KR101931711B1 - 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말 - Google Patents

다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말 Download PDF

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Abstract

다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법을 제공한다. 상기 방법은 기지국으로부터 노드 정보를 수신하는 단계; 목적 노드로부터 제1 신호를 수신하고, 간섭 노드로부터 제2 신호를 수신하는 단계; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 포함하는 수신 신호에 수신 필터를 적용하여 상기 제2 신호로 인하여 생기는 간섭을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 노드 정보는 상기 간섭 노드의 참조 신호에 대한 정보, 상기 제2 신호에 적용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 수신 필터는 상기 노드 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말{METHOD FOR INTERFERENCE MITIGATION IN MULTI-NODE SYSTEM AND USER EQUIPMENT USING THE SAME}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 노드 시스템에서 셀 간 간섭을 제거하는 방법 및 이러한 방법을 이용한 단말에 관한 것이다.
최근 무선 통신망의 데이터 전송량이 빠르게 증가하고 있다. 그 이유는 머신 대 머신(Machine-to-Machine,M2M) 통신 및 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스의 출현 및 보급 때문이다. 요구되는 높은 데이터 전송량을 만족시키기 위해 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하는 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과 한정된 주파수 내에서 데이터 용량을 높이기 위해 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 최근 부각되고 있다.
또한, 무선 통신망은 사용자 주변에 액세스 할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 진화하고 있다. 여기서, 노드란 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)에서 일정 간격 이상으로 떨어진 안테나 또는 안테나 그룹을 의미하기도 하지만, 이러한 의미에 한정되지 않고 좀 더 넓은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 노드는 피코셀 기지국(PeNB), 홈 기지국(HeNB), RRH(remote radio head), RRU(remote radio unit), 중계기(relay), 분산된 안테나 등이 될 수 있다.
이러한 높은 밀도의 노드를 갖춘 무선 통신 시스템은 노드 간의 협력에 의해 더 높은 시스템 성능을 보일 수 있다. 즉, 각 노드가 독립적인 기지국(Base Station (BS), Advanced BS (ABS), Node-B (NB), eNode-B (eNB), Access Point (AP) 등)으로 동작하여 서로 협력하지 않을 때보다 각 노드가 하나의 제어국에 의해 송수신을 관리받아 하나의 셀에 대한 안테나 (또는 안테나 그룹)처럼 동작한다면 훨씬 우수한 시스템 성능을 낼 수 있다. 이러한 경우, 다중 노드 시스템은 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)라 할 수 있다.
또는 다중 노드 시스템은 각 노드가 독자적인 ID(identifier)를 가지고, 스케줄링(scheduling) 및 핸드오버(handover)를 수행하는 다중 셀 시스템으로 동작할 수도 있다. 다중 셀 시스템이 각 노드의 커버리지(coverage)가 겹치는 형태로 구성된다면 이를 다중 계층 네트워크라 칭한다.
다중 노드 시스템에서 사용 가능한 간섭 제거 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말이 필요하다.
다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른, 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법은 기지국으로부터 노드 정보를 수신하는 단계; 목적 노드로부터 제1 신호를 수신하고, 간섭 노드로부터 제2 신호를 수신하는 단계; 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 포함하는 수신 신호에 수신 필터를 적용하여 상기 제2 신호로 인하여 생기는 간섭을 제거하는 단계를 포함하되, 상기 노드 정보는 상기 제2 신호에 포함되는 참조 신호에 대한 정보, 상기 제2 신호에 적용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 수신 필터는 상기 노드 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 노드 및 상기 간섭 노드는 상기 기지국과 무선 또는 유선으로 연결되고, 상기 기지국에 의해 제어될 수 있다.
상기 제1 신호는 제1 참조신호 및 제1 데이터를 포함하고, 상기 제2 신호는 제2 참조신호 및 제2 데이터를 포함할 수 있다.
상기 제1 참조신호는 상기 제1 데이터에 적용된 프리코딩 행렬로 프리코딩된 참조신호일 수 있다.
상기 노드 정보는 상기 제1 참조신호 및 상기 제2 참조신호에 대한 설정 정보를 더 포함하되, 상기 설정 정보는 상기 목적 노드 및 상기 간섭 노드의 안테나 포트의 개수, 노드 ID(identifier), 데이터 스트림의 개수 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 제2 참조신호는 상기 제2 데이터에 적용된 프리코딩 행렬로 프리코딩된 참조신호일 수 있다. 또는 상기 제2 참조신호는 상기 제2 데이터에 적용된 프리코딩 행렬이 프리코딩되지 않은 참조신호일 수 있다.
상기 방법은 목적 노드로부터 제1 참조 신호를 수신하고, 상기 간섭 노드로부터 제2 참조 신호를 수신하는 단계; 상기 노드 정보, 상기 제1 참조 신호 및 상기 제2 참조 신호를 이용하여 수신 필터 및 상기 목적 노드에 적용할 프리코딩 행렬을 구하는 단계; 상기 프리코딩 행렬을 상기 기지국으로 피드백하는 단계; 상기 목적 노드로부터 전송되는 제1 데이터 및 상기 간섭 노드로부터 전송되는 제2 데이터를 포함하는 수신 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신 신호에 상기 수신 필터를 적용하여 상기 제2 데이터에 의한 간섭을 제거한 후 상기 제1 데이터를 디코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 데이터는 상기 프리코딩 행렬로 프리코딩된 데이터이고, 상기 수신 필터는 상기 제2 참조 신호에 적용되는 프리코딩 행렬과 상기 간섭 노드와의 사이의 채널 행렬의 곱으로 구성되는 간섭 채널 행렬에 대한 널-공간에 존재하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 참조 신호는 프리코딩 행렬이 적용되지 않은 참조 신호일 수 있다.
상기 수신 신호에 수신 필터를 적용하여 상기 제2 신호로 인하여 생기는 간섭을 제거한 후, 상기 제1 신호의 성분을 최대로 하는 프리코딩 행렬의 인덱스를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 신호의 성분을 최대로 하는 프리코딩 행렬의 인덱스는 미리 정해진 코드북(codebook) 내에서 선택된 행렬의 인덱스일 수 있다.
상기 노드 정보는 상기 제2 신호로 인하여 생기는 간섭을 제거하는 단계의 적용 여부를 지시하는 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 수신 필터는 상기 제2 신호에 적용되는 프리코딩 행렬과 상기 간섭 노드와의 사이의 채널 행렬의 곱으로 구성되는 간섭 채널 행렬에 대한 널-공간에 존재하도록 구성될 수 있다.
상기 노드 정보는 상기 제2 참조신호가 프리코딩된 참조신호인 경우, 상기 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단말은 무선신호를 송수신하는 RF부; 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 기지국으로부터 노드 정보를 수신하고, 목적 노드로부터 제1 신호를 수신하고, 간섭 노드로부터 제2 신호를 수신하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 포함하는 수신 신호에 수신 필터를 적용하여 상기 제2 신호로 인하여 생기는 간섭을 제거하되, 상기 노드 정보는 상기 간섭 노드의 참조 신호에 대한 정보, 상기 제2 신호에 적용되는 프리코딩 행렬에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 수신 필터는 상기 노드 정보를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 신호는 제1 참조신호 및 제1 데이터를 포함하고, 상기 제2 신호는 제2 참조신호 및 제2 데이터를 포함할 수 있다. 상기 노드 정보는 상기 제2 참조신호에 대한 설정 정보를 포함하되, 상기 설정 정보는 상기 간섭 노드의 안테나 포트의 개수, 노드 ID(identifier), 데이터 스트림의 개수 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 목적 노드로부터 제1 참조 신호를 수신하고, 상기 간섭 노드로부터 제2 참조 신호를 수신한 후, 상기 노드 정보, 상기 제1 참조 신호 및 상기 제2 참조 신호를 이용하여 수신 필터 및 상기 목적 노드에 적용할 프리코딩 행렬을 구하고, 상기 프리코딩 행렬을 상기 기지국으로 피드백하고, 상기 목적 노드로부터 전송되는 제1 데이터 및 상기 간섭 노드로부터 전송되는 제2 데이터를 포함하는 수신 신호를 수신한 후, 상기 수신 신호에 상기 수신 필터를 적용하여 상기 제2 데이터에 의한 간섭을 제거한 후 상기 제1 데이터를 디코딩할 수 있다.
상기 제1 데이터는 상기 프리코딩 행렬로 프리코딩된 데이터이고, 상기 수신 필터는 상기 제2 참조 신호에 적용되는 프리코딩 행렬과 상기 간섭 노드와의 사이의 채널 행렬의 곱으로 구성되는 간섭 채널 행렬에 대한 널-공간에 존재하도록 구성될 수 있다.
다중 노드 시스템에는 단말과 통신하는 목적 노드와 단말에게 간섭으로 작용하는 신호를 전송하는 간섭 노드가 함께 존재할 수 있다. 본 발명에 따르면, 간섭 노드에 의한 간섭을 완화시킬 수 있으므로 단말은 목적 노드와 신뢰성 있는 통신을 수행할 수 있다.
도 1은 다중 노드 시스템의 예를 나타낸다.
도 2는 다중 노드 시스템의 일 예로 분산 안테나 시스템을 나타낸다.
도 3은 다중 노드 시스템의 일 예로 다중 계층 네트워크를 나타낸다.
도 4는 노드의 전송기에서 N 참조 신호를 생성하는 경우의 예를 나타낸 블록도이다.
도 5는 노드의 전송기에서 P 참조신호를 생성하는 경우의 예를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법의 일 예를을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법의 다른 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법을 실행하기 위해 노드 간에 정보를 교환하는 과정을 나타낸다.
도 9는 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 다중 접속 방식(multiple access scheme)에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 LTE의 진화이다.
도 1은 다중 노드 시스템의 예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 다중 노드 시스템은 기지국 및 복수의 노드를 포함한다.
도 1에서 안테나 노드로 표시된 노드는 매크로 기지국, 피코셀 기지국(PeNB), 홈 기지국(HeNB), RRH(remote radio head), 중계기(relay), 분산된 안테나 등을 의미할 수 있다. 이러한 노드는 포인트(point)라 칭하기도 한다.
다중 노드 시스템에서, 모든 노드가 하나의 기지국 컨트롤러에 의해 송수신을 관리 받아 개별 노드가 하나의 셀의 일부처럼 동작을 한다면 이 시스템은 하나의 셀을 형성하는 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)시스템으로 볼 수 있다. 분산 안테나 시스템에서 개별 노드들은 별도의 노드 ID를 부여 받을 수도 있고, 별도의 노드 ID없이 셀 내의 일부 안테나 집단처럼 동작할 수도 있다. 다시 말해, 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)은 안테나(즉 노드)가 셀(cell)내의 다양한 위치에 분산되어 배치되고, 이러한 안테나들을 기지국이 관리하는 시스템을 의미한다. 분산 안테나 시스템은, 종래 집중 안테나 시스템(Centralized antenna system, CAS)에서 기지국의 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 배치되는 점과 차이가 있다.
다중 노드 시스템에서 개별 노드들이 개별적인 셀 ID를 갖고, 스케줄링 및 핸드오버를 수행한다면 이는 다중 셀(예컨대, 매크로 셀/펨토 셀/피코 셀) 시스템으로 볼 수 있다. 이러한 다중 셀의 커버리지가 겹쳐지는 형태로 구성된다면 이를 다중 계층 네트워크(multi-tier network) 이라 부른다.
도 2는 다중 노드 시스템의 일 예로 분산 안테나 시스템을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 분산 안테나 시스템(distributed antenna system, DAS)은 기지국(BS)과 복수의 기지국 안테나들(예컨대, ant 1 내지 ant 8, 이하 기지국 안테나를 안테나로 약칭한다)로 구성된다. 안테나(ant 1 내지 ant 8)들은 기지국(BS)과 유선으로 연결될 수 있다. 분산 안테나 시스템은 종래의 집중 안테나 시스템(centralized antennal system, CAS)과 달리 안테나가 셀(15a)의 특정 지점 예를 들면 셀의 중앙에 몰려 있지 않고 셀 내의 다양한 위치에 분산되어 배치된다. 여기서, 안테나는 도 2에 도시된 바와 같이, 셀 내의 이격된 각 장소에 하나의 안테나가 존재할 수도 있고(안테나 1 내지 안테나 4, 안테나 6 내지 안테나 8), 안테나 5(111)와 같이 여러 개의 안테나들(111-1, 111-2, 111-3)이 밀집되어 존재하는 형태로 분포할 수도 있다. 밀집되어 존재하는 안테나들은 하나의 안테나 노드(antenna node)를 구성할 수 있다.
안테나들의 안테나 커버리지(coverage)가 오버랩(overlap)되어 랭크(rank) 2 이상의 전송이 가능하게 분포할 수 있다. 예를 들어, 각 안테나의 안테나 커버리지가 인접한 안테나까지 미칠 수 있다. 이 경우, 셀 내에 존재하는 단말들은 셀 내의 위치, 채널 상태 등에 따라 복수의 안테나로부터 수신하는 신호의 강도가 다양하게 변경될 수 있다. 도 2의 예를 참조하면, 단말 1(UE 1)은 안테나 1, 2, 5, 6으로부터 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있다. 반면 안테나 3, 4, 7, 8 으로부터 전송되는 신호는 경로 손실(path loss)에 의해 단말 1에게 미치는 영향이 미미할 수 있다.
단말 2(UE 2)는 안테나 6, 7로부터 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있으며 나머지 안테나들로부터 전송되는 신호는 영향이 미미할 수 있다. 마찬가지로 단말 3(UE 3)의 경우, 안테나 3으로부터만 수신 감도가 좋은 신호를 수신할 수 있고 나머지 안테나들의 신호는 무시할 수 있을 만큼 강도가 약할 수 있다.
분산 안테나 시스템에서는 셀 내에서 서로 간에 이격된 단말들에 대해 MIMO 통신을 수행하는 것이 용이할 수 있다. 상기 예에서 단말 1에게는 안테나 1, 2, 5, 6을 통해 통신을 수행하고, 단말 2에게는 안테나 7, 단말 3에게는 안테나 3을 통해 통신을 수행할 수 있다. 안테나 4, 8은 단말 2 또는 단말 3을 위한 신호를 전송할 수도 있고 아무런 신호를 전송하지 않을 수도 있다. 즉, 안테나 4, 8은 경우에 따라 오프 상태로 운용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 분산 안테나 시스템에서 MIMO 통신을 수행하는 경우, 각 단말 당 레이어(layer, 즉, 전송 스트림의 수)가 다양하게 존재할 수 있다. 또한, 각 단말에 할당되는 안테나(또는 안테나 그룹)가 서로 다를 수 있다. 다시 말해 분산 안테나 시스템에서는 각 단말에 대해 시스템 내의 모든 안테나 중 특정 안테나(또는 특정 안테나 그룹)를 지원할 수 있다. 단말에게 지원하는 안테나는 시간에 따라 변경될 수 있다.
도 3은 다중 노드 시스템의 일 예로 다중 계층 네트워크를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 다중 계층 네트워크는 매크로 기지국(Macro eNB)과 피코셀 기지국(PeNB)의 커버리지가 겹치는 형태로 존재할 수 있다. 이 때, 매크로 기지국과 피코셀 기지국은 각각 자신의 ID를 사용할 수 있다.
피코셀 기지국은 등록된 사용자와 등록되지 않은 사용자를 구분하여, 등록된 사용자에게만 접속을 허용할 수 있다. 등록된 사용자에게만 접속을 허용하는 경우 피코셀 기지국을 폐쇄형(Closed Subscriber Group, CSG)라고 하고, 일반 사용자에게도 접속을 허용하는 경우 개방형(Open subscriber group, OSG)이라고 한다. 두 방식은 혼용하여 운용될 수도 있다.
피코셀 기지국이 CSG 방식으로 운용되는 경우 피코셀 기지국에 등록된 단말이 아닌 단말에게 강한 간섭을 미칠 수 있다. 예를 들어, 매크로 기지국과 통신하는 단말 2(UE 2)가 피코셀 기지국에 등록되지 않은 단말인데 피코셀 기지국의 커버리지 내로 이동하는 경우 피코셀 기지국이 전송하는 신호는 단말 2에게 강한 간섭을 미치게 된다.
이러한 셀 간 간섭 문제를 해결하기 위해 LTE-A나 IEEE802.16m 등에서 다양한 방법이 논의되고 있다. 예를 들면, 주파수 분할 다중화(Frequency division multiplexing), 시간 분할 다중화(time division multiplexing), 하향링크 전력 제어 등을 활용하여 셀 간 간섭을 피하게 하는 것이다. 이러한 방법들은 동일한 커버리지를 가지는 다중 셀 간의 간섭을 줄이는데도 활용된다. 그러나, 이러한 방법들은 셀 간에 서로 다른 자원을 할당하는 방법 즉, 셀이 사용할 수 있는 자원을 분할하여 각 셀에 할당하는 것이므로 시스템 효율의 저하와 스케줄링 제약 등의 단점이 있다.
다중 노드 시스템에서 셀 간의 간섭을 완화시킬 수 있는 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말이 필요하다.
먼저 다중 노드 시스템에서 단말이 복수의 노드로부터 신호를 수신하는 경우 수학적 모델을 설명한다. 이하 편의상 단말이 통신하려는 노드를 목적 노드라고 하고, 단말에게 간섭으로 작용하는 노드를 간섭 노드라 한다.
단말의 주변에 N개의 노드가 존재하는 경우를 가정하자. 이 때, n번째 노드의 전송 안테나 개수를 Nn tx라고 하고, 단말의 수신 안테나 개수를 Nrx라고 하자. 그러면, 특정 주파수 대역에 대해 n 번째 노드로부터 단말까지의 채널은 Nrx x Nn tx 행렬 Hn으로 표현할 수 있다. 즉, Hn 는 Nrx x Nn tx 행렬이다.
n 번째 노드에서 전송하는 전송 벡터 xn은 Nn tx x 1 벡터라 하자. n 번째 노드에서 선형 프리코딩이 적용될 때 전송 벡터 xn은 n 번째 노드의 프리코딩 행렬 Pn과 데이터 전송 벡터 sn 의 곱 형태로 구성된다. 이 때, Pn = Nn tx x rn 행렬일 수 있고, sn 은 rn x 1 벡터일 수 있다. 여기서, rn은 n 번째 노드의 전송 랭크 즉, 데이터 스트림의 개수이다. 그러면, 단말이 수신하는 Nrx x 1 형태의 수신 벡터 y는 다음 식과 같이 모델링될 수 있다.
[식 1]
Figure 112011042328139-pat00001
식 1에서, z는 수신 잡음(noise) 벡터이다.
단말이 첫번째 노드(즉, n =1)로부터 목표로 하는 신호를 수신하고, 나머지 노드로부터 전송되는 신호는 간섭으로 작용하는 상황을 가정한다면(즉, 첫번째 노드가 목적 노드가 되고, 나머지 노드들은 간섭 노드가 된다), 단말이 수신하는 수신 벡터 y는 다음 식 2와 같이 표현할 수 있다.
[식 2]
Figure 112011042328139-pat00002
식 2에서 s = [s2 T s3 T... sN T ]T이다. s는 데이터 신호이므로 전송 자원 즉, 시간 및 주파수 자원에 따라 바뀌지만 노드에서 사용하는 프리코딩 행렬은 주파수 및/또는 시간 영역에서 일정 구간 동일할 수 있다. 예를 들어, 특정 노드에서 반정적 스케줄링을 수행한다면 프리코딩 행렬이 일정 시간 동안 동일할 수 있다.
식 2에서 나타낸 바와 같이 단말이 수신한 신호는 목적 노드로부터의 신호와 간섭 노드로부터의 신호로 구분할 수 있다. 간섭 노드로부터의 신호와 관련된 행렬을 간섭 채널 행렬 I라 칭한다면, 간섭 채널 행렬 I는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
[식 3]
Figure 112011042328139-pat00003
이러한 경우, 단말이 첫번째 노드와의 채널 H1과 함께 간섭 채널 행렬 I = [H2P2 H3P3... HNPN ]을 추정할 수 있다면 수신 필터를 적절히 적용하여 간섭을 줄일 수 있다. 또한, 첫번째 노드와의 관계에서 효율적인 프리코딩 행렬(벡터) P1을 찾아서 알려줄 수 있다.
간섭 채널 행렬 I의 열(column)의 개수는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
[식 4]
Figure 112011042328139-pat00004
식 4에서 rn은 n번째 노드의 전송 랭크(rank) 즉, 데이터 스트림의 개수이다.
이론적으로, 단말의 수신 안테나 개수 Nrx가 간섭 채널 행렬 I의 열의 개수보다 크다면, 간섭을 제거할 수 있는 수신 필터가 적어도 하나는 존재한다. 만약, 단말의 수신 안테나 개수 Nrx가 간섭 채널 행렬 I의 열의 개수보다 작다면, 간섭 채널 행렬 I의 고유벡터(eigenvector) 방향으로 수신 필터를 구성하여 간섭을 최소화할 수 있다.
또는, 간섭 채널 행렬 I를 간섭의 크기가 큰 주요(dominant) 간섭 채널 행렬(이를 Idom라 표시)과 간섭의 크기가 작아 무시할 수 있는 비주요(non-dominant) 간섭 채널 행렬(이를 Inon-dom라 표시)로 분리한 후 간섭 제거 방법을 적용할 수 있다. 간섭 채널 행렬 I 는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
[식 5]
I = Idom + Inon-dom
식 5에서 Idom은 간섭 성분의 크기가 커서 영향을 무시할 수 없는 스트림들에 대한 간섭 채널 행렬이고, Inon-dom은 간섭 성분의 크기가 작아 영향을 무시할 수 있는 스트림들에 대한 간섭 채널 행렬이라 할 수 있다. 즉, 간섭 채널 행렬 I 중에서 한정된 개수의 스트림들에 대해서만 간섭 채널 행렬을 구성한 후 간섭 제거 방법을 적용할 수도 있다. 수신 필터를 Idom의 널-공간(null-space)에 존재하도록 하면 Idom에 의한 간섭은 제거되고, Inon-dom에 의한 간섭은 z에 포함하여 잡음으로 처리한다.
이처럼 간섭 채널 행렬 I를 분리하여 한정된 스트림에 대한 간섭만을 제거하는 방법은 단말이 더 적은 수의 수신 안테나로 간섭 제거 기법을 적용할 수 있게 한다.
단말이 간섭 채널 행렬 I, 목적 노드와의 채널 행렬 H1을 추정하였다면, 단말은 수신 필터 V와 프리코딩 행렬 P1을 찾을 수 있다.
단말이 수신 필터 V를 찾는 방법은 다음과 같다.
단말이 수신 벡터 y에 수신 필터 V를 적용하면 상기 식 2는 다음 식 6과 같이 표현된다.
[식 6]
Vy = VH1P1s1 + Vz
식 6에서 V, P1은 유니터리 행렬(unitary matrix)이고, V가 I의 널-공간에 존재한다고 가정한다. 그러면, 단말은 ||VH1P1||이 최대가 되는 V 및 P1을 찾으면 된다.
단말이 주요 간섭 채널 행렬(Idom), 목적 노드와의 채널 행렬 H1을 추정하였고 만약, V가 Idom의 널-공간에 존재한다면, 식 2에 수신 필터 V를 적용하면 다음 식과 같이 표현할 수 있다.
[식 7]
Figure 112011042328139-pat00005
식 7에서 inon-dom은 Inon-dom s이다. 이 때, V* inon-dom은 잡음과 같이 취급된다. 그러면, 단말은 ||VH1P1||이 최대가 되는 V 및 P1을 찾으면 된다.
식 6, 7에서 수신 필터 V는 I 또는 Idom의 널-공간에 존재하므로 결국 수신 벡터 y 중에서 수신해야 할 데이터 s1에 관련된 성분만 남게된다. 단말은 P1과 V 각각에 대해 차례로 유니터리 행렬임과 널-공간 조건을 만족시키면서 ||VH1P1||이 최대가 되는 V 및 P1을 찾는다. P1은 정해진 집합 즉 코드북(codebook) 내에서 찾을 수 있는데, 단말은 코드북 내의 선택된 행렬에 대한 인덱스 즉, PMI(precoding matrix index)를 기지국에게 피드백할 수 있다. 단말은 피드백 신호를 기지국으로 직접 전송할 수도 있고, 간섭 노드를 통하여 전달할 수도 있다.
또는 단말은 수신 필터 V와 간섭 채널 행렬 I의 곱, 즉, VI의 크기를 최소화하면서, ||VH1P1||이 최대가 되는 V 및 P1을 찾을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 단말이 간섭 채널 행렬을 알 수 있고 복수의 수신 안테나를 가지는 경우, 수신 벡터에서 간섭 노드에 의해 발생하는 간섭을 제거 또는 최소화할 수 있으며, 최대의 성능 이득을 얻는 프리코딩 행렬에 대한 정보(예컨대, PMI)를 피드백할 수 있다.
그런데, 종래의 기술에 의하면 다중 노드 시스템에서 단말이 간섭 채널 행렬을 추정하기가 어렵고, 간섭 채널 행렬을 추정한다고 하여도 간섭 노드의 프리코딩 행렬이 변경되는 경우 간섭을 제거하기 어렵다는 문제가 있었다.
이하에서, 다중 노드 시스템에서 간섭을 제거하는 방법 및 이러한 방법을 이용하는 단말에 대해 설명한다. 다중 계층 시스템을 다중 노드 시스템의 예로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니며 분산 안테나 시스템에도 적용될 수 있다.
노드가 전송하는 참조 신호는 프리코딩되지 않은 참조 신호(non-precoded pilot, N 참조 신호)와 프리코딩된 참조 신호(precoded RS, 이하 P 참조 신호)가 있다. N 참조 신호는 예를 들어, LTE의 CRS(cell-specific reference signal), CSI-RS(channel status information reference signal)이 있고, P 참조 신호는 예를 들어, LTE의 DM-RS(demodulation reference signal)이 있다.
도 4는 노드의 전송기에서 N 참조 신호를 생성하는 경우의 예를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 노드의 전송기(300)는 레이어 맵퍼(310), 프리코더(320), 참조신호 생성기(RS generator, 330) 및 Nt개의 자원요소 맵퍼(340-1,...,340-Nt)를 포함한다. 여기서, Nt는 전송기(300)의 전송 안테나의 개수이다. 공간 레이어의 개수는 R이라 가정한다.
레이어 맵퍼(310)는 프리코더(320)에 연결된다. 프리코더(320) 및 참조신호 생성기(330)는 각각 Nt개의 자원요소 맵퍼(340-1,...,340-Nt)에 연결된다.
레이어 맵퍼(310)는 R개의 공간 레이어에 대한 R개의 공간 스트림(SS #1, SS #1,..., SS #R)을 생성하도록 형성된다. 공간 스트림(SS #1, SS #1,..., SS #R)은 노드가 단말에게 전송하는 데이터를 포함할 수 있다.
프리코더(320)는 R개의 공간 스트림에 프리코딩 행렬을 적용하여 Nt개의 전송 스트림(TS #1, TS #2,..., TS #Nt)을 생성하도록 형성된다.
참조신호 생성기(330)는 참조신호에 대응하는 참조신호 시퀀스를 생성한다. 참조신호 시퀀스는 복수의 참조심벌들로 구성된다. 참조신호 시퀀스는 특별한 제한없이 임의의 시퀀스가 사용될 수 있다.
참조신호 생성기(330)는 Nt개의 전송 안테나 각각에 대한 참조신호 시퀀스를 생성하도록 형성된다. 참조신호 생성기(330)는 Nt개의 참조신호 시퀀스(RS #1, RS #2,..., RS #Nt)를 생성하도록 형성된다. Nt개의 참조신호 시퀀스 각각은 복수의 참조신호 심벌들을 포함한다. 참조신호 심벌은 복소수 심벌일 수 있다.
Nt개의 자원요소 맵퍼(340-1,...,340-Nt) 각각은 전송 스트림 및 참조신호 시퀀스를 입력받고, 전송 스트림 및 참조신호 시퀀스를 자원요소들에 맵핑하도록 형성된다. 자원요소 맵퍼 #n(340-n)는 TS #n 및 RS #n을 입력받아 자원요소들에 맵핑할 수 있다(n=1,2,...,Nt). 자원요소들에 맵핑된 전송 스트림 및 참조신호 시퀀스는 전송 안테나를 통해 단말에게 전송된다.
즉, N 참조신호는 데이터에 적용되는 프리코딩 행렬이 적용되지 않고 전송된다.
도 5는 노드의 전송기에서 P 참조신호를 생성하는 경우의 예를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 전송기(400)는 레이어 맵퍼(410), 참조신호 생성기(420), 프리코더(430) 및 Nt개의 자원요소 맵퍼(440-1,...,440-Nt)를 포함한다. 여기서, Nt는 전송기(400)의 전송 안테나의 개수이다. 공간 레이어의 개수는 R이라 가정한다.
레이어 맵퍼(410) 및 참조신호 생성기(420)는 각각 프리코더(430)에 연결된다. 프리코더(430)는 Nt개의 자원요소 맵퍼(440-1,...,440-Nt)에 연결된다. 레이어 맵퍼(410)는 R개의 정보 스트림(information stream)을 생성하도록 형성된다. R개의 정보 스트림은 IS #1, IS #2,..., IS #R로 나타낼 수 있다.
참조신호 생성기(420)는 R개의 참조신호 시퀀스를 생성하도록 형성된다. R개의 참조신호 시퀀스는 RS #1, RS #2,..., RS #R로 나타낼 수 있다. R개의 참조신호 시퀀스 각각은 복수의 참조신호 심벌들을 포함한다. 참조신호 심벌은 복소수 심벌일 수 있다.
R개의 공간 레이어 각각마다 정보 스트림, 참조신호 시퀀스 및 참조신호 패턴이 할당된다. 공간 레이어 #r에는 IS #r 및 RS #r이 할당된다(r=1,...,R). 여기서, r은 공간 레이어를 지시하는 공간 레이어 인덱스이다. 공간 레이어 #r에 할당된 참조신호 패턴은 RS #r 전송에 사용되는 시간-주파수 자원 패턴이다.
프리코더(430)는 R개의 공간 스트림에 프리코딩을 수행하여 Nt개의 전송 스트림을 생성하도록 형성된다. R개의 공간 스트림은 SS #1, SS #1,..., SS #R로 나타낼 수 있다. Nt개의 전송 스트림은 TS #1, TS #2,..., TS #Nt로 나타낼 수 있다.
R개의 공간 스트림 각각은 하나의 공간 레이어에 대응된다. 즉, SS #r은 공간 레이어 #r에 대응된다(r=1,2,...,R). R개의 공간 스트림 각각은 대응되는 공간 레이어에 할당된 정보 스트림, 참조신호 시퀀스 및 참조신호 패턴을 기반으로 생성된다. 즉, SS #r은 IS #r, RS #r 및 공간 레이어 #r에 할당된 참조신호 패턴을 기반으로 생성된다.
즉, P 참조신호는 데이터에 적용되는 프리코딩 행렬이 적용되어 전송된다.
노드는 단말에게 P 참조 신호와 N 참조 신호 중 적어도 하나의 참조 신호를 전송할 수 있다. 이하에서, 목적 노드는 단말이 수신해야 하는 신호를 전송하는 노드를 의미하며, 간섭 노드는 그 이외의 간섭을 미치는 노드를 의미한다.
본 발명에 따른 간섭 제거 방법을 적용하기 위해 기지국은 단말에게 노드 정보를 제공한다. 노드 정보는 1. 간섭 노드의 참조 신호(reference signal, RS)정보, 2. 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보, 3. 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보, 4. 간섭 노드에 대한 간섭 제거 방법 적용 여부를 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 노드 정보에는 목적 노드의 참조 신호에 대한 정보도 포함할 수 있다. 예를 들어, 목적 노드의 P 참조 신호에 대한 정보 및/또는 목적 노드의 N 참조 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다.
노드 정보에 포함되는 각 정보에 대해 설명한다.
1). 간섭 노드의 참조 신호 정보
각 노드가 전송하는 참조 신호의 패턴(pattern)은 노드의 안테나 포트의 개수, 데이터 스트림의 개수, 노드의 ID 등에 따라 결정된다. 여기서, 참조 신호는 채널 측정 또는 데이터의 복조를 위해 사용되는 신호이며, 참조 신호의 패턴이란 자원 영역 예를 들어, 시간 영역에서 복수의 OFDM 심볼로 구성되고, 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)로 구성되는 자원 블록에서 참조 신호심볼이 자원 요소(resource element)에 맵핑되는 패턴을 의미한다.
기지국은 간섭 노드의 참조 신호 정보를 통해 단말에게 간섭 노드가 전송하는 참조 신호를 알려준다. 따라서, 간섭 노드의 참조 신호 정보는 간섭 노드의 안테나 포트의 개수, 데이터 스트림의 개수, 노드의 ID, 참조 신호 시퀀스 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 간섭 노드의 참조 신호 정보를 통해 단말은 간섭 노드가 전송하는 참조 신호를 파악할 수 있다. 단말은 참조 신호를 통해 간섭 노드와의 사이에 대한 채널을 측정할 수 있다.
2) 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보
노드가 전송하는 참조 신호는 상술한 바와 같이 프리코딩되지 않은 N 참조 신호와 프리코딩된 P 참조 신호가 있다. 간섭 노드에서 N 참조신호가 전송되는 경우, 프리코딩 행렬이 적용되지 않고 전송되기 때문에 단말이 간섭 채널 행렬 I를 추정하기 위해서는 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보가 필요하다. 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보는 간섭 노드의 프리코딩 행렬의 인덱스 즉, PMI 형태로 전송될 수 있다. 이 때, PMI는 단말이 목적 노드로부터 제1 신호를 수신하는 시점에 대한 간섭 노드의 PMI 즉, 장래의 PMI일 수 있다. 그러면, 단말은 간섭 노드의 참조 신호 정보 및 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보를 통해 간섭 노드의 참조 신호 및 프리코딩 행렬을 알 수 있으므로 간섭 채널 행렬 I(또는 Idom)을 추정할 수 있다.
3) 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보.
간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보는 간섭 노드가 P 참조 신호를 전송하는 경우에 필요할 수 있다.
간섭 노드에서 P 참조 신호가 전송되는 경우라면, 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보가 필요하다. 즉, 간섭 노드에서 어떤 주기로 프리코딩 행렬을 변경하는지, 동적/반정적/정적으로 프리코딩 행렬을 변경하는지 등의 정보가 필요하다.
예를 들어, 단말에 대해 노드 1이 목적 노드이고, 노드 2가 간섭 노드인 경우 노드 2가 P 참조 신호를 전송한다고 가정하자. 그러면, 단말은 노드 2로부터 전송되는 참조 신호를 통해 단말과 노드 2 사이의 채널 행렬(H2)과 노드 2의 프리코딩 행렬(P2)의 곱으로 구성되는 간섭 채널 행렬(H2P2)을 추정할 수 있다. 그런데, 이러한 추정이 이루어진 시점에서의 노드 2의 프리코딩 행렬이, 단말이 목적 노드인 노드 1로부터 신호를 수신하는 시점에 변경된다면 상기 추정이 무의미해질 수 있다. 예를 들어, 노드 2가 동적으로 프리코딩 행렬을 변경한다면 추정 시점의 프리코딩 행렬과 노드 1로부터 신호를 수신하는 시점에서의 노드 2의 프리코딩 행렬이 변경될 수 있다. 따라서, 간섭 노드인 노드 2에 대한 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보가 필요하다. 단말이 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식을 안다면 목적 노드로부터 신호를 수신하는 시점에 간섭 노드의 프리코딩 행렬을 예측할 수 있다. 따라서, 간섭 제거 방법을 적용할 수 있다.
4) 간섭 노드에 대한 간섭 제거 방법 적용 여부를 지시하는 정보
기지국은 단말에게 상술한 간섭 제거 방법을 적용할 것인지 여부를 지시하는 정보를 전송할 수 있다. 상기 지시하는 정보를 수신한 단말은 간섭 제거 방법을 이용하여 간섭 노드로부터의 간섭을 최소화하는 PMI를 찾아 기지국에게 피드백할 수 있다. 만약, 상기 지시하는 정보를 수신하지 않은 단말은 기존의 방법과 마찬가지로 간섭 제거 방법을 적용하지 않고 채널 이득을 최대화하는 PMI를 찾아 기지국으로 피드백할 수 있다.
이하에서는 상술한 노드 정보를 이용한 다중 노드 시스템에서의 간섭 제거 방법에 대해 상세히 설명한다. 먼저, 노드 정보에 상술한 1. 간섭 노드의 참조 신호(reference signal, RS)정보, 2. 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보, 3. 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보, 4. 간섭 노드에 대한 간섭 제거 방법 적용 여부를 지시하는 정보와 목적 노드의 P 참조 신호에 대한 정보를 포함하는 경우에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 기지국은 단말에게 노드 정보를 전송한다(S101).
단말은 목적 노드로부터 제1 신호를 수신하고(S102), 간섭 노드로부터 제2 신호를 수신한다(S103). 제1 신호는 제1 참조신호 및 제1 데이터를 포함할 수 있고, 제2 신호는 제2 참조신호 및 제2 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 목적 노드는 단말이 수신해야 하는 신호를 전송하는 노드를 의미하며, 간섭 노드는 그 이외의 간섭을 미치는 노드를 의미한다. 예를 들어, 다중 노드 시스템에 포함된 노드 1, 노드 2가 있고 단말이 노드 1로부터 신호를 수신하여야 하는 경우, 노드 1은 목적 노드가 되고, 노드 2는 간섭 노드가 된다. 여기서는 간섭 노드가 하나인 경우를 예시하였으나, 간섭 노드는 2개 이상일 수 있다. 다중 노드 시스템에 포함된 각 노드는 노드 별로 구분되는 참조신호를 전송할 수 있다. 참조신호는 파일럿(pilot)과 같은 다른 용어로 불릴 수 있다.
단말은 제1 신호 및 제2 신호를 포함하는 수신 신호에 수신 필터를 적용하여 제2 신호에 의해 발생하는 간섭을 제거한 후, 제1 신호 보다 구체적으로는 제1 데이터를 디코딩한다(S104). 단말은 노드 정보를 통해 목적 노드로부터 전송되는 P 참조 신호를 알 수 있다. 예컨대, 목적 노드가 노드 1이라면, H1P1을 알 수 있다. 또한, 단말은 노드 정보를 통해 간섭 노드가 전송하는 참조 신호 및 프리코딩 행렬을 알 수 있으므로, 간섭 노드와의 간섭 행렬(I 또는 Idom)을 추정할 수 있다.따라서, 단말은 간섭 행렬 I의 널-공간(null-space)에 수신 필터 V가 존재하도록 하면서 ||VH1P1||이 최대가 되도록 V를 찾는다. 그 후 수신 필터 V를 적용한 신호에서 제1 데이터를 디코딩할 수 있다. 만약, 간섭 행렬 I의 널-공간에 수신 필터 V가 존재하지 않는다면, ||VH1P1||의 SINR(signal to interference plus noise ratio)이 최대가 되는 V를 찾을 수도 있다.
이하에서는 노드 정보에 상술한 1. 간섭 노드의 참조 신호(reference signal, RS)정보, 2. 간섭 노드의 프리코딩 행렬 정보, 3. 간섭 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식에 대한 정보, 4. 간섭 노드에 대한 간섭 제거 방법 적용 여부를 지시하는 정보와 목적 노드의 N 참조 신호에 대한 정보를 포함하는 경우에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법의 다른 예를 나타낸다.
기지국은 단말에게 노드 정보를 전송한다(S300). 단말은 목적 노드로부터 N 참조 신호를 수신하고(S301), 간섭 노드로부터 참조 신호를 수신한다(S302).
단말은 목적 노드와 간섭 노드로부터 수신한 참조 신호들을 이용하여 수신 필터를 구성하고, 목적 노드에 적용할 최적의 프리코딩 행렬을 검색한다(S303). 예를 들어, 노드 1이 목적 노드이고 노드 2가 간섭 노드라고 한다면, 단말은 노드 정보 및 노드 1이 전송하는 N 참조 신호를 이용하여 노드 1과의 채널 H1을 추정할 수 있고, 노드 2와의 채널 H2(노드 2가 N 참조 신호를 전송하는 경우) 또는 H2P2(노드 2가 P 참조 신호를 전송하는 경우)를 알 수 있다. 단말은 노드 정보와 간섭 노드가 전송하는 참조 신호를 이용하여 간섭 노드와의 간섭 행렬(I 또는 Idom)을 추정할 수 있으므로, 단말은 간섭 행렬 I의 널-공간(null-space)에 수신 필터 V가 존재하도록 하면서 ||VH1P1||이 최대가 되도록 V 및 P1을 찾는다. 이 때, P1 은 미리 정해진 코드북(codebook) 내의 행렬들 중에서 선택할 수 있다.
목적 노드에 적용할 프리코딩 행렬(P1)에 대한 정보를 기지국으로 피드백한다(S304). 이 때, 단말은 코드북 내에서 프리코딩 행렬의 인덱스를 선택하여 PMI(precoding matrix index)를 기지국으로 피드백할 수 있다. 기지국은 목적 노드에게 단말이 전송한 PMI를 적용하여 데이터를 전송할 것을 지시하는 목적 노드 제어 정보를 목적 노드로 전송한다(S305). 목적 노드는 상기 PMI에 따른 프리코딩 행렬(P1)을 적용하여 데이터 1 을 전송한다(S306). 여기서는 단말이 피드백한 PMI(P1)를 적용하여 목적 노드가 데이터를 전송하는 경우를 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기지국이 상기 P1과 다른 프리코딩 행렬을 적용하여 데이터를 전송하도록 설정하는 제어 정보를 목적 노드로 전송할 수도 있다. 이러한 경우, 목적 노드는 데이터 1과 함께 P 참조 신호를 함께 전송할 수 있다. 그러면, 단말은 P 참조 신호를 이용하여 데이터 1을 디코딩할 수 있다. 즉, 목적 노드는 데이터만을 전송할 수도 있고, 데이터와 P 참조신호를 함께 전송할 수도 있다. 목적 노드가 데이터만을 전송하는 경우 단말은 피드백 과정(S304)에서 선택한 프리코딩 행렬(P1)이 데이터에 적용됨을 가정할 수 있다. 목적 노드가 데이터 1(선택적으로 P 참조 신호를 함께)을 전송할때, 간섭 노드는 데이터 2를 전송하는데 이러한 데이터 2는 단말에게 간섭으로 작용한다(S307). 단말은 S303에서 구한 수신 필터(V)를 이용하여 데이터 2에 의한 간섭을 제거한 후 데이터 1을 디코딩한다(S308).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법을 실행하기 위해 노드 간에 정보를 교환하는 과정을 나타낸다. 다중 노드 시스템이 다중 계층 시스템인 경우를 가정한다.
도 8을 참조하면, 목적 노드는 설정 정보 1을 기지국으로 전송하고(S201), 간섭 노드는 설정 정보 2를 기지국으로 전송한다(S202). 여기서, 설정 정보 1 및 설정 정보 2는 1. 각 노드의 참조 신호 정보, 2. 각 노드의 현재 PMI, 장래 PMI, 3. 각 노드의 스케줄링 주기 또는 스케줄링 방식을 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
기지국은 설정 정보 1 및 설정 정보 2를 이용하여 노드 정보를 생성한 후 단말에게 전송한다(S203).
여기서는 목적 노드와 간섭 노드가 기지국으로 설정 정보를 전송하는 예를 나타내었으나, 이는 제한이 아니다. 즉, 목적 노드와 간섭 노드 상호 간에 설정 정보를 교환할 수도 있고, 단방향으로만 설정 정보를 전송할 수도 있다. 예를 들어, 피코셀 기지국과 매크로 기지국 간에 정보 교환을 할 때, 피코셀 기지국에서 매크로 기지국 방향으로만 전송이 되고, 그 반대 방향으로는 전송을 하지 않을 수도 있다.
상술한 노드 정보, 설정 정보 1, 설정 정보 2는 특정 주파수 대역에 대한 값으로 주어질 수도 있고, 광대역 주파수에 대한 평균적인 값으로 주어질 수도 있다. 따라서, 노드 정보, 설정 정보 1, 설정 정보 2에는 어느 주파수 대역에 대한 정보인지를 지시하는 필드가 추가될 수 있다.
예를 들어, 기지국은 단말에게 제1 주파수 대역을 지정하여 단말이 제1 주파수 대역에 대한 간섭 채널 행렬만을 추정하도록 할 수 있다. 이 경우, 기지국이 단말에게 제공하는 노드 정보에는 제1 주파수 대역을 지시하는 필드가 추가될 수 있다.
또는 노드 정보, 설정 정보 1, 설정 정보 2는 복수의 주파수 대역에 대해 주어질 수도 있다. 예를 들어, 기지국은 제1 주파수 대역, 제2 주파수 대역 각각에 대해 노드 정보를 제공할 수 있다.
단말의 수신 안테나의 개수가 간섭으로 작용하는 간섭 노드들의 전송 안테나의 총합보다 많은 경우라면 간섭 채널 행렬을 채널 행렬만으로 구성할 수도 있다. 즉, 간섭 채널 행렬 I는 [H2 H3 ... HN]으로 설정될 수 있다. 또는 채널 행렬만으로 구성된 간섭 채널 행렬 I의 일부 열 벡터만으로 구성된 Idom을 이용하여 간섭 노드의 프리코딩 방식과 관계없이 간섭을 제거할 수도 있다.
상술한 방법은 다중 노드 시스템에서 하향링크 간섭 제거 뿐만 아니라 상향링크 간섭 제거에도 이용될 수 있다.
상향링크 간섭이 발생하는 경우는 예를 들어, OSG 단말이 매크로 기지국으로 전송하는 상향링크 신호가 CSG 단말이 피코셀 기지국으로 전송하는 상향링크 신호와 중첩되어 피코셀 기지국에 간섭을 미치는 경우이다.
피코셀 기지국이 수신하는 벡터를 y라고 하고, n 번째 단말의 상향링크 프리코딩 행렬과 전송 데이터 벡터를 각각 Pn, sn이라고 하자. 그러면, 식 1과 같은 수학적 모델을 적용할 수 있다. 피코셀 기지국은 단말들로부터의 간섭 채널 행렬을 추정한 후, 피코셀 기지국의 다중 수신 안테나를 이용하여 간섭을 제거할 수 있다. 이러한 간섭 제거 방법은 피코셀 기지국의 수신 안테나의 개수가 단말의 전송 안테나의 개수보다 많을 확률이 높기 때문에 적용 가능성이 크다.
또는 간섭 채널 행렬을 프리코딩이 포함되지 않은 순수한 채널 행렬 성분만으로 구성하여 간섭을 제거할 수도 있다. 또는 최대 성능을 줄 수 있는 단말의 PMI를 찾아 단말이 상향링크 전송하는 경우 사용하도록 요청할 수도 있다.
상향링크에서 이러한 기법을 적용하기 위해서 각 노드가 자신에게 연결되어 있는 단말의 참조 신호 정보, 프리코딩 행렬 정보, 스케줄링 주기 정보 중 적어도 하나 이상을 다른 노드와 교환할 수 있다. 또는 단말이 상기 정보들 중 적어도 하나 이상을 간섭 노드에게 브로드캐스트 또는 유니캐스트하는 방법으로 전달할 수 있다. 그러면, 목적 노드에서 간섭 제거 방법을 적용할 수 있다.
도 9는 기지국 및 단말을 나타내는 블록도이다.
기지국(100)은 프로세서(processor, 110), 메모리(memory, 120) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 130)를 포함한다. 프로세서(110)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 즉, 프로세서(110)는 단말에게 다중 노드 시스템 내의 각 노드에 대한 노드 정보를 전송하고, 단말이 전송하는 피드백 정보를 기반으로 스케줄링을 수행할 수 있다. 메모리(120)는 프로세서(110)와 연결되어, 프로세서(110)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(130)는 프로세서(110)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다. RF부(130)는 유선으로 기지국(100)에 연결된 복수의 노드로 구성될 수 있다.
단말(200)은 프로세서(210), 메모리(220) 및 RF부(230)를 포함한다. 프로세서(210)는 기지국으로부터 노드 정보를 수신하고, 각 노드의 참조 신호 및 데이터를 수신한다. 프로세서(210)는 노드 정보와 참조 신호를 이용하여 간섭 노드가 전송한 신호로 인해 발생하는 간섭을 제거한다. 이 때, 사용하는 방법에 대해서는 앞서 설명한 바 있다. 프로세서(210)는 목적 노드에 대하여 선호하는 프리코딩 행렬 인덱스를 기지국으로 전송할 수 있다. 메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되어, 프로세서(210)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(230)는 프로세서(210)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.
프로세서(110,210)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(120,220)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(130,230)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(120,220)에 저장되고, 프로세서(110,210)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(120,220)는 프로세서(110,210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(110,210)와 연결될 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (20)

  1. 다중 노드 시스템에서 간섭 제거 방법에 있어서,
    UE (User equipment)가 제1 노드에 관련된 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 UE가 제2 노드에 관련된 제2 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 간섭을 제거하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 노드 또는 상기 제2 노드의 안테나 포트의 개수, 노드 ID(identifier), 데이터 스트림의 개수 중 적어도 하나에 따라서 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호가 결정되고,
    상기 제1 노드는 목적 노드이고, 및 상기 제2 노드는 간섭 노드인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 신호는 제1 참조신호 및 제1 데이터를 포함하고, 상기 제2 신호는 제2 참조신호 및 제2 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 참조신호는 상기 제1 데이터에 적용된 프리코딩 행렬로 프리코딩된 참조신호인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제2 참조신호는 상기 제2 데이터에 적용된 프리코딩 행렬로 프리코딩된 참조신호인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 제2 참조신호는 상기 제2 데이터에 적용된 프리코딩 행렬이 프리코딩되지 않은 참조신호인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 목적 노드로부터 제1 참조 신호를 수신하고, 상기 간섭 노드로부터 제2 참조 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 참조 신호 및 상기 제2 참조 신호를 이용하여 수신 필터 및 상기 목적 노드에 적용할 프리코딩 행렬을 구하는 단계;
    상기 프리코딩 행렬을 기지국으로 피드백하는 단계;
    상기 목적 노드로부터 전송되는 제1 데이터 및 상기 간섭 노드로부터 전송되는 제2 데이터를 포함하는 수신 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 수신 신호에 상기 수신 필터를 적용하여 상기 제2 데이터에 의한 간섭을 제거한 후 상기 제1 데이터를 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 데이터는 상기 프리코딩 행렬로 프리코딩된 데이터이고, 상기 수신 필터는 상기 제2 참조 신호에 적용되는 프리코딩 행렬과 상기 간섭 노드와의 사이의 채널 행렬의 곱으로 구성되는 간섭 채널 행렬에 대한 채널 공간에 존재하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 제1 참조 신호는 프리코딩 행렬이 적용되지 않은 참조 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 수신된 제2 신호에 수신 필터를 적용하여 상기 제2 신호로 인하여 생기는 간섭을 제거한 후, 상기 제1 신호의 성분을 최대로 하는 프리코딩 행렬의 인덱스를 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1 신호의 성분을 최대로 하는 프리코딩 행렬의 인덱스는 미리 정해진 코드북(codebook) 내에서 선택된 행렬의 인덱스인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 무선신호를 송수신하는 RF부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는
    제1 노드에 관련된 제1 신호를 수신하고, 제2 노드에 관련된 제2 신호를 수신하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호를 이용하여 간섭을 제거하되, 상기 제1 노드 또는 상기 제2 노드의 안테나 포트의 개수, 노드 ID(identifier), 데이터 스트림의 개수 중 적어도 하나에 따라서 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호가 결정되며, 상기 제1 노드는 목적 노드이고, 및 상기 제2 노드는 간섭 노드인 것을 특징으로 하는 단말.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 신호는 제1 참조신호 및 제1 데이터를 포함하고, 상기 제2 신호는 제2 참조신호 및 제2 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  18. 삭제
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 목적 노드로부터 제1 참조 신호를 수신하고, 상기 간섭 노드로부터 제2 참조 신호를 수신한 후, 상기 제1 참조 신호 및 상기 제2 참조 신호를 이용하여 수신 필터 및 상기 목적 노드에 적용할 프리코딩 행렬을 구하고, 상기 프리코딩 행렬을 기지국으로 피드백하고, 상기 목적 노드로부터 전송되는 제1 데이터 및 상기 간섭 노드로부터 전송되는 제2 데이터를 포함하는 수신 신호를 수신한 후, 상기 수신 신호에 상기 수신 필터를 적용하여 상기 제2 데이터에 의한 간섭을 제거한 후 상기 제1 데이터를 디코딩하는 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 데이터는 상기 프리코딩 행렬로 프리코딩된 데이터이고, 상기 수신 필터는 상기 제2 참조 신호에 적용되는 프리코딩 행렬과 상기 간섭 노드와의 사이의 채널 행렬의 곱으로 구성되는 간섭 채널 행렬에 대한 채널 공간에 존재하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말.
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