KR101584481B1

KR101584481B1 - Full duplex communication device and Method for controlling the same

Info

Publication number: KR101584481B1
Application number: KR1020150009953A
Authority: KR
Inventors: 김용화; 송성주
Original assignee: 명지대학교 산학협력단
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-01-22

Abstract

The present invention relates to a full-duplex communication device and a control method thereof. The communication device includes: a transmission unit generating a pilot signal; a transmission antenna transmitting the pilot signal; a reception antenna which receives a first reception signal including a self-interference signal generated by the pilot signal; an estimation unit which uses the first reception signal to estimate parameters of a self-interference channel; a prediction unit which uses the estimated parameters of the self-interference channel to predict a self-interference signal for a data signal to be transmitted by the transmission unit; and a reception unit which receives the predicted self-interference signal. The reception antenna receives a second reception signal including the data signal and removes the self-interference from the second reception signal by using the predicted self-interference signal.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a full duplex communication device and a control method thereof,

본 발명의 실시예들은 전이중 방식으로 동작하는 통신 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기 간섭(self-interference)를 제거할 수 있는 통신 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a communication apparatus operating in a full duplex manner and a control method thereof, and more particularly, to a communication apparatus capable of eliminating self-interference and a control method thereof.

전이중 통신은 데이터 신호를 양방향으로 동시에 송수신 할 수 있는 방식을 의미한다. Full-duplex communication means a system capable of transmitting and receiving data signals simultaneously in both directions.

일례로서, 협력 릴레이 시스템은 소스 노드가 직접 목적 노드로 데이터를 전송함과 동시에 릴레이 노드가 소스 노드로부터 수신한 데이터를 목적 노드로 전달함으로써 소스 노드와 릴레이 노드가 협력하여 데이터를 목적 노드로 전달하는 시스템을 의미하며, 이 경우, 릴레이 노드가 전이중 통신 방식으로 동작할 수 있다. For example, in a cooperative relay system, a source node directly transmits data to a destination node, and at the same time, a relay node transfers data received from a source node to a destination node so that a source node and a relay node cooperate to transmit data to a destination node System, in which case the relay node can operate in a full duplex mode.

그런데, 전이중 통신 장치는 수신과 전송을 위한 별도의 안테나를 구비하는데, 도 1에 도시된 바와 같이 전송 안테나(Tx)를 통해 전송된 데이터 신호는 목적지인 통신 장치로 수신됨과 함께 전이중 통신 장치 자체의 수신 안테나(Rx)로도 수신되며, 이는 수신 안테나(Rx)에 간섭 즉, 자기 간섭(self-interference) 귀환 루프 간섭(Self Loop Interference)를 발생시키는 문제점이 있다. However, the full-duplex communication device has a separate antenna for receiving and transmitting. As shown in FIG. 1, the data signal transmitted through the transmission antenna Tx is received by the destination communication device, And is also received by the receiving antenna Rx, which has a problem of causing interference to the receiving antenna Rx, i.e. self-interference, self loop interference.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 자기 간섭(self-interference)를 제거할 수 있는 통신 장치 및 이의 제어 방법을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention proposes a communication device capable of removing self-interference and a control method thereof.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 파일럿 신호를 생성하는 전송부; 상기 파일럿 신호를 전송하는 전송 안테나; 상기 파일럿 신호에 의해 발생하는 자기 간섭(self-interference) 신호를 포함하는 제1 수신 신호를 수신하는 수신 안테나; 상기 제1 수신 신호를 이용하여 자기 간섭 채널의 파라미터를 추정하는 추정부; 상기 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터를 이용하여 상기 전송부가 전송할 데이터 신호에 대한 자기 간섭 신호를 예측하는 예측부; 및 상기 예측된 자기 간섭 신호를 전달받은 수신부;를 포함하되, 상기 수신 안테나는 상기 데이터 신호를 포함하는 제2 수신 신호를 수신하고, 상기 수신부는 상기 예측된 자기 간섭 신호를 이용하여 상기 제2 수신 신호에서 자기 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 전이중 방식의 통신 장치가 제공된다.To achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a mobile station comprising: a transmitter for generating a pilot signal; A transmission antenna for transmitting the pilot signal; A reception antenna for receiving a first reception signal including a self-interference signal generated by the pilot signal; An estimator for estimating a parameter of a self interference channel using the first reception signal; A predictor for predicting a magnetic interference signal for a data signal to be transmitted by the transmitter using the estimated parameters of the self interference channel; And a receiving unit that receives the predicted magnetic interference signal, wherein the receiving antenna receives a second receiving signal including the data signal, and the receiving unit receives the second receiving signal using the predicted magnetic interference signal, And the magnetic interference is removed from the signal.

상기 파일럿 신호 및 상기 데이터 신호는 다중 경로를 통해 상기 수신 안테나로 수신되고, 상기 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터는 상기 자기 간섭 채널에 대한 다중 경로 채널 이득 및 다중 경로 지연을 포함할 수 있다. The pilot signal and the data signal are received by the receive antenna via multipaths, and the estimated parameters of the self-interference channel may include a multipath channel gain and a multipath delay for the self-interference channel.

상기 추정부는, 상기 제1 수신 신호를 감쇠하는 고주파 감쇠 모듈; 및 캐리어 주파수를 이용하여 상기 감쇠된 제1 수신 신호를 베이스밴드 신호로 변환하여 베이스밴드의 제1 수신 신호를 생성하는 베이스밴드 변환 모듈;를 포함하되, 상기 다중 경로 채널 이득 및 상기 다중 경로 지연은 상기 베이스밴드의 제1 수신 신호를 이용하여 추정될 수 있다. Wherein the estimator comprises: a high frequency attenuation module for attenuating the first received signal; And a baseband transform module for converting the attenuated first received signal to a baseband signal using a carrier frequency to generate a first received signal of a baseband, wherein the multipath channel gain and the multipath delay And may be estimated using the first received signal of the baseband.

상기 예측부는 상기 예측된 자기 간섭 신호를 증폭하는 고주파 증폭 모듈;를 포함하되, 상기 수신부는 상기 예측된 자기 간섭 신호의 증폭 신호를 이용하여 자기 간섭을 제거할 수 있다. The prediction unit may include a high-frequency amplification module for amplifying the predicted magnetic interference signal, and the receiver may remove the magnetic interference using the amplified signal of the predicted magnetic interference signal.

상기 베이스밴드의 제1 수신 신호에 포함되는 자기 간섭 신호의 주파수 응답은 하기의 수학식과 같이 표현될 수 있다. The frequency response of the magnetic interference signal included in the first received signal of the baseband can be expressed as the following equation.

여기서, k는 서브 캐리어 인덱스,

는 k번째 서브 캐리어에 대한 상기 베이스밴드의 제1 수신 신호에 포함되는 자기 간섭 신호의 주파수 응답,

는 상기 다중 경로 채널 이득,

는 상기 다중 경로 지연,

는 상기 파일럿 신호의 주파수 응답, P는 상기 고주파 감쇠기의 감쇠값, i는 다중 경로의 인덱스, N_p는 자기 간섭 신호에 대한 다중 경로의 총 개수,

는 i번째 다중 경로의 이득,

는 서브 캐리어 간격,

는 캐리어의 중심 주파수,

는 i번째 다중 경로의 지연을 각각 의미함. Here, k denotes a subcarrier index,

Is the frequency response of the magnetic interference signal included in the first received signal of the baseband for the k < th > subcarrier,

Channel channel gain,

The multi-path delay,

Where P is the attenuation value of the high frequency attenuator, i is the index of the multipath, N _p is the total number of multipaths for the magnetic interference signal,

Is the gain of the i < th > multipath,

Is the subcarrier interval,

Is the center frequency of the carrier,

Denotes the delay of the i-th multipath.

상기 추정부는 하기의 수학식을 이용하여 상기 다중 경로 채널 이득 및 상기 다중 경로 지연을 추정할 수 있다. The estimator may estimate the multipath channel gain and the multipath delay using the following equation.

여기서,

는 상기 추정된 다중 경로 채널 이득,

는 상기 추정된 다중 경로 지연,

는 상기 다중 경로 채널 이득의 트라이얼 값(trial value),

는 상기 다중 경로 지연의 트라이얼 값,

는 k번째 서브 캐리어에 대한 상기 베이스밴드의 제1 수신 신호의 주파수 응답,

는 상기 베이스밴드의 제1 수신 신호에 포함된 잡음,

는

와

를 산출하기 위한 로그 우도 함수(log-likelihood function), N는 역 고속 퓨리에 변환의 크기(size),

는

의 분산,

는 복소공액함수를 각각 의미함. here,

Path channel gain,

Is the estimated multi-path delay,

Is a trial value of the multipath channel gain,

Is the trial value of the multipath delay,

Is the frequency response of the first received signal of the baseband for the k < th > subcarrier,

Is a noise included in the first received signal of the baseband,

The

Wow

N is the size of the inverse fast Fourier transform,

The

Dispersion,

Is a complex conjugate function.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전이중 방식의 통신 장치의 제어 방법에 있어서, 파일럿 신호를 전송 안테나를 통해 전송하는 단계; 상기 파일럿 신호에 의해 발생하는 자기 간섭(self-interference) 신호를 포함하는 제1 수신 신호를 수신 안테나를 통해 수신하는 단계; 상기 제1 수신 신호를 이용하여 자기 간섭 채널의 파라미터를 추정하는 단계; 상기 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터를 이용하여 전송할 데이터 신호에 대한 자기 간섭 신호를 예측하는 단계; 상기 데이터 신호를 상기 전송 안테나를 통해 전송하는 단계; 상기 데이터 신호가 포함된 제2 수신 신호를 상기 수신 안테나를 통해 수신하는 단계; 및 상기 예측된 자기 간섭 신호를 이용하여 상기 제2 수신 신호에서 자기 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 전이중 방식의 통신 장치의 제어 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of controlling a full duplex communication device, comprising: transmitting a pilot signal through a transmission antenna; Receiving a first reception signal including a self-interference signal generated by the pilot signal through a reception antenna; Estimating a parameter of a magnetic interference channel using the first received signal; Estimating a magnetic interference signal for a data signal to be transmitted using the estimated parameters of the self-interference channel; Transmitting the data signal through the transmit antenna; Receiving a second reception signal including the data signal through the reception antenna; And removing the magnetic interference in the second received signal by using the predicted magnetic interference signal.

본 발명에 따르면, 자기 간섭(self-interference)를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, self-interference can be effectively removed.

도 1은 전이중 방식으로 동작하는 통신 장치의 시스템 모델을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 방식의 통신 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 방식으로 동작하는 통신 장치의 제어 방법에 대한 흐름도를 도시한 도면이다. 1 is a diagram showing a system model of a communication device operating in a full duplex manner.
2 is a diagram showing a schematic configuration of a communication device of a full duplex type according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling a communication device operating in a full-duplex mode according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms "first "," second ", and the like can be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 설명함에 앞서, 전이중 방식으로 동작하는 통신 장치의 시스템 모델을 도 1을 참조하여 설명한다. Before describing embodiments according to the present invention, a system model of a communication device operating in a full-duplex manner will be described with reference to FIG.

본 발명에 따른 전이중 방식의 통신 장치 및 그 제어 방법은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)을 사용할 수 있으며, 전송 안테나에서 전송된 전송 신호는 다중 경로(Multi-path)를 통해 수신 안테나로 수신되며, 자기 간섭을 일으킨다. The communication apparatus and the control method thereof according to the present invention can use Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). A transmission signal transmitted from a transmission antenna is received by a reception antenna through a multi-path, Causes interference.

이 때, 전송 안테나에서 전송되는 전송 신호는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
At this time, the transmission signal transmitted from the transmission antenna can be expressed by Equation (1) below.

여기서,

는 전송 신호, k는 OFDM의 서브 캐리어의 인덱스, N는 역 고속 퓨리에 변환의 크기(size),

는 k번째 서브 캐리어에 대한 전송 신호,

는 k번째 서브 캐리어에 대한 전송 신호의 주파수 응답(즉, 분산

를 가지는 베이스밴드 전송 심볼),

는 k번째 서브 캐리어의 주파수(

,

는 캐리어의 중심 주파수,

는 서브 캐리어 간격(Spacing)),

는 복소수 중 실수부를 추출하는 함수를 각각 의미한다. here,

K is an index of a subcarrier of OFDM, N is a size of an inverse fast Fourier transform,

Is the transmission signal for the k < th > subcarrier,

Is the frequency response of the transmitted signal for the k < th > subcarrier (i.e.,

), &Lt; / RTI >

Is the frequency of the k <

,

Is the center frequency of the carrier,

(Subcarrier spacing Spacing)),

Denotes a function for extracting a real part of a complex number.

또한, 수신 안테나에서 수신되는 수신 신호는 아래의 수학식 2과 같이 표현될 수 있다.
Also, the reception signal received at the reception antenna can be expressed by the following equation (2).

여기서,

는 본 발명의 전이중 방식의 통신 장치의 수신 안테나에서 수신되는 수신 신호,

는 다중 경로에 의한 자기 간섭 신호,

는 대응되는 통신 장치에서 전송되는 전송 신호(디코드되어야 하는 원하는 신호),

는 잡음 일례로, 부가 백색 가우스 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise)을 각각 의미한다. 여기서, 다중 경로에 의한 자기 간섭 신호는 아래의 수학식 3과 같다.
here,

Is a reception signal received from a reception antenna of the communication device of the full duplex mode of the present invention,

A multi-path magnetic interference signal,

(Desired signal to be decoded) transmitted from the corresponding communication apparatus,

An additive white Gaussian noise (AWGN), respectively. Here, the magnetic interference signal due to the multipath is expressed by Equation (3) below.

여기서, i는 다중 경로의 인덱스, N_p는 자기 간섭 신호에 대한 다중 경로의 총 개수,

는 i번째 다중 경로의 이득(gain),

는 i번째 다중 경로의 지연(delay),

(

)는 k번째 서브 캐리어의 자기 간섭 신호를 각각 의미한다. Where i is the index of the multipath, N _p is the total number of multipaths for the magnetic interference signal,

Is the gain of the i < th > multipath,

Is the delay of the i < th > multipath,

(

) Denotes a magnetic interference signal of the k-th subcarrier, respectively.

이 경우, k번째 서브 캐리어의 베이스밴드의 자기 간섭 신호의 주파수 응답

은 아래의 수학식 4과 같이 표현될 수 있다.
In this case, the frequency response of the baseband magnetic interference signal of the k < th >

Can be expressed as Equation (4) below.

여기서,

는 k번째 서브 캐리어에 대한 자기 간섭 채널의 주파수 응답을 의미한다. here,

Denotes the frequency response of the self-interference channel for the k < th > subcarrier.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 방식의 통신 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a communication device of a full duplex type according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(200)는 전송단(210) 및 수신단(220)를 포함한다. 여기서, 전송단(210)은 전송 안테나(211), 전송부(212), 예측부(213) 및 캐리어 주파수 생성부(214)를 포함하고, 수신단(220)는 수신 안테나(221), 수신부(222), 추정부(223), 캐리어 주파수 생성부(224) 및 스위치(225)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a communication apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a transmission terminal 210 and a reception terminal 220. The transmitting end 210 includes a transmitting antenna 211, a transmitting unit 212, a predicting unit 213 and a carrier frequency generating unit 214. The receiving end 220 includes a receiving antenna 221, 222, an estimator 223, a carrier frequency generator 224, and a switch 225.

보다 상세하게, 전송 안테나(211)는 전송 신호를 전송하는 역할을 수행한다. 전송부(212)는 전송 신호(파일럿 신호, 데이터 신호)를 생성하는 기능을 수행하는 것으로서, 신호 생성 모듈(Mod, 212-1), 역 고속 퓨리에 변환 모듈(IFFT, 212-2), 직병렬 변환 모듈(P/S, 212-3), 디지털 아날로그 변환 모듈(DAC, 212-4) 및 베이스밴드 변환 모듈(212-4)을 포함한다. 예측부(213)는 하기에서 설명하는 것과 같이 데이터 신호에 대한 자기 간섭을 예측하는 구성 요소로서, 예측 모듈(213-1), 역 고속 퓨리에 변환 모듈(213-2), 직병렬 변환 모듈(213-3), 디지털 아날로그 변환 모듈(213-4), 베이스밴드 변환 모듈(213-4) 및 고주파 증폭 모듈(213-5)을 포함한다. 캐리어 주파수 생성부(214)는 캐리어 주파수를 생성한다. In more detail, the transmission antenna 211 plays a role of transmitting a transmission signal. The transmission unit 212 performs a function of generating a transmission signal (pilot signal, data signal), and includes a signal generation module (Mod) 212-1, an inverse fast Fourier transform module (IFFT) 212-2, A conversion module (P / S, 212-3), a digital-analog conversion module (DAC, 212-4), and a baseband conversion module 212-4. The prediction unit 213 includes a prediction module 213-1, an inverse fast Fourier transform module 213-2, a serial-to-parallel conversion module 213 -3), a digital-analog conversion module 213-4, a baseband conversion module 213-4, and a high-frequency amplification module 213-5. The carrier frequency generating section 214 generates a carrier frequency.

또한, 수신 안테나(221)는 수신 신호를 수신하는 역할을 수행한다. 수신부(222)는 수신 신호를 디코드하는 기능을 수행하는 것으로서, 제거 모듈(222-1), 베이스밴드 변환 모듈(222-2), 아날로그 디지털 변환 모듈(ADC, 222-3), 병직렬 변환 모듈(S/P, 222-4), 고속 퓨리에 변환 모듈(FFT, 222-5) 및 디코딩 모듈(Demod, 223-6)를 포함한다. 추정부(223)는 하기에서 설명하는 것과 같이 데이터 신호에 대한 자기 간섭을 추정하는 것으로서, 고주파 감쇠 모듈(223-1), 베이스밴드 변환 모듈(223-2), 아날로그 디지털 변환 모듈(223-3), 병직렬 변환 모듈(S/P, 223-4), 고속 퓨리에 변환 모듈(223-5) 및 추정 모듈(Demod, 223-6)를 포함한다. 캐리어 주파수 생성부(224)는 캐리어 주파수를 생성한다. In addition, the reception antenna 221 plays a role of receiving a reception signal. The receiving unit 222 performs a function of decoding a received signal and includes a removing module 222-1, a baseband converting module 222-2, an analog / digital converting module (ADC) 222-3, (S / P) 222-4, a fast Fourier transform module (FFT) 222-5, and a decoding module (Demod) 223-6. The estimation unit 223 estimates magnetic interference with respect to the data signal as described below and includes a high frequency attenuation module 223-1, a baseband conversion module 223-2, an analog digital conversion module 223-3 A parallel / serial conversion module (S / P) 223-4, a fast Fourier transform module 223-5, and an estimation module (Demod) 223-6. The carrier frequency generating section 224 generates a carrier frequency.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치(200)는 트레이닝 모드(Training Mode)와 정상 모드(Normal Mode)로 동작할 수 있는데, 수신단(220)의 스위치(225)는 모드를 선택하는 기능을 수행한다. The communication device 200 according to an exemplary embodiment of the present invention can operate in a training mode and a normal mode. The switch 225 of the receiving terminal 220 has a function of selecting a mode .

이하, 각 모드 별 기능을 설명하기로 한다.
Hereinafter, the function of each mode will be described.

1. 트레이닝 모드 1. Training mode

트레이닝 모드는 전송단(210)과 수신단(220) 간의 자기 간섭을 제거하기 위한 예비 동작을 수행하는 모드로서, 전송 안테나(211)와 수신 안테나(221) 사이의 자기 간섭 채널의 파라미터를 추정 및 보상하는 기능을 수행한다. 이 때, 스위치(225)가 하단 방향으로 연결되어 수신 안테나(221) 및 추정부(223)가 동작을 수행하며, 수신부(222)는 동작하지 않는다. 이하, 트레이닝 모드의 과정을 상세하게 설명한다. The training mode is a mode for performing a preliminary operation for eliminating magnetic interference between the transmitting end 210 and the receiving end 220. The training mode is a mode for estimating and compensating a parameter of a magnetic interference channel between the transmitting antenna 211 and the receiving antenna 221 . At this time, the switch 225 is connected in the bottom direction, and the receiving antenna 221 and the estimating unit 223 operate, and the receiving unit 222 does not operate. Hereinafter, the process of the training mode will be described in detail.

먼저, 전송부(212)는 파일럿 신호를 생성하고, 이는 전송 안테나(211)를 통해 전송된다. First, the transmitter 212 generates a pilot signal, which is transmitted through the transmit antenna 211. [

여기서, 전송부(212)는 신호 생성 모듈(212-1), 역 고속 퓨리에 변환 모듈(212-2), 직병렬 변환 모듈(212-3), 디지털 아날로그 변환 모듈(212-4)을 통해 베이스밴드의 파일럿 신호를 생성하고, 베이스밴드 변환 모듈(212-5)을 이용하여 캐리어 신호로 변조된 파일럿 신호를 생성한다. Here, the transmitting unit 212 transmits the baseband signal through the signal generation module 212-1, the inverse fast Fourier transform module 212-2, the serial-to-parallel conversion module 212-3, Band, and generates a pilot signal modulated with the carrier signal using the baseband conversion module 212-5.

다음으로, 수신 안테나(221)는 제1 수신 신호를 수신한다. 이 때, 대응되는 통신 장치는 전송 신호를 전송하지 않는다. 따라서, 제1 수신 신호에는 파일럿 신호에 의해 발생하는 자기 간섭(self-interference) 신호 및 잡음이 포함된다. 일례로서, 수신 안테나(221)에서 수신된 제1 수신 신호는 아래의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.
Next, the reception antenna 221 receives the first reception signal. At this time, the corresponding communication apparatus does not transmit the transmission signal. Therefore, the first received signal includes a self-interference signal generated by the pilot signal and noise. As an example, the first received signal received at the receiving antenna 221 may be expressed as Equation (5) below.

계속하여, 추정부(223)는 제1 수신 신호를 이용하여 자기 간섭 채널의 파라미터를 추정한다. Next, the estimation unit 223 estimates the parameters of the self interference channel using the first reception signal.

보다 상세하게, 고주파 감쇠 모듈(223-1)은 제1 수신 신호를 감쇠하며, 베이스밴드 변환 모듈(223-2)는 캐리어 주파수를 이용하여 상기 감쇠된 제1 수신 신호를 베이스밴드 신호로 변환하여 베이스밴드의 제1 수신 신호를 생성한다. 베이스밴드의 제1 수신 신호는 아날로그 디지털 변환 모듈(223-3), 병직렬 변환 모듈(223-4), 고속 퓨리에 변환 모듈(223-5)를 거쳐 퓨리에 함수 영역으로 변환된다. 따라서, 베이스밴드의 제1 수신 신호의 주파수 응답은 아래의 수학식 6와 같이 표현될 수 있다.
More specifically, the high frequency damping module 223-1 attenuates the first received signal, and the baseband conversion module 223-2 converts the attenuated first received signal into a baseband signal using the carrier frequency And generates a first received signal of the baseband. The first received signal of the baseband is converted into a Fourier function domain via the analog-digital conversion module 223-3, the parallel / serial conversion module 223-4, and the FFT module 223-5. Therefore, the frequency response of the first received signal of the baseband can be expressed as Equation (6) below.

여기서,

는 k번째 서브 캐리어에 대한 베이스밴드의 제1 수신 신호의 주파수 응답,

, k번째 서브 캐리어에 대한 베이스밴드의 제1 수신 신호의 자기 간섭 신호의 주파수 응답,

는 k번째 서브 캐리어에 대한 베이스밴드의 제1 수신 신호의 잡음의 주파수 응답,

는 파일럿 신호의 주파수 응답, P는 고주파 감쇠 모듈(223-1)의 감쇠값을 각각 의미한다. 이 때, 잡음은

을 분산으로 가지는 부가 백색 가우스 잡음일 수 있다. here,

the frequency response of the magnetic interference signal of the first received signal of the baseband for the k < th > subcarrier,

Is the frequency response of the noise of the first received signal of the baseband for the k < th > subcarrier,

Denotes the frequency response of the pilot signal, and P denotes the attenuation value of the high-frequency attenuation module 223-1. At this time,

May be an additive white Gaussian noise with variance.

그리고, 추정 모듈(223-6)는 베이스밴드의 제1 수신 신호의 주파수 응답을 이용하여 자기 간섭 채널의 파라미터를 추정한다. The estimation module 223-6 estimates the parameters of the self interference channel using the frequency response of the first received signal of the baseband.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터는 자기 간섭 채널에 대한 다중 경로 채널 이득 및 다중 경로 지연을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the estimated parameters of the self-interference channel may include a multipath channel gain for the self-interference channel and a multipath delay.

보다 상세하게, 베이스밴드의 제1 수신 신호에 포함되는 자기 간섭 신호의 주파수 응답은 아래의 수학식 7과 같이 표현될 수 있으며, 여기에 다중 경로 채널 이득 및 다중 경로 지연이 포함된다.
In more detail, the frequency response of the magnetic interference signal included in the first received signal of the baseband can be expressed as Equation (7) below, including multipath channel gain and multipath delay.

여기서,

는 다중 경로 채널 이득,

는 다중 경로 지연을 의미한다. 여기서, i번째 다중 경로의 지연과 다중 경로 지연은 아주 작은 값을 가지므로(

),

는

로 나타낼 수 있다. here,

Multipath channel gain,

Means multipath delay. Since the delay and multipath delay of the i-th multipath have a very small value (

),

The

.

따라서, 추정 모듈(223-6)는 실제 다중 경로 채널 이득의 추정값 및 다중 경로 지연과 유사한 다중 경로 채널 이득의 추정값 및 다중 경로 지연의 추정값을 산출한다. Thus, the estimation module 223-6 calculates an estimate of the multipath channel gain and an estimate of the multipath channel gain similar to the estimate of the actual multipath channel gain and the multipath delay.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 추정 모듈(223-6)은 하기의 수학식 8을 이용하여 다중 경로 채널 이득 및 다중 경로 지연을 추정할 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the estimation module 223-6 may estimate the multipath channel gain and multipath delay using Equation (8) below.

여기서,

는 추정된 다중 경로 채널 이득,

는 추정된 다중 경로 지연,

는 다중 경로 채널 이득의 트라이얼 값(trial value),

는 다중 경로 지연의 트라이얼 값,

는

와

를 산출하기 위한 로그 우도 함수(log-likelihood function),

는 복소공액함수를 각각 의미한다. here,

Is an estimated multi-path channel gain,

Is an estimated multi-path delay,

Is a trial value of the multipath channel gain,

Is a trial value of the multipath delay,

The

Wow

A log-likelihood function for calculating the log likelihood function,

Denotes a complex conjugate function.

계속하여, 예측부(213)는 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터를 이용하여 전송부(212)가 전송할 데이터 신호에 대한 자기 간섭 신호를 예측한다. Subsequently, the predicting unit 213 predicts a magnetic interference signal for a data signal to be transmitted by the transmitting unit 212 using the estimated parameters of the self interference channel.

보다 상세하게, 예측 모듈(213-1)는 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터, 즉 다중 경로 채널 이득의 추정값 및 다중 경로 지연의 추정값을 추정부(223)로부터 전달받고, 전송부(212)의 신호 생성 모듈(212-1)로부터 데이터 신호의 주파수 응답(

)을 전달받으며, 이를 이용하여 베이스밴드의 자기 간섭 신호의 주파수 응답을 예측한다(

). More specifically, the prediction module 213-1 receives the estimated parameters of the self-interference channel, that is, the estimated value of the multipath channel gain and the estimated value of the multipath delay from the estimator 223, From the generation module 212-1, the frequency response of the data signal (

), Which is used to predict the frequency response of the magnetic interference signal of the baseband (

).

이 후, 베이스밴드의 자기 간섭 신호의 주파수 응답은 역 고속 퓨리에 변환 모듈(213-2), 직병렬 변환 모듈(213-3), 디지털 아날로그 변환 모듈(213-4)을 거쳐 시간 영역의 값으로 변환되고, 베이스밴드 변환 모듈(213-4)을 통해 최종적인 예측 자기 간섭 신호(

)가 생성된다. 생성된 예측 자기 간섭 신호는 고주파 증폭 모듈(213-5)에 의해 증폭되어 수신부(222)로 전달된다.
Thereafter, the frequency response of the magnetic interference signal of the base band passes through the inverse fast Fourier transform module 213-2, the serial-parallel conversion module 213-3, and the digital-analog conversion module 213-4, And is converted into a final predictive magnetic interference signal ("

) Is generated. The generated predictive magnetic interference signal is amplified by the high-frequency amplification module 213-5 and transmitted to the reception unit 222. [

2. 정상 모드 2. Normal mode

정상 모드는 통신 장치(200)가 정상적으로 동작하는 모드이다. 즉, 통신 장치(200)는 전송단(210)를 통해 제1 대응 통신 장치로 데이터 신호를 전송하고, 수신단(220)을 통해 제2 대응 통신 장치로부터 제2 수신 신호를 수신한다. 여기서, 스위치(225)가 상단 방향으로 연결된다. The normal mode is a mode in which the communication device 200 normally operates. That is, the communication device 200 transmits a data signal to the first corresponding communication device via the transmission end 210 and receives the second reception signal from the second corresponding communication device through the reception end 220. [ Here, the switch 225 is connected in the upper direction.

이 때, 제2 수신 신호에는 전송단(210)에서 전송된 데이터 신호에 대한 자기 간섭 신호가 포함되어 있으며, 수신단(220)는 트레이닝 모드에서 예측된 자기 간섭 신호를 보상 신호로 하여 제2 수신 신호에서 자기 간섭 신호를 제거한다. At this time, the second reception signal includes a magnetic interference signal for the data signal transmitted from the transmission terminal 210. The reception terminal 220 uses the magnetic interference signal predicted in the training mode as a compensation signal, Thereby removing the magnetic interference signal.

보다 상세하게, 수신 안테나(221)에서 수신된 제2 수신 신호에는 수학식 2와 같으며, 제거부(222-1)는 예측된 자기 간섭 신호를 전달받고, 제2 수신 신호에서 예측된 자기 간섭 신호를 감산하여 자기 간섭이 제거된 제2 수신 신호를 산출한다. 이 후, 베이스밴드 변환 모듈(222-2)는 자기 간섭이 제거된 제2 수신 신호를 베이스밴드 신호로 변환하고, 아날로그 디지털 변환 모듈(222-3), 병직렬 변환 모듈(222-4), 고속 퓨리에 변환 모듈(222-5) 및 디코딩 모듈(222-6)을 통해 디코딩된다. More specifically, the second received signal received by the receiving antenna 221 is expressed by Equation (2), the demultiplexer 222-1 receives the predicted magnetic interference signal, and the predicted magnetic interference And subtracts the signal to calculate a second received signal from which magnetic interference has been removed. Thereafter, the baseband conversion module 222-2 converts the second received signal from which the magnetic interference has been removed to a baseband signal, and outputs it to the analog-to-digital conversion module 222-3, the parallel / serial conversion module 222-4, Is decoded through the fast Fourier transform module 222-5 and the decoding module 222-6.

정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 방식의 통신 장치(200)는 종래 기술의 전이중 방식의 통신 장치에 수신단(220)의 추정부(223) 및 전송단(210)의 예측부(213)를 더 포함하는 구성을 가진다. 즉, 추정부(223) 및 예측부(213)에 의해 데이터 신호에 대한 자기 간섭 신호를 예측하여 이를 보상 신호로 활용함으로써 자기 간섭을 효율적으로 제거하게 된다. In other words, the communication device 200 of the full duplex type according to the embodiment of the present invention includes the estimation part 223 of the receiving end 220 and the predicting part 213 of the transmitting end 210 ). &Lt; / RTI > That is, the estimating unit 223 and the predicting unit 213 predict the magnetic interference signal for the data signal and utilize it as a compensation signal, thereby effectively removing the magnetic interference.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전이중 방식으로 동작하는 통신 장치의 제어 방법에 대한 흐름도를 도시한 도면이다. 3 is a flowchart illustrating a method of controlling a communication device operating in a full-duplex mode according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 3를 참조하여, 각 단계 별로 수행되는 과정을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a process performed for each step will be described in detail with reference to FIG.

단계(310)에서는 전송 안테나를 통해 파일럿 신호를 전송한다. In step 310, a pilot signal is transmitted through a transmit antenna.

단계(320)에서는 수신 안테나를 통해 파일럿 신호에 의해 발생하는 자기 간섭 신호를 포함하는 제1 수신 신호를 수신한다. In operation 320, a first reception signal including a magnetic interference signal generated by a pilot signal is received through a reception antenna.

단계(330)에서는 제1 수신 신호를 이용하여 자기 간섭 채널의 파라미터를 추정한다.In step 330, parameters of the self interference channel are estimated using the first received signal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터는 자기 간섭 채널에 대한 다중 경로 채널 이득 및 다중 경로 지연을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the estimated parameters of the self-interference channel may include a multipath channel gain and a multipath delay for a self-interference channel.

단계(340)에서는 추정된 자기 간섭 채널의 파라미터를 이용하여 전송할 데이터 신호에 대한 자기 간섭 신호를 예측한다. In step 340, a self-interference signal for the data signal to be transmitted is predicted using the estimated parameters of the self-interference channel.

단계(350)에서는 전송 안테나를 통해 데이터 신호를 전송한다. In step 350, a data signal is transmitted through a transmission antenna.

단계(360)에서는 수신 안테나를 통해 데이터 신호가 포함된 제2 수신 신호를 수신한다. In step 360, a second reception signal including a data signal is received through a reception antenna.

단계(370)에서는 예측된 자기 간섭 신호를 이용하여 제2 수신 신호에서 자기 간섭을 제거한다. In step 370, magnetic interference is removed from the second received signal using the predicted magnetic interference signal.

지금까지 본 발명에 따른 전이중 방식의 통신 장치의 제어 방법의 제어 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 2에서 설명한 전이중 방식의 통신 장치(200)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.The embodiments of the control method of the control method of the full duplex communication apparatus according to the present invention have been described and the configuration of the communication apparatus 200 of the full duplex communication method described above with reference to Fig. Do. Hereinafter, a detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Examples of program instructions, such as magneto-optical and ROM, RAM, flash memory and the like, can be executed by a computer using an interpreter or the like, as well as machine code, Includes a high-level language code. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform operations of one embodiment of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and limited embodiments and drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the above- Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims

A transmitting unit for generating a pilot signal;
A transmission antenna for transmitting the pilot signal;
A reception antenna for receiving a first reception signal including a self-interference signal generated by the pilot signal through a multipath;
Generating a first received signal of a baseband using a carrier frequency and estimating a parameter of a magnetic coherent channel including a multipath channel gain and a multipath delay for the self interference channel using the first received signal of the baseband; An estimating authority;
A predictor for predicting a magnetic interference signal for a data signal to be transmitted by the transmitter using the estimated parameters of the self interference channel; And
And a receiver receiving the predicted magnetic interference signal,
Wherein the reception antenna receives a second reception signal including the data signal through a multipath, the reception unit removes magnetic interference from the second reception signal using the predicted magnetic interference signal,
Wherein the frequency response of the magnetic interference signal included in the first received signal of the baseband is expressed by the following equation.

Here, k denotes a subcarrier index,

Channel channel gain,

The multi-path delay,

P is the attenuation value of the high frequency attenuation module included in the estimation unit, i is the index of the multipath, N _p is the total number of the multipaths for the magnetic interference signal,

Is the gain of the i < th > multipath,

Is the subcarrier interval,

Is the center frequency of the carrier,

Denotes the delay of the i-th multipath.

delete

The method according to claim 1,
And the predicting unit includes a high frequency amplifying module for amplifying the predicted magnetic interference signal,
Wherein the receiving unit removes magnetic interference using the amplified signal of the predicted magnetic interference signal.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the estimator estimates the multipath channel gain and the multipath delay using the following equation.

here,

Path channel gain,

Is the estimated multi-path delay,

Is a trial value of the multipath channel gain,

Is the trial value of the multipath delay,

Is a noise included in the first received signal of the baseband,

The

Wow

N is the size of the inverse fast Fourier transform,

The

Dispersion,

Is a complex conjugate function.

A method of controlling a communication device in a full duplex mode,
Transmitting a pilot signal through a transmission antenna;
Receiving a first reception signal including a self-interference signal generated by the pilot signal by a reception antenna through a multipath;
Generating a first received signal of a baseband using a carrier frequency and estimating a parameter of a magnetic coherent channel including a multipath channel gain and a multipath delay for the self interference channel using the first received signal of the baseband; ;
Estimating a magnetic interference signal for a data signal to be transmitted using the estimated parameters of the self-interference channel;
Transmitting the data signal through the transmit antenna;
Receiving a second reception signal including the data signal by the reception antenna through a multipath; And
Removing the magnetic interference from the second received signal using the predicted magnetic interference signal,
Wherein the frequency response of the magnetic interference signal included in the first received signal of the baseband is expressed by the following equation.

Here, k denotes a subcarrier index,

Channel channel gain,

The multi-path delay,

P is the attenuation value for attenuating the first received signal in the estimating step, i is the index of the multipath, N _p is the total number of multipaths for the self interference signal,

Is the gain of the i < th > multipath,

Is the subcarrier interval,

Is the center frequency of the carrier,

Denotes the delay of the i-th multipath.

delete