KR100722417B1

KR100722417B1 - 주파수 공용형 송신기

Info

Publication number: KR100722417B1
Application number: KR1020050082239A
Authority: KR
Inventors: 테쯔시 에비이; 후이 시; 타카히로 아사이; 히토시 요시노
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-05-29
Also published as: JP4440739B2; EP1633053A1; CN100574133C; EP1633053B1; JP2006074672A; KR20060051025A; US20060050811A1; CN1747351A; US7937041B2

Abstract

본 발명은 동일 주파수 영역을 이용하는 복수의 시스템 송신기 및 수신기가 존재하는 네트워크 환경하에서 복수 시스템 사이의 간섭을 유효하게 제거하여, 주파수 이용 효율을 대폭적으로 높이는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 송신기는 동일 주파수 대역을 이용하는 복수의 시스템의 송신기 및 수신기가 존재하는 네트워크 환경하에서 사용되는 주파수 공용형 송신기로서, 주변에 존재하는 송신기를 탐색하는 기능 및 탐색된 주변 송신기와 교신하여 정보 교환을 행하는 기능을 갖는 주변 송신기 교신 수단과, 상기 정보 교환에 의해 얻어진 정보를 기초로 간섭 제거 기술을 적용하여 송신 신호를 생성하는 신호 생성 수단을 구비한다.

송신기, 수신기, 네트워크, 동일 주파수 대역, 간섭 제거

Description

주파수 공용형 송신기{SHARED FREQUENCY TRANSMITTER}

도 1은 복수의 시스템에 의한 주파수 공용 형태의 예를 보여주는 도면.

도 2는 종래의 복수의 시스템 혼재하의 송신기 및 수신기의 구성도.

도 3은 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 현황을 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 복수의 시스템 혼재하의 송신기 및 수신기의 구성도.

도 5는 송신기 내의 주변 송신기 교신부의 구성예를 보여주는 도면.

도 6은 시스템 사이의 교환 정보와 간섭 제거를 위하여 사용되는 송수신 기술의 예를 보여주는 도면.

도 7은 제1 실시 형태에 의한 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 상황을 보여주는 도면.

도 8은 전송로 정보의 취득에 의해 간섭 제거를 행하는 경우의 설명을 위하여 간략화한 구성도.

도 9는 전송로 정보의 취득에 의해 간섭 제거를 행하는 경우의 주변 송시기 교신부의 구성예를 보여주는 도면.

도 10은 전송로 정보의 취득에 의해 간섭 제거를 행하는 경우의 처리를 보여주는 흐름도.

도 11은 본 발명의 제2 실시 형태를 보여주는 구성도.

도 12는 본 발명의 제3 실시 형태를 보여주는 구성도.

도 13은 본 발명의 제4 실시 형태를 보여주는 구성도.

도 14는 본 발명의 제5 실시 형태를 보여주는 구성도.

도 15는 제5 실시 형태에 의한 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 상황을 보여주는 도면.

도 16은 본 발명의 제6 실시 형태를 보여주는 구성도.

도 17은 제6 실시 형태에 의한 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 상황을 보여주는 도면.

도 18은 주파수 이용 효율의 예를 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1~4, N: 시스템 NW: 네트워크

110~N10: 송신기 111~N11: 주변 송신기 교신부

112~N12: 신호 생성부 113~N13: 안테나

120~N20: 수신기 121~N1: 안테나

122~N22: 신호 복호부 11: 주변 송신기 탐색부

11a: 탐색 신호 송신부 11b: 확인 신호 수신부

12: 정보 교환부 12a: 파일럿 신호 송신부

12b: 파일럿 신호 수신부 12c: 전송로 정보 송신부

12d: 전송로 정보 수신부 13: 교환 정보 제공부

13a: 파일럿 신호 유지부 13b: 전송로 정보 추정부

14: 신호 생성 정보 제공부 14a: 송신 필터 계산부

R: 루터 D: 데이터 집약 장치

본 발명은 복수의 무선 통신 시스템이 혼재하는 네트워크 환경하에서 사용되는 주파수 공용형 송신기에 관한 것이다.

근년의 무선 통신 수요의 폭발적인 증대에 수반하여, 무선 통신 형태는 다양화하고, 무선 통신 사업자의 수도 증대하고 있다. 또한, 무선 통신 시스템의 광대역화도 동시에 진행되고, 무선 통신에 이용 가능한 주파수 대역은 고갈하고 있다.

이러한 경향에 입각하여, 근년에는 동일 주파수 대역을 복수의 시스템에서 공용하도록 하는 방책이 이용되고 있다. 그 일례로서, ISM(Industrial Scientific Medical) 밴드라 불리는 주파수 대역이 있다. 이 주파수 대역은 무선 면허가 불필요하여, 무선 LAN(Local Area Network) 등의 많은 무선 통신 사업자가 이 대역을 이용하여 통신 서비스를 제공하고 있다. 이러한 시스템 사이의 주파수 공용은 이후에도 증대할 가능성이 있다.

도 1은 복수의 시스템에 의한 주파수 공용 형태의 예를 보여주는 도면이다. 도 1에서, 예 1은 전술한 복수의 시스템을 동일 무선 인터페이스 "IEEE. 11a"를 이용하는 다른 무선 LAN 사업자 "프로바이더 A"와 "프로바이더 B"로 정의한 것이다. 예 2도 마찬가지로 복수의 시스템을 함께 동일 무선 인터페이스로 하여, "W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)"를 이용하는 두 사업자 "오퍼레이터 A"와 "오퍼레이터 B"로 정의한 것이다. 예 3은 복수의 시스템을 동일 사업자 "오퍼레이터 A" 사이의 다른 무선 인터베이스 "W-CDMA", "PHS(Personal Handyphone System)"로 정의한 것이다. 예 4는 무선 인터페이스도 "W-CDMA", "LEEE. 11a"와 다르고, 사업자도 "오퍼레이터 A", "오퍼레이터 B"라고 하는 다른 것을 복수의 시스템으로 정의한 것이다. 이와 같이, 복수의 시스템으로 여러 가지의 것을 고려할 수 있다.

그런데, 복수의 시스템이 주파수를 공용할 때 문제가 되는 것은 시스템 사이의 간섭이다. 각 시스템에서 일정 통신 품질을 확보하기 위해서는 간섭을 회피하는 기술(간섭 제거 기술)이 필요해진다.

여기에서, 일례로서 기존의 무선 LAN 시스템에 이용되는 간섭 회피 기술에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다.

도 2는 종래의 복수의 시스템 혼재하의 송신기 및 수신기의 구성도로서, 시스템(1, 2~N)은 각각 다른 무선 LAN 사업자가 제공하는 무선 통신 시스템을 보여주고 있는데, 각각 신호 생성부(102), 시간 슬롯 할당부(103) 및 안테나(104)를 포함하는 송신기(101)와, 이 송신기(101)와 대향하는, 안테나(106) 및 신호 복호부(107)를 포함하는 수신기(102)를 구비하고 있다. 또한, 각 시스템(1, 2~N)의 송신기(101)는 인터넷 등의 유선계 네트워크(NW)에 접속되어 있다.

이들 시스템(1, 2~N)은 동일 주파수 대역을 이용하고 있으나, 이하의 방법으 로 시스템 사이의 간섭을 회피하고 있다. 즉, 송신을 시작하기 전에 각 송신기(101)는 CSMA-CA(Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance) 등의 프로토콜을 이용하여 다른 시스템의 송신기(101)가 송신을 행하고 있지 않은지를 탐지한다. 혹시 다른 송신기(101)가 송신을 행하고 있지 않으면, 그 송신기(101)에 대응하는 수신기(105)에 데이터를 송신한다. 이와 같이 하는 것으로, 시스템 사이에서 통신 시간 분할이 가능해지고, 시스템 사이의 간섭을 회피할 수 있다.

전술한 종래 기술은 CSMA-CA 등의 프로토콜을 이용하는 것으로 시스템 사이의 간섭을 회피하도록 하고 있으나, 시스템 사이에서 시간 분할을 행하고 있기 때문에 그 주파수 대역에 단일의 시스템밖에 존재하지 않는 경우에 비하여 각 시스템 주변의 주파수 이용 효율이 1/N으로 감소한다고 하는 문제가 있다. 도 3은 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 상황을 보여주는 도면인데, 동일한 시간에는 하나의 시스템밖에 주파수 대역을 이용할 수 없다.

따라서, 금후의 다른 무선 통신 사업자수(=시스템 수 N)의 증대를 고려하면, 이 주파수 이용 효율의 저하를 개선하는 기술의 제공이 필요해진다.

본 발명은 이상의 점을 감안하여 제안된 것으로, 그 목적으로 하는 것은 동일 주파수 대역을 이용하는 복수의 시스템의 송신기 및 수신기가 존재하는 네트워크 환경하에서 복수 시스템 사이의 간섭을 유효하게 제거하고, 주파수 이용 효율을 대폭적으로 높일 수 있는 주파수 공용형 송신기를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 청구항 1에 기재된 바와 같이, 동일 주파수 대역을 이용하는 복수 시스템의 송신기 및 수신기가 존재하는 네트워크 환경하에서 사용되는 주파수 공용형 송신기로서, 주변에 존재하는 송신기를 탐색하는 기능 및 탐색된 주변 송신기와 교신하여 정보 교환을 행하는 기능을 갖는 주변 송신기 교신 수단과, 상기 정보 교환에 의해 얻어진 정보를 기초로 간섭 제거 기술을 적용하여 송신 신호를 생성하는 신호 생성 수단을 구비하도록 하고 있다.

또한, 청구항 2에 기재되는 바와 같이, 상기 주변 송신기 교신 수단은 무선 통신 매체에 의해 주변 송신기와 교신을 행하게 할 수 있다.

또한, 청구항 3에 기재되는 바와 같이, 상기 주변 송신기 교신 수단은 유선 통신 매체에 의해 주변 송신기와 교신을 행하게 할 수 있다.

또한, 청구항 4에 기재되는 바와 같이, 상기 주변 송신기 교신 수단은 네트워크상에 설치된 데이터 집약 장치를 이용하여 주변 송신기와 집약적으로 교신을 행하게 할 수 있다.

또한, 청구항 5에 기재되는 바와 같이, 상기 주변 송신기 교신 수단은 복수의 시스템 중 일 군의 송신기와만 교신을 행하게 할 수 있다.

또한, 청구항 6에 기재되는 바와 같이, 상기 정보 교환 대상으로서, 정보 비트 열, 전송로 정보, 파일럿 신호, 동기 정보, 신호 생성 방법 정보, 신호 생성에 필요한 파라미터 중 적어도 하나를 포함하게 할 수 있다.

또한, 청구항 7에 기재되는 바와 같이, 상기 정보 교환 대상으로서, 무선 변조 방식 정보, 무선 대역폭 정보, 중심 주파수 정보 중 적어도 하나를 포함하게 할 수 있다.

또한, 청구항 8에 기재되는 바와 같이, 상기 송신 신호의 생성에 필요한 파라미터를 네트워크상의 하나 이상의 송신기로 계산하게 할 수 있다.

또한, 청구항 9에 기재되는 바와 같이, 상기 송신 신호의 생성에 필요한 파라미터를 네트워크상에 존재하는 데이터 집약 장치로 계산하도록 할 수 있다.

또한, 청구항 10에 기재되는 바와 같이, 상기 정보 교환 대상으로 각 시스템의 파일럿 신호를 포함하는 수단과, 그 파일럿 신호를 기초로 자기의 송신기를 일단으로 하는 직접 전송로 정보를 추정하는 수단과, 다른 시스템으로부터 자기의 송신기를 일단에 포함하지 않는 간접 전송로 정보를 취득하는 수단을 구비하고, 상기 직접 전송로 정보 및 간접 전송로 정보로부터 간섭 제거 기술을 적용하여 송신 신호를 생성하게 할 수 있다.

본 발명의 주변 주파수 공용형 송신기에 있어서는, 복수의 시스템의 송신기 사이에서 정보 교환을 행하고, 취득한 정보를 기초로 송신측에서 여러 가지 간섭 제거 기술의 이용을 가능하게 하고 있으므로, 주파수 이용 효율을 대폭적으로 높일 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 복수의 시스템 혼재하의 송신기 및 수신기의 구성도이다. 도 4에서, 시스템(1, 2~N)은 각각 다른 통신 사업자가 제공하는 무선 통신 시스템을 나타내고 있으며, 동일 주파수 대역을 이용하고 있다. 각 시스템(1, 2~N)에는, 인터넷 등의 유선계의 네트워크(NW)에 접속된 송신기(110, 210~N10)와, 이것과 대향하는 수신기(120, 220~N20)가 마련되어 있다. 송신기(110, 210~10N)에는, 주변에 존재하는 송신기를 탐색하는 기능 및 탐색된 주변 송신기와 교신하여 정보 교환을 행하는 기능을 갖는 주변 송신기 교신부(111, 211~N11)와, 그 정보 교환에 의해서 얻어진 정보를 기초로 간섭 제거 기술을 적용하여 송신 신호를 생성하는 신호 생성부(112, 212~N12)와, 안테나(113, 213~N13)가 마련되어 있다. 수신기(120, 220~N20)에는, 안테나(121, 221~N21)와, 수신 신호를 복호(복조)하는 신호 복호부(122, 222~N22)가 마련되어 있다. 또한, 각 시스템(1, 2~N)에는 수신기(120, 220~N20)측으로부터 송신기(110, 210~N10)측에 신호를 송신하는 기능도 마련되어 있다.

도 5는 송신기(110, 210~N10) 내의 주변 송신기 교신부(111, 211~N11)의 구성예를 보여주는 도면으로, 주변에 존재하는 다른 시스템의 송신기를 탐색하는 주변 송신기 탐색부(11)와, 이 주변 송신기 탐색부(11)에 의해서 탐색된 다른 시스템의 송신기와 정보 교환을 행하는 정보 교환부(12)와, 정보 교환하는 자기측의 교환 정보를 유지 또는 필요에 따라 생성하여 정보 교환부(12)에 제공하는 교환 정보 제공부(13)와, 정보 교환부(12)에 의해 다른 시스템으로부터 취득한 교환 정보 및 필요에 따라서 자기측의 교환 정보를 기초로 신호 생성에 즈음하여 간섭 제거를 행하기 위하여 필요한 정보를 신호 생성부(112, 212~N12)(도 4)에 제공하는 신호 생성 정보 제공부(14)를 구비하고 있다. 또한, 교환 정보 제공부(13) 및 신호 생성 정보 제공부(14)는 주변 송신기 교신부(111, 211~N11) 이외의 부분에 마련되어도 된다.

도 6은 시스템 사이의 교환 정보와 간섭 배제를 위하여 이용되는 송수신 기술의 예를 보여주고 있다. 도 1의 예 1 및 예 2와 같이 동일한 무선 인터페이스를 구비하는 시스템 사이의 경우는, 도 6의 예 1에 나타낸 바와 같이 공유하는 교환 정보로는 송신기로부터 수신기로 송신하는 정보 비트 열(정보 부호), 각 송신기·수신기 사이의 전송로 정보, 기준으로 되는 파일럿 신호, 동기 정보, 신호 생성 방법 정보(공통 파일럿 신호 생성 방법 등의 송신측에서의 신호 생성 방법을 나타내는 정보), 신호 생성에 필요한 파라미터 등이 고려된다. 이 경우, 송신측에서 신호 생성에 이용하는 기술로는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 프리코딩에 이용되는, 예를 들면 송신 ZF(Zero Forcing), TH(Tomlinson-Harashima) 프리코딩 등이 고려되고, 수신측에서 복조에 이용하는 기술로는, 특히 아무것도 하지 않는 경우의 다른, 동기 검파나 다른 간섭 배제 기술이 고려된다. 또한, 전송로 정보는 상향/하향 통신을 시간으로 분할하는 TDD(Time Division Duplex)의 경우는 각 송신기가 송신기에 파일럿 신호를 송신하는 것으로 송신기측에서 입수 가능하고, 상향/하향의 주파수로 분할하는 FDD(Frequency Division Duplex)의 경우는 수신기로부터 송신기에 대하여 전송로 정보를 피드백시키는 것으로 입수 가능하다. 또, 도 1의 예 3 및 예 4와 같이 다른 무선 인터페이스를 이용하는 복수의 시스템의 경우에는, 공유하는 교환 정보로서 무선 변조 방식의 정보, 무선 대역폭 정보, 중심 주파수 정보 등을 추가하는 것이 고려된다.

한편, 전술한 정보를 제공할 수 없는 경우에는, 도 6의 예 2에 나타낸 바와 같이, 교환 정보를 파일럿 신호만으로 하고, 송신측에는 그것을 위한 공통 파일럿 을 삽입하는 기술을 이용하며, 수신측에서는 다른 시스템 채널을 이용한 간섭 제거 기술로서, 예를 들면 ML(Maximum Likelihood), MMSE(Minimum Mean Squared Error)를 이용하는 것이 고려된다.

도 4 및 도 5에 도시된 제1 실시 형태의 동작은 다음과 같이 행해진다. 즉, 각 시스템(1, 2~N)의 송신기(110, 210~N10)는 주변 송신기 교신부(111, 211~N11)의 주변 송신기 탐색부(11)에 의해 주변의 다른 시스템의 송신기를 탐색하고, 탐색된 다른 시스템의 송신기와 정보 교환부(12)에 의해 정보 교환을 행한다. 이 경우, 자신측으로부터 제공하는 정보는 교환 정보 제공부(13)로부터 제공을 받는다. 그리고, 취득한 정보를 기초로, 신호 생성 정보 제공부(14)에 의해 필요에 따라서 정보의 가공을 행하고, 신호 생성부(112, 212~N12)에서 주로 송신로 정보를 기초로 간섭 제거 기술을 적용한 송신 신호의 생성을 행하며, 안테나(113, 213~N13)로부터 신호를 송신한다.

각 시스템(1, 2~N)의 송신기(120, 220~N20)는 안테나(121, 221~21)를 거쳐 신호를 수신하면, 신호 복호부(122, 222~N22)에 의해 신호를 복호한다. 이 경우, 송신측에서 복수의 시스템 사이의 교환 정보를 기초로 간섭 제거 기술이 적용되고 있기 때문에 자기 시스템의 대응하는 송신기로부터 자기쪽으로 송신된 신호만을 분리하여 수신하는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명에서는 복수의 시스템 사이에서 정보 교환을 행하고, 취득한 정보를 기초로 송신측에서 여러 가지의 간섭 제거 기술의 이용이 가능하게 되기 때문에, 전술한 종래 기술(도 1)의 경우에 비하여 현격히 주파수 이용 효율을 개선할 수 있다. 도 7은 제 실시 형태에 의한 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 상황을 나타내는 도면인데, 복수의 시스템이 시간 분할 없이 동시에 통신하는 것이 가능해지고, 주파수 이용 효율을 대폭적으로 개선하는 것이 가능해진다.

도 18은 4 시스템 공용시의 시스템 주위의 주파수 이용 효율의 예를 나타내는 도면으로, 각 시스템은 동일하게 1송신 1수신 안테나로 하고, 송신 전력은 일정하게 하고 있다. 횡축(PNR)은 송신 전력대 잡음 전력비(dB)이고, 종축은 주파수 이용 효율 용량(bps/Hz/System)이다.

곡선 a는 본 발명을 적용한 경우의 주파수 이용 효율이고, 각 시스템의 송신기가 전송로 정보와 정보 부호를 교환하며, TH 프리코딩을 이용하여 송신 신호를 생성한 경우의 예이다. 비교를 위하여, 각 시스템이 시간 분할로 송신을 행한 경우의 주파수 이용 효율을 곡선 b로 나타내고 있다. 도면으로부터, 각 시스템의 송신기 사이에서 정보를 교환하고, 송신측에서 간섭 제거 처리를 행하는 것으로, 주파수 이용 효율을 증대시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.

다음, 간섭 제거 기술로서 전술한 송신 FZ을 이용한 예에 대해서 설명한다.

도 8은 전송로 정보의 취득에 의해 간섭 제거를 행하는 경우를 설명하기 위하여 간략화한 구성도로서, 시스템(1) 및 시스템(2)만을 보여주고 있다. 또한, 시스템 수가 N인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다고 하는 것은 말할 나위도 없다.

도 8에서, 시스템(1) 및 시스템(2)의 구성은 도 4에 도시한 것과 동일하지만, 전송로의 상태를 나타내는 전송로 값으로, 시스템(1)의 송신기(110)와 수신기(120) 사이를 h11, 시스템(1)의 송신기(110)와 시스템(2)의 수신기(220) 사이를 h12, 시스템(2)의 송신기(210)와 시스템(1)의 수신기(120) 사이를 h21, 시스템(2)의 송신기(210)와 수신기(220)의 사이를 h22로 하고 있다. 또한, 이들 전송로 값(h11, h12, 121, h22)은 복소수이다.

도 9는 전송로 정보의 취득에 의해 간섭 제거를 행하는 경우의 주변 송신기 교신부(111, 211)의 구성예를 보여주는 도면이다. 즉, 주변 송신기 탐색부(11)에는, 주변의 송신기에 대하여 탐색 신호를 송신하는 탐색 신호 송신부(11a)와, 주변의 송신기로부터 탐색 신호에의 응답인 확인 신호를 수신하는 확인 신호 수신부(11b)가 마련되어 있다. 정보 교환부(12)에는, 주변의 송신기에 대하여 파일럿 신호를 교호나 정보로서 송신하는 파일럿 신호 송신부(12a)와, 주변의 송신기로부터 파일럿 신호를 수신하는 파일럿 신호 수신부(12b)와, 주변의 송신기에 대하여 전송로 정보를 송신하는 전송 정보 송신부(12c)와, 주변의 송신기로부터 전송 정보를 수신하는 전송로 정보 수신부(12d)가 마련되어 있다.

교환 정보 제공부(13)에는, 정보 교환부(12)의 파일럿 신호 송신부(12a)에 대하여 파일럿 신호를 제공하는 파일럿 신호 유지부(13a)와, 정보 교환부(12)의 파일럿 신호 수신부(12b)의 수신한 파일럿 신호를 기초로 전송로 정보를 추정하고, 정보 교환부(12)의 전송 정보 송신부(12c)에 교환 정보로서 제공하는 전송로 정보 추정부(13b)가 마련되어 있다. 신호 생성 정보 제공부(14)에는, 정보 교환부(12)의 전송로 정보 수신부(12d)의 수신한 자기(自己)를 일단으로 포함하지 않는 전송로 정보(간접 전송로 정보) 및 교환 정보 제공부(13)에서 추정한 자기를 일단으로 한 전송로(직접 전송로 정보)를 기초로 간섭 제거를 위한 송신 필터의 필터탭을 계 산하는 송신 필터 계산부(14a)가 마련되어 있다.

도 10은 전송로 정보의 취득에 의해 간섭 제거를 행하는 경우의 처리를 나타내는 흐름도로서, 이하 이 흐름도에 따라 동작을 설명한다.

도 10에서, 우선 탐색 신호에 의해 송신기 사이의 통신을 확립한다(단계 ST1~ST2).

그 후, 파일럿 신호를 송신기 사이에서 교환하고(단계 ST5~ST8), 전송로 값을 추정한다(단계 ST9, ST10). 즉, 시스템(1)에서는 자신의 시스템의 파일럿 신호로부터 전송로 값(h11)을 추정함과 함께, 시스템(2)의 파일럿 신호로부터 전송로 값(h12)을 추정하며, 시스템(2)에서는 시스템(1)의 파일럿 신호로부터 전송로 값(h21)을 추정함과 함께, 자기의 시스템의 파일럿 신호로부터 전송로 값(h22)을 추정한다. 그 후, 시스템(2)으로부터 시스템(1)에 대하여 추정한 전송로 값을 정보로서 송신하고(단계 ST11), 시스템(1)에서 이것을 수신한다(단계 ST12).

그리고, 시스템(1)에서는 시스템(2)으로부터 수신한 전송로 값(간접 전송로 정보)과 시스템(1) 자신이 추정한 전송로 값(직접 전송로 정보)을 이용하여, ZF 필터탭(w11~w22)을 다음의 수학식 1을 이용하여 산출한다(단계 ST13).

여기에서, 전송로 행열 H는 전술한 전송로 값(h11, h12, h21, h22)을 이용하여 다음 수학식 2와 같이 정의하는 것으로 한다.

그리고, 산출한 ZF 필터탭 중 시스템(2)에서 이용하는 부분인 w21, w22를 시스템(2)으로 송신하고(단계 ST14), 시스템(2)에서는 이것을 수신한다(단계 ST15).

그 후, 시스템(1)과 시스템(2) 사이에서 송신하는 정보 부호(s1, s2)의 교환을 행한다(단계 ST16~ST19).

그리고, 각 시스템(1, 2)은 정보 부호(s1, s2)를 각자의 ZF 필터탭에서 중첩하여 가산을 행하여 송신 신호를 생성하여 송신한다(단계 ST20, ST21).

여기에서, 시스템(1)_의 송신 신호를 x1, 시스템(2)의 송신 신호를 x2로 하면, x1, x2는 다음 수학식 3으로 표현될 수 있다.

그리고, 각 시스템(1, 2)으로부터 송신된 신호는 각각의 수신기에 의해서 수신된다(단계 ST22, ST 23).

여기에서, 시스템(1)의 수신기에서 수신되는 신호를 r1, 시스템(2)의 수신기에서 수신되는 신호를 r2라 하면, r1, r2는 다음의 수학식 4로 표현될 수 있다. 또한, n1, n2의 항은 안테나에서 증가하는 노이즈이다.

즉, 상기 수학식 4에 나타낸 바와 같이, ZF 필터탭(w11~w22)을 이용하는 것으로 시스템(1)의 수신기에서 수신되는 신호에는 시스템(2)의 정보 부호(s2)는 포함되지 않고, 시스템(2)의 수신기에서 수신되는 신호에는 시스템(1)의 정보 부호(s1)는 포함되지 않게 되고, 송신측에서의 처리에 의해, 송신측에서의 간섭을 제거할 수 있다.

또한, 상기의 설명에서는 송신 필터의 계산을 시스템(1)측에서 행하고 있지만, 시스템(2)측에서 행해도 된다. 또한, 송신 필터의 계산을 시스템(1)과 시스템(2)에서 분담하여 행해도 된다. 또한, 송신측에서의 간섭 제거 기술로는 전술한 ZF로 한정되지 않고, 전술한 TH 프리코딩 등에 의해서 행해도 좋다.

다음, 도 11은 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내는 구성도로서, 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)에서의 주변 송신기(111, 211, …)의 교신 기능으로서 부루투스 송신 등의 무선 통신을 이용하도록 한 것이다. 또한, 송신기측의 구 성은 생략하고 있으나, 다른 부분의 구성은 도 4에 도시한 것과 동일하다.

이 제2 실시 형태는 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)이 상호 근거리에 설치되어 있는 경우에 유효하다. 또한, 부루투스 송신 이외에 적외선 통신을 사용할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제3 실시 형태를 나타내는 구성도로서, 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)에 있어서의 주변 송신기 교신부(111, 211, …)의 교신 기능으로서 루트(R)를 개재시킨 유선 통신을 이용하도록 한 것이다. 또한, 수신기측의 구성은 생략하고 있으나, 다른 부분의 구성은 도 4에 도시된 것과 동일하다.

이 제3 실시 형태에서는, 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)가 유선 통신의 패킷 통신으로 교신하게 되고, 상호 근거리에 배치되어 있지 않은 경우에도 적용 가능하다.

도 13은 본 발명의 제4 실시 형태를 보여주는 구성도로서, 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)와, 네트워크(NW)와의 사이에 데이터 집약 장치(D)에 의해 주변 송신기 교신부(111, 211, …)의 교신 기능을 유선 통신으로 행하도록 한 것이다. 또한, 수신기측의 구성은 생략하고 있으나, 다른 부분의 구성은 도 4에 도시한 것과 동일하다.

이 제4 실시 형태에서는, 데이터 집약 장치(D)에 있어서 각 시스템(1, 2, …)이 갖는 정보를 집약하고, 시스템 사이에서 공유하는 것으로 데이터의 교신이 가능해진다. 이 경우의 시스템 사이의 교신은 데이터 집약 장치(D)를 매개로 하여 행하며, 각 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)는 파일럿 신호, 추정한 전송 로 정보, 정보 부호 등을 데이터 집약 장치(D)로 송신하고, 데이터 집약 장치(D)에 있어서 ZF 필터 등의 계산을 행하며, 계산 결과를 각 시스템(1, 2, …)의 송신기(110, 210, …)로 송신한다. 이와 같이 하는 것으로 각 시스템(1, 2, …)에 부가되는 처리량을 경감할 수 있다.

다음, 도 14는 본 발명의 제5 실시 형태를 보여주는 도면으로서, 복수의 시스템을 2개의 군으로 나누어, 각 군 중에는 본 발명의 정보 교환에 의한 간섭 제거를 행하고, 각 군끼리 사이에는 종래와 마찬가지로 시간 분할을 이용하여 통신을 행하도록 한 것이다. 즉, 여기에서는 4개의 시스템에 대해서 나타내고 있으나, 시스템(1)의 송신기(110)의 주변 송신기 교신부(111)와 시스템(2)의 송신기(210)의 주변 송신기 교신부(211)와의 사이에서 교신을 행하는 것으로 시스템(1)과 시스템(2)과의 사이의 간섭을 회피하며, 마찬가지로 시스템(3)의 송신기(310)의 주변 송신기 교신부(311)와 시스템(4)의 송신기(410)의 주변 송신기 교신부(411)와의 사이에서 교신을 행하도록 하는 것으로 시스템(3)과 시스템(4) 사이의 간섭을 회피하고 있다. 그리고, 시스템(1, 2)의 군과, 시스템(3, 4)의 군과의 사이에서는 시스템(1, 2)의 송신기(110, 210)의 시간 슬롯 할당부(114, 214)와, 시스템(3, 4)의 송신기(310, 410)의 시간 슬롯 할당부(314, 414)에 의해 CSMA-CA 등의 프로토콜을 이용하여 시간 분할로 송신을 행한다. 또한, 송신기측의 구성은 생략하고 있으나, 다른 부분의 구성은 도 4에 도시한 것과 동일하다.

도 15는 제5 실시 형태에 따른 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 상황을 보여주는 도면으로서, 시스템(1, 2)의 군과 시스템(3, 4)의 군은 시간 분할로 송신을 행하지만 각 군 내에서는 2개의 시스템이 동시에 간섭하는 것 없이 주파수 대역을 이용할 수 있다.

도 16은 본 발명의 제6 실시 형태를 보여주는 구성도로서, 각 시스템(1~4)의 송신기(110~410)가 2개의 안테나(113a, 113b, …)를 구비하는 경우에 적용한 것이다. 이와 같이, 각 시스템이 복수의 안테나를 이용하는 경우에도, 시스템 사이의 협조에 의해서 송신 ZF 등의 간섭 제거 기술을 이용할 수 있고, 더욱 통신 용량을 증대시키는 것을 도모할 수 있다. 또한, 다른 부분의 구성은 도 14에 도시된 것과 동일하다. 도 17은 제6 실시 형태에 따른 시간축에 대한 각 시스템의 주파수 이용 현황을 보여주는 도면이다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 의해 본 발명을 설명하였다. 여기에서, 특정 구체예를 도시하여 본 발명을 설명하였으나, 특허 청구 범위에 정의된 본 발명의 범위의 광범위한 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고 이들 구체예에 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것은 명백하다. 즉, 구체예의 세부 사항 및 첨부 도면에 의해서 본 발명이 한정되는 것으로는 해석되지 말아야 한다.

본 발명은 복수의 무선 통신 시스템이 혼재하는 네트워크 환경하에서 사용되는 주파수 공용형 송신기를 제공한다.

Claims

동일 주파수 대역을 이용하는 복수 시스템의 송신기들 및 수신기들이 혼재하는 네트워크 환경하에서 사용되는 주파수 공용형 송신기로서,

주변에 존재하는 송신기들을 탐색하고 탐색된 주변 송신기들과 정보를 교환하도록 구성된 통신 유닛과,

상기 정보의 교환에 의해 얻어진 정보를 기초로 각 시스템의 송신신호가 시간적으로 동시에 송신된 경우에도 각 시스템의 간섭을 제거할 수 있도록 간섭 제거 기술이 적용된 송신 신호를 생성하는 신호 생성 유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 통신 유닛은 무선 통신 매체에 의해 주변 송신기들과 정보를 교환하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 통신 유닛은 유선 통신 매체에 의해 주변 송신기들과 정보를 교환하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 통신 유닛은 네트워크상에 설치된 데이터 집약장치로서, 각 시스템이 갖는 정보가 집약된 데이터 집약장치를 이용하여 집약적으로(centrally) 주변 송신기들과 교신을 수행하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 각 송신기들은 시스템에 의해 복수의 그룹으로 나눠지고 상기 통신 유닛은 송신기들의 복수의 그룹들 중 전송기들의 특정 그룹과 정보를 교환하는, 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 교환되는 정보는 정보 비트 열, 전송로 정보, 파일럿 신호, 동기 정보, 신호들의 생성 방법의 정보, 송신 신호 생성에 필요한 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 교환되는 정보는 변조 방식 정보, 무선 대역폭 정보, 중심 주파수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 송신 신호의 생성에 필요한 파라미터를 네트워크상의 하나 이상의 송신기로 계산하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서, 상기 송신 신호의 생성에 필요한 파라미터를 네트워크상에 존재하며, 각 시스템이 갖는 정보가 집약된 데이터 집약 장치로 계산하는 주파수 공용형 송신기.
제1항에 있어서,

상기 교환되는 정보로 각 시스템들의 파일럿 신호들을 포함하는 수단과,

그 파일럿 신호들을 기초로 자기의 송신기를 일단으로 하는 전송로에 관한 직접 전송로 정보를 추정하는 수단과,

다른 시스템들로부터 자기의 송신기를 일단에 포함하지 않는 전송로에 관한 간접 전송로 정보를 취득하는 수단을 구비하고,

상기 직접 전송로 정보 및 간접 전송로 정보에 기초하여 간섭 제거 기술을 적용하여 상기 송신 신호를 생성하는 주파수 공용형 송신기.