KR101620487B1 - 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법 - Google Patents

이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이웃하는 펨토셀에서 송신하는 신호가 단말기 신호의 수신에 간섭으로 작용하는 것을 제거하는 방식에 관한 것이다. 즉, 이웃하는 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력받아 간섭을 제거하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치는 이웃 펨토셀 기지국의 신호를 입력받아 단말기의 수신 신호에 포함된 이웃 펨토셀 기지국 신호의 간섭을 제거하는 수신부, 단말기로 송신하기 전에 미리 이웃 펨토셀 기지국으로 송신 신호를 출력하고 단말기로 하향 신호를 시간 지연시켜 송신하는 송신부, 및 수신부의 출력 신호를 수신하여 단말기의 데이터를 복조하고 단말기로 송신할 데이터를 변조를 통하여 송신부로 송출하는 변복조부를 포함한다.

Description

이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법{Interference cancelling apparatus and method for a neighbor femtocell AP signal}
본 발명은 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 이웃하는 펨토셀에서 송신하는 신호가 단말기 신호의 수신에 간섭으로 작용하는 것을 제거하는 것이다. 즉, 이웃하는 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력받아 간섭을 제거하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신 서비스는 음성 서비스 위주의 사업 모델에서 데이터 위주의 사업 모델로 진행되고 있다. 또한, 매크로 기지국의 용량을 수백 명의 사용자가 나눠 쓰게 됨으로써 개인당 가용한 다운로드속도가 느려지는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 소수의 사용자(1~4 내외)가 사용할 수 있는 개인용 기지국인 펨토셀(Femtocell)이 제안되고 있다. 이러한, 펨토셀은 옥내 중계기를 통하지 않고 곧바로 기지국에서 교환기로 이동통신데이터를 전송하기 때문에 통신사업자는 네트워크 구축 비용을 절감하면서 주파수 부하를 줄이고 통화품질까지 향상시킬 수 있다.
이와 같은 펨토셀은 설치가 편리한 반면 펨토셀과 매크로 기지국 간의 간섭 또는 펨토셀 간의 간섭이 발생하여 이에 대한 문제를 해결하기 위한 많은 노력이 제안되어 왔다.
그 일례로, 대한민국 공개특허공보 제 10-2011-0012899호에서는 무선 통신망의 기지국 간 신호 간섭을 제거하기 위한 방법에 관한 것으로, 펨토셀(femtocell)에서 신호 간섭을 발생시키는 초소형 기지국을 찾아내 해당 초소형 기지국의 송신 파워를 조정하여 신호 간섭을 제거하기 위한, 펨토셀에서의 신호 간섭 제거 방법을 제공하는 것을 특징으로 설명한다.
특히,펨토셀(femtocell)을 형성하는 초소형 기지국에서의 신호 간섭 제거를 위해, 휴대 단말의 채널 상태를 모니터링하여 CINR 값(반송파간섭대잡음비) 및 RSSI 값(수신신호세기강도)을 확인하는 단계; 확인한 CINR 값 및 RSSI 값을 소정 임계값과 비교하여 신호 간섭 발생 유무 또는 채널 상태 나쁨 여부를 판단하는 단계; 판단 결과로 신호 간섭이 발생된 것으로 판단되면 RSSI 값과 CINR 값의 차이값을 레퍼런스 레벨[사전에 설정해 놓은 신호 간섭 감내 레벨]과 비교하는 단계; 비교 결과로 차이값이 레퍼런스 레벨보다 크면 휴대 단말을 통해 신호 간섭 발생원을 탐색하는 단계; 및 신호 간섭 발생원 탐색 결과로 휴대 단말로부터 받은 인접 초소형 기지국 정보를 토대로 신호 간섭 발생원을 선정하고서, 망 관리 장치를 통해 해당 인접 초소형 기지국의 송신 파워가 조정되도록 하는 단계를 포함하여 설명하고 있다.
그러나 이 경우 펨토셀이 이웃하는 펨토셀가 비동기 되어 이웃 펨토셀의 신호가 단말기 신호 수신 시 간섭으로 작용하는 문제를 해결할 수 없으며, 위와 같은 방식으로 커버리지를 줄일 경우 오히려 통신을 못하게 되는 단말기가 발생할 수 있는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2011-0012899 호(2011.02.09)
본 발명의 목적은, 이웃하는 펨토셀에서 송신하는 신호가 단말기 신호의 수신에 간섭으로 작용하는 것을 제거하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 이웃하는 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력받아 간섭을 제거하여 펨토셀의 커버리지의 조절 없이 단말기의 수신 성능을 향상시키는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치는 이웃 펨토셀 기지국의 신호를 입력 받아 단말기의 수신 신호에 포함된 이웃 펨토셀 기지국 신호의 간섭을 제거하는 수신부, 단말기로 송신하기 전에 미리 이웃 펨토셀 기지국으로 송신 신호를 출력하고 단말기로 하향 신호를 시간 지연시켜 송신하는 송신부, 및 수신부의 출력 신호를 수신하여 단말기의 데이터를 복조하고 단말기로 송신할 데이터를 변조를 통하여 송신부로 송출하는 변복조부를 포함한다.
여기서, 수신부는 이웃 펨토셀 기지국으로부터 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호를 입력 받는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부, 단말기로부터 상향 신호를 수신 받는 상향 신호 수신부, 및 상향 신호 수신부의 출력 신호로부터 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부의 출력 신호를 제거하는 간섭 제거부를 포함한다.
또한, 간섭 제거부는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부의 출력 신호를 제 1 시간 지연시키고 제 1 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 1 시간 지연 모듈, 제 1 시간 지연된 제 1 시간 지연 모듈의 신호를 제 2 시간 지연시키고 제 2 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 2 시간 지연 모듈, 제 2 시간 지연된 제 2 시간 지연 모듈의 신호를 제 3 시간 지연시키고 제 3 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 3 시간 지연 모듈, 제 1 시간 지연 모듈, 제 2 시간 지연 모듈, 및 제 3 시간 지연 모듈의 출력 신호 중 적어도 어느 하나를 컴바인하여 간섭 신호를 예측하는 컴바이너, 및 상향 신호 수신부의 출력 신호로부터 컴바이너의 출력을 제거하는 신호 제거기를 포함한다.
여기서, 수신부는 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않아 서로 비동기로 동작하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거한다.
또한, 수신부는 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동일한 주파수를 사용하고 OFDM 이외에 CDMA, WCDMA, 및 GSM 중 어느 하나의 변조 방식을 사용하여 펨토셀 기지국의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거한다.
여기서, 수신부는 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않거나, TDD 이외에 FDD 듀플렉스 방식을 사용하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거한다.
또한, 송신부는 이웃 펨토셀 기지국으로 전용 유선 정합, 브로드밴드 유선 정합, 및 무선랜 정합 중 어느 하나로 송신 신호의 출력을 포함한다.
여기서, 간섭 제거부는 간섭 신호를 예측하기 위한 알고리즘으로 ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error)를 포함한다.
또한, 송신부는 단말기로 하향 신호를 송신하는 하향 신호 송신부, 이웃 펨토셀 기지국으로 하향 선신호를 출력하는 하향 선신호 출력부, 및 변복조부로부터 하향 신호를 입력 받아 하향 신호 송신부로 출력하기 전에 미리 하향 선신호 출력부로 출력하는 선신호 추출부를 포함한다.
여기서, 선신호 추출부는 변복조부로부터 하향 신호를 입력 받아 하향 선신호 출력부로 출력하고 하향 신호 송신부로 출력하기 전에 송신 시간을 시연시키는 송신 시간 지연부를 포함한다.
또한, 송신 시간 지연부는 송신 시간을 지연시키기 위해 디지털 메모리 및 아날로그 형태의 지연 소자 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법은 단말기로부터 단말 상향 신호를 수신 받는 단말 상향 신호 수신 단계, 이웃 펨토셀 기지국으로부터 이웃 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력 받는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계, 및 수신부에서 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계에서 수신 받은 이웃 펨토셀 기지국의 송신 신호를 토대로 단말 상향 신호 수신 단계에서 수신 받은 단말 상향 신호에 포함된 이웃 펨토셀 기지국의 간섭을 제거하는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법은 펨토셀 기지국에서 단말기로 송신할 단말 하향 신호를 단말기로 송신하기 전에 미리 선신호를 추출하는 단말 하향 선신호 추출 단계, 단말 하향 선신호 추출 단계에서 추출된 선신호를 이웃 펨토셀 기지국으로 출력하는 펨토셀 기지국 송신 신호 출력 단계, 단말 하향 선신호 추출 단계에서 추출된 선신호를 시간 지연 시키는 송신 신호 시간 지연 단계, 및 송신 신호 시간 지연 단계에서 시간 지연된 단말 하향 신호를 단말기로 송신하는 단말 하향 신호 송신 단계를 포함한다.
여기서, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않아 서로 비동기로 동작하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거한다.
또한, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동일한 주파수를 사용하고 OFDM 이외에 CDMA, WCDMA, 및 GSM 중 어느 하나의 변조 방식을 사용하여 펨토셀 기지국의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거한다.
여기서, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않거나, TDD 이외에 FDD 듀플렉스 방식을 사용하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거한다.
또한, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는 간섭을 예측하기 위한 알고리즘으로 ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error)를 포함한다.
본 발명에 의한 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법은 이웃하는 펨토셀에서 송신하는 신호가 단말기 신호의 수신에 간섭으로 작용하는 것을 제거하는 장점이 있다.
또는 본 발명에 의한 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법은 이웃하는 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력받아 간섭을 제거하여 펨토셀의 커버리지의 조절 없이 단말기의 수신 성능을 향상시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 수신부를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 간섭 제거부를 더욱 상세히 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 2의 간섭 제거부의 동작을 더욱 상세히 설명하기 위한 신호파형이다.
도 5는 도 1의 송신부를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 5의 선신호 추출부를 더욱 상세히 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치를 나타낸 구성도이며, 도 2 내지 도 6은 도 1을 상세히 설명하기 위한 구성도 및 신호파형이다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치를 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치는 이웃 펨토셀 기지국(100)의 신호를 입력받아 단말기(500)의 수신 신호에 포함된 이웃 펨토셀 기지국(100) 신호의 간섭을 제거하는 수신부(300), 단말기(500)로 송신하기 전에 미리 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 송신 신호를 출력하고 단말기(500)로 하향 신호를 시간 지연시켜 송신하는 송신부(400), 및 수신부(300)의 출력 신호를 수신하여 단말기(500)의 데이터를 복조하고 단말기(500)로 송신할 데이터를 변조를 통하여 송신부(400)로 송출하는 변복조부(200)를 포함한다.
여기서, 수신부(300)는 이웃 펨토셀 기지국(100)이 펨토셀 기지국(600)과 동기가 맞지 않아 서로 비동기로 동작하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 수신부(300)는 이웃 펨토셀 기지국(100)이 펨토셀 기지국(600)과 동일한 주파수를 사용하고 OFDM 이외에 CDMA, WCDMA, 및 GSM 중 어느 하나의 변조 방식을 사용하여 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 수신부(300)는 이웃 펨토셀 기지국(100)이 펨토셀 기지국(600)과 동기가 맞지 않거나, TDD 이외에 FDD 듀플렉스 방식을 사용하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 송신부(400)는 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 전용 유선 정합, 브로드밴드 유선 정합, 및 무선랜 정합 중 어느 하나로 송신 신호의 출력을 포함할 수 있다.
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즉, 펨토셀 기지국(600)이 단말기(500)의 신호를 수신부(300)에서 수신할 경우 펨토셀 기지국(600)과 이웃 펨토셀 기지국(100)이 동기가 맞지 않거나, 다른 변조 방식을 사용하거나, 다른 듀플렉스 방식을 사용하는 경우 수신부(300)에 간섭으로 수신될 수 있다. 즉, 동일 주파수에서 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간과 이웃 펨토셀 기지국(100)의 송신 시간이 겹칠 경우 이웃 펨토셀 기지국(100)의 송신 신호가 단말기(500)의 송신 신호와 동시에 수신부(300)로 수신될 수 있다.
이러한 간섭을 해결하기 위해, 수신부(300)는 이웃 펨토셀 기지국(100)으로부터 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신할 신호를 미리 유선 또는 무선으로 입력받아 단말기(500) 신호와 함께 간섭으로 들어오는 신호를 수신부(300)에서 간섭만 제거한다.
한편, 펨토셀 기지국(600)도 펨토셀 기지국(600)의 송신 신호가 이웃 펨토셀 기지국(100)의 수신에 간섭으로 미치지 않도록 펨토셀 기지국(600)이 단말기(500)로 송신할 송신 신호를 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 유선 또는 무선으로 미리 제공한다.
도 2는 도 1의 수신부(300)를 상세히 나타낸 구성도이다. 이때, 수신부(300)는 이웃 펨토셀 기지국(100)으로부터 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호를 입력받는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310), 단말기(500)로부터 상향 신호를 수신받는 상향 신호 수신부(330), 및 상향 신호 수신부(330)의 출력 신호로부터 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)의 출력 신호를 제거하는 간섭 제거부(320)를 포함한다.
이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)는 이웃 펨토셀 기지국(100)과 유선 또는 무선으로 연결되어 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신할 신호를 미리 입력받는다. 수신부(300)는 단말기(500)의 신호를 무선으로 입력받는다. 이때, 수신부(300)에서 수신받는 신호는 단말기(500)에서 수신된 신호뿐 아니라 이웃 펨토셀 기지국(100)의 송신 신호가 간섭으로 동시에 수신된다.
간섭 제거부(320)는 이러한 간섭으로 수신된 이웃 펨토셀 기지국(100)의 신호를 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)의 출력을 토대로 상향 신호 수신부(330)에 포함된 간섭 신호를 제거하는 역할을 하며, 간섭이 제거된 신호는 변복조부(200)로 전달된다.
도 3은 도 2의 간섭 제거부(320)를 더욱 상세히 나타낸 구성도이다. 이때, 간섭 제거부(320)는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)의 출력 신호를 제 1 시간 지연시키고 제 1 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 1 시간 지연 모듈(321), 제 1 시간 지연된 제 1 시간 지연 모듈(321)의 신호를 제 2 시간 지연시키고 제 2 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 2 시간 지연 모듈(322), 제 2 시간 지연된 제 2 시간 지연 모듈(322)의 신호를 제 3 시간 지연시키고 제 3 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 3 시간 지연 모듈(323), 제 1 시간 지연 모듈(321), 제 2 시간 지연 모듈(322), 및 제 3 시간 지연 모듈(323)의 출력 신호 중 적어도 어느 하나를 컴바인하여 간섭 신호를 예측하는 컴바이너(324), 및 상향 신호 수신부(330)의 출력 신호로부터 컴바이너(324)의 출력을 제거하는 신호 제거기(325)를 포함한다.
여기서, 간섭 제거부(320)는 간섭 신호를 예측하기 위한 알고리즘으로 ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error)를 포함할 수 있다.
삭제
이웃 펨토셀 기지국(100)에서 송신한 신호가 상향 신호 수신부(330)로 수신된 간섭 신호는 무선 채널에서 여러 형태의 시간 지연이 발생되어 수신된다. 따라서, 이러한 여러 시간 지연된 간섭 신호를 동일하게 예측하기 위해 제 1 시간 지연 모듈(321), 제 2 시간 지연 모듈(322), 및 제 3 시간 지연 모듈(323)을 사용하여 각 시간 지연에 맞는 신호 크기 및 각도를 예측할 수 있다.
제 1 시간 지연 모듈(321), 제 2 시간 지연 모듈(322), 및 제 3 시간 지연 모듈(323)에서 예측된 간섭 크기 및 각도로 재현된 신호는 컴바이너(324)에서 합쳐져 간섭 예측 신호를 만들고 간섭 예측 신호는 신호 제거기(325)에 인가됨으로써 상향 신호 수신부(330)에 포함된 간섭 신호가 제거되어 변복조부(200)로 공급된다.
이때, 제 1 시간 지연 모듈(321), 제 2 시간 지연 모듈(322), 및 제 3 시간 지연 모듈(323)에서 간섭 제거의 크기 및 각도를 예측하기 위해 ZF(Zero Forcing), MMSE(Minimum Mean-Square Error) 등 여러 가지 기법을 사용할 수 있다.
도 4는 도 2의 간섭 제거부(320)의 동작을 더욱 상세히 설명하기 위한 신호파형이다.
여기서, 이웃 펨토셀 기지국 신호(S110)는 이웃 펨토셀 기지국(100)에서 송신하는 신호를 나타내고 단말기(500)의 송신 신호가 수신되는 상향 신호 수신부(330)에 간섭으로 작용한다.
단말기 송신 신호(S120)는 단말기(500)에서 송신한 신호를 나타내며 상향 신호 수신부(330)에서는 이웃 펨토셀 기지국 신호(S110)와 단말기 송신 신호(S120)가 동시에 수신되어 상향 수신 신호(S130)로 합성된다.
즉, 간섭 제거부(320)는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)로부터 이웃 펨토셀 기지국 신호(S110)를 입력받고 상향 신호 수신부(330)로부터 상향 수신 신호(S130)를 수신받는다. 이때, 간섭 제거부(320) 내부에서 이웃 펨토셀 기지국 신호(S110)를 토대로 상향 수신 신호(S130)에서 이웃 펨토셀 기지국 신호(S110)의 성분을 제거하여 간섭 제거부(320)로 상향 복원 신호(S140)를 전송한다.
한편, 간섭 지연 시간(S150)은 이웃 펨토셀 기지국(100)에서 송신하기 전에 미리 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)로 전송한 신호와 무선을 통해 상향 신호 수신부(330)로 간섭으로 작용한 시간 차이를 의미한다.
도 5는 도 1의 송신부(400)를 상세히 나타낸 구성도이다. 이때, 송신부(400)는 단말기(500)로 하향 신호를 송신하는 하향 신호 송신부(420), 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 하향 선신호를 출력하는 하향 선신호 출력부(430), 및 변복조부(200)로부터 하향 신호를 입력받아 하향 신호 송신부(420)로 출력하기 전에 미리 하향 선신호 출력부(430)로 출력하는 선신호 추출부(410)를 포함한다.
즉, 펨토셀 기지국(600)은 단말기(500)로 하향 신호를 송신하기 전 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 미리 신호를 출력하여 이웃 펨토셀 기지국(100)에서 펨토셀 기지국(600)이 송신한 하향 신호에 대한 간섭을 제거할 수 있도록 한다.
따라서, 변복조부(200)에서 변조된 하향 신호는 선신호 추출부(410)에서 미리 하향 선신호 출력부(430)로 제공하고 하향 선신호 출력부(430)는 유선 또는 무선으로 이웃 펨토셀 기지국(100)과 연결되어 펨토셀 기지국(600)이 송신할 하향 신호를 제공한다.
선신호 추출부(410)는 하향 선신호 출력부(430)로 미리 송신 신호를 제공한 후 일정한 시간 시연 후에 하향 신호 송신부(420)로 하향 신호를 제공하고 하향 신호 송신부(420)에서 무선으로 단말기(500)에 송신한다.
도 6은 도 5의 선신호 추출부(410)를 더욱 상세히 나타낸 구성도이다. 이때, 선신호 추출부(410)는 변복조부(200)로부터 하향 신호를 입력받아 하향 선신호 출력부(430)로 출력하고 하향 신호 송신부(420)로 출력하기 전에 송신 시간을 시연시키는 송신 시간 지연부(411)를 포함한다.
또한, 송신 시간 지연부(411)는 송신 시간을 지연시키기 위해 디지털 메모리 및 아날로그 형태의 지연 소자 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
즉, 송신 시간 지연부(411)는 하향 선신호 출력부(430)로 미리 하향 신호를 전송한 후 일정 시간 후에 하향 신호 송신부(420)로 하향 신호를 전송하는 것이 특징이며 디지털 메모리 혹은 아날로그 형태의 지연 소자를 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법을 나타낸 순서도이다. 이때, 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법은 단말기(500)로부터 단말 상향 신호를 수신받는 단말 상향 신호 수신 단계(S210), 이웃 펨토셀 기지국(100)으로부터 이웃 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력받는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계(S220), 및 수신부(300)에서 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계(S220)에서 수신받은 이웃 펨토셀 기지국의 송신 신호를 토대로 단말 상향 신호 수신 단계(S210)에서 수신받은 단말 상향 신호에 포함된 이웃 펨토셀 기지국(100)의 간섭을 제거하는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계(S230)를 포함한다.
여기서, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계(S230)는 이웃 펨토셀 기지국(100)이 펨토셀 기지국(600)과 동기가 맞지 않아 서로 비동기로 동작하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계(S230)는 이웃 펨토셀 기지국(100)이 펨토셀 기지국(600)과 동일한 주파수를 사용하고 OFDM 이외에 CDMA, WCDMA, 및 GSM 중 어느 하나의 변조 방식을 사용하여 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계(S230)는 이웃 펨토셀 기지국(100)이 펨토셀 기지국(600)과 동기가 맞지 않거나, TDD 이외에 FDD 듀플렉스 방식을 사용하여 동일 주파수에서 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간에 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계(S230)는 간섭을 예측하기 위한 알고리즘으로 ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error)를 포함할 수 있다.
단말 상향 신호 수신 단계(S210)에서는 단말기(500)의 신호만 상향 신호 수신부(330)에서 수신하는 것이 아니라 이웃 펨토셀 기지국(100)에서 송신한 신호도 간섭으로 수신될 수 있다. 즉, 펨토셀 기지국(600)이 단말기(500)의 신호를 상향 신호 수신부(330)에서 수신할 경우 펨토셀 기지국(600)과 이웃 펨토셀 기지국(100)이 동기가 맞지 않거나, 다른 변조 방식을 사용하거나, 다른 듀플렉스 방식을 사용하는 경우 상향 신호 수신부(330)에 간섭으로 수신될 수 있다.
따라서, 동일 주파수에서 펨토셀 기지국(600)의 수신 시간과 이웃 펨토셀 기지국(100)의 송신 시간이 겹칠 경우 이웃 펨토셀 기지국(100)의 송신 신호가 단말기(500)의 송신 신호와 동시에 상향 신호 수신부(330)로 수신될 수 있다.
이러한 간섭을 해결하기 위해, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계(S220)에서는 이웃 펨토셀 기지국(100)으로부터 이웃 펨토셀 기지국(100)이 송신할 신호를 미리 유선 또는 무선으로 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)를 통해 입력받는다.
또한, 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계(S230)에서는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부(310)에서 공급한 이웃 펨토셀 기지국(100)의 송신 신호를 토대로 상향 신호 수신부(330)에서 수신된 수신 신호로부터 간섭을 제거한다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법을 나타낸 순서도이다. 이때, 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법은 펨토셀 기지국(600)에서 단말기(500)로 송신할 단말 하향 신호를 단말기(500)로 송신하기 전에 미리 선신호를 추출하는 단말 하향 선신호 추출 단계(S310), 단말 하향 선신호 추출 단계(S310)에서 추출된 선신호를 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 출력하는 펨토셀 기지국 송신 신호 출력 단계(S320), 단말 하향 선신호 추출 단계(S310)에서 추출된 선신호를 시간 지연 시키는 송신 신호 시간 지연 단계(S330), 및 송신 신호 시간 지연 단계(S330)에서 시간 지연된 단말 하향 신호를 단말기(500)로 송신하는 단말 하향 신호 송신 단계(S340)를 포함한다.
즉, 단말 하향 선신호 추출 단계(S310)에서 펨토셀 기지국(600)은 단말기(500)로 송신할 하향 신호와 시간적으로 앞서는 선신호를 추출한다. 이후 펨토셀 기지국 송신 신호 출력 단계(S320)에서 단말 하향 선신호 추출 단계(S310)에서 추출한 선신호를 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 유선 및 무선을 통해 출력한다.
송신 신호 시간 지연 단계(S330)는 펨토셀 기지국 송신 신호 출력 단계(S320)에서 이웃 펨토셀 기지국(100)으로 출력한 후 송신 신호에 대해 일정 시간 지연을 시킨 후 단말 하향 신호 송신 단계(S340)에서 지연된 송신 신호를 단말기(500)로 송신한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치 및 방법은 이웃하는 펨토셀에서 송신하는 신호가 단말기 신호의 수신에 간섭으로 작용하는 것을 제거하는 장점이 있으며, 이웃하는 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력받아 간섭을 제거하여 펨토셀의 커버리지의 조절 없이 단말기의 수신 성능을 향상시키는 장점이 있다.

Claims (17)

  1. 이웃 펨토셀 기지국의 신호를 입력 받아 단말기의 수신 신호에 포함된 상기 이웃 펨토셀 기지국 신호의 간섭을 제거하는 수신부;
    상기 단말기로 송신하기 전에 미리 상기 이웃 펨토셀 기지국으로 송신 신호를 출력하고 상기 단말기로 하향 신호를 시간 지연시켜 송신하는 송신부; 및
    상기 수신부의 출력 신호를 수신하여 상기 단말기의 데이터를 복조하고 상기 단말기로 송신할 데이터를 변조를 통하여 상기 송신부로 송출하는 변복조부;를 포함하고,
    상기 송신부는, 상기 이웃 펨토셀 기지국으로 전용 유선 정합, 브로드밴드 유선 정합, 및 무선랜 정합 중 어느 하나로 송신 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 이웃 펨토셀 기지국으로부터 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호를 입력받는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부;
    상기 단말기로부터 상향 신호를 수신받는 상향 신호 수신부; 및
    상기 상향 신호 수신부의 출력 신호로부터 상기 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부의 출력 신호를 제거하는 간섭 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 간섭 제거부는, 상기 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력부의 출력 신호를 제 1 시간 지연시키고 상기 제 1 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 1 시간 지연 모듈;
    상기 제 1 시간 지연된 상기 제 1 시간 지연 모듈의 신호를 제 2 시간 지연시키고 상기 제 2 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 2 시간 지연 모듈;
    상기 제 2 시간 지연된 상기 제 2 시간 지연 모듈의 신호를 제 3 시간 지연시키고 상기 제 3 시간 지연에 대해 간섭량을 예측하여 출력하는 제 3 시간 지연 모듈;
    상기 제 1 시간 지연 모듈, 상기 제 2 시간 지연 모듈, 및 상기 제 3 시간 지연 모듈의 출력 신호 중 적어도 어느 하나를 컴바인하여 간섭 신호를 예측하는 컴바이너; 및
    상기 상향 신호 수신부의 출력 신호로부터 상기 컴바이너의 출력을 제거하는 신호 제거기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않아 서로 비동기로 동작하여 동일 주파수에서 상기 펨토셀 기지국의 수신 시간에 상기 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 이웃 펨토셀 기지국이 상기 펨토셀 기지국과 동일한 주파수를 사용하고 OFDM 이외에 CDMA, WCDMA, 및 GSM 중 어느 하나의 변조 방식을 사용하여 상기 펨토셀 기지국의 수신 시간에 상기 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 이웃 펨토셀 기지국이 상기 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않거나, TDD 이외에 FDD 듀플렉스 방식을 사용하여 동일 주파수에서 상기 펨토셀 기지국의 수신 시간에 상기 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  7. 삭제
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 간섭 제거부는, 상기 간섭 신호를 예측하기 위한 알고리즘으로 ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부는, 상기 단말기로 하향 신호를 송신하는 하향 신호 송신부;
    상기 이웃 펨토셀 기지국으로 하향 선신호를 출력하는 하향 선신호 출력부; 및
    상기 변복조부로부터 하향 신호를 입력받아 상기 하향 신호 송신부로 출력하기 전에 미리 상기 하향 선신호 출력부로 출력하는 선신호 추출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 선신호 추출부는, 상기 변복조부로부터 하향 신호를 입력받아 상기 하향 선신호 출력부로 출력하고 상기 하향 신호 송신부로 출력하기 전에 송신 시간을 시연시키는 송신 시간 지연부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 송신 시간 지연부는, 상기 송신 시간을 지연시키기 위해 디지털 메모리 및 아날로그 형태의 지연 소자 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 장치.
  12. 단말기로부터 단말 상향 신호를 수신 받는 단말 상향 신호 수신 단계;
    이웃 펨토셀 기지국으로부터 상기 이웃 펨토셀 기지국의 송신 신호를 입력 받는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계; 및
    수신부에서 상기 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 입력 단계에서 수신 받은 상기 이웃 펨토셀 기지국의 송신 신호를 토대로 상기 단말 상향 신호 수신 단계에서 수신 받은 상기 단말 상향 신호에 포함된 상기 이웃 펨토셀 기지국의 간섭을 제거하는 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계;를 포함하고,
    상기 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는, 상기 이웃 펨토셀 기지국이 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않아 서로 비동기로 동작하여 동일 주파수에서 상기 펨토셀 기지국의 수신 시간에 상기 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법.
  13. 펨토셀 기지국에서 단말기로 송신할 단말 하향 신호를 상기 단말기로 송신하기 전에 미리 선신호를 추출하는 단말 하향 선신호 추출 단계;
    상기 단말 하향 선신호 추출 단계에서 추출된 상기 선신호를 이웃 펨토셀 기지국으로 출력하는 펨토셀 기지국 송신 신호 출력 단계;
    상기 단말 하향 선신호 추출 단계에서 추출된 상기 선신호를 시간 지연 시키는 송신 신호 시간 지연 단계; 및
    상기 송신 신호 시간 지연 단계에서 상기 시간 지연된 상기 단말 하향 신호를 상기 단말기로 송신하는 단말 하향 신호 송신 단계;를 포함하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법.
  14. 삭제
  15. 제 12항에 있어서,
    이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는, 상기 이웃 펨토셀 기지국이 상기 펨토셀 기지국과 동일한 주파수를 사용하고 OFDM 이외에 CDMA, WCDMA, 및 GSM 중 어느 하나의 변조 방식을 사용하여 상기 펨토셀 기지국의 수신 시간에 상기 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는, 상기 이웃 펨토셀 기지국이 상기 펨토셀 기지국과 동기가 맞지 않거나, TDD 이외에 FDD 듀플렉스 방식을 사용하여 동일 주파수에서 상기 펨토셀 기지국의 수신 시간에 상기 이웃 펨토셀 기지국이 송신하여 발생하는 간섭을 제거하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 이웃 펨토셀 기지국 송신 신호 간섭 제거 단계는, 상기 간섭을 예측하기 위한 알고리즘으로 ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean-Square Error)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이웃 펨토셀 기지국 신호 간섭 제거 방법.
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