KR101365826B1 - 송신기 발생 잡음을 제거하기 위한 하이브리드 적응성 간섭 상쇄기를 갖는 트랜시버 - Google Patents
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Abstract
자기 간섭 상쇄기(SIC)는 트랜시버 내의 송신기가 높은 전력 레벨로 전송할 때 모뎀에 대한 방해(jamming)를 감소시키거나 또는 제거하도록 트랜시버 내에 통합된다. SIC는 송신기에 의해 발생된 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 제1 입력에서 수신하며, 송신기에 의해 발생된 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호(corrupted signal)를 제2 입력에서 수신하고, 자기 간섭 신호 성분과 흡사한 보정 신호를 출력하도록 구성된다. 보정 신호는 모뎀에 입력되는 처리 신호들을 발생시키도록 손상된 신호로부터 감산된다. SIC는 송신기의 출력 전력이 미리 정해진 문턱값 미만의 레벨에 있을 때 디스에이블될 수 있다. 본 발명은 멀티-RAT 트랜시버에 적용될 수 있다.
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
현재의 모바일 기술은 복수의 무선 액세스 기술들(RAT)을, 각각의 개별적인 안테나를 통하여 또는 듀플렉서 필터를 통해 공유된 공통 안테나를 통하여 전송하고 수신하는 단일의 무선 송수신 유닛(WTRU) 내에 통합하는 것이 추세이다. RAT 무선 인터페이스들에 대한 특정 사양들은 통상의 배치 시나리오들에 기초하여 유도된다. 복수의 RAT들이 동일한 WTRU 내에 통합된 경우에, 자기 간섭이 상당할 수 있어, 수신기 둔감화를 가져온다.
도 1은 송신기(105), 전력 증폭기(PA; 110) 및 변조기/복조기(모뎀; 140)를 포함한 통상적인 트랜시버(100)에서 발생하며, 이에 의해 송신기(105)와 PA(110)에 의해 발생된 잡음이 모뎀(140)에 대한 방해(jam)를 야기하는 문제의 일례를 나타낸다. 트랜시버(100)는 듀플렉서(115), 안테나(120), 저잡음 증폭기(LNA; 125), 수신기(130) 및 아날로그/디지털 변환기(ADC; 135)를 또한 포함할 수 있다. 듀플렉서(115)는 송신 필터(115A)와 수신 필터(115B)를 포함할 수 있다. 송신기(105)는 PA(110)에 의해 증폭되고 듀플렉서(115)의 송신 필터(115A)를 통하여 안테나(120)에 라우팅되는 신호를 출력한다. 안테나(120)에 의해 수신된 신호들은 듀플렉서(115)의 수신 필터(115B), LNA(125), 수신기(130) 및 ADC(135)를 통하여 모뎀(140)에 라우팅된다. LNA(125)는 수신 신호들을 증폭하고, 수신기는 수신 신호들을 기저대역 신호들로 하향변환하며, ADC(135)는 기저대역 신호들을 모뎀(140)에 입력되는 디지털 신호들로 변환한다.
도 1에 도시된 예에서, PA(115)의 출력 잡음 밀도는 (수신 대역에서 출력된 +24 dBm에서) -120 dBm/Hz이고, 듀플렉서(115)는 송신기 대역 잡음을 억제하기 위해 약 40 dB의 분리도를 제공할 수 있다. 따라서, 송신기(105)로부터의 자기 간섭 잡음 전력은 -160 dBm/Hz이며, 이는 수신기의 잡음 플로어(noise floor) -167 dBm/Hz(-174 dBm/Hz(50 Ohm 잡음 밀도임) + 7dB(통상의 수신기의 잡음 지수임)) 보다 7dB 더 위에 있다.
수신 대역에서의 수신기 및 송신기 발생 잡음의 총 결합 잡음이 총 잡음 지수(NF)를 1 dB보다 크게 열화하지 않을 때의 레벨로 송신기 잡음을 억제하는 것이 바람직할 것이다. 도 1의 예에서는, - 166 dBm/Hz에서의 결합 잡음을 보일 것으로 예상되며, 이는 송신기 발생 잡음을,
-166 dBm/Hz-(-167 dBm/Hz)
= 2.5e-17 mW/Hz - 2e-17 mW/Hz
= 0.5e-17 mW/Hz
= -173 dBm/Hz
로 제한한다.
따라서, 송신기(105)에 의해 발생된 잡음을 -160 dBm/Hz-(-173 dBm/Hz) = 13 dB/Hz로 감소시키는 것이 바람직할 것이다.
송신기에 의해 발생된 잡음을 감소시키는 것이 필요하다.
자기 간섭 상쇄기(SIC)는 트랜시버 내의 송신기가 높은 전력 레벨로 전송할 때 모뎀에 대한 방해(jamming)를 감소시키거나 또는 제거하도록 트랜시버 내에 통합된다. SIC는 송신기에 의해 발생된 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 제1 입력에서 수신하며, 송신기에 의해 발생된 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호(corrupted signal)를 제2 입력에서 수신하고, 자기 간섭 신호 성분과 흡사한 보정 신호를 출력하도록 구성된다. 보정 신호는 모뎀에 입력되는 처리 신호들을 발생시키도록 손상된 신호로부터 감산(subtract)된다. SIC는 송신기의 출력 전력이 미리 정해진 문턱값 미만의 레벨에 있을 때 디스에이블될 수 있다. 본 발명은 멀티-RAT 트랜시버에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, WTRU 또는 기지국과 같은 트랜시버에서의 수신 통과 대역내에 누출하는 대역외 송신기 잡음에 의해 야기되는 자기 간섭의 완화를 제공할 수 있다.
위에서 설명한 요약 뿐만 아니라 본 발명의 다음의 상세한 설명은 첨부 도면을 참조로 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
이하, 무선 송수신 유닛(WTRU)은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 사용자 기기(UE), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저 또는 무선 환경에서 동작가능한 임의의 다른 유형의 장치를 포함한다. 이하에 언급될 때 기지국은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 노드-B, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트 또는 무선 환경에서의 임의의 다른 유형의 인터페이싱 장치를 포함한다.
본 발명은 WTRU 또는 기지국과 같은 트랜시버에서의 수신 통과 대역내에 누출하는 대역외 송신기 잡음에 의해 야기되는 자기 간섭의 완화를 제공한다. 본 발명은 대상이 되는 수신기 대역에서 송신기 RF 신호를 샘플링하도록 기준 수신기를 구현한다. 디지털 기저 대역 처리는 기저대역 모뎀 처리 전에 수신 신호 경로로부터 자기 간섭 신호를 적응성있게 감산하는데 이용된다.
본 발명은 듀플렉서의 제한된 물리적 분리부 및 기생 경로를 통하여, 또는 1보다 많은 안테나가 장치상에 이용될 경우 안테나들을 통하여 공간적으로 트랜시버의 수신기 통과 대역 내에 누출하는 자기 간섭 신호를 감소시키는 것이다. 송신 신호의 샘플은 하이브리드 적응성 SIC에 대한 기준으로서 이용된다. 수신 경로는 원하는 신호 성분(s(t))과 코히어런트한 자기 간섭 신호 성분(I(t))으로 구성된다. SIC는 최소 수신기 둔감화를 보장하도록 트랜시버의 모뎀의 입력에서의 간섭 레벨을 감소시키기 위해 등화기 가중치 벡터(equalizer weight vector)를 적응성있게 업데이트한다.
도 2는 트랜시버(200)의 송신 경로에서 송신기(205)와 PA(210)에 의해 야기되는 모뎀(240)에 대한 방해를 방지하는 트랜시버(200)의 일례를 나타낸다. 송신기(205)와 PA(210)에 의해 야기되는 잡음은, 잡음이 수신기 잡음 플로어에 가까이 있을 때 잡음이 원하는 낮은 전력 신호를 방해하지 않도록 감소된다. 트랜시버(200)는 WTRU 또는 기지국 내에 통합될 수 있다. 트랜시버(200)는 송신기(205)와 모뎀(240) 외에도, PA(210), 듀플렉서(215), 안테나(220), LNA(225), 수신기(230), 제1 ADC(235), 커플러(245), 대역통과 필터(248), 기준 수신기(250), 제2 ADC(255), 하이브리드 적응성 SIC(260) 및 가산기(265)를 포함할 수 있다. 가산기는 하이브리드 적응성 SIC(260) 내에 통합될 수 있거나 또는 하이브리드 적응성 SIC(260) 외부에 있는 별도의 구성요소일 수 있다.
도 2를 참조하여 보면, 송신기(205)는 PA(210)에 의해 증폭되고 커플러(245)와 듀플렉서(215)의 송신 필터(215A)를 통하여 안테나(220)에 라우팅되는 신호를 출력한다. 안테나(120)에 의해 수신된 신호들은 LNA(225)에 의해 증폭되고, 수신기(230)를 통해 기저대역 신호로 하향 변환되며, 제1 ADC(235)를 통해 디지털 신호(275)로 변환된다. 등화기 출력 신호(즉, 보정 신호; 285)는 하이브리드 적응성 SIC(260)에 의해 출력되고 모뎀(240)으로 출력되기 전에 디지털 신호(275)로부터 감산된다. PA(210) 출력에서의 수신 대역에서의 잡음은 커플러(245)에 의해 샘플링되고, 대역 통과 필터(248)에 의해 필터링되며, 기준 수신기(250)에 의해 기저대역 신호로 하향 변환되고, 제2 ADC(255)를 통해 디지털 신호(280)로 변환된 다음, 하이브리드 적응성 SIC(260)에 입력된다. 바이패스 필터(248)는 송신 대역에서의 신호들을 거부(즉, 감쇠)하고, 수신 대역에서의 신호들이 최소 손실을 갖고 통과하도록 한다.
도 2의 트랜시버(200)는 하이브리드 적응성 SIC(260)를 이용하여 하이브리드 최소 평균 제곱(LMS) 상관화 기술을 구현할 수 있다. 트랜시버(200)는 자기 간섭 신호 성분(I(t))을 수신기(230)의 잡음 플로어 아래로 6 dB 이상씩 감소시키는 것이 가능하여, 개선된 수신기 성능(예를 들어, 증가된 데이터 레이트)을 가능하게 하는 1 dB의 수신기 둔감화만을 가져온다. 하이브리드 적응성 SIC(260)는 디지털 신호(280)의 자기 간섭 신호 성분(I(t))과, 자기 간섭 신호 성분(I(t))에 의해 손상받은 원하는 신호 성분(s(t))을 포함한 디지털 신호(275)(즉, s(t)+I(t))를 상관화시켜 송신기(205)에 의해 발생된 잡음이 모뎀(240)을 전파 장해 일으키는 것을 막는다. 가산기(265)는 디지털 신호(275)로부터, 자기 간섭 신호 성분(I(t))과 매우 흡사하도록 하이브리드 적응성 SIC(260)에 의해 발생된 등화기 출력 신호(즉, 보정 신호; 285)를 감산함으로써, 디지털 신호(275)로부터 자기 간섭 신호 성분(I(t))을 제거하여 가산기(265)에 의해 모뎀(240)에 출력된 처리되어진 디지털 신호(270)를 가져온다.
송신기(205)에 의해서 발생된 잡음으로 인한 모뎀(240)에의 전파 장해는 높은 전력 레벨에서만 발생한다. 따라서, 송신기(205)에 의해 발생된 잡음이 실질적으로 수신기(230)의 잡음 플로어 아래에 있기 때문에, 송신기(205)에 의해 발생된 잡음을 낮은 레벨에서 상쇄시키기 위한 하이브리드 적응성 SIC(260)가 필요없게 된다. 예를 들어, 송신기(205)의 출력 전력이 (예를 들어, 15dB 씩) 감소될 때, 수신기(230)의 감도 열화는 무시가능하게 되고, 하이브리드 적응성 SIC(260)는 전송 전력 제어(TPC) 신호(290)에 의해 디스에이블될 수 있다.
도 3은 도 2의 트랜시버(200)에 이용된 하이브리드 적응성 SIC(260)의 구성의 일례를 나타낸다. 하이브리드 적응성 SIC(260)는 제1 상관화기(305), 최대(max) LMS 알고리즘 유닛(310), 등화기(315), 최소(min) LMS 알고리즘 유닛(320), 제2 상관화기(325), LMS 알고리즘 선택 유닛(330) 및 지연 유닛(335)을 포함할 수 있다.
도 3의 이 예에 나타낸 바와 같이, 자기 간섭 신호 성분(I(t))을 포함한 디지털 신호(280)는 자기 간섭 신호 성분(I(t))에 의해 손상받은 원하는 신호 성분(s(t))을 포함한 디지털 신호(275)(즉, s(t)+I(t))와 시간 정렬하기 위해, 지연 유닛(355)에 의해 지연된다. 지연 유닛(355)에 의해 출력되는 지연된 디지털 잡음 샘플 신호(340)는 등화기(315), 제1 상관화기(305) 및 제2 상관화기(325) 내에 공급된다.
제2 상관화기(325)는 처리된 디지털 신호(270)와 지연된 디지털 잡음 샘플 신호(340) 사이의 상관화의 값(예를 들어, 신호 대 잡음 비(SIR))을 나타내는 상관화 신호(345)를 min LMS 알고리즘 유닛(320) 및 LMS 알고리즘 선택 유닛(330)에 출력한다. min LMS 알고리즘 유닛(320)은 처리된 디지털 신호(270)와 상관화 신호(345)의 값에 기초하여 가중치 벡터(weight vector; 350)를 발생시킨다.
제1 상관화기(305)는 처리된 디지털 신호(270)와 등화기 출력 신호(285) 사이의 상관화를 나타내는 상관화 신호(355)를 max LMS 알고리즘 유닛(320)과 LMS 알고리즘 선택 유닛(330)에 출력한다. max LMS 알고리즘 유닛(310)은 상관화 신호(355)의 값에 기초하여 가중치 벡터(360)를 발생시킨다.
min LMS 알고리즘 유닛(320)과 max LMS 알고리즘 유닛(310) 중 적어도 하나 는 등화기(315)에 의해 발생된 출력 신호(285)를 조정하여(즉, 동적으로 가중처리하는) 그 결과 출력 신호(285)가 자기 간섭 신호 성분(I(t))과 매우 흡사하도록 가중치 벡터 신호(350) 또는 가중치 벡터 신호(360)를 각각 출력한다. 그 후, 등화기 출력 신호(285)는 자기 간섭 신호 성분(I(t))을 완전히 제거하려는 목표로 디지털 신호(275)로부터 감산된다.
상관화 신호(345 및 355)의 값들에 기초하여, LMS 알고리즘 선택 유닛(330)은 max LMS 알고리즘 유닛(310)으로부터의 가중치 벡터 신호(360)를 이용할지 또는 min LMS 알고리즘 유닛(320)으로부터의 가중치 벡터 신호(350)를 이용할지를 결정하는 가중치 벡터 선택 신호(365)를 등화기(315)에 전송한다. 송신기(205)의 전력이 모뎀(240)에 전파 장해를 가져오지 않는 미리 정해진 문턱값 아래에 (예를 들어, -10 dB 내지 - 20 dB 사이에) 있음을 TPC 신호(290)가 나타내는 경우, 하이브리드 적응성 SIC(260)가 디스에이블된다.
이러한 방법의 실시는 자기 간섭 신호 성분(I(t))의 레벨이 원하는 신호 성분(s(t))의 레벨에 근접할 때로 제한된다. 그 결과, min LMS 알고리즘 유닛(320)의 최소 동작 포인트는 원하는 신호 성분(s(t))의 레벨에 가깝게 유지되어, 트랜시버(200)의 성능에 있어 3 dB 열화를 가져온다.
하이브리드 적응성 SIC(260)은 높은 SIR과 낮은 SIR 양쪽 모두에서 최적의 상쇄 응답을 달성하도록 서로 다른 복수의 코스트 함수 기준(cost function criteria) 사이를 적응성있게 선택한다. 도 4는 하이브리드 코스트 "에러" 함수를 나타낸다. min LMS 코스트 함수는 볼록 함수에 의해 나타내어지며, max LMS 코스트 함수는 오목 함수에 의해 나타내어진다. 하이브리드 알고리즘은 min LMS 코스트 함수와 max LMS 코스트 함수 양쪽 모두의 조인트 최적화(joint optimization)를 수행함으로써 실행한다. 코스트 함수의 최적화는 주 신호 경로에서의 가산기의 출력의 최소 에러를 달성하도록 등화기 가중치들을 적용시킴으로써 찾아진다. 등화기 탭들("Wk")은 에러 신호의 구배() 및 상수(α)에 기초하여 조정된다. min LMS 알고리즘은 식 (1)로 나타내어지며, max LMS 알고리즘은 식 (2)에 의해 나타내어진다.
여기서, k는 k번째 등화기 탭을 나타내는 인덱스이다.
각각의 코스트 함수를 최소화하는데 이용된 에러 예상은 다음,
과 같이 식 (3)에 기초한다.
min LMS 알고리즘은 초기에 원하는 동작 포인트를 검색하지만, 동적 잡음에 의해 제한받기 때문에, 이 최소 한계값(minimum bound)을 달성할 수 없다. 이 제한이 달성될 때, min LMS 등화기 탭 계수들이 고정되며, 원하는 max LMS 동작 포인트를 달성하도록 등화기 탭들을 동적으로 조정하기 위해 max LMS 알고리즘이 동작을 떠맡는다. 그 결과, 자기 간섭 신호를 갖지 않는 것과 비교되는 시스템 성능을 가 능하게 하는, 수신기 잡음 플로어 아래로의 자기 간섭 잡음 신호의 상쇄를 가져온다.
위에서 설명된 하이브리드 적응성 SIC(260)의 특성들은 복수의 RAT들을 인터페이싱하도록 확장될 수 있다. 도 5는 멀티-RAT 트랜시버(500)의 도면을 나타낸다. 각각의 커플러(605, 610, 615)는 각각의 간섭 신호로부터 RF 샘플을 얻기 위해 각각의 송신기 출력에 이용된다. 대역 선택 신호(520)는 대상이 되는 대역을 동적으로 선택하여 수신하고 기준 수신기(525)의 튜닝을 설정하는데 이용된다. 기준 기저대역 신호(530)는 ADC(535)에 의해 디지털화되고 위에서 설명된 바와 동일한 방식으로 적응성있게 처리된다. 하이브리드 적응성 SIC(540)는 N개의 RAT들(대역들)의 간섭 상쇄를 지원하기 위해 N회의 동일한 구현들로 확장된다. 제안된 아키텍쳐에서, 단일의 간섭 RAT가 개별적으로 처리될 수 있거나 또는 복수의 RAT들이 등화 업데이트들의 동적 회전을 통하여 처리될 수 있다.
예를 들어, 여기에서의 실시예들은 WTRU, 기지국, 무선 네트워크 컨트롤러에서, 물리 계층에서, 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 하드웨어 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)의 형태에서, 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)/다중 입력 다중 출력(MIMO), 광대역 코드 분할 다중 접속(WCDMA), GSM(global system for mobile communication) 또는 IEEE 802.11-기반 시스템에서 실시될 수 있다. 본 발명은 고속 다운링크 패킷 액세스, 스마트 안테나, 셀 폰, 스마트 폰, 기능 폰(feature phone), 랩톱, 또는 임의의 다른 개인 통신 장치를 포함한 데이터 카드들에 적용가능하다.
[실시예들]
1. 무선 송수신 유닛(WTRU)은, (a) 모뎀, (b) 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 비고의적으로 발생시키는 송신기, (c) 자기 간섭 신호 성분과 흡사한 보정 신호를 발생시키도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(SIC), 및 (d) 모뎀에 입력된 처리 신호를 발생시키기 위해 손상된 신호로부터 보정 신호를 감산하도록 구성된 가산기를 포함한다.
2. 실시예 1의 WTRU에서, SIC는 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고, 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 수신하도록 추가로 구성된다.
3. 실시예 2의 WTRU에서, SIC는 (cl) 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키도록 구성된 지연 유닛, (c2) 제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 지연된 송신기 잡음 기준 신호와 처리 신호를 상관화하도록 구성된 제1 상관화기, (c3) 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고 보정 신호를 발생시키도록 구성된 등화기, (c4) 처리 신호와 제1 상관화 신호에 기초하여 등화기에 제1 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최소의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛, (c5) 제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 손상된 신호와 보정 신호를 상관화하도록 구성된 제2 상관화기, (c6) 제2 상관화 신호에 기초하여 등화기에 제2 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최대의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛, 및 (c7) 제1 가중치 벡터 신호와 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 보정 신호를 발생시키는데 등화기에 의해 이용되어야 할지를 결정하기 위해 제1 상관화 신호와 제2 상관화 신호에 기초하여 등화기에 가중치 선택 벡터 신호를 입력하도록 구성된 LMS 알고리즘 선택 유닛을 포함한다.
4. 실시예 3의 WTRU에서, LMS 알고리즘 선택 유닛은 송신기의 송신 전력이 미리 정해진 문턱값 아래로 떨어진 경우에 디스에이블된다.
5. 무선 송수신 유닛(WTRU)은, (a) 서로 다른 무선 액세스 기술들(RAT)과 관련된 복수의 모뎀들, (b) 서로 다른 RAT들과 관련된 복수의 송신기 - 각각의 송신기는 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함함 -, (c) 각각의 자기 간섭 신호 성분들을 포함한 복수의 송신기 잡음 기준 신호들을 수신하고, 각각의 자기 간섭 신호 성분들과 원하는 신호 성분들을 포함한 손상된 신호들을 수신하며, 각각의 자기 간섭 신호 성분들과 흡사한 복수의 보정 신호들을 출력하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(SIC), 및 (d) 각각의 모뎀들에 입력되는 복수의 처리 신호들을 발생시키기 위해 각각의 손상된 신호들로부터 보정 신호들을 감산하도록 구성된 복수의 가산기를 포함한다.
6. 기지국은, (a) 모뎀, (b) 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 발생시키도록 구성된 송신기, (c) 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고, 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 수신하며, 자기 간섭 신호 성분과 흡사한 보정 신호를 출력하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(SIC), (d) 모뎀에 입력되는 처리 신호를 발생시키기 위해 손상된 신호로부터 보정 신호를 감산하도록 구성된 가산기를 포함한다.
7. 실시예 6의 기지국에서, SIC는 (cl) 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키도록 구성된 지연 유닛, (c2) 제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 지연된 송신기 잡음 기준 신호와 처리 신호를 상관화시키도록 구성된 제1 상관화기, (c3) 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고 보정 신호를 발생시키도록 구성된 등화기, (c4) 처리 신호와 제1 상관화 신호에 기초하여 등화기에 제1 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최소의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛, (c5) 제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 보정 신호와 손상된 신호를 상관화하도록 구성된 제2 상관화기, (c6) 제2 상관화 신호에 기초하여 등화기에 제2 가중치 벡터 신호를 출력시키도록 구성된 최대의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛, 및 (c7) 제1 가중치 벡터 신호와 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 보정 신호들을 발생시키는데 등화기에 의해 이용되어야 하는지를 결정하기 위해 제1 상관화 신호와 제2 상관화 신호에 기초하여 등화기에 가중치 선택 벡터 신호를 입력하도록 구성된 LMS 알고리즘 선택 유닛을 포함한다.
8. 실시예 7의 기지국에서, LMS 알고리즘 선택 유닛은 송신기의 전송 전력이 미리 정해진 문턱값 아래로 떨어진 경우에 디스에이블된다.
9. 기지국은, (a) 서로 다른 무선 액세스 기술들(RAT)과 관련된 복수의 모뎀, (b) 서로 다른 RAT와 관련된 복수의 송신기 - 각각의 송신기 발생 신호는 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함함 - , (c) 각각의 자기 간섭 신호 성분을 포함한 복수의 송신기 잡음 기준 신호들을 수신하고, 각각의 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 수신하며, 각각의 자기 간섭 신호 성분과 흡사한 복수의 보정 신호를 출력하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(SIC), (d) 각각의 모뎀에 입력되는 복수의 처리 신호를 발생시키기 위해 각각의 손상된 신호로부터 보정 신호들을 감산하도록 구성된 복수의 가산기를 포함한다.
10. 송신기에 의해 발생된 신호로부터의 잡음을 제거하는 자기 간섭 상쇄기(SIC)는, (a) 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키는 지연 유닛, (b) 송신기에 의해 발생된 손상된 신호를 수신하고, 손상된 신호로부터 보정 신호를 감산함으로써 처리 신호를 출력하도록 구성된 가산기, (c) 제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 지연된 송신기 잡음 기준 신호와 처리 신호를 상관화하도록 구성된 제1 상관화기, (d) 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고 보정 신호를 발생시키도록 구성된 등화기, (e) 처리 신호와 제1 상관화 신호에 기초하여 등화기에 제1 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최소의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛, (f) 제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 손상된 신호와 보정 신호를 상관화시키도록 구성된 제2 상관화기, (g) 제2 상관화 신호에 기초하여 등화기에 제2 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최대의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛, 및 (h) 제1 가중치 벡터 신호와 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 보정 신호를 발생시키는데 등화기에 의해 이용되어야 하는지를 결정하기 위해 제1 상관화 신호와 제2 상관화 신호에 기초하여 등화기에 가중치 선택 벡터 신호를 입력하는 LMS 알고리즘 선택 유닛을 포함한다.
11. 실시예 10의 SIC에서, LMS 알고리즘 선택 유닛은 송신기의 전송 전력이 미리 정해진 문턱값 아래로 떨어진 경우에 디스에이블된다.
12. 송신기에 의해 발생된 손상된 신호로부터 자기 간섭 신호 성분을 제거하는 방법은, 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키는 단계와, 지연된 송신기 잡음 기준 신호에 기초하여 보정 신호를 발생시키는 단계와, 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 수신하는 단계와, 처리 신호를 발생시키기 위해 손상된 신호로부터 보정 신호를 감산하는 단계를 포함한다.
13. 실시예 12의 방법은, 제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 지연된 송신기 잡음 기준 신호와 처리 신호를 상관화하는 단계와, 처리 신호와 제1 상관화 신호에 기초하여 제1 가중치 벡터 신호를 발생시키는 단계와, 제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 손상된 신호와 보정 신호를 상관화하는 단계와, 제2 상관화 신호에 기초하여 제2 가중치 벡터 신호를 발생시키는 단계와, 제1 가중치 벡터 신호와 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 보정 신호를 발생시키는데 이용되어야 하는지를 결정하는 단계를 더 포함한다.
특성 및 요소들이 실시예에서 특정 조합으로 설명되어 있지만, 각각의 특성 또는 요소들은 실시예들의 다른 특성들 및 다른 요소들 없이 단독으로 또는 본 발명의 다른 특성 및 요소들과 함께 또는 이들 없이 여러 조합으로 이용될 수 있다. 제공된 방법들 또는 흐름도는 범용 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위하여 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 실체적으로 구체화되어 있는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예들은 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모 리 장치, 내부 하드 디스크 및 착탈가능 디스크들과 같은 자기 매체, 자기 광학 매체, 및 CD-ROM 디스크 및 디지털 다기능 디스크(DVD)와 같은 광학 매체를 포함한다.
적합한 프로세서들은 예를 들어, 범용 프로세서와, 특수 목적 프로세서와, 통상의 프로세서와, 디지털 신호 프로세서(DSP)와, 복수의 마이크로프로세서와, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA) 회로, 어떤 다른 유형의 집적 회로(IC) 및/또는 상태 머신을 포함한다.
소프트웨어와 관련된 프로세서는 무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 기기(UE), 단말기, 기지국, 무선 네트워크 컨트롤러(RNC) 또는 어떤 호스트 컴퓨터에서의 이용을 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 이용될 수 있다. WTRU는 카메라, 비디오 카메라 모듈, 비디오 폰, 스피커 폰, 바이블레이션 장치, 스피커, 마이크로폰, 텔레비젼 트랜시버, 핸드 프리 헤드셋, 키보드, 블루투스® 모듈, 주파수 변조(FM) 무선 유닛, 액정 디스플레이(LCD) 디스플레이 유닛, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저, 및/또는 임의의 무선 근거리 통신망(WLAN) 모듈과 같이, 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현되는 모듈들과 결합하여 이용될 수 있다.
도 1은 송신기 발생 잡음으로 인한 수신기에 대한 방해를 경험하는 통상적인 트랜시버의 일례를 나타낸다.
도 2는 모뎀에 대한 방해를 방지하는 하이브리드 적응성 SIC를 포함한 트랜시버의 일례를 나타낸다.
도 3은 도 2의 트랜시버에 이용된 하이브리드 적응성 SIC의 구성의 일례를 나타낸다.
도 4는 하이브리드 코스트 에러 함수(cost error function)를 보여주는 그래프이다.
도 5는 적응성 멀티모드 하이브리드 적응성 SIC를 이용하는 멀티-RAT 트랜시버의 일례를 나타낸다.
Claims (12)
- 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU)에 있어서,모뎀;수신 대역 내의 수신 신호를 손상(corrupt)시키는 자기 간섭(self-interfering) 신호를 부수적으로(incidentally) 발생시키는 송신 대역 내의 원하는 송신 신호를 발생시키도록 구성된 송신기;상기 수신 대역 내의 적어도 하나의 채널을 통해 상기 손상된 수신 신호를 수신하도록 구성된 수신기;상기 수신 대역을 통과시키고 상기 송신 대역을 감쇠(attenuate)시키기 위해 상기 원하는 송신 신호를 필터링함으로써 발생되는 송신기 잡음 기준 신호(reference signal)를 수신하고, 상기 수신기로부터 상기 자기 간섭 신호를 포함한 상기 손상된 수신 신호를 수신하며, 상기 자기 간섭 신호를 상쇄(cancel)하기 위한 보정 신호를 필터링하여 추출하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(self-interference canceller; SIC); 및상기 모뎀에 입력되는 처리 신호(processed signal)를 발생시키기 위해 상기 손상된 수신 신호로부터 상기 보정 신호를 감산하도록 구성된 가산기를포함하는, 무선 송수신 유닛.
- 제1항에 있어서, 상기 SIC는,상기 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키도록 구성된 지연 유닛;제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 상기 처리 신호와 상관화하도록 구성된 제1 상관화기;상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고 상기 보정 신호를 발생시키도록 구성된 등화기;상기 처리 신호와 상기 제1 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 제1 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최소의 최소 평균 제곱(least mean square; LMS) 알고리즘 유닛;제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 손상된 수신 신호를 상기 보정 신호와 상관화하도록 구성된 제2 상관화기;상기 제2 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 제2 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최대의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛; 및상기 제1 가중치 벡터 신호와 상기 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 상기 보정 신호를 발생시키는데 상기 등화기에 의해 이용되어야 하는지를 결정하기 위해 상기 제1 상관화 신호와 상기 제2 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 가중치 선택 벡터 신호를 입력하도록 구성된 LMS 알고리즘 선택 유닛을포함하는, 무선 송수신 유닛.
- 제2항에 있어서, 상기 SIC는 상기 송신기의 송신 전력이 미리 정해진 문턱값 아래로 떨어지는 조건 하에 디스에이블되는 것인, 무선 송수신 유닛.
- 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU)에 있어서,서로 다른 무선 액세스 기술(radio access technology; RAT)들과 관련된 복수의 모뎀들;상기 서로 다른 RAT들과 관련된 복수의 송신기들 - 각각의 송신기는 원하는 신호를 발생시키고, 수신 신호들을 손상시키는 자기 간섭 신호를 부수적으로 발생시키도록 구성됨 - ;상기 서로 다른 RAT들과 관련된 복수의 수신기들;각각의 자기 간섭 신호 성분들을 포함한 복수의 송신기 잡음 기준 신호들을 수신하고, 각각의 자기 간섭 신호 성분들과 원하는 신호 성분들을 포함한 손상된 수신 신호들을 수신하며, 상기 각각의 자기 간섭 신호 성분들을 상쇄하기 위한 복수의 보정 신호들을 출력하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(self-interference canceller; SIC); 및각각의 모뎀에 입력되는 복수의 처리 신호들을 발생시키기 위해 각각의 손상된 수신 신호들로부터 상기 보정 신호들을 감산하도록 구성된 복수의 가산기를포함하는, 무선 송수신 유닛.
- 기지국에 있어서,모뎀;수신 신호를 손상시키는 원하는 신호를 발생시키도록 구성되는 송신기로서, 상기 손상된 수신 신호는 수신 대역 내의 자기 간섭 신호 성분을 포함하는 것인, 상기 송신기;상기 손상된 수신 신호를 수신하도록 구성된 수신기;상기 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고, 상기 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 상기 손상된 수신 신호를 수신하며, 상기 자기 간섭 신호 성분을 상쇄하기 위한 보정 신호를 출력하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(self-interference canceller; SIC); 및상기 모뎀에 입력되는 처리 신호를 발생시키기 위해 상기 손상된 수신 신호로부터 상기 보정 신호를 감산하도록 구성된 가산기를포함하는, 기지국.
- 제5항에 있어서, 상기 SIC는,상기 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키도록 구성된 지연 유닛;제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 상기 처리 신호와 상관화하도록 구성된 제1 상관화기;상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고 상기 보정 신호를 발생시키도록 구성된 등화기;상기 처리 신호와 상기 제1 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 제1 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최소의 최소 평균 제곱(least mean square; LMS) 알고리즘 유닛;제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 손상된 수신 신호를 상기 보정 신호와 상관화하도록 구성된 제2 상관화기;상기 제2 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 제2 가중치 벡터 신호를 출력시키도록 구성된 최대의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛; 및상기 제1 가중치 벡터 신호와 상기 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 상기 보정 신호를 발생시키는데 상기 등화기에 의해 이용되어야 하는지를 결정하기 위해 상기 제1 상관화 신호와 상기 제2 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 가중치 선택 벡터 신호를 입력하도록 구성된 LMS 알고리즘 선택 유닛을포함하는 것인, 기지국.
- 제6항에 있어서, 상기 SIC는 상기 송신기의 전송 전력이 미리 정해진 문턱값 아래로 떨어지는 조건 하에 디스에이블되는 것인, 기지국.
- 기지국에 있어서,서로 다른 무선 액세스 기술(radio access technology; RAT)들과 관련된 복수의 모뎀들;서로 다른 RAT들과 관련된 복수의 송신기들 - 각각의 송신기는 수신 신호들을 손상시키는 자기 간섭 신호 성분을 생성하는 원하는 신호를 발생시키도록 구성됨 -;상기 손상된 수신 신호들을 수신하는, 서로 다른 RAT들과 관련된 복수의 수신기들;각각의 자기 간섭 신호 성분을 포함한 복수의 송신기 잡음 기준 신호들을 수신하고, 각각의 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 상기 손상된 수신 신호를 수신하며, 각각의 자기 간섭 신호 성분을 상쇄하기 위한 복수의 보정 신호들을 출력하도록 구성된 자기 간섭 상쇄기(self-interference canceller; SIC); 및복수의 처리 신호들을 발생시키기 위해 각각의 손상된 수신 신호로부터 상기 보정 신호들을 감산하도록 구성된 복수의 가산기를포함하는, 기지국.
- 송신기에 의해 발생된 자기 간섭을 수신 신호로부터 제거하기 위한 자기 간섭 상쇄기(self-interference canceller; SIC)에 있어서,송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키도록 구성된 지연 유닛;손상된 수신 신호를 수신하고, 상기 손상된 수신 신호로부터 보정 신호를 감산함으로써 처리 신호를 출력하도록 구성된 가산기;제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 상기 처리 신호와 상관화하도록 구성된 제1 상관화기;상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 수신하고 상기 보정 신호를 발생시키도록 구성된 등화기;상기 처리 신호와 상기 제1 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 제1 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최소의 최소 평균 제곱(least mean square; LMS) 알고리즘 유닛;제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 손상된 수신 신호를 상기 보정 신호와 상관화하도록 구성된 제2 상관화기;상기 제2 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 제2 가중치 벡터 신호를 출력하도록 구성된 최대의 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘 유닛; 및상기 제1 가중치 벡터 신호와 상기 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 상기 보정 신호를 발생시키는데 상기 등화기에 의해 이용되어야 하는지를 결정하기 위해 상기 제1 상관화 신호와 상기 제2 상관화 신호에 기초하여 상기 등화기에 가중치 선택 벡터 신호를 입력하는 LMS 알고리즘 선택 유닛을포함하는, 자기 간섭 상쇄기(SIC).
- 제9항에 있어서, 상기 SIC는 상기 송신기의 전송 전력이 미리 정해진 문턱값 아래로 떨어지는 조건 하에 디스에이블되는 것인, 자기 간섭 상쇄기(SIC).
- 손상된 신호로부터 송신기에 의해 발생된 자기 간섭 신호 성분을 제거하는 방법에 있어서,상기 자기 간섭 신호 성분을 포함한 송신기 잡음 기준 신호를 수신하여 지연시키는 단계;상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호에 기초하여 보정 신호를 발생시키는 단계;상기 자기 간섭 신호 성분과 원하는 신호 성분을 포함한 손상된 신호를 수신하는 단계; 및처리 신호를 발생시키기 위해 상기 손상된 신호로부터 상기 보정 신호를 감산하는 단계를포함하는, 자기 간섭 신호 성분의 제거 방법.
- 제11항에 있어서,제1 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 지연된 송신기 잡음 기준 신호를 상기 처리 신호와 상관화하는 단계;상기 처리 신호와 상기 제1 상관화 신호에 기초하여 제1 가중치 벡터 신호를 발생시키는 단계;제2 상관화 신호를 발생시키기 위해 상기 손상된 신호를 상기 보정 신호와 상관화하는 단계;상기 제2 상관화 신호에 기초하여 제2 가중치 벡터 신호를 발생시키는 단계; 및상기 제1 가중치 벡터 신호와 상기 제2 가중치 벡터 신호 중 어느 신호가 상기 보정 신호를 발생시키는데 이용되어야 하는지를 결정하는 단계를더 포함하는, 자기 간섭 신호 성분의 제거 방법.
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