【文献】
Robert Stacey et al.,IEEE P802.11 Wireless LANs Specification Framework for TGac,IEEE 802.11-09/0992r21,2011年 1月19日,pp.1-50
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1は、無線LAN(wireless local area network、WLAN)の構造を示す概念図である。
【0014】
図1の上段は、IEEE(institute of electrical and electronic engineers)802.11のインフラストラクチャネットワーク(infrastructure network)の構造を示す。
【0015】
図1の上段を参照すると、無線LANシステムは、一つまたはそれ以上の基本サービスセット(Basic Service Set、BSS)100、105を含むことができる。BSS100、105は、成功的に同期化を行われて互いに通信できるAP(access point)125及びSTA1(Station)100−1のようなAPとSTAのセットであり、特定領域を示す概念ではない。BSS105は、一つのAP130に一つ以上の結合可能なSTA105−1、105−2を含むことができる。
【0016】
インフラストラクチャBSSは、少なくとも一つのSTA、分散サービス(Distribution Service)を提供するAP125、130及び複数のAPを連結させる分散システム(Distribution System、DS)110を含むことができる。
【0017】
分散システム110は、複数のBSS100、105を連結して拡張されたサービスセットであるESS(extended service set)140を具現することができる。ESS140は、一つまたは複数個のAP125、130が分散システム110を介して連結されて構成された一つのネットワークを指示する用語として使われることができる。一つのESS140に含まれるAPは、同じSSID(service set identification)を有することができる。
【0018】
ポータル(portal)120は、無線LANネットワーク(IEEE802.11)と他のネットワーク(例えば、802.X)との連結を実行するブリッジ役割を遂行することができる。
【0019】
図1の上段のようなインフラストラクチャネットワークでは、AP125、130間のネットワーク及びAP125、130とSTA100−1、105−1、105−2との間のネットワークが具現されることができる。しかし、AP125、130が無しでSTA間でもネットワークを設定して通信を実行することも可能である。AP125、130が無しでSTA間でもネットワークを設定して通信を実行するネットワークをアドホックネットワーク(Ad−Hoc network)または独立BSS(independent basic serviceset)と定義する。
【0020】
図1の下段は、独立BSSを示す概念図である。
【0021】
図1の下段を参照すると、独立BSS(independent BSS、IBSS)は、アドホックモードに動作するBSSである。IBSSは、APを含まないため、中央で管理機能を遂行する個体(centralized management entity)がない。即ち、IBSSでは、STA150−1、150−2、150−3、155−4、155−5が分散された方式(distributed manner)に管理される。IBSSでは、全てのSTA150−1、150−2、150−3、155−4、155−5が移動STAからなることができ、分散システムへの接続が許容されなくて自己完備的ネットワーク(self−contained network)を構築する。
【0022】
STAは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11標準の規定に従う媒体接続制御(Medium Access Control、MAC)と無線媒体に対する物理階層(Physical Layer)インターフェースを含む任意の機能媒体であり、広義では、APと非−AP STA(Non−AP Station)を両方とも含む意味として使われることができる。
【0023】
STAは、移動端末(mobile terminal)、無線機器(wireless device)、無線送受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit;WTRU)、ユーザ装備(User Equipment;UE)、移動局(Mobile Station;MS)、モバイル加入者ユニット(Mobile Subscriber Unit)または単純にユーザ(user)などの多様な名称で呼ばれることもある。
【0024】
図2は、IEEE802.11によりサポートされる無線LANシステムの階層アーキテクチャを示す。
【0025】
図2では、無線LANシステムの階層アーキテクチャ(PHY architecture)を概念的に示した。
【0026】
無線LANシステムの階層アーキテクチャは、MAC(medium access control)副階層(sublayer)220、PLCP(Physical Layer Convergence Procedure)副階層210、及びPMD(Physical Medium Dependent)副階層200を含むことができる。PLCP副階層210は、MAC副階層220がPMD副階層200に最小限の従属性を有して動作できるように具現される。PMD副階層200は、複数のSTA間でデータを送受信するための送信インターフェース役割を遂行することができる。
【0027】
MAC副階層220、PLCP副階層210、及びPMD副階層200は、概念的に管理部(management entity)を含むことができる。
【0028】
MAC副階層220の管理部は、MLME(MAC Layer Management Entity)225であり、物理階層の管理部は、PLME(PHY Layer Management Entity)215である。このような管理部は、階層管理動作が実行されるインターフェースを提供することができる。PLME215は、MLME225と連結されてPLCP副階層210及びPMD副階層200の管理動作(management operation)を実行することができ、MLME225もPLME215と連結されてMAC副階層220の管理動作(management operation)を実行することができる。
【0029】
正確なMAC階層動作が実行されるために、SME(STA management entity)250が存在する。SME250は、階層に独立的な構成部として運用されることができる。MLME、PLME、及びSMEは、プリミティブ(primitive)に基づいて相互構成部間に情報を送信及び受信することができる。
【0030】
各副階層での動作を簡略に説明すると、下記の通りである。PLCP副階層210は、MAC副階層220とPMD副階層200との間でMAC階層の指示によってMAC副階層220から受けたMPDU(MAC Protocol Data Unit)をPMD副階層200に伝達し、またはPMD副階層200から来るフレームをMAC副階層220に伝達する。PMD副階層200は、PLCPの下位階層であり、無線媒体を介した複数のSTA間でのデータ送信及び受信を実行することができる。MAC副階層220が伝達したMPDU(MAC protocol data unit)は、PLCP副階層210でPSDU(Physical Service Data Unit)という。MPDUは、PSDUと類似するが、複数のMPDUをアグリゲーション(aggregation)したA−MPDU(aggregated MPDU)が伝達された場合、各々のMPDUとPSDUは、互いに異なる。
【0031】
PLCP副階層210は、PSDUをMAC副階層220から受けてPMD副階層200に伝達する過程で物理階層の送受信機により必要な情報を含む付加フィールドを付ける。このとき、付加されるフィールドは、PSDUにPLCPプリアンブル(preamble)、PLCPヘッダ(header)、コンボリューションエンコーダをゼロ状態(zero state)に返すのに必要なテールビット(Tail Bits)などである。PLCPプリアンブルは、PSDUが送信される前に受信機に同期化機能とアンテナダイバーシティを準備するようにする役割をすることができる。データフィールドは、PSDUにパディングビット、スクランブラを初期化するためのビットシーケンスを含むサービスフィールド及びテールビットが付けられたビットシーケンスがエンコーディングされたコード化シーケンス(coded sequence)を含むことができる。このとき、エンコーディング方式は、PPDUを受信するSTAでサポートされるエンコーディング方式によって、BCC(Binary Convolutional Coding)エンコーディングまたはLDPC(Low Density Parity Check)エンコーディングのうち一つを選択することができる。PLCPヘッダには送信するPPDU(PLCP Protocol Data Unit)に対する情報を含むフィールドが含まれることができる。
【0032】
PLCP副階層210では、PSDUに前述したフィールドを付加してPPDU(PLCP Protocol Data Unit)を生成してPMD副階層200を経由して受信ステーションに送信し、受信ステーションは、PPDUを受信してPLCPプリアンブル、PLCPヘッダからデータ復元に必要な情報を得て復元する。
【0033】
図3は、non−HTフォーマットPPDUを示す概念図である。
【0034】
図3ではIEEE802.11a/gをサポートするnon−HT(high throughput)PPDU(PLCP(physical layer convergence procedure)protocol data unit)フォーマットに対して開示する。non−HTフォーマットPPDUは、レガシーフォーマットPPDUという用語で表現されることもできる。
【0035】
図3を参照すると、non−HTフォーマットPPDUは、L−STF(legacy−short training field)300、L−LTF(legacy−long training field)320、L−SIG(legacy SIGNAL field)340及びデータ360を含むことができる。
【0036】
L−STF300は、短いトレーニングOFDMシンボル(short training orthogonal frequency division multiplexing symbol)を含むことができる。L−STF300は、フレーム探知(frame detection)、AGC(automatic gain control)、ダイバーシティ探知(diversity detection)、粗い周波数/時間同期化(coarse frequency/time synchronization)のために使われることができる。
【0037】
L−LTF320は、長いトレーニングOFDMシンボル(long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)を含むことができる。L−LTF320は、細かい周波数/時間同期化(fine frequency/time synchronization)及びチャネル予測のために使われることができる。
【0038】
L−SIG340は、制御情報を送信するために使われることができる。L−SIG340は、データ送信率(rate)、データ長さ(length)に対する情報を含むことができる。
【0039】
データ360は、ペイロード(payload)であって、サービスフィールド(SERVICE field)、スクランブリングされたPSDU(scrambled PLCP service data unit)、テールビット(tail bits)、パディングビット(padding bits)を含むことができる。
【0040】
図4は、HTフォーマットPPDUを示す概念図である。
【0041】
図4ではHT(high throughput)フォーマットPPDUのうち、IEEE802.11n及びIEEE802.11a/gを両方ともサポートするためのHT混合フォーマットPPDU(HT−mixed format PPDU)に対して開示する。
【0042】
図4を参照すると、HT混合フォーマットPPDUは、
図3に示すnon−HTフォーマットPPDUに追加的にHT−SIG400、HT−STF420、HT−LTF440をさらに含むことができる。
【0043】
HT−SIG400は、HT混合フォーマットPPDUを解析するための情報を含むことができる。例えば、HT−SIG400は、MCS(modulation and coding scheme)、PSDU長さ情報、STBC(space time block coding)情報などを含むことができる。
【0044】
HT−STF420は、AGC性能の向上、タイミング同期化及び周波数同期化のために使われることができる。HT−STF420の全体長さは、L−STFと同じく4usであるが、循環遅延値は互いに異なる。
【0045】
HT−LTF440は、MIMO(multiple input multiple output)チャネル推定と微細CFO(carrier frequency offset)推定のために使われることができる。IEEE802.11nをサポートするSTAは、時空間ストリーム(space time stream)(または、空間ストリーム(spatial stream))の個数ほどチャネルを推定しなければならないため、時空間ストリームの数によってHT−LTF440の個数が増加できる。
【0046】
図5は、VHTフォーマットPPDUを示す概念図である。
【0047】
図5を参照すると、VHT(very high throughput)フォーマットPPDUは、L−STF、L−LTF、L−SIG、VHT−SIG−A、VHT−STF、VHT−LTFs、VHT−SIG−B及びデータを含むことができる。
【0048】
L−STFフィールド、L−LTFフィールド及びL−SIGフィールドは、
図3で前述したように、non−HTフォーマットPPDUに含まれているフィールドである。残りのVHT−SIG−A500、VHT−STF520、VHT−LTF540及びVHT−SIG−B560は、VHTフォーマットPPDUにのみ含まれることができる。
【0049】
VHT−SIG−A500は、VHTフォーマットPPDUを解析するための情報を含むことができる。VHT−SIG−A500は、VHT−SIG−A1及びVHT−SIG−A2を含むことができる。VHT−SIG−A1は、使用するチャネルの帯域幅情報、空間時間ブロックコーディングの適用可否、MU(multi−user)−MIMOでグルーピングされたSTAの送信に使われるグループを指示するグループID(identifier)及び使われるストリームの個数に対する情報などを含むことができる。
【0050】
VHT−SIG−A2は、短いガードインターバル(guard interval、GI)使用可否に対する情報、フォワードエラー訂正(FEC;forward error correction)情報、単一ユーザに対するMCS(modulation and coding scheme)に対する情報、複数ユーザに対するチャネルコーディングの種類に対する情報、ビーム形成関連情報、CRC(cyclic redundancy checking)のための冗長ビット(redundancy bits)と畳み込みデコーダ(convolutional decoder)のテールビット(tail bit)などを含むことができる。
【0051】
VHT−STF520は、MIMO環境で自動利得制御推定(automatic gain control estimation)を向上させるために使われることができる。
【0052】
VHT−LTF540は、MIMO環境でチャネルを推定するために使われる。
【0053】
VHT−SIG−B560は、各STAに対する情報、即ち、PSDUの長さとMCSに対する情報、テールビットなどを含むことができる。
【0054】
図6は、各々のPPDUに含まれているフィールドを送信する方法を示す概念図である。
【0055】
図6では各々のPPDU(non−HTフォーマットPPDU600、HTフォーマットPPDU620またはVHTフォーマットPPDU640)に含まれているフィールドの変調方法に対して開示する。STAは、受信したPPDUに含まれているフィールドの変調方法に基づいてPPDUを区分することができる。PPDUを区分するという意味(または、PPDUのフォーマットを区分するという意味)は、多様な意味を有することができる。例えば、PPDUを区分するという意味は、受信したPPDUがSTAによりデコーディング(または、解析)が可能なPPDUかどうかに対して判断するという意味を含むことができる。また、PPDUを区分するという意味は、受信したPPDUがSTAによりサポート可能なPPDUかどうかに対して判断するという意味である。または、PPDUを区分するという意味は、受信したPPDUを介して送信された情報がどのような情報かを区分するという意味として解釈されることもできる。
【0056】
もし、PPDUが互いに異なるフォーマットである場合、L−SIG以後のフィールドに対する変調方法が互いに異なる。STAは、受信したPPDUに含まれているL−SIG以後のフィールドに対する変調方法に基づいてPPDUのフォーマットを区分することができる。
【0057】
図6の上段に示すnon−HTフォーマットPPDU600において、L−SIGに対する変調方法は、BPSK(binary phase shift keying)である。具体的に、L−SIGに対応されるOFDMシンボル605を介して送信されるデータは、BPSKコンスタレーションに基づいて生成されることができる。
【0058】
図6の中段に示すHTフォーマットPPDU620において、L−SIG以後のHT−SIGに対する変調方法は、QBPSKである。具体的に、HT−SIGに対応される第1のOFDMシンボル623及び第2のOFDMシンボル626を介して送信されるデータは、QBPSKコンスタレーションに基づいて生成されることができる。QBPSKコンスタレーションは、BPSKコンスタレーションを基準に反時計方向に90度ほど回転したコンスタレーションである。STAは、受信したフィールドに対する変調方法に基づいてPPDUを区分することができる。
【0059】
例えば、STAは、受信されたデータのI(in−phase)/Q(quadrature)の信号電力比に基づいてHT−SIGの開始点を探知することができる。具体的な例として、STAは、受信されたデータに使われた変調方法の変化(または、コンスタレーションの変化)に基づいてHT−SIGを探知することができる。また、STAは、受信されたデータに使われた変調方法(または、コンスタレーション)に対する情報に基づいて受信されたPPDUがnon−HTフォーマットPPDUか、HTフォーマットPPDUかを決定することができる。
【0060】
図6の下段に示すVHTフォーマットPPDU640では、L−SIG以後のVHT−SIG−Aに対する変調方法は、BPSK及びQBPSKである。具体的に、VHT−SIG−Aに対応される第1のOFDMシンボル643を介して送信されるデータは、BPSKコンスタレーション、VHT−SIG−Aに対応される第2のOFDMシンボル646を介して送信されるデータは、QBPSKコンスタレーションに基づいて生成されることができる。
【0061】
同様に、STAは、受信されたデータに使われた変調方法の変化(または、コンスタレーションの変化)に基づいてVHT−SIG−Aを探知することができる。また、STAは、受信されたデータに使われた変調方法(または、コンスタレーション)に対する情報に基づいて受信されたPPDUがnon−HTフォーマットPPDUか、HTフォーマットPPDUか、またはVHTフォーマットPPDUかを決定することができる。
【0062】
PPDUを区分するためのPPDUフォーマット別フィールドに対する変調方法を自動探知規則(auto−detection rule)という用語で表現できる。自動探知規則により受信されたフィールドに対する変調方法に基づき、STAは、PPDUを区分することができる。
【0063】
以下、本発明の実施例では受信したPPDUに含まれているフィールドの変調方法に基づいて既存のPPDU(non−HTフォーマットPPDU、HTフォーマットPPDUまたはVHTフォーマットPPDU)を区分することだけでなく、次世代無線LANであるHEW(High efficiency WirelessLAN)で定義されたHEWフォーマットPPDUを区分するための方法に対して開示する。
【0064】
以下、本発明では、説明の便宜上、次世代無線LANをHEW(High efficiency WirelessLAN)、HEWをサポートするフレームをHEWフレーム、HEWをサポートするPPDUをHEWフォーマットPPDU、HEWをサポートするSTAをHEW STAという用語で表現できる。
【0065】
また、non−HTフォーマットPPDU、HTフォーマットPPDUまたはVHTフォーマットPPDUなどのHEWフォーマットPPDUを除外した残りのPPDUをレガシーフォーマットPPDU、レガシーフォーマットPPDUに送信及び受信されるフレームをレガシーフレーム、レガシーフォーマットPPDUのみをサポートするSTAをレガシーSTAという用語で表現できる。
【0066】
HEWフォーマットPPDUが使われる場合、HEWフォーマットPPDUは、既存無線LANシステムをサポートするレガシーSTAのためのレガシーフォーマットPPDUと共存する環境で、データを送信及び受信するために使われることができる。このような環境で、レガシーSTAは、HEWに対する後方互換性がない。したがって、レガシーSTAに影響がないようにHEWフォーマットPPDUが定義されなければならない。
【0067】
従来の自動探知規則では受信したPPDUのL−SIG以後に位置したフィールドに対する変調方法を異なるように設定することで、互いに異なるフォーマットのPPDU間に区分が可能となるようにした。
【0068】
HEWフォーマットPPDUが使われる場合、従来の自動探知規則を維持しながら、STAがHEWフォーマットPPDUを区分するための方法が必要である。即ち、ネスティド(nested)方式(従来方式を維持しながら、新しい方法を導入)にHEWをサポートするためのHEWフォーマットPPDUを定義する必要がある。
【0069】
以下、本発明の実施例ではネスティド(nested)方式(従来方式を維持しながら、新しい方法を導入する方式)にHEWをサポートするためのHEWフォーマットPPDUに対して開示する。
【0070】
図7は、本発明によるHEWフォーマットPPDUを示す概念図である。
【0071】
図7を参照すると、HEWフォーマットPPDUは、便宜上、L−SIGまでのレガシー部分(legacy part)とL−SIG以後のHEW部分(HEW part)に区分されることができる。例えば、HEW部分は、HEW−SIG、HEW−STF、HEW−LTF、HEW−SIG2のようなHEWをサポートするためのフィールドを含むことができる。このようなHEWをサポートするためのフィールドは、レガシー部分を除外したHEWフォーマットPPDUを解析するためのフィールドの例示である。レガシー部分のL−SIG以後にはHEW−SIGが位置できる。HEW−SIGに含まれることができる情報に対しては後述する。
【0072】
本発明の実施例によると、HEWフォーマットPPDUとレガシーフォーマットPPDUを区分するために、下記のような変調方法に基づいてL−SIG及びHEW−SIGを生成することができる。
【0073】
HEWフォーマットPPDUで、L−SIGに対する変調方法はBPSKである。具体的に、L−SIGに対応されるOFDMシンボル(基準OFDMシンボル)710を介して送信されるデータは、BPSKコンスタレーション(基準コンスタレーション)に基づいて生成されることができる。他の表現として、L−SIGに対応されるOFDMシンボルではBPSKコンスタレーションが使われることができる。本発明の実施例ではL−SIGが一つのOFDMシンボルに対応されると説明するが、もし、L−SIGが複数のOFDMシンボルに対応される場合、基準OFDMシンボルは、L−SIGに対応される複数のOFDMシンボルのうち最後のOFDMシンボルである。
【0074】
HEWフォーマットPPDUで、HEW−SIGに対する変調方法はQBPSK及びBPSKである。具体的に、HEW−SIGに対応される1番目のOFDMシンボル(第1のOFDMシンボル)720を介して送信されるデータは、QBPSKコンスタレーションに基づいて生成されることができる。他の表現として、HEW−SIGに対応される1番目のOFDMシンボルではQBPSKコンスタレーションが使われることができる。QBPSKコンスタレーションは、BPSKコンスタレーションと比較して90度ほど回転されたコンスタレーションである。
【0075】
HEW−SIGに対応される2番目のOFDMシンボル(第2のOFDMシンボル)730を介して送信されるデータは、BPSKコンスタレーションに基づいて生成されることができる。他の表現として、HEW−SIGに対応される2番目のOFDMシンボルではBPSKコンスタレーションが使われることができる。
【0076】
本発明の実施例に示すBPSK、QBPSKは、互いに異なる変調方法に対する一つの例示である。他の用語として、BPSKは基準変調方法、QBPSKは回転変調方法という用語として解釈されることができる。基準変調方法は、他の変調方法と比較するための基準となる変調方法であって、基準変調方法のためのコンスタレーションを基準コンスタレーションという用語で表現できる。回転変調方法は、基準コンスタレーションを基準に一定角度に回転されたコンスタレーションを使用する変調方法である。本発明の実施例では、説明の便宜上、主にBPSK及びQBPSKを基準に変調方法の変化に対して開示する。
【0077】
以下の表1は、レガシーフォーマットPPDUとHEWフォーマットPPDUに含まれているフィールドを送信するOFDMシンボルで使われたコンスタレーションに対して示す。
【0079】
表1を参照すると、STAは、受信したPPDUを送信するOFDMシンボル(例えば、基準OFDMシンボル、第1のOFDMシンボルまたは第2のOFDMシンボル)で送信されるデータに対する変調方法(または、OFDMシンボルで使われたコンスタレーション)を判断することで、受信したPPDUを区分することができる。他の表現として、STAは、受信したPPDUを送信するOFDMシンボルで使用したコンスタレーションの回転を判断することで、受信したPPDUを区分することができる。以下、本発明の実施例ではOFDMシンボルで使われたコンスタレーションを判断することで、STAが受信したPPDUを区分する方法に対して開示するが、OFDMシンボルで使われたコンスタレーションの回転を判断することで、STAが受信したPPDUを区分することができる。
【0080】
以下、STAが受信したPPDUを区分するための判断過程を例示的に示す。
【0081】
HEW STAがPPDUを受信する場合を仮定すると、HEW STAは、第1のOFDMシンボルで使われたコンスタレーションがQBPSKコンスタレーションでない場合、受信したPPDUをVHTフォーマットPPDUまたはnon−HTフォーマットPPDUに区分できる。HEW STAは、追加的に第2のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われたかどうかを判断することができる。第2のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをVHTフォーマットPPDUと判断できる。
【0082】
また、HEW STAは、第1のOFDMシンボルがQBPSKである場合、第2のOFDMシンボルで使われたコンスタレーションを追加的に判断することでPPDUを区分することができる。例えば、HEW STAは、第2のOFDMシンボルでBPSKコンスタレーションが使われたか、QBPSKコンスタレーションが使われたかを判断することができる。HEW STAは、第2のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをHTフォーマットPPDUと判断し、第2のOFDMシンボルでBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをHEWフォーマットPPDUと判断できる。
【0083】
同様に、レガシーSTAがPPDUを受信した場合を仮定すると、基準OFDMシンボル以後の第1のOFDMシンボルまたは第2のOFDMシンボルまで使われたコンスタレーションを判断することで、受信したPPDUを区分することができる。
【0084】
例えば、non−HT STAは、第1のOFDMシンボル及び/または第2のOFDMシンボルのうち少なくとも一つのOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われない場合、受信したPPDUをnon−HTフォーマットPPDUと判断できる。HT STAは、第1のOFDMシンボル及び第2のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをHTフォーマットPPDUと判断できる。VHT STAは、第1のOFDMシンボルでBPSKコンスタレーションが使われ、第2のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われる場合、受信したPPDUをVHTフォーマットPPDUと判断できる。
【0085】
レガシーSTAは、既存に定義された自動探知方法に基づいてPPDUを区分し、既存の自動探知方法にPPDUが区分されない場合(例えば、受信したPPDUがHEWフォーマットPPDUである場合)、チャネルアクセスを遅延することができる。
【0086】
表1のようなOFDMシンボルで使われるコンスタレーションの回転に基づき、レガシーSTAは、既存と同じ方式にPPDUを区分し、HEW STAは、HEWフォーマットPPDUを区分することができる。
【0087】
STAがレガシーフォーマットPPDU及びHEWフォーマットPPDUに含まれているOFDMシンボルに使われたコンスタレーションを判断するためには多様な方法を使用することができる。例えば、OFDMシンボルを介して送信された変調シンボルの実数部分(real part)と虚数部分(imaginary part)の平均(norm)値を予め設定した閾値と比較して変調シンボルを生成するために使われたコンスタレーションがBPSKコンスタレーションか、QBPSKコンスタレーションかを判断することができる。
【0088】
HEWでは
図7に示すコンスタレーションだけでなく、他の多様なコンスタレーションの組合せがPPDUを生成するために使われることができる。
【0089】
図8は、本発明によるHEWフォーマットPPDUを示す概念図である。
【0090】
OFDMシンボルで前述した表1に示すコンスタレーションが使われる場合、HEWフォーマットPPDUとHTフォーマットPPDUを送信する基準OFDMシンボル及び第1のOFDMシンボルで使われるコンスタレーションが同じである。したがって、もし、HT STAが基準OFDMシンボル及び第1のOFDMシンボルまでのみ自動探知する場合、HT STAは、受信したPPDUがHTフォーマットPPDUか、HEWフォーマットPPDUかを区分することができない。
【0091】
図8ではHT STAがL−SIGに対応されるOFDMシンボル(基準OFDMシンボル)及びHT−SIGに対応される1番目のOFDMシンボル(第1のOFDMシンボル)までのみを探知して受信したPPDUがHTフォーマットPPDUかどうかを区分するための方法に対して開示する。
図8において、HEW−SIGは、3個のOFDMシンボル(第1のOFDMシンボル820、第2のOFDMシンボル830、第3のOFDMシンボル840)に対応されるフィールドと仮定する。HEWシステムではOFDMA(orthogonal frequency division multiple access)、UL(uplink)MU(multi−user)−MIMO(multiple input multiple output)などのような既存無線LANシステムで使用できなかった新しい技術が使われることができる。また、HEWシステムでは複数のAP及び複数のSTAが存在する密集された環境(dense)で通信性能の改善のための技術が使われることができる。したがって、HEWシステムでは既存の無線LANと異なる機能のための追加的な情報及び/またはフィールドが定義されることができる。したがって、HEW−SIGは、既存の2シンボルでない拡張された3シンボル以上で構成されることができる。
【0092】
以下の表2は、レガシーフォーマットPPDUとHEWフォーマットPPDUに含まれているフィールドを送信するOFDMシンボルで使われたコンスタレーションを示す。
【0094】
表2を参照すると、HT−SIGは、2個のOFDMシンボル(第1のOFDMシンボル、第2のOFDMシンボル)を介して送信されることができる。HT−SIGを送信する第1のOFDMシンボルと第2のOFDMシンボルが使用するコンスタレーションは、基準OFDMシンボルが使用するコンスタレーションを基準に90度回転されることができる。
【0095】
VHT−SIGは、2個のOFDMシンボル(第1のOFDMシンボル、第2のOFDMシンボル)を介して送信されることができる。VHT−SIGを送信する第1のOFDMシンボルが使用するコンスタレーションは、基準OFDMシンボルと同じコンスタレーションである。また、VHT−SIGを送信する第2のOFDMシンボルが使用するコンスタレーションは、基準OFDMシンボルが使用するコンスタレーションを基準に90度回転したコンスタレーションである。
【0096】
本発明の実施例によると、HEW−SIGは、3個のOFDMシンボル(第1のOFDMシンボル820、第2のOFDMシンボル830及び第3のOFDMシンボル840)を介して送信されることができる。HEW−SIGを送信する第1のOFDMシンボル820と第2のOFDMシンボル830で使われるコンスタレーションは、基準OFDMシンボル810が使用するコンスタレーションと同じコンスタレーションを使用することができる。HEW−SIGを送信する第3のOFDMシンボル840で使われるコンスタレーションは、基準OFDMシンボル810が使用するコンスタレーションを基準に反時計方向に90度回転されたコンスタレーションである。HEW−SIGは、3個以上のOFDMシンボルで送信されることもできるが、説明の便宜上、3個のOFDMシンボルを介して送信されると仮定する。
【0097】
表2のようなHEW−SIGを送信するOFDMシンボルで使われるコンスタレーションが決定された場合、レガシーSTA及びHEW STAが受信したPPDUを区分するための判断過程を例示的に示す。
【0098】
レガシーSTAのうち、HT STA及びVHT STAは、既存の自動探知規則に基づいて受信したPPDUを区分することができる。具体的に、HT STAは、基準OFDMシンボル及び第1のOFDMシンボルを探知して第1のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをHTフォーマットPPDUに区分できる。VHT STAは、第1のOFDMシンボルでBPSKコンスタレーションが使われ、第2のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをVHTフォーマットPPDUに区分できる。レガシーSTAのうち、HT STA及びVHT STAは、もし、受信したPPDUがHTフォーマットPPDUまたはVHTフォーマットPPDUでないことを知った場合、チャネルアクセスを遅延することができる。
【0099】
レガシーSTAのうち、non−HT STAは、基準OFDMシンボルから第3のOFDMシンボルまで探知した結果、第3のOFDMシンボルでQBPSKコンスタレーションが使われた場合、受信したPPDUをnon−HTフォーマットPPDUでないと区分できる。このような場合、non−HT STAもチャネルアクセスを遅延することができる。
【0100】
HEW STAは、第3のOFDMシンボルまで使われたコンスタレーションを判断してPPDUに対する区分を実行することができる。HEW STAは、基準OFDMシンボル乃至第2のOFDMシンボルで使われたコンスタレーションに基づいてHTフォーマットPPDU及びVHTフォーマットPPDUを区分することができる。また、HEW STAは、第3のOFDMシンボルで使われたコンスタレーションに基づいてnon−HTフォーマットPPDUとHEWフォーマットPPDUを区分することができる。
【0101】
表2のようなコンスタレーションだけでなく、HEWフォーマットPPDUを他のフォーマットのPPDUと区分するために、基準OFDMシンボル乃至第3のOFDMシンボルで以下のような多様なコンスタレーション(case1乃至case6)が使われることができる。
【0103】
HEWフォーマットPPDUの場合、レガシーフォーマットPPDUと違って、HEW−SIGは、3個OFDMシンボルを介して送信されることができる。したがって、表3のように基準OFDMシンボル乃至第3のOFDMシンボルで使われたコンスタレーションに基づいてHEW STAがHEWフォーマットPPDUに対する区分を実行することができる。本発明の実施例によると、HEW−SIGに対応される第1のOFDMシンボル乃至第3のOFDMシンボルのうち少なくとも一つのシンボルでQBPSKコンスタレーションを使用することができる。
【0104】
HEWをサポートするために、HEW−SIGのようなシグナルフィールドは多様な情報を含むことができる。例えば、OFDMAに基づいてチャネルアクセスを実行する場合、STAのデータ送信及び受信のための周波数リソース(例えば、チャネル)に対する情報、ダウンリンクリソース割当及びアップリンクリソース割当情報などがシグナルフィールドを介して送信されることができる。また、シグナルフィールドは、アップリンクMIMOをサポートするための情報を含むこともできる。また、シグナルフィールドは、干渉(interference)が深刻なSTAが密集された(dense)環境で干渉管理(interference management)のための情報を含むこともできる。以下、本発明の実施例ではシグナルフィールドに含まれる情報の具体的な例に対して開示する。
【0105】
図9は、本発明の実施例による無線通信方法を示す概念図である。
【0106】
HEWは、多重アクセス方式にOFDMAをサポートすることができる。
【0107】
HEWでは、レガシー無線LANと違って、複数のSTAの各々に割り当てられた周波数リソースに基づいて複数のSTAが同時にAPと通信することができる。
【0108】
図9を参照すると、第1のSTA910は、第1の周波数帯域915、第2のSTA920は第2の周波数帯域925、第3のSTA930は第3の周波数帯域935の割当を受け、各々の周波数帯域を介してAPと通信できる。
【0109】
APは、複数のSTAの各々に通信のための周波数帯域を割り当てることができる。複数のSTAの各々に割り当てられる周波数帯域は、多様な単位の周波数リソースである。例えば、複数のSTAの各々に割り当てられる周波数帯域は、特定帯域(例えば、2.4GHz帯域、5GHz帯域または60GHz帯域)で定義される複数のチャネルのうち一つである。または、複数のSTAの各々に割り当てられる周波数帯域は、一つのチャネルを下位単位に分割したリソースである。
【0110】
STA別に割り当てられる周波数帯域に対する情報は、HEWフォーマットPPDUを介して送信されることができる。例えば、HEWフォーマットPPDUに含まれるHEW−SIG(または、シグナルフィールド)は、複数のSTAの各々に割り当てられる周波数帯域に関連した情報を含むことができる。具体的に、HEW−SIGは、チャネル割当フィールドを含むことができ、チャネル割当フィールドは、STAに割り当てられるチャネルに対する情報を含むことができる。
【0111】
例えば、APは、HEWフォーマットPPDUのHEW−SIGを介して個別STAに割り当てられるチャネルに対する情報をSTAに送信することができる。他の例として、APは、HEW−SIGを介してSTAの識別子(例えば、GID(group ID)、AID(association ID))に基づいて割り当てられる周波数帯域に対する情報を送信することもできる。具体的に、APは、第1のGIDに対応されるSTAに対しては第1のチャネルを割り当て、第2のGIDに対応されるSTAに対しては第2のチャネルを割り当てる方式に、複数のSTAに対するチャネルを割り当てることができる。このような方法を使用することによって、複数のSTAを各々のチャネルに分散し、各チャネルでアクセスするSTAを分散させることができる。
【0112】
以下の表4は、チャネル割当に対する情報を送信するHEW−SIGのチャネル割当フィールドを例示的に示す。
【0114】
表4のチャネル割当フィールドは、複数のSTAの各々に対するチャネル割当情報を送信するための一つの例示である。HEW−SIGには他の多様な方式に複数のSTAが互いに異なる周波数リソースで同時にチャネルアクセスをサポートするための他の情報が含まれることができる。
【0115】
APは、チャネルの負荷によって、HEW−SIGに含まれるチャネル割当フィールドの情報を変化させることによって、複数のSTAが特定チャネルに過度に集中しないようにすることができる。
【0116】
図10は、本発明の実施例によるHEWで無線通信方法を示す概念図である。
【0117】
図10では複数のSTAの各々に対するチャネル割当情報を送信するための他の方法に対して開示する。例えば、APは、グループ識別子管理フレームを介してSTAに対するグループ識別子フィールド及びSTAに対するユーザチャネル位置フィールドを送信することで、STAのグループを設定し、STAの各々に対するチャネルを割り当てることができる。
【0118】
図10を参照すると、APは、グループ識別子管理フレーム(group ID management frame)をSTAに送信することができる(ステップS1000)。
【0119】
グループ識別子管理フレームは、グループ識別子フィールド及びユーザチャネル位置フィールドを含むことができる。
【0120】
図11は、本発明の実施例によるグループ識別子フィールド及びユーザチャネル位置フィールドに対する概念図である。
【0121】
図11の上段を参照すると、グループ識別子フィールド1100は、各々のグループ識別子を指示する複数の下位フィールド(グループ識別子0指示子乃至グループ識別子63指示子)をアレイ形態に含むことができる。STAのグループ識別子を指示するために、グループ識別子フィールド1100で、STAのグループ識別子に該当するグループ識別子x指示子は、1に設定できる。STAのグループ識別子に該当しないグループ識別子y指示子は、0に設定できる。例えば、STAのグループ識別子が1の場合、グループ識別子フィールド1100で、グループ識別子1指示子が1に設定されることができ、グループ識別子フィールドは、‘010000…0’に設定されることができる。
【0122】
図11の下段を参照すると、ユーザチャネル位置フィールド1150は、特定グループに含まれているユーザに割り当てられるユーザチャネル位置を指示する複数の下位フィールド(ユーザチャネル位置情報in GID 1乃至ユーザチャネル位置情報in GID 63)をアレイ形態に含むことができる。STAは、ユーザチャネル位置フィールド1150で、自分のグループ識別子に基づいて指示される下位フィールドに含まれているユーザチャネル位置情報を取得することができる。例えば、STAのグループ識別子が1の場合、ユーザチャネル位置情報in GID 1でSTAのユーザチャネル位置情報を取得することができる。
【0123】
STAは、グループ識別子管理フレームに基づいて取得したユーザチャネル位置情報と、以後受信するHEW−SIGフィールドのチャネル割当情報とに基づいてSTAに割り当てられたチャネルに対する情報を取得することができる。この方法に対しては後述する。
【0124】
以下の表5は、下位フィールド(ユーザチャネル位置情報in GID x)のビット値に対応されるユーザチャネル位置情報を示す。
【0126】
例えば、STAがグループ識別子1に該当する場合、APは、ユーザチャネル位置フィールドで、グループ識別子フィールド1に対応されるユーザチャネル位置情報in GID 1を介してSTAのチャネル位置情報を送信することができる。ユーザチャネル位置情報in GID 1の値が‘00’である場合、STAは、ユーザチャネル位置情報を0に割当を受けることができる。
【0127】
また、
図10を参照すると、APは、STAにHEWフォーマットPPDUを送信する(ステップS1010)。
【0128】
APは、HEW−SIGが含まれているHEWフォーマットPPDUをSTAに送信することができる。HEW−SIGにはSTAに割り当てられるチャネル割当情報を含むことができる。以下の表6は、HEW−SIGに含まれるチャネル割当情報を示す。
【0130】
表6のチャネル割当情報は、
図10の下段に示されている。即ち、チャネル割当情報に対応される12ビットは、3ビット単位に分けられてユーザチャネル位置情報(0,1,2,3)によるチャネル情報を伝達することができる。前記のような方法を使用することによって、同じグループに含まれている複数のSTAが使用するチャネルに対する情報をHEW−SIGを介して送信することができる。
【0131】
具体的な例として、前述した例のように、ユーザチャネル位置情報が0の場合、STAは、チャネル割当情報の第1のビットから第3のビットに該当するビット情報に基づいてチャネルの割当を受けることができる。例えば、第1のビット乃至第3のビットが‘010’である場合、STAは、第2のチャネルの割当を受けることができる。同様に、他のSTAのチャネル位置情報が3の場合、同じHEW−SIGを介して、他のSTAは、チャネル割当情報の第10のビットから第12のビットに該当するビット情報に基づいてチャネルの割当を受けることができる。
【0132】
STAは、割当を受けたチャネルを介してHEWフォーマットPPDUを送信する(ステップS1020)。
【0133】
STAは、取得したユーザチャネル位置情報と受信したHEW−SIGフィールドのチャネル割当情報に基づいて割当を受けたチャネルを介してHEWフォーマットPPDUをAPに送信することができる。
【0134】
図10及び
図11に示すチャネル割当情報に使われるビット数、各々のユーザチャネル位置情報によって割り当てられるビット数、チャネル位置情報のビット値などのような具体的な変数は一つの例示であり、その他の多様な変数が使われることができる。
【0135】
図12は、本発明の実施例による無線通信方法を示す概念図である。
【0136】
図12を参照すると、STA1250は、アップリンクMIMOを使用してAP1200にアップリンクデータを送信することができる。HEW STA1250がアップリンクMIMOをサポートする場合、多様な制御情報がHEW PPDUに含まれて送信されることができる。例えば、AP1200は、HEW−SIGにアップリンクMIMOが可能かどうかに対する情報をHEW PPDUに含んで送信できる。また、AP1200は、アップリンクMIMOの実行時に使用可能な時空間ストリーム(space time stream)(または、空間ストリーム(spatial steam))の個数に対する情報、アップリンクMIMO時に使用するチャネルに対する情報をHEW−SIGに含んで送信できる。
【0137】
STA1250は、HEW−SIGに基づいてアップリンクMIMOを実行するかどうか、アップリンクMIMOを実行する場合、使用する時空間ストリームの個数、アップリンクMIMOを実行するチャネルを決定することができる。
【0138】
例えば、STA1250は、受信したHEW−SIGに基づいて第1の周波数帯域を介して2個の空間的ストリームに基づいてアップリンクMIMOを実行することができる。
【0139】
以下の表7は、アップリンクMIMO関連情報を送信するHEW−SIGフィールドを例示的に示す。
【0141】
表7の情報は、一つの例示であり、表7に含まれている情報のうち少なくとも一つの情報が含まれることができる。また、HEW−SIGにはSTAのUL−MIMOをサポートするための他の情報が含まれることができる。
【0142】
図13は、本発明の実施例によるHEWで無線通信方法を示す概念図である。
【0143】
図13ではAPが特定TXOPを取得するSTAのリストに対する情報をSTAに送信する方法に対して開示する。
【0144】
図13を参照すると、HEWではAPと複数のSTAが同時に通信を実行することができ、APは、同時にデータを送信及び受信するSTAに対する情報を送信することができる。
【0145】
APは、HEW−SIGに同じTXOPを取得するSTAの個数または同じTXOPを取得するSTAのリストに対する情報を含んで送信できる。また、APは、HEW−SIGを介してTXOPのデュレイション(duration)に対する情報も送信することもできる。
【0146】
例えば、AP1300は、特定識別子情報(例えば、GID)に対してTXOPを付与することができ、STAは、HEW−SIGに基づいてAPとデータを送信及び受信することが可能かどうかを判断することができる。AP1300は、第1のGIDに対応されるSTA1310、1320に対してTXOPを割り当て、その後、第2のGIDに対応されるSTA1330に対してTXOPを割り当てることができる。
【0147】
以下の表8は、TXOP関連情報を送信するHEW−SIGフィールドを例示的に示す。
【0149】
表8の情報は、一つの例示であり、表8に含まれている情報のうち少なくとも一つの情報が含まれることができる。また、HEW−SIGにはSTAに対するTXOPを設定するための他の情報が含まれることができる。
【0150】
図14は、本発明の実施例によるHEWで無線通信方法を示す概念図である。
【0151】
図14を参照すると、HEWではPPDUに対するHARQ(hybrid automatic retransmit request)に基づく再送信がサポートされることができる。
【0152】
このようなHARQに基づく再送信をサポートするためには、STAが送信するPPDUが以前に送信したPPDUか、新しく送信するPPDUかに対する識別情報、再送信回数に対する情報などが必要である。
【0153】
例えば、AP1400がSTA1450にPPDUを再送信する場合、送信するPPDUが以前に送信したPPDUであることを指示するための再送信指示情報をPPDUに含んで送信できる。
【0154】
以下の表9は、再送信関連情報を送信するHEW−SIGフィールドを例示的に示す。
【0156】
表9の情報は、一つの例示であり、HEW−SIGにはSTAの再送信をサポートするための他の情報が含まれることができる。
【0157】
図9乃至
図14に示す情報は、HEW−SIGでない他のHEWをサポートするためのフィールドに含まれることもできる。
図9乃至
図14に示す情報は、多様に組み合わせてHEW−SIGに含まれることができる。また、
図9乃至
図14に示す情報だけでなく、HEWをサポートするための他の多様な情報がHEW−SIGに含むこともできる
【0158】
図15は、本発明の実施例が適用されることができる無線装置を示すブロック図である。
【0159】
図15を参照すると、無線装置1500は、前述した実施例を具現することができるSTAであり、AP1500または非AP STA(non−AP station)(または、STA)1550である。
【0160】
AP1500は、プロセッサ1510、メモリ1520及びRF部(radio frequency unit)1530を含む。
【0161】
RF部1530は、プロセッサ1510と連結して無線信号を送信/受信することができる。
【0162】
プロセッサ1510は、本発明で提案された機能、過程及び/または方法を具現することができる。例えば、プロセッサ1510は、前述した本発明の実施例による無線装置の動作を実行するように具現されることができる。プロセッサは、
図9乃至
図14の実施例に開示した無線装置の動作を実行することができる。
【0163】
例えば、プロセッサ1510は、複数のOFDMシンボルを介してシグナルフィールドを送信する時、複数のOFDMシンボルで送信されるデータを変調するために使われるコンスタレーションを互いに異なるように使用することができる。
【0164】
STA1550は、プロセッサ1560、メモリ1570及びRF部(radio frequency unit)1580を含む。
【0165】
RF部1580は、プロセッサ1560と連結して無線信号を送信/受信することができる。
【0166】
プロセッサ1560は、本発明で提案された機能、過程及び/または方法を具現することができる。例えば、プロセッサ1560は、前述した本発明の実施例による無線装置の動作を実行するように具現されることができる。プロセッサは、
図9乃至
図14の実施例に開示した無線装置の動作を実行することができる。
【0167】
例えば、プロセッサ1560は、複数のOFDMシンボルを介して送信されたシグナルフィールドで使われたコンスタレーションに基づいてPPDUを区分することができる。
【0168】
プロセッサ1510、1560は、ASIC(application−specific integrated circuit)、他のチップセット、論理回路、データ処理装置及び/またはベースバンド信号及び無線信号を相互変換する変換器を含むことができる。メモリ1520、1570は、ROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリ、メモリカード、格納媒体及び/または他の格納装置を含むことができる。RF部1530、1580は、無線信号を送信及び/または受信する一つ以上のアンテナを含むことができる。
【0169】
実施例がソフトウェアで具現される時、前述した技法は、前述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現されることができる。モジュールは、メモリ1520、1570に格納され、プロセッサ1510、1560により実行されることができる。メモリ1520、1570は、プロセッサ1510、1560の内部または外部にあり、よく知られた多様な手段によりプロセッサ1510、1560と連結されることができる。