KR102314623B1 - Inter-beam interference avoiding apparatus and method for avoiding inter-beam interference in a communication system of time division duplex using multi-beam - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에서 간섭 회피 장치는 인접한 빔 영역을 판단하는 인접 빔 판단부, 인접한 빔들에 대하여 동일한 시간 구간 동안에 독립적으로 전송 구간을 지정하는 전송 구간 지정부, 및 전송 구간 정보를 각 빔 영역 별로 전송하는 지향성 빔 포머를 포함한다.In a time-division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention, the interference avoiding apparatus includes an adjacent beam determiner that determines an adjacent beam area, and independently designates a transmission period for adjacent beams during the same time period. It includes a transmission interval designation unit, and a directional beamformer for transmitting transmission interval information for each beam region.

Description

다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에서 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법 {Inter-beam interference avoiding apparatus and method for avoiding inter-beam interference in a communication system of time division duplex using multi-beam}Inter-beam interference avoiding apparatus and method for avoiding inter-beam interference in a communication system of time division duplex using multi-beam}

본 발명은 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다수의 빔을 사용하는 기지국과 단말 사이에서 상향 및 하향 전송 구간을 분리하는 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an interference avoiding apparatus and an interference avoiding method, and more particularly, to an interference avoiding apparatus and an interference avoiding method for separating uplink and downlink transmission sections between a base station and a terminal using a plurality of beams.

시분할다중화(Time Division Duplex, TDD) 방식의 이동통신시스템에서 기지국은 각각 상향(U: Uplink) 및 하향(D: Downlink) 전송 구간을 나누어 할당함으로써, 하향 구간 동안 기지국으로부터 단말로 하향 데이터를 전송하고, 상향 구간 동안 단말로부터 기지국으로 사양 데이터를 전송한다.In a time division multiplexing (TDD) type mobile communication system, the base station divides and allocates uplink (U: Uplink) and downlink (D: downlink) transmission sections, respectively, and transmits downlink data from the base station to the terminal during the downlink section. , transmits specification data from the terminal to the base station during the uplink section.

시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서 상향 및 하향 전송 구간을 명확히 구분하는 것은 매우 중요하다. 동일한 전송 주파수를 사용하는 하나의 셀 영역에 동일 시간에 상향 전송을 수행하는 단말과 하향 전송을 수행하는 단말이 공존하는 경우, 하나의 단말이 신호를 수신하는 동안 인접한 단말이 송신한 신호가 강력한 간섭으로 작용하여 성능 감쇄의 원인이 되기 때문이다.It is very important to clearly distinguish uplink and downlink transmission sections in a time division multiplexing mobile communication system. When a terminal performing uplink transmission and a terminal performing downlink transmission coexist in one cell region using the same transmission frequency at the same time, a signal transmitted by an adjacent terminal while one terminal receives a signal may cause strong interference This is because it acts as a cause of performance degradation.

다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서 빔 간 간섭은 성능 저하의 주 요인이다. 하향 전송의 경우 빔 경계지역에 위치한 단말은 빔 포밍의 특성상 서빙(Serving) 빔과 유사한 크기의 간섭 빔을 수신하게 되며, 상향 전송의 경우 기지국은 수신 안테나의 물리적 크기의 한계로 인해 대부분 빔 영역에 위치한 단말들로부터의 상향 전송 신호를 동시 수신하게 되어 단말 수신 신호 구분이 매우 어렵게 된다.In a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams, inter-beam interference is a major factor in performance degradation. In the case of downlink transmission, the terminal located in the beam boundary area receives an interference beam having a size similar to that of the serving beam due to the characteristics of beamforming. Since the uplink transmission signals from the located terminals are simultaneously received, it is very difficult to distinguish the terminal reception signals.

이러한 이유로 인해 동일 자원(OFDMA 시스템의 경우 시간 및 주파수)에 각 빔 별로 서로 다른 데이터를 전송하기는 매우 어려우며, 이를 극복하기 위해 수신기에 복잡한 간섭 제거 기능이 요구되거나, 동일 자원을 활용하는 인접한 빔이 동일한 데이터를 전송하도록 함으로써 전송률이 저하되는 문제가 있다.For this reason, it is very difficult to transmit different data for each beam on the same resource (time and frequency in the case of OFDMA system). There is a problem in that the transmission rate is lowered by allowing the same data to be transmitted.

본 발명은 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서 빔 간 간섭에 의해 발생하는 상향 및 하향 전송 성능 저하를 극복하기 위해 하나의 기지국에서 지원하는 복수의 빔 영역 별로 상향 및 하향 전송 구간을 달리 지정하는 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법을 제공한다. In order to overcome the degradation of uplink and downlink transmission performance caused by inter-beam interference in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams, the present invention divides uplink and downlink transmission sections for each of a plurality of beam regions supported by one base station. Provided are an interference avoiding apparatus and an interference avoiding method that are otherwise specified.

인접한 빔들의 경계에 위치한 단말들 사이에 상향 및 하향 전송 구간이 서로 다른 경우, 하나의 단말이 하향 신호를 수신하는 동안 다른 단말이 상향 신호를 송신함으로써 발생하는 단말간 간섭은 각 단말이 빔 지향성 안테나를 사용하도록 함으로써 극복될 수 있다. When the uplink and downlink transmission intervals are different between terminals located at the boundary of adjacent beams, inter-terminal interference caused by one terminal transmitting an uplink signal while the other terminal is receiving a downlink signal is caused by each terminal having a beam directional antenna. This can be overcome by using

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서의 간섭 회피 장치는 인접한 빔 영역을 판단하는 인접 빔 판단부, 상기 인접한 빔들에 대하여 동일한 시간 구간 동안에 독립적으로 전송 구간을 지정하는 전송 구간 지정부, 및 상기 전송 구간 정보를 각 빔 영역 별로 전송하는 지향성 빔 포머를 포함한다.An apparatus for avoiding interference in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention includes an adjacent beam determination unit that determines an adjacent beam area, and an independent transmission interval for the adjacent beams during the same time period. and a transmission interval designation unit for designating , and a directional beamformer for transmitting the transmission interval information for each beam region.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서의 간섭 회피 방법은 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에 있어서, 인접한 빔 영역을 판단하는 단계, 상기 인접한 빔들에 대하여 동일한 시간 구간 동안에 독립적으로 전송 구간을 지정하는 단계, 및 상기 전송 구간 정보를 각 빔 영역 별로 전송하는 단계를 포함한다.An interference avoidance method in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention comprises the steps of determining an adjacent beam area in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams; Independently designating a transmission interval for the adjacent beams during the same time interval, and transmitting the transmission interval information for each beam region.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서의 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법은 각 빔 영역 별로 상향 및 하향 전송을 독립적으로 구성할 수 있도록 하여, 인접한 복수의 빔 영역에서 동일 자원(OFDMA 시스템의 경우 시간 및 주파수)의 활용이 가능하다. 또한, 동시에 동일 자원을 활용하여 상향 전송을 수행하는 빔 수를 줄임으로 인해 자원을 효율적으로 활용 가능하다.The interference avoidance apparatus and interference avoidance method in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention enables uplink and downlink transmission to be independently configured for each beam area, so that a plurality of adjacent It is possible to utilize the same resource (time and frequency in the case of OFDMA system) in the beam region. In addition, since the number of beams performing uplink transmission by using the same resource at the same time is reduced, it is possible to efficiently utilize the resource.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신시스템에 있어서, 각 빔 영역에 위치한 단말들도 빔 지향성 안테나를 사용하도록 하여 빔 경계에서 상향 및 하향 전송 구간이 서로 다른 단말 상호간 간섭을 최소화 할 수 있다. 빔 경계지역에 위치한 단말간 간섭을 효과적으로 회피할 수 있다.In a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention, terminals located in each beam region use beam directional antennas so that uplink and downlink transmission intervals are different at the beam boundary. Mutual interference can be minimized. Interference between terminals located in the beam boundary area can be effectively avoided.

도 1은 다중 빔을 지원하는 기지국과 단말 사이의 통신을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 다중 빔을 지원하는 시분할다중화방식의 기지국과 단말의 통신 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 회피 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간 지정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간의 지정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 이동통신 기지국에서 릴레이를 활용하는 통신 방식을 설명하는 도면들이다.
도 8은 복수의 단말들과 기지국이 통신하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에 있어서의 간섭 회피 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a conceptual diagram illustrating communication between a base station and a terminal supporting multiple beams.
2 is a conceptual diagram for explaining a communication method between a base station and a terminal in a time division multiplexing scheme supporting multiple beams.
3 is a block diagram illustrating an interference avoiding apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a transmission interval designation method according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a method of designating a transmission interval according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams for explaining a communication method using a relay in a mobile communication base station.
8 is a diagram illustrating a method of communicating between a plurality of terminals and a base station.
9 is a flowchart illustrating an interference avoidance method in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1은 다중 빔을 지원하는 기지국과 단말 사이의 통신을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating communication between a base station and a terminal supporting multiple beams.

도 1을 참조하면, 기지국(BS)은 두 개 이상의 다중 빔을 지원하기 때문에 각각의 빔을 통하여 제1 내지 제3 단말들(UE1, UE2, UE3)과 통신할 수 있다. 기지국(BS)이 커버하는 빔 영역이 서로 다른 경우에는 복수의 빔 영역의 합으로 해당 기지국의 셀이 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1 , since a base station (BS) supports two or more multiple beams, it can communicate with first to third terminals UE1 , UE2 , and UE3 through each beam. When the beam areas covered by the base station BS are different from each other, a cell of the corresponding base station may be configured by the sum of a plurality of beam areas.

도 2는 다중 빔을 지원하는 시분할다중화방식의 기지국과 단말의 통신 방식을 설명하기 위한 개념도이다.2 is a conceptual diagram for explaining a communication method between a base station and a terminal in a time division multiplexing scheme supporting multiple beams.

도 2를 참조하면, 기지국(BS)은 하나 또는 복수의 배열 안테나를 포함한 복수의 독립된 빔을 형서알 수 있는 안테나 및 빔 포밍 기술을 이용하여 동시에 하나 이상의 독립된 송수신 빔을 형성하고, 각 빔이 커버(cover)하는 빔 영역들의 합으로 기지국 셀을 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the base station (BS) forms one or more independent transmit/receive beams at the same time using an antenna and beam forming technology that can form a plurality of independent beams including one or a plurality of array antennas, and each beam is covered A base station cell may be configured by the sum of the beam areas covered.

단말들(UE1, UE2, UE3, UE4)은 빔 지향성 안테나를 제공하는 시분할 다중화 방식으로 구현될 수 있다. 단말들(UE1, UE2, UE3, UE4)은 기지국(BS)의 빔들 중 가장 우수한 품질의 빔의 검색하고, 검색된 빔의 방향으로 배열 안테나 또는 빔을 형성할 수 있는 안테나 및 빔 포밍 기술을 이용하여 기지국(BS)으로부터 또는 기지국(BS)으로의 빔을 지향하는 송수신 빔을 형성한다. The terminals UE1, UE2, UE3, and UE4 may be implemented in a time division multiplexing scheme providing a beam directional antenna. The terminals UE1, UE2, UE3, and UE4 search for the highest quality beam among the beams of the base station (BS), and use an antenna and beamforming technology that can form an array antenna or a beam in the direction of the searched beam. Forms a transmit/receive beam that directs a beam to or from a base station (BS).

그런데, 서로 인접한 제1 빔 영역(Beam Area, BA1)과 제2 빔 영역(BA2)에 있어서, 송수신 간섭이 심하게 발생할 수 있다. However, in the first beam area BA1 and the second beam area BA2 adjacent to each other, transmission/reception interference may be severe.

이에 따라, 기지국(BS)은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 회피 장치를 포함하여 인접한 빔 영역을 판단하고 인접한 빔 각각에 대해 상향 및 하향 전송 구간을 독립적으로 지정할 수 있다. 예를 들어, 상향 및 하향 전송 구간은 하나의 프레임을 구성하는 복수의 부프레임(Subframe) 단위로 지정될 수 있으며, 각 빔 별로 요구되는 트래픽 양에 따라 전송 구간이 지속되는 시간은 변화될 수 있다. Accordingly, the base station (BS) may determine an adjacent beam area including the interference avoiding apparatus according to an embodiment of the present invention and independently designate uplink and downlink transmission intervals for each of the adjacent beams. For example, the uplink and downlink transmission periods may be designated in units of a plurality of subframes constituting one frame, and the duration of the transmission period may vary according to the amount of traffic required for each beam. .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 회피 장치를 나타내는 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an interference avoiding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 간섭 회피 장치(100)는 인접 빔 판단부(110), 전송 구간 지정부(120) 및 지향성 빔 포머(130)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the interference avoiding apparatus 100 may include an adjacent beam determiner 110 , a transmission period designator 120 , and a directional beam former 130 .

인접 빔 판단부(110)는 기지국(BS)이 형성하는 빔 영역들 중에서 인접한 빔 영역을 판단한다. The adjacent beam determining unit 110 determines an adjacent beam area among beam areas formed by the base station BS.

전송 구간 지정부(120)는 인접한 빔들 각각에 대하여 동일한 시간 구간 동안에 독립적으로 전송 구간을 지정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 회피 장치(100)는 다중 빔을 지원하는 시분할다중화방식의 이동통신시스템에 적용되는 장치이므로, 하나의 시간 구간 내에서 각 빔들에 반대 방향의 전송, 즉 상향 전송과 하향 전송을 수행하도록 전송 구간을 지정할 수 있다. The transmission interval designation unit 120 may independently designate a transmission interval for each of the adjacent beams during the same time interval. Since the interference avoiding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a device applied to a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams, the beams are transmitted in the opposite direction within one time interval, that is, uplink transmission. A transmission interval can be designated to perform and downlink transmission.

실시예에 따라, 전송 구간 지정부(120)는 각 빔들에 대하여 요구되는 트래픽 양에 기초하여 전송 구간을 지정할 수 있다. According to an embodiment, the transmission interval designation unit 120 may designate a transmission interval based on the amount of traffic required for each beam.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간 지정 방식을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a transmission interval designation method according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 서로 인접한 제1 빔 영역(BA1)과 제2 빔 영역(BA2)에 대하여 각각의 부프레임들에 있어 상향 전송(U) 및 하향 전송(D) 구간이 엇갈려 지정되어 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4 , it can be seen that the uplink (U) and downlink (D) sections are alternately designated in each subframe with respect to the first beam area BA1 and the second beam area BA2 adjacent to each other. can be checked

즉, 제1 부프레임(Subframe Number 0) 동안 제1 빔 영역(BA1)은 하향 전송(D)을 하도록 지정되고, 제2 빔 영역(BA2)은 상향 전송(U)을 하도록 지정될 수 있으며, 다른 부프레임들에 있어서도 마찬가지로 반대 방향의 전송을 하도록 전송 구간이 지정될 수 있다. That is, during the first subframe (Subframe Number 0), the first beam area BA1 may be designated for downlink transmission (D), and the second beam area BA2 may be designated for uplink transmission (U). In other subframes, a transmission period may be designated so that transmission in the opposite direction is similarly performed.

이와 같이 하나의 시점에서 인접한 빔 영역에서 서로 반대 방향으로 전송을 수행하기 때문에 동일 자원(OFDMA 시스템의 경우 시간 및 주파수)을 사용하여 동시에 기지국(BS)과 상하향 통신이 가능하도록 한다.As described above, since transmission is performed in opposite directions in adjacent beam regions at one time point, uplink and downlink communication with the base station (BS) is enabled using the same resource (time and frequency in the case of OFDMA system) at the same time.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간의 지정 방식을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a method of designating a transmission interval according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 전송 구간 지정부(120)는 하나의 빔 영역에 있어서 상향 전송(U)과 하향 전송(D)이 전환되는 사이에 선택적으로 특수 부프레임을 할당할 수 있다. The transmission interval designator 120 according to an embodiment of the present invention may selectively allocate a special subframe between uplink transmission (U) and downlink transmission (D) switching in one beam region.

도 5를 참조하면, 제1 빔 영역(BA1)의 제1 서브프레임에는 하향 전송(D)이 지정되어 있고 제3 서브프레임에는 상향 전송(U)이 지정되어 있다. 이들 사이의 제2 서브프레임에 특수 부프레임이 할당될 수 있다. Referring to FIG. 5 , downlink transmission (D) is designated in the first subframe of the first beam area BA1 and uplink transmission (U) is designated in the third subframe. A special subframe may be allocated to the second subframe between them.

도 5에서는 제1 빔 영역(BA1)에 특수 부프레임이 할당된 제2 서브프레임에 대해서, 제2 빔 영역(BA2)에는 상향 전송(U)이 할당될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 빔 영역(BA1)에 특수 부프레임이 지정된 경우에는 제2 빔 영역(BA2)에는 하향 전송(D)이 할당될 수도 있다.In FIG. 5 , with respect to the second subframe to which the special subframe is allocated to the first beam area BA1 , the uplink transmission U may be allocated to the second beam area BA2 , but the present invention is not limited thereto. When a special subframe is designated in the beam area BA1, the downlink transmission D may be allocated to the second beam area BA2.

유사한 방식으로 제2 빔 영역(BA2)의 제5 서브프레임에는 특수 부프레임이 지정되어 제4 서브프레임에 지정된 하향 전송(D)과 제6 서브프레임이 지정된 상향 전송(U)을 연계시켜줄 수 있을 것이다.In a similar manner, a special subframe is designated in the fifth subframe of the second beam area BA2 to link the downlink transmission (D) designated in the fourth subframe and the uplink transmission (U) designated in the sixth subframe. will be.

그런데 제2 빔 영역(BA2)에 속한 단말의 상향 전송 신호 출력이 제1 빔 영역(BA1)에 속한 단말의 하향 수신 신호에 직접 인가되어 강한 간섭으로 작용할 수 있다. 이러한 간섭 현상은 단순히 섹터 안테나를 사용하는 기지국(BS)과 무지향성 안테나를 사용하는 단말들로 구성된 기존의 이동통신시스템으로 하여금 기지국 셀 경계에 위치한 단말들 간의 간섭을 고려해서 동일 지역 내에서 동일 주파수를 사용하는 모든 기지국에 대해 상향 및 하향 전송 구간을 동일하게 유지하도록 하는 제약이 되었다. However, the output of the uplink transmission signal of the terminal belonging to the second beam area BA2 may be directly applied to the downlink reception signal of the terminal belonging to the first beam area BA1 to act as strong interference. This interference phenomenon simply causes the existing mobile communication system composed of a base station (BS) using a sector antenna and terminals using an omni-directional antenna to operate on the same frequency within the same area in consideration of interference between terminals located at the base station cell boundary. It became a constraint to maintain the same uplink and downlink transmission intervals for all base stations using .

그러나 본 발명에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 기지국 및 단말 모두 지향성 빔을 사용함으로써, 빔 경계지역에 위치한 단말간의 상호 간섭을 최소화 할 수 있다.However, in the present invention, since both the base station and the terminal use a directional beam to overcome this problem, mutual interference between terminals located in the beam boundary area can be minimized.

단말이 지향성 빔을 사용하는 환경에서도 기지국의 수신안테나는 그 물리적 크기의 제약 및 상대적으로 기지국 빔에 비해 넓은 단말 빔의 폭에 따라 대부분의 빔 영역에 위치하는 단말들의 상향 전송 신호를 수신하게 된다. 이때 기지국 안테나의 수신 빔 포밍 효과로 서로 멀리 떨어진 빔 영역에 위치한 단말들간의 간섭은 서로 인접한 빔 영역에 위치한 단말들간의 간섭에 비해 상대적으로 낮다.Even in an environment where the terminal uses a directional beam, the reception antenna of the base station receives the uplink transmission signals of the terminals located in most beam regions according to the limitation of the physical size and the width of the terminal beam relatively wider than that of the base station beam. In this case, due to the reception beamforming effect of the base station antenna, interference between terminals located in beam areas far from each other is relatively low compared to interference between terminals located in beam areas adjacent to each other.

이러한 이유로 상향 전송의 경우, 동일 자원을 활용하는 단말들에서 기지국으로 송신되는 상향 신호는 그 품질이 저하되며, 이를 극복하기 위해 기지국 수신기는 복잡한 간섭 제거 기능을 필요로 한다. 상향 전송에 대해서 간섭을 배제하기 위해 각 빔 영역 별로 자원을 분할하여 사용할 수 있다. 본 발명의 결과에 따라 기존 이동통신시스템과 비교하여 동시에 상향 전송을 수행하는 단말의 수는 동일 자원을 활용하여 하향 전송을 수행하는 단말의 수만큼 감소하며, 따라서 그 만큼 자원을 효과적으로 활용 가능하다.For this reason, in the case of uplink transmission, the quality of uplink signals transmitted from terminals using the same resource to the base station is deteriorated, and in order to overcome this, the base station receiver needs a complex interference cancellation function. In order to exclude interference for uplink transmission, resources may be divided and used for each beam region. According to the result of the present invention, compared with the existing mobile communication system, the number of terminals simultaneously performing uplink transmission is reduced by the number of terminals performing downlink transmission using the same resource, and thus the resource can be effectively utilized.

기지국 안테나는 동일 자원을 활용하여 복수의 빔을 형성하고, 각각의 빔으로 하향 전송 송신 및 상향 전송 수신을 수행한다. 이 경우, 기지국의 하향 전송 송신 빔의 일부가 기지국의 상향 전송 수신 빔으로 인입되어 수신 간섭으로 작용할 수 있다. The base station antenna forms a plurality of beams by using the same resource, and performs downlink transmission and uplink reception with each beam. In this case, a part of the downlink transmission beam of the base station may enter the uplink transmission reception beam of the base station and act as reception interference.

도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 간섭 회피 장치(10)는 인접한 빔들에 대한 전송 구간 지정 정보에 기초하여 수신 빔으로부터 간섭 빔을 제거하는 간섭 제거부(140)를 더 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the apparatus 10 for avoiding interference according to an embodiment of the present invention further includes an interference canceller 140 for removing an interference beam from a reception beam based on transmission interval designation information for adjacent beams. can do.

간섭 제거부(140)는 인접한 빔들에 대한 전송 구간 지정 정보를 가지고 현 시점에서 어느 빔이 상향 전송 수신을 하는 지 하향 전송 송신을 하는 지를 파악하고, 이들 빔들 사이의 간섭을 제거할 수 있다. The interference canceller 140 may determine which beam performs uplink reception and downlink transmission transmission at the current time with transmission interval designation information for adjacent beams, and may remove interference between these beams.

도 6 및 도 7은 이동통신 기지국에서 릴레이를 활용하는 통신 방식을 설명하는 도면들이다.6 and 7 are diagrams for explaining a communication method using a relay in a mobile communication base station.

도 6을 참조하면, 송신지(SOURCE STATION)로부터 릴레이(RELAY STATION)를 통하여 목적지(DESTINATION SATION)로 통신하는 방식을 개념적으로 도시하였다. 송신지(SOURCE STATION)는 기지국(BS) 또는 이동국(Mobile station, MS)에 상응하며, 목적지(DESTINATION STATION)도 기지국(BS) 또는 이동국(MS)에 상응할 수 있다. Referring to FIG. 6 , a method for communicating from a source station to a destination station through a relay station is conceptually illustrated. A source (SOURCE STATION) may correspond to a base station (BS) or a mobile station (MS), and a destination (DESTINATION STATION) may also correspond to a base station (BS) or a mobile station (MS).

이동통신시스템에서 기지국 셀 영역 확장을 위해 릴레이를 활용하는 것이 보편화 되어 있다.In mobile communication systems, it is common to use relays to expand the base station cell area.

도 7을 참조하면, 제1 서브프레임(0)에서, 릴레이는 하향 전송을 위해 기지국의 송신 신호를 수신하여 단말로 재전송하면(Send to MS), 단말은 릴레이로부터의 송신 신호를 수신한다 (Listen to MS).Referring to FIG. 7 , in the first subframe (0), when the relay receives the transmission signal of the base station for downlink transmission and retransmits it to the terminal (Send to MS), the terminal receives the transmission signal from the relay (Listen) to MS).

제5 서브프레임(4)에서, 단말은 상향 전송을 위해 릴레이로부터 수신된 신호를 다시 릴레이로 보내고 (Send to RS), 릴레이는 단말로부터 수신된 신호를 기지국으로 재전송한다 (Send to BS). In the fifth subframe (4), the terminal sends a signal received from the relay back to the relay for uplink transmission (Send to RS), and the relay retransmits the signal received from the terminal to the base station (Send to BS).

시분할다중화 방식의 이동통신시스템에서의 릴레이는 신호 간섭을 피하기 위해 기지국의 하향 전송 구간에 기지국으로부터 송신되는 신호를 수신하고, 역시 기지국의 하향 전송 구간에 기 수신한 기지국 신호를 단말로 재전송한다. 또한, 기지국의 상향 전송 구간에 단말로부터 송신되는 신호를 수신하고, 역시 기지국의 상향 전송 구간에 기 수신한 단말 신호를 기지국으로 재전송한다.The relay in the time division multiplexing system receives a signal transmitted from the base station in the downlink transmission section of the base station to avoid signal interference, and also retransmits the base station signal previously received in the downlink transmission section of the base station to the terminal. In addition, it receives a signal transmitted from the terminal in the uplink transmission section of the base station, and also retransmits the previously received terminal signal to the base station in the uplink transmission section of the base station.

도 8은 복수의 단말들과 기지국이 통신하는 방식을 설명하는 도면이다. 8 is a diagram illustrating a method of communicating between a plurality of terminals and a base station.

도 8의 좌측 (i)을 참조하면, 하향 전송 구간 동안에 기지국(eNB)으로부터 사용자 단말들(UE1, UE2)에 신호가 전송된다. 기지국(eNB)으로부터 곧바로 신호를 수신하는 제1 사용자 단말(UE1)과 릴레이(RN)를 통하여 신호를 수신하는 제2 사용자 단말(UE2)이 존재할 수 있다. Referring to the left (i) of FIG. 8 , signals are transmitted from the base station (eNB) to the user terminals UE1 and UE2 during the downlink transmission period. There may be a first user terminal UE1 that directly receives a signal from the base station eNB and a second user terminal UE2 that receives a signal through a relay RN.

도 8의 우측 (ii)을 참조하면, 상향 전송 구간 동안에도 동일한 방식으로 제1 사용자 단말(UE1)은 기지국(eNB)으로 곧바로 신호를 송신하고, 제2 사용자 단말(UE2)은 릴레이(RN)를 통하여 기지국(eNB)으로 신호를 송신할 수 있다. Referring to the right side (ii) of FIG. 8 , the first user terminal UE1 directly transmits a signal to the base station eNB in the same manner during the uplink transmission period, and the second user terminal UE2 transmits a signal to the relay RN. It is possible to transmit a signal to the base station (eNB) through

이와 같이 다수의 단말들이 복수의 빔을 사용하여 기지국과 송수신을 수행하는 동안에는 간섭이 발생할 수 있어, 상향 전송 구간과 하향 전송 구간을 구분한 것이다. As described above, interference may occur while a plurality of terminals use a plurality of beams to transmit/receive with a base station, and thus an uplink transmission section and a downlink transmission section are divided.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에 있어서의 간섭 회피 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating an interference avoidance method in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 간섭 회피 장치(100)의 인접 빔 판단부(110)는 인접한 빔 영역을 판단한다 (단계 S910). Referring to FIG. 9 , the adjacent beam determining unit 110 of the interference avoiding apparatus 100 determines an adjacent beam area (step S910 ).

전송 구간 지정부(120)는 인접한 빔들에 대하여 동일한 시간 구간 동안에 독립적으로 전송 구간을 지정한다 (단계 S920). 실시예에 따라, 전송 구간 지정부(120)는 동일한 시간 구간 동안에 반대 방향의 전송을 수행하도록 전송 구간을 지정할 수 있으며, 또한 전송 구간의 지정은 인접한 빔들 각각에 대하여 요구되는 트래픽 양에 기초하여 수행될 수 있다.The transmission interval designation unit 120 independently designates a transmission interval for the adjacent beams during the same time interval (step S920). According to an embodiment, the transmission interval designation unit 120 may designate a transmission interval to perform transmission in the opposite direction during the same time interval, and the designation of the transmission interval is performed based on the amount of traffic required for each of the adjacent beams. can be

실시예에 따라, 전송 구간 지정부(120)는 부프레임 단위로 전송 구간을 지정할 수 있으며, 부프레임이 상향 전송 구간에서 하향 전송 구간으로, 또는 그 반대로 전송 방향이 전환되는 시점 사이에는, 선택적으로 특수 부프레임을 할당할 수도 있다.According to an embodiment, the transmission interval designation unit 120 may designate the transmission interval in units of subframes, and between the time points when the transmission direction is switched when a subframe is switched from an uplink transmission interval to a downlink transmission interval or vice versa, selectively A special subframe may be allocated.

지연시간 측정부(100)는 지향성 빔 포머(130)를 통하여 전송 구간 정보를 각 빔 영역 별로 단말에 전송할 수 있다 (단계 S930).The delay time measuring unit 100 may transmit transmission interval information to the terminal for each beam region through the directional beamformer 130 (step S930).

실시예에 따라, 간섭 제걱부(140)는 전송 구간 지정 정보에 기초하여 수신 빔으로부터 간섭 빔을 제거할 수 있다 (단계 S940).According to an embodiment, the interference canceller 140 may remove the interference beam from the reception beam based on the transmission interval designation information (step S940).

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에 있어서 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법은, 인접한 빔 영역들에 대하여 독립적으로 전송 구간을 할당함으로써 이들 사이의 간섭을 최소화할 수 있다.As described above, in the time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to the embodiments of the present invention, the interference avoiding apparatus and the interference avoiding method are provided by independently allocating transmission intervals to adjacent beam regions. Interference between them can be minimized.

덧붙여, 본 발명의 실시예들에 따른 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에 있어서 간섭 회피 장치 및 간섭 회피 방법은, 지향성 빔을 활용하여 간섭을 최소화할 수 있을 것이다.In addition, the interference avoiding apparatus and the interference avoiding method in a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams according to embodiments of the present invention may minimize interference by using a directional beam.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 간섭 회피 장치
110 : 인접 빔 판단부
120 : 전송 구간 지정부
130 : 지향성 빔 포머100: interference avoidance device
110: adjacent beam determination unit
120: transmission section designation unit
130: directional beam former

Claims (12)

상호간 인접한 제1 빔 영역 및 제2 빔 영역을 판단하는 인접 빔 판단부;
상기 제1 빔 영역의 제1 빔에 대하여는 제1 시간 구간을 상향링크 전송 구간으로 지정하고, 상기 제2 빔 영역의 제2 빔에 대하여는 상기 제1 시간 구간을 하향링크 전송 구간으로 지정하는 제1 전송 구간 정보를 생성하는 전송 구간 지정부;
상기 제1 전송 구간 정보를 상기 제1 및 제2 빔 영역 별로 전송하는 지향성 빔 포머; 및
상기 제1 전송 구간 정보에 기초하여, 상기 제1 시간 구간에서 상기 제2 빔으로 인해 상기 제1 빔에 대하여 발생하는 간섭을 제거하는 간섭 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 장치.an adjacent beam determination unit determining a first beam area and a second beam area adjacent to each other;
For the first beam of the first beam region, a first time period is designated as an uplink transmission period, and for the second beam of the second beam region, the first time period is designated as a downlink transmission period. a transmission section designator for generating transmission section information;
a directional beamformer for transmitting the first transmission interval information for each of the first and second beam areas; and
and an interference canceller configured to cancel interference generated with respect to the first beam due to the second beam in the first time interval, based on the first transmission interval information. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전송 구간 지정부는,
상기 제1 및 제2 빔들 각각에 대하여 요구되는 트래픽 양에 기초하여 상기 제1 전송 구간 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 장치.The method according to claim 1,
The transmission interval designation unit,
The apparatus for avoiding interference, characterized in that the first transmission interval information is generated based on the amount of traffic required for each of the first and second beams. 청구항 1에 있어서,
상기 전송 구간 지정부는,
부프레임(subframe) 단위로 전송 구간을 지정하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 장치.The method according to claim 1,
The transmission interval designation unit,
An apparatus for avoiding interference, characterized in that the transmission period is designated in units of subframes. 청구항 4에 있어서,
상기 전송 구간 지정부는,
하나의 빔에서 전송 방향이 전환되는 시점 사이에 특수 부프레임을 할당하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 장치.5. The method according to claim 4,
The transmission interval designation unit,
An apparatus for avoiding interference, characterized in that allocating a special subframe between a time point when a transmission direction is changed in one beam. 삭제delete 다중 빔을 지원하는 시분할다중화 방식의 이동통신 시스템에 있어서,
상호간 인접한 제1 빔 영역 및 제2 빔 영역을 판단하는 단계;
상기 제1 빔 영역의 제1 빔에 대하여는 제1 시간 구간을 상향링크 전송 구간으로 지정하고, 상기 제2 빔 영역의 제2 빔에 대하여는 상기 제1 시간 구간을 하향링크 전송 구간으로 지정하는 제1 전송 구간 정보를 생성하는 단계;
상기 제1 전송 구간 정보를 상기 제1 및 제2 빔 영역 별로 전송하는 단계; 및
상기 제1 전송 구간 정보에 기초하여, 상기 제1 시간 구간에서 상기 제2 빔으로 인해 상기 제1 빔에 대하여 발생하는 간섭을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.In a time division multiplexing mobile communication system supporting multiple beams,
determining a first beam area and a second beam area adjacent to each other;
For the first beam of the first beam region, a first time period is designated as an uplink transmission period, and for the second beam of the second beam region, the first time period is designated as a downlink transmission period. generating transmission section information;
transmitting the first transmission interval information for each of the first and second beam areas; and
and removing interference generated with respect to the first beam due to the second beam in the first time interval based on the first transmission interval information. 삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 제1 전송 구간 정보를 생성하는 단계는,
상기 제1 및 제2 빔 각각에 대하여 요구되는 트래픽 양에 기초하여 상기 제1 전송 구간 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.8. The method of claim 7,
The step of generating the first transmission interval information comprises:
and generating the first transmission interval information based on the amount of traffic required for each of the first and second beams. 청구항 7에 있어서,
상기 제1 전송 구간 정보를 생성하는 단계는,
부프레임(subframe) 단위로 전송 구간을 지정하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.8. The method of claim 7,
The step of generating the first transmission interval information comprises:
An interference avoidance method, characterized in that the transmission period is designated in units of subframes. 청구항 10에 있어서,
상기 제1 전송 구간 정보를 생성하는 단계는,
하나의 빔에서 전송 방향이 전환되는 시점 사이에 특수 부프레임을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.11. The method of claim 10,
The step of generating the first transmission interval information comprises:
Interference avoidance method comprising the step of allocating a special subframe between the time points when the transmission direction is switched in one beam. 삭제delete
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