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KR200404025Y1 - Implementing a smart antenna in a wireless local area network - Google Patents

Implementing a smart antenna in a wireless local area network Download PDF

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KR200404025Y1
KR200404025Y1 KR20-2005-0028698U KR20050028698U KR200404025Y1 KR 200404025 Y1 KR200404025 Y1 KR 200404025Y1 KR 20050028698 U KR20050028698 U KR 20050028698U KR 200404025 Y1 KR200404025 Y1 KR 200404025Y1
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KR
South Korea
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sta
antenna
antenna performance
frame
information
Prior art date
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Application number
KR20-2005-0028698U
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Korean (ko)
Inventor
폴 마리니어
아르티 찬드라
인혁 차
빈센트 로이
Original Assignee
인터디지탈 테크날러지 코포레이션
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Filing date
Publication date
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Abstract

무선 근거리 네트워크에서 스마트 안테나 특성을 구현하는 시스템은 AP 및 STA를 포함한다. 상기 AP는 제1 안테나 성능 결정 장치; 상기 제1 안테나 성능 정보 장치에 저장되는 정보를 검사함으로써 상기 AP의 안테나 성능을 결정하도록 구성되는 제1 안테나 성능 정보 장치; 제1 송수신기; 제1 안테나; 및 상기 제1 안테나의 빔을 스위칭하도록 구성되는 빔 스위칭 장치를 구비하고, 상기 STA는 제2 안테나; 상기 AP의 안테나 성능 정보를 수신하도록 구성되는 제2 송수신기; 제2 안테나 성능 결정 장치; 상기 제2 송수신기로부터 수신된 상기 AP의 안테나 성능을 상기 제2 안테나 성능 정보 장치로부터 검색된 상기 스테이션의 안테나 성능과 비교하도록 구성되는 제2 안테나 성능 정보 장치; 및 상기 스테이션의 설정을 조정하여 스마트 안테나 성능을 이용하도록 구성되는 스테이션 설정 조정 장치를 구비한다.A system for implementing smart antenna characteristics in a wireless local area network includes an AP and an STA. The AP includes a first antenna performance determination device; A first antenna performance information device configured to determine antenna performance of the AP by examining information stored in the first antenna performance information device; A first transceiver; A first antenna; And a beam switching device configured to switch beams of the first antenna, wherein the STA comprises: a second antenna; A second transceiver configured to receive antenna performance information of the AP; A second antenna performance determination device; A second antenna performance information device configured to compare antenna performance of the AP received from the second transceiver with antenna performance of the station retrieved from the second antenna performance information device; And a station setting adjusting device configured to adjust the setting of the station to use smart antenna performance.

Description

무선 근거리 네트워크에서의 스마트 안테나 구현 방법 및 시스템{IMPLEMENTING A SMART ANTENNA IN A WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}Method and system for implementing smart antenna in wireless local area network {IMPLEMENTING A SMART ANTENNA IN A WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}

본 고안은 무선 근거리 네트워크(WLAN)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, WLAN에서 스마트 안테나를 구현하고, WLAN에서 스마트 안테나의 사용을 지원하며, WLAN에서 스테이션(STA) 간의 스마트 안테나 성능 정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless local area network (WLAN), and more particularly, to implement a smart antenna in a WLAN, support the use of a smart antenna in a WLAN, and transmit smart antenna performance information between stations (STA) in a WLAN. A method and apparatus are disclosed.

기반구조 모드에서 동작하는 WLAN에서, STA는 통상 어느 액세스 포인트(AP)가 이를 서비스하는데 가장 최선의 후보인지를 추정하기 위해서 스캐닝을 수행한다. STA에 의해 수행되는 스캐닝은 수동 또는 능동일 수 있다. 수동 스캐닝에서, STA는 AP에 의해 전송된 비컨 프레임을 경청한다. 능동 스캐닝에서, STA는 프로브 요청을 전송하고 AP는 프로브 응답을 STA에 전송하여 응답한다.In a WLAN operating in infrastructure mode, the STA typically performs scanning to estimate which access point (AP) is the best candidate for serving it. Scanning performed by the STA may be passive or active. In passive scanning, the STA listens to the beacon frame sent by the AP. In active scanning, the STA sends a probe request and the AP responds by sending a probe response to the STA.

커버리지를 개선하고 처리율을 증가시키기 위해서, AP는 개선된 안테나 구조를 구비할 수 있으며, 이는 AP가 사용하는 방사 패턴(빔)을 변경할 수 있게 한다. 여기서 사용되는 바와 같은 "스마트 안테나"라는 용어는 상이한 방사 패턴을 구비하여 통상 선택된 방향을 지시하는(또는 무지향성 안테나의 경우 임의의 특정 방향을 가리키지 않는) 일련의 N 개의 안테나를 의미한다. 노드(AP 또는 STA)의 전송기 및/또는 수신기는 가장 적절한 안테나(또는 빔)를 선택하여 이의 상대방(counterpart)과 통신한다. 통상, 가장 적절한 빔은 하나의 노드가 다른 노드에 패킷을 전송하는 전용 접속의 경우에 수신 노드에서 가장 높은 신호 대 간섭 및 잡음 비(SINR)을 야기하는 것이다.In order to improve coverage and increase throughput, the AP may have an improved antenna structure, which allows to change the radiation pattern (beam) used by the AP. The term "smart antenna" as used herein refers to a series of N antennas with different radiation patterns that normally indicate a selected direction (or, in the case of an omnidirectional antenna, do not point to any particular direction). The transmitter and / or receiver of a node (AP or STA) selects the most appropriate antenna (or beam) and communicates with its counterpart. Typically, the most appropriate beam is to cause the highest signal to interference and noise ratio (SINR) at the receiving node in the case of a dedicated connection where one node transmits a packet to another node.

커버리지의 개선은 AP가 전송하는 STA의 위치와 시가변 채널의 함수이다. AP에 의해 전송된 비컨 프레임은 특정 STA를 목표로 하기보다는 다수의 STA를 목표로 하기 때문에, 이들은 모든 방향에 걸쳐(즉, 무지향성 빔으로) 균일하게 전송되려는 경향이 있다. 유사하게, AP는 이의 모든 관련된 STA로부터 패킷을 경청하는 것이 바람직하기 때문에, AP는 통상 무지향성 빔을 사용하여 채널을 경청한다. 이러한 유형의 빔은, STA로부터 프로브 요청을 수신한 후에도, 어느 빔이 STA에 가장 도움이 되는지를 AP가 결정하는 것이 반드시 필요하지는 않다. 따라서, 프로브 응답은 또한 무지향성 빔을 사용하여 전송되려는 경향이 있다.The improvement in coverage is a function of the location and time-varying channel of the STA transmitted by the AP. Because the beacon frames sent by the AP target multiple STAs rather than specific STAs, they tend to be transmitted uniformly in all directions (ie, with omni-directional beams). Similarly, since the AP preferably listens to packets from all of its associated STAs, the AP typically listens to the channel using an omni-directional beam. This type of beam does not necessarily require the AP to determine which beam is most helpful to the STA, even after receiving a probe request from the STA. Thus, the probe response also tends to be sent using an omnidirectional beam.

STA는 비컨(수동 스캐닝)과 프로브 요청(능동 스캐닝)을 사용하여, 무엇보다도, 상이한 AP로부터 획득할 수 있는 무선 링크의 품질(예를 들면, 신호 대 잡음비(SNR))을 추정한다. 비컨과 프로브 응답은 통상 상술한 이유로 인하여 무지향성 빔을 사용하여 AP에 의해 전송된다. 이는, 실제 이러한 AP가 지향성 빔으로 전송될 수 있는 트래픽 프레임의 전송에 대하여 다른 AP보다 열악하게 수행할 수 있는 경우, 비컨 및/또는 프로브 응답으로부터 인지하는 수신된 신호 품질에 기초하여, 주어진 AP가 최적의 후보임을 STA가 추정할 수 있는 상황을 생성한다.The STA uses beacons (passive scanning) and probe requests (active scanning) to estimate, among other things, the quality of the radio link (eg, signal-to-noise ratio (SNR)) that can be obtained from different APs. Beacon and probe responses are typically sent by the AP using omni-directional beams for the reasons described above. This is based on the received signal quality perceived from the beacon and / or probe response if, in practice, such an AP can perform poorly than other APs for the transmission of traffic frames that can be transmitted in a directional beam. Create a situation in which the STA can estimate that it is the best candidate.

도 1은 STA(102)와 두 개의 AP, 즉, AP_A(110)와 AP_B(120)를 포함하는 예시적인 WLAN(100)을 나타낸다. AP_A(110)는 무지향성 빔(112)과 복수의 지향성 빔(114, 116, 118)을 사용할 수 있다. AP_B(120)는 무지향성 빔(122)과 복수의 지향성 빔(124, 126, 128)을 사용할 수 있다.1 illustrates an example WLAN 100 that includes a STA 102 and two APs, namely AP_A 110 and AP_B 120. The AP_A 110 may use the omni-directional beam 112 and the plurality of directional beams 114, 116, and 118. The AP_B 120 may use the omni-directional beam 122 and the plurality of directional beams 124, 126, and 128.

STA(102)는 표 1에 나타낸 바와 같이 다양한 빔의 수신 전력을 측정한다.The STA 102 measures the received power of the various beams as shown in Table 1.

신호 발신Signal 빔 번호Beam number 빔 유형Beam types STA(102)에서 수신 전력Received Power at STA 102 AP_AAP_A 112112 무지향성Omni-directional -75 dBm-75 dBm AP_AAP_A 116116 지향성Directivity -85 dBm-85 dBm AP_AAP_A 118118 지향성Directivity -85 dBm-85 dBm AP_BAP_B 122122 무지향성Omni-directional -80 dBm-80 dBm AP_BAP_B 124124 지향성Directivity -70 dBm-70 dBm

STA(102)에서 측정된 수신 신호 전력Received signal power measured at the STA 102

STA(102)는 AP_B(120)로부터의 무지향성 빔(122)을 통해서보다 AP_A(110)로부터 무지향성 빔(112)을 통해 보다 강한 비컨 및/또는 프로브 응답을 수신할 수 있다. 그러나, AP_B(120)는 이의 개선된 안테나 구조의 사용과 (지향성 빔(124)을 통해) STA(102)를 향한 에너지에 집중하기에 보다 우수한 위치에 있기 때문에, 트래픽 프레임을 전송하기 위해 AP_A(110)보다 우수한 후보일 수 있다.The STA 102 may receive a stronger beacon and / or probe response from the AP_A 110 via the omni-directional beam 112 than through the omni-directional beam 122 from the AP_B 120. However, since AP_B 120 is in a better position to use its improved antenna structure and to focus energy towards the STA 102 (via the directional beam 124), AP_A ( May be a better candidate than 110).

AP 기반 WLAN에서, 다수의 STA가 주어진 시점에서 해당 AP에 관련될 수 있다. 다중 액세스 방식이 802.11 기반의 WLAN에서와 같이 반송파 동시 공동 이용/충돌 탐지(CSMA/CA)인 경우, 임의의 STA가 임의의 주어진 시점에서 관련AP에 패킷(또는 프레임으로도 불림)을 전송하기 쉽다. 패킷이 완전히 수신되어 디코딩된 후에, AP는 패킷의 매체 접근 제어(MAC) 헤더에 포함된 소스 주소에 기초하여, 관련 STA 중 어느 것이 패킷을 전송하였는지를 결정한다. MAC 헤더와 MAC 페이로드를 모두 커버하는 에러 검출 비트는 패킷의 말단에서 수신되기 때문에, AP는 소스 결정을 행하기 전에 전체 패킷을 수신할 필요가 있다.In an AP based WLAN, multiple STAs may be associated with that AP at a given time. When the multiple access scheme is carrier simultaneous coexistence / collision detection (CSMA / CA) as in 802.11 based WLANs, it is easy for any STA to send packets (or also called frames) to the associated AP at any given point in time. . After the packet has been completely received and decoded, the AP determines which of the associated STAs sent the packet based on the source address contained in the packet's Media Access Control (MAC) header. Since the error detection bits covering both the MAC header and the MAC payload are received at the end of the packet, the AP needs to receive the entire packet before making the source decision.

메시 아키텍처에서(mesh architecture), STA(또는 메시 노드)는 또한 수신 신호의 SNR을 증가시키기 위해 또는 간섭 감소와 같은 다른 목적을 위해 스마트 안테나를 구비할 수 있다.In a mesh architecture, the STA (or mesh node) may also be equipped with a smart antenna to increase the SNR of the received signal or for other purposes such as interference reduction.

802.11 기반의 WLAN에서 다중 액세스 방식은, 하나 이상의 STA가 AP에 관련된 경우에는, AP에서 패킷을 수신하기에 가장 적절한 빔을 선택하는 것을 어렵게 한다. 이는 STA가 AP 주변 임의의 장소에 배치될 수 있기 때문이며, 이에 따라, 가장 적절한 빔은 각 STA에 대하여 통상 동일하지 않다. STA의 아이덴티티는 패킷이 완전히 수신되기 전에는 알려지지 않기 때문에, AP는 이러한 정보를 사용하여 패킷 수신용으로 어느 안테나를 선택할 지를 결정할 수 없다. 메시 노드가 하나 이상의 메시 노드에 연결될 수 있는 메시 아키텍처에서 동일한 문제가 발생한다.In an 802.11 based WLAN, the multiple access scheme makes it difficult to select the most appropriate beam for receiving packets at the AP when more than one STA is associated with the AP. This is because the STA may be placed anywhere around the AP, and thus the most appropriate beam is usually not the same for each STA. Since the identity of the STA is unknown until the packet is completely received, the AP cannot use this information to determine which antenna to select for packet reception. The same problem occurs in mesh architectures where mesh nodes can be connected to one or more mesh nodes.

이러한 어려움을 회피하기 위해서, 여러 대안이 가능하지만, 이들 모두는 단점을 갖는다.In order to avoid this difficulty, several alternatives are possible, but all of them have disadvantages.

1) AP는 모든 패킷 수신에 있어서 무지향성 패턴을 사용하는 것에 제한될 수 있기 때문에, 스마트 안테나의 사용으로부터 가능한 이득을 상실할 수 있다.1) Since the AP may be limited to using an omnidirectional pattern in all packet reception, it may lose the possible benefit from the use of the smart antenna.

2) AP는 다수의 빔으로부터 신호를 동시에 사용하고 이들을 결합하거나 이들 중에서 최적의 빔을 선택할 수 있다. 이러한 솔루션은 다수의 빔으로부터의 신호가 복조되어야 하기 때문에 수신기의 복잡도를 증가시킨다.2) The AP may use signals from multiple beams simultaneously and combine them or select the optimal beam among them. This solution increases the complexity of the receiver because signals from multiple beams must be demodulated.

3) 패킷 수신의 개시 직후에, AP는 연속적으로 이의 모든 이용가능한 빔 중에서 스위칭하고, 최적의 신호 품질을 생성하는 빔을 선택하며, 패킷 수신의 잔여 기간 동안 이러한 빔으로 스위칭할 수 있다. 이러한 접근법은 AP가 일부 비트를 부정확하게 수신하는 위험이 있는 반면 특정 패킷에 대하여 덜 적절한 빔을 시도하여, 패킷의 손실을 야기하는 단점을 갖는다.3) Immediately after initiation of packet reception, the AP may continuously switch among all its available beams, select the beam that produces the optimal signal quality, and switch to this beam for the remainder of the packet reception. This approach has the disadvantage that the AP risks receiving some bits incorrectly while attempting a less appropriate beam for a particular packet, causing loss of packets.

4) AP는 무지향성 안테나를 사용하여 (패킷의 MAC 헤더에 포함된)전송기의 MAC 주소의 디코딩을 시도한 후, 나머지 패킷에 대하여 MAC 헤더에 식별된 STA에 가장 적절한 빔을 사용할 수 있다. 이러한 접근법의 문제는 나머지 패킷과 동일한 속도로 MAC 헤더가 전송된다는 점이다. 무지향성 안테나는 MAC 페이로드에 대하여 적절한 신호 품질을 위한 충분한 이득을 제공하지 않는 경우, MAC 헤더는 올바르게 디코딩되지 못할 수 있다. 반대의 경우(무지향성 안테나가 충분한 이득을 제공하는 경우), 무엇보다도 스마트 안테나를 사용할 수 없을 수 있다.4) The AP may attempt to decode the transmitter's MAC address (included in the packet's MAC header) using an omni-directional antenna and then use the most appropriate beam for the STA identified in the MAC header for the remaining packets. The problem with this approach is that the MAC header is sent at the same rate as the rest of the packet. If the omni-directional antenna does not provide enough gain for proper signal quality for the MAC payload, the MAC header may not be decoded correctly. In the opposite case (when omnidirectional antennas provide sufficient gain), smart antennas may not be available, among other things.

5) STA는 요청 대 전송/소거 대 전송(Request-to-Send/Clear-to-Send; RTS/CTS) 프로시저를 사용하여 모든 패킷을 전송하도록 제한될 수 있다. 이는 AP가 데이터 패킷의 도달 이전에 STA의 전송을 식별할 수 있게 할 수 있다. 그러나, RTS와 CTS 패킷의 오버헤드로 인해 상당한 처리율 페널티를 희생하며, 이는 부분적으로 스마트 안테나의 사용 목적에 어긋난다.5) The STA may be restricted to sending all packets using a Request-to-Send / Clear-to-Send (RTS / CTS) procedure. This may enable the AP to identify the transmission of the STA before the arrival of the data packet. However, the overhead of RTS and CTS packets sacrifices significant throughput penalties, which partly defeats the purpose of using smart antennas.

6) AP는 차례로 상이한 빔을 사용하여 STA를 폴링한다. 이러한 접근법의 두 개의 문제점을 갖는다. 첫째, WLAN과 같은 버스트 트래픽을 갖는 시스템에서 각 빔에 대하여 소비하는 시간의 예측을 시도하기가 어렵다. 둘째, 섀도잉(shadowing)과 같은 무선 환경의 불규칙성과 안테나 패턴 간의 필수 중첩이 주어진 경우, STA가 이들에 대해 서브 최적(sub-optimal)(그러나 가청가능한(hearable))인 빔을 사용하여 전송된 폴에 응답하는 것이 어렵다.6) The AP in turn polls the STA using different beams. There are two problems with this approach. First, it is difficult to try to estimate the time spent for each beam in a system with burst traffic such as WLAN. Second, given the necessary overlap between antenna patterns and irregularities in the wireless environment, such as shadowing, the STA may transmit beams using sub-optimal (but audible) beams to them. It is difficult to respond to Paul.

WLAN에서, 스마트 안테나 성능은 AP에서, STA에서, 또는 양자 모두에 존재할 수 있다. 안테나 성능 정보의 사전 교환 없이, AP는 STA의 특성으로 스마트 안테나 특성을 조정하는 방식을 인식하지 못하며, 그 역도 마찬가지이다.In a WLAN, smart antenna performance may exist at the AP, at the STA, or both. Without exchanging the antenna performance information, the AP does not recognize the manner of adjusting the smart antenna characteristics by the characteristics of the STA, and vice versa.

스마트 안테나 성능 정보를 교환하지 않음으로써 WLN에 대한 가능한 역효과는 다음 예에서 설명될 수 있다. 스위칭된 빔 스마트 안테나가 AP와 STA에서 모두 사용되지만 각 말단의 스마트 안테나 성능(예를 들면, 이용가능하고 스캐닝될 필요가 있는 빔 모드의 개수뿐만 아니라 이용가능한 빔 각각을 테스트하는데 필요한 시구간)은 다른 말단에 알려져 있지 않다. AP와 STA는 모두 이의 수신단의 스마트 안테나 성능에 대하여 인식하지 못하기 때문에, 각각은 (1) 다른 말단의 스마트 안테나 성능에 대하여 추측하거나 (2) 수신단이 동시에 그 자신의 빔 검색을 사용할 수 있음을 인식하지 못하면서 자신의 안테나 빔의 전송을 테스트 시도하여야 할 수 있다.Possible adverse effects on the WLN by not exchanging smart antenna performance information can be illustrated in the following example. Although switched beam smart antennas are used at both the AP and STA, the smart antenna performance at each end (e.g., the number of beam modes available and needs to be scanned as well as the time period required to test each of the available beams) It is not known at the other end. Since neither the AP nor the STA is aware of the smart antenna performance of its receiving end, each may either (1) infer about the smart antenna performance of the other end or (2) the receiving end may use its own beam search at the same time. You may have to test the transmission of your antenna beam without being aware of it.

양 말단에서 스마트 안테나 성능이 서로에게 알려져 있는 경우, 두 장치는 모두 양단 모두에 동시에 빔 검색으로 인한 서비스 열화를 방지하는 간단하고 선약된 규칙을 따를 수 있다. 예를 들면, "빔 검색 시간"(T검색)은 AP와 STA 모두에 대하여 알려진 경우, 유용할 수 있는 단순 규칙은 결합 후에 패킷을 처음 수신한 장치(AP 또는 STA)는, 자신의 빔 검색을 수행하기에 충분한 시간을 (전송을 개시한)다른 말단에 제공하기 위해서, 그 자신의 빔 검색을 개시하기 전에 T검색의 기간을 대기하여야 한다.If the smart antenna performance at both ends is known to each other, both devices can follow simple and preemptive rules that prevent service degradation due to beam retrieval at both ends simultaneously. For example, if the "beam search time" (T search ) is known for both the AP and the STA, a simple rule that may be useful is that the device (AP or STA) that first received the packet after joining, may perform its beam search. In order to give the other end (which initiated the transmission) enough time to perform, it should wait the duration of the T search before initiating its own beam search.

현재의 안테나 기술은 송수신 수신 및/또는 송신 다이버시티를 사용하여 수신을 개선시킨다. 이들 기술은 임의의 이득을 획득하는데 더 오래 걸리거나 달리 가능할 수 있는 것보다 적은 이득을 제공한다. 또한, 현재의 안테나 기술은 종종 전용 메시지(proprietary message)를 사용하여 STA의 안테나 성능을 인식할 필요가 있다. 이러한 정보의 부재 시에, AP와 STA는 안테나 성능을 이용하여 데이터 레이트 또는 범위를 증가시킬 수는 없다.Current antenna technology improves reception using transmit and receive reception and / or transmit diversity. These techniques provide less gain than it would take longer or otherwise possible to achieve any gain. In addition, current antenna technology often needs to recognize antenna performance of the STA using a proprietary message. In the absence of such information, the AP and STA cannot use the antenna performance to increase the data rate or range.

스마트 안테나 특성이 효과적으로 동작하기 위해서, STA와 AP의 성능에 대한 정보가 교환되어야 한다. 안테나 정보의 교환은 또한 빔 선택, 빔 스캐닝, 빔 형성, 다중 입력 다중 출력(MIMO), 및 빔 패턴 및/또는 안테나의 이득을 변경할 수 있게 하는 임의의 다른 성능과 같은 스마트 안테나의 특성의 최적화 동안 조정을 가능하게 한다.In order for the smart antenna characteristic to operate effectively, information on the performance of the STA and the AP must be exchanged. The exchange of antenna information is also during optimization of the characteristics of the smart antenna, such as beam selection, beam scanning, beam shaping, multiple input multiple output (MIMO), and any other capabilities that allow changing the beam pattern and / or gain of the antenna. Make adjustments possible.

WLAN에서 STA와 AP 간의 결합(association)을 설정할 때 스마트 안테나를 구현하는 방법은 하나의 안테나 빔 상의 AP에 의해 비컨 프레임을 전송함으로써 개시한다. 비컨 프레임은 STA에서 수신되며, 상기 STA는 비컨 프레임의 신호 품질을 측정한다. AP는 상이한 안테나 빔으로 스위칭하고 비컨 프레임이 모든 안테나 빔 상으로 전송될 때까지 이 방법을 반복한다. STA는 이의 안테나 빔 중 하나에 대하여 가장 높은 신호 품질을 갖는 비컨 프레임을 전송한 AP에 결합된다. STA가 AP에 프로브 요청 프레임을 전송하고, 그 후 AP가 다수의 안테나 빔에 전송된 프로브 응답 프레임으로 응답하는 유사한 방법이 사용될 수 있다.A method of implementing a smart antenna when establishing an association between an STA and an AP in a WLAN starts by transmitting a beacon frame by an AP on one antenna beam. The beacon frame is received at the STA, the STA measures the signal quality of the beacon frame. The AP switches to different antenna beams and repeats this method until the beacon frame is transmitted on all antenna beams. The STA is coupled to the AP that transmitted the beacon frame with the highest signal quality for one of its antenna beams. A similar method may be used in which the STA sends a probe request frame to the AP, and then the AP responds with a probe response frame sent on multiple antenna beams.

WLAN에서 STA와 AP 간의 결합을 설정하는 스마트 안테나를 구현하는 시스템은 AP로부터 STA에 전송된 비컨 프레임을 포함한다. 비컨 프레임은 전송이 행해질 수 있는 안테나 빔의 총 개수를 식별하는 필드와 현재 전송 중에 있는 빔을 식별하는 필드를 포함한다.A system implementing a smart antenna for establishing a bond between an STA and an AP in a WLAN includes a beacon frame sent from the AP to the STA. The beacon frame includes a field that identifies the total number of antenna beams that can be transmitted and a field that identifies which beam is currently being transmitted.

WLAN에서 STA와 AP 간의 결합을 설정할 때 스마트 안테나를 구현하는 다른 시스템은 STA로부터 AP에 전송된 프로브 요청 프레임과 AP로부터 STA에 전송된 프로브 응답 프레임을 포함한다. 프로브 요청 프레임은 STA가 AP로부터의 다수의 안테나 빔을 스캔하지를 원하는지 여부의 표시를 포함한다. 프로브 응답 프레임은 전송이 행해질 수 있는 안테나 빔의 총 개수를 식별하는 필드와 현재 전송되고 있는 빔을 식별하는 필드를 포함한다.Another system implementing the smart antenna when establishing a bond between an STA and an AP in a WLAN includes a probe request frame sent from the STA to the AP and a probe response frame sent from the AP to the STA. The probe request frame includes an indication of whether the STA wants not to scan multiple antenna beams from the AP. The probe response frame includes a field identifying the total number of antenna beams over which transmission can be made and a field identifying the beam currently being transmitted.

AP와 STA를 포함하는 WLAN에서 스마트 안테나의 사용을 지원하는 방법은 STA와의 통신을 위해 사용하도록 AP에 의한 안테나 빔을 선택함으로써 개시한다. 선택된 빔 정보는 AP로부터 STA에 전송된다. 패킷은 STA로부터 AP에 전송되며, 이 패킷은 선택된 빔 정보를 포함함으로써, AP가 선택된 빔을 사용하여 패킷의 적어도 일부를 수신한다.A method of supporting the use of a smart antenna in a WLAN including an AP and a STA begins by selecting an antenna beam by the AP to use for communication with the STA. The selected beam information is transmitted from the AP to the STA. The packet is sent from the STA to the AP, which includes the selected beam information, so that the AP receives at least a portion of the packet using the selected beam.

AP와 STA를 구비하는 WLAN에서 스마트 안테나의 사용을 지원하는 시스템은 제1 패킷과 제2 패킷을 포함한다. 제1 패킷은 AP로부터 STA에 전송되고 선택된 빔 표시기, AP의 MAC 주소, 및 STA의 MAC 주소를 포함한다. 선택된 빔 표시기는 STA와의 통신을 위해 사용하도록 AP에 의해 선택된 안테나 빔을 식별한다. 제2 패킷은 STA로부터 AP에 전송되고 선택된 빔 표시기를 포함함으로써, AP는 선택된 빔을 통해 제2 패킷의 적어도 일부를 수신한다.A system supporting the use of a smart antenna in a WLAN with an AP and a STA includes a first packet and a second packet. The first packet is transmitted from the AP to the STA and includes the selected beam indicator, the MAC address of the AP, and the MAC address of the STA. The selected beam indicator identifies the antenna beam selected by the AP for use for communication with the STA. The second packet is sent from the STA to the AP and includes the selected beam indicator, whereby the AP receives at least a portion of the second packet on the selected beam.

무선 통신 시스템에서 전송 STA와 수신 STA 간의 스마트 안테나 성능 정보를 교환하는 시스템은 안테나 성능 정보 요소(IE)를 포함한다. 안테나 성능(IE)은 전송 STA와 수신 STA 간의 데이터 전송 이전에 전송 STA로부터 수신 STA에 전송된다. WLAN에서 사용되는 경우, 안테나 성능(IE)은 관리 프레임의 일부로서 전송될 수 있다.A system for exchanging smart antenna performance information between a transmitting STA and a receiving STA in a wireless communication system includes an antenna performance information element (IE). Antenna performance (IE) is transmitted from the transmitting STA to the receiving STA prior to data transmission between the transmitting STA and the receiving STA. When used in a WLAN, antenna performance (IE) may be transmitted as part of a management frame.

무선 통신 시스템에서 전송 STA와 수신 STA 간의 스마트 안테나 성능 정보를 교환하는 방법은, 전송 STA로부터 수신 STA에 안테나 성능 정보를 전송하는 단계; 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는지를 판정하는 단계; 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는 경우 상기 수신 STA에서 설정을 조정하는 단계; 및 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는 경우, 상기 안테나 성능을 사용하여 전송 STA로부터 수신 STA에 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.A method of exchanging smart antenna performance information between a transmitting STA and a receiving STA in a wireless communication system includes: transmitting antenna performance information from a transmitting STA to a receiving STA; Determining whether the receiving STA can support antenna performance of the transmitting STA; Adjusting a setting at the receiving STA if the receiving STA can support antenna performance of the transmitting STA; And when the receiving STA can support antenna performance of the transmitting STA, transmitting data from the transmitting STA to the receiving STA using the antenna performance.

WLAN에서 스마트 안테나 특성을 구현하는 시스템은 AP와 STA를 포함한다. AP는 제1 안테나 성능 결정 장치; 상기 제1 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제1 안테나 성능 정보 장치 - 상기 제1 안테나 성능 결정 장치는 상기 제1 안테나 성능 정보 장치에 저장된 정보를 점검함으로써 AP의 안테나 성능을 결정하도록 구성됨 - ; 상기 제1 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제1 송수신기; 상기 송수신기에 접속된 제1 안테나; 및 상기 송수신기에 접속된 빔 스위칭 장치 - 상기 빔 스위칭 장치는 상기 제1 안테나의 빔을 스위칭하도록 구성됨 - 를 포함한다. 상기 STA는 제2 안테나, 상기 제2 안테나에 접속된 제2 송수신기 - 상기 제2 송수신기는 상기 ap로부터 안테나 성능 정보를 수신하도록 구성됨 ; 상기 제2 송수신기에 접속된 제2 안테나 성능 결정 장치; 상기 제2 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제2 안테나 성능 정보 장치 - 상기 제2 안테나 성능 결정 장치는 상기 제2 안테나 성능 정보 장치로부터 검색된 스테이션의 안테나 성능과 상기 제2 송수신기로부터 수신된 AP의 안테나 성능을 비교하도록 구성됨 - ; 및 상기 제2 안테나 성능 결정 장치에 접속된 스테이션 설정 조정 장치 - 상기 스테이션 설정 조정 장치는 스테이션의 설정을 조정하여 스마트 안테나 성능을 사용하도록 구성됨 - 를 포함한다.A system for implementing smart antenna characteristics in a WLAN includes an AP and an STA. The AP includes a first antenna performance determination device; A first antenna performance information device connected to said first antenna performance determination device, said first antenna performance information device being configured to determine antenna performance of an AP by checking information stored in said first antenna performance information device; A first transceiver connected to said first antenna performance determination device; A first antenna connected to the transceiver; And a beam switching device connected to the transceiver, the beam switching device configured to switch the beam of the first antenna. The STA is a second antenna, a second transceiver connected to the second antenna, wherein the second transceiver is configured to receive antenna performance information from the ap; A second antenna performance determination device connected to the second transceiver; A second antenna performance information apparatus connected to the second antenna performance determination apparatus, wherein the second antenna performance determination apparatus comprises: antenna performance of a station retrieved from the second antenna performance information apparatus and antenna performance of an AP received from the second transceiver; Configured to compare-; And a station setting adjusting device connected to the second antenna performance determining device, wherein the station setting adjusting device is configured to adjust the setting of the station to use the smart antenna performance.

본 고안은 첨부 도면과 함께 예시로서 제공되는 후술하는 바람직한 실시예의 설명으로부터 행해질 수 보다 상세히 이해될 수 있을 것이다.The invention may be understood in more detail from the description of the preferred embodiments which follow, which are provided by way of example in conjunction with the accompanying drawings.

이하, "스테이션(STA)"라는 용어는 무선 송수신 유닛, 사용자 장치, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 호출기, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다른 유형의 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 이하, "액세스 포인트(AP)"는 기지국, 노드 B, 사이트 제어기, 또는 무선 환경에서 임의의 다른 유형의 인터페이싱 장치를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the term "station (STA)" includes, but is not limited to, a wireless transmit / receive unit, a user device, a fixed or mobile subscriber unit, a pager, or any other type of device capable of operating in a wireless environment. Hereinafter, an "access point" includes, but is not limited to, a base station, a Node B, a site controller, or any other type of interfacing device in a wireless environment.

본 고안은 수동 스캐닝과 능동 스캐닝 모두에 대하여 빔 선택 문제점을 해결한다. 본 고안은 또한 STA로부터의 패킷의 수신을 위해 AP에서 스마트 안테나의 사용을 가능하게 하도록 AP와 STA로 구현될 수 있는 시그널링 방식과 방법에 관한 것이다. 이 방법은 또한 메시 아키텍처의 경우 메시 노드로 구현될 수 있다. 본 고안은 AP와 STA 간의 안테나 성능 정보 교환을 해결하며, 802.11 표준에 의해 제공되는 현재의 메시지를 구축하고 완전 후행 호환성을 갖는다.The present invention solves the beam selection problem for both passive and active scanning. The present invention also relates to a signaling scheme and method that can be implemented by the AP and the STA to enable the use of a smart antenna at the AP for the reception of packets from the STA. This method can also be implemented with mesh nodes in the case of mesh architectures. The present invention solves the exchange of antenna performance information between the AP and the STA, establishes the current message provided by the 802.11 standard and has full backward compatibility.

수동 스캐닝Manual scanning

본 고안은 AP가 다수의 빔 상에 그 비컨을 전송하는 시그널링과 지원을 제공한다. 이는 도 2에 도시한 바와 같이 WLAN 비컨 관리 프레임에 두 개의 필드를 추가함으로써 달성될 수 있다. 결과적인 관리 프레임은 개선된 안테나(AA) 비컨 프레임(200)으로 불린다. 프레임(200)의 많은 필드는 802.11 표준으로 한정된 바와 같이 기존 비컨 프레임 내에 있다. 이들 필드는 프레임 컨트롤(202), 기간(204), 수신처 주소(DA; 206), 소스 주소(SA; 208), 기본 서비스 세트(BSS) 식별(BSSID; 210), 시퀀스 컨트롤(212), 타임스탬프(214), 비컨 구간(216), 성능 정보(218), SSID 정보 요소(IE; 220), 지원된 레이트 IE(222), 주파수 호핑(FH)/분산 시스템(DS) 매개변수 세트 IE(224), 무경합(contention free, CF) 매개변수 세트 IE(226), 독립 BSS(IBSS) 매개변수 세트 IE(228), 및 트래픽 표시 맵(TIM) IE(230)를 포함한다.The present invention provides signaling and support for an AP to transmit its beacon on multiple beams. This can be accomplished by adding two fields to the WLAN beacon management frame as shown in FIG. The resulting management frame is called the enhanced antenna (AA) beacon frame 200. Many fields of frame 200 are within existing beacon frames, as defined by the 802.11 standard. These fields include Frame Control 202, Duration 204, Destination Address (DA; 206), Source Address (SA; 208), Basic Service Set (BSS) Identification (BSSID) 210, Sequence Control 212, Time Stamp 214, beacon interval 216, performance information 218, SSID information element (IE) 220, supported rate IE 222, frequency hopping (FH) / distribution system (DS) parameter set IE ( 224, a contention free (CF) parameter set IE 226, an independent BSS (IBSS) parameter set IE 228, and a traffic indication map (TIM) IE 230.

프레임(200)의 제1 신규 필드(232)는 AA 비컨 구간 내에서 비컨 프레임이 N번 전송되는 STA를 나타내며, 여기서 N은 AP가 비컨을 전송할 수 있는 비컨의 개수에 대응한다. 제2 신규 필드(234)는 비컨을 전송하는데 사용된 빔을 식별하며, 즉, 빔 식별자이다. AP에 의해 전송된 다수의 AA 비컨 프레임 중 임의의 것을 수신하는 경우, STA는 AP에 의해 수행된 비컨 스위프(beam sweep)에 포함되는 빔(232)의 개수를 식별할 수 있고 빔 식별자(234)를 관측함으로써 수신하는 상이한 버전을 구별할 수 있다.The first new field 232 of the frame 200 indicates an STA in which a beacon frame is transmitted N times within the AA beacon period, where N corresponds to the number of beacons in which the AP can transmit the beacon. The second new field 234 identifies the beam used to transmit the beacon, that is, the beam identifier. Upon receiving any of the plurality of AA Beacon frames transmitted by the AP, the STA may identify the number of beams 232 included in the beacon sweep performed by the AP and beam identifier 234. By observing, we can distinguish different versions that we receive.

AA 비컨 구간(216)은 비 AA 비컨 구간보다 동일 또는 상이한 값으로 설정될 수 있다. 시스템이 사용자에게 서비스를 제공하기 위해서, AA 비컨 구간은 빔 스캔 구간보다 커야 하기 때문에, 트래픽 프레임을 전송하기에 남겨진 시간이 있다. 예를 들면, 사용자가 빔 스캔이 AA 비컨 시구간의 일부를 취할 수 있도록 AP를 구성하도록 방지할 수 있는 구성 관리 규칙으로서 실행될 수 있다.The AA beacon section 216 may be set to the same or different value than the bea AA beacon section. Since the AA beacon interval must be larger than the beam scan interval in order for the system to serve the user, there is time left to transmit traffic frames. For example, it can be implemented as a configuration management rule that can prevent the user from configuring the AP so that the beam scan can take part of the AA beacon time period.

바람직한 실시예에서, N개의 AA 비컨 프레임(200)은 시간상 연속적으로 전송된다. 이는 두 개의 비컨 프레임의 전송 동안 무선 매체의 액세스를 시도하는 경우에 AP가 DIFS(분산 프레임간 공간)보다 짧지만 SIFS(쇼트 프레임간 공간)보다 큰 지연(X)를 사용하게 함으로써 달성된다. SIFS와 DIFS 사이의 임의의 X의 값이 사용될 수 있다. AP는 무선 매체를 액세스하여 N개의 비컨 프레임 중 첫 프레임을 전송하는 경우에 하나의 전체 DIFS를 여전히 대기할 필요가 있을 수 있다. 이는 AP에 의해 알려지는 N개의 비컨 중 하나를 검출한 경우 STA가 매체를 스캔할 때 다음과 같이 필요할 수 있는 최대 시간량에 대한 상한을 둔다:In a preferred embodiment, N AA beacon frames 200 are transmitted continuously in time. This is accomplished by having the AP use a delay X shorter than DIFS (distributed interframe space) but greater than SIFS (short interframe space) when attempting to access the wireless medium during transmission of two beacon frames. Any value of X between SIFS and DIFS can be used. The AP may still need to wait for one full DIFS when accessing the wireless medium and transmitting the first frame of the N beacon frames. This places an upper limit on the maximum amount of time that may be needed when the STA scans the medium if it detects one of the N beacons known by the AP:

상한 = (N-1) x (비컨_구간 + X)Upper bound = (N-1) x (beacon_segment + X)

다시 말하면, 이는 모든 N 비컨이 AP에 의해 전송되었는지 여부를 인식하지 않고 미결정된 시간량 동안 STA가 채널을 스캔하지 않게 한다.In other words, this does not recognize whether all N beacons have been sent by the AP and does not allow the STA to scan the channel for a predetermined amount of time.

수동 스캐닝에 대한 타이밍도가 도 3에 도시되어 있다. AP가 AA 비컨 구간(300)을 개시하기 전에, 이는 하나의 DIFS(302)를 대기한다. AA 비컨 구간(300)의 개시에서, AP는 제1 비컨 프레임(304)을 전송한다. 비컨 프레임(304) 사이에서, AP는 구간 X(306)를 대기하고, 여기서 X는 DIFS보다 짧고 SIFS보다 크다.A timing diagram for passive scanning is shown in FIG. 3. Before the AP initiates AA beacon interval 300, it waits for one DIFS 302. At the start of the AA beacon interval 300, the AP transmits a first beacon frame 304. Between beacon frames 304, the AP waits for interval X 306, where X is shorter than DIFS and greater than SIFS.

수동 스캐닝에서 AA 비컨 프레임을 전송하는 방법(400)이 도 4에 도시되어 있다. 이 방법(400)은 N개의 안테나 빔 중 하나에서 AA 비컨 프레임(200)을 전송하고, 현재의 빔 식별자(234)가 현재의 빔에 설정되어 개시한다(단계 402). AA 비컨 프레임이 모든 N개의 빔 상에 전송되었는지에 대한 판정이 행해진다(단계 404). AA 비컨 프레임이 모든 N개의 빔 상에 전송된 경우, 방법이 종료한다(단계 406). AA 비컨 프레임이 모든 N개의 빔 상에서 전송되지 않은 경우에는(단계 404), 이 방법은 구간 X를 대기한다(단계 408). 그 후, 안테나 시스템은 다음 빔으로 스위칭되고(단계 408), 현재 빔 식별자(234)가 현재 빔에 설정되고 현재 빔 상에서 AA 비컨 프레임(200)을 전송하며(단계 410), 이 방법은 단계 404로 지속한다. 다음 빔으로 스위칭하는 단계(단계 408)는 구간 X를 대기하기 전에 또는 후에 수행될 수 있다.A method 400 of transmitting an AA beacon frame in passive scanning is shown in FIG. The method 400 transmits an AA beacon frame 200 on one of the N antenna beams, and starts with the current beam identifier 234 set on the current beam (step 402). A determination is made as to whether the AA Beacon frame has been transmitted on all N beams (step 404). If the AA Beacon frame has been transmitted on all N beams, the method ends (step 406). If the AA Beacon frame has not been transmitted on all N beams (step 404), the method waits for section X (step 408). The antenna system then switches to the next beam (step 408), the current beam identifier 234 is set to the current beam and transmits the AA beacon frame 200 on the current beam (step 410), which method is step 404. To last. Switching to the next beam (step 408) may be performed before or after waiting for interval X.

AP에 결합되는지 여부의 STA에 의해 사용되는 판정은 구현예에 특정된다. 하나의 방법은 비컨 상에서 인지되는 SNR 또는 전력 레벨을 사용하여 이에 결합하는 AP를 선택하는 것이다. 본 고안은 STA가 이러한 방법을 사용할 수 있게 하면서 AP가 개선된 안테나 시스템을 구비하였다는 사실을 충분히 이용한다.The determination used by the STA whether it is coupled to the AP is specific to the implementation. One method is to select an AP that binds to it using the SNR or power level perceived on the beacon. The present invention takes full advantage of the fact that the AP has an improved antenna system while allowing the STA to use this method.

능동 스캐닝Active scanning

본 고안은 또한 STA가 다수의 빔으로 프로브 응답을 전송하도록 AP에게 요청할 수 있게 함으로써 능동 스캐닝을 해결한다. 이는 WLAN 프로브 요청 프레임에 신규 프레임을 추가함으로써 달성될 수 있다. 결과적인 프레임이 도 5에 도시되어 있으며 AA 프로브 요청 프레임(500)으로 불린다. 프레임(500) 중 많은 필드가 802.11 표준에 의해 한정된 바와 같이 기존 프로브 요청 프레임 내에 있다. 이들 필드는 프레임 컨트롤(502), 기간(504), DA(506), SA(508), BSSID(510), 시퀀스 컨트롤(512), SSID IE(514), 및 지원된 레이트 IE(516)를 포함한다. 프레임(500)의 신규 필드(518)는 STA가 AP의 모든 빔을 스캔하기를 원하는 AP에 표시(예 또는 아니오의 값으로서)를 제공한다.The present invention also solves active scanning by allowing the STA to request the AP to send a probe response in multiple beams. This can be accomplished by adding a new frame to the WLAN probe request frame. The resulting frame is shown in FIG. 5 and is called AA probe request frame 500. Many fields of frame 500 are within existing probe request frames as defined by the 802.11 standard. These fields include frame control 502, duration 504, DA 506, SA 508, BSSID 510, sequence control 512, SSID IE 514, and supported rate IE 516. Include. The new field 518 of frame 500 provides an indication (as a value of yes or no) to the AP that the STA wants to scan all beams of the AP.

또한, 두 개의 신규 필드가 WLAN 프로브 응답 프레임에 추가된다. 결과적인 프레임이 도 6에 도시되어 있으며, AA 프로브 응답 프레임(600)으로 불린다. 프레임(600) 중 다수의 필드는 802.11 표준에 의해 한정된 바와 같이 기존 프로브 응답 프레임 내에 있다. 프레임(600)의 필드(602 내지 628)은 프레임(200)의 필드(202 내지 228)와 동일하다.In addition, two new fields are added to the WLAN probe response frame. The resulting frame is shown in FIG. 6 and is called AA probe response frame 600. Many of the fields of frame 600 are in existing probe response frames as defined by the 802.11 standard. Fields 602-628 of frame 600 are the same as fields 202-228 of frame 200.

프레임(600)의 제1 신규 필드(630)는 AA 프로브 응답이 AA 비컨 구간 내에서 N번 전송됨을 STA에 나타내고, 여기서 N은 AP가 프로브 응답을 전송할 수 있는 비컨의 개수에 대응한다. 제2 신규 필드(632)는 AA 프로브 응답을 전송하는데 사용된 빔을 식별하여, 이는 빔 식별자이다. AA 시스템으로 구비된 AP는 다수의(N개) AA 프로브 응답을 STA에 전송함으로써 AA 프로브 요청에 응답한다.The first new field 630 of the frame 600 indicates to the STA that the AA probe response is transmitted N times within the AA beacon period, where N corresponds to the number of beacons to which the AP can transmit the probe response. The second new field 632 identifies the beam used to send the AA probe response, which is the beam identifier. The AP equipped with the AA system responds to the AA probe request by sending a plurality of (N) AA probe responses to the STA.

바람직한 실시예에서, N개의 AA 프로브 응답은 시간상 연속적으로 전송된다. 이는 두 개의 AA 프로브 응답의 전송 간의 무선 매체를 액세스하려는 경우 DIFS보다 짧지만 SIFS보다 큰 지연(X)을 AP가 사용하게 함으로써 달성된다. 무선 매체를 액세스하여 N개의 프로브 응답 중 첫 응답을 전송하는 경우, AP는 여전히 하나의 전체 DIFS를 대기할 필요가 있을 수 있다. 이는 AP에 의해 전송된 N개의 AA 프로브 응답 중 하나를 수신한 경우 STA가 대기할 필요가 있을 수 있는 최대 시간량에 대한 상한을 다음과 같이 둔다:In a preferred embodiment, N AA probe responses are sent continuously in time. This is accomplished by having the AP use a delay (X) shorter than DIFS but greater than SIFS when trying to access the wireless medium between transmissions of two AA probe responses. When accessing the wireless medium and sending the first of the N probe responses, the AP may still need to wait for one full DIFS. It puts an upper limit on the maximum amount of time the STA may need to wait when receiving one of the N AA probe responses sent by the AP as follows:

상한 = (N-1) x (프로브 응답 구간 + X)Upper limit = (N-1) x (probe response interval + X)

능동 스캐닝에 대한 타이밍도가 도 7에 도시되어 있다. STA가 AA 프로브 요청 프레임(700)을 전송한 후에, AP는 제1 AA 프로브 응답 프레임(704)을 전송하기 전에 하나의 DIFS(702)를 대기한다. 프로브 응답 프레임(704) 사이에서, AP는 구간 X를 대기하여(706), X는 DIFS보다 짧지만 SIFS보다 크다.A timing diagram for active scanning is shown in FIG. After the STA transmits the AA probe request frame 700, the AP waits for one DIFS 702 before transmitting the first AA probe response frame 704. Between probe response frames 704, the AP waits for section X 706, where X is shorter than DIFS but greater than SIFS.

능동 스캐닝에서 AA 프로브 응답 프레임을 전송하는 방법(800)이 도 8에 도시되어 있다. 이 방법(800)은 표시(518)가 AP의 모든 빔을 스캔하도록 설정(단계 802)하는 등, STA가 AA 프로브 요청 프레임(500)을 전송하여 개시한다. AP는 AA 프로브 요청 프레임을 수신하고 DIFS 기간을 대기한다(단계 804). AP는 현재의 빔 식별자(632)가 현재의 빔으로 설정되어, N 개의 안테나 빔 중 하나에 AA 프로브 응답 프레임(600)을 전송한다(단계 806). AA 프로브 응답 프레임이 모든 N개의 빔 상에 전송되었는지를 판정한다(단계 808). AA 프로브 응답 프레임이 모든 N개의 빔 상에 전송된 경우, 방법이 종료된다(단계 810). AA 프로브 응답 프레임이 모든 N개의 빔 상에 전송되지 않은 경우(단계 808), 이 방법은 구간 X 동안 대기한다(단계 812). 안테나 시스템은 그 후 다음 빔으로 스위칭되고(단계 812), 현재 빔 식별자(632)가 현재 빔으로 설정되어 현재의 빔에 AA 프로브 응답 프레임(600)을 전송하고, 이 방법은 단계 808에 지속된다. 다음 빔으로 스위칭하는 단계(단계 812)는 구간 X 를 대기하기 전에 또는 후에 수행될 수 있다.A method 800 of transmitting an AA probe response frame in active scanning is shown in FIG. 8. The method 800 begins by the STA sending an AA probe request frame 500, such as setting the indication 518 to scan all beams of the AP (step 802). The AP receives the AA Probe Request frame and waits for a DIFS period (step 804). The AP sets the current beam identifier 632 to the current beam and transmits an AA probe response frame 600 in one of the N antenna beams (step 806). It is determined whether the AA probe response frame has been transmitted on all N beams (step 808). If the AA probe response frame has been sent on all N beams, the method ends (step 810). If the AA probe response frame has not been transmitted on all N beams (step 808), the method waits for interval X (step 812). The antenna system is then switched to the next beam (step 812), and the current beam identifier 632 is set to the current beam to transmit the AA probe response frame 600 to the current beam, and the method continues at step 808. . Switching to the next beam (step 812) may be performed before or after waiting for the interval X.

종래 시스템에서, 어느 AP가 결합되는 지에 대한 STA에 의해 행해진 판정은 AP에서 개선된 안테나 구조로부터 획득된 무선 링크 이득을 고려하지 않을 수 있다. 이는 RF 환경의 스캐닝으로부터 수동 또는 능동으로 수집되는 데이터는, 비컨 프레임과 프로브 응답은 무지향성 방식으로 AP에 의해 전송되어, AA 시스템으로부터의 이득이 고려된 경우에는, 다른 AP보다 열악한 성능을 제공할 수 있는 AP로의 결합으로 STA를 유도할 수 있음을 의미한다.In conventional systems, the determination made by the STA as to which AP is coupled may not take into account the radio link gain obtained from the improved antenna structure at the AP. This means that data collected manually or actively from scanning in the RF environment, beacon frames and probe responses are transmitted by the AP in an omni-directional manner, providing poorer performance than other APs when gain from the AA system is considered. This means that the STA can be induced by combining with the AP.

본 고안에 따르면, RF 환경을 스캐닝할 때 STA에 의해 수집되는 데이터는 어느 AP가 최적의 무선 링크를 제공할 수 있는지를 추정할 수 있게 하여, 트래픽 프레임이 전송된 경우 AA 시스템이 제공할 수 있는 이득을 고려하게 된다.According to the present invention, the data collected by the STA when scanning the RF environment enables to estimate which AP can provide the optimal radio link, so that the AA system can provide when traffic frames are transmitted. Benefits will be taken into account.

빔 표시기(Beam Indicator)Beam Indicator

도 9는 본 고안에 따라 동작하는 시스템(900)을 나타내는 도면이다. 이 시스템(900)은 AP(902), 제1 STA(STA 1; 904) 및 제2 STA(STA 2; 906)를 포함한다. AP(902)는 STA 1(904)을 사용하여 무지향성 빔(또는 패턴 b0; 910), 제1 지향성 빔(b1; 912)을, 그리고 STA 2(906)를 사용하여 제2 지향성 빔(b2)을 전송한다. 무지향성 빔(910)이 STA 1(904)과 STA 2(906)에 의해 (미약하지만)수신될 수 있는 반면, 지향성 빔(912, 914)은 보다 우수한 선택이다.9 illustrates a system 900 operating in accordance with the present invention. The system 900 includes an AP 902, a first STA (STA 1; 904), and a second STA (STA 2; 906). The AP 902 uses the STA 1 904 to direct the omni-directional beam (or pattern b 0 ; 910), the first directional beam b 1 ; 912, and the STA 2 906 to the second directional beam. (b 2 ) is transmitted. While the omni-directional beam 910 can be received (but weak) by the STA 1 904 and the STA 2 906, the directional beams 912, 914 are a better choice.

이하, "빔 표시기"로 불리는 신규 필드는 STA로부터 AP에 전송되는 대부분의 패킷의 물리 레이어 수렴 프로토콜(PLCP) 후에 추가되어, 나머지 패킷(MAC 프로토콜 데이터 유닛(PDU))을 수신하도록 어느 빔(또는 안테나)을 선택하여야 하는지를 AP에 나타낸다. (긍정 응답(ACK) 또는 CTS와 같은)몇몇 패킷이 특정 STA로부터 AP에 의해 수신될 예정이기 때문에, 빔 표시기는 STA로부터 AP로의 모든 패킷에 대하여 전송될 필요는 없다. 어느 STA가 다음 패킷을 전송할 수 있는지를 AP가 미리 인식하는 경우에는, 그 패킷을 수신하는 최적의 빔을 선택할 수 있고, 빔 표시기가 필요하지 않다. 그러나, 빔 표시기는 또한 이들 패킷에 전송될 수도 있다.Hereinafter, a new field called "beam indicator" is added after the Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) of most packets transmitted from the STA to the AP, so that any beam (or Indicates to the AP whether to select an antenna). Because some packets (such as an acknowledgment (ACK) or CTS) are to be received by the AP from a particular STA, the beam indicator need not be sent for every packet from the STA to the AP. If the AP knows in advance which STA can transmit the next packet, it can select the optimal beam to receive the packet, and no beam indicator is needed. However, the beam indicator may also be sent in these packets.

도 10은 STA에 의해 전송된 빔 표시기 정보를 포함하는 프레임 포맷(1000)을 나타내는 도면이다. 프레임(1000)은 PLCP PDU(PPDU)의 변형된 버전으로서, PLCP 프리앰블(1002), PLCP 헤더(1004), 빔 표시기 필드(1006), 및 MAC 프레임(1008)을 포함한다.10 is a diagram illustrating a frame format 1000 that includes beam indicator information sent by a STA. Frame 1000 is a modified version of a PLCP PDU (PPDU) and includes a PLCP preamble 1002, a PLCP header 1004, a beam indicator field 1006, and a MAC frame 1008.

이러한 정보는 최소의 데이터 레이트에서 패킷(1000)을 전송하는 STA에 의해 제공된다. AP는 이의 무지향성 안테나를 사용하여 PLCP 헤더(1004)와 빔 표시기 필드(1006)를 디코딩한다. 빔 표시기 필드(1006)를 디코딩한 후에, AP는 대응하는 빔을 선택하여, 패킷(100)을 전송하는 STA의 아이덴티티를 인식하여야 할 필요없이, 나머지 패킷(1008)을 수신한다.This information is provided by the STA transmitting the packet 1000 at the minimum data rate. The AP uses its omni-directional antenna to decode the PLCP header 1004 and the beam indicator field 1006. After decoding the beam indicator field 1006, the AP selects the corresponding beam to receive the remaining packet 1008, without having to be aware of the identity of the STA transmitting the packet 100.

빔 표시기(1006)는 0과 Namax 사이의 정수로서, Namax는 AP가 사용할 수 있는 빔의 최대 개수이다. Namax의 값은 시스템에 호환인 모든 장치에 대하여 고정되거나, 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임 또는 다른 관리 프레임에 의해 AP에 의해 시그널링될 수 있다. 바람직하게는, Namax는 빔 표시기 필드(1006)에 필요한 추가 비트의 개수를 제한하기 위해서 비교적 작은 정수(즉, 7 또는 15)이다. 이 값들 중 하나는 STA가 빔 표시기 필드(1006)에서 어느 값을 사용할 지를 인식하지 않는 상황에 대한 기본값으로서 예약된다. 이 기본값이 사용되는 경우, AP는 (무지향성 패턴과 같은)특정 방향으로 지시되지 않은 빔을 단순 사용할 수 있다.Beam indicator 1006 is an integer between 0 and N amax , where N amax is the maximum number of beams that the AP can use. The value of N amax may be fixed for all devices compatible with the system or may be signaled by the AP by a beacon frame, probe response frame or other management frame. Preferably, N amax is a relatively small integer (ie, 7 or 15) to limit the number of additional bits needed for beam indicator field 1006. One of these values is reserved as a default for a situation where the STA does not know which value to use in the beam indicator field 1006. If this default value is used, the AP may simply use a beam that is not directed in a particular direction (such as an omnidirectional pattern).

STA는 이전의 AP 대 STA 시그널링에서의 AP에 의해 제공되는 정보에 기초하여 빔 표시기 필드(1006)에 어느 값을 사용할 지를 결정한다. 이러한 시그널링에 대하여 필요한 정보는 AP와 STA MAC 주소와 함께 빔 표시기 자체로 이루어진다. 선택적으로, "기간 제한(age-limit)"은 그 이상으로는 빔 표시기 정보가 신뢰성이 없거나 무효인 것으로 간주되는 최대값을 STA에 나타내도록 추가될 수 있다. 기간 제한은 고정 값일 수 있거나, 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임 또는 다른 관리 프레임으로부터 시그널링될 수 있다. 후자의 경우, 기한 제한은 STA 이동성 고려사항에 기초하여 AP에 의해 적응적으로 설정될 수 있다.The STA determines which value to use for the beam indicator field 1006 based on the information provided by the AP in previous AP to STA signaling. The information necessary for this signaling consists of the beam indicator itself along with the AP and STA MAC addresses. Optionally, a "age-limit" may be added to indicate to the STA a maximum value beyond which the beam indicator information is considered unreliable or invalid. The time limit may be a fixed value or may be signaled from a beacon frame, probe response frame or other management frame. In the latter case, the time limit may be adaptively set by the AP based on the STA mobility considerations.

AP가 빔 표시기 정보를 STA에 전달하는 것에는 여러 시그널링 가능성이 있다. 하나의 방법은 AP가 이러한 목적에 필요한 정보(AP와 STA 주소, 빔 표시기, 선택적 기간 제한)만을 포함하는 특별 패킷(빔 표시지 메시지)을 전송하는 것이다. 도 11은 AP에 의해 전송된 빔 표시기 메시지(1100)를 나타내는 도면이다. 이 메시지(1100)는 빔 표시기 필드(1102), AP 주소 필드(1104), STA 주소 필드(1106), 및 선택적인 기간 제한 필드(1108)를 포함한다. 필드(1102 내지 1108)의 순서는 예시적이며, 메시지(1100)의 필드(1102 내지 1108)는 임의의 순서일 수 있다.There are several signaling possibilities for the AP to convey beam indicator information to the STA. One way is for the AP to send a special packet (beam indicator message) containing only the information needed for this purpose (AP and STA address, beam indicator, optional period limitation). 11 is a diagram illustrating a beam indicator message 1100 sent by an AP. This message 1100 includes a beam indicator field 1102, an AP address field 1104, a STA address field 1106, and an optional timeout field 1108. The order of the fields 1102-1108 is exemplary, and the fields 1102-1108 of the message 1100 can be in any order.

유니캐스트 상황에서, STA는 바람직하게는 이 STA가 패킷(1100)을 성공적으로 수신하지 않은 경우 이를 재전송할 수 있도록 ACK를 전송한다. AP가 여러 STA에 대하여 빔 표시기를 갱신하여야 하는 경우, 이들의 개별 빔 표시기 값을 포함하는 이들 STA에 대한 멀티캐스트 메시지를 전송할 수 있다.In a unicast situation, the STA preferably sends an ACK so that it can retransmit if the STA did not successfully receive the packet 1100. If an AP needs to update beam indicators for several STAs, it may send a multicast message for those STAs, including their respective beam indicator values.

다른 시그널링 가능성은 AP가 이 STA에 도달되는 다른 데이터를 포함하는 패킷으로 필수 정보를 삽입하거나 피기백(piggyback)하는 것이다. 이 정보는 PLCP 헤더 후에, MAC PDU 후에, 또는 MAC 헤더에서 다른 필드로서 추가될 수 있다. 도 12a 및 도 12b는 AP에 의해 전송된 빔 표시지 정보를 포함하는 프레임 포맷(1200, 1220)을 나타내는 도면이다. 프레임(1200, 1220)은 PPDU의 변형된 버전이다.Another signaling possibility is that the AP inserts or piggybacks the required information into a packet containing other data reaching this STA. This information may be added after the PLCP header, after the MAC PDU, or as another field in the MAC header. 12A and 12B are diagrams illustrating frame formats 1200 and 1220 including beam indicator information transmitted by an AP. Frames 1200 and 1220 are modified versions of the PPDUs.

도 12a는 PLCP 헤더 후에 빔 표시기 정보를 추가하는 프레임(1200)을 나타낸다. 프레임(1200)은 PLCP 프리앰블(1202), PLCP 헤더(1204), 빔 표시기 필드(1206), AP 주소 필드(1208), STA 주소 필드(1210), 선택적인 기간 제한 필드(1212), 및 MAC 프레임(1214)을 포함한다.12A shows a frame 1200 of adding beam indicator information after a PLCP header. Frame 1200 includes PLCP preamble 1202, PLCP header 1204, beam indicator field 1206, AP address field 1208, STA address field 1210, optional timeout field 1212, and MAC frame. 1212.

도 12b는 MAC 프레임(1214) 후에 빔 표시기 정보를 추가하는 프레임(1220)을 나타낸다. 프레임(1220)의 필드는 프레임(1200)과 동일하되, 필드의 순서와는 상이하다.12B shows frame 1220 adding beam indicator information after MAC frame 1214. The field of the frame 1220 is the same as the frame 1200, but different from the order of the fields.

다른 시그널링 가능성은 빔 표시기 정보가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 추가하는 것이다. 이러한 플래그는 STA에 도달하는 모든 패킷에 빔 표시기 정보를 전송할 수 있게 할 수 있다. 빔 표시기 정보는 주기적으로(예를 들면, 매 5초마다) 및/또는 이벤트 구동 방식으로(예를 들면, AP에서 특정 STA로 전송되는 빔의 변화 시에) 전송될 수 있다.Another signaling possibility is to add a flag indicating whether beam indicator information is present. This flag may enable sending beam indicator information in every packet arriving at the STA. Beam indicator information may be transmitted periodically (eg, every 5 seconds) and / or in an event driven manner (eg, upon a change in beam transmitted from an AP to a particular STA).

도 13a 및 도 13b는 AP에 의해 전송되는 빔 표시기 정보를 포함하여, 빔 표시기 정보 플래그를 통합하는, 다른 프레임 포맷(1300, 1320)을 나타내는 도면이다. 프레임(1300, 1320)은 PPDU의 변형된 버전이다. 도 13a는 PLCP 프리앰블(1302), PLCP 헤더(1304), 빔 표시기 정보 플래그(1306), 빔 표시기 필드(1308), AP 주소 필드(1310), STA 주소 필드(1312), 선택적인 기한 제한 필드(1314), 및 MAC 프레임(1316)을 포함하는 프레임(1300)을 나타낸다. 플래그(1306)는 빔 표시기 정보(필드(1308 내지 1314))가 프레임(1300)에 제공되는 경우에만 설정된다.13A and 13B are diagrams illustrating different frame formats 1300 and 1320, incorporating beam indicator information flags, including beam indicator information sent by an AP. Frames 1300 and 1320 are modified versions of the PPDUs. 13A shows a PLCP preamble 1302, a PLCP header 1304, a beam indicator information flag 1306, a beam indicator field 1308, an AP address field 1310, an STA address field 1312, and an optional time limit field ( 1314, and a frame 1300 including the MAC frame 1316. The flag 1306 is set only when the beam indicator information (fields 1308-1314) is provided to the frame 1300.

도 13b는 MAC 프레임(1316) 후에 빔 표시기 정보를 추가하는 프레임(1320)을 나타낸다. 프레임(1320)의 필드는 프레임(1300)과 동일하되, 필드의 순서가 상이하다.13B shows frame 1320 adding beam indicator information after MAC frame 1316. The fields of the frame 1320 are the same as the frame 1300, but the order of the fields is different.

STA는 가장 최근의 빔 표시기(1102, 1206, 1308)가 이러한 STA에 대한 AP에 의해 시그널링되어, 이러한 최근의 시그널링이 그 기간 제한이 만료되기 전에 수신된 경우, STA 대 AP 전송(패킷(1000))에 빔 표시기 필드(1006)를 채운다. 다르게는, STA는 상술한 바와 같이 기본값으로 빔 표시기 필드(1006)를 채운다. 각각의 빔 표시기 값에 있어서, AP는 표시가 대응하는 것이 그 빔(안테나) 중 어느 것인 지를 인식하며, STA는 이러한 대응관계를 인식할 필요는 없다.The STA may perform STA-to-AP transmission (packet 1000) when the most recent beam indicators 1102, 1206, 1308 have been signaled by the AP for this STA, such that this latest signaling has been received before its period limit expires. ) Fills the beam indicator field 1006. Alternatively, the STA populates the beam indicator field 1006 with default values as described above. For each beam indicator value, the AP recognizes which beam (antenna) the indication corresponds to, and the STA does not need to recognize this correspondence.

도 14는 AP와 STA에 의해 스마트 안테나 정보를 전송하는 방법(1400)의 흐름도이다. 이 방법(1400)은 AP가 STA로의 통신을 위한 빔을 선택하고 선택된 빔에 대응하는 빔 표시기를 선택함으로써 개시한다(단계 1402). 바람직하게는, 필수적이지는 않지만, AP는 그 수신기에서 신호 레벨 또는 신호 대 간섭 비(SIR)를 최대화하는 빔을 선택한다. 어느 빔이 특정 STA에 대하여 SIR을 최대화하는 지를 AP가 인식할 수 있는 다양한 방법이 있다.14 is a flowchart of a method 1400 of transmitting smart antenna information by an AP and an STA. The method 1400 begins by the AP selecting a beam for communication to the STA and selecting a beam indicator corresponding to the selected beam (step 1402). Preferably, but not necessarily, the AP selects a beam that maximizes the signal level or signal to interference ratio (SIR) at its receiver. There are various ways in which the AP can recognize which beam maximizes the SIR for a particular STA.

예를 들면, 특정 STA로부터 예측되는 패킷을 수신하는 경우에 상이한 빔을 시도하고, 수신된 신호의 최적 품질을 생성하는 빔을 선택할 수 있다. 예측된 패킷의 예는, 특정 STA로의 데이터 패킷의 전송 후의 ACK, 및 특정 STA로의 RTS 패킷의 전송 후의 CTS를 포함한다. 예측된 패킷을 사용하여, 패킷이 특정 STA에 의해 전송될 AP로 예측되기 때문에 PLCP 헤더(1004) 후에 빔 표시기 필드(1006)를 STA가 추가할 필요가 없을 수 있고, 이에 따라, AP는 어느 빔을 사용할 지를 이미 인식할 수 있다.For example, when receiving a packet predicted from a particular STA, different beams may be tried, and the beam that produces the optimal quality of the received signal may be selected. Examples of predicted packets include ACK after transmission of the data packet to a specific STA, and CTS after transmission of the RTS packet to a specific STA. Using the predicted packet, the STA may not need to add the beam indicator field 1006 after the PLCP header 1004 since the packet is predicted to the AP to be transmitted by a particular STA, so that the AP may You already know if you want to use.

그 후, AP는 빔 표시기 정보를 STA에 전송한다(단계 1404). (보다 상세히 상술된 바와 같이)빔 표시기 정보는 빔 표시기, AP 주소, STA 주소, 및 빔 표시기 정보의 만료에 대한 선택적인 기간 제한을 포함한다. 이 방법(1400)은 빔 표시기 정보에서 기간 제한이 존재한다고 가정한다.The AP then sends beam indicator information to the STA (step 1404). The beam indicator information (as described in more detail above) includes an optional time limit for the expiration of the beam indicator, the AP address, the STA address, and the beam indicator information. The method 1400 assumes that there is a time limit in the beam indicator information.

빔 표시기 정보의 기간 제한이 도달했는지, 즉, 빔 표시기 정보가 여전히 유효한지를 STA가 판정한다(단계 1406). 기간 제한이 도달하지 않은 경우, STA는 패킷이 선택된 빔으로 전송되도록 빔 표시기를 설정한다(단계 1408). STA가 선택된 빔에 빔 표시기 정보를 구비한 패킷을 전송한다(단계 1410). AP는 무지향성 빔 상으로 STA로부터의 패킷의 수신을 개시한다(단계 1412). AP는 패킷에 포함된 빔 표시기 정보를 디코딩하고 안테나를 선택된 빔으로 스위칭하여 나머지 패킷을 수신한다(단계 1414). 그 후, 이 방법은 종료된다(단계 1416).The STA determines whether the period limit of the beam indicator information has been reached, that is, whether the beam indicator information is still valid (step 1406). If the time limit has not been reached, the STA sets a beam indicator such that the packet is sent to the selected beam (step 1408). The STA transmits a packet with beam indicator information to the selected beam (step 1410). The AP initiates receiving a packet from the STA on the omni-directional beam (step 1412). The AP decodes the beam indicator information included in the packet and switches the antenna to the selected beam to receive the remaining packet (step 1414). The method then ends (step 1416).

빔 표시기 정보의 기간 제한이 도달한 경우, 즉, 빔 표시기 정보가 더 이상 유효하지 않은 경우(단계 1406), STA는 패킷이 무지향성 빔(또는 패턴)으로 전송되도록 빔 표시기를 설정한다(단계 1420). 그 후, STA는 무지향성 빔 상에 패킷을 전송한다(단계 1422). AP는 무지향성 빔 상에 패킷을 수신하고(단계 1424) 이 방법은 종료된다(단계 1416). 패킷이 무지향성 빔 상에서 전송되고 있기 때문에(STA로부터의 패킷이 빔 표시기 정보를 포함하지 않거나 STA가 기준 값으로 빔 표시기를 설정하기 때문에), AP가 안테나 빔을 변경할 필요는 없다.If the period limit of the beam indicator information is reached, i.e., the beam indicator information is no longer valid (step 1406), the STA sets the beam indicator so that the packet is sent in the omni-directional beam (or pattern) (step 1420). ). The STA then sends a packet on the omni-directional beam (step 1422). The AP receives a packet on the omni-directional beam (step 1424) and the method ends (step 1416). Since the packet is being transmitted on the omni-directional beam (either because the packet from the STA does not contain beam indicator information or the STA sets the beam indicator to a reference value), the AP does not need to change the antenna beam.

도 15는 방법(1400)의 일 예를 나타낸다. 일 예에서, (도 9에 도시한 바와 같이)STA 1(1502)과 STA 2(1504)와 통신하는 최적의 빔이 각각 b1과 b2임을 AP(1500)가 이미 결정하였다고 가정한다.15 illustrates an example of a method 1400. In one example, assume that the AP 1500 has already determined that the optimal beams to communicate with STA 1 1502 and STA 2 1504 (as shown in FIG. 9) are b 1 and b 2 , respectively.

도 15는 STA 1(1502), STA 2(1504), 및 AP(1500)가 서로 통신하는 가능한 이벤트의 시퀀스를 나타낸다. 우선, AP는 패킷을 STA 1에 전송하기를 희망한다. 매체로의 액세스를 획득한 후에(단계 1510), 빔 표시기(b1)와 이러한 빔 표시기의 사용에 대한 시간 제한(5초)으로, AP는 빔 b1로 스위칭하고(단계 1512) 빔 표시기 메시지를 포함하는 STA 1에 데이터 패킷을 전송한다(단계 1514). 그 후, STA 1은 AP에 ACK를 전송한다(단계 1516). 이 시점으로부터(그리고 이 시점부터 5초까지), STA 1은 패킷(1000; 도 10에 도시)를 AP에 전송하여야 하는 경우, 빔 표시기 필드(1006)를 b1에 설정하여야 한다(단계 1518). STA 1로부터 ACK를 수신한 후에, AP는 그 안테나를 무지향성 패턴(b0)으로 스위칭한다(단계 1520).15 illustrates a sequence of possible events in which STA 1 1502, STA 2 1504, and AP 1500 communicate with each other. First, the AP wishes to send a packet to STA 1. After gaining access to the medium (step 1510), with the beam indicator (b 1 ) and the time limit (5 seconds) for the use of such a beam indicator, the AP switches to beam b 1 (step 1512) and the beam indicator message The data packet is transmitted to the STA 1 including the step (step 1514). STA 1 then sends an ACK to the AP (step 1516). From this point in time (and from 5 seconds to this point), STA 1 should set the beam indicator field 1006 to b 1 if it needs to send a packet 1000 (shown in FIG. 10) to the AP (step 1518). . After receiving the ACK from STA 1, the AP switches its antenna to the omni-directional pattern b 0 (step 1520).

다음으로, AP는 매체로의 액세스를 다시 획득하고(단계 1522), 빔 표시기(b2)와 이러한 빔 표시기의 사용에 대한 기간 제한(5초)으로(단계 1526), 빔 표시기 메시지를 포함하는 패킷을 STA 2에 전송하기 위해서 빔 b2에 스위칭한다(단계 1524). 그 후, STA 2는 AP에 ACK를 전송한다(단계 1528). STA 2는 이 시점으로부터 5초까지 (ACK 또는 CTS 이외의) AP에 전송하는 임의의 패킷에 대하여 빔 표시기 필드(1006)를 b2에 설정하여야 함을 인식한다. STA 2로부터 ACK를 수신한 후에, AP는 그 안테나를 무지향성 패턴(b0)으로 스위칭한다(단계 1532).Next, the AP regains access to the medium (step 1522) and, with a beam indicator b 2 and a time limit (5 seconds) for the use of such a beam indicator (step 1526), includes the beam indicator message. in order to transmit a packet to STA 2 switches the beam b 2 (step 1524). STA 2 then sends an ACK to the AP (step 1528). STA 2 recognizes that the beam indicator field 1006 should be set to b 2 for any packet transmitting to the AP (other than ACK or CTS) up to 5 seconds from this point in time. After receiving the ACK from STA 2, the AP switches its antenna to the omni-directional pattern b 0 (step 1532).

그 후, STA 1은 매체로의 액세스를 획득하고(단계 1534) 빔 표시기 필드(1006)를 b1로 설정하여(5초 미만이 경과되었다고 가정) AP에 데이터 패킷을 전송한다(단계 1536). 빔 표시기 필드를 디코딩한 후에, AP는 빔 b1로 즉시 스위칭하여 나머지 패킷을 디코딩한다(단계 1540). 패킷 수신의 종료 후에, AP는 ACK를 STA 1에 전송하고(단계 1542) 이 안테나를 무지향성 패턴(b0)에 스위칭한다(단계 1544).STA 1 then obtains access to the medium (step 1534) and sets the beam indicator field 1006 to b 1 (assuming less than 5 seconds has elapsed) and sends a data packet to the AP (step 1536). After decoding the beam indicator field, the AP immediately switches to beam b 1 to decode the remaining packets (step 1540). After the end of packet reception, the AP sends an ACK to STA 1 (step 1542) and switches this antenna to the omni-directional pattern b 0 (step 1544).

그 후, STA 2는 매체로의 액세스를 획득하고(단계 1546) 빔 표시기 필드(1006)를 b2로 설정되어 데이터 패킷에 AP에 전송한다(5초 미만이 경과되었다고 가정; 1548). 빔 표시기 필드를 디코딩한 후에, AP는 즉시 빔(b2)을 스위칭하여 나머지 패킷을 디코딩한다(단계 1552). 패킷 수신의 종료 후에, AP는 STA 1에 ACK를 전송하고(단계 1554) 안테나를 무지향성 패턴(b0)으로 스위칭한다(단계 1556).STA 2 then obtains access to the medium (step 1546) and sets the beam indicator field 1006 to b 2 to transmit to the AP in the data packet (assuming less than 5 seconds have elapsed; 1548). After decoding the beam indicator field, the AP immediately switches the beam b 2 to decode the remaining packets (step 1552). After the end of packet reception, the AP sends an ACK to STA 1 (step 1554) and switches the antenna to the omni-directional pattern b 0 (step 1556).

빔 표시기 정보의 시간 제한이 만료된 경우(이 예에서 5초), STA(STA 1 또는 STA 2)는 빔 표시기 필드(1006)를 b0(기준값)으로 설정할 수 있다.If the time limit of the beam indicator information has expired (5 seconds in this example), the STA (STA 1 or STA 2) may set the beam indicator field 1006 to b 0 (reference value).

본 고안은 임의의 주요한 불편함을 야기하지 않고 AP에서 스마트 안테나를 이용할 수 있게 한다. 가능한 빔의 개수가 8개 이하로 통상 제한될 수 있기 때문에(예를 들면, 빔 표시기 필드에 대하여 3 또는 4개의 비트), PLCP 헤더에 빔 표시기 필드의 추가는 초과 오버헤드를 야기하지 않는다.The present invention makes it possible to use a smart antenna in an AP without causing any major inconvenience. Since the number of possible beams can usually be limited to eight or less (eg, 3 or 4 bits for the beam indicator field), the addition of the beam indicator field to the PLCP header does not cause excess overhead.

후행 호환성을 목적으로, PLCP 헤더의 필드는 본 고안을 구현하는 STA로부터 전송된 패킷에 대하여 신규 값이 제공될 수 있기 때문에, AP는 인커밍 패킷이 본 고안을 구현하는 STA로부터 전송되었는지 여부를 판정할 수 있다. 예를 들면, PLCP 헤더의 "서비스 필드"에서 현재 예약된 비트 중 하나는 STA가 본 고안을 구현하는지(이에 따라 PLCP 헤더 후에 빔 표시기 필드가 있는지) 여부를 나타내는데 사용될 수 있다. 그렇지 않은 경우, AP는 PLCP 헤더 후에 빔 표시기 필드를 예측하지 않아야 하고 무지향성 패턴을 단순히 사용하여 나머지 패킷을 디코딩할 수 있음을 인식한다.For the purpose of backward compatibility, since the field of the PLCP header may be provided with a new value for a packet transmitted from the STA implementing the present invention, the AP determines whether an incoming packet was sent from the STA implementing the present invention. can do. For example, one of the currently reserved bits in the "service field" of the PLCP header may be used to indicate whether the STA implements the present invention (and therefore there is a beam indicator field after the PLCP header). Otherwise, the AP recognizes that it should not predict the beam indicator field after the PLCP header and can simply use the omni-directional pattern to decode the remaining packets.

본 고안은 또한 메시 노드가 하나 이상의 메시 노드로부터의 패킷을 수신하기 쉬운 메시 아키텍처의 경우에 적용된다. 이 경우, 메시 노드는 상술한 바와 같이 STA와 AP의 역할을 수행한다. 이는, 메시 노드 B가 메시 노드 A에 이전에 시그널링하는 빔 표시기의 값을 사용하여, 메시 노드 A가 다른 메시 노드 B에 전송하는 경우에 빔 표시기 필드를 사용함을 의미한다. 역으로, 메시 노드 A가 메시 노드 B에 이전에 시그널링된 빔 표시기의 값을 사용하여, 메시 노드 B는 메시 노드 A에 전송하는 경우 빔 표시기 필드를 사용한다.The invention also applies to the case of a mesh architecture where the mesh node is likely to receive packets from one or more mesh nodes. In this case, the mesh node plays the role of the STA and the AP as described above. This means that the mesh indicator A uses the beam indicator field when the mesh node A transmits to another mesh node B using the value of the beam indicator previously signaling to the mesh node A. Conversely, mesh node A uses the value of the beam indicator previously signaled to mesh node B, so mesh node B uses the beam indicator field when transmitting to mesh node A.

PLCP 헤더 후에 빔 표시기 필드를 갖는 대안으로서, STA는 PLCP 헤더 후에 그 주소를 추가할 수 있다. 이는 빔 표시기에 대한 3 또는 4개의 비트에 비교하여, STA 주소가 48비트 길이이기 때문에 효율적인 솔루션이 아니다. 다른 대안은 결합 및/또는 보다 높은 레이어 시그널링 시에 빔 표시기 필드를 AP에 의해 STA에 할당된 임의의 STA 인덱스로 대체할 수 있는 것이다. STA 인덱스는 관련 STA의 최대값에 따라 (최대값에서 10비트 미만으로)비교적 짧을 수 있다. AP는 프리앰블에 규정된 STA 인덱스에 대하여 현재의 최적 빔을 관측 및 사용할 수 있다. AP는 모든 AP 대 STA 패킷에서 빔 표시기를 STA에 시그널링할 필요가 없을 수 있지만, PLCP 프리앰블 후에 보다 많은 추가 비트일 수 있다.As an alternative to having a beam indicator field after the PLCP header, the STA may add its address after the PLCP header. This is not an efficient solution because the STA address is 48 bits long compared to 3 or 4 bits for the beam indicator. Another alternative is to replace the beam indicator field with any STA index assigned by the AP to the STA upon combining and / or higher layer signaling. The STA index may be relatively short (less than 10 bits at the maximum value) depending on the maximum value of the associated STA. The AP may observe and use the current optimal beam with respect to the STA index defined in the preamble. The AP may not need to signal the beam indicator to the STA in every AP to STA packet, but may be more additional bits after the PLCP preamble.

안테나 성능 정보Antenna performance information

비컨 프레임에서 사용된 바와 같은, 성능 정보 필드(1600), 결합 요청 프레임, 결합 응답 프레임, 및 프로브 응답 프레임은 도 16에 도시한 바와 같이 몇몇 예약 비트를 갖는다. 성능 정보 필드(1600)는 확장 서비스 세트(ESS) 서브필드(1602), IBSS 서브필드(1604), 무경합(CF) 폴링가능 서브필드(1606), CF 폴링 요청 서브필드(1608), 프라이버시 서브필드(1610), 및 다수의 예약 비트(1612)를 포함한다. 802.11 표준에서, 서브필드(1602 내지 1610)는 각각 1비트 길이이고 11개의 예약 비트(1612)가 있다.As used in the beacon frame, the performance information field 1600, the join request frame, the join response frame, and the probe response frame have some reserved bits as shown in FIG. The performance information field 1600 includes an extended service set (ESS) subfield 1602, an IBSS subfield 1604, a contention free (CF) pollable subfield 1606, a CF polling request subfield 1608, a privacy sub Field 1610, and a number of reserved bits 1612. In the 802.11 standard, subfields 1602 through 1610 are each one bit long and there are eleven reserved bits 1612.

본 고안은 안테나 성능 정보가 전송될 수 있는지 여부를 나타내는 플래그로서 예약 비트 중 하나를 사용함으로써 안테나 성능 정보를 전송하는 예약 비트(1612) 중 하나를 사용한다. 안테나 성능의 세부사항은 추가적인 IE의 일부로서, 이는 안테나 성능 정보 플래그가 설정된 경우에는 패킷의 말단에 부착된다.The present invention uses one of the reserved bits 1612 for transmitting antenna performance information by using one of the reserved bits as a flag indicating whether antenna performance information can be transmitted. Details of antenna performance are part of an additional IE, which is attached to the end of the packet when the antenna performance information flag is set.

안테나 성능 정보 IE는 결합 요청 프레임, 결합 응답 프레임, 프로브 요청 프레임, 및 프로브 응답 프레임의 일부로서 포함될 수 있다. 이러한 신규 IE를 포함하는 결합 요청 프레임(200)의 일부의 예가 도 17에 도시되어 있다. 프레임(1700)은 성능 정보 필드(1702), 경청 구간 필드(1704), SSID IE(1706), 지원된 레이트 IE(1708), 및 안테나 성능 IE(1710)를 포함한다. 다르게는, 안테나 성능 IE(1710)는 재결합 요청, 재결합 응답, 또는 비컨과 같은 임의의 관리 프레임에, 또는 임의의 컨트롤 프레임에, 또는 데이터 패킷에 추가될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 안테나 성능 IE(1710)는 관리 프레임으로 전송된다. 안테나 성능 IE(1710)이 프로브 요청 프레임과 프로브 응답 프레임에 추가되는 경우, STA는 AP와의 결합 프로시저를 개시하기 전에 이 정보를 사용할 수 있다.The antenna performance information IE may be included as part of a joint request frame, a joint response frame, a probe request frame, and a probe response frame. An example of a portion of a join request frame 200 that includes this new IE is shown in FIG. 17. The frame 1700 includes a performance information field 1702, a listening interval field 1704, an SSID IE 1706, a supported rate IE 1708, and an antenna performance IE 1710. Alternatively, antenna performance IE 1710 may be added to any management frame, such as a recombination request, recombination response, or beacon, or to any control frame, or to a data packet. In a preferred embodiment, antenna performance IE 1710 is transmitted in a management frame. When the antenna capability IE 1710 is added to the probe request frame and the probe response frame, the STA may use this information before initiating the joining procedure with the AP.

안테나 성능 IE(1710)은 도 18에 상세히 도시되어 있으며, 안테나 기술 필드(1802), 다수의 지원된 빔 필드(1804), PLCP 후에 전송 안테나 정보의 지원을 나타내는 필드(1806), 다이버시티 기술 필드(1808), 안테나 측정 시그널링의 지원을 나타내는 필드(1810), 및 다수의 입력(1812)에 대한 지원을 나타내는 필드(1812)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 추가적인 안테나 성능 정보가 또한 IE(1710)에 포함될 수 있다.Antenna performance IE 1710 is shown in detail in FIG. 18, with antenna description field 1802, multiple supported beam fields 1804, field 1806 indicating support of transmit antenna information after PLCP, and diversity description field. 1808, a field 1810 indicating support of antenna measurement signaling, and a field 1812 indicating support for multiple inputs 1812. Additional antenna performance information may also be included in the IE 1710.

일 실시예에서, 교환될 정보의 최소량은 안테나 기술 필드(1802)를 포함하며, 나머지 필드는 선택적일 수 있다. 안테나 기술 유형이 알려진 경우, 나머지 필드(즉, 필드(1804 내지 1812))를 유도할 수 있다.In one embodiment, the minimum amount of information to be exchanged includes an antenna description field 1802, and the remaining fields may be optional. If the antenna technology type is known, the remaining fields (ie, fields 1804-1812) can be derived.

일 측(AP 또는 STA)이 전송측으로부터 안테나 성능 정보를 수신한 후에, 수신측은 사용된 안테나의 개수, 다이버시티 방법, 송수신에 사용되는 스마트 안테나 기술, 및 추가 안테나 측정과 같은 송신 및/또는 수신에 대한 로컬 설정을 조정한다.After one side (AP or STA) receives antenna performance information from the transmitting side, the receiving side transmits and / or receives, such as the number of antennas used, diversity method, smart antenna technology used for transmission and reception, and additional antenna measurements. Adjust local settings for.

수신측이 전송측의 안테나 성능을 지원할 수 없는 경우, 전송측은 특정한 안테나 특성을 사용할 수 없을 수 있다. 특정한 안테나 기술은 전송측과 수신측이 이 기술을 사용할 수 있는 경우에만 적절하게 동작할 수 있다. 하나의 예는 MIMO 기술로서, 양 측에서 지원된 경우에만 동작한다. If the receiving side cannot support the antenna performance of the transmitting side, the transmitting side may not be able to use certain antenna characteristics. Certain antenna techniques can work properly only if the transmitting and receiving sides can use them. One example is MIMO technology, which only works if supported on both sides.

도 19는 안테나 성능 정보를 교환하는 방법(1900)을 나타낸다. 이 방법(1900)의 설명의 목적으로, "전송 STA"와 "수신 STA"라는 용어가 사용된다. 안테나 성능 정보의 교환이 AP와 STA 또는 두 개의 STA 사이에서 어느 방향이든 발생할 수 있도록 전송 STA와 수신 STA는 모두 AP 또는 STA일 수 있다.19 illustrates a method 1900 for exchanging antenna performance information. For the purpose of describing this method 1900, the terms "transmitting STA" and "receiving STA" are used. Both the transmitting STA and the receiving STA may be APs or STAs so that the exchange of antenna performance information may occur in any direction between the AP and the STA or the two STAs.

이 방법(1900)은 전송 STA가 이의 안테나 성능 정보를 안테나 성능 IE로 수신 STA에 전송하는 것으로 개시한다(단계 1902). 수신 STA는 안테나 성능 IE를 수신하고(단계 1904) 요청된 안테나 성능을 지원할 수 있는지 여부를 판정한다. 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는 경우(단계 1906), 수신 STA는 수신 STA의 안테나 성능을 처리하도록 이의 설정을 조정한다(단계 1908). 수신 STA는 이의 안테나 성능의 긍정 응답을 전송 STA에 전송한다(단계 1910).The method 1900 begins with the transmitting STA transmitting its antenna capability information to the receiving STA in the antenna capability IE (step 1902). The receiving STA receives the antenna capability IE (step 1904) and determines whether it can support the requested antenna capability. If the receiving STA can support the antenna performance of the transmitting STA (step 1906), the receiving STA adjusts its setting to process the antenna performance of the receiving STA (step 1908). The receiving STA sends an acknowledgment of its antenna performance to the transmitting STA (step 1910).

방법(1900)의 다른 실시예에서, 긍정 응답은 수신 STA가 이의 설정을 조정(즉, 단계 1908 및 1910이 스위칭)하기 전에 전송 STA에 전송된다. 이 메시지가 수신 STA의 안테나 성능의 긍정 응답인 경우, ACK 신호일 필요는 없다. 수신 STA가 전송 STA의 성능의 전부는 아니지만 일부를 갖는 경우에는, 사용될 성능의 공통 집합을 달성하도록 성능의 결합이 발생할 수 있다. 바락직한 실시예에서, 이 성능은 두 STA에 모두 속하는 보다 적은 성능 집합일 수 있다.In another embodiment of the method 1900, an acknowledgment is sent to the transmitting STA before the receiving STA adjusts its settings (ie, steps 1908 and 1910 switch). If this message is an acknowledgment of the antenna performance of the receiving STA, it does not need to be an ACK signal. If the receiving STA has some, but not all, of the transmitting STA's, a combination of capabilities may occur to achieve a common set of capabilities to be used. In a preferred embodiment, this capability may be a smaller set of capabilities belonging to both STAs.

전송 STA는 통신된 안테나 성능을 사용하여 전송을 개시하고(단계 1912) 이 방법이 종료된다(단계 1914).The transmitting STA initiates transmission using the communicated antenna capabilities (step 1912) and the method ends (step 1914).

수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원하지 않은 경우(단계 1906), 수신 STA는 전송 STA에 요청된 안테나 성능을 갖지 않음을 통지한다(단계 1916). 전송 STA는 요청된 안테나 성능을 사용하여 전송을 개시하고(단계 1918) 이 방법이 종료된다(단계 1914).If the receiving STA does not support the antenna performance of the transmitting STA (step 1906), the receiving STA notifies the transmitting STA that it does not have the requested antenna capability (step 1916). The transmitting STA initiates transmission using the requested antenna capability (step 1918) and the method ends (step 1914).

도 20은 전송 STA(2002)와 수신 STA(2004) 간의 안테나 성능 정보를 교환하는 다른 방법(2000)의 흐름도이다. 전송 STA(2002)는 이의 안테나 성능 정보를 수신 STA(2004)에 전송한다(단계 2010). 수신 STA(2004)는 이의 안테나 성능 정보를 전송 STA(2002)에 전송한다(단계 2012). 단계 2010과 단계 2012는 역순으로 수행될 수 있다. 단계 2010과 단계 2012는 안테나 성능 정보가 전송 STA(2002)와 수신 STA(2004) 사이에 수신되는 경우에는 중요하지 않다. 선택적으로, 전송 STA(2002)와 수신 STA(2004)는 안테나 성능을 결합하여 공통 안테나 성능 집합을 발견할 수 있거나 측정 정보를 교환할 수 있다(단계 2014). 이러한 선택적인 단계는 사용될 안테나 특정 집합을 세련하게 하는데 사용될 수 있다.20 is a flowchart of another method 2000 for exchanging antenna performance information between a transmitting STA 2002 and a receiving STA 2004. The transmitting STA 2002 transmits its antenna performance information to the receiving STA 2004 (step 2010). The receiving STA 2004 transmits its antenna performance information to the transmitting STA 2002 (step 2012). Step 2010 and step 2012 may be performed in reverse order. Steps 2010 and 2012 are not important when antenna performance information is received between the transmitting STA 2002 and the receiving STA 2004. Optionally, the transmitting STA 2002 and the receiving STA 2004 may combine antenna capabilities to discover a common antenna capability set or exchange measurement information (step 2014). This optional step can be used to refine the antenna specific set to be used.

안테나 정보의 교환(단계 2010, 2012)과 임의의 추가 정보 교환(단계 2014) 후에, 전송 STA(2002)와 수신 STA(2004)는 모두 국부 지원되는 안테나 성능에 기초하여 어느 안테나 특성을 사용할 지를 국부적으로 판정한다(단계 2016, 2018).After the exchange of antenna information (step 2010, 2012) and any further information exchange (step 2014), both the transmitting STA 2002 and the receiving STA 2004 locally determine which antenna characteristics to use based on locally supported antenna performance. (Step 2016, 2018).

안테나 성능 정보의 전송이 WLAN으로 나타내지만, 본 개념의 원리는 임의 유형의 무선 통신 시스템에 동등하게 적용가능하다.Although the transmission of antenna performance information is represented by WLAN, the principles of the present concept are equally applicable to any type of wireless communication system.

시스템 구현System implementation

도 21은 본 고안의 다양한 양태를 구현하도록 구성된 시스템(2100)의 블록도이다. 시스템(2100)은 AP(2102)와 STA(2104)를 포함한다. AP(2102)는 안테나 성능 결정 장치(2110)에 접속된 안테나 성능 정보 장치(2112)에 저장된 안테나 성능 정보를 검사함으로써 AP(2102)의 안테나 성능을 결정하는 안테나 성능 결정 장치(2110)를 포함한다. AP(2102)의 안테나 성능은 안테나 성능 결정 장치(2110)에 접속된 송수신기(2114)와 이 송수신기(2114)에 접속된 안테나(2116)에 의해 전송된다. 빔 스위칭 장치(2118)는 송수신기(2114)에 접속되고 안테나(2116)의 빔을 스위칭하는데 사용된다.21 is a block diagram of a system 2100 configured to implement various aspects of the present invention. System 2100 includes an AP 2102 and a STA 2104. The AP 2102 includes an antenna performance determination device 2110 that determines antenna performance of the AP 2102 by examining antenna performance information stored in the antenna performance information device 2112 connected to the antenna performance determination device 2110. . The antenna performance of the AP 2102 is transmitted by a transceiver 2114 connected to the antenna performance determining apparatus 2110 and an antenna 2116 connected to the transceiver 2114. The beam switching device 2118 is connected to the transceiver 2114 and used to switch the beam of the antenna 2116.

STA(2104)는 안테나(2120)와 이 안테나(2120)에 접속된 송수신기(2122)를 통해 AP(2102)의 안테나 성능 정보를 수신한다. 안테나 성능 결정 장치(2124)는 송수신기(2122)에 접속되고, 안테나 성능 결정 장치(2124)에 접속된 안테나 성능 정보 장치(2126)를 액세스함으로써 AP(2102)의 안테나 성능을 STA(2104)의 안테나 성능 정보와 비교한다. 안테나 성능 결정 장치(2124)는 STA 설정 조정 장치(2128)에 접속되며, 이는 스마트 안테나 성능을 사용하기 위해서 STA(2104)의 설정을 조정한다.The STA 2104 receives antenna performance information of the AP 2102 through the antenna 2120 and the transceiver 2122 connected to the antenna 2120. The antenna performance determining device 2124 is connected to the transceiver 2122 and accesses the antenna performance information device 2126 connected to the antenna performance determining device 2124 to obtain the antenna performance of the AP 2102 from the antenna of the STA 2104. Compare with performance information. The antenna performance determining apparatus 2124 is connected to the STA setting adjusting apparatus 2128, which adjusts the setting of the STA 2104 to use the smart antenna performance.

AP(2102)와 STA(2104) 간의 안테나 성능의 결합은 개별 안테나 성능 결정 장치(2110, 2124)를 통해 발생할 수 있다. 시스템(2100)이 AP(2102)를 사용하여 설명되었지만, AP(2102)는 시스템(2100)에서 다른 STA일 수 있다.The combination of antenna performance between the AP 2102 and the STA 2104 may occur through the individual antenna performance determination apparatus 2110, 2124. Although system 2100 has been described using AP 2102, AP 2102 may be another STA in system 2100.

실시예Example

STA와 AP 간의 결합을 설정할 때 스마트 안테나를 구현하는 방법은, (a) 하나의 안테나 빔 상에서 AP에 의해 비컨 프레임을 전송하는 단계; (b) STA에서 비컨 프레임을 수신하는 단계; (c) STA에서 비컨 프레임의 신호 품질을 측정하는 단계; (d) 상이한 안테나 빔으로 스위칭하는 단계; (e) 비컨 프레임이 모든 안테나 빔 상에서 전송될 때까지 단계 (a) 내지 (d)를 반복하는 단계; 및 (f) 안테나 빔 중 하나에서 가장 높은 신호 품질을 갖는 비컨 프레임을 전송하는 AP에 STA를 결합하는 단계를 포함한다.A method of implementing a smart antenna when establishing a bond between an STA and an AP includes: (a) transmitting a beacon frame by an AP on one antenna beam; (b) receiving a beacon frame at the STA; (c) measuring a signal quality of the beacon frame at the STA; (d) switching to different antenna beams; (e) repeating steps (a) through (d) until the beacon frame is transmitted on all antenna beams; And (f) coupling the STA to the AP transmitting the beacon frame having the highest signal quality in one of the antenna beams.

STA와 AP 간의 결합을 설정할 때 스마트 안테나를 구현하는 방법은, (a) STA로부터 AP에 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계 - 상기 프로브 요청 프레임은 STA가 AP로부터의 다수의 빔을 스캔하기를 원하는지 여부의 표시를 포함함 -; (b) 하나의 안테나 빔 상에서 AP로부터 STA에 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계; (c) STA에서 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계; (d) STA에서 프로브 응답 프레임의 신호 품질을 측정하는 단계; (e) 상이한 안테나 빔으로 스위칭하는 단계; (f) 프로브 응답 프레임이 모든 안테나 빔 상에서 전송될 때가지 단계 (b) 내지 (e)를 반복하는 단계; 및 (g) 안테나 빔 중 하나에서 가장 높은 신호 품질을 갖는 비컨 프레임을 전송하는 AP에 STA를 결합하는 단계를 포함한다.A method of implementing a smart antenna when establishing a bond between an STA and an AP includes: (a) transmitting a probe request frame from the STA to the AP, wherein the probe request frame determines whether the STA wants to scan multiple beams from the AP. Contains an indication of-; (b) transmitting a probe response frame from the AP to the STA on one antenna beam; (c) receiving a probe response frame at the STA; (d) measuring signal quality of the probe response frame at the STA; (e) switching to different antenna beams; (f) repeating steps (b) through (e) until the probe response frame is transmitted on all antenna beams; And (g) coupling the STA to the AP transmitting the beacon frame having the highest signal quality in one of the antenna beams.

상기 두 단락 중 하나에 따른 방법은, 안테나 빔을 비컨 프레임을 전송하기 전과 스위칭한 후의 구간을 대기하고, 이 구간은 쇼트 프레임간 공간(short inter-frame space)보다는 크고 분산 프레임간 공간(distributed inter-frame space)보다는 적다.The method according to one of the two paragraphs above, waits for a section before and after switching the antenna beam to beacon frame, the section being larger than the short inter-frame space and distributed inter frame. less than -frame space).

STA와 AP 간의 결합을 설정할 때 AP로부터 STA에 전송된 비컨 프레임을 포함하여 스마트 안테나를 구현하는 시스템.System for implementing a smart antenna including a beacon frame transmitted from the AP to the STA when establishing the association between the STA and the AP.

STA와 AP 간의 결합을 설정하는 스마트 안테나를 구현하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은 STA로부터 AP에 전송된 프로브 요청 프레임 - 상기 프로브 요청 프레임은 STA가 AP로부터 다수의 안테나 빔을 스캔하기를 원하는지 여부의 표시를 포함함 - ; 및 AP로부터 STA에 전송된 프로브 응답 프레임을 포함한다.A system for implementing a smart antenna for establishing a bond between a STA and an AP, the system comprising: a probe request frame transmitted from an STA to an AP, wherein the probe request frame is used to determine whether the STA wants to scan multiple antenna beams from the AP. Contains an indication-; And a probe response frame sent from the AP to the STA.

이전 실시예 중 임의의 하나에 있어서, 비컨 프레임 또는 프로브 응답 프레임은 안테나 빔의 총 개수를 식별하는 필드 및/또는 현재 안테나 빔을 식별하는 필드를 포함한다.In any one of the previous embodiments, the beacon frame or probe response frame includes a field identifying the total number of antenna beams and / or a field identifying the current antenna beam.

AP와 STA를 포함하는 WLAN에서 스마트 안테나의 사용을 지원하는 방법은, STA와 통신에 사용하기 위해 AP에 의해 안테나 빔을 선택하는 단계; AP로부터 STA에 선택된 빔 정보를 전송하는 단계; 및 STA로부터 AP에 패킷을 전송하는 단계 - 상기 패킷은 선택된 빔 정보를 포함함 - 를 포함하되, 상기 AP는 선택된 빔을 사용하여 패킷의 적어도 일부를 수신한다.A method of supporting the use of a smart antenna in a WLAN including an AP and a STA includes selecting an antenna beam by the AP for use in communication with the STA; Transmitting the selected beam information from the AP to the STA; And transmitting a packet from an STA to the AP, the packet including the selected beam information, wherein the AP receives at least a portion of the packet using the selected beam.

이전 단락에 따른 방법에 있어서, 상기 선택 단계는 최대 신호 레벨을 갖는 안테나 빔 또는 최대 신호 대 간섭비를 갖는 안테나 빔을 선택하는 단계를 포함한다.In the method according to the previous paragraph, the selecting step includes selecting an antenna beam having a maximum signal level or an antenna beam having a maximum signal to interference ratio.

이전 두 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 전송 단계는, 빔 표시기; 빔 표시기에 대한 기간 제한 - 상기 선택된 빔은 상기 기간 제한이 만료되지 않은 경우에만 사용될 수 있음 - ; AP의 매체 접근 제어(MAC) 주소; 및 STA의 MAC 주소 중 하나 이상을 전송하는 단계를 포함한다.A method according to one of the previous two paragraphs, wherein the transmitting step comprises: a beam indicator; Period limitation for the beam indicator, wherein the selected beam can only be used if the period limitation has not expired; A media access control (MAC) address of the AP; And transmitting at least one of the STA's MAC address.

이전 3개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 전송 단계는 상기 선택된 빔 정보를 개별 메시지로 전송하는 단계를 포함한다.In a method according to one of the previous three paragraphs, the transmitting step comprises transmitting the selected beam information in a separate message.

이전 4개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 전송 단계는 기존 프레임 유형의 일부로서 선택된 빔 정보를 전송하는 단계를 포함한다.In a method according to one of the previous four paragraphs, the transmitting step includes transmitting the selected beam information as part of an existing frame type.

이전 5개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 전송 단계는 프레임 내에서 선택된 빔 정보의 존재를 나타내도록 빔 표시기 정보 플래그를 전송하여 단계를 더 포함한다.In a method according to one of the previous five paragraphs, the transmitting step further comprises transmitting a beam indicator information flag to indicate the presence of the selected beam information within the frame.

이전 6개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 전송 단계는 상기 선택된 빔 정보의 전송 이전에 상기 선택된 빔에 AP의 안테나를 스위칭하는 단계를 포함한다.The method according to one of the preceding six paragraphs, wherein the transmitting step comprises switching an antenna of the AP to the selected beam prior to the transmission of the selected beam information.

이전 7개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 전송 단계는 상기 선택된 빔 상으로 선택된 빔 정보를 전송한 후에 무지향성 패턴으로 AP의 안테나를 스위칭하는 단계를 더 포함한다.The method according to one of the previous seven paragraphs, wherein the transmitting step further comprises switching the antenna of the AP in an omni-directional pattern after transmitting the selected beam information on the selected beam.

이전 8개의 단락 중 하나에 따른 방법은, 선택된 빔 정보의 성공적인 수신 시에, STA로부터 AP에 긍정 응답을 전송하는 단계를 더 포함한다.The method according to one of the previous eight paragraphs further comprises sending an acknowledgment from the STA to the AP upon successful reception of the selected beam information.

이전 9개의 단락 중 하나에 따른 방법은, 무지향성 빔을 통해 AP에서 패킷의 제1 부분을 수신하는 단계 - 상기 패킷의 제1 부분은 선택된 빔 정보를 포함함 - ; 선택된 빔 정보에 규정된 바와 같이 AP의 안테나를 선택된 빔으로 스위칭하는 단계; 및 선택된 빔을 통해 AP에서 패킷의 제2 부분을 수신하는 단계를 포함한다.The method according to one of the previous nine paragraphs comprises: receiving a first portion of a packet at an AP via an omni-directional beam, the first portion of the packet including selected beam information; Switching the antenna of the AP to the selected beam as defined in the selected beam information; And receiving a second portion of the packet at the AP via the selected beam.

이전 10개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 스위칭 단계는 패킷의 제1 부분을 디코딩하여 선택된 빔을 결정하는 단계를 포함한다.The method according to one of the previous ten paragraphs, wherein the switching comprises decoding the first portion of the packet to determine the selected beam.

AP와 STA를 포함하는 WLAN에서 스마트 안테나의 사용을 지원하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은, AP로부터 STA에 전송되는 제1 패킷 - 상기 제1 패킷은 선택된 빔 표시기, AP의 매체 접근 제어(MAC) 주소, 및 STA의 MAC 주소를 포함하고, 선택된 빔 표시기는 STA와의 통신용으로 사용하도록 AP에 의해 선택되는 안테나 빔을 식별함 - ; 및 STA로부터 AP에 전송되는 제2 패킷 - 상기 제2 패킷은 선택된 빔 표시기를 포함함 - 을 포함하되, 상기 AP는 선택된 빔을 통해 제2 패킷의 적어도 일부를 수신한다. A system supporting the use of a smart antenna in a WLAN comprising an AP and an STA, the system comprising: a first packet transmitted from the AP to the STA, wherein the first packet is the selected beam indicator, the AP's Medium Access Control (MAC) An address, and a MAC address of the STA, wherein the selected beam indicator identifies the antenna beam selected by the AP for use for communication with the STA; And a second packet transmitted from the STA to the AP, wherein the second packet includes a selected beam indicator, wherein the AP receives at least a portion of the second packet via the selected beam.

이전 단락에 따른 시스템에 있어서, 제1 패킷은 AP로부터 STA로의 개별 메시지로서 전송된다.In the system according to the previous paragraph, the first packet is sent as a separate message from the AP to the STA.

이전 2개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 제1 패킷은 기존 프레임 유형의 일부이다.In a system according to one of the previous two paragraphs, the first packet is part of an existing frame type.

이전 3개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 제1 패킷은 선택된 빔 표시기에 대한 기간 제한을 더 포함하되, 상기 선택된 빔은 기간 제한이 만료되지 않은 경우에만 사용될 수 있다.In a system according to one of the previous three paragraphs, the first packet further comprises a time limit for the selected beam indicator, wherein the selected beam can only be used if the time limit has not expired.

이전 4개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 제1 패킷은 패킷 내의 선택된 빔 표시기의 존재를 나타내도록 빔 표시기 정보 플래그를 더 포함한다.In a system according to one of the previous four paragraphs, the first packet further includes a beam indicator information flag to indicate the presence of the selected beam indicator in the packet.

이전 5개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 제2 패킷의 제1 부분은 무지향성 빔을 통해 AP에서 수신되고 - 상기 제2 패킷의 제1 부분은 선택된 빔 표시기를 포함함 -, AP는 이의 안테나를 선택된 빔 표시기에 규정된 바와 같이 선택된 빔으로 스위칭하며, 제2 패킷의 제2 부분은 선택된 빔을 통해 AP에서 수신된다.In a system according to one of the previous five paragraphs, the first portion of the second packet is received at the AP via an omni-directional beam, where the first portion of the second packet includes a selected beam indicator. Switching the antenna to the selected beam as defined in the selected beam indicator, the second portion of the second packet is received at the AP via the selected beam.

무선 통신 시스템에서 전송 STA와 수신 STA 간의 스마트 안테나 성능 정보를 교환하는 시스템은, 두 개의 STA 간의 데이터 전송 이전에 전송 STA와 수신 STA 사이에 교환되는, 안테나 성능 정보 요소 - 상기 안테나 성능 정보 요소는 두 개의 STA의 성능에 관한 정보를 포함함 - 를 포함한다.In a wireless communication system, a system for exchanging smart antenna performance information between a transmitting STA and a receiving STA is exchanged between a transmitting STA and a receiving STA before data transmission between two STAs. Contains information about the performance of the two STAs.

이전 단락에 따른 시스템에 있어서, 무선 통신 시스템은 WLAN으로서, 전송 STA는 WLAN에서 AP 또는 STA이고, 수신 STA는 WLAN에서의 STA 또는 AP이다.In the system according to the previous paragraph, the wireless communication system is a WLAN, where the transmitting STA is an AP or STA in the WLAN and the receiving STA is an STA or AP in the WLAN.

이전 2개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 안테나 성능 정보 요소는 안테나 기술 필드와, 다수의 지원된 빔, 물리 레이어 수렴 프로토콜 헤더 후에 전송 안테나 정보의 지원의 표시기, 다이버시티 기술 표시기, 측정 시그널링 지원의 표시기, 및 다중 입력 지원의 표시기로부터 선택된 적어도 하나의 필드를 포함한다.In a system according to one of the previous two paragraphs, the antenna performance information element is an antenna description field, an indicator of support of transmit antenna information after multiple supported beams, a physical layer convergence protocol header, diversity technology indicator, measurement signaling support. At least one field selected from an indicator of an indicator and an indicator of multiple input support.

이전 2개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 각 필드는 안테나 기술 필드로부터 STA를 수신함으로써 유도된다.In a system according to one of the previous two paragraphs, each field is derived by receiving an STA from the antenna description field.

이전 3개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 안테나 성능 정보 요소는 관리 프레임, 컨트롤 프레임 또는 데이터 프레임의 일부로서 전송된다.In a system according to one of the previous three paragraphs, the antenna performance information element is transmitted as part of a management frame, control frame or data frame.

이전 4개의 단락 중 하나에 따른 시스템에 있어서, 안테나 성능 정보 요소는 전송 STA와 수신 STA 간의 결합 후의 임의의 시점에서 또는 전송 STA와 수신 STA 간의 데이터 전송 후의 임의의 시점에서 전송 STA와 수신 STA 사이에 교환된다.In the system according to one of the previous four paragraphs, the antenna performance information element is between the transmitting STA and the receiving STA at any point after coupling between the transmitting STA and the receiving STA or at any point after data transmission between the transmitting STA and the receiving STA. Exchanged.

무선 통신 시스템에서 전송 STA와 수신 STA 사이에 스마트 안테나 성능 정보를 교환하는 방법은, 전송 STA로부터 수신 STA에 안테나 성능 정보를 전송하는 단계; 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는지를 판정하는 단계; 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는 경우 수신 STA에서 설정을 조정하는 단계; 및 수신 STA가 전송 STA의 안테나 성능을 지원할 수 있는 경우 안테나 성능을 사용하여 전송 STA로부터 수신 STA에 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.A method of exchanging smart antenna performance information between a transmitting STA and a receiving STA in a wireless communication system includes: transmitting antenna performance information from a transmitting STA to a receiving STA; Determining whether the receiving STA can support antenna performance of the transmitting STA; Adjusting a setting at a receiving STA if the receiving STA can support antenna performance of the transmitting STA; And when the receiving STA can support antenna performance of the transmitting STA, transmitting data from the transmitting STA to the receiving STA using the antenna performance.

이전 단락에 따른 방법은, 수신 STA의 안테나 성능의 긍정 응답을 사용하여 전송 STA에 응답하는 단계를 더 포함한다.The method according to the previous paragraph further comprises responding to the transmitting STA using an acknowledgment of the antenna performance of the receiving STA.

이전 2개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 응답 단계는 조정 단계 이전에 또는 조정 단계 후에 수행된다.In the method according to one of the previous two paragraphs, the response step is performed before or after the adjustment step.

이전 3개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 응답 단계는 수신 STA가 요청된 안테나 성능을 갖지 않음을 전송 STA에게 통지하는 단계를 포함한다.In a method according to one of the previous three paragraphs, the responding step includes notifying the transmitting STA that the receiving STA does not have the requested antenna capability.

이전 4개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 전송 단계는 안테나 성능을 사용하지 않고 전송 STA로부터 수신 STA에 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.In a method according to one of the previous four paragraphs, the transmitting step includes transmitting data from the transmitting STA to the receiving STA without using antenna performance.

이전 5개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 전송 단계는 관리 프레임의 일부로서 안테나 성능 정보를 전송하는 단계를 포함한다.In a method according to one of the previous five paragraphs, the transmitting step includes transmitting antenna performance information as part of a management frame.

이전 6개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 조정 단계는 다수의 사용된 안테나, 다이버시티 방법, 사용된 스마트 안테나 기술, 및 추가 안테나 측정으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 설정을 조정하는 단계를 포함한다.In the method according to one of the previous six paragraphs, the adjusting step comprises adjusting at least one setting selected from the group consisting of a plurality of used antennas, a diversity method, a smart antenna technique used, and additional antenna measurements. do.

무선 통신 시스템에서 제1 STA와 제2 STA 간의 스마트 안테나 성능 정보를 교환하는 방법은, 제1 STA로부터 제2 STA에 안테나 성능 정보를 전송하는 단계; 및 제2 STA로부터 제1 STA에 안테나 성능 정보를 전송하는 단계를 포함한다.A method of exchanging smart antenna performance information between a first STA and a second STA in a wireless communication system includes: transmitting antenna performance information from a first STA to a second STA; And transmitting antenna performance information from the second STA to the first STA.

이전 단락에 따른 방법은, 제1 STA와 제2 STA에서, 제1 STA와 제2 STA 간의 추후 송수신을 위해 사용하도록 안테나 성능에 대하여 국부적으로 결정하는 단계를 더 포함한다. The method according to the previous paragraph further comprises, at the first STA and the second STA, locally determining antenna performance for use for later transmission and reception between the first STA and the second STA.

이전 2개의 단락 중 하나에 따른 방법에 있어서, 상기 결정 단계는 제1 STA와 제2 STA 간의 임의의 추가 통신없이 수행된다.In the method according to one of the previous two paragraphs, the determining step is performed without any further communication between the first STA and the second STA.

이전 3개의 단락 중 하나에 따른 방법은, 제1 STA와 제2 STA의 안테나 성능을 비교하는 단계를 더 포함하되, 상기 결정 단계는 제1 STA와 제2 STA 모두에 의해 지원되는 안테나 성능을 사용하는 단계를 포함한다.The method according to one of the previous three paragraphs further comprises comparing antenna performance of the first STA and the second STA, wherein the determining step uses antenna performance supported by both the first STA and the second STA. It includes a step.

이전 4개의 단락 중 하나에 따른 방법은, 제1 STA와 제2 STA 간의 측정 정보를 교환하는 단계를 더 포함하되, 상기 교환 단계는 결정 단계 이전에 수행된다.The method according to one of the preceding four paragraphs further comprises the step of exchanging measurement information between the first STA and the second STA, wherein the exchanging step is performed before the determining step.

이전 5개의 단락 중 하나에 따른 방법은, 제1 STA와 제2 STA 간의 안테나 성능 정보를 협상하는 단계를 더 포함하되, 상기 협상 단계는 결정 단계 이전에 수행된다.The method according to one of the previous five paragraphs further comprises negotiating antenna performance information between the first STA and the second STA, wherein the negotiation step is performed before the determining step.

WLAN에서 스마트 안테나 특성을 구현하는 시스템은 AP와 STA를 포함한다. AP는 제1 안테나 성능 결정 장치; 제1 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제1 안테나 성능 정보 장치 - 상기 제1 안테나 성능 결정 장치는 제1 안테나 성능 정보 장치에 저장된 정보를 검사함으로써 AP의 안테나 성능을 결정하도록 구성됨 - ; 제1 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제1 송수신기; 제1 송수신기에 접속된 제1 안테나; 및 송수신기에 접속된 빔 스위칭 장치 - 상기 빔 스위칭 장치는 제1 안테나의 빔을 스위칭하도록 구성됨 - 를 포함한다. STA는 제2 안테나; 제2 안테나에 접속된 제2 송수신기 - 상기 제2 송수신기는 AP로부터 안테나 성능 정보를 수신하도록 구성됨 - ; 제2 송수신기에 접속된 제2 안테나 성능 결정 장치; 제2 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제2 안테나 성능 정보 장치 - 상기 제2 안테나 성능 결정 장치는 제2 안테나 성능 정보 장치로부터 검색된 STA의 안테나 성능과 제2 송수신기로부터 수신된 AP의 안테나 성능을 비교하도록 구성됨 - ; 및 제2 안테나 성능 결정 장치에 접속된 STA 설정 조정 장치 - 상기 STA 설정 조정 장치는 STA의 설정을 조정하여 스마트 안테나 성능을 사용하도록 구성됨 - 를 포함한다.A system for implementing smart antenna characteristics in a WLAN includes an AP and an STA. The AP includes a first antenna performance determination device; A first antenna performance information apparatus connected to a first antenna performance determination apparatus, the first antenna performance determination apparatus configured to determine antenna performance of the AP by examining information stored in the first antenna performance information apparatus; A first transceiver connected to the first antenna performance determination device; A first antenna connected to the first transceiver; And a beam switching device connected to the transceiver, the beam switching device configured to switch the beam of the first antenna. The STA may include a second antenna; A second transceiver connected to a second antenna, the second transceiver configured to receive antenna performance information from an AP; A second antenna performance determination device connected to a second transceiver; A second antenna performance information apparatus connected to a second antenna performance determination apparatus, wherein the second antenna performance determination apparatus compares the antenna performance of the STA retrieved from the second antenna performance information apparatus with the antenna performance of the AP received from the second transceiver; Configured-; And an STA setting adjusting device connected to the second antenna performance determining device, wherein the STA setting adjusting device is configured to adjust the setting of the STA to use the smart antenna performance.

이전 단락에 따른 시스템에 있어서, 제1 안테나 성능 결정 장치와 제2 안테나 성능 결정 장치는 AP와 STA가 모두 지원할 수 있는 안테나 성능의 레벨을 협상하도록 구성된다.In the system according to the previous paragraph, the first antenna performance determination apparatus and the second antenna performance determination apparatus are configured to negotiate a level of antenna performance that both the AP and the STA can support.

본 고안의 특성 및 요소가 특정 조합으로 바람직한 실시예에서 설명하지만, 각각의 특성 또는 요소는 단독으로(바람직한 실시예의 다른 특성 및 요소없이) 또는 본 고안의 다른 특성 및 요소와 함께 또는 이들 없이 여러 조합으로 사용될 수 있다. 본 고안의 특정 실시예가 도시되어 설명되었지만, 많은 변형 및 변경이 본 고안의 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 행해질 수 있다. 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 고안을 임의의 방식으로 한정하지는 않는다.While the features and elements of the present invention are described in the preferred embodiments in particular combinations, each feature or element may be combined in various combinations alone (without other features and elements of the preferred embodiments) or with or without other features and elements of the present invention. Can be used as While particular embodiments of the present invention have been shown and described, many modifications and variations can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. The above description is illustrative and does not limit the invention in any way.

상술한 본 고안에 따르면, 본 고안은 수동 스캐닝에서 AP가 다수의 빔 상에 그 비컨을 전송하는 시그널링과 지원을 제공하고, 또한 능동 스캐닝에서 STA가 다수의 빔으로 프로브 응답을 전송하도록 AP에게 요청할 수 있게 함으로써, 수동 스캐닝과 능동 스캐닝 모두에 대하여 빔 선택 문제점을 해결하고, 또한 메시 아키텍처의 경우 메시 노드로 구현될 수 있어, AP와 STA 간의 안테나 성능 정보 교환을 해결할 수 있다.According to the present invention described above, the present invention provides signaling and support for the AP to transmit its beacon on multiple beams in passive scanning, and also requests the AP to transmit a probe response to the multiple beams in active scanning. By doing so, the beam selection problem is solved for both passive scanning and active scanning, and the mesh architecture can be implemented as a mesh node, thereby solving the exchange of antenna performance information between the AP and the STA.

도 1은 무지향성 및 지향성 안테나 빔 패턴을 나타내는 WLAN의 도면.1 is a diagram of a WLAN showing an omni and directional antenna beam pattern.

도 2는 안테나 빔을 식별하기 위한 비컨 프레임(beacon frame) 포맷을 나타내는 도면.2 shows a beacon frame format for identifying antenna beams.

도 3은 수동 스캐닝에 대한 타이밍도.3 is a timing diagram for manual scanning.

도 4는 수동 스캐닝에서 비컨 프레임을 전송하는 방법을 나타내는 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method of transmitting a beacon frame in passive scanning.

도 5는 능동 스캐닝에서 사용하기 위한 프로브 요청 프레임 포맷을 나타내는 흐름도.5 is a flow diagram illustrating a probe request frame format for use in active scanning.

도 6은 능동 스캐닝에서 사용하기 위한 프로브 응답 프레임 포맷을 나타내는 흐름도.6 is a flow diagram illustrating a probe response frame format for use in active scanning.

도 7은 능동 스캐닝에 대한 타이밍도.7 is a timing diagram for active scanning.

도 8은 능동 스캐닝에서 프로브 응답 프레임을 전송하는 방법을 나타내는 흐름도.8 is a flowchart illustrating a method of transmitting a probe response frame in active scanning.

도 9는 AP와 STA 간의 데이터 패킷의 전송을 나타내는 도면.9 illustrates transmission of a data packet between an AP and a STA.

도 10은 STA에 의해 전송되는 빔 표시기 정보(beam indicator information)를 포함한 프레임 포맷을 나타내는 도면.FIG. 10 illustrates a frame format including beam indicator information transmitted by the STA. FIG.

도 11은 AP에 의해 전송되는 빔 표시기 메시지 포맷을 나타내는 도면.11 illustrates a beam indicator message format transmitted by an AP.

도 12a 및 도 12b는 AP에 의해 전송되는 빔 표시기 정보를 포함한 프레임 포맷을 나타내는 도면.12A and 12B illustrate a frame format including beam indicator information sent by an AP.

도 13a 및 도 13b는 AP에 의해 전송되는 빔 표시기 정보를 포함한 다른 프레임 포맷을 나타내는 도면.13A and 13B illustrate another frame format including beam indicator information transmitted by the AP.

도 14는 AP와 STA에 의해 스마트 안테나 정보를 전송하는 방법을 나타내는 흐름도.14 is a flowchart illustrating a method of transmitting smart antenna information by an AP and an STA.

도 15는 도 14에 도시한 방법의 일 예를 나타내는 흐름도.FIG. 15 is a flowchart showing an example of the method shown in FIG. 14; FIG.

도 16은 기존 성능 정보 필드를 나타내는 도면.16 shows an existing performance information field.

도 17은 안테나 성능 IE를 포함한 프레임의 일부를 나타내는 도면.17 illustrates a portion of a frame including antenna performance IE.

도 18은 도 17에 도시된 안테나 성능 IE를 나타내는 도면.FIG. 18 shows antenna performance IE shown in FIG. 17; FIG.

도 19는 안테나 성능 정보를 교환하는 방법을 나타내는 흐름도.19 is a flowchart illustrating a method of exchanging antenna performance information.

도 20은 안테나 성능 정보를 교환하는 다른 방법을 나타내는 흐름도.20 is a flowchart illustrating another method of exchanging antenna performance information.

도 21은 본 고안을 구현하도록 구성되는 시스템의 블록도.21 is a block diagram of a system configured to implement the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

202 : 프레임 컨트롤202: frame control

204 : 기간204: period

212 : 시퀀스 컨트롤212: sequence control

214 : 타임스탬프 필드214: timestamp field

216 : 비컨 정보 필드216 beacon information field

218 : 성능 정보 필드218: performance information field

700 : AA 프로브 요청700: AA Probe Request

704 : AA 프로브 응답704: AA probe response

1002 : PLCP 프리앰블1002: PLCP preamble

1004 : PLCP 헤더1004: PLCP Header

1006 : 빔 표시기1006: Beam Indicator

1008 : MAC 프레임1008: MAC frame

1102 : 빔 표시기1102: beam indicator

1104 : AP 주소1104: AP address

1106 : STA 주소1106: STA address

1108 : 기간 제한1108: time limit

2110 : 안테나 성능 결정 장치2110: antenna performance determination device

2112 : 안테나 성능 정보 장치2112: antenna performance information device

2114 : 송수신기2114 transceiver

2118 : 빔 스위칭 장치2118: beam switching device

2128 : STA 설정 조정 장치2128: STA setting adjustment device

Claims (2)

무선 근거리 네트워크에서 스마트 안테나 특성을 구현하는 시스템에 있어서,A system for implementing smart antenna characteristics in a wireless local area network, 액세스 포인트; 및 Access point; And 스테이션을 포함하는 것인 스마트 안테나 특성 구현 시스템으로서,A smart antenna characteristic implementation system comprising a station, 상기 액세스 포인트는,The access point is, 제1 안테나 성능 결정 장치;A first antenna performance determination device; 상기 제1 안테나 성능 결정 장치에 접속되고, 상기 제1 안테나 성능 정보 장치에 저장되는 정보를 검사함으로써 상기 AP의 안테나 성능을 결정하도록 구성되는 제1 안테나 성능 정보 장치;A first antenna performance information device, connected to the first antenna performance determination device, configured to determine antenna performance of the AP by examining information stored in the first antenna performance information device; 상기 제1 안테나 성능 결정 장치에 접속된 제1 송수신기;A first transceiver connected to said first antenna performance determination device; 상기 송수신기에 접속된 제1 안테나; 및A first antenna connected to the transceiver; And 상기 송수신기에 접속되고, 상기 제1 안테나의 빔을 스위칭하도록 구성되는 빔 스위칭 장치를 구비하고,A beam switching device connected to the transceiver and configured to switch a beam of the first antenna, 상기 스테이션은,The station, 제2 안테나; A second antenna; 상기 제2 안테나에 접속되고, 상기 AP의 안테나 성능 정보를 수신하도록 구성되는 제2 송수신기;A second transceiver connected to the second antenna and configured to receive antenna performance information of the AP; 상기 제2 송수신기에 접속된 제2 안테나 성능 결정 장치;A second antenna performance determination device connected to the second transceiver; 상기 제2 안테나 성능 결정 장치에 접속되고, 상기 제2 송수신기로부터 수신된 상기 AP의 안테나 성능을 상기 제2 안테나 성능 정보 장치로부터 검색된 상기 스테이션의 안테나 성능과 비교하도록 구성되는 제2 안테나 성능 정보 장치; 및A second antenna performance information device, connected to the second antenna performance determination device, configured to compare antenna performance of the AP received from the second transceiver with antenna performance of the station retrieved from the second antenna performance information device; And 상기 제2 안테나 성능 결정 장치에 접속되고, 상기 스테이션의 설정을 조정하여 스마트 안테나 성능을 이용하도록 구성되는 스테이션 설정 조정 장치를 구비하는 것인, 스마트 안테나 특성 구현 시스템.And a station setting adjusting device connected to the second antenna performance determining device and configured to adjust the setting of the station to use smart antenna performance. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 안테나 성능 결정 장치와 상기 제2 안테나 성능 결정 장치는 상기 AP와 상기 스테이션이 모두 지원할 수 있는 안테나 성능의 레벨을 협상하도록 구성되는 것인 스마트 안테나 특성 구현 시스템.And the first antenna performance determining apparatus and the second antenna performance determining apparatus are configured to negotiate a level of antenna performance that both the AP and the station can support.
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