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KR20060029246A - 데이터 송신 방법, 데이터 수신 방법, 송신기 및 수신기 - Google Patents

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KR20060029246A
KR20060029246A KR1020057025418A KR20057025418A KR20060029246A KR 20060029246 A KR20060029246 A KR 20060029246A KR 1020057025418 A KR1020057025418 A KR 1020057025418A KR 20057025418 A KR20057025418 A KR 20057025418A KR 20060029246 A KR20060029246 A KR 20060029246A
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transmitter
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로버트 존 콥메이너스
팀 셴크
젤스트 알레르트 반
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에이저 시스템즈 인크
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Abstract

심볼이 하위 순서 수신기(즉, 송신기보다 안테나의 수가 더 적은 수신기)에 의해 해석될 수 있도록 프레임 구조에 따라서 다중 안테나 통신 시스템에서 심볼을 송신하는 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 프레임 구조는 N개의 송신 안테나 각각으로 송신되는 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 추가적인 N-1개의 롱 트레이닝 심볼을 가진 레거시 프리엠블을 포함한다. 이 레거시 프리엠블은 예컨대, 적어도 하나의 숏 트레이닝 심볼 및 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 적어도 하나의 SIGNAL 필드를 포함하는 802.11a/g 프리엠블이 될 수 있다. N개의 송신 안테나 각각의 롱 트레이닝 심볼 각각의 시퀀스는 시간적으로 직교한다. 롱 트레이닝 심볼은 서로 관련된 롱 트레이닝 심볼에 서로 위상 변이를 도입시킴으로써 시간적으로 직교할 수 있다.

Description

데이터 송신 방법, 데이터 수신 방법, 송신기 및 수신기{METHODS AND APPARATUS FOR BACKWARDS COMPATIBLE COMMUNICATION IN A MULTIPLE ANTENNA COMMUNICATION SYSTEM USING TIME ORTHOGONAL SYMBOLS}
본 발명은 2003년 6월 30일에 출원된 미국 가출원 제 60/483,719 호 및 2003년 12월 9일에 출원된 미국 가출원 제 60/528,169 호를 우선권 주장하고 있으며, 이들은 여기에 참조로서 포함된다. 본 발명은 또한 동시에 출원된 미국 특허 출원 "Method and Apparatus for Communicating Symbols in a Multiple Input Multiple Output Communication System Using Diagonal Loading of Subcarriers Across a Plurality of Antennas", "Methods and Apparatus for Backwards Compatible Communication in a Multiple Input Multiple Output Communication System with Lower Order Receivers" 및 "Methods and Apparatus for Backwards Compatible Communication in a Multiple Antenna Communication System Using FDM-Based Preamble Structures"와 관련되어 있으며, 이들은 여기에 참조로서 포함된다.
본 발명은 전반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이고, 더 상세하게는 다중 안테나 통신 시스템용 채널 판정을 가능하게 하는 프레임 구조에 관한 것이다.
OFDM 변조에 기초하는 대부분의 현재 무선 LAN(WLAN) 시스템은 IEEE 802.11a 또는 IEEE 802.11g 표준(이하 "IEEE 802.11a/g"라 함)을 따르고 있다. 예컨대, IEEE Std 802.11a-1999, "Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specification: High-Speed Physical Layer in the Five GHz Band"를 참조하며, 이는 여기에 참조로서 포함된다. 다중 고해상도 텔레비전 채널과 같은 새로운 애플리케이션을 지원하기 위해서, WLAN 시스템은 증가하는 데이터 레이트를 지원할 수 있어야 한다. 따라서, 차세대 WLAN 시스템은 증가된 강건성(robustness) 및 성능을 제공해야 한다.
다중 송수신 안테나가 증가된 강건서 및 성능을 모두 지원하기 위해 제안되었다. 증가된 강건성은 다중 안테나를 가진 시스템에 도입된 공간 다이버시티 및 추가 이득을 활용하는 기술을 통해서 달성될 수 있다. 이 증가된 성능은 대역폭 유효 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 가진 다중 경로 페이딩 환경에서 달성될 수 있다.
MIMO-OFDM 시스템은 다중 송신 안테나로 개개의 데이터 스트림을 송신하고, 각각의 수신기는 다중 수신 안테나로 이들 데이터 스트림의 조합을 수신한다. 그러나, 수신기에서 서로 다른 데이터 스트림을 구별해서 적절하는 수신하는데 어려움이 있다. 다양한 MIMO-OFDM 디코딩 기술이 알려져 있지만, 이들은 정확한 채널 판정 성능에 의존하는 것이 일반적이다. MIMO-OFDM 디코딩 기술에 대한 상세한 설명은 P. W. Wolniansky 등의 "V-Blast : An Architecture for Realizing Very High Data Rates Over the Rich-Scattering WirelessChamiel" 1998 URSI International Symposium on Signals, Systems, and Electronics (1998년 9월)에 개시되어 있고, 이는 여기에 참조로서 포함된다.
서로 다른 데이터 스트림을 적절하게 수신하기 위해서, MIMO-OFDM 수신기는 트레이닝(training)을 통해서 채널 매트릭스를 획득해야 한다. 이는 일반적으로 특정 트레이닝 심볼 또는 프리엠블을 사용해서 동기화 및 채널 판정 기술을 수행함으로써 이루어진다. 이 트레이닝 심볼은 시스템의 전체 오버헤드를 증가시킨다. 또한, MIMO-OFDM 시스템은 전체 NtNr 채널 성분을 측정할 필요가 있으며, 여기서 Nt는 송신기의 수이고, Nr은 수신기의 수이며, 롱 트레이닝 길이에서는 Nt가 증가한다.
따라서, MIMO-OFDM 시스템에서 주파수 영역 또는 시간 영역에서 직교하는 신호를 사용해서 채널 판정 및 트레이닝을 수행하는 방법 및 시스템이 요구된다. 또한 현재 IEEE 802.11a/g 표준(SISO) 시스템에 부합하는 MIMO-OFDM 시스템에서 채널 판정 및 트레이닝을 수행해서, MIMO-OFDM 기반 WLAN 시스템이 SISO 시스템과 효율적으로 공존하게 하는 방법 및 시스템이 요구된다.
일반적으로, 심볼이 하위 순서 수신기(즉, 송신기보다 안테나의 수가 더 적은 수신기)에 의해 해석될 수 있도록 프레임 구조에 따라서 다중 안테나 통신 시스템에서 심볼을 송신하는 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 프레임 구조는 N개의 송신 안테나 각각으로 송신되는 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 추가적인 N-1개의 롱 트레이닝 심볼을 가진 레거시(legacy) 프리엠블을 포함한다. 이 레거시 프리엠블은 예컨대, 적어도 하나의 숏 트레이닝 심볼 및 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 적어도 하나의 SIGNAL 필드를 포함하는 802.11a/g 프리엠블이 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따라서, N개의 송신 안테나 각각의 롱 트레이닝 심볼 각각의 시퀀스는 시간적으로 직교한다. 롱 트레이닝 심볼은 각각의 롱 트레이닝 심볼에 서로 위상 변이를 도입시킴으로써 시간적으로 직교할 수 있다. 이런 방식으로, 본 발명에 따라서 송신기는 하위 순서 수신기와 역호환될 수도(backwards compatible) 있고, 이 하위 순서 수신기가 송신된 심볼을 해석해서 적절한 기간 동안 지연시킬 수도 있다.
본 발명의 더 완벽한 이해 및 본 발명의 다른 특징 및 장점이 후속하는 상세한 설명 및 도면을 참조로 획득될 것이다.
도 1은 Nt개의 송신기 및 Nr개의 수신기로 이루어진 종래의 다중 안테나 통신 시스템을 도시하는 도면,
도 2는 역 퓨리에 변환(IFFT)의 입력단에서 나타나는, 64개의 서브 캐리어로 이루어진 IEEE 802.11a/g 표준에 따른 종래의 롱 트레이닝 심볼을 도시하는 도면,
도 3은 종래의 IEEE 802.11a/g 롱 트레이닝 심볼의 주파수 영역 표현을 도시 하는 도면,
도 4는 종래의 IEEE 802.11a/g 프리엠블 구조를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 2개의 송신 브랜치에서의 시간-직교하는 롱 트레이닝 심볼을 가진 MIMO 프리엠블을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 시간-직교하는 기 트레이닝 심볼으 가진 N개의 송신 브랜치용 MIMO 프리엠블을 도시하는 도면,
도 7은 2개의 송신 브랜치를 구비한 구현예에서 시간-직교하는 롱 트레이닝 심볼을 가진 다른 MIMO 프리엠블을 도시하는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 MIMO-OFDM 수신기의 블록도.
본 발명은 역호환가능 MIMO-OFDM 시스템에 관한 것이다. 도 1은 예시적인 MIMO-OFDM 시스템(100)을 도시하고 있으며, 이는 소스 신호(S1 내지 SNt), 송신기(TX 1 내지 TX Nt), 송신 안테나(110-1 내지 110-Nt), 수신 안테나(115-1 내지 115-N), 수신기(RX 1 내지 RX Nr)을 포함하고 있다. MIMO-OFDM 시스템(100)은 다중 송신 안테나(110)로 개개의 데이터 스트림을 송신하고, 각각의 수신기(RX)는 이들 데이터 스트림의 조합을 수신한다. 서로 다른 데이터 스트림(S1 내지 SNt)을 추출해서 검출하기 위해서, MIMO-OFDM 수신기(RX)는 도 1에 도시된 바와 같이 트레이닝을 통해서 채널 매트릭스(H)를 획득해야 한다.
IEEE 802.11a/g 표준은 숏 트레이닝 심볼 및 롱 트레이닝 심볼로 이루어진 OFDM 기반 WLAN 시스템의 주파수 영역의 프리엠블을 명시하고 있다. 숏 트레이닝 심볼은 프레임 검출, AGC(Automatic Gain Control) 및 거친(coarse) 동기화에 사용될 수 있다. 롱 트레이닝 심볼은 미세한(fine) 동기화 및 채널 판정에 사용될 수 있다. IEEE 802.11a/g 표준에 따른 롱 트레이닝 심볼은 64개의 서브 캐리어로 이루어지며 도 2에 도시된 바와 같이 명시되어 있다. 도 3은 도 2의 IEEE 802.11a/g 롱 트레이닝 심볼의 주파수 영역 표시를 도시하고 있다.
MIMO-OFDM 시스템의 이상적인 트레이닝 심볼은 주파수 영역에서 또는 시간 영역에서 직교한다. 본 발명의 일 측면에 따라서, IEEE 802.11a/g 표준의 롱 트레이닝 심볼은 서로 다른 송신 안테나 상의 각각의 송신 브랜치의 다양한 송신 롱 트레이닝 심볼을 위상 변이시킴으로써 시간적으로 직교된다.
역호환성
MIMO-OFDM 시스템이 같은 공유 무선 매체에서 동작할 것이기 때문에, 현재의 시스템과 공존하기 위해서 바람직하게는 현재의 IEEE 802.11a/g 표준에 역호환되야 한다. IEEE 802.11a/g 롱 트레이닝 심볼을 여기 개시된 바와 같이 MIMO-OFDM 시스템에서 사용함으로써 IEEE 802.11a/g 시스템 및 다른 순서의 MIMO-OFDM 시스템(즉, 다른 수의 수신기/송신기를 포함하는)과 역호환가능하며 공존할 수 있는 MIMO-OFDM 시스템을 제공한다. 여기 사용되는 바와 같이, 역호환성이란 MIMO-OFDM 시스템이 (i) 현재의 표문을 지원할 수 있어야 하고, (ii) (선택적으로) MIMO-OFDM 송신 기 간 동안 지연(또는 대기)할 수 있어야 한다는 것을 의미한다. MIMO 형식으로 송신된 데이터를 수신할 수 없는 Nr개의 수신 안테나 또는 임의의 수의 수신 안테나를 가진 어떤 시스템도 송신 기간 동안 지연시킬 수 있을 것이며, 이는 그 송신의 개시를 검출할 수 있으며, 롱 트레이닝 심볼에 후속하는 SIGNAL 필드에 포함된 그 송신의 길이(기간)를 검색할 수 있기 때문이다.
롱 트레이닝 심볼을 사용하는 MIMO-OFDM 시스템(100)은 두가지 방식으로 IEEE 802.11a/g 시스템과 역호환가능하게 통신할 수 있다. 우선 한 안테나의 스케일을 조정해서 IEEE 802.11a/g 표준에 따라 데이터를 송신할 수 있다. 두번째로, IEEE 802.11a/g 수신기는 통상의 OFDM 프레임으로서 모든 활성 송신기로부터의 MIMO 송신을 해석할 수 있다. 즉, IEEE 802.11a/g 수신기는 IEEE 802.11a/g 수신기가 MIMO 송신 기간 동안 지연할 수 있게 하는 방식으로 데이터의 MIMO 송신을 해석할 수 있다. 적절한 지연 메커니즘에 대한 더 상세한 세부 사항은 예컨대 미국 특허 출원 "Methods and Apparatus for Backwards Compatible Communication in a Multiple Input Multiple Output Communication System with Lower Order Receivers"을 참조하며, 이는 여기에 참조로서 포함된다.
서로 다른 송신 안테나 상에서 반복되는 IEEE 802.11a/g 프리엠블 구조의 적어도 하나의 롱 트레이닝 필드를 사용하는 MIMO 시스템은 하나의 안테나 구성으로 축소(scale back)되어 역호환성을 달성한다. 롱 트레이닝 심볼을 직교시키는데 많은 변화가 가능하다. 한 변형예에서, 위에 설명된 방식에서 롱 트레이닝 심볼은 다 양한 송신 안테나에 대각 방향으로 로딩될 수 있다. 다른 변형 예에서, 802.11a 롱 트레이닝 심볼 시퀀스가 각 안테나에서 매번 반복될 수 있다. 예컨대, 2개의 안테나 구현예에서, 하나의 필드가 후속하는 롱 트레이닝 시퀀스가 제 1 안테나 상으로 송신되고, 후속해서 롱 트레이닝 시퀀스가 제 2 안테나 상으로 송신된다. 다른 변형예는 주파수 영역의 직교성에 기초하는 FDM 기반 MIMO-OFDM 프리엠블 구조를 사용한다.
본 발명의 일 측면에 따라서, 시간 직교 프리엠블 구조가 사용되어서, 802.11a/g 프리엠블이 동시에 각각의 안테나 상으로 송신되고, 하나 이상의 추가 트레이닝 심볼이 후속한다. 시간 직교성은 위상 변이를 사용해서 각각의 추가 트레이닝 심볼을 구별함으로써 유지된다. 예컨대, 도 5를 참조로 이하 설명되는 2개의 안테나 구현예에서, 하나의 추가 트레이닝 심볼은 각각 반대 극성을 가진 각각의 안테나 상으로 송신된다.
도 4는 종래의 IEEE 802.11a/g 프리엠블 구조(400)를 도시하고 있으며, 도 5는 본 발명의 특징을 포함하는 MIMO-OFDM 프리엠블 구조(500)를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, LT1 및 LT2는 각각 롱 트레이닝 심볼이고 SIGNAL은 신호 필드이다. 데이터가 이 802.11a/g 프리엠블에 후속한다. MIMO 장치의 경우에, 각각의 송신 안테나에서 사용가능한 롱 트레이닝 심볼을 가질 필요가 있다. 따라서, IEEE 802.11a/g와 호환가능하며 동시에 각각의 송신 안테나의 채널 정보를 제공하는 MIMO 프리엠블 및 SIGNAL 필드가 있어야 하며, 즉 하나의 송신기 브랜치 상으로 송신되는 트레이닝 심볼은 다른 브랜치로 송신되는 시퀀스에 직교해야 한다.
도 5는 시간-직교하는 롱 트레이닝 심볼을 가진 MIMO 프리엠블(500)을 도시하고 있으며, 이는 본 발명에 따라서 레거시 장치와 호환된다. 도 5에 도시된 예시적인 MIMO 프리엠블(500)은 2xM MIMO 구현예에 관한 것으로, 2개의 송신 안테나 및 M개(여기서는 Nr개)의 수신 안테나(본 발명의 범주 밖이다)를 갖고 있다. MIMO 프리엠블(500)은 송신 안테나 모두로 동시에 레거시 프리엠블(510)을 송신함으로써 레거시 프리엠블(510)을 그대로 유지한다. 802.11a/g 프리엠블(510) 이후에, 본 발명에 의해 제공되는 하나 이상의 추가 트레이닝 심볼(520)이 송신된다.
도 5에 도시된 구현에서, 새로운 트레이닝 심볼(520)은 하나의 송신 안테나상의 추가적 롱 트레이닝 심볼의 극성을 제외하고는 IEEE 802.11a 롱 트레이닝 심볼(즉, 1.6 마이크로초 가드 공간 및 2배의 3.2 마이크로초 IEEE 롱 트레이닝 데이터)과 동일하다. 제 2 송신 안테나는 반전된 극성, 즉, -1을 곱한 극성을 갖는 제 2 롱 트레이닝 심볼을 송신한다. 따라서, 추가 롱 트레이닝 시퀀스(520)에 있어서, 안티-포달(anti-podal), 롱 트레이닝 필드의 동시적 송신이 TX1 및TX2 에 대해 채택된다.
디지털 프로세싱 기술은 M개의 수신기의 각각에 각 송신 안테나에 대한 채널 송신 기능을 얻기 위해 채택된다. 또한, MIMO 프리앰블(500)은 주파수 동기화 및 심볼 타이밍을 가능하게 한다.
전송된 트레이닝 시퀀스는 LTi TXn로 표시되며, TXn은 n번째 송신 안테나를 나타내며, i는 이산 시간 표시자(송신된 i번째 롱 트레이닝 심볼)이다. 롱 트레이닝 심볼은 도 3의 802.11a/g 롱 트레이닝 시퀀스와 동일한 것으로 가정하자. 그러면, 각 안테나에 송신되는 트레이닝 시퀀스는 다음과 같다.
Figure 112005078277213-PCT00001
수신기(m)에 대해 수신된 롱 트레이닝 심볼의 i번째 세트를 LTi RXm라 하자. LTn m이라 불리는 송신 안테나(TXn) 및 수신 안테나(RXm)에 관련되는 롱 트레이닝 심볼은 다음과 같이 1과 2에 동일하게 가산 및 감산하여 얻어진다.
Figure 112005078277213-PCT00002
심볼(LTn m)로부터, 802.11ag 표준에 기초하는 시스템에 적용되는 기술을 이용하여 채널 계수가 추정될 수 있다.
N개의 송신 안테나로의 확장
도 5의 2개의 안테나 백워드 호환 MIMO 프리앰블(500)은 N개의 송신 안테나(Nt라도고 함) M개의 수신 안테나(Nr이라고도 함)을 갖는 시스템으로 연장될 수 있다. 도 6은 본 발명에 따른 레가시 장치와 호환 가능한 시간-직교 롱 트레이닝 심볼을 갖는 N개의 송신 브랜치에 대한 MIMO 프리앰블(600)을 도시하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, MIMO 프리앰블(600)은 도 5의 MIMO 프리앰블(500)을 연장하여 각 성신 브랜치상의 총 N개의 롱 트레이닝 심볼을 포함한다. MIMO 프리앰블(600)은 레가시 프리앰블(610)을 송신함으로써 레가시 프리앰블(610)을 그대로 유 지시킨다. 802.11a/g 프리앰블(610) 후에, 본 발명에 의해 제공되는 N-1개의 추가 트레이닝 심볼(620)이 각 송신 안테나상에 송신된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 각 송신 브랜치상에 송신되는 N개의 롱 트레이닝 심볼은 위상 시프트에 의해 구별되며, 후술할 바와 같이, N개의 xmfpdlsld 심볼이 시간적으로 직교하게 한다. 주어진 송신 브랜치상의 롱 트레이닝 심볼 시퀀스는 다른 송신 브랜치상의 롱 트레이닝 심볼 시퀀스에 직교한다.
2xM 시스템에 대해 위에서 채택된 바와 같은 동일한 표기법을 사용하면, 송신되는 프리앰블은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112005078277213-PCT00003
수신기(m)에 대한 수신되는 롱 트레이닝 심볼의 i번째 세트는 LT1 RXm으로 표시된다. 송신 안테나(TXn)에 관련되는 LT 및 LTn m로 표시되는 수신 안테나(RXm)는 다음 식에 의해 얻어진다.
Figure 112005078277213-PCT00004
앞서 설명된 2×M의 경우는 프리앰블(600)의 특수한 경우이며, 또한, 채널 계수는 802.11a/g 시스템 경우와 유사하게 LTn m을 이용하여 추정될 수 있다는 것을 알아야 한다.
802.11a/g 기반의 MIMO-OFDM 장치에 있어서, MIMO 송신의 초기 표시값을 획득하는데 도움이 될 수 있다. 이러한 용도로 SIGNAL 필드에서의 예약된 비트(비트 4)가 사용될 수 있다. 레거시 장치는 이러한 비트를 무시해야 하며, TGn 장치는 MIMO가 송신될 때 이러한 비트를 설정하고 이러한 비트를 레거시 모드로 리셋할 수 있다. IEEE 802.11a는 예약된 비트값을 명기하지 않고 있어서 레거시 장치는 이러한 비트를 설정할 수 있다는 것을 알아야 한다. MIMO 수신기는 그러한 사실을 알아야 하며 레거시 모드로 복귀할 수 있어야 한다. IEEE 802.11g는 송신기가 이러한 비트를 "0"의 값으로 리셋할 필요가 있지만, 또한 수신기가 이러한 비트를 무시할 필요가 있다.
MIMO 모드에서의 송신 안테나의 개수를 서비스 범위(BSS 또는 IBSS)내에서 동적으로 변경할 수 있는 경우에, 또한, 접근점에 의해 1 또는 N(비콘 단위로)으로 결정되지 않은 경우에, PHY가 안테나의 개수에 대한 초기 표시를 가지는 것이 도움이 될 수 있다. 이에 대한 해결책은 송신 안테나의 개수 및 그 다음의 롱 트레이닝 필드의 개수를 표시하는 SIGNAL 필드 다음의 필드일 수 있다. 가능하게 이는 레거시 6Mbps 모드로 송신될 수 있다. 추가로, 필드는 다양한 코딩 방식, 채널 본딩 옵션 및 롱 트레이닝 포맷 등의 정보를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 레거시 장치와 호환가능한 시간 직교형의 롱 트레이 닝 심볼을 가진 2개의 예시적인 송신 브랜치에 대한 MIMO 프리앰블(700)을 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, MIMO 프리앰블(700)은 송신 안테나의 개수를 명시하는 추가 필드(715)(NTx)를 포함하도록 도 5의 MIMO 프리앰블(500)을 확장한다. MIMO 프리앰블(700)은 레거시 프리앰블(710)을 동시에 2개의 송신 안테나 상에서 송신함으로써 레거시 프리앰블(710)을 그대로 유지한다. 802.11a/g 프리앰블(610) 이후에, 추가 필드(715)(NTx)와 본 발명에 따른 하나의 추가 트레이닝 심볼(720)은 2개의 송신 안테나 상에서 송신된다.
본 발명의 기술과 관련되어 있는 오버헤드는 페이로드에 비해 상대적으로 롱 트레이닝으로 구성되어 있다. 최대 패킷 크기가 고정됨에 따라, DATA 부분은 MIMO와 함께 더 짧아지며, 트레이닝은 비례하여 길어진다는 것을 알아야 한다. 이런 이유로, 비율은 2차적으로 악화된다. 이를 방지하기 위한 해결책은 보다 짧은 롱 트레이닝 필드를 이용하는 것이다. 전형적으로, 롱 트레이닝 필드는 총 8 ㎲인 하나의 보호 간격과 2개의 롱 트레이닝 심볼을 갖는다. MIMO 트레이닝에 대해 동일한 2배의 롱 트레이닝 심볼을 이용하면 성능이 양호해질 수 있지만, 롱 트레이닝 필드는 단일의 롱 트레이닝 심볼을 갖기에 충분하다. 또한, 선택사양으로, 보다 작은 보호 간격이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 통상적인 OFDM 심볼의 보호 간격은 1.6㎲가 아닌 0.8㎲일 수 있다. 둘 다의 특징은 선택사양이며, 상술한 바와 같이, 추가적인 필드(715)에 표시될 수 있다.
도 8은 본 발명의 특징으로 포함한 예시적인 MIMO-OFDM 수신기(800)의 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, MIMO-OFDM 수신기(800)는 복수의 수신 안테나 (815-1 내지 815-Nr)와 수신기(RX1 내지 RXNr)를 포함한다. 시간 및 주파수 동기화는 단계(820)에서 수행되며, 동기화된 수신 신호는 순환 프리픽스(cyclic prefix)를 제거한 단계(825)와 채널 추정 단계(835)에 적용된다. 단계(825)에서 순환 프리픽스가 제거되면, 고속 푸리에 변환(FFT)이 단계(830)에서 수행된다. 검출 및 디코딩 블록(845)은 채널 추정(835)을 이용하여, MIMO 검출(Nc 서브캐리어에 대해서), 위상 드리프트 및 진폭 드롭 검출, 디매핑(demapping), 디인터리빙(deinterleaving), 디펑처링(depunturing) 및 디코딩을 수행한다.
MIMO-OFDM 수신기(800)는 트레이닝 심볼을 가지고 채널 추정(835) 및 다음과 같은 신호 필드의 검출을 수행할 수 있다.
1. 신호 필드 앞에 수신된 두 개의 롱 트레이닝 심볼(LT)을 부가하여 SNR 이득을 얻음.
2. 결과의 롱 트레이닝 심볼을 주파수 영역으로 변환시킴,
3. 롱 트레이닝 심볼을 복조하여, 모든 송신 안테나로부터 관련 수신 안테나로 채널 요소들의 합을 추정.
4. 신호 필드를 주파수 영역으로 변환시킴;
5. 신호 필드(및 이용가능하다면 NTX 필드)를 채널 추정의 합의 추정을 사용하여 검출 및 디코딩함.
6. 수신기가 패킷을 검출할 수 있는 것으로 나타내면, 전술한 바와 같이 채널 추정을 진행하고, 그렇지 않으면 패킷의 길이 동안 지연.
이상 개시된 실시에 및 변형예는 단순히 본 발명을 예시한 것일 뿐이며, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 당업자들레 의해 다양한 변형이 이루어질 수도 있다.

Claims (29)

  1. N 개의 송신 안테나를 포함하는 복수의 안테나 통신 시스템에서 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
    각각의 상기 N 개의 송신 안테나에서 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 적어도 하나의 부가적인 롱 트레이닝 심볼을 포함하는 레거시 프리앰블을 송신하는 단계를 포함하되,
    각각의 상기 N 개의 송신 안테나에서의 각각의 상기 롱 트레이닝 심볼의 시퀀스는 직교하는
    데이터 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 적어도 하나의 숏 트레이닝 심볼을 더 포함하는
    데이터 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 적어도 하나의 SIGNAL 필드를 더 포함하는
    데이터 송신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 802.11 a/g 프리앰블인
    데이터 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 롱 트레이닝 심볼은 시간 직교하는
    데이터 송신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    각각의 상기 롱 트레이닝 심볼은, 각각의 상기 롱 트레이닝 심볼에 위상 시프트를 도입함으로써, 서로에 대해 시간 직교하는
    데이터 송신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상 시프트는 콤플렉스 로테이션(complex rotation)을 이용하여 각각의 상기 롱 트레이닝 심볼에 도입되는
    데이터 송신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    N은 2이고, 상기 트레이닝 단계는, 상기 두 개의 송신 안테나 각각에서 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 하나의 부가적인 롱 트레이닝 심볼을 포함하는 레거시 프리앰블을 송신하는 단계를 더 포함하되, 상기 송신 안테나 중 하나는 반전된 극성을 갖는 상기 롱 트레이닝 심볼 중 하나를 송신하는
    데이터 송신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    하위(lower order) 수신기가 상기 송신된 데이터를 해석할 수 있는
    데이터 송신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 안테나의 수(N)를 나타내는 필드를 송신하는 단계를 더 포함하는
    데이터 송신 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    이용된 코딩 구성을 식별하는 필드를 송신하는 단계를 더 포함하는
    데이터 송신 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    채널 결합 옵션을 식별하는 필드를 송신하는 단계를 더 포함하는
    데이터 송신 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    롱 트레이닝 심볼 포맷을 식별하는 필드를 송신하는 단계를 더 포함하는
    데이터 송신 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 보다 짧은 보호구간(guard interval)을 포함하는
    데이터 송신 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 단지 하나의 롱 트레이닝 심볼만을 갖는 롱 트레이닝 필드를 포함하는
    데이터 송신 방법.
  16. 복수의 안테나 통신 시스템의 송신기에 있어서,
    각각의 N 개의 송신 안테나에서 적어도 하나의 롱 트레이닝 시스템 및 적어도 하나의 부가적인 롱 트레이닝 심볼을 포함하는 레거시 프리앰블을 송신하는 N 개의 송신 안테나를 포함하되, 각각의 상기 롱 트레이닝 심볼은 직교하는
    송신기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 적어도 하나의 숏 트레이닝 심볼을 포함하는
    송신기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 적어도 하나의 SIGNAL 필드를 포함하는
    송신기.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 레거시 프리앰블은 802.11 a/g 프리앰블인
    송신기.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 롱 트레이닝 심볼들은 시간 직교하는
    송신기.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 롱 트레이닝 심볼들의 각각은 서로에 대해 상기 롱 트레이닝 심볼의 각각에 위상 변이를 도입함으로써 시간 직교하는
    송신기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 시간 직교 롱 트레이닝 심볼들의 각각은 메모리에 저장되며 상기 위상 변이는 상기 롱 트레이닝 심볼이 송신될 때 도입되는
    송신기.
  23. 제 16 항에 있어서,
    N은 두개이며, 상기 송신 단계는 상기 두개의 송신 안테나의 각각에서 적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼과 하나의 부가의 롱 트레이닝 심볼을 갖는 레거시 프리앰블을 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 송신 안테나들 중의 하나는 반전된 극성을 갖는 상기 롱 트레이닝 심볼들 중의 하나를 송신하는
    송신기.
  24. 제 16 항에 있어서,
    하위 순서 수신기는 상기 송신된 데이터를 해석할 수 있는
    송신기.
  25. 제 16 항에 있어서,
    송신 안테나의 상기 개수 N을 나타내는 필드를 송신하는 단계를 더 포함하는
    송신기.
  26. 다중 안테나 통신 시스템에서 N개의 송신 안테나를 갖는 송신기에 의해 송신되는 데이터를 적어도 하나의 수신 안테나에서 수신하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 상기 데이터의 송신 기간의 표시 및 적어도 하나의 부가적인 롱 트레이닝 심볼을 갖는 레거시 프리앰블을 상기 N개의 송신 안테나의 각각에서 수신하는 단계―상기 N개의 송신 안테나의 각각에서의 상기 롱 트레이닝 심볼들 각각의 시퀀스는 직교하며, 상기 레거시 프리앰블은 상기 기간의 표시가 하위 순서 수신기에 의해 해석될 수 있도록 송신됨―와,
    상기 표시된 기간 동안 연기하는 단계를 포함하는
    데이터 수신 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 방법은 SISO 수신기에 의해 수행되는
    데이터 수신 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 표시는 802.11 a/g 표준을 따르는 SIGNAL 필드로 송신되는
    데이터 수신 방법.
  29. N개의 송신 안테나를 갖는 적어도 하나의 송신기를 갖는 다중 안테나 통신 시스템 내에서의 수신기에 있어서,
    적어도 하나의 롱 트레이닝 심볼 및 상기 데이터의 송신 기간의 표시 및 적어도 하나의 부가적인 롱 트레이닝 심볼을 갖는 레거시 프리앰블을 N개의 송신 안테나의 각각에서 수신하는 수단―상기 N개의 송신 안테나의 각각에서의 상기 롱 트레이닝 심볼들 각각의 시퀀스는 직교하며, 상기 레거시 프리앰블은 상기 기간의 표시가 하위 순서 수신기에 의해 해석될 수 있도록 송신됨―과,
    상기 표시된 기간 동안 연기하는 수단을 포함하는
    수신기.
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