KR100941491B1 - System of echo cancellation and echo channel estimation using the multiple antennas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중계장치로 불필요하게 수신되는 반향신호를 제거하여 반향신호와 간섭됨 없이 송신신호를 중계 할 수 있는 시스템을 개시한다.The present invention discloses a system capable of relaying a transmission signal without interfering with the echo signal by removing the echo signal unnecessarily received by the relay device.

본 발명의 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템은, 수신안테나와 송신배열안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하도록 구성되되, 송신장치로부터 송신신호와 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신안테나와, 선처리 벡터를 생성하여 수신한 송신신호 및 반향신호와 함께 반향신호 제거모듈로 인가하는 벡터생성모듈과, 선처리 벡터와 송신신호 및 반향신호를 곱하여 반향신호만을 제거하는 반향신호 제거모듈 및 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 수신장치로 재전송하는 송신배열안테나를 포함하는 중계장치로 구성된다.The echo signal cancellation and echo channel derivation system using the multi-antenna of the present invention is configured to relay transmission signals between the transmission apparatus and the reception apparatus through a relay apparatus configured with the reception antenna and the transmission array antenna, and transmits signals and echoes from the transmission apparatus. A reception antenna for receiving the echo signal through the channel, a vector generation module for generating the preprocessing vector and transmitting the received signal and the echo signal to the echo signal canceling module, and multiplying the preprocessing vector with the transmission signal and the echo signal and echo signal And a relay device including a transmission array antenna which receives a retransmission signal from the echo signal removal module and removes only the retransmission signal from the echo signal removal module.

안테나, 반향신호, 에코채널, 빔포밍, 공간다중화, PN신호, 파일롯신호 Antenna, echo signal, echo channel, beamforming, spatial multiplexing, PN signal, pilot signal

Description

다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 추정 시스템 {SYSTEM OF ECHO CANCELLATION AND ECHO CHANNEL ESTIMATION USING THE MULTIPLE ANTENNAS}Echo cancellation and echo channel estimation system using multiple antennas {SYSTEM OF ECHO CANCELLATION AND ECHO CHANNEL ESTIMATION USING THE MULTIPLE ANTENNAS}

본 발명은 송신장치로부터 수신한 송신신호를 수신장치로 중계함에 있어 반향신호를 제거하여 반향신호와의 간섭됨 없이 송신신호를 중계하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for relaying a transmission signal without interfering with the echo signal by removing the echo signal in relaying the transmission signal received from the transmitter to the receiver.

중계시스템은 중계장치를 이용하여 통신 거리를 늘리고 수신 성능을 높인다.The relay system uses a relay to increase the communication distance and to increase the reception performance.

이러한 중계장치들은 크게 수신한 송신신호를 그대로 증폭하여 재전송하는 AF(amplify-and-forward)방식과 수신한 송신신호를 복호화하여 열잡음의 영향을 없애고 재전송하는 DF(decode-and-forward)방식으로 나뉜다.These relays are divided into AF (amplify-and-forward) method of amplifying and retransmitting the received transmission signal as it is, and DF (decode-and-forward) method of eliminating the effect of thermal noise by decoding the received transmission signal. .

하지만 중계장치가 수신한 송신신호를 증폭 등의 처리를 하여 송신장치로 재전송함과 동시에 중계장치내의 수신안테나는 불필요한 반향신호를 수신하게 되는데, 이 반향신호는 수신장치로 재전송해야하는 송신신호에 간섭을 초래한다.However, the transmission signal received by the relay device is amplified and retransmitted to the transmission device, and at the same time, the reception antenna in the relay device receives an unnecessary echo signal. This echo signal interferes with the transmission signal to be retransmitted to the reception device. Cause.

근래에 상술한바와 같이 간섭을 야기하는 반향신호를 제거하기 위한 반향신호 제거기술, 즉 간섭제거시스템(ICS: interference cancellation system)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, as described above, research on an echo cancellation system (ICS) for removing an echo signal causing interference, that is, an interference cancellation system (ICS) has been actively conducted.

이러한 간섭제거시스템은 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, SISO(single-input single-output) 구조로 이루어져 SS(source station), RS(relay station) 및 DS(destination station)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the interference cancellation system includes a single-input single-output (SISO) structure and includes a source station (SS), a relay station (RS), and a destination station (DS).

구체적으로 간섭제거시스템의 간섭신호 제거과정은 다음과 같이 이루어지는데, 먼저 RS의 수신안테나가 DS로 송신할 신호를 SS로부터 수신하고, RS의 송신안테나는 DS로 송신할 신호를 인가받아 증폭시킴과 아울러 DS로 재전송한다. 이때 중계기에서 증폭 또는 기타 처리된 송신 신호를 재전송신호라 부른다. 이러한 과정에서 RS의 수신안테나는, RS의 송신안테나가 DS로 재전송한 재전송신호를 에코채널을 통해 수신하게 되며, 이러한 신호를 반향신호라 한다. 때문에, 반향신호는 SS로부터 수신한 DS로 재전송할 송신신호에 간섭이 된다. Specifically, the interference signal removing process of the interference cancellation system is performed as follows. First, the receiving antenna of the RS receives a signal to be transmitted to the DS from the SS, and the transmitting antenna of the RS receives and amplifies the signal to be transmitted to the DS. Also resend to DS. At this time, the amplified or other processed transmission signal in the repeater is called a retransmission signal. In this process, the reception antenna of the RS receives the retransmission signal retransmitted by the transmission antenna of the RS to the DS through an echo channel, and this signal is called an echo signal. Therefore, the echo signal interferes with the transmission signal to be retransmitted to the DS received from the SS.

이에 따라 RS의 송신안테나에서는 RS의 수신안테나로 전송되는 반향신호의 영향을 줄이기 위해, DS로 재전송신해야 하는 송신신호 증폭 세기에 제약을 둔다. Accordingly, in order to reduce the influence of the echo signal transmitted to the reception antenna of the RS, the transmission antenna amplifies the transmission signal amplification strength to be retransmitted to the DS.

한편, 증폭 세기에 제약에도 불구하고 발생하는 반향신호를 제거하기 위해서 RS의 수신안테나는 필터를 설치하게 되는데, 이는 RS의 수신안테나를 매우 복잡하게 할뿐만 아니라 안정된 신호 송ㆍ수신을 보장하지 않는다. 즉, 완벽히 제거되지 않고 남아있는 반향신호의 계속된 중첩과 증폭에 따라 오버플로우(over flow)가 발생할 수 있다.On the other hand, in order to remove the echo signal generated in spite of the limitation of the amplification strength, the receiving antenna of the RS is provided with a filter, which not only makes the receiving antenna of the RS very complicated, but also does not guarantee stable signal transmission and reception. That is, overflow may occur due to continued superposition and amplification of the echo signals remaining without being completely removed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로써, 선ㆍ후처리와 송ㆍ수신배열안테나 구조의 공간다중화 그리고 에코채널을 도출하여 반향신호를 제거함으로써, 중계장치의 증폭 제약을 완화시킴과 아울러 시스템의 복잡도를 줄이고 안정된 신호전송을 도모한다.In order to solve the above problems, the present invention solves the amplification constraints of the repeater by eliminating echo signals by deriving the pre- and post-processing and spatial multiplexing of the transmit / receive array antenna structure and the echo channel. It also reduces system complexity and ensures stable signal transmission.

이러한 기술적 과제 달성을 위한 본 발명에서 제안하는 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템은, 수신안테나와 송신배열안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하도록 구성되되,The echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas proposed by the present invention for achieving the technical problem is configured to relay a transmission signal between a transmission device and a reception device through a relay device configured with a reception antenna and a transmission array antenna. ,

송신장치로부터 송신신호와, 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신안테나와, 선처리 벡터를 생성하여 수신안테나로부터 수신한 송신신호 및 반향신호와 함께 반향신호 제거모듈로 인가하는 벡터생성모듈과, 선처리 벡터와 송신신호 및 반향신호를 곱하여 반향신호만을 제거하는 반향신호 제거모듈 및 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 수신장치로 재전송하는 송신배열안테나를 포함하는 중계장치로 구성된다.A reception antenna for receiving a transmission signal and an echo signal through an echo channel, a vector generation module for generating a preprocessing vector and applying it to the echo signal removal module together with the transmission signal and the echo signal received from the reception antenna; And a relay device including a echo signal removal module for removing only the echo signal by multiplying the vector, the transmission signal and the echo signal, and a transmission array antenna for receiving the retransmission signal from the echo signal removal module and retransmitting the signal to the receiver.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템은, 수신배열안테나와 송신안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하도록 구성되되,Meanwhile, the echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas according to the second embodiment of the present invention is configured to relay transmission signals between the transmission device and the reception device through a relay device configured with a reception array antenna and a transmission antenna. ,

송신장치로부터 송신신호와, 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신배열 안테나와, 후처리 벡터를 생성하여 수신배열안테나로부터 수신한 송신신호 및 반향신호와 함께 반향신호 제거모듈로 인가하는 벡터생성모듈과, 후처리 벡터와 송신신호 및 반향신호를 곱하여 반향신호만을 제거하는 반향신호 제거모듈 및 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 수신장치로 재전송하는 송신안테나를 포함하는 중계장치로 구성된다.A vector array module for generating a post-processing vector and receiving the transmitted signal, the echo signal through the echo channel, and the echo signal canceling module together with the transmitted signal and the echo signal received from the receiving array antenna. And a echo signal removal module for removing only the echo signal by multiplying the post-processing vector by the transmission signal and the echo signal, and a relay device including a transmission antenna for receiving the retransmission signal from the echo signal removal module and retransmitting the signal to the receiver.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템은, 수신안테나와 송신배열안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하도록 구성되되,In addition, the echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas according to the third embodiment of the present invention is configured to relay transmission signals between the transmission device and the reception device through a relay device configured with the reception antenna and the transmission array antenna. ,

송신장치로부터 송신신호와, 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신안테나와, 서로 직교성질을 갖는 PN신호들을 생성하여 그 가운데 하나의 PN신호를 송신신호에 가합하고, PN신호가 가합된 재전송신호를 송신배열안테나로 인가하는 PN신호생성모듈과, PN신호생성모듈로부터 PN신호가 가합된 재전송신호를 인가받아 수신장치로 재전송하는 송신배열안테나를 포함하는 중계장치로 이루어진다.A retransmission signal in which a transmission signal, a reception antenna for receiving an echo signal through an echo channel, and PN signals having orthogonality are generated, and one PN signal is added to the transmission signal, and the PN signal is added. And a PN signal generation module for applying the PN signal to the transmission array antenna and a transmission array antenna for receiving the retransmission signal including the PN signal from the PN signal generation module and transmitting the retransmission antenna to the receiving device.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 선ㆍ후처리 또는 에코채널 도출을 통해 반향신호를 제거함과 동시에 송ㆍ수신배열안테나 구조의 공간다중화를 통해 중계장치의 증폭률 제약을 완화시킬 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to remove the echo signal through pre- and post-processing or echo channel derivation, and at the same time to relax the amplification rate constraints of the repeater through spatial multiplexing of the transmit and receive array antenna structure.

또한, 간단한 선ㆍ후처리 벡터생성을 통해 시스템의 복잡도를 줄일 수 있고, 반향신호와의 간섭됨 없이 안정된 신호전송을 도모한다.In addition, the complexity of the system can be reduced by simple pre- and post-processing vector generation, and stable signal transmission can be achieved without interference with the echo signal.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 발명에 실시를 위한 구체적인 내용에 의하여 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description for carrying out the invention according to the accompanying drawings. In the meantime, when it is determined that the detailed description of the known functions and configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템(S)을 나타낸 구성도이다. 본 발명에 시스템은 송신장치(100), 중계장치(200) 및 수신장치(300)를 포함한다.2 is a block diagram illustrating an echo signal cancellation and echo channel derivation system S using multiple antennas according to the present invention. In the present invention, the system includes a transmitter 100, a relay 200 and a receiver 300.

이하에서는 그 언급을 생략하겠으나, 본 발명의 송신장치의 송신신호는

Figure 112007085362498-pat00001
, 수신안테나가 수신하는 신호는
Figure 112007085362498-pat00002
, 송신배열안테나를 써 재전송하는 신호는
Figure 112007085362498-pat00003
, 그리고 수신장치가 수신하는 신호는
Figure 112007085362498-pat00004
인 것으로 상정한다.In the following, it will be omitted, but the transmission signal of the transmission apparatus of the present invention
Figure 112007085362498-pat00001
, The signal that the receiving antenna receives
Figure 112007085362498-pat00002
Signal retransmitted using the transmit array antenna
Figure 112007085362498-pat00003
And the signal that the receiver receives
Figure 112007085362498-pat00004
Assume to be

송신장치(100)는 중계장치(200)로 송신신호를 전송하며, 중계장치(200)는 송신장치로부터 수신된 송신신호를 송신배열안테나를 통해 수신장치(300)로 재전송하며, 수신장치는 재전송신호를 수신한다.The transmitting device 100 transmits a transmission signal to the relay device 200, and the relay device 200 retransmits the transmission signal received from the transmitting device to the receiving device 300 through the transmission array antenna, and the receiving device retransmits. Receive the signal.

중계장치(200)는 수신안테나(210)와 벡터생성모듈(220), 반향신호 제거모듈(230) 및 송신배열안테나(240)로 구성된다.The relay device 200 includes a receiving antenna 210, a vector generating module 220, an echo signal removing module 230, and a transmitting array antenna 240.

수신안테나(210)는 송신장치로부터 송신신호와 에코채널을 통한 반향신호를 수신하여 벡터생성모듈로 인가하고, 벡터생성모듈(220)은 선처리 벡터를 생성하여 수신안테나로부터 수신한 송신신호 및 반향신호와 함께 반향신호 제거모듈로 인가한다.The reception antenna 210 receives the transmission signal and the echo signal through the echo channel from the transmitter and applies it to the vector generation module, and the vector generation module 220 generates the preprocessing vector to receive the transmission signal and the echo signal received from the reception antenna. To the echo signal cancellation module.

여기서 반향신호란, 중계기 송신배열안테나가 송신신호를 수신장치에 재전송 함에 따라 중계기 수신안테나로 되돌아오는 신호를 의미하며, 에코채널은 반향신호가 인가되는 경로로써, 중계기 송신배열안테나와 중계기 수신안테나와 사이의 채널을 뜻한다.Here, the echo signal means a signal returned to the repeater receiving antenna as the repeater transmitting array antenna retransmits the transmitting signal to the receiving apparatus, and the echo channel is a path through which the echo signal is applied, and the repeater transmitting array antenna and the repeater receiving antenna It means channel between.

반향신호 제거모듈(230)은 벡터생성모듈로부터 인가받은 선처리 벡터와 송신신호 및 반향신호를 곱하여 이후 반향신호 발생을 억제하고, 재전송신호를 송신배열안테나로 인가한다.The echo signal removing module 230 multiplies the preprocessing vector received from the vector generating module by the transmission signal and the echo signal to suppress the generation of the echo signal and applies the retransmission signal to the transmission array antenna.

송신배열안테나(240)는 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 이를 증폭하여 수신장치로 재전송한다. 이때, 재전송에 따른 재전송신호가 에코채널을 통해 중계기의 수신안테나로 반향되고(반향신호), 또한, 수신장치(300)는 재전송신호를 수신한다.The transmission array antenna 240 receives the retransmission signal from the echo signal canceling module and amplifies the retransmission signal and retransmits it to the receiving apparatus. At this time, the retransmission signal according to the retransmission is echoed to the reception antenna of the repeater (echo signal) through the echo channel, and the reception apparatus 300 receives the retransmission signal.

구체적으로, 첨부도면 도 3은

Figure 112007085362498-pat00005
개의 송신배열안테나(240)와 하나의 수신안테나(210)로 이루어진 중계장치(200)의 구조를 나타내고 있다. 여기서 에코채널은
Figure 112007085362498-pat00006
개 송신배열안테나와, 수신안테나 사이의
Figure 112007085362498-pat00007
벡터채널
Figure 112007085362498-pat00008
로 나타낼 수 있다. 이때,
Figure 112007085362498-pat00009
Figure 112007085362498-pat00010
째 송신배열안테나로부터 수신안테나 사이의 채널이며, 상기 상술한 바를 정리하면 아래와 같은 신호모델인 [수학식 1]로 정의할 수 있다.Specifically, Figure 3 is attached to
Figure 112007085362498-pat00005
The structure of the relay device 200 including two transmitting array antennas 240 and one receiving antenna 210 is shown. Where the echo channel is
Figure 112007085362498-pat00006
Between the transmitting antenna and the receiving antenna
Figure 112007085362498-pat00007
Vector channel
Figure 112007085362498-pat00008
It can be represented as. At this time,
Figure 112007085362498-pat00009
Is
Figure 112007085362498-pat00010
It is a channel between the transmit array antenna and the receive antenna, and summed up above, it can be defined by the following signal model [Equation 1].

Figure 112007085362498-pat00011
..................................... [수학식 1]
Figure 112007085362498-pat00011
Equation 1

여기서,

Figure 112007085362498-pat00012
Figure 112007085362498-pat00013
시간동안에 중계장치 열잡음을 나타낸다.
Figure 112007085362498-pat00014
시간에 수신안 테나가 수신하는 신호
Figure 112007085362498-pat00015
를 살펴보면, 송신장치로부터 인가받는 송신신호 외에 에코채널을 통해
Figure 112007085362498-pat00016
이전 시간에 송신배열안테나로부터 전송된 재전송신호
Figure 112007085362498-pat00017
가 에코채널
Figure 112007085362498-pat00018
과 곱해져 반향신호로 수신됨을 알 수 있다.here,
Figure 112007085362498-pat00012
Is
Figure 112007085362498-pat00013
Indicates relay thermal noise during time.
Figure 112007085362498-pat00014
Signal received by the receiving antenna at time
Figure 112007085362498-pat00015
In addition, through the echo channel in addition to the transmission signal is received from the transmitter
Figure 112007085362498-pat00016
Retransmission signal transmitted from transmit array antenna in previous time
Figure 112007085362498-pat00017
Echo Channel
Figure 112007085362498-pat00018
It can be seen that it is multiplied by and received as an echo signal.

또한,

Figure 112007085362498-pat00019
시간에 수신장치(300)가 수신하는 신호는 아래의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.Also,
Figure 112007085362498-pat00019
The signal received by the receiving device 300 at time may be represented by Equation 2 below.

Figure 112007085362498-pat00020
...................................[수학식 2]
Figure 112007085362498-pat00020
Equation 2

이때,

Figure 112007085362498-pat00021
Figure 112007085362498-pat00022
시간에 수신장치의 열잡음을 나타낸다.At this time,
Figure 112007085362498-pat00021
Is
Figure 112007085362498-pat00022
Indicates the thermal noise of the receiver at time.

도 4를 참조하면, 먼저 수신안테나(210)는 송신장치(100)로부터 수신한 송신신호와 에코채널을 통한 반향신호를 벡터생성모듈로 인가하고, 벡터생성모듈(220)은 수신안테나로부터 송신신호와 반향신호를 인가받아 에코채널을 추정하고, 추정된 에코채널로부터 아래의 [수학식 3]을 통해 선처리 벡터를 생성한다.Referring to FIG. 4, first, the reception antenna 210 applies a transmission signal received from the transmission apparatus 100 and an echo signal through an echo channel to the vector generation module, and the vector generation module 220 transmits the transmission signal from the reception antenna. The echo channel is applied to estimate the echo channel, and a preprocessing vector is generated from the estimated echo channel through Equation 3 below.

Figure 112007085362498-pat00023
...................................................[수학식 3]
Figure 112007085362498-pat00023
........................................ [Equation 3]

여기서, 선처리 벡터

Figure 112007085362498-pat00024
Figure 112007085362498-pat00025
은 에코채널 벡터
Figure 112007085362498-pat00026
의 nullspace 기저벡터로 구성된 nulling 벡터를 구하는 함수 또는 이에 준하는 아래의 [수학식 4]와 같은 성질을 갖는 nulling 벡터
Figure 112007085362498-pat00027
를 구하는 함수이다.Where preprocessing vector
Figure 112007085362498-pat00024
of
Figure 112007085362498-pat00025
Silver ecochannel vector
Figure 112007085362498-pat00026
A function to find a nulling vector of the nullspace basis of, or a nulling vector with the same properties as in Equation 4 below.
Figure 112007085362498-pat00027
This function finds.

Figure 112007085362498-pat00028
.....................................................[수학식 4]
Figure 112007085362498-pat00028
........................................ ... [Equation 4]

한편, 반향신호 제거모듈(230)은 벡터생성모듈(220)로부터 인가받은 송신신호와 반향신호 및 선처리 벡터

Figure 112007085362498-pat00029
를 곱하여 재전송 신호를 만들고, 송신배열안테 나(240)로 인가된다. 이렇게 만들어져 송신배열안테나로 인가된 재전송신호는 에코채널을 통과할 때 [수학식 4]의 성질에 따라 중계기 수신안테나로 반향되지 않아 이후로부터 전송신호에 간섭을 주지 않는다.On the other hand, the echo signal removal module 230 is a transmission signal received from the vector generation module 220, echo signal and preprocessing vector
Figure 112007085362498-pat00029
Multiply by to make a retransmission signal, it is applied to the transmission array antenna (240). The retransmission signal thus made and applied to the transmission array antenna is not echoed to the repeater reception antenna according to the property of [Equation 4] when passing through the echo channel, and thus does not interfere with the transmission signal thereafter.

즉, 상기 생성된 선처리 벡터에 따라 상기 [수학식 1]은 앞서 말한바와 같이 [수학식 4]의 ZF(zero-forcing) 성질에 따라 에코채널을 통해 수신된 반향신호가 완벽히 제거되며, 아래의 [수학식 5]로 재정의 된다.That is, according to the generated preprocessing vector, Equation 1 completely removes an echo signal received through an echo channel according to the ZF (zero-forcing) property of Equation 4 as described above. It is redefined as [Equation 5].

Figure 112007085362498-pat00030
.....................................[수학식 5]
Figure 112007085362498-pat00030
Equation 5

이어서, 송신배열안테나(240)는 반향신호 제거모듈로부터 인가받은 재전송신호를 수신장치로 재전송하고, 수신장치(300)는 재전송신호를 수신하며, 이는 [수학식 2]가 아닌 아래의 [수학식 6]으로 재정의 할 수 있다.Subsequently, the transmission array antenna 240 retransmits the retransmission signal received from the echo signal removing module to the receiving apparatus, and the receiving apparatus 300 receives the retransmission signal, which is not the following [Equation 2]. 6].

Figure 112007085362498-pat00031
...............................[수학식 6]
Figure 112007085362498-pat00031
Equation 6

이때,

Figure 112007085362498-pat00032
는 0이 아닌 1-차원의 유효채널(effective channel)로서 첨부도면 도 1에 도시된 종래 SISO(single-input single-output)를 기반으로 하는 구조의
Figure 112007085362498-pat00033
과 비교해 볼 때, 시스템 성능 저하가 없음을 알 수 있다. 즉, 송신배열안테나를 통해 빔포밍(공간다중화)이 가능하게 되어 반향신호가 에코채널을 통해 수신안테나로 인가되는 것을 미연에 방지한다.At this time,
Figure 112007085362498-pat00032
Is a non-zero one-dimensional effective channel of the structure based on the conventional single-input single-output (SISO) shown in FIG.
Figure 112007085362498-pat00033
Compared with, it can be seen that there is no system performance degradation. That is, beamforming (spatial multiplexing) is possible through the transmission array antenna, thereby preventing the echo signal from being applied to the reception antenna through the echo channel.

이하, 본 발명에 따른 제2 실시예에 대해 살펴본다. 제2 실시예에 따른 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템은 제1 실시예의 시스템을 기반으로 하되, 도 5에 도시된 바와 같이 중계장치(200)의 구성이 상이하다. 즉, 제1 실시예에서는 수 신안테나(210)와 개의 송신배열안테나(240)를 통해 공간다중화를 이룬 경우이며, 제2 실시예는

Figure 112007085362498-pat00035
개의 수신배열안테나(250)와 송신안테나(260)를 이용하여 공간다중화를 이룬다.Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described. The echo signal cancellation and echo channel derivation system according to the second embodiment is based on the system of the first embodiment, but the configuration of the relay 200 is different as shown in FIG. That is, in the first embodiment, the receiving antenna 210 and In this case, the spatial multiplexing is achieved through two transmission array antennas 240.
Figure 112007085362498-pat00035
Spatial multiplexing is achieved using the two receiving array antennas 250 and the transmitting antennas 260.

첨부도면 도 6을 참조하여 살피면, 에코채널은

Figure 112007085362498-pat00036
개의 수신배열안테나와, 송신안테나 사이의
Figure 112007085362498-pat00037
벡터채널
Figure 112007085362498-pat00038
로 나타낼 수 있으며, 송신장치의 송신신호는
Figure 112007085362498-pat00039
, 수신배열안테나가 수신하는 신호는
Figure 112007085362498-pat00040
, 송신안테나가 재전송하는 신호는
Figure 112007085362498-pat00041
, 그리고 수신장치가 수신하는 신호는
Figure 112007085362498-pat00042
인 것으로 상정하며, 상기 상술한 바를 정리하면 아래의 [수학식 7]과 같은 신호모델로 정의 할 수 있다.Referring to FIG. 6, the echo channel is
Figure 112007085362498-pat00036
Between the receiving array antenna and the transmitting antenna
Figure 112007085362498-pat00037
Vector channel
Figure 112007085362498-pat00038
The transmission signal of the transmitter is
Figure 112007085362498-pat00039
The signal that the receiving array antenna receives
Figure 112007085362498-pat00040
The signal that the transmitting antenna retransmits
Figure 112007085362498-pat00041
And the signal that the receiver receives
Figure 112007085362498-pat00042
It is assumed that the above-described bar can be defined as a signal model as shown in Equation 7 below.

Figure 112007085362498-pat00043
...............................[수학식 7]
Figure 112007085362498-pat00043
Equation 7

여기서,

Figure 112007085362498-pat00044
는 송신장치와 중계장치 사이의 채널벡터로서, 는 송신장치로부터
Figure 112007085362498-pat00045
째 수신배열안테나 사이의 채널을 나타내고,
Figure 112007085362498-pat00046
는 에코채널 벡터로서,
Figure 112007085362498-pat00047
는 송신안테나와
Figure 112007085362498-pat00048
째 수신배열안테나 사이의 채널을 나타내며,
Figure 112007085362498-pat00049
Figure 112007085362498-pat00050
개로 이루어진 수신배열안테나의 잡음 벡터이다. 시간
Figure 112007085362498-pat00051
동안 수신배열안테나가 수신하는 신호
Figure 112007085362498-pat00052
를 살펴보면, 송신장치로부터의 신호 외에 에코채널을 통해
Figure 112007085362498-pat00053
이전 시간에 송신안테나로부터 재전송된 신호
Figure 112007085362498-pat00054
가 에코채널을 통해 간섭신호로 반향됨을 알 수 있다.here,
Figure 112007085362498-pat00044
Is the channel vector between the transmitter and the relay,
Figure 112007085362498-pat00045
Channel between the receiving array antennas,
Figure 112007085362498-pat00046
Is the echo channel vector,
Figure 112007085362498-pat00047
With transmit antenna
Figure 112007085362498-pat00048
The second channel between receiving array antennas,
Figure 112007085362498-pat00049
Is
Figure 112007085362498-pat00050
Noise vector of a receive array antenna time
Figure 112007085362498-pat00051
Signals received by the array antenna
Figure 112007085362498-pat00052
In addition to the signals from the transmitter,
Figure 112007085362498-pat00053
Signal retransmitted from transmitting antenna in previous time
Figure 112007085362498-pat00054
It can be seen that is reflected as an interference signal through the echo channel.

또한,

Figure 112007085362498-pat00055
시간에 전송되어 수신장치(300)가 수신한 신호는 아래의 [수학 식 8]과 같이 나타낼 수 있다.Also,
Figure 112007085362498-pat00055
The signal transmitted by the receiver 300 and received in time may be represented by Equation 8 below.

Figure 112007085362498-pat00056
.....................................[수학식 8]
Figure 112007085362498-pat00056
Equation 8

도 7을 참조하면, 수신배열안테나(250)는 송신장치(100)로부터 수신한 송신신호와 에코채널을 통한 반향신호를 벡터생성모듈로 인가하고, 벡터생성모듈(220)은 수신배열안테나로부터 송신신호와 반향신호를 인가받아 에코채널을 추정하고, 추정된 에코채널로부터 아래의 [수학식 9]를 통해 후처리 벡터를 생성한다.Referring to FIG. 7, the reception array antenna 250 applies a transmission signal received from the transmission device 100 and an echo signal through an echo channel to the vector generation module, and the vector generation module 220 transmits from the reception array antenna. A signal and an echo signal are applied to estimate an echo channel, and a post-processing vector is generated from the estimated echo channel through Equation 9 below.

Figure 112007085362498-pat00057
...............................................[수학식 9]
Figure 112007085362498-pat00057
......................... 9]

여기서, 후처리 벡터

Figure 112007085362498-pat00058
는 [수학식 10]과 같은 성질을 갖는다.Where post-processing vector
Figure 112007085362498-pat00058
Has the same properties as in [Equation 10].

Figure 112007085362498-pat00059
.....................................................[수학식 10]
Figure 112007085362498-pat00059
........................................ ... [Equation 10]

반향신호 제거모듈(230)은 상기 [수학식 10]과 같은 성질에 따라 벡터생성모듈(230)로부터 인가받은 송신신호와 반향신호에 후처리 벡터

Figure 112007085362498-pat00060
를 곱하여 반향신호만을 제거하며, 재전송신호는 반향신호와의 간섭됨 없이 송신안테나(260)로 인가된다.The echo signal removing module 230 is a post-processing vector applied to the transmission signal and the echo signal received from the vector generating module 230 according to the property of [Equation 10].
Figure 112007085362498-pat00060
Multiply by to remove only the echo signal, the retransmission signal is applied to the transmission antenna 260 without interfering with the echo signal.

상기 생성된 후처리 벡터에 따라 [수학식 7]은 [수학식 10]의 ZF(zero-forcing) 성질에 따라 에코채널을 통해 들어오는 반향신호가 완벽히 제거되며, 아래의 [수학식 11]로 재정의 된다.According to the generated post-processing vector, Equation 7 completely eliminates the echo signal coming through the echo channel according to the ZF (zero-forcing) property of Equation 10, and redefined by Equation 11 below. Becomes.

Figure 112007085362498-pat00061
................................[수학식 11]
Figure 112007085362498-pat00061
Equation 11

이때,

Figure 112007085362498-pat00062
는 송신장치(100)와 중계장치(200) 사이의 유효채널을 나타내며,
Figure 112007085362498-pat00063
이므로,
Figure 112007085362498-pat00064
의 통계적 특성은 상기 [수학식 1]의
Figure 112007085362498-pat00065
와 동일하고,
Figure 112007085362498-pat00066
와 상기 첨부도면 도 1에 도시된 채널
Figure 112007085362498-pat00067
와 비교해 볼 때, 시스템의 성능 열화가 없음을 알 수 있다.At this time,
Figure 112007085362498-pat00062
Denotes an effective channel between the transmitter 100 and the relay 200,
Figure 112007085362498-pat00063
Because of,
Figure 112007085362498-pat00064
Statistical characteristics of the above Equation 1
Figure 112007085362498-pat00065
Same as
Figure 112007085362498-pat00066
And the channel shown in FIG.
Figure 112007085362498-pat00067
Compared with, it can be seen that there is no performance degradation of the system.

뒤미처 송신안테나(260)는 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 이를 수신장치(300)로 재전송하고, 이와 동시에 수신배열안테나(250)로 재전송신호가 반향되게 된다.The rear-view transmitting antenna 260 receives the retransmission signal from the echo signal removing module and retransmits it to the receiving device 300, and at the same time, the retransmission signal is reflected to the receiving array antenna 250.

한편, 앞서 상술한 제1 및 제2 실시예의 시스템에 기반하여 첨부도면 도 8에 도시된바와 같이, 중계장치(200)가 송신배열안테나(240) 및 수신배열안테나(250)로 구성될 수 있다. 이를 구체적으로 첨부도면 도 9 및 도 10을 참조하여 살펴보면, 벡터생성모듈(220)은 수신배열안테나로부터 송신신호와 에코채널을 통한 반향신호를 인가받아 상기 [수학식 3]을 통해 선처리 벡터를 생성하고, 상기 [수학식 9]에 따라 후처리 벡터를 생성한다.On the other hand, as shown in the accompanying drawings based on the system of the first and second embodiments described above, the relay device 200 may be composed of a transmitting array antenna 240 and a receiving array antenna 250. . Specifically, referring to FIGS. 9 and 10, the vector generation module 220 receives a transmission signal and an echo signal through an echo channel from the reception array antenna to generate a preprocessing vector through Equation 3 above. And a post-processing vector is generated according to Equation 9 above.

반향신호 제거모듈(230)은 벡터생성모듈로부터 인가받은 송신신호와 반향신호와 선처리 벡터

Figure 112007085362498-pat00068
및 후처리 벡터를
Figure 112007085362498-pat00069
를 곱하여 반향신호를 제거한다.The echo signal removing module 230 transmits a signal received from the vector generating module, an echo signal, and a preprocessing vector.
Figure 112007085362498-pat00068
And post-processing vectors
Figure 112007085362498-pat00069
Multiply by to remove the echo signal.

송신배열안테나(240)는 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 이를 수신장치(300)로 재전송함과 동시에 수신배열안테나(250)로 재전송신호가 반향되게 된다. The transmitting array antenna 240 receives the retransmission signal from the echo signal removing module and retransmits it to the receiving device 300 and at the same time, the retransmission signal is reflected to the receiving array antenna 250.

또한, 첨부도면 도 11에 도시된 바와 같이, 앞서 상술한 수신배열안테나(250), 벡터생성모듈(220), 반향신호 제거모듈(230) 및 송신배열안테나(240)를 포함하는 중계장치(200)는 복수개의 안테나로 구성된 송신장치(100) 및 복수개의 안테나로 구성된 수신장치(300)간의 송신신호 중계 또한 가능하며, 송신신호와 생성된 선ㆍ후처리 벡터 및 반향신호를 곱함으로써 반향신호와의 간섭됨 없이 송신신호를 중계할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 11, the relay apparatus 200 including the above-described reception array antenna 250, the vector generation module 220, the echo signal canceling module 230, and the transmission array antenna 240. ) Is also capable of relaying the transmission signal between the transmission device 100 consisting of a plurality of antennas and the reception device 300 consisting of a plurality of antennas, and multiplying the transmission signal by the generated pre- and post-processing vectors and echo signals. The transmission signal can be relayed without interference.

이하, 본 발명에 따른 제3 실시예에 대해 살펴본다. 제3 실시예에 따른 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템은 제1 실시예의 시스템을 기반으로 한다.Hereinafter, a third embodiment according to the present invention will be described. The echo signal cancellation and echo channel derivation system according to the third embodiment is based on the system of the first embodiment.

구체적으로 도 12를 참조하여 살피면, 수신안테나(210)는 송신장치(100)로부터 수신한 송신신호와 에코채널을 통한 반향신호를 PN신호생성모듈로 인가한다.In detail, referring to FIG. 12, the reception antenna 210 applies a transmission signal received from the transmission apparatus 100 and an echo signal through an echo channel to the PN signal generation module.

PN신호생성모듈(270)은 상기 [수학식 1]에서 정의된 데이터 벡터

Figure 112007085362498-pat00070
를 기반으로 한 아래의 [수학식 12]에 따라 서로 직교성질(orthogonal)을 갖는 PN(pseudorandom noise)신호를 생성하여 상기 송신신호와 가합하고, 이 PN신호가 가합된 재전송신호를 송신배열안테나(240)로 인가한다.The PN signal generation module 270 is a data vector defined in Equation 1 above.
Figure 112007085362498-pat00070
Based on Equation 12 below, PN (pseudorandom noise) signals having orthogonal properties are generated and added to the transmission signal, and the retransmission signal to which the PN signal is added is transmitted to the transmission array antenna ( 240).

Figure 112007085362498-pat00071
..........................[수학식 12]
Figure 112007085362498-pat00071
Equation 12

여기서

Figure 112007085362498-pat00072
Figure 112007085362498-pat00073
째 안테나의 길이 의 PN신호의
Figure 112007085362498-pat00074
째 원소를 나타내며,
Figure 112007085362498-pat00075
,
Figure 112007085362498-pat00076
,
Figure 112007085362498-pat00077
는 각각
Figure 112007085362498-pat00078
,
Figure 112007085362498-pat00079
,
Figure 112007085362498-pat00080
의 길이
Figure 112007085362498-pat00081
인 벡터 표현으로, PN신호와는 아래의 [수학식 13]과 같이 자기상관(auto correlation)성질과 직교상관(cross correlation)성질을 갖는다.here
Figure 112007085362498-pat00072
Is
Figure 112007085362498-pat00073
Of the PN signal of the antenna length
Figure 112007085362498-pat00074
The second element,
Figure 112007085362498-pat00075
,
Figure 112007085362498-pat00076
,
Figure 112007085362498-pat00077
Are each
Figure 112007085362498-pat00078
,
Figure 112007085362498-pat00079
,
Figure 112007085362498-pat00080
Length of
Figure 112007085362498-pat00081
In the vector expression, the PN signal has an auto correlation property and a cross correlation property as shown in Equation 13 below.

Figure 112007085362498-pat00082
........................[수학식 13]
Figure 112007085362498-pat00082
Equation 13

여기서, 에코채널을 통과하여 반향신호와 함께 PN신호의 첫 심볼이 수신안테나로 들어오는 지연시간을

Figure 112007085362498-pat00083
라고 정의할 때,
Figure 112007085362498-pat00084
시간 이후에 재전송되는 PN신호는 에코채널을 통해 수신안테나로 반향되어 상기 송신장치로부터 수신한 송신신호와 간섭으로 작용하고, 다시 PN신호의 재전송 주기(T)동안 누적된다.Here, the delay time that the first symbol of the PN signal enters the reception antenna along with the echo signal through the echo channel
Figure 112007085362498-pat00083
Is defined as
Figure 112007085362498-pat00084
The PN signal retransmitted after the time is echoed to the reception antenna through the echo channel to interfere with the transmission signal received from the transmission apparatus, and is accumulated again during the retransmission period T of the PN signal.

그러나 개의 신호를 수신한 뒤에 아래의 [수학식 14]와 같이 에코채널

Figure 112007085362498-pat00085
을 추정함으로써, 수신안테나(210)는 PN신호가 가합된 반향신호로부터 정확한
Figure 112007085362498-pat00086
시간을 추정하여 반향신호로부터 에코채널을 도출한다.However, after receiving the signals, echo channel as shown in [Equation 14] below
Figure 112007085362498-pat00085
By estimating the signal, the reception antenna 210 can accurately determine the echo signal from which the PN signal is added.
Figure 112007085362498-pat00086
The time is estimated to derive the echo channel from the echo signal.

Figure 112007085362498-pat00087
...............................[수학식 14]
Figure 112007085362498-pat00087
Equation 14

송신배열안테나(240)는 PN신호생성모듈로부터 PN신호가 가합된 재전송신호를 인가받아 수신장치로 재전송신하고, 이때 다시 PN신호가 가합된 재전송 신호가 중계기 수신안테나로 일부 반향한다.The transmission array antenna 240 receives a retransmission signal including the PN signal from the PN signal generation module and retransmits it to the receiving device. At this time, the retransmission signal including the PN signal is partially reflected to the repeater reception antenna.

이어서 수신안테나(210)는 PN신호가 가합된 반향신호를 수신하여 다시 PN신호로부터 에코채널을 도출하고, 수신장치(300)는 송신배열안테나로부터 재전송신호를 수신한다.Subsequently, the reception antenna 210 receives the echo signal to which the PN signal is added, derives an echo channel from the PN signal, and the reception apparatus 300 receives the retransmission signal from the transmission array antenna.

한편, 트레이닝 시퀀스(pilot, preamble 등의 known sequence)를 이용하여 WiBro Spec이 개시하고 있는 심볼 타임의 규격에 따라 에코채널을 도출하여 반향신호를 제거할 수 있으며, 이는 아래와 같다.On the other hand, using a training sequence (known sequences such as pilot, preamble, etc.) it is possible to remove the echo signal by deriving an echo channel according to the standard of symbol time initiated by the WiBro Spec.

WiBro Spec이 개시하고 있는 심볼 타임의 규격은 직교주파수분할다중(OFDM, Orthogonal frequency division multiplexing)이 115.2us, TTG(Transmit/receive Transition Gap)이 87.2us 그리고 RTG(Receive/transmit Transition Gap)이 74.4us로 정의된다.The symbol time specifications that WiBro Spec has started are 115.2us for Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), 87.2us for Transmit / receive Transition Gap (TGT), and 74.4us for Receive / transmit Transition Gap (RTG). Is defined as

상기와 같은 심볼 타임에 착안하여 1km cell을 전송할 경우 전파경로에 따른 지연시간(propagation delay)은 3us임을 알 수 있는바, 첨부도면 도 13을 참조하여 살피면, 파일롯신호(pilot signal)생성모듈(280)은 TTG 또는 RTG 시간동안에 파일롯신호를 생성하여 송신배열안테나(240)로 인가한다. 이때 파일롯신호는 TTG 또는 RTG시간에 송ㆍ수신되므로 파일롯신호 이외의 다른 신호의 송ㆍ수신은 이루어지지 않는다.It can be seen that the propagation delay according to the propagation path is 3us when the 1km cell is transmitted based on the symbol time as described above. Referring to FIG. 13, a pilot signal generation module 280 is shown. ) Generates a pilot signal during the TTG or RTG time and applies it to the transmit array antenna 240. At this time, since the pilot signal is transmitted and received during the TTG or RTG time, no signal other than the pilot signal is transmitted or received.

뒤미처, 수신안테나(210)는 TTG 또는 RTG 시간동안 송신배열안테나(240)로부터 파일롯신호를 수신하여 아래의 [수학식 15]에 따라 에코채널을 도출한다.Behind the scene, the receiving antenna 210 receives a pilot signal from the transmitting array antenna 240 during the TTG or RTG time to derive an echo channel according to Equation 15 below.

Figure 112007085362498-pat00088
................................................[수학식 15]
Figure 112007085362498-pat00088
................................................[Math Equation 15

상기 [수학식 15]에 따라 파일롯신호의 첫 번째 샘플 시간 115.2/1024us 동안은 송신배열안테나 중 어느 한 개의 안테나로 1을 전송하고, 다음 샘플 시간에는 송신배열안테나의 다른 하나의 안테나로 1을 전송하여 시간에 따라 직교성질을 갖 도록 함으로써, 각각

Figure 112007085362498-pat00089
시간동안의 지연 후 샘플 시간동안 수신안테나에 수신되는 신호는 에코채널 값과 같다. 또한, 송신안테나(260)이 하나일 때는 파일럿 한 개, 즉 임펄스만을 전송하여 수신배열안테나(250)으로 수신된 값을 측정해 에코채널을 도출할 수도 있다. 보기를 들어, 한 개의 송신안테나로 1을 송신하였을 때, 각 수신 안테나로 수신된 값은 각 수신안테나와 송신안테나 사이의 에코채널 값이 된다.According to Equation 15, 1 is transmitted to any one antenna of the transmit array antenna during the first sample time 115.2 / 1024us of the pilot signal, and 1 is transmitted to the other antenna of the transmit array antenna at the next sample time. To have orthogonality over time,
Figure 112007085362498-pat00089
The signal received at the receiving antenna during the sample time after the delay in time is equal to the echo channel value. In addition, when there is only one transmitting antenna 260, one pilot, that is, only an impulse may be transmitted to measure an value received by the receiving array antenna 250 to derive an echo channel. For example, when 1 is transmitted to one transmitting antenna, the value received by each receiving antenna becomes an echo channel value between each receiving antenna and the transmitting antenna.

그리고, 재송신신호를 통한 에코채널의 도출 또한 가능한데, 이는 에코채널 추정에 부가적인 도움을 위해 사용될 수 있으며, 특히 [도 5], [도 6], [도 7]의 경우에 독립적인 에코채널 추정 방법으로 쓰일 수 있다. 즉, 수신배열안테나(250)는 송신안테나(260)로부터 반향신호와 상기 [수학식 1]에서 정의된 벡터

Figure 112007085362498-pat00090
를 수신한다. 이때 상기 [수학식 7]은 아래 [수학식 16]으로 다시 쓸 수 있다.In addition, it is also possible to derive an echo channel through the retransmission signal, which can be used for additional help in echo channel estimation, and in particular, independent echo channel estimation in the case of FIG. 5, FIG. Can be used in a way. That is, the reception array antenna 250 is a vector from the transmission antenna 260 and the vector defined in [Equation 1]
Figure 112007085362498-pat00090
Receive At this time, Equation 7 may be rewritten as Equation 16 below.

Figure 112007085362498-pat00091
........................................[수학식 16]
Figure 112007085362498-pat00091
Equation 16

[수학식 16]에 재전송 신호

Figure 112007085362498-pat00092
를 곱하여 아래 [수학식 17]과 같이 에코채널을 추정한다. 이때, 상기 [수학식 14]에서와 동일하게 지연시간
Figure 112007085362498-pat00093
의 추정으로 재전송신호
Figure 112007085362498-pat00094
에 대한 간섭은 없다고 가정한다.Retransmission signal in [Equation 16]
Figure 112007085362498-pat00092
Multiply by to estimate the echo channel as shown in Equation 17 below. At this time, the delay time as in [Equation 14]
Figure 112007085362498-pat00093
Retransmission signal by estimation of
Figure 112007085362498-pat00094
Assume that there is no interference with.

Figure 112007085362498-pat00095
.....................................................[수학식 17]
Figure 112007085362498-pat00095
........................................ ... [Equation 17]

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명 에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 간섭제거시스템의 구성을 도시한 도면,1 is a view showing the configuration of a conventional interference cancellation system;

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템을 도시한 구성도,2 is a block diagram illustrating an echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템의 물리적 관계를 도시한 도면,3 is a diagram illustrating a physical relationship between an echo signal cancellation system and an echo channel derivation system using multiple antennas according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 반향신호가 제거됨을 순차적으로 도시한 도면,4 is a view sequentially showing that an echo signal is removed according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템을 도시한 구성도,5 is a block diagram illustrating an echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas according to a second embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템의 물리적 관계를 도시한 도면,6 is a diagram illustrating a physical relationship between an echo signal cancellation and an echo channel derivation system using multiple antennas according to a second embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따라 반향신호가 제거됨을 순차적으로 도시한 도면,7 is a view sequentially illustrating that an echo signal is removed according to a second embodiment of the present invention;

도 8은 제1 실시예의 송신배열안테나 및 제2 실시예의 수신배열안테나를 포함하는 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템을 도시한 구성도,8 is a block diagram illustrating an echo signal cancellation and echo channel derivation system including a transmission array antenna of a first embodiment and a reception array antenna of a second embodiment;

도 9는 제1 실시예의 송신배열안테나 및 제2 실시예의 수신배열안테나를 포함하는 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템의 물리적 관계를 도시한 도면,9 is a diagram illustrating a physical relationship between an echo signal cancellation and echo channel derivation system including a transmission array antenna of a first embodiment and a reception array antenna of a second embodiment;

도 10은 제1 실시예의 송신배열안테나 및 제2 실시예의 수신배열안테나를 포함하는 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템에 따라 반향신호가 제거됨을 순차 적으로 도시한 도면,FIG. 10 is a view sequentially illustrating that echo signals are removed according to an echo signal cancellation and echo channel derivation system including a transmission array antenna of a first embodiment and a reception array antenna of a second embodiment;

도 11은 복수개로 구성된 송신장치 및 복수개로 구성된 수신장치간의 송신신호 중계의 물리적 관계를 도시한 도면,11 is a diagram showing the physical relationship of transmission signal relay between a plurality of transmitters and a plurality of receivers;

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 PN신호생성을 통해 에코채널을 도출하는 것을 나타내는 도면,12 is a diagram illustrating deriving an echo channel through PN signal generation according to a third embodiment of the present invention;

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파일롯신호생성을 통해 에코채널을 도출하는 것을 나타내는 도면.13 is a diagram illustrating deriving an echo channel through pilot signal generation according to a third embodiment of the present invention;

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ** ** Description of symbols for the main parts of the drawing **

S: 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템S: echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas

100: 송신장치 200: 중계장치100: transmitter 200: relay

210: 수신안테나 220: 벡터생성모듈210: reception antenna 220: vector generation module

230: 반향신호 제거모듈 240: 송신배열안테나230: echo signal cancellation module 240: transmission array antenna

250: 수신배열안테나 260: 송신안테나250: receiving array antenna 260: transmitting antenna

270: PN신호생성모듈 280: 파일롯신호생성모듈270: PN signal generation module 280: pilot signal generation module

300: 수신장치 300: receiver

Claims (8)

수신안테나와 송신배열안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하는 중계시스템으로서,A relay system for relaying a transmission signal between a transmitting device and a receiving device through a relay device comprising a receiving antenna and a transmitting array antenna, 상기 중계장치는,The relay device, 상기 송신장치로부터 송신신호와, 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신안테나와, 선처리 벡터를 생성하여 상기 수신안테나로부터 수신한 송신신호 및 반향신호와 함께 반향신호 제거모듈로 인가하는 벡터생성모듈과, 상기 선처리 벡터와 상기 송신신호 및 상기 반향신호를 곱하여 반향신호를 제거하는 반향신호 제거모듈 및 상기 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 상기 수신장치로 재전송하는 송신배열안테나를 포함하되,A reception antenna for receiving a transmission signal from the transmission device and an echo signal through an echo channel, a vector generation module for generating a preprocessing vector and applying it to the echo signal removal module together with the transmission signal and the echo signal received from the reception antenna; And a echo signal removal module for removing echo signals by multiplying the preprocessing vector by the transmission signal and the echo signal, and a transmission array antenna for receiving the retransmission signal from the echo signal removal module and retransmitting the echo signal to the receiver. 상기 선처리 벡터는 [수학식 3]을 통해 생성되며, 선처리 벡터의
Figure 112009058000118-pat00096
은 에코채널 벡터
Figure 112009058000118-pat00097
의 nullspace 기저벡터로 구성된 nulling 벡터를 구하는 함수이고, nulling 벡터
Figure 112009058000118-pat00098
는 [수학식 4]와 같은 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템.
The preprocessing vector is generated through Equation 3, and the preprocessing vector
Figure 112009058000118-pat00096
Silver ecochannel vector
Figure 112009058000118-pat00097
Returns a nulling vector of the basis vectors of nullspaces in.
Figure 112009058000118-pat00098
The echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas, characterized in that the properties as shown in [Equation 4].
Figure 112009058000118-pat00099
................................................... [수학식 3]
Figure 112009058000118-pat00099
........................................ Equation 3
Figure 112009058000118-pat00100
..................................................... [수학식 4]
Figure 112009058000118-pat00100
........................................ ... [Equation 4]
삭제delete 수신배열안테나와 송신안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하는 중계시스템으로서,A relay system for relaying a transmission signal between a transmitting device and a receiving device through a relay device comprising a receiving array antenna and a transmitting antenna, 상기 중계장치는,The relay device, 상기 송신장치로부터 송신신호와, 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신배열안테나와, 후처리 벡터를 생성하여 상기 수신배열안테나로부터 수신한 송신신호 및 반향신호와 함께 반향신호 제거모듈로 인가하는 벡터생성모듈과, 상기 벡터생성모듈로부터 수신한 후처리 벡터와 반향신호 및 송신신호를 곱하여 반향신호를 제거하는 반향신호 제거모듈 및 상기 반향신호 제거모듈로부터 재전송신호를 인가받아 상기 수신장치로 재전송하는 송신안테나를 포함하되,A vector for generating a post-processing vector and receiving the transmission signal, the echo signal through the echo channel, and a post-processing vector from the transmitting apparatus and applying the echo signal to the echo signal removing module together with the transmission signal and the echo signal received from the receiving array antenna. A echo signal removal module for removing echo signals by multiplying a post-processing vector received from the vector generating module with a post-processing vector and an echo signal and a transmission signal, and a transmission for receiving a retransmission signal from the echo signal removal module and retransmitting it to the receiver. Including antennas, 상기 후처리 벡터는 [수학식 9]를 통해 생성되며, [수학식 10]과 같은 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템.The post-processing vector is generated through Equation (9), and has an echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas, characterized in that it has the same properties as in [Equation 10].
Figure 112009058000118-pat00101
................................................[수학식 9]
Figure 112009058000118-pat00101
................................................[Math Equation 9
Figure 112009058000118-pat00102
.....................................................[수학식 10]
Figure 112009058000118-pat00102
........................................ ... [Equation 10]
삭제delete 수신안테나와 송신배열안테나를 구성한 중계장치를 통해 송신장치와 수신장치간에 송신신호를 중계하는 중계시스템으로서,A relay system for relaying a transmission signal between a transmitting device and a receiving device through a relay device comprising a receiving antenna and a transmitting array antenna, 상기 중계장치는,The relay device, 상기 송신장치로부터 송신신호와, 에코채널을 통한 반향신호를 수신하는 수신안테나;A reception antenna for receiving a transmission signal and an echo signal through an echo channel from the transmission device; 서로 직교성질을 갖는 PN신호를 생성하여 상기 송신신호와 가합하고, PN신호가 가합된 재전송신호를 송신배열안테나로 인가하는 PN신호생성모듈;A PN signal generation module which generates PN signals having orthogonal properties to each other and adds them to the transmission signal, and applies a retransmission signal including the PN signal to the transmission array antenna; 상기 PN신호생성모듈로부터 PN신호가 가합된 재전송신호를 인가받아 재전송신호를 상기 수신장치로 송신하는 송신배열안테나; 및A transmission array antenna which receives a retransmission signal to which the PN signal is added from the PN signal generation module and transmits the retransmission signal to the receiving device; And TTG(Transmit/receive Transition Gap) 또는 RTG(Receive/transmit Transition Gap) 시간동안 파일롯신호를 생성하는 파일롯신호생성모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템.A pilot signal generation module for generating a pilot signal during a TTG (Transmit / receive Transition Gap) or RTG (Receive / transmit Transition Gap) time; Echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas comprising a. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 PN신호생성은 [수학식 12]를 통해 이루어지되,The PN signal generation is made through [Equation 12],
Figure 112007085362498-pat00103
Figure 112007085362498-pat00104
째 안테나 길이의
Figure 112007085362498-pat00105
번째 원소를 나타내며,
Figure 112007085362498-pat00106
,
Figure 112007085362498-pat00107
,
Figure 112007085362498-pat00108
는 각각
Figure 112007085362498-pat00109
,
Figure 112007085362498-pat00110
,
Figure 112007085362498-pat00111
의 길이 벡터 표현으로 PN신호와 [수학식 13]과 같이 자기상관(auto correlation)성질과 직교상관(cross correlation)성질을 갖는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템.
Figure 112007085362498-pat00103
Is
Figure 112007085362498-pat00104
Of antenna length
Figure 112007085362498-pat00105
Represents the th element,
Figure 112007085362498-pat00106
,
Figure 112007085362498-pat00107
,
Figure 112007085362498-pat00108
Are each
Figure 112007085362498-pat00109
,
Figure 112007085362498-pat00110
,
Figure 112007085362498-pat00111
A echo signal removal and echo channel derivation system using multiple antennas as a length vector representation of a PN signal and having auto correlation and cross correlation properties as shown in [Equation 13].
Figure 112007085362498-pat00112
..........................[수학식 12]
Figure 112007085362498-pat00112
Equation 12
Figure 112007085362498-pat00113
..........................[수학식 13]
Figure 112007085362498-pat00113
Equation 13
삭제delete 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, [수학식 16]과 상기 재전송신호
Figure 112007085362498-pat00114
를 곱하여 [수학식 17]과 같이 에코채널을 추정하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나를 이용한 반향신호 제거 및 에코채널 도출 시스템.
Equation 16 and the retransmission signal
Figure 112007085362498-pat00114
Echo signal cancellation and echo channel derivation system using multiple antennas, characterized in that to estimate the echo channel by multiplying by Equation 17.
Figure 112007085362498-pat00115
........................................[수학식 16]
Figure 112007085362498-pat00115
Equation 16
Figure 112007085362498-pat00116
.....................................................[수학식 17]
Figure 112007085362498-pat00116
........................................ ... [Equation 17]
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101972397B1 (en) * 2018-01-12 2019-04-25 한밭대학교 산학협력단 Apparatus and method for wireless power transfer based communications with distributed beamforming in multiple-relay systems

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101627890B1 (en) * 2009-07-28 2016-06-07 파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카 Wireless relay device and wireless relay method
WO2013100649A1 (en) * 2011-12-27 2013-07-04 한국방송공사 On-channel relay apparatus and method using multiple receiving antennas

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010090039A (en) * 2001-08-21 2001-10-18 박상열 Real Time Blind/Adaptive Interference Cancellation Aparatus and Method using Feedback and/or Feedforward
KR100342001B1 (en) 2001-08-03 2002-07-02 Power Korea Inc Dual feedback adaptive interference canceller
KR100744430B1 (en) 2006-08-18 2007-08-01 주식회사 쏠리테크 Radio relay device having multi-antennas for echo cancellation and method thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001007750A (en) * 1999-06-25 2001-01-12 Mitsubishi Electric Corp Radio relay system
JP2001186073A (en) * 1999-12-24 2001-07-06 Japan Radio Co Ltd Wireless repeater and wireless relay system
JP3603873B2 (en) * 2002-03-19 2004-12-22 住友電気工業株式会社 Wraparound canceller
JP2004048204A (en) * 2002-07-09 2004-02-12 Kddi Corp Wireless relay apparatus
JP4459738B2 (en) * 2004-07-05 2010-04-28 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Relay device, communication device, and directivity control method
JP4524148B2 (en) * 2004-07-16 2010-08-11 株式会社日立国際電気 Wireless relay device
JP4799228B2 (en) * 2005-12-02 2011-10-26 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Communication node, radio communication system, and data relay method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100342001B1 (en) 2001-08-03 2002-07-02 Power Korea Inc Dual feedback adaptive interference canceller
KR20010090039A (en) * 2001-08-21 2001-10-18 박상열 Real Time Blind/Adaptive Interference Cancellation Aparatus and Method using Feedback and/or Feedforward
KR100744430B1 (en) 2006-08-18 2007-08-01 주식회사 쏠리테크 Radio relay device having multi-antennas for echo cancellation and method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SSP '07. IEEE/SP 14th Workshop on Publication Date: 26-29 Aug. 2007;Simultaneous Transmission and Reception for Improved wireless Network Performance; On page(s): 478-482

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101972397B1 (en) * 2018-01-12 2019-04-25 한밭대학교 산학협력단 Apparatus and method for wireless power transfer based communications with distributed beamforming in multiple-relay systems

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