KR20020037103A - Multi-user detection system for mobile communications - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for removing interferences of many users in a mobile communication system is provided to remove other user's interference received in a different direction from a receiving direction of a user signal by using a space filtering method, and to remove an interference, which is received in a similar method in the receiving direction of the user signal and is not removed by the space filtering method, by using a method of removing a detected signal interference of many users, so as to improve a system capacity. CONSTITUTION: A beam shaper(10) shapes a beam to make signals of M antenna elements N signals having directions. Parallel searchers(105) are composed of N searchers for searching in which direction a path signal having a spread code same as a spread code of a demanded user is largely received. A controller(106) outputs various system control signals by using directional information of the parallel searchers(105). The first despreader(20) performs a despreading by using beam direction signals, and couples the signals by a ratio of a received path signal power, then reproduces the signals by using a wireless channel parameter for estimating each path signal. An interference remover(30) inputs the reproduced path signals, and removes all path signals except a self path signal by using baseband signals corresponding to each direction and the reproduced path signals. The second despreader(40) inputs each path signal whose interference is removed, and performs a despreading for the signals to output the despread signals.

Description

이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치{MULTI-USER DETECTION SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS}MULTI-USER DETECTION SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS}

본 발명은 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기지국에서 배열 안테나 소자들을 이용하여 신호를 수신하고, 각 안테나 소자로부터 수신한 신호를 이용하여 공간 필터링을 수행하여 원하는 사용자의 경로 신호와 다른 방향으로부터 전송되는 간섭을 최소화시키며, 공간 필터링으로도 제거되지 않은 다중 접속 간섭을 병렬 탐색기에 의한 방향 정보를 이용하여 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거 방식으로 제거하도록 한 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for eliminating multi-user interference in a mobile communication system. More particularly, the present invention relates to a method for receiving a signal using array antenna elements in a base station, and performing spatial filtering using signals received from each antenna element. A mobile communication system that minimizes interference transmitted from a direction different from a desired user's path signal and removes multi-access interference that is not removed even by spatial filtering by using multi-user signal detection interference cancellation method using direction information by a parallel searcher. A multi-user interference cancellation apparatus and method of the present invention.

현재 상용중인 CDMA 시스템에서는 단일 사용자 신호 검출 방식을 채택하고 있기 때문에 기지국에 속한 다른 사용자의 신호는 간섭 잡음으로 처리된다. 따라서 한 기지국에서 같은 주파수를 공유하는 사용자의 수가 증가하면 다중 접속 간섭 잡음이 증가되어, 수신 신호의 비트 에러율(BER)이 증가되고 시스템의 성능은 저하된다.Currently commercial CDMA systems employ a single-user signal detection scheme, so that signals from other users in the base station are treated as interference noise. Therefore, as the number of users sharing the same frequency at one base station increases, the multiple access interference noise increases, thereby increasing the bit error rate (BER) of the received signal and degrading the performance of the system.

그러므로, 현재의 CDMA 시스템에서는 기지국에 속한 사용자의 수를 제한함으로써 시스템의 성능을 일정 수준이상으로 유지시켜 왔다. 또한 향후의 IMT-2000 시스템에서는 BER이 낮은 고속의 멀티미디어 서비스를 제공해야 되기 때문에 간섭 잡음은 더욱 감소하여야 하고, 이를 충족시키기 위해서는 한 기지국에서 서비스되는 사용자의 수를 더욱 제한하거나, 처리 이득(processing gain)을 증가시키거나, 셀의 크기를 줄여야한다.Therefore, in the current CDMA system, the performance of the system has been maintained above a certain level by limiting the number of users belonging to the base station. In addition, in the future IMT-2000 system, it is necessary to provide high-speed multimedia service with low BER, and therefore, interference noise must be further reduced, and in order to satisfy this, limiting the number of users serviced at one base station or processing gain ) Or increase or decrease the size of the cell.

하지만 처리 이득이 증가하면 송신되는 신호의 대역폭이 증가하는 문제가 발생하며, 셀의 크기가 줄어들면 기지국을 더욱 많이 증설하여야 하고(기지국 설치비용이 증가), 또한 핸드오프(handoff)가 너무 빈번히 발생하는 문제가 있다.However, as the processing gain increases, the bandwidth of the transmitted signal increases, and as the size of the cell decreases, more base stations need to be added (base station installation cost increases) and handoff occurs too frequently. There is a problem.

따라서, 현재의 셀 크기를 줄이거나 처리 이득을 증가시키지 않으면서도 한 기지국에서 많은 사용자에게 고 품질의 멀티미디어 통신 서비스를 제공하기 위하여 근래에는 스마트 안테나 시스템에 연계된 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, in order to provide high quality multimedia communication service to a large number of users at one base station without reducing the current cell size or increasing the processing gain, a study on the multi-user signal detection interference cancellation technology linked to the smart antenna system has recently been performed. Is actively underway.

논문 "Combination of an Adaptive Array Antenna and a Canceller of Interference for Direct-Sequence Spread-Spectrum Multiple-Access System" (R. Kohno, H. Imai, M. Hatori and S. Pasupathy, IEEE Journal on selected areas in communications, May, 1990)에서는 적응 빔 안테나 시스템과 직렬 간섭 제거기 혹은 병렬 간섭 제거기가 연계된 간섭 제거 시스템을 제안하였다.The article "Combination of an Adaptive Array Antenna and a Canceller of Interference for Direct-Sequence Spread-Spectrum Multiple-Access System" (R. Kohno, H. Imai, M. Hatori and S. Pasupathy, IEEE Journal on selected areas in communications, May, 1990) proposed an interference cancellation system in which an adaptive beam antenna system and a serial interference canceller or a parallel interference canceller are linked.

이 방식에서는 사용자의 경로 신호 방향을 추정하고, 그 방향으로부터만 신호를 수신하기 위한 공간 필터링을 수행한 후에, 직렬 혹은 병렬 간섭 제거 방식을 사용하여 남아 있는 간섭을 제거한다.In this method, the path signal direction of the user is estimated and spatial filtering is performed to receive a signal only from the direction, and then the remaining interference is removed by using a serial or parallel interference cancellation method.

그런데, 이 방식에서 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거를 수행할 때에 각 사용자 경로 신호의 수신 방향에 대한 정보가 없기 때문에 어느 사용자의 신호가 원하는 사용자의 신호에 큰 간섭으로 영향을 주는지를 알 수 없다.However, in this scheme, when the multi-user signal detection interference cancellation is performed, since there is no information on the reception direction of each user path signal, it is not possible to know which user's signal affects the user's signal with great interference.

따라서, 이 방식에서는 적응 빔을 사용하여 공간 필터링을 수행한 후에 디코러레이션(decorrelation)을 수행함으로써 공간 필터링 후에도 제거되지 않은 모든 사용자의 신호를 제거한다. 그러므로 모든 사용자에 대한 디코러레이션을 수행하기 위하여 하드웨어의 복잡도와 계산량이 크게 증가하는 문제점이 있다.Therefore, in this scheme, after performing spatial filtering using the adaptive beam, the decorrelation is performed to remove all user signals that have not been removed even after spatial filtering. Therefore, there is a problem in that the complexity of the hardware and the amount of calculations are greatly increased in order to perform the decoding for all users.

예를 들어, 한 기지국에 속한 사용자의 수가 K명이고, 각 사용자의 신호가 L개의 다중 경로로 수신될 때, 각 상관기에서 간섭 제거를 위해서는 (K-1)×L개의 상관기와 신호 재생기가 요구되어 하드웨어의 복잡도가 크게 증가하는 것이다.For example, if the number of users belonging to a base station is K, and each user's signal is received in L multipaths, (K-1) × L correlators and signal regenerators are required for interference cancellation in each correlator. The hardware complexity is greatly increased.

논문 "Low Computational Complexity Multiuser Detection Using Multibeam Antennas" (X. Yu and J. Litva, IEEE, 1998)에서는 멀티 빔(multi beam) 안테나 시스템과 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거기를 사용한다.The paper "Low Computational Complexity Multiuser Detection Using Multibeam Antennas" (X. Yu and J. Litva, IEEE, 1998) uses a multi-beam antenna system and a multi-user signal detection interference canceller.

이 논문에서는 멀티 빔 안테나 시스템을 사용하여 각 빔에 속한 사용자의 간섭만을 제거함으로써 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거에 의한 계산량을 크게 줄였다.In this paper, by using the multi-beam antenna system, only the interference of the users belonging to each beam is eliminated, which greatly reduces the amount of computations caused by the multi-user signal detection interference cancellation.

원하는 사용자의 신호와 같은 빔 방향으로부터 수신되는 다른 사용자의 신호를 추정하기 위하여, 원하는 사용자의 빔 방향의 신호를 모든 복조기(demodulator)가 수신하여 역확산을 수행하고, 역확산이 수행된 신호의 전력을 이용하여 다른 사용자의 신호가 원하는 사용자와 같은 빔 방향으로부터 수신되는가를 판단한다. 예를 들어 역확산 후의 신호 전력이 크면 같은 빔 방향의 신호로 추정하고, 신호 전력이 작으면 다른 빔 방향의 신호로 간주한다.In order to estimate the other user's signal received from the same beam direction as the desired user's signal, all demodulators receive the signal in the desired user's beam direction and perform despreading, and the power of the despread signal is performed. It is determined whether the signal of another user is received from the same beam direction as the desired user. For example, if the signal power after despreading is large, it is assumed to be a signal in the same beam direction, and if the signal power is small, it is regarded as a signal in another beam direction.

따라서, 각 빔 방향에서 원하는 사용자의 신호 방향과 같은 다른 사용자의 신호가 수신되는가를 추정하기 위하여 각 빔 방향에 대해 모든 사용자에 해당되는 복조기가 있어야 한다. 예를 들어 사용자 A의 신호가 1번 빔 방향에서 수신될 때에 1번 빔 방향으로 다른 사용자의 신호가 수신되는가를 추정하기 위한 모든 사용자의 복조기가 필요하고, 또한 사용자 B의 신호가 2번 빔 방향에서 수신될 때에 2번 빔 방향으로 다른 사용자의 신호가 수신되는가를 추정하기 위한 모든 사용자의 복조기가 또 필요하다.Therefore, in order to estimate whether another user's signal, such as a desired user's signal direction, is received in each beam direction, a demodulator corresponding to all users must be present for each beam direction. For example, when a user A signal is received in beam 1 direction, all user demodulators are needed to estimate whether another user's signal is received in beam 1 direction, and user B's signal is also in beam 2 direction. Also needed is a demodulator of all users to estimate whether another user's signal is received in beam direction 2 when received at.

그러므로, 이 논문에서 제안한 간섭 제거 기술도 하드웨어의 복잡도가 증가한다. 더욱이 이 논문에서 제안한 간섭 제거 기술에서는 한 사용자의 다중 경로 신호가 서로 다른 방향으로부터 수신될 때를 고려하지 않기 때문에, 이를 실제의 무선 채널 환경에 적용하기에는 문제가 있다.Therefore, the interference cancellation technique proposed in this paper also increases the complexity of the hardware. Furthermore, the interference cancellation technique proposed in this paper does not take into account when a multipath signal of a user is received from different directions, which makes it difficult to apply it to a real wireless channel environment.

본 발명에서는 무선 채널 환경에서 원하는 사용자의 신호에 간섭으로 가장 크게 영향을 주는 신호는 같은 빔 방향으로부터 수신되는 신호이고, 원하는 사용자의 신호 수신 방향과 다른 빔 방향으로부터 수신되는 신호는 빔 형성 시에 많이 제거되는 점에 주목한다.In the present invention, a signal that most significantly affects a signal of a desired user through interference in a wireless channel environment is a signal received from the same beam direction, and a signal received from a beam direction different from a desired signal reception direction of a desired user is large when forming a beam. Note the removal.

본 발명은 이러한 점에 착안하여 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 그 목적하는 바는 스위칭 빔 안테나 시스템의 각 배열 안테나 소자로부터 수신한 신호를 이용하여 공간 필터링을 수행하여 원하는 사용자의 경로 신호와 다른 방향으로부터 전송되는 간섭을 최소화시키며, 공간 필터링으로도 제거되지 않은 다중 접속 간섭을 병렬 탐색기에 의한 방향 정보를 이용하여 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거 방식으로 제거하도록 한 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art in view of the above, the purpose is to perform the spatial filtering using the signals received from each array antenna element of the switching beam antenna system to the desired user's path signal Minimize interference transmitted from the other direction, and remove the multi-user interference that is not eliminated by spatial filtering by multi-user signal detection interference cancellation method using direction information by parallel searcher To provide a device.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치는, M개의 안테나 소자로부터 수신한 신호를 방향성을 갖는 N (M≤N)개의 신호로 빔 형성하는 빔 형성부와, 빔 형성부의 출력 신호를 각 빔 방향에 대한 원하는 사용자의 확산코드와 같은 확산코드를 갖는 경로 신호가 어떤 빔 방향에서 크게 수신되는가를 탐색하는 N개의 탐색기로 이루어진 병렬 탐색기와, 병렬 탐색기로부터 전송된 방향 정보를 이용하여 각종의 시스템 제어 신호를 출력하는 컨트롤러와, 컨트롤러의 제어에 의하여 입력된 빔 방향의 신호를 이용하여 역확산을 수행한 후 수신된 경로 신호 전력의 비로 결합하며 각 경로 신호를 추정한 무선채널 파라메터를 이용하여 재생하는 제 1 역확산부와, 재생된 각 경로의 신호를 컨트롤러의 제어에 의하여 입력받아 같은 빔 방향으로부터 수신된 해당 빔 방향의 재생된 경로 신호와 각 방향에 해당되는 기저대역 신호를 이용하여 자기의 경로 신호를 제외한 모든 경로 신호를 제거하는 간섭 제거부와, 간섭 제거가 수행된 각 경로 신호를 컨트롤러의 제어에 의하여 입력받아 역확산을 수행하여 출력하는 제 2 역확산부를 포함한다.The multi-user interference cancellation apparatus of the mobile communication system according to the present invention for achieving the above object comprises a beam forming unit for beam-forming the signals received from the M antenna elements with N (M≤N) signals having a directionality; The output signal of the beam forming unit includes a parallel searcher composed of N searchers for searching in which beam direction a path signal having a spreading code such as a user's spreading code for each beam direction is largely received and transmitted from the parallel searcher. The controller outputs various system control signals using the direction information, and despreads using the beam direction signal inputted by the controller, and combines the received path signal power ratios to estimate each path signal. A first despreader that reproduces using one radio channel parameter, and a signal of each reproduced path is controlled by a controller And an interference canceling unit for removing all path signals except for the path signal of the self using a reproduced path signal in the corresponding beam direction received from the same beam direction and a baseband signal corresponding to each direction, and performing interference cancellation. And a second despreader which receives the received path signals under the control of the controller and performs despreading and outputs the despreading signals.

도 1a는 이동 통신 시스템의 선형 배열 안테나 구조도,1A is a structural diagram of a linear array antenna of a mobile communication system;

도 1b는 이동 통신 시스템의 원형 배열 안테나 구조도,1B is a structural diagram of a circular array antenna of a mobile communication system;

도 2는 120°의 범위를 갖는 섹터를 15°씩 8개의 균일 방향으로 분할할 때에 아날로그 빔 형성기에 의한 출력 신호의 빔 패턴도,2 is a beam pattern diagram of an output signal by an analog beam former when dividing a sector having a range of 120 ° into eight uniform directions by 15 °;

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 아날로그 빔 형성기를 사용한 복수 사용자 간섭 제거 장치를 채용한 이동 통신 시스템의 기지국 블록 구성도,3 is a block diagram of a base station of a mobile communication system employing a multi-user interference cancellation apparatus using an analog beam former according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 디지털 빔 형성기를 사용한 복수 사용자 간섭 제거 장치를 채용한 이동 통신 시스템의 기지국 블록 구성도,4 is a block diagram of a base station of a mobile communication system employing a multi-user interference cancellation apparatus using a digital beam former according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 도 2에 도시된 빔 패턴으로 신호를 수신하던 중에 5번 빔 방향의 트래픽 부하가 증가하고 2번 빔 방향의 트래픽 부하가 감소할 때에 빔 형성기에 의한 출력 신호의 빔 패턴도이다.5 is a beam pattern diagram of an output signal by the beam former when the traffic load in the 5th beam direction increases and the traffic load in the 2nd beam direction decreases while receiving a signal with the beam pattern shown in FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 15 : 빔 형성부 20 : 제 1 역확산부10, 15: beam forming portion 20: first despreading portion

30 : 간섭 제거부 40 : 제 2 역확산부30: interference canceling unit 40: second despreading unit

101 : 아날로그 빔 형성기 102 : RF 수신기101: analog beam former 102: RF receiver

103 : A/D 변환기 104 : 버퍼103: A / D converter 104: buffer

105 : 병렬 탐색기 106 : 컨트롤러105: Parallel Explorer 106: Controller

107 : 제 1 스위칭 매트리스 108 : 제 1 복조기 그룹107: first switching mattress 108: first demodulator group

109 : 최대비 결합기 110 : 재생기109: maximum ratio combiner 110: player

111 : 제 2 스위칭 매트리스 112 : 간섭 제거기111: second switching mattress 112: interference canceller

113 : 제 3 스위칭 매트리스 114 : 제 2 복조기 그룹113: third switching mattress 114: second demodulator group

201 : 디지털 빔 형성기201: digital beam former

본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.There may be a plurality of embodiments of the present invention, hereinafter with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment. Through this embodiment, it is possible to better understand the objects, features and advantages of the present invention.

본 발명에서의 기지국 안테나는 복수개의 안테나 소자로 구성되어 있다. 안테나 소자들은 도 1a와 같이 선형 구조로 배열될 수도 있으며, 도 1b와 같이 원형 구조로 배열될 수도 있다.The base station antenna in the present invention is composed of a plurality of antenna elements. The antenna elements may be arranged in a linear structure as shown in FIG. 1A, or may be arranged in a circular structure as shown in FIG. 1B.

안테나 소자(A1, A2,… AM)가 셀 전체를 커버할 때는 원형 구조를 사용하며, 셀을 복수개의 섹터로 나누어 서비스 할 때는 선형 구조를 사용한다.When the antenna elements A 1 , A 2 ,... A M cover the entire cell, a circular structure is used, and when the cell is divided into a plurality of sectors, a linear structure is used.

도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 아날로그 빔 형성기를 사용한 복수 사용자 간섭 제거 장치를 채용한 이동 통신 시스템의 기지국 블록 구성도로서, 안테나 소자(A1, A2,… AM)를 선형으로 배치한 경우이다.Figure 3 is a base station block diagram of a mobile communication system employing a multi-user interference cancellation unit with the analog beam former according to the first embodiment of the present invention, the antenna elements (A 1, A 2, ... A M) to a linear This is the case.

본 발명의 빔 형성부(10)는, M개의 안테나 소자(A1, A2,… AM), 아날로그 빔 형성기(101), N (N≥M)개의 RF 수신기(102/1∼102/N), N개의 A/D 변환기(103/1∼103/N), N개의 버퍼(104/1∼104/N)로 이루어진다.The beam forming unit 10 of the present invention includes M antenna elements A 1 , A 2 ,... A M , analog beam former 101, and N (N ≧ M ) RF receivers 102/1 to 102 /. N), N A / D converters 103/1 to 103 / N, and N buffers 104/1 to 104 / N.

아날로그 빔 형성기(101)는 셀이나 섹터를 N개의 방향으로 나누어 M개의 안테나 소자로부터 수신한 신호가 나누어진 빔 방향으로부터만 수신한 신호가 되도록하여 방향성을 갖는 N개의 신호로 빔 형성한다.The analog beam former 101 divides a cell or a sector into N directions so that the signal received from the M antenna elements becomes a signal received only from the divided beam direction, thereby beamforming into N signals having directionality.

RF 수신기(102/1∼102/N)는 아날로그 빔 형성기(101)의 출력 신호를 I 채널 및 Q 채널 신호의 기저대역 신호로 변환한다.The RF receivers 102/1 to 102 / N convert the output signal of the analog beamformer 101 into baseband signals of the I channel and Q channel signals.

A/D 변환기(103/1∼103/N)는 RF 수신기(102/1∼102/N)에 의하여 변환된 신호를 시스템 확산코드의 데이터 율 보다 더 높은 데이터 율을 갖는 디지털 신호로 변환시켜 각각의 버퍼(104/1∼104/N)로 출력한다.The A / D converters 103/1 to 103 / N convert the signals converted by the RF receivers 102/1 to 102 / N into digital signals having a data rate higher than that of the system spreading code, respectively. To the buffers 104/1 to 104 / N.

병렬 탐색기(105)는 N개의 탐색기로 이루어지며, 각 탐색기는 A/D 변환기(103/1∼103/N)의 출력 신호를 버퍼(104/1∼104/N)를 통하여 입력받아 각 빔 방향에 대한 원하는 사용자의 확산코드와 같은 확산코드를 갖는 경로 신호가 어떤 빔 방향에서 크게 수신되는가를 탐색한다.Parallel searcher 105 is composed of N searchers, each searcher receives the output signal of the A / D converter (103/1 to 103 / N) through the buffer (104/1 to 104 / N) in each beam direction In the beam direction, a path signal having a spreading code such as a spreading code of a desired user is received.

컨트롤러(106)는 병렬 탐색기(105)로부터 전송된 방향 정보를 이용하여 각종의 시스템 제어 신호를 출력한다.The controller 106 outputs various system control signals using the direction information transmitted from the parallel searcher 105.

제 1 역확산부(20)는, K개의 복조기로 이루어진 제 1 복조기 그룹(108/1∼108/K), K개의 최대비 결합기(109/1∼109/K), K개의 재생기(110/1∼110/K)로 이루어진다.The first despreader 20 includes first demodulator groups 108/1 to 108 / K consisting of K demodulators, K maximum ratio combiners 109/1 to 109 / K, and K regenerators 110 /. 1 to 110 / K).

제 1 복조기 그룹(108/1∼108/K)을 이루는 각 복조기는 컨트롤러(106)의 제어에 의한 제 1 스위칭 매트릭스(107)의 스위칭에 의하여 입력된 빔 방향의 신호를 이용하여 역확산을 수행하며 각 경로 신호에 대한 무선채널 파라메터를 추정한다.Each demodulator constituting the first demodulator group 108/1 to 108 / K performs despreading using the signal in the beam direction input by the switching of the first switching matrix 107 by the control of the controller 106. We estimate the radio channel parameters for each path signal.

최대비 결합기(109/1∼109/K)는 제 1 복조기 그룹(108/1∼108/K)에서 역확산이 수행된 신호를 수신된 경로 신호 전력의 비로 결합하여 출력한다.The maximum ratio combiner 109/1 to 109 / K combines and outputs the despread signal in the first demodulator group 108/1 to 108 / K by the ratio of the received path signal power.

재생기(110/1∼110/K)는 최대비 결합기(109/1∼109/K)의 출력 신호를 제 1 복조기 그룹(108/1∼108/K)의 해당하는 복조기에서 추정한 무선채널 파라메터를 이용하여 재생한다.The regenerators 110/1 to 110 / K estimate the output signal of the maximum ratio combiner 109/1 to 109 / K in the corresponding demodulator of the first demodulator group 108/1 to 108 / K. Play with.

간섭 제거부(30)는 N개의 간섭 제거기(112/1∼112/N)로 이루어지며, 각 간섭 제거기는 컨트롤러(106)의 제어에 의하여 스위칭하는 제 2 스위칭 매트릭스(111)를 통하여 재생기(110/1∼110/K)에서 재생된 각 경로의 신호를 입력받아 같은 빔 방향으로부터 수신된 해당 빔 방향의 재생된 경로 신호와 각 방향에 해당되는 버터(104/1∼104/N)로부터 전송된 기저대역 신호를 이용하여 자기의 경로 신호를 제외한 모든 경로 신호를 해당 버퍼(104/1∼104/N)로부터 수신한 신호에서 제거한다.The interference canceller 30 is composed of N interference cancellers 112/1 to 112 / N, and each interference canceller is regenerator 110 through a second switching matrix 111 that is switched by the control of the controller 106. / 1 to 110 / K) receives the signal of each path reproduced from the same beam direction received from the same beam direction and transmitted from the butter (104/1 to 104 / N) corresponding to each direction The baseband signal is used to remove all path signals except its own path signal from the signals received from the corresponding buffers 104/1 to 104 / N.

제 2 역확산부(40)는 제 2 복조기 그룹(114/1∼114/K)을 이루는 K개의 복조기로 이루어지며, 각 복조기는 간섭 제거가 수행된 각 경로 신호를 컨트롤러(106)의 제어에 의하여 스위칭하는 제 3 스위칭 매트릭스(113)를 통하여 입력받아 역확산을 수행하여 출력한다.The second despreader 40 is composed of K demodulators constituting the second demodulator groups 114/1 to 114 / K, and each demodulator controls each path signal from which interference cancellation is performed to the control of the controller 106. It is input through the third switching matrix 113 for switching by performing despreading and output.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치의 동작 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and operation of the multi-user interference cancellation apparatus of the mobile communication system according to the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 각 안테나 소자(A1, A2,… AM)들이 수신한 신호는 아날로그 빔 형성기(101)(예, butler 매트릭스 등)에 입력된다.First, the signals received by each antenna element A 1 , A 2 ,... A M are input to an analog beam former 101 (eg, butler matrix, etc.).

아날로그 빔 형성기(101)에서는 셀 또는 섹터를 N개의 방향으로 나누어 놓고, M개의 배열 안테나로부터 수신한 신호의 위상을 조절해 줌으로써, 아날로그 빔 형성기(101)의 출력 신호들이 나누어진 빔 방향으로부터만 수신한 신호가 되도록 하여 방향성을 갖는 N개의 신호로 빔 형성한다(M≤N).The analog beam former 101 divides a cell or sector into N directions and adjusts the phase of signals received from the M array antennas so that the output signals of the analog beam former 101 are received only from the divided beam direction. One signal is used to form a beam of N signals having directionality (M? N).

예를 들어, 120°의 각을 갖는 한 섹터를 15°씩 8개의 균일 방향으로 분할할 때, 아날로그 빔 형성기(101) 출력 신호의 빔 패턴은 도 2와 같다. 이때 아날로그 빔 형성기(101)의 입력은 각 안테나 소자(A1, A2,… AM)에서 수신한 신호이며, 출력은 입력보다 같거나 큰 수로 섹터나 셀을 나눈 빔의 개수이다.For example, when dividing a sector having an angle of 120 ° into eight uniform directions by 15 °, the beam pattern of the output signal of the analog beam former 101 is as shown in FIG. In this case, the input of the analog beam former 101 is a signal received from each antenna element A 1 , A 2 ,... A M , and the output is the number of beams divided by sectors or cells by the same or larger number than the input.

또한, 각 빔의 폭은 사용자 신호들의 분포(즉, 각 빔 방향에서의 트래픽 부하량)에 의하여 같아질 수도 있고 서로 달라질 수도 있으며, 아날로그 빔 형성기(101) 출력의 빔 패턴은 이웃하는 빔 패턴과 일부가 중복되게 한다.In addition, the width of each beam may be the same or different from each other by the distribution of user signals (i.e., the traffic load in each beam direction), and the beam pattern of the output of the analog beam former 101 is partially different from the neighboring beam pattern. Causes duplicates.

아날로그 빔 형성기(101)의 출력 신호는 RF 수신기(102)를 통과한 다음, I 채널 및 Q 채널 신호의 기저대역 신호로 변환된 후, A/D 변환기(103)에서 시스템 확산코드의 데이터 율 보다 더 높은 데이터 율(현재 상용중인 CDMA 시스템에서는 확산코드 데이터 율의 4배)을 갖는 디지털 신호로 변환된다.The output signal of the analog beam former 101 passes through the RF receiver 102 and is then converted into baseband signals of the I and Q channel signals, which is then converted by the A / D converter 103 to the data rate of the system spreading code. It is converted into a digital signal with a higher data rate (four times the spread code data rate in current CDMA systems).

A/D 변환기(103)에서 오버 샘플링된 I 채널 및 Q 채널 신호는 각 빔 별로 버퍼(104)에 저장된다. 예를 들어 1번 방향에서 수신된 신호는 제 1 버퍼(104/1)에 저장되고, 2번 방향에서 수신된 신호는 제 2 버퍼(104/2)에 저장되며, N번 방향에서 수신된 신호는 제 N 버퍼(104/N)에 저장된다. 각 버퍼(104)에 저장된 신호는 형성된 빔의 수만큼 N개의 탐색기들로 이루어진 병렬 탐색기(105)에 입력된다.The I-channel and Q-channel signals oversampled by the A / D converter 103 are stored in the buffer 104 for each beam. For example, a signal received in the first direction is stored in the first buffer 104/1, a signal received in the second direction is stored in the second buffer 104/2, and a signal received in the N direction. Is stored in the Nth buffer 104 / N. The signal stored in each buffer 104 is input to the parallel search 105 consisting of N searchers by the number of beams formed.

병렬 탐색기(105)의 각 탐색기에는 해당 빔 방향의 신호가 입력된다. 예를 들어 제 1 탐색기에는 빔 방향1의 신호가 입력되고, 제 2 탐색기에는 빔 방향2의 신호가 입력되며, 제 N 탐색기에는 빔 방향N의 신호가 입력된다.Signals in the corresponding beam direction are input to each searcher of the parallel searcher 105. For example, a signal in the beam direction 1 is input to the first searcher, a signal in the beam direction 2 is input to the second searcher, and a signal in the beam direction N is input to the N-th searcher.

복수개의 버퍼(104)로부터 신호를 수신한 병렬 탐색기(105)에서는 각 빔 방향에 대한 원하는 사용자 신호의 에너지를 계산하고, 그 결과를 비교함으로써 원하는 사용자의 확산코드와 같은 확산코드를 갖은 경로 신호가 어떤 빔 방향에서 크게 수신되는가를 탐색한다.In the parallel searcher 105 receiving the signals from the plurality of buffers 104, the energy of the desired user signal for each beam direction is calculated, and the result is compared to the path signal having the spreading code of the spreading code of the desired user. Search in which beam direction the signal is received loudly.

병렬 탐색기(105)의 탐색 결과는 컨트롤러(106)에 전송된다. 따라서 컨트롤러(106)에는 기지국에 속한 모든 사용자의 각 경로 신호가 어느 빔 방향으로부터 수신되는가에 대한 정보가 저장된다. 컨트롤러(106)는 병렬 탐색기(105)로부터 전송된 방향 정보를 이용하여 제 1 스위칭 매트릭스(107)를 제어함으로써, 해당 복조기(예, RAKE 수신기)(108)의 상관기(예, 핑거)에 병렬 탐색기(105)에서 선택된 빔 방향의 신호가 입력되게 한다.The search results of the parallel searcher 105 are sent to the controller 106. Therefore, the controller 106 stores information on which beam direction each path signal of all users belonging to the base station is received from. The controller 106 controls the first switching matrix 107 by using the direction information transmitted from the parallel searcher 105, thereby connecting the parallel searcher to the correlator (eg, finger) of the corresponding demodulator (eg, RAKE receiver) 108. The signal in the beam direction selected at 105 is input.

만약, 해당 복조기(108)의 상관기의 수가 K개일 때는, 병렬 탐색기(105)는 시간 지연이 다른 K개 방향의 신호를 선택하여, 복조기(108)의 상관기에 신호의 수신전력이 큰 방향의 신호가 하나씩 입력되게 한다. 이 때 구별 가능한 K개의 다중 경로 신호가 모두 한 방향으로부터 수신된다면, 해당 사용자 복조기(108)의 모든 상관기에 모두 같은 빔 방향의 신호가 입력되도록 한다.When the number of correlators of the demodulator 108 is K, the parallel searcher 105 selects signals in K directions having different time delays, and the signals in the direction in which the signal reception power of the signal is large in the correlator of the demodulator 108 are large. Are entered one by one. In this case, if all of the K multipath signals that can be distinguished are received from one direction, all signals of the same beam direction are input to all correlators of the corresponding user demodulator 108.

각 복조기(108)의 상관기는 컨트롤러(106)의 제어에 의해 입력된 빔 방향의 신호를 이용하여 역확산을 수행하며, 각 경로 신호에 대한 무선채널 파라메터를 추정한다.The correlator of each demodulator 108 performs despreading using the signal in the beam direction input by the control of the controller 106, and estimates radio channel parameters for each path signal.

복조기(108)에서 역확산이 수행된 신호는 최대비 결합기(109)에서 수신된 경로 신호 전력의 비로 결합되어 출력된다. 출력된 신호는 그 디지털 값이 1인지 또는 0인지가 판단되고, 해당 복조기(108)에서 추정한 무선채널 파라메터를 이용하여 재생된다. 이때 각 경로의 신호는 각각 재생되어, 제 2 스위칭 매트리스(111)를 통하여 복수개의 간섭 제거기(112)에 입력된다.The despread signal from the demodulator 108 is combined and output as the ratio of the path signal power received by the maximum ratio combiner 109. The output signal is judged whether its digital value is 1 or 0, and is reproduced using the radio channel parameters estimated by the demodulator 108. At this time, the signals of each path are respectively reproduced and input to the plurality of interference cancellers 112 through the second switching mattress 111.

또한, 컨트롤러(106)는 제 2 스위칭 매트릭스(111)를 제어하여 같은 빔 방향으로부터 수신된 신호는 같은 간섭 제거기(112)에 입력되도록 한다. 따라서, 각 간섭 제거기(112)에는 같은 방향으로부터 수신된 경로 신호들이 입력된다. 예를 들어, 제 1 간섭 제거기(112)에는 1번 방향으로부터 수신된 각 경로 신호들이 입력되고, 제 2 간섭 제거기(112)에는 2번 방향으로부터 수신된 경로 신호들이 입력되며, 제 N 간섭 제거기(112/N)에는 N번 방향으로부터 수신된 경로 신호들이 입력된다.The controller 106 also controls the second switching matrix 111 so that signals received from the same beam direction are input to the same interference canceller 112. Therefore, path signals received from the same direction are input to each interference canceller 112. For example, path signals received from the first direction are input to the first interference canceller 112, path signals received from the second direction are input to the second interference canceller 112, and the N th interference canceller ( 112 / N), route signals received from the N direction are input.

각 간섭 제거부(112)에서는 각 방향에 해당되는 버퍼(104)로부터 전송된 기저대역 신호와 해당 빔 방향의 재생된 경로 신호를 이용하여 자기의 경로 신호를 제외한 모든 경로 신호를 해당 버퍼(104)로부터 수신한 신호에서 제거하는 간섭 제거를 수행한다. 이때의 간섭 제거 방식으로는 직렬 간섭 제거, 병렬 간섭 제거 및 직/병렬 혼합 간섭 제거 방식 등이 사용될 수 있다.Each interference canceling unit 112 uses the baseband signal transmitted from the buffer 104 corresponding to each direction and all path signals except for the path signal of the corresponding one, using the reproduced path signal in the corresponding beam direction. Perform interference cancellation to remove from the signal received from In this case, serial interference cancellation, parallel interference cancellation, and serial / parallel mixed interference cancellation may be used.

간섭 제거가 수행된 각 경로 신호는 제 3 스위칭 매트릭스(113)를 통해 해당 복조기(114)로 입력된다. 이때의 제 3 스위칭 매트릭스(113)도 컨트롤러(106)에 의해 제어된다. 따라서 각 복조기(114)의 입력 신호에는 해당 사용자 경로 신호와 같은 빔 방향으로부터 수신된 다른 사용자의 경로 신호가 제거되어 있다. 복조기(114)의 상관기는 사용자의 해당 경로 신호와 유사한 방향으로부터 수신되는 간섭이 제거된 신호를 입력받아 역확산을 수행한다.Each path signal from which interference cancellation is performed is input to the corresponding demodulator 114 through the third switching matrix 113. The third switching matrix 113 at this time is also controlled by the controller 106. Therefore, the path signal of another user received from the same beam direction as the corresponding user path signal is removed from the input signal of each demodulator 114. The correlator of the demodulator 114 receives a signal from which interference is received from a direction similar to a corresponding path signal of the user and despreads.

복조기(114)를 통하여 역확산이 수행된 각 경로 신호는 판단기(도시 생략됨)에서 그 디지털 값이 1인지 또는 0인가 판단되고, 디인터리버(도시 생략됨)에서 디인터리빙(deinterleaving)된 후에 비터비 디코더(도시 생략됨)에서 에러가 수정되어 출력된다.Each path signal subjected to despreading through the demodulator 114 is determined by the determiner (not shown) whether the digital value is 1 or 0, and after deinterleaving by a deinterleaver (not shown). The error is corrected and output in the Viterbi decoder (not shown).

상기와 같은 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치는 아날로그 빔 형성기 대신에 디지털 빔 형성기를 이용하여도 그 설계가 가능하며, 이때의 기지국 시스템 블록도를 도 4에 나타내었다. 도 3과 도 4의 비교를 통하여 쉽게 알 수 있듯이 빔 형성부(15)를 제외한 모든 구성 요소가 동일하므로 설명의 이해를 돕기 위하여 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호로 명기하였다.The multi-user interference cancellation apparatus of the mobile communication system according to the present invention can be designed using a digital beam former instead of an analog beam former, and the base station system block diagram is shown in FIG. As can be easily seen through the comparison between FIG. 3 and FIG. 4, all components except for the beam forming unit 15 are the same, and thus, the same components are denoted by the same reference numerals for better understanding of the description.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 복수 사용자 간섭 제거 장치의 빔 형성부(15)는, M개의 안테나 소자(A1, A2,… AM), N(N≥M)개의 RF 수신기(102/1∼102/N), N개의 A/D 변환기(103/1∼103/N), 디지털 빔 형성기(201), N개의 버퍼(104/1∼104/N)로 이루어진다.The beam forming unit 15 of the multi-user interference elimination apparatus according to the second embodiment of the present invention includes M antenna elements A 1 , A 2 ,... A M , and N (N ≧ M ) RF receivers 102. / 1 to 102 / N), N A / D converters 103/1 to 103 / N, digital beam former 201, and N buffers 104/1 to 104 / N.

배열 안테나 소자(A1, A2,… AM)에 수신된 신호는 RF 수신기(102)를 통과한 후 A/D 변환기(103)에서 디지털 신호로 변환된 후에 디지털 빔 형성기(201)에 입력된다.The signals received at the array antenna elements A 1 , A 2 ,... A M are passed through the RF receiver 102 and then converted into digital signals by the A / D converter 103 and then input to the digital beam former 201. do.

디지털 빔 형성기(201)에서는 각 안테나 소자(A1, A2,… AM)에서 수신하여 디지털 데이터로 변환된 신호에 서로 다른 방향에 상응하는 복소 가중치 벡터를 곱해줌으로써, N개의 출력 신호들이 서로 다른 N개의 방향에서 신호를 수신한 것과 같도록 한다. 또한, 사용자의 경로 신호들이 한 방향에 많이 있을 때는, 디지털 빔 형성기(201)에서 복소 가중치 벡터의 디멘젼을 조정하여 사용자의 신호들이 각 빔에 고르게 분포되도록 빔 형성을 수행할 수도 있다.The digital beam former 201 multiplies the signals received at each antenna element A 1 , A 2 , ... A M and converted into digital data by a complex weight vector corresponding to different directions, whereby N output signals It is equivalent to receiving the signal in the other N directions. In addition, when there are many path signals of the user in one direction, the beamforming may be performed so that the signals of the user are evenly distributed in each beam by adjusting the dimension of the complex weight vector in the digital beam former 201.

디지털 빔 형성기(201)의 입력 신호와 출력 신호와의 관계를 수식으로 나타내면 다음의 수학식 1과 같다.The relationship between the input signal and the output signal of the digital beam former 201 is expressed by Equation 1 below.

수학식 1에서은 시간 n 에서 디지털 빔 형성기(201)의 k번째 출력 신호이고,은 m번째 안테나로부터 수신한 디지털 신호이며,는 k번째 방향으로부터만 신호를 수신하기 위하여 m번째 안테나로부터 수신한 디지털 데이터에 곱해주는 복소 가중치이다.In Equation 1 Is the k-th output signal of the digital beamformer 201 at time n, Is the digital signal received from the m th antenna, Is a complex weight multiplied by the digital data received from the m th antenna to receive the signal only from the k th direction.

만약, 안테나 센서간의 거리가 최대 주파수에 상응하는 파장의 반인 경우,가 되며,는 셀(혹은 섹터)을 N개의 방향으로 나눌 때의 k번째방향이다. 따라서, 디지털 빔 형성기(201)의 출력 신호는 도3에서 아날로그 빔 형성기(101)를 사용하였을 경우의 A/D 변환기(103)의 출력 신호와 같아지며, 빔 형성이 수행되어진 신호는 각 빔 별로 버퍼(104)에 저장된다. 이후의 동작 원리는 위에서 설명한 아날로그 빔 형성기(101)를 사용한 시스템의 방식과 동일하다.If the distance between the antenna sensors is half of the wavelength corresponding to the maximum frequency, Is Becomes Is the kth when dividing a cell (or sector) in N directions Direction. Therefore, the output signal of the digital beam former 201 is the same as the output signal of the A / D converter 103 when the analog beam former 101 is used in FIG. 3, and the signal for which beam formation is performed is performed for each beam. It is stored in the buffer 104. The operation principle hereafter is the same as that of the system using the analog beam former 101 described above.

또한, 각 빔에 속한 사용자의 경로 신호 전력을 균일하게 유지하기 위하여, 각 방향의 빔 폭을 서로 다르게 할 경우에는 수학식 1의를 일부의 안테나에서 수신한 신호에 곱하고 합함으로써 빔 폭을 조절한다.In addition, in order to keep the path signal power of the user belonging to each beam uniformly, when the beam width in each direction is different from each other, Equation 1 Adjust the beam width by multiplying and summ the signal received by some antennas.

예를 들어, M개의 안테나에서 수신한 신호 모두에게 해당 방향에 상응하는()를 곱하면 빔 폭이 작아지고, M개의 안테나에서 수신한 신호 중에서 Q(<M)개의 수신 신호에만(디멘젼=Q,중에서 선택된 Q개)를 곱하면 빔 폭이 증가한다. 도 2의 빔 패턴으로 신호를 수신하던 중에 5번 빔 방향의 트래픽 부하가 증가하고 2번 빔 방향의 트래픽 부하가 감소할 때 디지털 빔 형성기(201) 출력의 빔 패턴은 도 5로 변하도록 한다. 이 때 가중치 벡터의 방향 및 디멘젼은 각 빔에 속한 복조기나 상관기의 평균, 각 빔 방향으로 수신되는 전체 RF 전력, 각 빔 방향으로 송신되는 전체 순방향 전력 등에 의해 조절된다.For example, all signals received from M antennas correspond to the corresponding direction. ( Multiplying) decreases the beam width, and only the Q (<M) received signals from the M antennas (Dimension = Q, Multiplying Q) increases the beam width. The beam pattern of the output of the digital beam former 201 changes to FIG. 5 when the traffic load in the 5th beam direction increases and the traffic load in the 2nd beam direction decreases while receiving the signal with the beam pattern of FIG. 2. At this time, the direction and dimension of the weight vector are the average of the demodulator or correlator belonging to each beam. The total RF power received in each beam direction, the total forward power transmitted in each beam direction, and the like.

또한, 본 발명에 따른 복수 사용자 간섭 제거 시스템은 현재 상용중인 모뎀과 같이 두 개의 입력단을 갖는 복조기를 사용하여도 구현이 가능하다(현재 상용중인 시스템에서는 공간 다이버시티를 사용하기 위하여 모뎀이 두 개의 입력 단을 가짐).In addition, the multi-user interference cancellation system according to the present invention can be implemented using a demodulator having two input stages, such as a commercially available modem. (In a commercially available system, a modem has two inputs for using spatial diversity. Step).

이러한 구조의 복조기를 갖는 시스템에서 병렬 탐색기는 원하는 사용자의 확산코드와 같은 확산코드를 갖는 신호의 전력이 크게 수신되는 두 개의 빔 방향을 선택하여 컨트롤러에 전송하고, 컨트롤러는 제 1 스위칭 매트릭스를 제어하여 선택된 두 방향의 빔 신호가 복조기로 입력되게 한다. 컨트롤러에는 각 사용자의 시간 지연이 서로 다른 신호가 어느 빔 방향에서 수신되는가에 대한 정보가 있으므로, 컨트롤러는 이 정보를 이용하여 제 2, 3 스위칭 매트릭스를 제어함으로써, 같은 빔 방향에 속한 경로 신호들 간에 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거가 수행되도록 한다.In a system having a demodulator having such a structure, the parallel searcher selects two beam directions in which power of a signal having a spreading code such as a spreading code of a desired user is largely transmitted to the controller, and the controller controls the first switching matrix. The beam signals of the selected two directions are input to the demodulator. Since the controller has information on which beam direction a signal having a different time delay of each user is received, the controller uses this information to control the second and third switching matrices so that the path signals belonging to the same beam direction can be controlled. Allows multi-user signal detection interference cancellation to be performed.

전술한 바와 같은 본 발명은 사용자 신호의 수신 방향과 다른 방향으로부터 수신되는 다른 사용자의 간섭은 공간 필터링 방법을 사용하여 제거하고, 사용자 신호의 수신 방향과 유사하게 수신되어 공간 필터링으로도 제거되지 않는 간섭은 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거 방식을 사용하여 제거함으로써 시스템의 성능이 향상된다.According to the present invention as described above, interference of another user received from a direction different from the reception direction of the user signal is removed by using a spatial filtering method, and interference that is received similarly to the reception direction of the user signal and is not removed even by spatial filtering. The performance of the system is improved by eliminating using a multi-user signal detection interference cancellation scheme.

또한, 공간 필터링 후에 복수 사용자 간섭 제거 방식에 의해 간섭을 제거할 때에, 병렬 탐색기와 컨트롤러 및 스위칭 메트릭스를 사용하여 같은 빔에 속한 간섭만을 제거함으로써 하드웨어의 복잡도와 계산량을 크게 감소되는 효과가 있다.In addition, when the interference is removed by the multi-user interference cancellation method after spatial filtering, the complexity and the computational complexity of the hardware are greatly reduced by removing only the interference belonging to the same beam using the parallel searcher, the controller, and the switching matrix.

Claims (7)

M개의 안테나 소자로부터 수신한 신호를 방향성을 갖는 N(M≤N)개의 신호로 빔 형성하는 빔 형성부와,A beam forming unit which beam-forms the signals received from the M antenna elements into N (M≤N) signals having directionality; 상기 빔 형성부의 출력 신호를 각 빔 방향에 대한 원하는 사용자의 확산코드와 같은 확산코드를 갖는 경로 신호가 어떤 빔 방향에서 크게 수신되는가를 탐색하는 N개의 탐색기로 이루어진 병렬 탐색기와,A parallel searcher consisting of N searchers for searching in which beam direction a path signal having a spreading code, such as a spreading code of a desired user, is received for each beam direction; 상기 병렬 탐색기로부터 전송된 방향 정보를 이용하여 각종의 시스템 제어 신호를 출력하는 컨트롤러와,A controller for outputting various system control signals using direction information transmitted from the parallel searcher; 상기 컨트롤러의 제어에 의하여 입력된 빔 방향의 신호를 이용하여 역확산을 수행한 후 수신된 경로 신호 전력의 비로 결합하며 각 경로 신호를 추정한 무선채널 파라메터를 이용하여 재생하는 제 1 역확산부와,A first despreading unit performing despreading using a signal in a beam direction input by the control of the controller, combining the received path signal power ratios, and reproducing each path signal using an estimated radio channel parameter; , 상기 재생된 각 경로의 신호를 상기 컨트롤러의 제어에 의하여 입력받아 같은 빔 방향으로부터 수신된 해당 빔 방향의 재생된 경로 신호와 각 방향에 해당되는 기저대역 신호를 이용하여 자기의 경로 신호를 제외한 모든 경로 신호를 제거하는 간섭 제거부와,All paths except the path signal of the self are received by using the reproduced path signal in the corresponding beam direction and the baseband signal corresponding to each direction received from the same beam direction by receiving the reproduced path signals under the control of the controller. An interference cancellation unit for removing a signal, 상기 간섭 제거가 수행된 각 경로 신호를 상기 컨트롤러의 제어에 의하여 입력받아 역확산을 수행하여 출력하는 제 2 역확산부를 포함하는 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.And a second despreader configured to receive each path signal on which the interference cancellation is performed, under control of the controller, and perform despreading to output the path signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 형성부는, 셀이나 섹터를 N개의 방향으로 나누어 M개의 안테나 소자로부터 수신한 신호가 나누어진 빔 방향으로부터만 수신한 신호가 되도록 하여 방향성을 갖는 N개의 신호로 빔 형성하는 아날로그 빔 형성기와,The beam forming unit comprises: an analog beam former for dividing a cell or sector into N directions so that the signal received from the M antenna elements becomes a signal received only from the divided beam direction, and beamforming the beam into N signals having directivity; 상기 아날로그 빔 형성기의 출력 신호를 I 채널 및 Q 채널 신호의 기저대역 신호로 변환하는 N개의 RF 수신기와,N RF receivers for converting an output signal of the analog beam former into baseband signals of I and Q channel signals; 상기 RF 수신기에 의하여 변환된 신호를 시스템 확산코드의 데이터 율 보다 더 높은 데이터 율을 갖는 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 N개의 A/D 변환기를 포함하는 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.And N A / D converters converting the signal converted by the RF receiver into a digital signal having a data rate higher than that of a system spreading code and outputting the digital signal. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 빔 형성부는, M개의 안테나 소자로부터 수신한 신호를 I 채널 및 Q 채널 신호의 기저대역 신호로 변환하는 N개의 RF 수신기와,The beam forming unit includes: N RF receivers for converting signals received from M antenna elements into baseband signals of I and Q channel signals; 상기 RF 수신기에 의하여 변환된 신호를 시스템 확산코드의 데이터 율 보다 더 높은 데이터 율을 갖는 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 N개의 A/D 변환기와,N A / D converters for converting the signal converted by the RF receiver into a digital signal having a data rate higher than that of a system spreading code and outputting the digital signal; 상기 디지털 데이터로 변환된 신호에 서로 다른 방향에 상응하는 복소 가중치 벡터를 곱하여 N개의 출력 신호들이 서로 다른 N개의 방향에서 신호를 수신한 것과 같게 하여 출력하는 디지털 빔 형성기를 포함하는 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.A plurality of mobile communication systems including a digital beam former for outputting the signal converted into the digital data by multiplying the complex weight vector corresponding to the different directions to the N output signals as received in the different N directions User Interference Cancellation Device. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 디지털 빔 형성기는, 가중치 벡터의 방향 성분과 디멘젼을 조절하여 빔 폭을 조절시켜 각 빔에 속한 사용자의 분포를 균일하게 것을 특징으로 한 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.And the digital beam former is configured to adjust the beam width by adjusting the direction component and the dimension of the weight vector to uniformly distribute the user belonging to each beam. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 디지털 빔 형성기는, 각 빔에 속한 상기 제 1 역확산부의 평균값과 각 빔 방향으로 수신되는 전체 RF 전력과 각 빔 방향으로의 송신되는 전체 순방향 전력 중 어느 하나를 이용하여 가중치 벡터의 방향 및 디멘젼을 조절하는 것을 특징으로 한 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.The digital beam former is an average of the first despreader belonging to each beam. Apparatus for eliminating multi-user interference in a mobile communication system, comprising adjusting a direction and a dimension of a weight vector using any one of a value and total RF power received in each beam direction and total forward power transmitted in each beam direction. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 역확산부는, 상기 컨트롤러의 제어에 의하여 입력된 빔 방향의 신호를 이용하여 역확산을 수행하며 각 경로 신호에 대한 무선채널 파라메터를 추정하는 K개의 복조기로 이루어진 제 1 복조기 그룹과,The first despreader comprises: a first demodulator group comprising K demodulators for performing despreading using a signal in a beam direction input by the control of the controller and estimating radio channel parameters for each path signal; 상기 제 1 복조기 그룹에서 역확산이 수행된 신호를 수신된 경로 신호 전력의 비로 결합하여 출력하는 K개의 최대비 결합기와,A K maximum ratio combiner for combining the despread signal in the first demodulator group with a ratio of the received path signal powers and outputting the combined signals; 상기 최대비 결합기의 출력 신호를 상기 제 1 복조기 그룹의 해당하는 복조기에서 추정한 무선채널 파라메터를 이용하여 재생하는 K개의 재생기를 포함하는 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.And a K player for reproducing the output signal of the maximum ratio combiner using radio channel parameters estimated by a corresponding demodulator of the first demodulator group. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 복조기는 2개의 입력단을 가지며,The demodulator has two input stages, 상기 병렬 탐색기는 원하는 사용자의 확산코드와 같은 확산코드를 갖는 신호의 전력이 크게 수신되는 두 개의 빔 방향을 선택하여 상기 컨트롤러에 전송하고,The parallel searcher selects two beam directions in which power of a signal having a spreading code such as a spreading code of a desired user is largely transmitted to the controller, 상기 컨트롤러는 상기 선택된 두 방향의 빔 신호를 상기 2개의 입력단으로 입력되게 하며, 상기 간섭 제거부를 제어하여 같은 빔 방향에 속한 경로 신호들 간에 복수 사용자 신호 검출 간섭 제거가 수행되게 하는 것을 특징으로 한 이동 통신 시스템의 복수 사용자 간섭 제거 장치.The controller may be configured to input the beam signals in the selected two directions to the two input terminals and control the interference canceling unit to perform multi-user signal detection interference cancellation between path signals belonging to the same beam direction. Multi-user interference cancellation device of communication system.
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KR100796775B1 (en) * 2003-06-27 2008-01-22 노키아 코포레이션 Method and apparatus for suppressing co-channel interference in a receiver
KR100882961B1 (en) * 2004-10-06 2009-02-13 콸콤 인코포레이티드 Method and apparatus for assigning users to use arq-interlaces in a wireless cellular communication system

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