KR101368269B1 - 광대역 무선접속 시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선접속 시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수신 방법은,복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00001
) 및 간섭신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00002
)을 추정하는 과정과, 상기
Figure 112006089339136-pat00003
와
Figure 112006089339136-pat00004
를 연접하여 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00005
)을 구성하는 과정과, 상기
Figure 112006089339136-pat00006
와 상기
Figure 112006089339136-pat00007
를 이용해서 간섭제거 필터의 계수(
Figure 112006089339136-pat00008
)를 연산하는 과정과, 상기 계수를 이용해서 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00009
)와 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00010
)에 대해 간섭 제거를 수행하는 과정을 포함한다.
OFDMA, 간섭제거, ZF, MMSE, 채널행렬

Description

광대역 무선접속 시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INTERFERENCE CANCELLATION IN BROADBAND WIRELESS ACCESS SYSTEM}
도 1은 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭제거기의 동작 절차를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 간섭제거기의 동작 절차를 도시하는 도면.
본 발명의 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템에서 인접 셀 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 그러나 음성 위주의 통신시스템은 전송 대역폭이 비교적 작고, 사용료가 비싸므로 급증하는 사용자들의 서비스 욕구를 충족시키지 못하였다. 게다가 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구 증가로 인하여 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신시스템에 대한 필요성이 증대되었다. 이에 따라 급증하는 사용자들의 요구를 충족시킬 정도의 광대역을 갖고 효율적으로 인터넷 서비스를 제공하기 위한 광대역 무선접속 시스템에 도입되었다.
상기 광대역 무선접속 시스템은 음성뿐만 아니라 저속 및 고속의 다양한 데이터 서비스, 고화질 동영상 등의 멀티미디어 응용 서비스를 통합 지원하기 위한 시스템이다. 이러한 광대역 무선접속 시스템은 2GHz, 5GHz, 26GHz 및 60GHz 등의 광대역을 이용한 무선 매체를 기반으로 이동 또는 고정 환경에서 PSTN(Public Switched Telephone Network), PSDN(Public Switched Data Network), 인터넷 망, IMT2000망, ATM(Asynchronous Transfer Mode)망 등을 접속할 수 있으며, 2Mbps급 이상의 채널 전송률을 지원할 수 있다. 상기 광대역 무선접속 시스템은 터미널의 이동성(고정 또는 이동), 통신 환경(실내 또는 실외) 및 채널 전송률에 따라 광대역 무선 가입자 망, 광대역 이동 액세스 망 및 고속 무선 LAN(Local Area Network)으로 분류할 수 있다.
상기 광대역 무선접속 시스템의 무선 접속 방식은 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서 표준화되고 있다.
IEEE 802.16 표준은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 기술에 비하여, 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송할 수 있으며, 모든 사용자들이 채널(또는 자원)을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다. 또한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)이 보장되어 사용자는 서비스의 특성에 따라 서로 다른 품질의 서비스를 제공받을 수 있다.
상기 IEEE 802.16 통신 시스템은 물리 채널(physical channel)을 위해 상기 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하고 있다. 즉, 상기 광대역 무선접속 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 사용하기 때문에 다수의 부반송파(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터 송신이 가능하다
또한, 상기 광대역 무선접속 시스템은 다중셀(multi-cell) 구조를 통해 MS의 이동성을 지원하며, 주파수 사용의 효율성을 위해 모든 셀들이 동일한 주파수를 사용하다. 이러한 다중셀 기반의 시스템에서는 인접셀 간섭이 성능에 큰 영향을 미친다.
도 1은 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 주파수 재 사용률을 1로 하는 다중 셀 환경에서 셀 중첩 지역에 위치한 사용자(110)는 인접 셀(120)로 간섭신호를 전송한다. 이렇게 발생된 인접 셀의 간섭 신호는 해당 셀내 사용자(112)의 신호에 영향을 주어 복조 성능을 떨어뜨린다. 이런 경우, 상기 사용자(112)는 데이터 전송에 실패할 수 있다. 따라서, 상기 사용자(112)는 전력 제어 및 링크 제어 등에 의해 더 큰 송신전력으로 또는 더 높은 부호율로 데이터를 재전송해야 한다. 이러한 현상은 시스템 전체 효율을 떨어뜨리며 단말의 전력 손실을 초래한다.
일반적으로, 다중 안테나를 사용하는 시스템은 간섭제거를 수행한후 복조(demodulation)를 수행한다. 이런 경우, 다중 수신 안테나에서 얻을 수 있는 다이버시티 이득의 일정 부분이 간섭 제거에 소모된다. 다시 말해, 간섭 제거로 인해 복조 성능이 감소하는 문제점이 발생한다. 만약, 제거할 간섭신호를 적절히 선택하고, 간섭제거로 인해 발생할 수 있는 채널행렬의 왜곡을 최소화할 수 있다면, 복조 성능이 감소하는 문제를 방지할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 다중 셀 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선접속 시스템에서 간섭 제거와 복조를 동시에 수행할 때 복조 성능의 감소를 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 광대역 무선접속 시스템에서 간섭제거를 수행할 때 소정 판단기준에 의해 제거할 간섭신호의 개수를 조정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 광대역 무선접속 시스템 에서 간섭제거를 수행할 때 추정된 채널행렬의 변형을 최소화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치에 있어서, 복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112013064922506-pat00011
) 및 간섭신호들의 채널행렬(
Figure 112013064922506-pat00012
)을 추정하는 채널추정기와, 상기
Figure 112013064922506-pat00013
을 구성하는 간섭채널들 각각에 대해 판단 매트릭을 연산하고, 상기 매트릭이 소정 기준값 이상인 간섭신호를 제거할 대상으로 선택하며, 수신벡터(
Figure 112013064922506-pat00014
), 상기
Figure 112013064922506-pat00015
및 상기
Figure 112013064922506-pat00016
를 이용해서 ZF(Zero Forcing) 기반의 간섭제거를 수행하는 간섭제거기와, 상기 간섭제거기로부터의 간섭 제거된 수신벡터 및 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 수행하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치에 있어서, 복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112013064922506-pat00017
) 및 간섭신호들의 채널행렬(
Figure 112013064922506-pat00018
)을 추정하는 채널추정기와, 상기
Figure 112013064922506-pat00019
을 구성하는 간섭채널들 각각에 대해 판단 매트릭을 연산하고, 상기 매트릭이 소정 기준값 이상인 간섭채널들을 선택하여
Figure 112013064922506-pat00020
을 구성하며, 수신벡터(
Figure 112013064922506-pat00021
), 상기
Figure 112013064922506-pat00022
및 상기
Figure 112013064922506-pat00023
를 이용해서 MMSE 기반의 간섭 제거를 수행하는 간섭제거기와, 상기 간섭제거기로부터의 간섭 제거된 수신벡터 및 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 수행하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기 에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 광대역 무선접속 시스템에서 다중셀 간섭을 제거하기 위한 방안에 관한 것이다.
이하 설명은 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 다중셀 기반의 통신시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 기지국의 수신기를 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 기지국, 사용자 단말기의 구분 없이 수신기라면 모두 적용될 수 있다.
다중 셀 환경에서 광대역 무선접속 시스템의 기지국은 상향링크 신호 복조를 위해 다중 수신 안테나를 사용할 수 있다. 다수의 수신 안테나를 안테나 다이버시티로 인해 링크 성능을 향상시킬 수 있고, 공간 다중화(SM : Spatial Multiplexing) 기법을 사용하여 동일 자원을 사용하는 사용자 수를 증가시킬 수 있다.
이하, 본 발명은 기지국이 인접 셀 간섭을 능동적으로 제거하는 2가지 방식에 대해 살펴보기로 한다. 하나는 ZF(Zero Forcing) 기법으로 간섭 채널 제거 루틴 을 반복함으로써 원하는 만큼의 간섭을 제거하는 방식이다. 다른 하나는 변형된 MMSE(Minimum Mean Square Error) 기법으로 원하는 간섭 신호들을 동시에 제거하는 방식이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 수신기는 R개의 안테나들(ANT-1 내지 ANT-NR), 복수의 RF처리기들(200-1 내지200-NR), 복수의 A/D(Analog to Digital)변환기들(202-1 내지 202-NR), 복수의 FFT연산기들(204-1 내지 204-NR), 복수의 부채널 추출기들(206-1 내지 206-NR), 복수의 채널 추정기들(208-1 내지 208-NR), 간섭제거기(210), 복조기(212) 및 채널복호기(214)를 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 복수의 RF처리기들(200-1 내지 200-NR) 각각은 필터(filter), 주파수 변환기 등의 구성들을 포함하며, 대응되는 안테나를 통해 수신된 고주파 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. 복수의 A/D변환기들(202-1 내지 202-NR) 각각은 대응되는 RF처리기(200)로부터의 아날로그 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
복수의 FFT연산기들(204-1 내지 204-NR) 각각은 대응되는 A/D변환기(202)로부터의 샘플데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 복 수의 부채널 추출기들(206-1 내지 206-NR) 각각은 사용된 부채널 구조에 따라 대응되는 FFT연산기(204)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 데이터 신호와 파일럿 신호를 구분하여 추출한다. 또한, 상기 부채널 추출기들(206-1 내지 206-NR)은 추출된 데이터 신호와 파일럿 신호를 구분하여 간섭제거기(210)로 제공한다.
복수의 채널추정기들(208-1 내지 208-NR) 각각은 대응되는 부채널 추출기(206)로부터의 파일럿 신호들을 이용해서 복조를 원하는(desired) 사용자의 채널계수 및 간섭 사용자의 채널계수를 추정하여 출력한다. 여기서, 상기 복조를 원하는 사용자의 개수는 적어도 하나이며, 상기 간섭 사용자의 개수도 적어도 하나일수 있다. 한편, 상기 복수의 채널추정기들(208-1 내지 208-NR)로부터 출력되는 R개의 채널계수들을 가지고 해당 사용자에 대한
Figure 112006089339136-pat00024
의 채널 계수 벡터(
Figure 112006089339136-pat00025
)를 구성할 수 있다. 즉, 복조를 원하는 사용자들 및 간섭 사용자들 각각에 대한 채널 계수 벡터가 구성된다.
상기 간섭제거기(210)는 상기 복수의 채널추정기들(208-1 내지 208-NR)로부터의 N개의 채널계수벡터들을 가지고 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00026
)을 구성하고, 소정 간섭 제거 알고리즘을 이용하여 상기 부채널 추출기들(206-1 내지 206-NR)로부터의 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00027
)에서 간섭을 제거하여 출력한다. 본 발명에 따라 상기 간섭제거기(210)는 상기 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00028
)을 열벡터 놈(norm)이 큰 순서로 재정렬하고, 상기 놈 값이 소 정 기준값 이상인 벡터들로 구성된 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00029
)을 이용해서 간섭 제거 알고리즘을 수행한다. 여기서, 간섭 제거 알고리즘으로 ZF 방식과 변형된 MMSE 방식을 사용할 수 있다. 각각의 방식에 대해서는 이후 도면(도 3과 도 4)의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.
복조기(212)는 상기 간섭제거기(210)로부터의 간섭 제거된 수신신호와 채널행렬을 입력하며, 상기 수신신호와 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 수행하여 LLR 값을 생성하여 출력한다. 채널복호기(214)는 상기 복조기(212)로부터의 LLR들을 연판정 복호(soft decision decoding)하여 송신기에서 송신한 정보비트열을 복원한다.
상기 간섭제거기(210)의 동작 설명에 앞서 상기 채널추정기들(208-1 내지 208-NR)에 의해 구성되는 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00030
)에 대해 살펴보면 다음과 같다.
다중 안테나를 통해 수신된 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00031
)를 모델링하면 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006089339136-pat00032
여기서,
Figure 112006089339136-pat00033
는 수신벡터로
Figure 112006089339136-pat00034
크기의 열벡터이고,
Figure 112006089339136-pat00035
는 사용자들(원하는 사용자 및 간섭 사용자)과 수신 안테나 사이의 채널 행렬로
Figure 112006089339136-pat00036
크기의 행렬이다.
Figure 112006089339136-pat00037
는 사용자들(원하는 사용자 및 간섭 사용자)이 송신한 심볼(M-QAM 변조 심볼)들의 벡터로,
Figure 112006089339136-pat00038
크기의 열벡터이고,
Figure 112006089339136-pat00039
는 노이즈 벡터로
Figure 112006089339136-pat00040
크기의 열벡터이다. 여기서, R은 수신 안테나의 개수이고, N은 복조를 원하는 사용자 수와 간섭 사용자 수의 합이다.
상기 복조를 원하는 사용자 및 상기 간섭 사용자의 채널은 상향링크 사운딩(sounding) 채널 또는 파일럿 톤을 이용해 추정되는 것으로 가정하기로 한다. 이때, 상기 복조를 원하는 사용자들의 채널 행렬을
Figure 112006089339136-pat00041
라 하고, 상기 간섭 사용자들의 채널 행렬을
Figure 112006089339136-pat00042
로 정의한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭제거기(210)의 동작 절차를 도시하 고 있다. 특히, 도 3은 ZF 기반의 간섭 제거 절차를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 먼저 간섭제거기(210)는 301단계에서 R개의 안테나들을 통해 수신된 심볼들을 가지고 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00043
)를 구성하고, N개의 채널계수 벡터들을 가지고 채널 행렬(
Figure 112006089339136-pat00044
)을 구성한다. 여기서, 상기 채널 행렬(
Figure 112006089339136-pat00045
)은 복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00046
)과 간섭신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00047
)을 연접한 형태로 구성된다. 이때, 복조를 원하는 신호의 개수와 간섭신호의 개수의 합을 N으로 가정하기로 한다.
이후, 상기 간섭제거기(210)는 303단계에서 상기 간섭신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00048
)을 채널크기 순서로 정렬한다. 간섭신호 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00049
)의 각 열은 하나의 간섭신호 채널에 대응되는데, 하기 수학식 2와 같이 상기 간섭신호 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00050
)을 열벡터 놈(norm) 순서로 정렬한다.
Figure 112006089339136-pat00051
그리고, 상기 간섭제거기(210)는 305단계에서 하기 수학식 3과 같이 상기 복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00052
)과 상기 정렬된 간섭신호 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00053
)을 연접해서 전체 채널행렬을 재구성한다. 이때, 간섭 채널을 인덱싱하기 위한 k 값은 '0'으로 초기화한다.
Figure 112006089339136-pat00054
이후, 상기 간섭제거기(210)는 307단계로 진행하여 상기 재구성된 전체 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00055
)에서 k번째 간섭채널의 매트릭(metric)을 연산한다. 여기서, 상기 매트릭은 해당 열 벡터의 놈(norm) 값이 될 수 있다. 그리고, 상기 간섭제거기(210)는 309단계에서 상기 k번째 간섭채널의 매트릭을 소정 기준값(Threshold)과 비교한다.
만일, 상기 매트릭이 상기 기준값보다 크거나 같으면, 상기 간섭제거기(210)는 311단계로 진행하여 하기 <수학식 4>와 같이 ZF(Zero Forcing)기반의 간섭제거 필터 계수(
Figure 112006089339136-pat00056
)을 연산한다.
Figure 112006089339136-pat00057
여기서,
Figure 112006089339136-pat00058
는 간섭채널 열벡터들중 k번째 열벡터를 나타낸다. 상기 수학식 4와 같이 구한 필터 계수는 상기 전체 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00059
)의 k번째 간섭 열을 널링(nulling)하는 행렬이다.
상기 필터 계수를 획득한후, 상기 간섭제거기(210)는 313단계로 진행하여 하기 수학식 5와 같이 간섭제거를 수행한다.
Figure 112006089339136-pat00060
상기 수학식 5와 같이 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00061
)와 전체 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00062
)을 갱신하고, 상기 간섭제거기(210)는 315단계에서 상기 k값을 '1'만큼 증가한후 상기 307단계로 되돌아간다. 이와 같이, 307단계 내지 315단계를 반복 수행함으로써 원하는 간섭신호들을 제거한다.
한편, 상기 309단계에서 상기 매트릭이 상기 기준값보다 작으면, 상기 간섭제거기(210)는 317단계로 진행하여 최종 갱신된
Figure 112006089339136-pat00063
와
Figure 112006089339136-pat00064
를 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00065
)와 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00066
)로 복조기(212)로 제공한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 간섭제거기(210)의 동작 절차를 도시하고 있다. 특히, 도 4는 MMSE 기반의 간섭 제거 절차를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 먼저 간섭제거기(210)는 401단계에서 R개의 안테나들을 통해 수신된 심볼들을 가지고 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00067
)를 구성하고, N개의 채널계수 벡터들을 가지고 채널 행렬(
Figure 112006089339136-pat00068
)을 구성한다. 여기서, 상기 채널 행렬(
Figure 112006089339136-pat00069
)은 복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00070
)과 간섭신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00071
)을 연접한 형태로 구성된다. 이때, 복조를 원하는 신호의 개수와 간섭신호의 개수의 합을 N으로 가정하기로 한다.
이후, 상기 간섭제거기(210)는 403단계에서 간섭신호 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00072
)을 구성하는 열 벡터들 각각에 대해 매트릭을 연산한다. 여기서, 매트릭은 열 벡터의 놈(norm) 값이 될 수 있다.
그리고, 상기 간섭제거기(210)는 405단계에서 상기 연산된 매트릭들을 소정 기준값과 비교하고, 상기 기준값보다 큰 열 벡터들을 선택하여 간섭신호 채널행렬을 다시 구성한다. 이렇게 구성된 간섭신호 채널행렬을
Figure 112006089339136-pat00073
로 정의하기로 한다.
한편, 상기 간섭제거기(210)는 407단계에서 하기 수학식 6과 같이 상기 복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00074
)과 상기 재구성된 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00075
)을 연접해서 전체 채널행렬을 재구성한다.
Figure 112006089339136-pat00076
이후, 상기 간섭제거기(210)는 409단계로 진행하여 상기 재구성된 전체 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00077
)을 이용해서 하기 <수학식 7>와 같이 변형된 MMSE 기반의 간섭제거 필터 계수(
Figure 112006089339136-pat00078
)을 연산한다.
Figure 112006089339136-pat00079
상기 수학식 7이 일반적인 MMSE 필터계수 계산식과 다른 점은, 상관행렬의 역행렬에 투영시키는 행렬이 복조를 원하는 신호의 채널행렬이 아니라, 복조를 원 하는 신호의 채널의 상관행렬이라는 것이다. 이렇게 구해진 필터 계수를 가지고 간섭제거를 수행할 경우, 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00080
)의 추정 에러를 최소화할 수 있다. 다시 말해, 상기 채널행렬 (
Figure 112006089339136-pat00081
)에 대해 간섭제거를 수행하더라도 상기
Figure 112006089339136-pat00082
가 되도록 변하지 않는 것이 복조 성능을 높일 수 있는데, 상기
Figure 112006089339136-pat00083
에 대해 간섭제거를 수행하면 상기
Figure 112006089339136-pat00084
가 왜곡될 수밖에 없다. 즉, 상기 수학식 7과 같이 구한 행렬은 상기
Figure 112006089339136-pat00085
의 간섭 열들을 널링(nulling)하며, 상기
Figure 112006089339136-pat00086
를 최소로 변경하는 필터 계수이다.
상기 필터 계수를 획득한후, 상기 간섭제거기(210)는 411단계로 진행하여 하기 수학식 8과 같이 간섭제거를 수행한다.
Figure 112006089339136-pat00087
이와 같이 간섭 제거를 수행한후, 상기 간섭제거기(210)는 413단계로 진행하여 간섭 제거된 수신벡터(
Figure 112006089339136-pat00088
)와 채널행렬(
Figure 112006089339136-pat00089
)을 복조기(212)로 제공한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 판단 기준에 따라 원하는 개수만큼의 간섭신호들을 제거할 수 있는 이점이 있다. 상향링크에서 인접 셀 간섭을 제거할 경우, 상향링크 동작점을 낮출 수 있다. 이와 같이 동작점이 낮아질 경우, 단말기는 보다 적은 전력으로 상향링크 데이터를 전송할 수 있으며, 즉 단말기의 전원을 절약할 수 있다. 또한, 상향링크 전력을 낮출 경우 인접 셀 간섭을 줄일 수 있기 때문에, 시스템 전체 용량을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (20)

  1. 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치에 있어서,
    복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00090
    ) 및 간섭신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00091
    )을 추정하는 채널추정기와,
    상기
    Figure 112013064922506-pat00092
    을 구성하는 간섭채널들 각각에 대해 판단 매트릭을 연산하고, 상기 매트릭이 소정 기준값 이상인 간섭신호를 제거할 대상으로 선택하며, 수신벡터(
    Figure 112013064922506-pat00093
    ), 상기
    Figure 112013064922506-pat00094
    및 상기
    Figure 112013064922506-pat00095
    를 이용해서 ZF(Zero Forcing) 기반의 간섭제거를 수행하는 간섭제거기와,
    상기 간섭제거기로부터의 간섭 제거된 수신벡터 및 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 수행하는 복조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 간섭제거기는,
    상기
    Figure 112006089339136-pat00096
    를 열벡터 놈(norm) 순서에 따라 정렬하여
    Figure 112006089339136-pat00097
    를 구성하고, 상기
    Figure 112006089339136-pat00098
    의 열벡터들에 대해 순차로 놈(norm)값과 상기 기준값을 비교하며, 상기 기준값 이상일 경우 간섭제거 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00099
    )를 연산하고, 상기 계수를 이용해서 수신벡터(
    Figure 112006089339136-pat00100
    )와 채널행렬(
    Figure 112006089339136-pat00101
    :
    Figure 112006089339136-pat00102
    와
    Figure 112006089339136-pat00103
    을 연접한 행렬)을 갱신하는 것을 특징으로 하는 것을 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 간섭제거기는,
    상기 놈 값이 상기 기준값보다 작을 경우, 최종 갱신된 수신벡터와 채널행렬을 복조기로 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 간섭제거기는,
    상기 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00104
    )를 다음 수식과 같이 연산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112006089339136-pat00105
    여기서,
    Figure 112006089339136-pat00106
    는 간섭채널 열벡터들중 k번째 열벡터를 나타냄.
  6. 광대역 무선접속 시스템에서 수신 장치에 있어서,
    복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00107
    ) 및 간섭신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00108
    )을 추정하는 채널추정기와,
    상기
    Figure 112013064922506-pat00109
    을 구성하는 간섭채널들 각각에 대해 판단 매트릭을 연산하고, 상기 매트릭이 소정 기준값 이상인 간섭채널들을 선택하여
    Figure 112013064922506-pat00110
    을 구성하며, 수신벡터(
    Figure 112013064922506-pat00111
    ), 상기
    Figure 112013064922506-pat00112
    및 상기
    Figure 112013064922506-pat00113
    를 이용해서 MMSE 기반의 간섭 제거를 수행하는 간섭제거기와,
    상기 간섭제거기로부터의 간섭 제거된 수신벡터 및 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 간섭제거기는,
    상기
    Figure 112006089339136-pat00114
    와
    Figure 112006089339136-pat00115
    를 연접하여 채널행렬(
    Figure 112006089339136-pat00116
    )을 구성하고, 상기
    Figure 112006089339136-pat00117
    와 상기
    Figure 112006089339136-pat00118
    를 이용해서 간섭제거 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00119
    )를 연산하고, 상기 계수를 이용해 서 수신벡터(
    Figure 112006089339136-pat00120
    )와 채널행렬(
    Figure 112006089339136-pat00121
    )에 대해 간섭 제거를 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 간섭제거기는,
    상기 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00122
    )를 다음 수식과 같이 연산하는 것을 특징으로 하는 장치.
    Figure 112006089339136-pat00123
    여기서,
    Figure 112006089339136-pat00124
    는 단위 행렬(identity matrix)을 나타내고, R은 수신안테나의 개수를 나타냄.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 판단 매트릭은 벡터의 놈(norm) 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 광대역 무선접속 시스템에서 수신 방법에 있어서,
    복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00125
    ) 및 간섭신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00126
    )을 추정하는 과정과,
    상기
    Figure 112013064922506-pat00127
    을 구성하는 간섭채널들 각각에 대해 판단 매트릭을 연산하고, 상기 매트릭이 소정 기준값 이상인 간섭신호를 제거할 대상으로 선택하며, 수신벡터(
    Figure 112013064922506-pat00128
    ), 상기
    Figure 112013064922506-pat00129
    및 상기
    Figure 112013064922506-pat00130
    를 이용해서 ZF(Zero Forcing) 기반의 간섭제거를 수행하는 과정과,
    상기 간섭 제거된 수신벡터 및 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 간섭 제거 과정은,
    상기
    Figure 112006089339136-pat00131
    를 열벡터 놈(norm) 순서에 따라 정렬하여
    Figure 112006089339136-pat00132
    를 구성하는 과정과,
    상기
    Figure 112006089339136-pat00133
    의 열벡터들에 대해 순차로 놈(norm)값과 상기 기준값을 비교하는 과정과,
    상기 놈 값이 기준값 이상일 경우, 간섭제거 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00134
    )를 연산하는 과정과,
    상기 필터의 계수를 이용해서 수신벡터(
    Figure 112006089339136-pat00135
    )와 채널행렬(
    Figure 112006089339136-pat00136
    :
    Figure 112006089339136-pat00137
    와
    Figure 112006089339136-pat00138
    을 연접한 행렬)을 갱신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 간섭 제거 과정은,
    상기 놈 값이 상기 기준값보다 작을 경우, 최종 갱신된 수신벡터와 채널행렬을 복조기로 제공하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00139
    )는 다음 수식과 같이 연산되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006089339136-pat00140
    여기서,
    Figure 112006089339136-pat00141
    는 간섭채널 열벡터들중 k번째 열벡터를 나타냄.
  16. 광대역 무선접속 시스템에서 수신 방법에 있어서,
    복조를 원하는 신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00142
    ) 및 간섭신호들의 채널행렬(
    Figure 112013064922506-pat00143
    )을 추정하는 과정과,
    상기
    Figure 112013064922506-pat00144
    을 구성하는 간섭채널들 각각에 대해 판단 매트릭을 연산하고, 상기 매트릭이 소정 기준값 이상인 간섭채널들을 선택하여
    Figure 112013064922506-pat00145
    을 구성하며, 수신벡터(
    Figure 112013064922506-pat00146
    ), 상기
    Figure 112013064922506-pat00147
    및 상기
    Figure 112013064922506-pat00148
    을 이용해서 MMSE 기반의 간섭 제거를 수행하는 과정과,
    상기 간섭 제거된 수신벡터 및 채널행렬을 가지고 복조(demodulation)를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서, 상기 간섭제거 과정은,
    상기
    Figure 112013088664460-pat00149
    와
    Figure 112013088664460-pat00150
    를 연접하여 채널행렬(
    Figure 112013088664460-pat00151
    )을 구성하는 과정과,
    상기
    Figure 112013088664460-pat00152
    와 상기
    Figure 112013088664460-pat00153
    를 이용해서 간섭제거 필터의 계수(
    Figure 112013088664460-pat00154
    )를 연산하는 과정과,
    상기 계수를 이용해서 수신벡터(
    Figure 112013088664460-pat00155
    )와 채널행렬(
    Figure 112013088664460-pat00156
    )에 대해 간섭 제거를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 필터의 계수(
    Figure 112006089339136-pat00157
    )는 다음 수식과 같이 연산되는 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112006089339136-pat00158
    여기서,
    Figure 112006089339136-pat00159
    는 단위 행렬(identity matrix)을 나타내고, R은 수신안테나의 개수를 나타냄.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 판단 매트릭은 벡터의 놈(norm) 값인 것을 특징으로 하는 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030017193A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 한국전자통신연구원 티디디-씨디엠에이 시스템용 다중사용자 간섭제거 수신기및 간섭제거 제어방법
KR20050065499A (ko) * 2005-06-08 2005-06-29 한국정보통신대학교 산학협력단 이중 시공간 전송 다이버시티 시스템의 수신 장치 및 수신방법
KR20060097736A (ko) * 2003-11-25 2006-09-14 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍) 선택적 간섭 제거

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030017193A (ko) * 2001-08-24 2003-03-03 한국전자통신연구원 티디디-씨디엠에이 시스템용 다중사용자 간섭제거 수신기및 간섭제거 제어방법
KR20060097736A (ko) * 2003-11-25 2006-09-14 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍) 선택적 간섭 제거
KR20050065499A (ko) * 2005-06-08 2005-06-29 한국정보통신대학교 산학협력단 이중 시공간 전송 다이버시티 시스템의 수신 장치 및 수신방법

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