KR100426623B1 - 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의복조 장치 및 그 방법 - Google Patents

인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의복조 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 인접 셀의 기지국에서 전송되는 파일럿 간섭신호를 제거하여 순방향 링크 용량 개선 및 낮은 신호대잡음비(Eb/No)에서도 잘 동작할 수 있는 이동통신 단말기의 복조 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하기 위하여, 이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하기 위한 탐색수단; 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하고, 발생시키기 위한 간섭신호 추정수단; 상기 간섭신호 추정수단에서 출력된 추정된 간섭신호와 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 연산하여 간섭신호를 제거하기 위한 간섭신호 제거수단; 및 상기 간섭신호 추정수단에서 추정된 간섭신호를 발생시키는데 소요되는 시간만큼의 시간을 지연시키기 위한 지연수단을 포함하며, 이동통신 시스템 등에 이용됨.

Description

인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Receiver for Cancelling Interference Pilot Signals from Neighboring Basestations}
본 발명은 순방향 링크에서 단말기의 복조기 성능 향상을 위해 간섭을 일으키는 인접 기지국의 파일럿 신호 제거 구조를 갖는 이동통신 단말기의 복조 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
이동성 멀티 미디어 단말기를 지원하는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 시스템에서는 인터넷 서비스 등의 필요성 때문에 역방향 링크 용량 보다는 순방향 링크 용량이 더욱 요구된다.
순방향 링크 용량 개선을 위해서는 단말기 복조기가 낮은 신호대잡음비(Eb/No)에서도 잘 동작할 수 있어야 한다. 그리고, 복조기가 낮은 신호대잡음비(Eb/No)에서도 동작하기 위해서는 간섭에 강해야 한다.
단말기의 외부로부터 수신되는 간섭신호에는 인접 기지국으로부터 송신되는 파일럿 신호가 있다.
단말기가 속한 기지국으로부터 동기를 목적으로 송신되는 파일럿 신호는 단말기에서 복조시 직교성으로 인한 역확산 과정에서 제거된다. 그러나, 인접 셀의 기지국에서 송신되는 파일럿 신호는 강한 간섭신호로 계속 남는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 인접 셀의 기지국에서 전송되는 파일럿 간섭신호를 제거하여 순방향 링크 용량 개선 및 낮은 신호대잡음비(Eb/No)에서도 잘 동작할 수 있는 이동통신 단말기의 복조 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 기지국과 단말기 사이의 순방향 링크에서 수신 신호 경로를 나타낸 일실시예 설명도.
도 2 는 본 발명에 따른 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기 복조 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 상기 도 2의 파일럿 신호 간섭 제거기의 일실시예 상세 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : 오버샘플링된 신호 202 : 탐색기
203~206 : 기지국에 대한 핑거(Finger) 207~210 : 곱셈기
220 : 파일럿 신호 간섭 제거기 231~233 : 핑거(Finger)
240 : 지연기(Delay)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 장치에 있어서, 이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하기 위한 탐색수단; 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하고, 발생시키기 위한 간섭신호 추정수단; 상기 간섭신호 추정수단에서 출력된 추정된 간섭신호와 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 연산하여 간섭신호를 제거하기 위한 간섭신호 제거수단; 및 상기 간섭신호 추정수단에서 추정된 간섭신호를 발생시키는데 소요되는 시간만큼의 시간을 지연시키기 위한 지연수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 방법은, 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 방법에 있어서, 이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하는 제 1 단계; 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 각 기지국별로 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하여 추정된간섭신호를 발생시키는 제 2 단계; 및 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호와 상기 추정된 간섭신호를 연산하여 간섭신호를 제거하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위해, 프로세서를 구비한 이동통신 단말기의 복조 장치에, 이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하는 제 1 기능; 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 각 기지국별로 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하여 추정된 간섭신호를 발생시키는 제 2 기능; 및 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호와 상기 추정된 간섭신호를 연산하여 간섭신호를 제거하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 기지국과 단말기 사이의 순방향 링크에서 수신 신호 경로를 나타낸 일실시예 설명도이다.
도면에서, "100"은 이동통신 단말기, "111~114"는 기지국, "101~104"는 기지국이 커버하는 셀을 각각 나타낸다.
이동통신 단말기(100)에서 수신하는 신호는 이동통신 단말기(100)가 속한 셀(101)의 기지국(111)과 인접 셀(102~104)의 기지국(102~104)으로부터 수신한 신호이다.
이동통신 단말기(100)가 셀의 경계 지역에 있을 때 인접 기지국의 간섭신호 세기가 가장 세다.
도 1을 보면, 이동통신 단말기(100)에 가장 큰 영향을 주는 인접 기지국은 3개의 외곽 기지국(112~114)으로 볼 수 있다.
파일럿 신호는 서로 알고 있는 신호이므로 단말기의 복조기에서 인접 기지국의 간섭을 완화하기 위하여 인접 기지국에서 송신하는 파일럿 신호를 제거할 수 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기 복조 장치의 일실시예 구성도이다.
본 발명에서 소개하는 이동통신 단말기 복조 장치의 동작원리를 이해하기 위해서는 복조 장치의 동작원리를 이해해야 하므로 이에 대한 소개를 먼저 하고자 한다.
자신의 기지국을 제외한 다른 기지국에서 수신되는 파일럿 신호는 이동국에서 볼 때 백색 잡음 성질을 가진 간섭신호이다. 따라서, 이러한 간섭신호를 제거하여 복조기의 성능을 개선해야 한다. 간섭신호를 제거하기 위해서는 간섭신호를 추정하여 만들어내고, 원래 수신된 신호에서 추정된 간섭신호를 빼주면 수신 신호에서 간섭 성분이 제거된다. 따라서, 추정된 간섭신호를 다시 발생시켜 수신된 신호에서 간섭신호 성분을 제거한다.
이러한 동작원리를 이용한 본 발명에 따른 이동통신 단말기 복조 장치의 구성은 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 복조 장치는, 이동통신 단말기가 위치한 셀에서 수신된 파일럿 신호와 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호를 탐색하여 각 기지국의 의사잡음(Pseudo Noise : 이하 "PN"이라 함) 오프셋의 위치를 핑거(Finger)(203~206)에게 알려주는 탐색기(Searcher)(202), 각 기지국 신호에 대해서 채널추정을 수행하여를 알아내고, 동기추적을 수행하여 각 기지국의 파일럿 PN 신호에 동기가 맞추어진 파일럿 PN 신호를 발생시키는 상기 핑거(Finger)(203~206), 추정된 간섭신호를 발생시키기 위하여와 파일럿 PN 신호를 곱하기 위한 곱셈기(207~210), 간섭제거를 위한 파일럿 신호 간섭 제거기(220), 그리고 채널 추정에 소요되는 시간을 지연시키는 지연기(Delay)(240)를 포함한다.
그리고, 도 2에서 r(t)(201)는 오버샘플링된 신호(oversampled signal)이다.
한편, 본 발명에 따른 복조 장치의 동작은, 먼저 오버 샘플링된 신호(r(t))를 탐색기(searcher)(202)가 자신의 셀에서 수신된 파일럿 신호 뿐만 아니라 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호를 탐색하여 각 기지국의 PN 오프셋의 위치를 핑거(203~206)에게 알려준다. 여기서, 상기 핑거는 기지국에 관한 정보(기지국 이름, 마지막으로 접속한 시간, 사용하지 않는 시간, 기지국 회선, 기지국 위치 등)를 검색하거나 네트워크의 상황에 대한 정보를 처리할 수 있는 장치이다.
다음으로, 각 핑거(203~206)는 각 기지국 신호에 대해서 채널추정을 수행하여 무선채널 특성를 추정한다. 즉, 채널추정을 통하여 채널의 진폭 및 위상특성을 포함하는 무선채널 특성를 알아낸다.
다음으로, 동기추적을 수행하여 각 기지국의 파일럿 PN 신호에 동기가 맞추어진 파일럿 PN 신호를 발생시킨다. 그리고, 추정된 간섭신호를 발생시키기 위하여와 파일럿 PN 신호를 곱한다.
그리고, 추정된 간섭신호는 간섭제거를 위하여 파일럿 신호 간섭 제거기(220)로 입력된다. 수신된 신호(r(t))에서 간섭을 제거하기 위하여 수신된 신호는 채널추정을 통해 추정된 간섭신호를 발생시키는데 소요되는 시간만큼 지연기(240)에서 지연된 후, 파일럿 신호 간섭 제거기(220)로 입력된다.
파일럿 신호 간섭 제거기(220)에서는 추정된 간섭신호(P1, P2, P3, P4)의 부호를 반전시키고 수신된 신호(r(t))에 더함으로써 간섭신호를 제거한다.
간섭신호가 제거된 신호(Yi(t))는 각 핑거(231,232,233)로 전송하여 복조에 사용한다.
상기 파일럿 신호 간섭 제거기(220)에서의 동작을 도 3을 이용하여 좀 더 상세히 설명한다.
도 3 은 상기 도 2의 파일럿 신호 간섭 제거기의 일실시예 상세 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파일럿 신호 간섭 제거기는 소프트 핸드오프를 고려하여 설계되었다.
소프트 핸드오프 시에는 두개의 기지국에서 수신된 신호를 동시에 복조한다. 예를 들어, 현재 이동국이 기지국1과 통신한다고 가정하자. 이때는 인접 기지국2,기지국3 및 기지국4로부터 수신된 파일럿 신호는 간섭신호로 작용하므로 제거해야 한다. 따라서, 도 3에서와 같이 수신신호 r(t)에서 P2, P3, P4를 제거한 Y1(t)를 출력 한다. 이 출력 Y1(t)를 도 2의 핑거1(231), 핑거2(232), 핑거3(233)로 보내서 복조에 사용한다.
다른 예로, 이동국이 기지국2와 통신한다고 가정하자. 이때는, 인접 기지국1, 기지국3 및 기지국4로부터 수신된 파일럿 신호는 간섭신호로 작용하므로 제거해야 한다. 따라서, 도 3에서와 같이 수신신호 r(t)에서 P1, P3, P4를 제거한 Y2(t)를 출력 한다. 이 출력 Y2(t)를 도 2의 핑거1(231), 핑거2(232), 핑거3(233)로 보내서 복조에 사용한다.
도 4 는 본 발명에 따른 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 방법은, 먼저 오버 샘플링된 신호를 탐색기(searcher)가 자신의 셀에서 수신된 파일럿 신호 뿐만 아니라 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호를 탐색하여 각 기지국의 PN 오프셋의 위치를 핑거에게 알려준다(401).
다음으로, 각 핑거는 각 기지국 신호에 대해서 채널추정을 수행하여를 알아내고, 동기추적을 수행하여 각 기지국의 파일럿 PN 신호에 동기가 맞추어진파일럿 PN 신호를 발생시키고, 추정된 간섭신호를 발생시키기 위하여와 파일럿 PN 신호를 곱한다(402).
추정된 간섭신호는 간섭제거를 위하여 파일럿 신호 간섭 제거기로 입력된다(403).
상기한 바와 같은 본발명은, 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호를 탐색하여 각 기지국의 PN 오프셋의 위치를 핑거에게 알려주며, 각 핑거는 각 기지국 신호에 대해서 채널 추정을 수행하며, 추정된 간섭신호는 간섭제거를 위하여 파일럿 신호 간섭 제거기로 입력되고, 파일럿 신호 간섭 제거기는 인접 셀의 기지국에서 전송되는 파일럿 간섭신호를 제거한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 인접 셀의 기지국에서 전송되는 파일럿 간섭신호를 제거하여 순방향 링크 용량 개선 및 단말기 복조기가 낮은 신호대잡음비(Eb/No)에서도 잘 동작하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 장치에 있어서,
    이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하기 위한 탐색수단;
    상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하고, 발생시키기 위한 간섭신호 추정수단;
    상기 간섭신호 추정수단에서 출력된 추정된 간섭신호와 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 연산하여 간섭신호를 제거하기 위한 간섭신호 제거수단; 및
    상기 간섭신호 추정수단에서 추정된 간섭신호를 발생시키는데 소요되는 시간만큼의 시간을 지연시키기 위한 지연수단
    을 포함하는 이동통신 단말기 복조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색수단은,
    이동통신 단말기가 위치한 셀에서 수신된 파일럿 신호와 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호를 탐색하여 각 기지국의 의사잡음(Pseudo Noise) 오프셋의 위치를 상기 간섭신호 추정수단에게 알려주는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 복조 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 간섭신호 추정수단은,
    각 기지국 신호에 대해서 채널추정을 수행하여 무선채널 특성를 알아내고, 동기추적을 수행하여 각 기지국의 파일럿 PN 신호에 동기가 맞추어진 파일럿 PN 신호를 발생시키고, 상기 무선채널 특성와 파일럿 PN 신호를 곱하여 추정된 간섭신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 복조 장치.
  4. 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위한 이동통신 단말기의 복조 방법에 있어서,
    이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하는 제 1 단계;
    상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 각 기지국별로 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하여 추정된 간섭신호를 발생시키는 제 2 단계; 및
    상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호와 상기 추정된 간섭신호를 연산하여간섭신호를 제거하는 제 3 단계
    를 포함하는 이동통신 단말기 복조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    이동통신 단말기가 위치한 셀에서 수신된 파일럿 신호와 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호를 탐색하여 각 기지국의 의사잡음(Pseudo Noise) 오프셋의 위치를 각 기지국별로 탐색하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 복조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    각 기지국 신호에 대해서 채널추정을 수행하여 무선채널 특성를 알아내고, 동기추적을 수행하여 각 기지국의 파일럿 PN 신호에 동기가 맞추어진 파일럿 PN 신호를 발생시키고, 상기 무선채널 특성와 파일럿 PN 신호를 곱하여 추정된 간섭신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 복조 방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    실질적으로, 상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호에서 상기 추정된 간섭신호를 감산하여 간섭신호 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 복조 방법.
  8. 인접 기지국 파일럿 신호 제거를 위해, 프로세서를 구비한 이동통신 단말기의 복조 장치에,
    이동통신 단말기가 위치한 지역의 주변 기지국들로부터 수신된 신호를 탐색하는 제 1 기능;
    상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호 대하여 각 기지국별로 채널추정과 동기추적을 수행하여 간섭신호를 추정하여 추정된 간섭신호를 발생시키는 제 2 기능; 및
    상기 주변 기지국들로부터 수신된 신호와 상기 추정된 간섭신호를 연산하여 간섭신호를 제거하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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