KR100810360B1 - Apparatus and method minimizing inter-signal interference in a wireless communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 간 간섭 최소화에 관한 것으로, 기지국은 전체 단말기들 각각의 편광 위상을 측정하고, 각 단말기들의 신호 간 간섭을 최소화하는 적어도 하나의 단말기를 포함하는 단말기 그룹을 결정한 후, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 한 개인 경우에는 상기 단말기의 편광 위상을 사용하여 상기 단말기와 통신하고, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 적어도 두 개인 경우에는 상기 단말기 그룹에 포함된 각 단말기들 간 편광 위상이 상호 직교하도록 편광 위상을 보상하고, 보상된 편광 위상을 사용하여 상기 단말기들과 통신한다.The present invention relates to minimizing inter-signal interference in a wireless communication system. The base station measures a polarization phase of each of all terminals and determines a terminal group including at least one terminal for minimizing the inter-signal interference of each terminal. When there is only one terminal included in the terminal group, the terminal communicates with the terminal using the polarization phase of the terminal. When at least two terminals are included in the terminal group, polarization between the terminals included in the terminal group Compensating the polarization phase so that the phases are orthogonal to each other and communicating with the terminals using the compensated polarization phase.
간섭, 편광, 편광 위상, 위상 측정, 단말기 그룹 Interference, polarization, polarization phase, phase measurement, terminal group
Description
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템에서 전기파의 전파를 도시한 도면,1 is a view showing the propagation of electric waves in a general wireless communication system,
도 2는 일반적인 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 신호 송수신을 개략적으로 도시한 도면,2 is a diagram schematically illustrating signal transmission and reception using polarization in a general wireless communication system;
도 3은 일반적인 무선 통신 시스템에서 편광을 이용하는 경우 각 단말기의 편광 위상을 개략적으로 도시한 도면,3 is a diagram schematically illustrating a polarization phase of each terminal when using polarization in a general wireless communication system;
도 4는 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 기지국의 수신기와 송신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면,4 is a diagram schematically illustrating a structure of a receiver and a transmitter of a base station using polarization in a wireless communication system;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 편광 위상의 보상을 개략적으로 도시한 도면,5 is a diagram schematically illustrating compensation of a polarization phase in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호 간 간섭을 최소화하는 신호 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면,6 is a view schematically showing the structure of a signal transmission apparatus for minimizing interference between signals in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 간섭을 최소화하기 위한 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 순서도,7 is a flowchart schematically illustrating a signal transmission operation for minimizing signal interference according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 간섭을 최소화하기 위한 신호 송 신 동작을 개략적으로 도시한 순서도,8 is a flowchart schematically showing a signal transmission operation for minimizing signal interference according to another embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신호 간섭을 최소화하기 위한 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 순서도.9 is a flowchart schematically illustrating a signal transmission operation for minimizing signal interference according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 무선 통신 시스템의 신호 전송에 관한 것으로서, 특히 무선 통신 시스템에서 신호 간 간섭(interference) 최소화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to signal transmission in a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for minimizing interference between signals in a wireless communication system.
현재 무선 통신 시스템은 새로운 통신 시스템이 생성되고 새로운 주파수 대역의 할당이 이루어지고 있으며, 기존의 아날로그 무선 방식을 벗어나 소형화, 디지털화에 대응하여 새로운 기술이 구축되고 있다. 이와 같은 무선 통신 시스템은 전파가 공간을 자유로이 전파된다는 특성으로 인해 중요성이 점차 증대되고 있다.Currently, a wireless communication system has been created with a new communication system, a new frequency band is being allocated, and new technologies are being constructed to cope with miniaturization and digitization beyond the existing analog radio system. The importance of such a wireless communication system is increasing due to the property that radio waves propagate freely in space.
상기 무선 통신 시스템은 신호의 전파 경로가 무선이라는 특성으로 인해 다양한 신호 전송 방식이 사용된다. 상기 신호 전송 방식 중에서도 편광(polarization) 특성을 사용하는 신호 전송 방식이 있다. 그리고 상기 편광은 전자기파(electromagnetic)의 전파(propagation)에서 진동하는 전기장의 방향과 크기가 특정한 방향과 연관되어 있는 특성을 의미한다. 그러면 다음으로 상기 편광 특성을 사용하는 무선 통신 시스템을 설명하기로 하며, 우선 전자기파의 전파를 하기의 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.In the wireless communication system, various signal transmission methods are used due to the property that a signal propagation path is wireless. Among the signal transmission methods, there is a signal transmission method using polarization characteristics. The polarization means a characteristic in which the direction and magnitude of an electric field vibrating in propagation of electromagnetic waves are associated with a specific direction. Next, a wireless communication system using the polarization characteristic will be described. First, the propagation of electromagnetic waves will be described with reference to FIG. 1.
상기 도 1은 일반적인 무선 통신 시스템에서 전기파의 전파를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating propagation of an electric wave in a general wireless communication system.
상기 도 1을 참조하면, 전기파는 안테나(antenna)의 편광, 또는 분극에 따라서 공간상에서 위상이 전해지며, 이때 상기 전기파의 전기장(E)이 z축 방향으로 전파하고 있다고 가정하면, 임의의 고정된 위치에서의 x-y 평면상 전기장(E)(101)은, x축 방향의 전기장(Ex)과 y축 방향의 전기장(Ey)을 가지며, 소정의 편광 위상()을 갖는다. 이때, 상기 전기장(E)(101)은 안테나의 편광, 공간상에서의 안테나 위치, 주변 환경에 따른 반사 및 회절 등에 의해 결정된다.Referring to FIG. 1, an electric wave is transmitted in phase according to polarization or polarization of an antenna, and it is assumed that an electric field E of the electric wave propagates in the z-axis direction. The xy-plane
그리고, 수신 안테나가 특정 위상으로 편광된 안테나일 경우, 수신 안테나는 상기 특정 편광 위상을 가지며 편광되어 전해오는 전파를 수신할 때 그 수신 전력이 최대가 된다. 그러므로 편광 현상은 안테나를 이용한 무선 통신 시스템에서 원하는 전파만을 구분하거나 송수신 안테나에서 편광되는 각도를 조정하여 효율을 높이는 방법으로 이용할 수 있다. 또한, 편광 현상은 송신 안테나의 편광 위상(), 주변 물체에 의한 반사, 회절에 따른 위상 지연 현상 등에 의해 순시적으로는 임의의 편광 위상이 전파되지만, 일정 시간 평균된 수신 전력을 확인하면 주파수나 수신기의 속도와는 관계없이 일정하게 편광되어 전파되는 특성을 갖는다. 그러면 여기서 상기한 바와 같은 편광을 이용한 신호 송수신을 하기에 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.In addition, when the receiving antenna is an antenna polarized in a specific phase, the receiving antenna has the specific polarization phase and its reception power is maximized when receiving a radio wave that is polarized and transmitted. Therefore, the polarization phenomenon may be used as a method of increasing efficiency by classifying only a desired radio wave or adjusting an angle polarized by a transmission / reception antenna in a wireless communication system using an antenna. In addition, the polarization phenomenon is the polarization phase ( ), Any polarization phase propagates instantaneously due to reflection by surrounding objects, phase delay due to diffraction, etc., but when the averaged received power is checked for a certain time, it is constantly polarized regardless of frequency or speed of the receiver. Has propagation characteristics. Next, a signal transmission and reception using polarization as described above will be described with reference to FIG. 2.
상기 도 2는 일반적인 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 신호 송수신을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating signal transmission and reception using polarization in a general wireless communication system.
상기 도 2를 참조하면, 상기한 편광을 이용하여 신호를 송신하는 기지국(BS: Base Station)(200)의 안테나들(201, 203)과 신호를 수신하는 단말기(MS: Mobile Station)들(230, 260)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 2,
기지국(200)에 포함된 두개의 편광 안테나들(201, 203)이 도시되어 있으며, 상기 두개의 편광 안테나들(201, 203) 즉, 제 1 편광 안테나(201)와 제 2 편광 안테나(203)는 서로 직교한다. 이에 상술한 편광 특성을 사용하여 상기 기지국(200)과 단말기들(230, 260)은 통신한다. 그리하여 상기 단말기들(230, 260)은 특정 편광 위상을 가지는 안테나들을 사용하여 상기 기지국(200)의 편광 안테나들(201, 203)로부터 전송되는 신호를 수신한다.Two
일예로, 하향링크(downlink)의 경우, 편광 안테나들(201, 203)은 송신 편광 위상을 단말기들(230, 260)의 수신 편광 위상에 맞추어 송신한다. 이와 같은 경우, 상기 단말기들(230, 260)은 최대 수신 전력을 가짐으로서 기지국(200)과 통신이 가능하다.For example, in downlink, the
그리하여 상기 도 2에 나타난 바와 같이 두 사용자 간의 편광차를 수직으로 조정하면 각각의 편광은 직교하는 편광에 영향을 주지 않으므로 동시에 두 명의 사용자에게 서비스를 제공하는 것이 가능하다.Thus, as shown in FIG. 2, if the polarization difference between two users is vertically adjusted, since each polarization does not affect orthogonal polarization, it is possible to provide services to two users at the same time.
이에 상기한 편광 현상을 사용하여 신호를 전송하는 방식은 일 대 일 통신이나 서로 직교하는 수신 편광 위상을 가지는 두 개의 단말기를 사용하는 통신 시스템에서는 효율적이었다. 그러나 상기 통신 시스템에서 두 명 이상의 다중 사용자에 게 통신 서비스를 제공하고자 하는 경우에는 송수신되는 신호들은 상호 간섭으로 작용하게 된다. 이와 같은 단말기에 수신되는 신호 간 간섭을 하기에 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Accordingly, the method of transmitting a signal using the polarization phenomenon was efficient in a one-to-one communication or a communication system using two terminals having a reception polarization phase orthogonal to each other. However, when the communication system intends to provide a communication service to two or more multi-users, signals transmitted and received serve as mutual interference. Interference between signals received by such a terminal will be described with reference to FIG. 3 below.
상기 도 3은 일반적인 무선 통신 시스템에서 편광을 이용하는 경우 각 단말기의 편광 위상을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a polarization phase of each terminal when polarization is used in a general wireless communication system.
상기 도 3을 참조하면, 단말기 1의 편광 위상(301)과 단말기 2의 편광 위상(303)이 도시되어 있다. 이때, 기지국이 상기 단말기 1의 편광 위상(301)으로 신호를 전송하는 경우 편광된 신호 성분의 일부가 단말기 2의 편광 위상(303)에 간섭 성분(305)으로 작용한다.Referring to FIG. 3, the
긴 시간 동안 측정한 평균 편광 위상이라 하더라도, 편광 위상은 각 단말기의 안테나 편광 위상과 환경에 따라 가변적이다. 그러므로 상기한 바와 같이 서로 직교하지 않는 편광 위상을 가지는 두 개 이상의 단말기가 존재하는 경우 상기한 바와 같은 간섭이 발생한다는 문제점이 있었다. 이와 같은 신호 간 간섭은 통신 시스템에 있어서 신호를 복원하는데 장애가 되는 가장 큰 원인 중의 하나로 작용하므로 신호 간 간섭으로 인한 문제를 해결해야 할 필요성이 있었다.Even if the average polarization phase measured for a long time, the polarization phase is variable depending on the antenna polarization phase and environment of each terminal. Therefore, as described above, when two or more terminals having polarization phases that are not orthogonal to each other exist, there is a problem that interference as described above occurs. Since such inter-signal interference acts as one of the biggest obstacles in restoring a signal in a communication system, there is a need to solve the problem due to inter-signal interference.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 신호 간 간섭 최소화 장치 및 방법을 제안함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to propose an apparatus and method for minimizing interference between signals in a wireless communication system.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 신호 간 간섭 최소화 장치 및 방법을 제안함에 있다.Another object of the present invention is to propose an apparatus and method for minimizing interference between signals using polarization in a wireless communication system.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 무선 통신 시스템에서 기지국의 신호 간 간섭 최소화 방법에 있어서, 전체 단말기들 각각의 편광 위상을 측정하는 과정과, 각 단말기들의 신호 간 간섭을 최소화하는 적어도 하나의 단말기를 포함하는 단말기 그룹을 결정하는 과정과, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 한 개인 경우에는 상기 단말기의 편광 위상을 사용하여 상기 단말기와 통신하는 과정과, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 적어도 두 개인 경우에는 상기 단말기 그룹에 포함된 각 단말기들 간 편광 위상이 상호 직교하도록 편광 위상을 보상하고, 보상된 편광 위상을 사용하여 상기 단말기들과 통신하는 과정을 포함한다.The method of the present invention for achieving the above objects is a method for minimizing the interference between signals of a base station in a wireless communication system, the process of measuring the polarization phase of each of the entire terminals, at least one of minimizing the interference between signals of each terminal Determining a terminal group including a terminal of the terminal; if there is one terminal included in the terminal group; communicating with the terminal using a polarization phase of the terminal; and at least one terminal included in the terminal group. In the two cases, the polarization phase is compensated so that polarization phases of the terminals included in the terminal group are orthogonal to each other, and communication with the terminals is performed using the compensated polarization phase.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 무선 통신 시스템에서 신호 간 간섭 최소화 장치에 있어서, 전체 단말기들 각각의 편광 위상을 측정하는 편광 위상 측정기와, 각 단말기들의 신호 간 간섭을 최소화하는 적어도 하나의 단말기를 포함하는 단말기 그룹을 결정하는 결정기와, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 적어도 두 개인 경우에는 상기 단말기 그룹에 포함된 각 단말기들 간 편광 위상이 상호 직교하도록 편광 위상을 보상하는 편광 위상 보상기와, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 한 개인 경우에는 상기 단말기의 편광 위상을 정합하고, 상기 단말기 그룹에 포함된 단말기가 적어도 두 개인 경우에는 상기 보상된 편광 위상을 정합하는 편광 위상 정합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above objects is a device for minimizing the interference between signals in a wireless communication system, a polarization phase measuring device for measuring the polarization phase of each of the entire terminals, and at least one of minimizing the interference between signals of each terminal A determinant for determining a terminal group including a terminal of the polarizer; and a polarization phase compensator for compensating the polarization phase such that polarization phases of the terminals included in the terminal group are orthogonal to each other when at least two terminals are included in the terminal group. And a polarization phase matching unit for matching the polarization phase of the terminal when there is only one terminal included in the terminal group, and matching the compensated polarization phase when there are at least two terminals included in the terminal group. It is characterized by.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호 송수신에 따른 단말기간 간섭을 최소화하여 신호를 송신하는 장치 및 방법을 제안한다. 특히, 본 발명은 각 단말기들의 편광 위상을 측정하고, 상기 미리 결정된 개수의 단말기들을 포함하는 단말기 그룹을 결정한다. 그리고, 상기 결정된 단말기 그룹의 편광 위상을 보상하고, 송신 신호에 상기 보상된 편광 위상 정합을 통해 상기 단말기 그룹과 통신한다. 상기 단말기 그룹은 하나 또는 두개의 단말기를 포함한다.The present invention proposes an apparatus and method for transmitting signals by minimizing interference between terminals according to signal transmission and reception in a wireless communication system. In particular, the present invention measures the polarization phase of each terminal, and determines a terminal group including the predetermined number of terminals. And compensating for the polarization phase of the determined terminal group and communicating with the terminal group through the compensated polarization phase matching to a transmission signal. The terminal group includes one or two terminals.
그리고 본 발명에서는 단말기가 현재 자신의 채널 품질 즉, 신호 대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'이라 칭하기로 한다) 또는 캐리어 대 간섭비(CIR: Carrier to Interference Ratio, 이하 'CIR'이라 칭하기로 한다), 신호 대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다), 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다) 등을 보고하고 상기 기지국은 이를 통해 가장 좋은 채널을 가진 단말기 그룹을 선택하여 채널을 할당한다.In the present invention, the terminal currently has its own channel quality, that is, signal-to-noise ratio (SNR) or carrier-to-interference ratio (CIR). Signal to interference noise ratio (SINR), and carrier to interference noise ratio (CINR). And the base station selects the terminal group having the best channel and allocates the channel.
다음으로 편광을 이용하여 신호를 송수신하는 기지국 수신기와 송신기의 구조를 일예로 하기의 도 4를 참조하여 살펴보기로 한다.Next, a structure of a base station receiver and a transmitter for transmitting and receiving signals using polarization will be described with reference to FIG. 4.
상기 도 4는 무선 통신 시스템에서 편광을 이용한 기지국의 수신기와 송신기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a structure of a receiver and a transmitter of a base station using polarization in a wireless communication system.
상기 도 4를 참조하면, 상기 기지국은 수신기(410)와 송신기(450)를 포함한다. 여기서 상기 수신기(410)는, 서로 직교하는 두 개의 편광 수신 안테나들(411, 413)과, 상기 편광 수신 안테나들(411,413)이 수신한 각각의 전기장들(Ex, Ey)을 측정하는 전기장 측정기들, 즉 Ex 측정기(415)와 Ey 측정기(417), 및 편광 위상 측정기(419)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the base station includes a
상기 두 개의 편광 수신 안테나들(411, 413)은 단말기(401)로부터 수신되는 업링크(uplink)에서 전기장을 측정하며, 즉 x축 방향의 편광 수신 안테나(411)는 x축 방향의 전기장(Ex)을 수신하고, y축 방향의 편광 수신 안테나(413)는 y축 방향의 전기장(Ey)을 수신한다. 상기 수신된 전기장들(Ex, Ey)은 각 전기장 측정기들(415, 417)로 전달되며, 전기장 측정기들(415, 417)은 각각 x방향의 전기장(Ex)과 y방향의 전기장(Ey)을 측정한다. 이렇게 전기장 측정기들(415, 417)이 x방향의 전기장(Ex)과 y방향의 전기장(Ey)을 측정하면, 편광 위상 측정기(419)는 하기 수학식 1을 통해 편광 위상()을 산출함으로써 편광 위상 값을 측정한다.The two
이렇게 수신기(410)가 편광 위상()을 측정하면, 수신기(410)를 포함하는 기지국은 상기 측정한 편광 위상()을 보상하여 단말기(401)로부터 신호를 수신함으로써 수신 SNR을 개선한다.Thus, the
또한, 상기 기지국의 송신기(450)는 서로 직교하는 두 개의 편광 송신 안테나들(451, 453)과 전기장 편광 정합기들(455, 457), 즉 Ex 편광 정합기(455)와 Ey 편광 정합기(457)를 포함한다. 각 편광 정합기들(455 ,457)는, 다운링크(Downlink)에서 단말기(401)로 송신할 때, 각 전기장(Ex, Ey)의 편광 위상을 상기 수신기(410)가 측정한 수신 편광 위상()에 정합한 후, 상기 정합한 각 전기장(Ex, Ey)을 편광 송신 안테나들(451,453)로 전달한다. 상기 편광 송신 안테나들(451, 453)은 상기 편광 위상이 정합된 각 전기장(Ex, Ey)을 단말기(401)로 송신함으로써 상기 단말기(401)가 최대 수신 전력을 갖도록 한다. 다음으로 각 단말기 신호 간 간섭을 최소화하기 위한 편광 위상 보상을 하기에 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.In addition, the
상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 편광 위상의 보상을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 schematically illustrates compensation of polarization phase in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
상기 도 5를 참조하면, 상기 기지국에 두 개의 단말기가 있는 경우를 고려하기로 하며, 상기 단말기 1의 편광 위상(511)과 단말기 2의 편광 위상(551)이 도시되어 있다. 이와 같은 편광 위상을 가지는 두 개의 단말기에게 신호를 송신하는 경우에는 단말기 1의 편광 위상(511)과 단말기 2의 편광 위상(551)이 직교성을 유지하지 못하고 있다.Referring to FIG. 5, a case where there are two terminals in the base station will be considered, and the polarization phase 511 of the terminal 1 and the
상기한 바와 같이 단말기들의 편광 위상이 일치하지 못하면, 각 단말기들의 신호들 간에는 편광된 신호를 상호 투영(mutual projection)한 만큼의 간섭이 발생한다. 그리하여 상기 단말기들에게 수신되는 신호들 모두 성능의 열화를 겪게 된다.As described above, when the polarization phases of the terminals do not coincide with each other, interferences generated by mutual projection of the polarized signals are generated between the signals of the terminals. Thus, all the signals received by the terminals suffer from performance degradation.
그러나 상기 단말기 1과 단말기 2의 편광 위상을 알고 있는 경우, 상기 단말기 1의 편광 위상(511)을 상기 단말기 2의 편광 위상(551)에 직교하도록 전송하면, 상호 간섭으로 작용하지 않는다. 그리하여 상기 단말기 2의 편광 위상(551)을 기준으로 상기 단말기 1의 편광 위상(511)이 직교하도록 보상하여 보상된 단말기 1의 편광 위상(515)을 생성한다. 이에 상기 보상된 단말기 1의 편광 위상(515)을 사용하면 상기 단말기 1의 수신 전력(513)은 감소하지만, 상기 단말기 2와 직교성을 유지함으로서 단말기 1의 신호와 단말기 2의 신호는 상호 간에 간섭이 발생하지 않는다.However, when the polarization phases of the terminal 1 and the terminal 2 are known, if the polarization phase 511 of the terminal 1 is transmitted to be orthogonal to the
이와 반대로, 상기 단말기 2의 편광 위상(551)을 상기 단말기 1의 편광 위상(511)에 직교하도록 전송하면, 상호 간섭으로 작용하지 않는다. 그리하여 상기 단말기 1의 편광 위상(511)을 기준으로 상기 단말기 2의 편광 위상(551)이 직교하도록 보상하여 보상된 단말기 2의 편광 위상(555)을 생성한다. 이에 상기 보상된 단말기 2의 편광 위상(555)을 사용하면 상기 단말기 2의 수신 전력(553)은 감소하지만, 상기 단말기 1과 직교성을 유지함으로서 단말기 2의 신호와 단말기 1의 신호는 상호 간에 간섭이 발생하지 않는다. On the contrary, when the
따라서 상기 편광 위상의 보상은 적어도 하나의 단말기를 각 단말기 간의 편광 위상이 상호 직교 즉, 직교성을 유지하도록 보상한다. 다음으로 본 발명에 따른 기지국을 하기에 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.Accordingly, the polarization phase compensation compensates at least one terminal so that the polarization phases between the terminals maintain orthogonality, that is, orthogonality. Next, a base station according to the present invention will be described with reference to FIG. 6.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호 간 간섭을 최소화하는 신호 송신 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating a structure of a signal transmission apparatus for minimizing interference between signals in a wireless communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 도 6을 참조하면, 상기한 신호 송신 장치(600)는 일예로 기지국 내부에 구현 가능하며, 결정기(601), 편광 위상 측정기(603), 채널 품질 측정기(605), 편광 위상 보상기(607), 곱셉기들(609, 611), 덧셈기들(613, 615), 편광 송신 안테나들(617, 619)을 포함한다. 그리고 상기 신호 송신 장치(600)와 통신하는 단말기 들(660, 690)이 도시되어 있다.Referring to FIG. 6, the
상기 편광 위상 측정기(603)는 상기 도 4에서도 설명한 바와 같이 상기 신호 송신 장치의 서비스 영역, 일예로 셀 내에 존재하는 각 단말기들의 편광 위상()을 측정한다. 상기 편광 위상 측정기(603)는 일정 시간 간격을 주기로 상기 편광 위상을 재측정하여 업데이트한다.As described above with reference to FIG. 4, the polarization
상기 채널 품질 측정기(605)는 각 단말기들의 채널 품질을 측정한다. 이때 상기 채널 품질 측정기(605)에서 측정하는 채널 품질은 일예로, SNR, CIR, SINR, CINR 등이 될 수 있다. The
상기 결정기(601)는 상기 편광 위상 측정기(603)가 측정한 각 단말기들의 편광 위상과 채널 품질 측정기(605)가 측정한 채널 품질을 수신한다. 상기 결정기(601)는 상기 편광 위상 측정기(603) 또는 채널 품질 측정기(605)로부터 수신한 정보를 사용하여 신호를 송신할 단말기 그룹을 결정한다. 여기서 상기 신호 송신 장치(600)는 편광 위상을 사용하여 각 단말기들(660, 690)과 통신하므로, 신호 간 간섭을 감소하기 위해서는 2개 이하의 단말기들과 통신한다. 따라서 상기 단말기 그룹은 1개 또는 2개의 단말기를 포함한다. 상기 결정기(601)는 수신한 송신 신호들 중에서 상기 결정된 단말기 그룹의 송신 신호(, )를 출력하고, 상기 결정된 단말기 정보를 상기 편광 위상 보상기(607)로 출력한다. 그리고 상기 결정기(601)의 단말기 결정 동작은 하기에서 상세히 설명하기로 하며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The
상기 편광 위상 보상기(607)는 상기 편광 위상 측정기(603)에서 측정된 각 단말기들의 편광 위상을 상기 편광 위상 측정기로부터 직접 수신하거나 상기 결정기(601)를 통해 수신할 수 있다. 이에 상기 편광 위상 보상기(607)는 상기 결정기(601)에서 결정된 단말기 그룹의 편광 위상을 신호 간 간섭을 최소화 하도록 보상하고, 상기 보상된 편광 위상을 각 곱셈기들(609, 611)로 출력한다.The
상기 곱셈기들(609, 611)은 각 단말기들에게 송신하는 송신 신호를 수신하고, 상기 송신할 신호의 보상된 편광 위상(, )을 상기 편광 위상 보상기(607)를 통해 수신하여 상기 송신 신호(, )와 보상된 편광 위상을 곱하여 출력한다.The
그리고 상기 덧셈기들(613, 615)은 결정기(601)에서 결정한 단말기의 신호 또는 편광 위상이 보상된 신호를 각각 혼합하여 두 개의 편광 송신 안테나들(617, 619)로 각각 전송한다. 이에 상기 곱셈기들(609, 611)과 덧셈기들(613, 615)을 통해 보상된 편광 위상 정합을 통해 송신 신호를 송신한다.The
다시 말해, 상기 곱셈기들(609, 611)과 덧셈기들(613, 615)을 포함하여 편광 위상 정합기라 칭할 수 있다. 특히, 상기 편광 위상 정합기는 상기 각 보상된 편광 위상들은 상기 결정기(601)에서 출력된 송신 신호들과 각각 곱셈되는 곱셈기들(609, 611)과, 상기 곱셈기(609, 611)들의 신호들을 혼합하는 제 1 덧셈기(613)와 상기 결정기(601)에서 출력한 송신 신호들을 혼합하는 제 2 덧셈기(615)를 포함할 수 있다.In other words, the
이에, 상기 제 1 덧셈기(613)의 신호는 제 1 편광 안테나(617)를 통해 전송 되고, 상기 제 2 덧셈기(615)의 신호는 제 2 편광 안테나(619)를 통해 전송된다.Accordingly, the signal of the
여기서 상기 결정기(601)는 신호를 전송할 단말기 그룹을 결정하는데 이때 상기 단말기 그룹은 1개 또는 2개의 단말기를 포함한다. 여기서 상기 결정기(601)가 단말기 그룹을 결정하는 것을 살펴보기로 한다. 상기 신호 송신 장치(600)의 셀 내에 3개의 단말기(M1, M2, M3)가 존재한다고 가정한다. 여기서 상기 결정기(601)는 단말기 그룹은 {M1}, {M2}, {M3}, {M1, M2}, {M1, M3}, {M2, M3}과 같이 6개의 단말기 그룹을 결정할 수 있다. 그리고 상기 결정된 그룹의 편광 위상을 상기 편광 위상 보상기(607)를 통해 보상한다.Here, the
그러면 상기 결정기(601)가 상기 단말기 그룹을 결정하는 세 가지 방법을 살펴보기로 한다.Next, three methods of determining the terminal group by the
첫 번째로 상기 결정기(601)는 각 단말기들의 채널 품질을 수신하고, 상기 채널 품질을 사용하여 각 단말기 그룹들에 대해서 전송 용량을 계산한다. 상기 전송 용량 계산은 상기한 바와 같이 3개의 단말기 M1, M2, M3가 있는 경우를 예를 들어 살펴보면, 상기 {M1}의 단말기 그룹의 전송 용량은 하기의 수학식 2을 사용하여 계산한다.First, the
상기 수학식 2에서 상기 은 상기 단말기 M1의 SNR을 의미한다.In Equation 2 above Denotes the SNR of the terminal M1.
또한, 상기 {M2, M3} 그룹의 전송 용량은 하기의 수학식 3를 사용하여 계산한다.In addition, the transmission capacity of the {M2, M3} group is calculated using
상기 수학식 3에서 상기 는 MSi와 MSj를 포함하는 단말기 그룹, Mi의 SINR을 의미한다.In
이와 같이 상기 결정기(601)는 6개의 단말기 그룹에 대해 채널 품질을 통해 전송 용량을 모두 계산한다. 그리고 상기 전송 용량이 최대인 단말기 그룹을 결정한다.As such, the
두 번째로 상기 결정기(601)는 각 단말기들의 채널 품질을 수신하고, 상기 채널 품질을 사용하여 각 단말기 중에서 채널 품질이 가장 좋은 제 1 단말기를 선택한다. 그리고, 상기 선택된 제 1 단말기의 편광 위상을 기준으로 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 제 2 단말기를 선택한다.Secondly, the
상기 미리 설정된 편광 위상 범위는 상기 제 1 단말기와 직교(+90도 또는 -90도)하는 편광 위상을 기준으로 일정 구간을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 편광 위상 범위가 20도인 경우에는 상기 직교하는 편광 위상 즉, 상기 +90 또는 - 90도를 기준으로 하여 '+80도 ~ +100도 ' 또는 '-80도 ~ -100도'의 범위를 설정하고, 상기 편광 위상 범위 내의 제 2 단말기를 선택한다. 하지만, 상기 편광 위상 범위 내의 단말기들 중에서도 미리 결정된 기준 채널 품질 일예로, 임계 SNR 이상인 제 2 단말기를 선택한다. 만약, 상기 미리 결정된 기준 채널 품질 미만인 경우에는 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하더라도 제 2 단말기를 선택하지 않는다. 이와 같은 경우에는 상기 단말기 그룹의 단말기는 채널 품질이 가장 좋은 제 1 단말기 하나만을 포함한다. 그리고 상기 편광 위상 범위 내의 단말기가 다수개인 경우에는 임계 SNR을 초과하는 단말기들 중 SNR이 가장 좋은 단말기를 제 2 단말기로 선택하여 단말기 그룹을 결정한다.The preset polarization phase range may select a predetermined section based on the polarization phase orthogonal to the first terminal (+90 degrees or −90 degrees). For example, when the polarization phase range is 20 degrees, '+80 degrees to +100 degrees' or '-80 degrees to -100 degrees' based on the orthogonal polarization phase, that is, +90 or -90 degrees. Sets a range of and selects a second terminal within the polarization phase range. However, among terminals within the polarization phase range, for example, a second reference terminal having a threshold SNR or more is selected as a predetermined reference channel quality. If it is less than the predetermined reference channel quality, the second terminal is not selected even if the terminal exists within the preset polarization phase range. In this case, the terminals of the terminal group include only one first terminal having the best channel quality. If there are a plurality of terminals within the polarization phase range, a terminal group is determined by selecting a terminal having the best SNR as a second terminal among terminals exceeding a threshold SNR.
세 번째로, 상기 결정기(601)는 비례 공정(proportional fairness) 방식 등과 같은 공정성을 고려하여 미리 결정된 순서에 따라 단말기를 선택한다. 그리고, 상기 선택된 제 1 단말기의 편광 위상을 기준으로 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 제 2 단말기를 선택한다.Third, the
상기 미리 설정된 편광 위상 범위는 상기 제 1 단말기와 직교(+90도 또는 -90도)하는 편광 위상을 기준으로 일정 구간을 선택할 수 있다. 이에 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 제 2 단말기를 선택한다. 하지만, 상기 편광 위상 범위 내의 단말기들 중에서도 미리 결정된 기준 채널 품질 일예로, 임계 SNR 이상인 제 2 단말기를 선택한다. 만약, 상기 미리 결정된 기준 채널 품질 미만인 경우에는 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하더라도 제 2 단말기를 선택하지 않는다. 이와 같은 경우에는 상기 단말기 그룹의 단말기는 채널 품질이 가장 좋은 제 1 단말기 하나만을 포함한다. 그리하여 상기 단말기가 다수개인 경우에는 상기 미리 설정된 편광 위상 범위와 임계 채널 품질을 고려하여 최적의 제 2 단말기를 선택하여 단말기 그룹을 결정한다.The preset polarization phase range may select a predetermined section based on the polarization phase orthogonal to the first terminal (+90 degrees or −90 degrees). Accordingly, the second terminal within the preset polarization phase range is selected. However, among terminals within the polarization phase range, for example, a second reference terminal having a threshold SNR or more is selected as a predetermined reference channel quality. If it is less than the predetermined reference channel quality, the second terminal is not selected even if the terminal exists within the preset polarization phase range. In this case, the terminals of the terminal group include only one first terminal having the best channel quality. Thus, in the case of a plurality of terminals, an optimal second terminal is selected in consideration of the preset polarization phase range and threshold channel quality to determine a terminal group.
상기 신호 간 간섭을 최소화하기 위한 신호 송신 장치를 예를 들어 기지국이라 가정하고, 본 발명의 실시예에 따른 신호 간 간섭을 최소화하기 위한 방법을 하기에 도 7 내지 도 9를 참조하여 살펴보기로 한다.It is assumed that the signal transmission apparatus for minimizing the interference between signals, for example, a base station, and a method for minimizing the interference between signals according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 9. .
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 간섭을 최소화하기 위한 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 순서도이다.7 is a flowchart schematically illustrating a signal transmission operation for minimizing signal interference according to an embodiment of the present invention.
상기 도 7을 참조하면, 701단계에서 상기 기지국은 각 단말기들의 편광 위상을 측정하고 703단계로 진행한다. 여기서 상기 편광 위상은 순시적인 값이 아니라 일정 간격을 평균하여 측정한 평균적인 값으로, 상기 기지국은 상기 편광 위상을 일정 간격을 주기로 업데이트 한다.Referring to FIG. 7, in
상기 703단계에서 상기 기지국은 각 단말기들의 채널 품질을 측정하고 705단계로 진행한다. 이때 상기 기지국은 채널 품질, 일예로 SNR, CIR, SINR, CINR 등을 측정할 수 있다. 그리고 상기 편광 위상 측정과 상기 채널 품질 측정은 동시에 수행할 수도 있으며, 상기 채널 품질 측정을 상기 편광 위상 측정에 앞서 수행할 수도 있다.In
상기 705단계에서 상기 기지국은 상기 기지국의 셀 내에 존재하는 모든 단말기 그룹들에 대해 전송 용량을 계산하고 707단계로 진행한다. In
상기 707 단계에서 상기 기지국은 상기 단말기 그룹에 대해 최대 전송 용량을 갖는 단말기를 선택하고 709단계로 진행한다. 이때 상기 705단계의 전송 용량의 계산과 상기 최대 전송 용량을 갖는 단말기의 선택은 상기 도 6에서 설명하였으므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.In
상기 709단계에서 상기 기지국은 상기 결정된 단말기 그룹에 대해 편광 위상을 보상하고 711단계로 진행한다. 여기서 상기 단말기 그룹은 1개 또는 2개의 단말기를 포함할 수 있으며, 상기 단말기 그룹의 각 단말기들 간에는 편광 위상이 직교 하도록 편광 위상을 보상함으로서 상기 단말기 그룹의 각 단말기들 간에는 상호 간 간섭이 발생하지 않는다. In
상기 711단계에서 상기 기지국은 결정된 단말기 그룹의 단말기들 송신 신호에 대해 보상된 편광 위상을 정합하고 신호를 송수신하여 상기 단말기 그룹과 통신한다.In
상기 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 간섭을 최소화하기 위한 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 순서도이다.8 is a flowchart schematically illustrating a signal transmission operation for minimizing signal interference according to another embodiment of the present invention.
상기 도 8을 참조하면, 상기 801단계에서 상기 기지국은 각 단말기들의 편광 위상을 측정하고 803단계로 진행한다. 여기서 상기 편광 위상은 순시적인 값이 아니라 일정 간격을 평균하여 측정한 평균적인 값으로, 상기 기지국은 상기 편광 위상을 일정 간격을 주기로 업데이트 한다.Referring to FIG. 8, in
상기 803단계에서 상기 기지국은 각 단말기들의 채널 품질을 측정하고 805단계로 진행한다. 이때 상기 기지국은 채널 품질, 일예로 SNR, CIR, SINR, CINR 등을 측정할 수 있다. 그리고 상기 편광 위상 측정과 상기 채널 품질 측정은 동시에 수행할 수도 있으며, 상기 채널 품질 측정을 상기 편광 위상 측정에 앞서 수행할 수도 있다.In
상기 805단계에서 상기 기지국은 상기 채널 품질이 가장 좋은 제 1 단말기를 선택하고 807단계로 진행한다.In
상기 807단계에서 상기 기지국은 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하는지 확인한다. 상기 미리 설정된 편광 위상 범위는 상기 제 1 단말기의 편 광 위상과 직교하는 편광 위상을 기준으로 설정한다.In
상기 확인 결과 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하지 않는 경우에는 811단계로 진행한다. 이와 달리, 상기 확인 결과 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하는 경우에는 809단계로 진행한다.If there is no terminal within the preset polarization phase range as a result of the checking, the process proceeds to step 811. In contrast, if there is a terminal within the preset polarization phase range as a result of the checking, the process proceeds to step 809.
상기 809단계에서 상기 기지국은 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 미리 설정된 기준 채널 품질 일예로, 미리 설정된 기준 SNR 이상인지 판단한다. 이때 상기 단말기가 기준 채널 품질 이상인 경우에는 상기 단말기를 제 2 단말기로 선택하여 단말기 그룹에 포함한다. 하지만, 상기 단말기가 기준 채널 품질 미만인 경우에는 상기 단말기를 선택하지 않는다. 그리고 상기 기준 채널 품질 이상인 단말기가 다수개인 경우에는 일예로 채널 품질이 가장 좋은 단말기를 제 2 단말기로 선택할 수 있다.In
상기 811단계에서 상기 기지국은 상기 805단계와 상기 807단계를 통해 단말기 그룹을 결정하고 813단계로 진행한다.In
상기 813단계에서 상기 기지국은 상기 결정된 단말기 그룹에 대해 편광 위상을 보상하고 815단계로 진행한다. 여기서 상기 단말기 그룹은 1개 또는 2개의 단말기를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 단말기 그룹은 채널 품질이 가장 좋은 제 1 단말기만을 포함하거나 상기 제 2 단말기까지 포함할 수 있다. 그리고 상기 단말기 그룹의 각 단말기들 간에는 편광 위상이 직교하도록 편광 위상을 보상함으로서 상기 단말기 그룹의 각 단말기들 간에는 상호 간 간섭이 발생하지 않는다.In
상기 815단계에서 상기 기지국은 결정된 단말기 그룹의 단말기들의 송신 신 호에 대해 보상된 편광 위상을 정합하고 신호를 송수신하여 상기 단말기 그룹과 통신한다.In
상기 도 8의 방식을 사용하면, 상기 도 7에서 상술한 동작 과정을 통해 단말기 그룹을 결정하는 경우에 비해 감소된 연산량으로 단말기 그룹을 결정하는 것이 가능하다.Using the scheme of FIG. 8, it is possible to determine the terminal group with a reduced amount of computation as compared to the case of determining the terminal group through the operation process described above with reference to FIG. 7.
상기 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신호 간섭을 최소화하기 위한 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 순서도이다.9 is a flowchart schematically illustrating a signal transmission operation for minimizing signal interference according to another embodiment of the present invention.
상기 도 9를 참조하면, 상기 901단계에서 상기 기지국은 각 단말기들의 편광 위상을 측정하고 903단계로 진행한다. 여기서 상기 편광 위상은 순시적인 값이 아니라 일정 간격을 평균하여 측정한 평균적인 값으로, 상기 기지국은 상기 편광 위상을 일정 간격을 주기로 업데이트 한다.Referring to FIG. 9, in
상기 903단계에서 상기 기지국은 미리 결정된 순서에 따라 제 1 단말기를 선택하고 905단계로 진행한다. 여기서 상기 미리 결정된 제 1 단말기의 선택은 비례 공정 방식 등을 통해 미리 결정된 순서에 따라서 상기 단말기를 선택하는 것이다.In
상기 905단계에서 상기 기지국은 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하는지 확인한다. 상기 미리 설정된 편광 위상 범위는 상기 제 1 단말기의 편광 위상과 직교하는 편광 위상을 기준으로 설정한다. In
상기 확인 결과 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하지 않는 경우에는 909단계로 진행한다. 이와 달리, 상기 확인 결과 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 존재하는 경우에는 907단계로 진행한다. If there is no terminal within the preset polarization phase range as a result of the checking,
상기 907단계에서 상기 기지국은 상기 미리 설정된 편광 위상 범위 내의 단말기가 미리 설정된 기준 채널 품질 일예로, 미리 설정된 기준 SNR 이상인지 판단한다. 이때 상기 단말기가 기준 채널 품질 이상인 경우에는 상기 단말기를 제 2 단말기로 선택하여 단말기 그룹에 포함한다. 하지만, 상기 단말기가 기준 채널 품질 미만인 경우에는 상기 단말기를 선택하지 않는다. 그리고 상기 기준 채널 품질 이상인 단말기가 다수개인 경우에는 일예로 채널 품질이 가장 좋은 단말기를 제 2 단말기로 선택할 수 있다.In
상기 909단계에서 상기 기지국은 상기 903단계와 상기 907단계를 통해 단말기 그룹을 결정하고 911단계로 진행한다.In
상기 911단계에서 상기 기지국은 상기 결정된 단말기 그룹에 대해 편광 위상을 보상하고 913단계로 진행한다. 여기서 상기 단말기 그룹은 1개 또는 2개의 단말기를 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 단말기 그룹은 채널 품질이 가장 좋은 제 1 단말기만을 포함하거나 상기 제 2 단말기까지 포함할 수 있다. 그리고 상기 단말기 그룹의 각 단말기들 간에는 편광 위상이 직교하도록 편광 위상을 보상함으로서 상기 단말기 그룹의 각 단말기들 간에는 상호 간 간섭이 발생하지 않는다.In
상기 913단계에서 상기 기지국은 결정된 단말기 그룹의 단말기들의 송신 신호에 대해 보상된 편광 위상을 정합하고 신호를 송수신하여 상기 단말기 그룹과 통신한다.In
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같은 본 발명은, 무선 통신 시스템에서 각 단말기들의 편광 위상과 채널 품질을 사용하여 기지국과 통신할 단말기 그룹을 결정하여 통신을 수행하고, 상기 단말기 그룹의 단말기들 간에 상호 직교성을 유지하도록 송신 신호의 편광 위상을 보상하여 기지국과 단말기 간에 통신하는 경우 신호 간 간섭을 최소화한다는 이점을 갖는다. 이에 통신 시스템에서 신호를 복구하는데 장애가 되는 간섭을 제거함으로서 전체 시스템 효율이 향상된다는 이점을 갖는다.As described above, the present invention uses a polarization phase and channel quality of each terminal in a wireless communication system to determine a terminal group to communicate with a base station to perform communication, and to transmit mutually orthogonality between terminals of the terminal group. When the communication between the base station and the terminal by compensating the polarization phase of the signal has the advantage of minimizing the interference between the signals. This has the advantage that the overall system efficiency is improved by eliminating interference that is a barrier to signal recovery in a communication system.
Claims (31)
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KR1020060093440A KR100810360B1 (en) | 2005-09-27 | 2006-09-26 | Apparatus and method minimizing inter-signal interference in a wireless communication system |
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