KR100961888B1 - 무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공간을 분할하여 통신을 수행하는 무선 통신시스템에서 다른 단말의 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 프레임의 제 1 구간 동안, 기지국에서 단말들로 제어 정보를 전송하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 단말들이 공간을 분할하여 신호를 송수신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하여, 단말은 상기 주변 단말의 상태 정보를 이용하여 다른 단말로부터의 간섭을 제거할 수 있는 이점이 있다.
공간 분할 복신(Space Division Duplexing), 간섭 제거, 안테나 제어 장치, 기지국, 단말

Description

무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CANCELLATING INTERFERENCE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 통상적인 시 분할 복신 방식을 사용하는 장치의 블록구성을 도시하는 도면,
도 2는 통상적인 주파수 분할 복신 방식을 사용하는 장치의 블록구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 분할 복신 방식을 사용하는 장치의 블록구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 송신 안테나의 간섭을 제거하기 위한 장치의 블록구성을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 송신 안테나의 간섭을 제거하기 위한 장치의 블록구성을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 송신 안테나의 간섭을 제거하기 위한 장치의 블록구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 프레임 구조를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 타이밍을 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 기지국의 블록구성을 도시하는 도면, 및
도 12는 본 발명에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 단말의 블록구성을 도시하는 도면.
본 발명은 무선통신시스템 공간 분할 복신(Space Division Duplexing : 이하 SDD라 칭함) 방식으로 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 무선통신시스템에서 SDD방식으로 통신을 수행함으로 인해 발생하는 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 무선통신시스템은 상향링크(Up-link)와 하향링크(Down-link)를 구분하는 기준에 따라 주파수 분할 복신(Frequency Division Duplexing : 이하 FDD라 칭함) 방식 또는 시분할 복신(Time Division Duplexing : 이하, TDD라 칭함) 방식을 사용하여 통신을 수행한다.
상기 무선통신시스템에서 TDD 방식을 사용하는 경우, 상기 무선통신시스템은 시간을 기준으로 상향링크와 하향링크를 분할하여 통신을 수행한다. 따라서, 상기 무선통신시스템의 상향링크와 하향링크는 동일한 주파수를 이용한다. 여기서, 상기 TDD방식의 무선통신시스템은 하기 도 1과 같이 구성된다.
도 1은 통상적인 시분할 복신 방식을 사용하는 장치의 블록구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 TDD방식을 사용하는 기지국을 예를 들어 설명한다
상기 도 1에 도시된 바와 같이 상기 기지국(100)은 송신부(101), 수신부(103), 스위치(105) 및 안테나(107)를 포함하여 구성된다.
상기 스위치(105)는 상기 송신부(101)와 수신부(103)가 상기 안테나(107)를 공유할 수 있도록 하향링크 구간과 상향링크 구간을 분기하여 해당 구간의 신호를 상기 송신부(101)와 수신부(103)로 전송한다. 예를 들어, 상기 스위치(105)는 상기 TDD방식에 따라 하향링크 구간 동안 상기 안테나(107)를 통해 수신되는 신호를 상기 수신부(103)로 전달하고, 상향링크 구간 동안 상기 송신부(101)로부터 제공되는 송신 신호를 상기 안테나(107)로 전달한다.
상기 송신부(101)는 하향링크 구간 동안 송신 신호를 처리하여 상기 스위치(105)로 전송한다. 상기 수신부(103)는 상향링크 구간 동안 상기 스위치(105)로부터 제공받은 수신 신호를 처리한다.
상기 무선통신시스템에서 FDD방식을 사용하는 경우, 상기 무선통신시스템은 주파수를 기준으로 상향링크와 하향링크를 분할하여 통신을 수행한다. 따라서, 상기 무선통신시스템의 상향링크와 하향링크는 동일한 시간 자원을 이용한다. 여기서, 상기 FDD방식의 무선통신시스템은 하기 도 2와 같이 구성된다.
도 2는 통상적이 주파수 분할 복신 방식을 사용하는 장치의 블록구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 FDD방식을 사용하는 기지국을 예를 들어 설명한다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 기지국(200)은 송신부(201), 수신부(203), 듀플렉서(Duplexer)(205) 및 안테나(207)를 포함하여 구성된다.
상기 듀플렉서(205)는 상기 송신부(201)와 수신부(203)가 하나의 안테나(207)를 공유할 수 있도록 송신 주파수와 수신 주파수를 분기하여 상기 송신부(101)와 수신부(103)로 제공하는 역할을 수행한다.
상기 송신부(201)는 제 1 주파수를 통해 전송할 신호를 처리하여 상기 듀플렉서(205)로 전송한다. 상기 수신부(203)는 상기 듀플렉서(205)로부터 제 2 주파수를 통해 수신되는 수신 신호를 처리한다.
상기 무선통신시스템은 TDD방식을 이용하여 통신을 수행할 때와 FDD방식을 이용하여 통신을 수행할 때 서로 다른 특징이 나타난다. 예를 들어, 상기 무선통신시스템에서 TDD방식을 이용하여 통신을 수행하는 경우, 상/하향링크가 동일한 주파수를 사용하기 때문에 FDD방식보다 스케줄링 복잡도가 높지만 주파수 사용 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 상기 무선통신시스템에서 TDD방식을 사용하는 경우, 상/하향링크가 하나의 주파수를 사용함으로 보호 대역(Guide Band)이 필요 없지만 상/하향링크 사이의 왕복 소요 지연(Round Trip Delay) 또는 전환 지연(Switching Delay)만큼의 보호 시간이 필요하다.
상술한 바와 같이 상기 무선통신시스템은 TDD방식을 사용할 때와 FDD방식을 사용할 때 얻을 수 있는 이점이 서로 다르다. 즉, 상기 무선통신시스템에서 TDD방식을 사용하여 통신을 수행하는 경우, 상/하향링크가 동일한 주파수를 사용하므로 주파수 효율이 좋다. 또한, 상기 무선통신시스템에서 FDD방식을 사용하여 통신을 수행하는 경우, 상/하향링크가 동일한 시간을 사용하므로 시간 자원 효율이 높고, 상/하향 링크가 서로 다른 주파수를 사용하므로 스케줄링 복잡도가 낮은 이점이 있다.
하지만, 상기 무선통신시스템에서 상기 TDD방식을 사용하는 통신을 수행하는 경우, 상/하향링크가 동일한 주파수를 사용하므로 스케줄링 복잡도가 높고 보호 시간에 따라 시간 자원이 낭비되는 문제점이 있다. 또한, 상기 무선통신시스템에서 FDD방식을 사용하여 통신을 수행하는 경우, 상/하향 링크가 서로 다른 주파수를 사용하므로 주파수 자원 효율이 낮으면 보호 영역을 사용해야하므로 주파수 자원이 낭비되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 시간 자원 및 주파수 자원의 낭비를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신시스템에서 공간 분할 복신 방식을 사용하여 시간 자원 및 주파수 자원의 낭비를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 공간 분할 복신 방식을 사용하여 통신을 수행하는 경우 발생하는 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선통신시스템에서 공간 분할 복신 방식을 사용하여 통신을 수행할 때 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 무선 통신시스템의 프레임 구성 방법은, 상기 프레임의 제 1 구간 동안, 기지국에서 단말들로 제어 정보를 전송하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과, 상기 프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 단말들이 공간을 분할하여 신호를 송수신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 무선통신시스템의 기지국에서 간섭을 제거하기 위한 방법은, 서비스 영역에 포함되는 단말들의 상태 정보를 확인하는 과정과, 상기 단말들의 상태 정보를 포함하는 제어 정보를 생성하여 상기 단말들로 전송하는 과정과, 공간 자원을 분할하여 상기 단말들과 신호를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 공간을 분할하여 통신을 수행하는 무선통신시스템의 단말에서 간섭을 제거하기 위한 방법은, 기지국으로부터 수신되는 다른 단말들의 상태정보를 확인하는 과정과, 상기 기지국으로부터 신호가 수신되는 경우, 상기 다른 단말의 상태 정보를 이용하여 상기 수신신호에 포함된 다른 단말의 간섭 신호 성분을 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 무선통신시스템의 기지국 장치는, 서비스 영역에 포함되는 적어도 하나의 단말들에 대한 상태 정보를 확인하는 상태 정보 확인부와, 공간 자원을 이용하여 상기 단말들의 통신을 제어하는 스케줄러와, 상기 스케줄러의 제어에 따라 상기 단말들로 다른 단말들의 상태 정보 및 송신 신호를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 5 견지에 따르면, 공간을 분할하여 통신을 수행하는 무선통신시스템의 단말 장치는, 기지국으로부터 인접 단말의 상태정보 및 하향링크 신호를 수신하는 수신부와, 상기 인접 단말의 상태 정보를 이용하여 상기 기지국으로부터 수신받은 하향링크 신호에 포함된 인접 단말의 간섭을 제거하는 간섭 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선통신시스템에서 공간을 분할하여 신호를 송수신하는 경우 발생하는 간섭을 제거하기 위한 기술에 대해 설명한다. 다시 말해, 상기 무선통신시스템에서 공간 분할 복신(Space Division Duplexing : 이하, SDD라 칭함) 방식을 사용하는 통신을 수행하는 경우, 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 기술에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 분할 복신 방식을 사용하는 장치의 블록구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 상기 SDD방식을 사용하는 기지국을 예를 들어 설명하지만, 단말에도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기지국(300)은 송신부(310), 수신부(320) 및 제 1 안테나(311), 제 2 안테나(321)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 송신부(310)는 송신 신호를 처리하여 상기 제 1 안테나(311)를 통해 단말들로 송신한다. 상기 수신부(320)는 상기 제 2 안테나(321)를 통해 수신되는 신호에 대한 검출(Detecting) 및 복호화(Decoding)를 수행하여 원본 데이터를 검출한다.
이때 상기 송신부(310)와 수신부(320)는 시간 자원 및 주파수 자원을 독립적으로 사용한다. 즉, 상기 무선통신시스템에서 SDD방식을 사용하여 통신을 수행하는 경우, 상기 무선통신시스템은 상/하향링크를 공간을 이용하여 구분하므로 상기 송신부(310)와 수신부(320)는 시간 자원 및 주파수 자원을 독립적으로 사용한다. 따라서, 상기 송신부(310)는 상기 제 1 안테나(311)를 통해서 지속적으로 신호를 송신한다. 또한, 상기 수신부(320)는 상기 제 2 안테나(321)를 통해서 지속적으로 신호를 수신한다.
상술한 실시 예에서 상기 송신부(310)와 수신부(320)는 서로 다른 안테나를 사용하여 통신을 수행하는 것으로 예를 들어 설명한다. 다른 실시 예로 상기 송신부(310)와 수신부(320)는 하나 이상의 안테나를 공유하여 통신을 수행할 수도 있다.
상술한 바와 같이 SDD방식을 사용하는 상기 무선통신시스템은 공간 자원을 이용하여 상/하향링크를 구분하므로 상기 상/하향링크는 시간 자원 및 주파수 자원을 독립적으로 사용한다. 따라서, 상기 무선통신시스템은 상/하향링크를 구분하지 않고 지속적으로 신호를 송수신할 수 있다. 이 경우, 상기 무선통신시스템의 송신 신호가 수신신호에 간섭으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 상기 도 3에 도시된 바와 같이 구성되는 기지국에서 상기 송신 안테나(311)를 통해 송신하는 신호를 상기 수신 안테나(321)로 유입되어 수신신호에 잡음으로 작용한다.
이하 설명은 상기 무선통신시스템의 동일한 장치에 구비되는 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간섭을 제거하기 위한 방법에 대해 설명한다. 여기서, 상기 무선통신시스템은 SDD방식을 사용하는 기지국에서 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간섭을 제거하는 것을 예를 들어 설명하며, 단말에서도 동일하게 적용가능하다
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 송신 안테나의 간섭을 제거하기 위한 장치의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 기지국(400)은 송신부(410), 제 1 안테나(411), 수신부(420) 및 수신 안테나(421)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 송신부(410)는 상기 제 1 안테나(411)를 통해 지속적으로 신호를 송신한다. 또한, 상기 수신부(420)는 상기 제 2 안테나(421)를 통해 지속적으로 신호를 수신한다.
이때, 상기 기지국(400)은 상기 제 1 안테나(411)를 통해 송신되는 신호가 상기 제 2 안테나(421)로 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 제 1 안테나(411)를 지향성 안테나(Directional Actenna)로 구성한다. 또한, 상기 제 2 안테나(421)는 상기 제 1 안테나(411)의 지향 방향의 후방에 위치시켜 상기 제 1 안테나(411)의 송신신호가 상기 제 2 안테나(421)로 유입되는 것을 방지한다. 여기서, 지향성 안테나는 한 방향으로 지향성을 갖도록 신호를 전송하는 안테나를 의미한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 송신 안테나의 간섭을 제거하기 위한 장치의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기지국(500)은 송신부(510), 편광위상 측정기(530), 수신부(550) 및 다수 개의 안테나들(511, 513, 551, 553)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 안테나들(511, 513, 551, 553)은 편광 안테나(polarization antenna)로 구성된다. 를 사용한다. 여기서, 상기 편광 안테나는 송수신되는 신호의 편광 특성에 따라 송수신 안테나 간의 편광 위상을 조절하여 신호를 송수신하는 안테나를 의미한다.
상기 송신부(510)는 제 1 안테나(511)와 제 2 안테나(513)를 통해 신호를 송신하고, 상기 수신부(550)는 제 3 안테나(551)와 제 4 안테나(553)를 통해 신호를 수신받는다.
상기 편광 위상 측정기(530)는 상기 제 3 안테나(551)와 제 4 안테나(553)를 통해 수신되는 신호를 분석하여 수신신호의 위상을 측정한다. 이후, 상기 편광 위상 측정기(530)는 상기 제 1 안테나(511)와 제 2 안테나(513)를 통해 송신하는 신호의 위상을 상기 수신신호의 위상과 직교하도록 제어한다.
즉, 상기 편광 위상 측정기(530)는 h2채널을 통해 상기 제 3 안테나(551)와 제 4 안테나(553)를 통해 수신되는 신호의 편광 위상을 측정한다. 이후, 상기 편광 위상 측정기(530)는 h3채널을 통해 상기 제 3 안테나(551)와 제 4 안테나(553)로 유입되는 송신신호의 편광 위상이 상기 h2 채널을 통해 수신된 신호의 위상과 직교하도록 상기 송신신호의 편광위상을 제어하여 송신 안테나(511, 513)와 수신 안테나(551, 553) 사이의 간섭을 제거한다.
다음으로 상기 단말(570)은 송신부(580), 수신부(590), 제 5 안테나(581) 및 제 6 안테나(591)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 송신부(580)는 상기 제 5 안테나(581)를 통해 신호를 전송하고, 상기 수신부(590)는 상기 제 6 안테나를 통해 신호를 수신받는다. 여기서, 상기 제 5 안테나(581)와 상기 제 6 안테나(591)는 편광 안테나를 사용한다. 즉, 상기 단말(570)은 상기 제 5 안테나(581)와 제 6 안테나(591)는 상호 직교하는 편광 특성을 갖도록 구성하여 상기 기지국(500)과 통신한다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 송신 안테나의 간섭을 제거하기 위한 장치의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이 상기 기지국(600)은 송신부(610), 수신부(650), 간섭 제거기(660) 및 다수 개의 안테나들(611, 661)을 포함하여 구성된다.
상기 송신부(610)는 제 1 안테나(611)를 통해 신호를 전송한다. 이때, 상기 간섭 제거기(660)는 상기 제 1 안테나(611)를 통해 전송되는 신호를 제공받는다.
상기 수신부(650)는 상기 제 2 안테나(651)를 통해 신호를 수신받는다. 이때, 상기 간섭 제거기(660)는 상기 제 1 안테나(611)를 통해 전송되는 신호를 알고 있으므로 상기 제 2 안테나(651)를 통해 수신되는 신호에 포함된 상기 제 1 안테나(611)의 송신 신호를 제거하여 상기 제 1 안테나(611)와 제 2 안테나(661) 사이의 간섭을 제거한다.
마지막으로 상기 기지국은 송신 안테나와 수신 안테나를 멀리 위치시킴으로써 상기 송신 안테나와 수신 안테나 간의 간섭을 줄일 수 있다.
상술한 방식들을 이용하여 상기 SDD방식을 사용하는 무선통신시스템은 동일한 장치에 포함되는 송신 안테나와 수신 안테나 사이의 간섭을 제거할 수 있다. 하지만, 상기 무선통신시스템에서 다중 사용자들로 서비스를 제공하는 경우, 상기 사용자들의 단말은 다른 사용자의 단말로부터 간섭의 영향을 받을 수 있다. 즉, 상기 무선통신시스템에서 첫 번째 사용자의 단말이 송신한 신호가 두 번째 사용자의 수신신호에 간섭으로 작용할 수 있다.
따라서, 이하 설명에서는 상기 무선통신시스템에서 인접 단말의 송신 안테나로부터의 간섭을 제거하기 위한 기술에 대해 설명한다.
먼저, 상기 무선통신시스템은 인접 단말의 송신 안테나로부터의 간섭을 제거하기 위해 하기 도 7에 도시된 바와 같이 구성되는 프레임 구조를 이용하여 통신을 수행한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 간섭을 제거하기 위한 프레임 구조를 도시하고 있다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이 상기 프레임은 기지국에서 단말들로 제어 정보를 전송하는 제 1 구간(700)과, SDD방식을 이용하여 상기 기지국과 단말들 사이의 신호를 송수신하는 제 2 구간(710)으로 시간 자원을 이용하여 구분된다.
상기 제 1 구간(700) 동안은 상기 기지국은 서비스 영역에 포함되는 단말들로 제어 정보를 전송한다. 여기서, 상기 제어 정보는, 단말들의 위치, 파일럿 신호, 각 단말의 시간 할당 정보를 포함한다.
상기 제 2 구간(710) 동안은 상기 기지국과 단말들은 SDD방식에 따라 신호를 송수신한다. 이때, 상기 제 2 구간(710) 동안 상기 기지국과 단말들은 하기 도 8에 도시된 바와 같이 시간 할당 정보에 따라 신호를 송수신한다. 여기서, 상기 단말들은 상기 제 1 구간(700) 동안 상기 기지국으로부터 제공받은 제어 정보를 이용하여 인접 단말들로부터 발생하는 간섭을 제거한다
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 간섭을 제거하기 위한 타이밍을 도시하고 있다. 여기서, 상기 무선통신시스템은 기지국과 단말 1 및 단말 2로 구성되는 것으로 가정하여 설명하지만 다수 개의 단말들이 존재하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.
상기 도 8을 참조하면, t(k)(860) 시점에서 상기 기지국은 송신안테나(800)를 통해 상기 단말 1과 단말 2로 제어 정보를 전송한다. 여기서, 상기 제어 정보는 단말들의 위치, 파일럿 신호 및 각 단말의 시간 할당 정보를 포함한다. 따라서, 상기 t(k)(860) 시점에서 상기 단말 1과 단말 2는 수신 안테나(811, 821)를 이용하여 상기 기지국으로부터 제어 정보를 수신받는다.
다음으로 t(k+1)(870) 시점에서 미리 정해진 시간 할당 정보에 따라 상기 기지국은 송신 안테나(800)를 통해 상기 단말 2로 신호를 전송한다. 이때, 상기 기지국은 수신 안테나(801)를 통해 상기 단말 1로부터 신호를 수신받는다. 즉, 상기 t(k+1)(870) 시점에서 상기 단말 1은 송신 안테나(810)를 이용하여 상기 기지국으로 신호를 전송하고, 상기 단말 2는 수신 안테나(821)를 이용하여 상기 기지국의 신호를 수신받는다. 여기서, 상기 기지국의 수신 안테나(801)는 상기 송신 안테나(800)에서 유입되는 신호의 간섭을 상기 도 4, 도 5, 도 6에 도시된 방법들을 이용하여 제거한다.
이때, 상기 단말 1의 송신 안테나(810)에서 송신되는 신호는 상기 단말 2의 수신 안테나(821)로 수신되는 신호에 간섭으로 작용한다. 이 경우, 상기 단말 2는 상기 t(k)(860) 시점에서 상기 기지국으로부터 제공받은 상기 단말 1의 상태 정보를 이용하여 상기 단말 1로부터의 간섭을 제거할 수 있다.
마지막으로 t(k+2)(880) 시점에서 상기 기지국은 송신 안테나(800)를 통해 상기 단말 1로 신호를 전송하고, 수신 안테나(801)를 통해 상기 단말 2로부터 신호를 수신받는다. 즉, 상기 t(k+2)(880) 시점에서 상기 단말 2는 송신 안테나(820)를 이용하여 상기 기지국으로 신호를 전송하고, 상기 단말 1은 수신 안테나(811)를 이용하여 상기 기지국의 신호를 수신받는다.
이때, 상기 단말 2의 송신 안테나(820)에서 송신되는 신호는 상기 단말 1의 수신 안테나(811)로 수신되는 신호에 간섭으로 작용한다. 이 경우, 상기 단말 1은 상기 t(k)(860) 시점에서 기지국으로부터 제공받은 상기 단말 2의 상태 정보를 이용하여 상기 단말 2로부터의 간섭을 제거할 수 있다.
이하 설명은 상기 도 7과 같이 구성된 프레임을 이용하여 신호를 송수신하는 기지국과 단말의 동작 절차에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저 상기 기지국은 901단계에서 서비스 영역에 포함되는 단말들의 상태 정보를 획득한다.
상기 서비스 영역에 포함되는 단말들의 상태 정보를 획득한 후, 상기 기지국은 903단계로 진행하여 상기 단말들의 상태정보를 포함하는 제어 정보를 상기 서비스 영역에 포함되는 단말들로 전송한다. 여기서, 상기 제어 정보는, 상기 획득한 단말들의 상태 정보, 파일럿 신호, 각 단말에 대한 시간 분할 정보를 포함한다.
이후, 상기 기지국은 905단계로 진행하여 송신 안테나를 통해 상기 단말들로 신호를 송신한다. 또한, 상기 기지국은 907단계로 진행하여 수신 안테나를 통해 상기 단말들로부터 신호를 수신받는다. 즉, 상기 기지국은 공간 자원을 통해 상/하향링크를 구분하기 때문에 상/하향링크가 시간 자원 및 주파수 자원을 독집적으로 사용하여 동시에 신호를 송수신한다. 또한, 상기 기지국은 다수 개의 단말들로 서비스를 제공하는 경우, 각 단말들의 시간 할당 정보에 따라 신호를 송수신한다. 예를 들어, 첫 번째 시간 동아 상기 기지국은 송신 안테나를 통해 제 1 단말로 신호를 전송하고, 수신 안테나를 통해 제 2 단말로부터 신호를 수신받는다.
이후 상기 기지국은 본 알고리즘을 종료한다
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 10을 참조하면 먼저 상기 단말은 1001단계에서 기지국으로부터 인접 단말의 상태 정보를 포함하는 제어 정보가 수신되는지 확인한다. 예를 들어, 상기 무선통신시스템에서 상기 도 7에 도시된 바와 같은 프레임을 이용하여 통신을 수행하는 경우, 상기 단말은 상기 제 1 구간(700) 동안 상기 기지국으로부터 인접 단말들의 상태 정보가 포함되는 제어 정보가 수신되는지 확인한다.
만일 상기 인접 단말의 상태 정보를 포함하는 제어 정보가 수신되면, 상기 단말은 1003단계로 진행하여 상기 기지국으로부터 하향링크 신호가 수신되는지 확인한다
상기 기지국으로부터 하향링크 신호가 수신되면, 상기 단말은 1005단계로 진행하여 상기 기지국으로부터 수신받은 인접 단말의 상태 정보를 이용하여 수신신호에 포함된 인접 단말의 간섭을 제거한다.
이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.
이하 설명은 무선통신시스템에서 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 기지국과 단말의 블록 구성에 대해 설명한다.
도 11은 본 발명에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 기지국의 블록구성을 도시하고 있다.
상기 도 11에 도시된 바와 같이 상기 기지국의 송신부(310)는 단말 상태 확인부(1101), 송신기(1103) 및 스케줄러(1105)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 스케줄러(1105)는 상기 송신부(310)가 단말들로 신호를 전송하는 시간 타이밍 신호를 제공한다. 예를 들어, 상기 스케줄러(1105)는 상기 도 8에 도시된 바와 같이 t(k)(860) 구간 동안 단말들로 인접 단말 상태 정보를 포함하는 제어 정보를 전송하도록 시간 타이밍 신호를 제공한다. 또한, 스케줄러(1105)는 t(k+1)(870) 구간 동안 상기 단말 2로 신호를 송신하고, t(k+2)(880) 구간 동안 상기 단말 1로 신호를 송신하도록 시간 타이밍 신호를 제공한다.
또한, 미 도시되었지만 상기 스케줄러(1105)는 상기 수신부(320)로 단말들의 신호를 수신하는 시간 타이밍 신호를 제공한다. 예를 들어, 상기 스케줄러(1105)는 상기 도 8에 도시된 바와 같이 t(k+1)(870) 구간에서 상기 단말 1로부터 신호를 수신하고, t(k+2)(880) 구간에서 상기 단말 2로부터 신호를 수신받도록 시간 타이밍 신호를 제공한다.
상기 단말 상태 확인부(1101)는 서비스 영역에 포함되는 단말들의 상태 정보를 획득하여 상기 송신기(1103)로 전송한다.
상기 송신기(1103)는 상기 스케줄러(1105)의 제어에 따라 송신 안테나를 통해 신호를 전송한다. 예를 들어, 상기 송신기(1103)는 상기 스케줄러(1105)로부터 제공받은 시간 타이밍 신호에 따라 상기 t(k)(860) 구간 동안 단말들로 인접 단말 상태 정보를 포함하는 제어 정보를 전송한다. 또한, 상기 송신기(1103)는 상기 스케줄러(1105)로부터 제공받은 시간 타이밍 신호에 따라 t(k+1)(870) 구간 동안 상기 단말 2로 신호를 송신하고, t(k+2)(880) 구간 동안 상기 단말 1로 신호를 송신한다.
도 12는 본 발명에 따른 인접 단말의 간섭을 제거하기 위한 단말의 블록구성을 도시하고 있다. 이하 설명에서 상기 단말은 상기 도 6에 도시된 기지국의 블록 구성과 동일한 구성을 갖는다.
상기 도 12에 도시된 바와 같이 상기 단말의 수신부(650)는 수신기(1201), 단말 상태 저장부(1203) 및 간섭 제거부(1205)를 포함하여 구성된다.
상기 수신기(1201)는 수신 안테나를 통해 수신되는 신호를 확인하여 상기 단말 상태 저장부(1203) 또는 간섭 제거부(1205)로 전송한다. 예를 들어, 상기 도 8에 도시된 바와 같이 통신을 수행하는 경우, 상기 수신기(1201)는 상기 t(k)(860) 구간 동안 인접 단말들이 상태 정보를 포함하는 제어 정보가 수신되면, 상기 인접 단말들의 상태 정보를 상기 단말 상태 저장부(1203)로 전송한다. 또한, 상기 수신기(1201)는 상기 기지국으로부터 제공받은 하향링크 신호에 포함된 인접 단말의 간섭을 제거하기 위해 상기 하향링크 신호를 상기 간섭 제거부(1205)로 전송한다.
상기 단말 상태 저장부(1203)는 상기 수신기(1201)로부터 제공받은 인접 단말들의 상태 정보를 저장한다. 이후, 상기 단말 상태 저장부(1203)는 수신신호에 포함된 인접 단말의 간섭을 제거하기 위해 상기 인접 단말의 상태 정보를 상기 간섭 제거부(1205)로 전송한다.
상기 간섭 제거부(1205)는 상기 단말 상태 저장부(1203)로부터 제공받은 인접 단말의 상태 정보를 이용하여 상기 수신부(1203)로부터 제공받은 하향링크 신호에 포함된 인접 단말의 간섭을 제거한다.
상술한 실시 예는 상기 무선통신시스템에서 SDD방식을 사용하는 기지국과 단말들이 통신하는 것을 예를 들어 설명하였다. 다른 실시 예로 SDD방식을 사용하는 기지국과 상기 시분할 복신(이하, TDD라 칭함)방식 또는 주파수 분할 복신(Frequency Division Duplexing : 이하, FDD라 칭함)방식을 사용하는 단말들 간의 동일한 방법으로 통신을 수행하고, 간섭을 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 SDD방식을 사용하는 기지국은 송신 안테나와 수신 안테나의 시간 자원 및 주파수 자원을 독립적으로 사용한다. 따라서, 상기 기지국이 TDD방식을 사용하는 단말들과 통신을 수행하는 경우, 시간 영역을 기준으로 송신 동작과 수신 동작을 독립적으로 수행한다. 또한, 상기 기지국이 상기 FDD방식을 사용하는 단말들과 통신을 수행하는 경우, 주파수 영역을 기준으로 송신 동작과 수신 동작을 독립적으로 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 공간 분할 복신 방식을 사용하는 무선통신시스템의 기지국에서 각 단말로 주변 단말의 상태 정보를 제공함으로써, 상기 단말들은 상기 주변 단말의 상태 정보를 이용하여 인접 단말로부터의 간섭을 제거할 수 있는 이점이 있다.

Claims (20)

  1. 무선 통신시스템의 프레임 구성 방법에 있어서,
    상기 프레임의 제 1 구간 동안, 기지국에서 단말들로 제어 정보를 전송하기 위한 부프레임을 구성하는 과정과,
    상기 프레임의 제 2 구간 동안, 상기 기지국과 단말들이 공간을 분할하여 신호를 송수신하기 위한 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임의 제 1 구간과 제 2 구간은, 시간 자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 단말들의 상태 정보, 상기 단말들의 위치 정보, 파일럿 신호, 각 단말의 시간 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 구간 동안, 상기 기지국의 송신 안테나를 이용하여 상기 단말들로 신호를 전송하기 위한 제 1 부프레임과, 상기 기지국의 수신 안테나를 이용하여 상기 단말들로부터 신호를 수신받기 위한 제 2 부프레임을 구성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 부프레임과 제 2 부프레임은 공간 자원으로 구분되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선통신시스템의 기지국에서 간섭을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    서비스 영역에 포함되는 단말들의 상태 정보를 확인하는 과정과,
    상기 단말들의 상태 정보를 포함하는 제어 정보를 생성하여 상기 단말들로 전송하는 과정과,
    공간 자원을 분할하여 상기 단말들과 신호를 송수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 단말들의 상태 정보, 파일럿 신호, 각 단말의 시간 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 단말들과 신호를 송수신하는 과정은,
    각 단말의 시간 할당 정보에 따라 송신 안테나를 이용하여 해당 단말로 신호를 전송하는 과정과,
    상기 신호의 전송과 동시에 수신 안테나를 이용하여 상기 시간 할당 정보에 따른 단말로부터 신호를 수신받는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 공간을 분할하여 통신을 수행하는 무선통신시스템의 단말에서 간섭을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    기지국으로부터 수신되는 다른 단말들의 상태정보를 확인하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 신호가 수신되는 경우, 상기 다른 단말의 상태 정보를 이용하여 상기 수신신호에 포함된 다른 단말의 간섭 신호 성분을 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 다른 단말들의 상태정보를 확인하는 과정은,
    상기 기지국으로부터 제어정보가 수신되는지 확인하는 과정과,
    상기 제어정보가 수신되면, 상기 제어정보에 포함된 다른 단말들의 상태정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어 정보는, 상기 단말들의 상태 정보, 파일럿 신호, 각 단말의 시간 할당 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 무선통신시스템의 기지국 장치에 있어서,
    서비스 영역에 포함되는 적어도 하나의 단말들에 대한 상태 정보를 확인하는 상태 정보 확인부와,
    공간 자원을 이용하여 상기 단말들의 통신을 제어하는 스케줄러와,
    상기 스케줄러로부터 제공받은 타이밍 신호에 따라 수신 안테나를 통해 신호를 수신받는 수신부와,
    상기 스케줄러의 제어에 따라 상기 단말들로 다른 단말들의 상태 정보 및 송신 신호를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 스케줄러는 소정 프레임 구성 방식에 따라 공간 자원을 이용하여 구성한 부프레임들을 통해 신호를 송수신하기 위한 타이밍 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 프레임의 제 1 구간 동안 상기 단말들로 상기 다른 단말들의 상태 정보를 포함하는 제어 정보를 전송하도록 상기 송신부로 타이밍 신호를 제공하고,
    상기 프레임의 제 2 구간 동안 공간 자원을 분할하여 각각의 단말들과 신호를 송수신하도록 상기 수신부와 상기 송신부로 타이밍 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 스케줄러는, 상기 제 2 구간 동안 송신 안테나를 통해 제 1 단말로 신호를 송신하기 위한 타이밍 신호와, 수신 안테나를 통해 제 2 단말로부터 신호를 수신받기 위한 타이밍 신호를 상기 수신부와 상기 송신부로 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 스케줄러로부터 제공받은 타이밍 신호에 따라 상기 프레임의 제 1 구간 동안 송신안테나를 통해 상기 단말들로 제어 정보를 전송하고,
    상기 프레임의 제 2 구간 동안 송신안테나를 통해 시간 분할 정보에 따른 단말로 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 삭제
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 스케줄러로부터 제공받은 타이밍 신호에 따라 프레임의 제 2 구간 동안 수신안테나를 이용하여 시간 분할 정보에 따른 단말로부터 신호를 수신받는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 공간을 분할하여 통신을 수행하는 무선통신시스템의 단말 장치에 있어서,
    기지국으로부터 인접 단말의 상태정보 및 하향링크 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 인접 단말의 상태 정보를 이용하여 상기 기지국으로부터 수신받은 하향링크 신호에 포함된 인접 단말의 간섭을 제거하는 간섭 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 수신부에서 하향링크 신호를 수신받는 동안 상기 기지국으로 신호를 전송하는 송신부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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