제2 디바이스(STA2)는 제1 디바이스(STA1)부터 전송되는 데이터를 수신하는 수신 디바이스를 의미한다. 제3 디바이스(STA3)는 제1 디바이스(STA1)로부터 전송되는 프레임 및/또는 제2 디바이스(STA2)로부터 전송되는 프레임을 수신할 수 있는 영역에 위치할 수 있다.

제1 디바이스(STA1)는 캐리어 센싱(carrier sensing)을 통해 채널이 사용되고 있는지를 판단할 수 있다. 제1 디바이스(STA1)는 채널에 존재하는 에너지의 크기 또는 신호의 상관성(correlation)을 기반으로 채널의 점유 상태를 판단할 수 있고, 또는 NAV(network allocation vector) 타이머(timer)를 사용하여 채널의 점유 상태를 판단할 수 있다.

제1 디바이스(STA1)는 DIFS 동안 채널이 다른 디바이스에 의해 사용되지 않는 것으로 판단된 경우(즉, 채널이 아이들(idle) 상태인 경우) 백오프 수행 후 RTS(request to send) 프레임을 제2 디바이스(STA2)에 전송할 수 있다. 제2 디바이스(STA2)는 RTS 프레임을 수신한 경우 SIFS 후에 RTS 프레임에 대한 응답인 CTS(clear to send) 프레임을 제1 디바이스(STA1)에 전송할 수 있다.

한편, 제3 디바이스(STA3)는 RTS 프레임을 수신한 경우 RTS 프레임에 포함된 기간(duration) 정보를 사용하여 이후에 연속적으로 전송되는 프레임 전송 기간(예를 들어, SIFS + CTS 프레임 + SIFS + 데이터 프레임 + SIFS + ACK 프레임)에 대한 NAV 타이머를 설정할 수 있다. 또는 제3 디바이스(STA3)는 CTS 프레임을 수신한 경우 CTS 프레임에 포함된 기간 정보를 사용하여 이후에 연속적으로 전송되는 프레임 전송 기간(예를 들어, SIFS + 데이터 프레임 + SIFS + ACK 프레임)에 대한 NAV 타이머를 설정할 수 있다. 제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머가 만료되기 전에 새로운 프레임을 수신한 경우 새로운 프레임에 포함된 기간 정보를 사용하여 NAV 타이머를 갱신할 수 있다. 제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머가 만료되기 전까지 채널 접속을 시도하지 않는다.

제1 디바이스(STA1)는 제2 디바이스(STA2)로부터 CTS 프레임을 수신한 경우 CTS 프레임의 수신이 완료된 시점부터 SIFS 후에 데이터 프레임을 제2 디바이스(STA2)에 전송할 수 있다. 제2 디바이스(STA2)는 데이터 프레임을 성공적으로 수신한 경우 SIFS 후에 데이터 프레임에 대한 응답인 ACK 프레임을 제1 디바이스(STA1)에 전송할 수 있다.

제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머가 만료된 경우 캐리어 센싱을 통해 채널이 사용되고 있는지를 판단할 수 있다. 제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머의 만료 후부터 DIFS 동안 채널이 다른 디바이스에 의해 사용되지 않은 것으로 판단된 경우 랜덤 백오프에 따른 경쟁 윈도우(CW)가 지난 후에 채널 접속을 시도할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법에 대해서 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크는 앞서 설명한 무선랜일 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크는 무선랜 중에서 IEEE 802.11ax 태스크 그룹에서 개발되고 있는 고효율 무선랜(high efficiency WLAN, HEW)일 수 있다. 아래에서는 설명의 편의상 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크를 HEW로 가정하여서 설명한다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 포맷을 예시하는 도면이며, 도 7은 기존 무선랜에서 20 MHz 전송 모드에서의 서브캐리어 할당을 예시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 서브캐리어 할당을 예시하는 도면이다. 도 6에 도시한 프레임은 PHY 프레임, 예를 들면 PLCP(physical layer convergence procedure) 프레임이며, 기본 대역폭(예를 들면, 20 MHz 대역폭)의 채널을 사용하는 것으로 가정한다. 또한 도 6에 도시한 프레임은 요청 프레임 또는 요청 프레임에 대한 응답 프레임일 수 있다. 요청 프레임은 한 예로 RTS 프레임일 수 있으며, 응답 프레임은 한 예로 CTS 프레임일 수 있다.

도 6을 참고하면, 프레임은 레거시 쇼트 트레이닝 필드(legacy short training field, L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(legacy long training field, L-LTF), 레거시 시그널 필드(legacy signal field, L-SIG) 및 데이터 필드(DATA)를 포함한다. 레거시 쇼트 트레이닝 필드(L-STF)와 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF)는 동기화 및 채널 추정에 사용될 수 있다. 레거시 시그널 필드(L-SIG)는 데이터 필드(DATA)의 레이트와 길이 정보를 포함할 수 있다. 레거시 쇼트 트레이닝 필드(L-STF)와 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF)는 각각 두 개의 심볼, 즉 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼로 이루어지고, 레거시 시그널 필드(L-SIG)는 하나의 심볼로 이루어진다. 데이터 필드(DATA)는 서비스 필드, MAC 프레임 부분 및 테일 비트를 포함할 수 있으며, 필요한 경우 패드 비트를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 요청 프레임 또는 응답 프레임은 기존 무선랜과의 역 호환성을 위해서 레거시(IEEE 802.11a 또는 IEEE 802.11g) 무선랜에서 정의하는 레거시 프레임 포맷을 사용한다.

본 발명의 한 실시예에서, 데이터 필드(DATA)의 각 심볼에 포함되는 복수의 서브캐리어 중에서 기존 무선랜에서 데이터 서브캐리어로 할당된 서브캐리어 이외의 M개의 서브캐리어가 시그널링 정보를 전송할 추가 데이터 서브캐리어로 사용된다. 여기서 M은 1 이상의 정수이다.

한 심볼에 포함되는 서브캐리어의 개수는 사용하는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)의 크기에 의해 결정된다. 앞서 설명한 것처럼 요청 프레임 또는 응답 프레임은 레거시 프레임 포맷을 사용한다. 레거시 프레임 포맷에서는 송신 디바이스의 역 푸리에 변환기(도 2의 140)가 역 푸리에 변환을 수행할 때 20 MHz 대역폭 기준으로 64 크기의 FFT를 사용하므로, 도 6에 도시한 프레임의 한 심볼은 64개의 서브캐리어를 포함한다. 이때, 레거시 프레임 포맷에서는 64개의 서브캐리어 중에서 1개의 서브캐리어가 DC(direct current) 서브캐리어로 사용되고, 4개의 서브캐리어가 파일럿으로, 11개의 서브캐리어가 가드(guard)로 사용된다. 따라서 64개의 서브캐리어 중에서 48개의 서브캐리어가 데이터 서브캐리어로 사용된다. 도 7에 예시한 것처럼, DC의 서브캐리어 인덱스(SC idx)가 0인 경우, 서브캐리어 인덱스가 -21, -7, 7, 21인 톤이 파일럿으로 사용되고, DC를 중심으로 양쪽 끝의 일부 서브캐리어, 즉 서브캐리어 인덱스가 -32∼-27 및 27∼31인 서브캐리어가 가드로 사용될 수 있다.

어떤 실시예에서는 도 8에 도시한 것처럼 64개의 서브캐리어 중에서 인덱스가 -28 및 -27인 음의 서브캐리어와 인덱스가 27 및 28인 양의 서브캐리어가 가드 대신에 추가 데이터 서브캐리어로 사용될 수 있다. 따라서 한 심볼에서 총 4개의 서브캐리어가 추가 데이터 서브캐리어로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서는 4개와는 다른 개수의 서브캐리어가 추가 데이터 서브캐리어로 사용될 수도 있다.

이상에서 설명한 것처럼, 요청 프레임 또는 응답 프레임의 데이터 필드에서 기존 무선랜에서는 데이터 서브캐리어로 사용되지 않던 서브캐리어가 추가 데이터 서브캐리어로 사용되므로, 시그널링 정보를 추가 데이터 서브캐리어로 전송할 수 있다.

추가 데이터 서브캐리어는 기존 무선랜에서는 가드에 해당하므로, 기존 무선랜 디바이스, 예를 들면 레거시 디바이스, HT 디바이스 또는 VTH 디바이스는 추가 데이터 서브캐리어를 가드로 판단해서 추가 데이터 서브캐리어를 복조/활용하지 않는다. 이와는 달리 HEW 디바이스는 추가 데이터 서브캐리어도 데이터 서브캐리어로 판단해서 이를 해석할 수 있다. 따라서 기존 무선랜과 역 호환성을 유지하면서 추가적인 시그널링 정보를 전송할 수 있다.

도 9, 도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.

도 9를 참고하면, 어떤 실시예에서 데이터 필드(DATA) 외에 레거시 시그널 필드(L-SIG)에서도 추가 데이터 서브캐리어를 사용할 수 있다. 그러면 레거시 시그널 필드(L-SIG), 즉 하나의 심볼에 해당하는 추가 데이터 서브캐리어를 더 사용할 수 있다.

다른 실시예에서 데이터 필드(DATA)에서는 추가 데이터 서브캐리어를 사용하지 않고 레거시 시그널 필드(L-SIG)에서만 추가 데이터 서브캐리어를 사용할 수 있다. 또 다른 실시예에서 레거시 쇼트 트레이닝 필드(L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF), 레거시 시그널 필드(L-SIG) 및 데이터 필드(DATA) 중 적어도 일부 필드에서 추가 데이터 서브캐리어를 사용할 수 있다.

도 10을 참고하면, 어떤 실시예에서 송신 디바이스는 추가 데이터 서브캐리어로 전송되는 정보를 다른 데이터 서브캐리어로 전송되는 정보와 동일하게 코딩 및 변조할 수 있다. 이 경우 추가 데이터 서브캐리어 중 일부는 추가 데이터 서브캐리어에 대한 채널을 추정할 수 있도록 롱 트레이닝 필드(LTF)로 사용될 수 있다. 예를 들면 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF)와 동일하게 두 심볼에 해당하는 추가 데이터 서브캐리어가 채널 추정을 위한 롱 트레이닝 필드(LTF)로 사용될 수 있다.

따라서 수신 디바이스는 롱 트레이닝 필드(LTF)를 통해 추가 데이터 서브캐리어에 해당하는 채널을 추정할 수 있다.

도 11을 참고하면, 어떤 실시예에서 추가 데이터 서브캐리어로 전달되는 시그널링 정보는 소정의 패턴으로 제공될 수 있다. 예를 들면 N개의 심볼에서 추가 데이터 서브캐리어를 사용하고, 한 심볼에서 4개의 서브캐리어가 추가 데이터 서브캐리어로 할당되는 경우, 4ㅧN 행렬의 패턴으로 시그널링 정보가 전송될 수 있다. 예를 들면 소정 개수의 패턴을 정의하고, 각 패턴에 소정의 정보를 대응시킬 수 있다. 따라서 수신 디바이스는 수신한 프레임의 추가 데이터 서브캐리어가 정의하는 4ㅧN 행렬에 의해 형성되는 패턴에 기초하여 송신 디바이스가 제공한 정보를 확인할 수 있다.

예를 들면 수학식 1과 같이 1과 -1을 사용하여서 소정 개수의 패턴을 정의할 수 있다. 이와는 달리 j와 -j를 사용하여서 소정 개수의 패턴을 정의할 수도 있다.

어떤 실시예에서 다양한 행렬 패턴 중에서 프로베니우스 놈(Frobenius norm)이 가장 큰 차이를 보이는 소정 개수의 패턴, 예를 들면 4개의 패턴을 사용할 수도 있다.

이와 같이 추가 데이터 서브캐리어로 전달될 시그널링 정보를 소정의 패턴을 통해 제공하는 경우, 수신 디바이스는 채널 추정에 실패하더라도 패턴에 기초해서 시그널링 정보를 해석할 수 있다. 또한 송신 디바이스에서 추가 데이터 서브캐리어로 전달될 시그널링 정보를 코딩 및/또는 변조하지 않고 전송하는 경우에도, 수신 디바이스는 패턴에 기초해서 시그널링 정보를 해석할 수 있다.

다음 송신 디바이스가 추가 데이터 서브캐리어를 사용하여서 프레임을 전송하는지를 알려주기 위한 방법에 대해서 설명한다.

도 12, 도 13, 도 14 및 도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 포맷을 검출하는 방법을 예시하는 도면이다.

도 12를 참고하면, 레거시 시그널 필드(L-SIG)는 레이트 필드(RATE), 예약된 비트 및 길이 필드(LENGTH)를 포함한다. 레이트 필드(RATE)는 4 비트를 가지고, 길이 필드(LENGTH)는 12 비트를 가진다. 이때, 길이 필드(LENGTH) 다음에 1 비트의 패드 비트가 추가되고, 6 비트의 테일 비트가 추가된다. 어떤 실시예에서는 레거시 시그널 필드의 예약된 1 비트를 해당 프레임이 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 지시하는 지시자(indication)로 사용한다.

따라서 HEW 디바이스는 레거시 시그널 필드(L-SIG)의 지시자가 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드를 지시하는 경우 추가 데이터 서브캐리어의 정보를 해석할 수 있다.

도 13을 참고하면, 데이터 필드(DATA)는 서비스 필드(service field)를 포함한다. 서비스 필드는 데이터 필드(DATA)의 처음 16 비트에 해당하며, 서비스 필드의 처음 7 비트는 스크램블러 초기화 비트(scrambler initialization bits)에 대응한다. 스크램블러 초기화 비트는 디스크램블러(descrambler)와 동기화하는데 사용되며, 수신기에서 스크램블러의 초기 상태(initial state)의 추정을 가능하도록 0으로 설정될 수 있다. 남은 9 비트는 예약된 비트로 0으로 설정될 수 있다.

송신 디바이스의 스크램블러는 7 비트의 스크램블러 시드(scrambler seed) 로부터 127 비트의 시퀀스를 반복적으로 생성하여서 스크램블링 시퀀스를 생성한다. 따라서 스크램블러 시드와 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트는 일대일로 매핑된다. 또한 스크램블러 초기화 비트가 "0000000"으로 설정되어 있으므로, 스크램블링 전의 데이터 필드를 스크램블링 시퀀스로 스크램블링하여 출력되는 데이터의 처음 7 비트는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트와 동일하다. 따라서 수신 스테이션은 수신한 프레임에서 데이터 필드의 처음 7 비트를 스크램블러 시드로 결정하여서 송신 스테이션과 동일한 스크램블링 시퀀스를 생성하고, 이에 따라 데이터 필드를 디스크램블링할 수 있다.

어떤 실시예에서, 스크램블러 시드, 즉 스크램블러 시퀀스의 처음 7 비트 중 일부 비트를 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는지를 지시하는 지시자(indication)로 사용한다. 서비스 필드의 처음 7 비트, 즉 데이터 필드의 처음 7 비트는 스크래블러 시퀀스의 처음 7 비트와 동일하므로, 수신 디바이스는 데이터 필드(DATA)의 처음 7 비트 중 지시자에 해당하는 비트로 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는지를 확인할 수 있다.

다른 실시예에서 도 14에 도시한 것처럼 서비스 필드의 예약된 비트 중 일부 비트가 지시자로 사용될 수도 있다.

도 15를 참고하면, 어떤 실시예에서 수신 디바이스는 추가 데이터 서브캐리어가 적용되는 필드에서 추가 데이터 서브캐리어에 해당하는 서브캐리어의 전력에 기초해서 추가 데이터 서브캐리어로 시그널링 정보가 전송되는지를 판단할 수 있다. 기존 무선랜에서는 추가 데이터 서브캐리어에 해당하는 서브캐리어는 가드로 사용되므로, 해당 서브캐리어에서 전력이 측정되지 않는다. 그러나 추가 데이터 서브캐리어로 시그널링 정보가 전송되는 경우에는 전력이 측정되므로, 수신 디바이스는 전력 측정을 통해서 프레임 구조를 자동으로 검출할 수 있다.

이상에서는 기본 대역폭(예를 들면 20 MHz 대역폭)의 채널에 대해서 설명하였지만, 다중 대역폭의 채널에서도 추가 데이터 서브캐리어를 사용할 수 있으며, 아래에서는 이러한 실시예에 대해서 도 16 및 도 17을 참고로 하여 설명한다.

도 16 및 도 17은 각각 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 다중 대역폭에서의 프레임 포맷을 예시하는 도면이다. 도 16 및 도 17에서는 설명의 편의상 다중 대역폭을 40 MHz 대역폭으로 가정한다.

도 16을 참고하면, 요청 프레임 또는 응답 프레임은 기본 대역폭(예를 들면 20 MHz 대역폭) 단위로 반복되어서 전송된다. 즉, 하나의 기본 대역폭의 각 필드가 다른 기본 대역폭으로 복제된다. 레거시 디바이스는 기본 대역폭의 프레임만 해석할 수 있으므로, 기본 대역폭 단위로 복제되어서 전송되는 요청 프레임 또는 응답 프레임은 레거시 디바이스뿐만 아니라 HT 디바이스 및 VHT 디바이스와 호환성을 유지할 수 있다.

어떤 실시예에서는 하나의 기본 대역폭의 추가 데이터 서브캐리어의 데이터도 다른 기본 대역폭의 추가 데이터 서브캐리어로 복제된다.

다른 실시예에서는 도 17에 도시한 것처럼 기본 대역폭 단위로 복제하지 않을 수 있다. 어떤 실시예에서는 도 10을 참고로 하여 설명한 것처럼, 하나의 기본 대역폭의 추가 데이터 서브캐리어로 전송하는 시그널링 정보와 다른 시그널링 정보를 다른 기본 대역폭의 추가 데이터 서브캐리어로 전송할 수도 있다. 다른 실시예에서는 도 11을 참고로 하여 설명한 것처럼, 복수의 기본 대역폭의 추가 데이터 서브캐리어로 패턴을 정의할 수 있다. 예를 들면, 20 MHz 대역폭에서 심볼마다 4개의 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 경우, 40 MHz 대역폭에서는 8ㅧN 행렬 패턴을 정의할 수 있다. 이 경우 많은 종류의 패턴을 정의할 수 있으므로, 많은 양의 시그널링 정보를 전송할 수 있다.

도 16 및 도 17에서는 다중 대역폭으로 40 MHz 대역폭을 예로 들어서 설명하였지만, 이와 다른 대역폭의 채널에서도 도 16 또는 도 17을 참고로 하여 설명한 것처럼 추가 데이터 서브캐리어를 적용할 수 있다.

다음 추가 데이터 서브캐리어로 전송할 수 있는 시그널링 정보의 예에 대해서 설명한다.

도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 사용되는 채널 폭의 예를 나타내는 도면이며, 도 19 및 도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 RTS 프레임과 CTS 프레임의 교환을 설명하기 위한 도면이다.

기존 무선랜에서는 다중 대역폭을 사용하는 경우 연속적인 채널만 지원하고 비연속적인(non-contiguous) 채널을 지원하지는 않았다. 예를 들면 도 18에 도시한 것처럼 VHT 무선랜에서 80 MHz 채널 폭은 20 MHz 대역폭을 가지는 일차 채널(앞으로 "일차 20 MHz 채널"이라 함)(primary), 20 MHz 대역폭을 가지는 이차 채널(앞으로 "이차 20 MHz 채널"이라 함)(secondary20) 및 40 MHz 대역폭을 가지는 이차 채널(앞으로 "이차 40 MHz 채널"이라 함)(secondary40)로 분할될 수 있다. 이때, VHT 디바이스는, 20 MHz 대역폭의 송신을 위해 일차 20 MHz 채널을 사용하고, 40 MHz 대역폭의 송신을 위해 일차 20 MHz 채널과 이차 20 MHz 채널을 사용하고, 80 MHz 대역폭의 송신을 위해 일차 20 MHz 채널, 이차 20 MHz 채널 및 이차 40 MHz 채널을 사용한다. 이와 같이, VHT 디바이스는 항상 일차 20 MHz 채널과 함께 이와 인접한 다른 이차 채널을 사용하여서 다중 채널을 사용한다.

그러나 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 HEW 디바이스는 이차 채널을 일차 채널과 독립적으로 사용할 수 있으며, 또한 이차 40 MHz 채널도 20 MHz 대역폭으로 분할해서 사용할 수도 있다. 이차 채널의 독립적인 사용을 위해서, 예를 들면 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency-division multiple access, OFDMA) 방식이 사용될 수 있다.

이 경우, 도 19 및 도 20에 도시한 것처럼, 송신 디바이스(AP)가 수신 디바이스(STA1)로 보낼 데이터가 있는 경우 요청 프레임, 예를 들면 RTS 프레임을 전송하여서 이를 알린다. 이때, 송신 디바이스(AP)가 일차 20 MHz 채널(채널 1)과 이차 40 MHz 채널 중 20 MHz 대역폭의 채널(채널 4)을 사용해서 데이터를 전송하는 것으로 가정한다. 그러면 비연속적인 채널을 지원하지 않는 기존 무선랜과의 호환성을 위해서, 송신 디바이스는 20 MHz 대역폭의 RTS 프레임을 80 MHz 채널 전체로 복제해서 전송한다.

다음 RTS 프레임의 수신기 주소(receiver address, RA) 필드에 설정된 주소에 해당하는 디바이스(STA1)는 RTS 프레임에 대한 응답으로 응답 프레임, 예를 들면 CTS 프레임을 SIFS 경과 후에 송신한다. 이때, 수신 디바이스(STA1)는 20 MHz 대역폭의 CTS 프레임을 80 MHz 채널 전체로 복제해서 전송한다. 또한 수신 디바이스(STA1)는 RTS 프레임의 송신기 주소(transmitter address, TA) 필드에 설정된 주소를 CTS 프레임의 RA 필드에 복사해서 CTS 프레임을 전송한다.

다음 CTS 프레임을 수신한 송신 디바이스(AP)는 할당된 대역폭의 채널(예를 들면 채널 1와 채널 4) 상에서 데이터 프레임을 SIFS 경과 후에 수신 디바이스(STA1)로 전송한다. 그리고 데이터 프레임을 수신한 디바이스(STA1)는 할당된 대역폭의 채널(예를 들면 채널 1와 채널 4) 상에서 ACK 프레임을 SIFS 경과 후에 송신 디바이스(AP)로 전송한다.

이 경우, 기존 무선랜에서는 RTS 프레임을 수신한 다른 디바이스(STA2)는 RTS 프레임의 기간 필드에 기초해서 NAV를 업데이트하고, CTS 프레임을 수신한 다른 디바이스(STA3)는 CTS 프레임의 기간 필드에 기초해서 NAV를 업데이트한다. 따라서 디바이스(STA2, STA3)는 설정된 NAV에 따라 송신 디바이스(AP)와 수신 디바이스(STA1)에서 데이터 프레임과 ACK 프레임을 교환하는 동안 80 MHz 채널 전체를 사용할 수 없다.

따라서 어떤 실시예에서는 RTS 프레임과 CTS 프레임을 송신할 때, 추가 데이터 서브캐리어를 통하여 디바이스가 사용하는 대역폭에 대한 정보를 전달한다. 따라서 디바이스(STA2, STA3)가 HEW 디바이스인 경우, RTS 프레임 또는 CTS 프레임의 추가 데이터 서브캐리어를 통해 전달되는 정보를 해석하여서 송신 디바이스(AP)와 수신 디바이스(STA1)가 사용하지 않는 대역폭을 확인할 수 있다. 그러면 디바이스(STA2, STA3)는 사용하지 않는 대역폭의 채널(예를 들면, 채널 2와 채널 3)을 통해 프레임을 송신 또는 수신할 수 있다.

한편, 레거시 디바이스, HT 디바이스 또는 VHT 디바이스는 추가 데이터 서브캐리어로 전달되는 정보를 해석할 수 없으므로, 80 MHz 전체 대역을 사용할 수 없다.

이와 같이 추가 데이터 서브캐리어를 통해 사용하는 대역폭에 대한 정보를 제공하는 경우, 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

다른 실시예에서 추가 서브캐리어를 통하여 다른 시그널링 정보를 전달할 수도 있다. 시그널링 정보는 예를 들면 프레임 타입 정보, 식별자와 관련된 정보, 다중 사용자(multi user, MU) 관련 정보, OFDM 또는 OFDMA 등의 전송 모드 정보, 자원 할당 정보, 전력 절약 정보, 캘리브레이션 정보, 동적 클리어 채널 평가(clear channel assessment, CCA) 정보 및 간섭 정보 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 식별자와 관련된 정보는 BSS 식별자(BSSID), 부분 결합 식별자(partial association identifier, PAID) 및/또는 그룹 ID를 포함할 수 있다. 캘리브레이션 정보는 전력, 타이밍 및/또는 주파수의 캘리브레이션을 위한 정보를 포함할 수 있다. 이외에 시그널링 정보는 송신 디바이스와 수신 디바이스의 송수신과 관련된 다른 정보를 더 포함할 수 있다.

도 21은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 디바이스에서의 프레임 송신 방법을 예시하는 흐름도이며, 도 22는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 디바이스에서의 프레임 수신 방법을 예시하는 흐름도이다.

도 21을 참고하면, 송신 디바이스는 요청 프레임 또는 응답 프레임을 전송하기 위해서 레거시 프레임 포맷의 레거시 쇼트 트레이닝 필드(L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF), 레거시 시그널 필드(L-SIG) 및 데이터 필드(DATA)를 생성한다(S211). 이때, 데이터 필드(DATA)는 요청 프레임 또는 응답 프레임의 MAC 프레임 부분을 포함한다. 송신 디바이스는 쇼트 트레이닝 필드(L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF), 레거시 시그널 필드(L-SIG) 및 데이터 필드(DATA) 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어를 추가 데이터 서브캐리어로 설정한다(S212). 또한 송신 디바이스는 추가 데이터 서브캐리어에 정보, 예를 들면 시그널링 정보를 할당한다(S213).

도 21에서는 단계 S211, 단계 S212 및 단계 S213을 순서대로 도시하였지만, 이들 단계(S211, S212, S213)는 다른 순서로 수행될 수도 있으며, 또는 동시에 수행될 수도 있다.

다음 송신 디바이스는 레거시 쇼트 트레이닝 필드(L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF), 레거시 시그널 필드(L-SIG), 데이터 필드(DATA) 및 추가 데이터 서브캐리어에 할당된 정보를 포함하는 프레임을 전송한다(S214).

도 22를 참고하면, 레거시 프레임 포맷의 레거시 쇼트 트레이닝 필드(L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF), 레거시 시그널 필드(L-SIG) 및 데이터 필드(DATA)를 포함하는 프레임을 수신한다(S221). 이때, 데이터 필드(DATA)는 요청 프레임 또는 응답 프레임의 MAC 프레임 부분을 포함한다. 송신 디바이스는 쇼트 트레이닝 필드(L-STF), 레거시 롱 트레이닝 필드(L-LTF), 레거시 시그널 필드(L-SIG) 및 데이터 필드(DATA) 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어로부터 정보, 예를 들면 시그널링 정보를 획득한다(S222).

이때, 수신 디바이스는 수신한 프레임의 소정 비트에 포함되는 지시자에 기초해서 해당 프레임이 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 판단할 수 있다. 이와는 달리 수신 디바이스는 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어의 전력 측정을 통해 수신한 프레임이 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 판단할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 프레임 송신 방법 및 프레임 수신은 방법은 도 1 내지 도 3에 도시한 베이스밴드 프로세서(10)에 의해 실행될 수 있다. 어떤 실시예에서 본 발명의 실시예에 따른 프레임 송신 방법 및 프레임 수신 방법을 실행하는데 사용되는 명령어 등이 메모리(40)와 같은 기록 매체에 저장되어 있을 수 있다. 어떤 실시예에서 이러한 명령어의 적어도 일부는 MAC 소프트웨어일 수도 있다. 어떤 실시예에서 명령어의 적어도 일부는 외부 서버의 기록 매체로부터 전송되어 메모리(40)에 저장될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

무선랜에서 디바이스의 프레임 송신 방법으로서,
레거시 프레임 포맷의 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 레거시 롱 트레이닝 필드, 레거시 시그널 필드 및 데이터 필드를 생성하는 단계,
상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드 및 상기 데이터 필드 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어에 소정의 정보를 할당하는 단계, 그리고
상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드, 상기 데이터 필드 및 상기 소정의 정보를 포함하는 프레임을 송신하는 단계
를 포함하는 프레임 송신 방법.
제1항에서,
상기 적어도 하나의 필드는 상기 데이터 필드를 포함하는 프레임 송신 방법.
제2항에서,
상기 적어도 하나의 필드는 상기 시그널 필드를 더 포함하는 프레임 송신 방법.
제1항에서,
상기 추가 데이터 서브캐리어는 상기 레거시 프레임 포맷에서 가드로 사용되는 서브캐리어 중 일부 서브캐리어를 포함하는 프레임 송신 방법.
제4항에서,
20 MHz 대역폭을 기준으로 상기 추가 데이터 서브캐리어는 인덱스가 -28, -27, 27 및 28인 서브캐리어를 포함하는 프레임 송신 방법.
제1항에서,
상기 적어도 하나의 필드에 포함되는 복수의 심볼 중 적어도 하나의 심볼의 추가 데이터 서브캐리어는 채널 추정을 위한 롱 트레이닝 필드로 사용되는 프레임 송신 방법.
제1항에서,
상기 적어도 하나의 필드의 N개의 심볼 각각에서 M개의 상기 추가 데이터 서브캐리어가 사용되는 경우, 소정의 MㅧN 행렬 패턴에 의해 상기 소정의 정보가 할당되는 프레임 송신 방법.
제1항에서,
상기 프레임은 RTS(request to send) 프레임 또는 CTS(clear to send) 프레임인 프레임 송신 방법.
제8항에서,
상기 소정의 정보는 상기 디바이스가 사용하는 대역폭에 대한 정보를 포함하는 프레임 송신 방법.
제1항에서,
상기 프레임은 상기 프레임이 상기 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 지시하는 지시자를 포함하는 프레임 송신 방법.
제10항에서,
상기 레거시 시그널 필드의 소정 비트가 상기 지시자를 포함하는 프레임 송신 방법.
제10항에서,
상기 데이터 필드를 스크램블링하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 소정 비트가 상기 지시자를 포함하는 프레임 송신 방법.
제10항에서,
상기 데이터 필드는 서비스 필드를 포함하고,
상기 서비스 필드의 처음 7 비트는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트에 대응하며,
상기 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 소정 비트가 상기 지시자를 포함하는 프레임 송신 방법.
제10항에서,
상기 데이터 필드는 서비스 필드를 포함하고,
상기 서비스 필드 중 여덟 번째부터 열 여섯 번째 비트 중 소정 비트가 상기 지시자를 포함하는 프레임 송신 방법.
무선 통신 네트워크에서 디바이스의 프레임 수신 방법으로서,
레거시 쇼트 트레이닝 필드, 레거시 롱 트레이닝 필드, 레거시 시그널 필드 및 데이터 필드를 포함하는 레거시 프레임 포맷의 프레임을 수신하는 단계, 그리고
상기 레거시 쇼트 트레이닝 필드, 상기 레거시 롱 트레이닝 필드, 상기 레거시 시그널 필드 및 상기 데이터 필드 중 적어도 하나의 필드에서, 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어 중 일부 서브캐리어로 설정된 추가 데이터 서브캐리어로부터 정보를 획득하는 단계
를 포함하는 프레임 수신 방법.
제15항에서,
상기 추가 데이터 서브캐리어는 상기 레거시 프레임 포맷에서 가드로 사용되는 서브캐리어 중 일부 서브캐리어를 포함하는 프레임 송신 방법.
제16항에서,
20 MHz 대역폭을 기준으로 상기 추가 데이터 서브캐리어는 인덱스가 -28, -27, 27 및 28인 서브캐리어를 포함하는 프레임 송신 방법.
제15항에서,
상기 정보는 상기 프레임을 송신한 디바이스가 사용하는 대역폭에 대한 정보를 포함하는 프레임 송신 방법.
제15항에서,
상기 프레임의 소정 비트에 포함되는 지시자에 기초해서 상기 프레임이 상기 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 프레임 수신 방법.
제15항에서,
상기 레거시 프레임 포맷에서 데이터 서브캐리어로 설정되지 않은 서브캐리어의 전력 측정을 통해 상기 프레임이 상기 추가 데이터 서브캐리어를 사용하는 모드인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 프레임 수신 방법.