KR20010060018A - 블라인드 간섭 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 이동통신망에서의 블라인드 간섭 제거 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
본 발명은 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 방식의 이동통신망에서 위치를 결정하기 위해 서로 다른 기지국에서 신호를 수신할 수 있는 능력(hearability)을 개선하기 위한, 블라인드 간섭 제거 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 수신기에 적용되는 블라인드 간섭 제거 방법에 있어서, 수신 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여, 채널 추정기를 통해 추정된 채널 계수를 나타내는 제 1 행렬 계산기에 통과시키는 제 1 단계; 상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 직교 부호를 곱하는 제 2 행렬 계산기에 통과시켜 검파하는 제 2 단계; 상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 가중치를 구하는 제 3 행렬 계산기에 통과시키는 제 3 단계; 및 상기 제 2 행렬 계산기를 통과시켜 검파된 신호에서 제 3 행렬 계산기를 통과한 신호를 감산하여 원하는 신호 외의 신호를 억압하는 제 4 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 코드분할다중접속 시스템 등에 이용됨.

Description

블라인드 간섭 제거 방법{Method For Blind Interference Cancellation}
본 발명은 이동통신망에서의 블라인드 간섭 제거 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 관한 것이다.
코드분할다중접속(CDMA)(이하, 간단히 "CDMA"라함) 이동통신망에서의 위치 결정은 망 기반, 광역 지구 측위 방식(GPS)(이하, 간단히 "GPS"라함)가 내장된 단말기 기반, 라디오카메라(RadioCamera) 방식 및 셀/섹터 ID를 이용하는 방안 등으로 분류할 수 있다.
본 발명은 이러한 방식 모두에 적용 가능하나 주로 망 기반 방식에 적합한 방식이라 할 수 있다.
이러한 망 기반 기술에 대해 현재의 CDMA 이동통신 시스템은 DS(direct sequence)-CDMA 방식이 사용되고 있고, 다수의 부캐리어를 여러개 사용하는 다중캐리어 코드분할다중접속(MC-CDMA:Multicarier-Code Division Multiple Access)(이하, 간단히 "MC-CDMA"라함) 방식에 대한 연구도 활발하게 진행되고 있다.
본 발명은 다양한 연구가 진행되고 있는 MC-CDMA 분야에서의 측위를 위해 MC-CDMA 수신기에 블라인드 간섭 제거 기술을 적용한 것이다.
MC-CDMA 시스템은 시간 영역에서 직교 부호(code)를 정보 신호에 곱하여 정보 신호를 대역확산 시켜서 전송하는 DS-CDMA(Direct Sequence CDMA) 시스템과 유사하게 직교 성질을 갖는 부호를 주파수 대역에서 곱하여 정보 신호를 대역확산 시킨 후 전송하는 CDMA 시스템이다.
이하, 도 1 내지 도 3 을 참조하여 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템에 대하여 설명한다.
도 1 은 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템의 전송단의 일실시예 구성도로서, m번째 사용자의 k번째 정보 신호 am[k]은 복사되어 N개의 브랜치(branch)로 나누어진다. 각 i번째 브랜치에 확산 부호 cm[i]가 곱하여져서 각각의 부반송파로 변조된다. 각각의 부반송파로 변조된 신호가 합하여져서 전송되게 된다.
도 2 는 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템에서 전송 신호의 주파수 영역 스펙트럼을 개념적으로 설명한 일예시도로서, 각 반송파가 채널 간격마다 영점을 통과하고 있으므로 직교성이 유지되면 신호를 왜곡없이 검파할 수 있음을 나타낸다.
도 3 은 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템의 수신단의 일실시예 구성도로서, 각각의 부반송파는 복조된 후 검파하려는 사용자의 확산 코드 c0를 각 브랜치에 곱하여 integrator-and-dump 회로를 거쳐서 검파된다.
전송단과 수신단의 부반송파 복조 및 변조단은 다수의 국부 발진기(local oscillator)를 이용하지 않고 하나의 발진기와 고속 푸리에 변환(FFT:Fast Fourier transform)(이하, 간단히 "FFT"라함)/역고속푸리에변환(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform) 소자를 이용하여 디지털로 간단히 구현될 수 있다.
이동통신에서 무선 단말기의 위치를 결정하기 위해서는 적어도 3개 이상의 기지국에서 무선 단말기의 신호를 수신할 수 있어야 한다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 CDMA 이동통신망에서는 "near-far problem"에 의해 서비스를 제공받고 있는 소속 기지국을 제외한 다른 기지국에서는 무선 단말기의 신호를 수신하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라, 다른 기지국에서는자기 셀에 속한 다른 사용자들의 신호에 의하여 간섭을 받기 때문에 측위를 위해 필요한 원하는 신호를 수신하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 방식의 이동통신망에서 위치를 결정하기 위해 서로 다른 기지국에서 신호를 수신할 수 있는 능력(hearability)을 개선하기 위한, 블라인드 간섭 제거 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템의 전송단의 일실시예 구성도.
도 2 는 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템에서 전송 신호의 주파수 영역 스펙트럼을 개념적으로 설명한 일예시도.
도 3 은 일반적인 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템의 수신단의 일실시예 구성도.
도 4 는 본 발명이 적용되는 블라인드 간섭 제거 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템의 수신기의 일실시예 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 블라인드 간섭 제거 방법의 일실시예 흐름도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다중캐리어-코드분할다중접속(MC -CDMA) 수신기에 적용되는 블라인드 간섭 제거 방법에 있어서, 수신 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여, 채널 추정기를 통해 추정된 채널 계수를 나타내는 제 1 행렬 계산기에 통과시키는 제 1 단계; 상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 직교 부호를 곱하는 제 2 행렬 계산기에 통과시켜 검파하는 제 2 단계; 상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 가중치를 구하는 제 3 행렬 계산기에 통과시키는 제 3 단계; 및 상기 제 2 행렬 계산기를 통과시켜 검파된 신호에서 제 3 행렬 계산기를 통과한 신호를 감산하여 원하는 신호 외의 신호를 억압하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 블라인드 간섭 제거를 위하여, 대용량 프로세서를 구비한 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 수신기에, 수신 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여 채널 추정기를 통해 추정된 채널 계수를 나타내는 제 1 행렬 계산기에 통과시키는 제 1 기능; 상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 직교 부호를 곱하는 제 2 행렬 계산기에 통과시켜 검파하는 제 2 기능; 상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 가중치를 구하는 제 3 행렬 계산기에 통과시키는 제 3 기능; 및 상기 제 2 행렬 계산기를 통과시켜 검파된 신호에서 제 3 행렬 계산기를 통과한 신호를 감산하여 원하는 신호 외의 신호를 억압하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
MC-CDMA 시스템은 직교주파수 분할 다중 방식(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)(이하, 간단히 "OFDM"이라함) 시스템과 유사하기 때문에 심볼간 간섭(Intersymbol Interference)에 강하며, 등화(equalization)가 간단한 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라 FFT/IFFT소자 기술의 발달로 인하여 시스템 구현이 용이해지고 있다.
MC-CDMA 시스템의 용량은 같은 주파수 대역을 여러 사용자가 공유하기 때문에 CDMA 시스템과 마찬가지로 사용자의 수에 의하여 제한된다.
본 발명에서 제안하는 블라인드 간섭 제거 MC-CDMA 수신기는 다른 사용자의 신호에 대하여 별도의 채널 추정을 하지 않고 수신단에서 표본화된 신호의 null space를 이용하여 적절히 결합하여 원하는 신호를 제외한 다른 신호들을 억압함으로써 원하는 신호에 대한 수신능력(hearability)(이하, 간단히 "hearability"라함)을 개선하고자 한다.
이하, 도 4 및 도 5 를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 4 는 본 발명이 적용되는 블라인드 간섭 제거 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템의 수신기의 일실시예 구성도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 블라인드 간섭 제거 방법의 일실시예 흐름도이다.
블라인드 간섭 제거 MC-CDMA 수신기는 순방향(forward) 링크 및 역방향(reverse) 링크 모두에서 사용할 수 있다.
이 수신기를 역방향 링크에 대해 적용하면 hearability를 개선하기 위해 서비스를 제공받고 있는 소속 기지국의 다른 사용자들의 신호를 억압함으로써 다른 셀에서 원하는 사용자의 신호를 검파하기 용이하게 하는 알고리즘이다.
수신된 신호는 일반적인 MC-CDMA 수신기를 통과하게 하고, 이 신호를 분리하여 한 경로에서 원하는 신호의 널 스페이스(null space)를 계산한다. 널 스페이스(null space)를 통과한 신호를 RLS-CMA 블라인드 알고리즘을 이용하여 가중치를 계산한 후 MC-CDMA 수신기의 출력에서 감산한다.
널 스페이스(null space)를 통과한 신호는 다른 사용자의 신호만이 존재하므로 MC-CDMA 수신기의 출력에서 감산하면 원하는 신호의 신호 대 간섭비가 증가한다. 따라서, 무선 측위를 위하여 다른 셀에 속한 원하는 신호의 수신 감도가 증가하게 되어 hearability를 개선할 수 있다.
순방향 링크에 대해 적용하면 원하는 신호로 파일롯 채널을 사용할 수 있으며, 모두에 대해 같은 방법으로 다른 기지국의 신호를 제거할 수 있다.
먼저, 역방향 링크에 적용하는 경우에 대하여 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
서비스를 제공하는 있는 기지국에서 수신된 원하는 MC-CDMA 신호(401)는 이산 푸리에 변환(DFT:Discrete Fourier Transform)(이하, 간단히 "DFT"라함)기(402)를 통과하여 채널 추정기(403)를 통해 추정된 채널 계수를 나타내는 행렬(matrix) 계산기 G(Gain Matrix)(404)를 통과한다(501).
G(404)를 통과한 신호는 직교 부호를 곱하는 월시 부호 행렬(Walsh code matrix) 계산기 Wc(Constant Matrix)(405)를 통과하여 신호가 검파된다(502).
또한, G(404)를 통과한 신호는 G(404)와 Wc(405)의 널 스페이스(null space)로 구성된 WB(Blocking Matrix)(406)를 통과한 후 반복최소구형 고정계수알고리즘(RLS-CMA:Recursive Least Square-Constant Modulus Algorithm)(이하, 간단히 "RLS-CMA"라함)(409)를 이용하여 구해진 가중치 행렬 계산기 Wa(Adaptive Matrix)(407)를 통과하여(503) Wc(405)를 통과한 신호에서 감산된다(504). 그리고, 최종 검출된 신호 y(t)(408)를 이용하여 RLS-CMA를 갱신(update)한다.
한편, 인접 기지국에서 간섭을 억압하여 소속 기지국으로부터의 원하는 신호를 수신할 수 있는 hearability를 개선하기 위해서는, 소속 기지국에서의 호 설정 과정에서 사용자가 위치 관련 서비스를 요구할 때에는 이 정보를 망에 전달하여 망에서는 소속 기지국의 인접 기지국에서 원하는 신호를 수신하도록 명령한다.
이 명령을 받으면 인접 기지국은 자기 기지국에서의 신호를 억압하여 원하는 신호를 수신할 수 있도록 하여야 한다. 인접 기지국에서 자기 기지국에서의 신호를 억압하는 방법은 위에 기술한 바와 같다. 이와 같은 방법은 무선 단말기 소유자가 위치 관련 호를 시도할 경우에 적용할 수 있다.
다음으로, 순방향 링크에 적용하는 경우에 대하여 설명하면 다음과 같다.
순방향 링크에 적용하는 경우에는 파일롯 채널에 대해 적용할 수 있다. 위치를 결정하기 위해 서비스를 받고 있는 소속 기지국의 파일롯 신호로부터 시간 지연을 측정할 수 있으며, 이 때에는 본 발명에서 제안한 수신기 구조를 적용하지 않는다.
한편, 무선 단말기는 소속 기지국으로부터 주기적으로 방송하는 인접 셀들의 리스트를 통해 인접 기지국의 파일롯 신호를 측정할 수 있으나, 소속 기지국으로부터의 간섭으로 인해 인접 기지국으로부터의 파일롯 신호의 지연을 측정할 수 없는 경우가 자주 발생한다.
이 경우 본 발명에서 제안한 수신기 구조를 적용하여 소속 기지국을 제외한 2개 이상의 기지국으로부터 파일롯 신호의 지연을 측정할 수 있도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은 블라인드 간섭 제거 MC-CDMA 수신기를 사용하여 원하는 신호에 대한 간섭을 억압하여 원하는 신호에 대한 hearability를 개선하여 위치 결정이 가능하게 할 뿐만 아니라, 원하는 신호에 대한 간섭을 줄임으로써 서비스 품질을 향상시킬 수 있으므로, CDMA 이동통신망에서 다양한 위치 관련 서비스를 제공할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 시스템에 적용되는 블라인드 간섭 제거 방법에 있어서,
    수신 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여, 채널 추정기를 통해 추정된 채널 계수를 나타내는 제 1 행렬 계산기에 통과시키는 제 1 단계;
    상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 직교 부호를 곱하는 제 2 행렬 계산기에 통과시켜 검파하는 제 2 단계;
    상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 가중치를 구하는 제 3 행렬 계산기에 통과시키는 제 3 단계; 및
    상기 제 2 행렬 계산기를 통과시켜 검파된 신호에서 제 3 행렬 계산기를 통과한 신호를 감산하여 원하는 신호 외의 신호를 억압하는 제 4 단계
    를 포함하는 블라인드 간섭 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 원하는 신호는, 상기 수신 신호를 수신하는 단말기가 위치한 셀 외의 셀에서 수신되는 신호인 것을 특징으로 하는 블라인드 간섭 제거 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 원하는 신호는, 상기 수신 신호를 수신하는 기지국이 위치한 셀 외의 셀에서 수신되는 신호인 것을 특징으로 하는 블라인드 간섭 제거 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블라인드 간섭 제거 방법은, 위치 측정에 이용되는 것을 특징으로 하는 블라인드 간섭 제거 방법.
  5. 블라인드 간섭 제거를 위하여, 대용량 프로세서를 구비한 다중캐리어-코드분할다중접속(MC-CDMA) 수신기에,
    수신 신호를 이산 푸리에 변환(DFT)하여 채널 추정기를 통해 추정된 채널 계수를 나타내는 제 1 행렬 계산기에 통과시키는 제 1 기능;
    상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 직교 부호를 곱하는 제 2 행렬 계산기에 통과시켜 검파하는 제 2 기능;
    상기 제 1 행렬 계산기를 통과한 수신 신호를 가중치를 구하는 제 3 행렬 계산기에 통과시키는 제 3 기능; 및
    상기 제 2 행렬 계산기를 통과시켜 검파된 신호에서 제 3 행렬 계산기를 통과한 신호를 감산하여 원하는 신호 외의 신호를 억압하는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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