KR20090012956A

KR20090012956A - 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 중계국 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090012956A
Application number: KR1020070077220A
Authority: KR
Inventors: 신오순; 윤상보; 권영훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-04
Also published as: US7733813B2; US20090034437A1; KR101002839B1

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 중계국의 송수신신호 간섭 제거 방법에 있어서,안테나를 통해 무선 주파수 신호 및 중간 주파수 신호를 수신하는 과정과, 수신된 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환하는 과정과, 상기 디지털 신호를 제 1 신호로 입력하여 복조 및 복호하여 출력하는 과정과, 상기 출력한 신호를 부호 및 변조하여 제 2신호를 출력하는 과정과, 상기 제 1신호와 제 2신호를 사용하여 상기 제 1신호가 제 2신호로 변환되는 과정의 간섭 채널을 추정하여 간섭 채널 추정값을 출력하는 과정과, 상기 간섭 채널 추정값과 상기 제 2신호를 사용하여 제 1간섭 신호 추정값을 출력하는 과정과, 상기 제 1신호에서 상기 제 1간섭 신호를 제거하여 신호를 출력하는 과정을 포함한다.

전이중 방식 중계국, 기저대역 간섭 신호 추정값, RF/IF 대역 간섭 신호 추정값, 다중홉 릴레이 방식.

Description

통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 중계국 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF RELAY STATION FOR INTERFERENCE CANCELLATION IN A COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다중홉(Multi-hop) 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 중계국(RS: Relay Station, 이하 'RS'라 칭하기로 한다) 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 통신 시스템은 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)들에게 고속의 대용량 데이터 송수신이 가능한 서비스들을 제공하기 위한 이동 통신 시스템 형태로 발전해 나가고 있다. 이러한 차세대 통신 시스템은 고속의 데이터 송수신을 가능하게 하기 위해 다중홉 릴레이 방식을 사용한다. 여기서 상기 다중홉 릴레이 방식은 고정성 또는 이동성을 갖는 RS들을 이용하여 다중홉 형태로써 데이터를 전달하는 방식을 의미한다. 즉, 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 한다)과 MS간의 채널 상태가 열악할 경우, 상기 MS에게 RS를 통해 다중홉 릴레이 경로를 구성함으로써 채널 상태가 보다 우수한 무선 채널을 상기 MS에게 제공할 수 있다. 따라서, 건물 등에 의해 차폐 현상이 심한 음영 지역에서 다중홉 릴레이 방식을 사용하면 보다 효율적으로 사용자, 즉 MS에게 통신 서비스를 제공할 수 있다. 또한 BS로부터 채널 상태가 열악한 셀 경계 지역에서 다중홉 릴레이 방식을 사용하면 보다 우수한 품질의 데이터 채널을 제공할 수 있으며, 셀 서비스 영역 또한 확장시킬 수 있다.

한편, 상기 RS는 송신기, 즉 BS로부터 수신한 데이터를 복조(demodulation) 및 복호(decoding)한 후 다시 부호화(encoding) 및 변조(modulation)하여 수신기, 즉 MS로 송신한다. 이러한 상기 RS는 무선링크 간의 경로 손실을 감소시켜 고속 데이터 송수신이 가능하게 하고 MS가 BS로부터 멀리 떨어져 있거나 음영 지역에 위치한 경우에도 데이터 송수신이 가능하게 하는 장점이 있다.

그러나, 상기 RS의 송신 안테나와 수신 안테나를 충분히 격리(isolation)시키지 못하면 상대적으로 강한 신호, 일 예로 송신신호가 상대적으로 약한 신호, 일 예로 수신신호에 간섭으로 작용하기 때문에 상기 송신신호와 수신신호에 서로 다른 무선 자원을 사용해야만 한다. 따라서, 1 프레임(frame)의 데이터를 전송하는데 있어서 N개의 RS를 거쳐 전송하는 경우에는 BS에서 MS로 직접 전송할 때에 비해 N+1배 많은 자원을 사용해야 하기 때문에 전체 시스템의 용량 저하를 초래할 수 있다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 통신 시스템에서 BS가 MS로 1 프레임의 데이터를 전송할 때 사용되는 무선 자원, 일 예로 슬롯(slot)을 비교하여 설명하기로 한다.

도 1a는 일반적인 통신 시스템에서 BS가 MS로 신호를 전송할 때 사용되는 슬 롯을 도시한 도면이다.

도 1a를 참조하면, BS는 MS로 1프레임의 데이터를 직접 전송할 때 한 개의 슬롯을 사용하여 전송할 수 있다.

도 1b는 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 BS가 MS로 신호를 전송할 때 사용되는 슬롯을 도시한 도면이다. 상기 도 1b를 설명하기에 앞서 상기 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템은 N개의 RS를 포함하는 통신 시스템이라고 가정하기로 한다.

도 1b를 참조하면, BS는 RS들을 통하여 MS로 1프레임의 데이터를 전송할 때 각 RS로 전송할 때마다 새로운 슬롯을 사용한다. 따라서 상기 BS가 N개의 RS를 통하여 MS로 1프레임의 데이터를 전송할 때 N+1개의 슬롯이 필요하다.

상술한 바와 같이 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 중계국(RS)는 고속 데이터 송수신이 가능하게 하고 이동 단말기(MS)가 기지국(BS)로부터 멀리 떨어져 있거나 음영 지역에 위치한 경우에도 데이터 송수신이 가능하게 한다. 그러나 상기 RS의 송신 안테나와 수신 안테나를 충분히 격리시키지 못하면 상대적으로 강한 신호가 상대적으로 약한 신호에 간섭으로 작용하기 때문에 상기 각 신호 전송에 서로 다른 시간, 서로 다른 주파수 자원을 사용해야만 하는 자원 낭비 문제가 있었다. 또한 상기 RS는 한정된 무선 자원 낭비와 이로 인한 시스템 용량 저하를 야기하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 릴레이 장치 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 릴레이 장치 및 방법을 제공한다.

아울러 본 발명은 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 간섭 제거를 이용하여 동일한 무선 자원으로 신호를 송수신하는 전이중 방식의 릴레이 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 방법은; 통신 시스템에서 중계국의 송수신신호 간섭 제거 방법에 있어서, 안테나를 통해 무선 주파수 신호 및 중간 주파수 신호를 수신하는 과정과, 수신된 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환하는 과정과, 상기 디지털 신호를 제 1 신호로 입력하여 복조 및 복호하여 출력하는 과정과, 상기 출력한 신호를 부호 및 변조하여 제 2신호를 출력하는 과정과, 상기 제 1신호와 제 2신호를 사용하여 상기 제 1신호가 제 2신호로 변환되는 과정의 간섭 채널을 추정하여 간섭 채널 추정값을 출력하는 과정과,상기 간섭 채널 추정값과 상기 제 2신호를 사용하여 제 1간섭 신호 추정값을 출력하는 과정과, 상기 제 1신호에서 상기 제 1간섭 신호를 제거하여 신호를 출력하는 과정을 포함한다.

본 발명의 장치는; 통신 시스템에서 중계국의 송수신신호 간섭 제거 장치에 있어서, 안테나를 통해 무선 주파수 신호 및 중간 주파수 신호를 수신하는 수신단과, 상기 수신단이 출력한 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그 및 디지털 변환기(A/D Converter)와, 상기 디지털 신호를 제 1신호로 입력하여 복조 및 복호하고, 부호 및 변조하여 제 2신호를 출력하는 송신 모듈과, 상기 제 1신호와 제 2신호를 사용하여 상기 제 1 신호가 제 2 신호로 변환되는 과정의 간섭 채널 채널을 추정하여 간섭 채널 추정값을 출력하는 수신 모듈과, 상기 간섭 채널 추정값과 상기 제 2신호를 사용하여 제 1간섭 신호 추정값을 출력하는 간섭 신호 제어기를 포함하고, 상기 수신 모듈은 상기 제 1신호에서 상기 제 1간섭 신호를 제거하여 출력함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 적어도 하나의 중계국(RS)을 포함하는 다중홉 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 RS가 기지국(BS)로부터 신호를 수신하여 이동 단말기(MS)로 송신할 때, 상기 RS의 송신 안테나와 수신 안테나 간의 송수신 신호의 간섭을 제거하여 상기 각 신호의 전송에 동일한 자원을 사용함으로써 자원을 절약할 수 있으며 시스템 용량을 증가로 인한 시스템 성능 향상을 기대할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.

본 발명은 통신 시스템에서 간섭 제거를 위한 중계국(RS: Relay Station, 이하 'RS'라 칭하기로 한다) 장치 및 방법을 제안한다.

또한 본 발명은 다중홉(Multi-hop) 릴레이 방식을 사용하는 통신 시스템에서 간섭 제거를 이용하여 동일한 무선 자원으로 신호를 송수신하는 전이중 방식(Full Duplex)의 RS 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명에서는 상기 RS가 기지국(BS: Base Station, 이하 'BS'라 칭하기로 한다)으로부터 신호를 수신하여 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)로 전송하는 하향링크를 일 예로 설명하였으나, 상기 MS로부터 신호를 수신하여 상기 BS로 전송하는 상향링크에도 적용 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명에서 제안하는 전이중 방식 RS는 모든 통신 시스 템에 적용 가능함은 물론이다.

그러면 여기서 도 2를 참조하여 통신 시스템에서 본 발명의 제 1실시예에 따른 전이중 방식의 RS를 설명하기로 한다. 후술되는 본 발명의 실시예에서 전이중 방식 RS는 신호 송수신시 동일한 시간 자원 및 주파수 자원을 사용하는 RS를 의미한다.

도 2는 통신 시스템에서 본 발명의 제 1실시예에 따른 전이중 방식 RS 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 전이중 방식 RS는 수신 안테나(201)와, 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다)/중간 주파수(IF: Intermediate Frequency, 이하 'IF'라 칭하기로 한다) 수신단(203)과, A/D(Analog to Digital) 변환기(converter)(205)와, 수신 모듈(207)과, 데이터 버퍼(209)와, 송신 모듈(211)과, D/A(Digital to Analog) 변환기(213)와, IF/RF 송신단(215)과, 송신 안테나(217)와, 간섭 신호 제어기(219)를 포함한다.

상기 RF/IF 수신단(203)은 수신 안테나를 통하여 신호를 수신하고 A/D 변환기(205)로 출력한다. 상기 A/D 변환기(205)는 상기 RF/IF 수신단(203)이 출력한 아날로그 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환한 후 수신 모듈(207)로 출력한다. 상기 수신 모듈(207)은 상기 A/D 변환기(205)가 출력한 신호를 입력하여 복조 및 복호한 후 데이터 버퍼(209)로 출력한다. 상기 데이터 버퍼(209)는 상기 수신 모듈(207)이 출력한 신호를 입력하여 송신 모듈(211)로 출력한다. 상기 송신 모듈(211)은 상기 데이터 버퍼(209)가 출력한 신호를 입력하여 변조 및 부호화한 후 상기 수신 모듈(207)과, D/A 변환기(213)와, 간섭 신호 제어기(219)로 출력한다. 상기 D/A 변환기(213)는 상기 송신 모듈(211)이 출력한 디지털 신호를 입력하여 아날로그 신호로 변환한 후 IF/RF 송신단(215)을 통하여 송신 안테나(217)로 출력한다.

한편, 상기 수신 모듈(207)은 상기 A/D 변환기(205)가 출력한 신호와 송신 모듈(211)이 출력한 신호를 고려하여 송신 모듈(211)로부터 수신 모듈(207)까지의 간섭 채널을 추정하고, 상기 추정값을 간섭 신호 제어기(219)로 출력한다. 상기 간섭 신호 제어기(219)는 상기 수신 모듈(207)이 출력한 간섭 채널 추정값(221)과 상기 송신 모듈(211)이 출력한 신호를 입력하여 기저대역(baseband) 간섭 신호를 추정하고, 상기 추정값을 수신 모듈(207)로 출력한다. 상기 수신 모듈(207)은 상기 A/D 변환기(205)가 출력한 신호에서 상기 기저대역 간섭 신호 추정값(223)을 감산하여 복조 및 복호를 수행한다.

다음으로 수학식을 참조하여 상기 전이중 방식의 RS를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

통신 시스템에서 BS가 특정 시간 k에 특정 주파수를 통해 송신하는 신호를 s(k)라 하고, BS로부터 RS의 수신 모듈까지의 채널을 H(k)라 하고, RS의 송신 모듈의 출력을 x(k)라 하고, 송신 모듈로부터 수신 모듈까지의 간섭 채널을 H_I(k)이라 가정할 때 수신 모듈의 입력 신호 y(k)는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 1에서 n(k)는 RS의 잡음 신호를 나타내고, 설명의 편의상 주어진 시간 및 주파수에서 채널 H(k)와 H_I(k)는 일정하다고 가정한다.

수신 모듈(207)은 상기 입력 신호, 즉 y(k)로부터 간섭 채널 H_I(k)의 추정값(221), 즉

를 간섭 신호 제어기(219)로 출력하고, 송신 모듈(211)은 자신의 출력 신호, 즉 x(k)를 간섭 신호 제어기(219)로 출력한다. 그러면 상기 간섭 신호 제어기(219)는 상기 두 신호, 즉 x(k),

를 입력하여 기저대역 간섭 신호 추정값(223), 즉

를 생성하여 수신 모듈(207)로 출력한다.

상기 수신 모듈(207)이 상기 간섭 신호 추정값(223)에 상응하여 간섭 신호를 제거한 후의 입력 신호 z(k)는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 2에서 간섭 채널 추정값(221)이 정확하다면, 즉

라면 수신 모듈(207)은 간섭 신호를 제거한 후의 입력 신호, 즉 z(k)로부터 간섭 신호의 영향 없이 송신 신호, 즉 s(k)를 복원할 수 있다.

한편, 상기 수신 모듈(207)은 x(k)와 y(k)로부터 H_I(k)를 하기 수학식 3과 같이 추정할 수 있다.

이때 보다 정확한 간섭 채널 추정을 위해 BS가 신호를 보내지 않는 구간의 간섭 채널을 추정하면 상기 BS로부터의 신호, 즉 H(k)s(k)의 영향 없이 간섭 채널을 추정할 수 있다. 여기서, BS가 신호를 보내지 않는 구간을 선택하는 방법으로는 수신 모듈(207, 307) 내부에 데이터 검출기를 포함하여 일정 시간 동안 데이터가 수신되지 않는 구간을 이용하여 간섭 채널을 추정하는 방법과, 인위적으로 특정 구간 동안 BS가 신호를 보내지 않도록 프로토콜을 설계하는 방법이 있다.

또한, 보다 정확한 간섭 채널 추정을 위한 다른 방법으로는 간섭 채널이 일정한 시간 또는 주파수 구간 동안 상기 수학식 3의 추정값의 평균을 구하는 방법이 있다. 예를 들어 현재 프레임 k 이외에 N개 프레임의 데이터를 평균하여 프레임 k의 간섭 채널을 추정하는 경우 이전 N개 프레임을 사용할 때의 간섭 채널 추정값

는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 4에서 y(k)는 수신 모듈의 입력 신호를 의미하고, x(k)는 송신 모듈의 출력 신호를 의미하고, w는 프레임 인덱스를 의미한다.

한편, 이전 N/2개 프레임과 이후 N/2개 프레임을 사용할 때의 H_I(k)는 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.

상기 도 2에서는 기저대역 간섭 신호를 제거하는 전이중 방식의 RS를 설명하였다. 다음으로 도 3을 참조하여 기저대역 간섭 신호 및 RF/IF 대역 간섭 신호를 제거하는 전이중 방식의 RS를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 전이중 방식 RS는 수신 안테나(301)와, RF/IF 수신단(303)과, A/D 변환기(305)와, 수신 모듈(307)과, 데이터 버퍼(309)와, 송신 모듈(311)과, D/A 변환기(313)와, IF/RF 송신단(315)과, 송신 안테나(317)와, 간섭 신호 제어기(319)와, 커플러(325)와, 크기 변환기(327)와, 딜레이 변환기(329)를 포함한다.

상기 RF/IF 수신단(303)은 수신 안테나를 통하여 신호를 수신하고 A/D 변환기(305)로 출력한다. 상기 A/D 변환기(305)는 상기 RF/IF 수신단(303)이 출력한 아 날로그 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환한 후 수신 모듈(307)로 출력한다. 상기 수신 모듈(307)은 상기 A/D 변환기(305)가 출력한 신호를 입력하여 복조 및 복호한 후 데이터 버퍼(309)로 출력한다. 상기 데이터 버퍼(309)는 상기 수신 모듈(307)이 출력한 신호를 입력하여 송신 모듈(311)로 출력한다. 상기 송신 모듈(311)은 상기 데이터 버퍼(309)가 출력한 신호를 입력하여 변조 및 부호화한 후 상기 수신 모듈(307)과, D/A 변환기(313)와, 간섭 신호 제어기(319)로 출력한다. 상기 D/A 변환기(313)는 상기 송신 모듈(311)이 출력한 디지털 신호를 입력하여 아날로그 신호로 변환한 후 IF/RF 송신단(315)을 통하여 송신 안테나(317)로 출력한다.

한편, 상기 수신 모듈(307)은 상기 A/D 변환기(305)가 출력한 신호와 송신 모듈(311)이 출력한 신호를 고려하여 송신 모듈(311)로부터 수신 모듈(307)까지의 간섭 채널을 추정하고, 상기 추정값을 간섭 신호 제어기(319)로 출력한다. 상기 간섭 신호 제어기(319)는 상기 수신 모듈(307)이 출력한 간섭 채널 추정값(321)과 상기 송신 모듈(311)이 출력한 신호를 입력하여 기저대역(baseband) 간섭 신호를 추정하고, 상기 추정값을 수신 모듈(307)로 출력한다. 상기 수신 모듈(307)은 상기 A/D 변환기(305)가 출력한 신호에서 상기 기저대역 간섭 신호 추정값(323)을 감산하여 복조 및 복호를 수행한다.

한편, 상기 간섭 신호 제어기(319)는 간섭 신호의 크기 변환을 위한 제어 신호는 크기 변환기(327)로 출력하고, 간섭 신호의 딜레이 변환을 위한 제어 신호는 딜레이 변환기(329)로 출력한다. 또한, 상기 송신단 커플러(325)로부터 커플링된 신호가 상기 크기 변환기(327)와 딜레이 변환기(329)에 입력되어 상기 간섭 신호 제어기로부터 입력된 제어 신호와 함께 RF/IF 대역 간섭 신호를 추정하고, 상기 추정된 RF/IF 대역 간섭 신호 추정값(331)을 RF/IF 수신단(303)으로 출력한다. 상기 RF/IF 수신단(303)은 수신 안테나(301)로부터 수신한 신호에서 상기 RF/IF 대역 간섭 신호 추정값(331)을 감산하여 상기 RF/IF 대역의 간섭 신호를 제거한다.

따라서, 도 3에서 설명하는 전이중 방식 RS의 수신 모듈(307)은 상기 RF/IF 대역에서 선 간섭 제거된 신호를 수신하여 기저대역 간섭 제거를 수행하므로 RF/IF 대역 간섭 신호 및 기저대역 간섭 신호 모두를 제거할 수 있다. 다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 송신 모듈과 수신 모듈을 상세히 설명하기로 한다. 상기 도 4에서 설명되는 동작 중 앞서 설명한 도 3과 중복되는 부분에 한해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 송신 모듈과 수신 모듈의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 수신 모듈(410)은 동기(synchronos)기(411)와, 순환 접두어(CP: Cyclic Prefix, 이하 'CP'라 칭하기로 한다) 제거 및 고속 퓨리에 변환(FFT: Fast Furier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)기(413)와, 연산기(415)와, 데이터 복조기(demodulator)(417)와, 채널 복호기(decoder)(419)와, 간섭채널 추정기(421)와, 채널 추정기(423)를 포함한다. 또한 송신 모듈(450)은 채널 부호기(encoder)(451)와, 데이터 변조기(modulator)(453)와, 역고속 퓨리에 변환(IFFT: Inverse Fast Furier Transform, 이하 'IFFT'라 칭하기로 한다)기(455)를 포함한다.

A/D 변환기(400)는 아날로그 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환한 후 동기기(411)와 CP 제거 및 FFT기(413)로 출력한다. 상기 동기기(411)는 다중 채널을 통해 입력된 기준 신호, 일 예로 프리앰블(preamble) 신호를 이용해 각 채널로부터 입력된 신호의 동기를 맞추며, 상기 A/D 변환기(400)가 출력한 신호를 입력하여 동기화 후 CP 제거 및 FFT기(413)로 출력한다. 상기 CP 제거 및 FFT기(413)는 상기 A/D 변환기(400)와 상기 동기기(411)가 출력한 신호를 입력하여 CP를 제거하고 FFT를 수행한 후 간섭채널 추정기(421)와 채널 추정기(423)와 데이터 복조기(417)로 출력한다. 상기 데이터 복조기(417)는 상기 CP 제거 및 FFT기(413)와 채널 추정기(423)가 출력하는 신호를 입력하여 복조하고 채널 복호기(419)로 출력한다. 상기 채널 복호기(419)는 상기 데이터 복조기(417)가 출력한 신호를 입력하여 복조한 후 데이터 버퍼(440)를 통해 채널 부호기(451)로 출력한다.

상기 채널 부호기(451)는 데이터 복호기(419)가 출력한 신호를 입력하여 미리 설정된 부호화 방식, 일 예로 컨벌루셔널 부호화(Convolutional Coding) 방식, 터보 부호화(Turbo Coding) 방식 등과 같은 다양한 부호화 방식에 상응하여 부호화한 후 데이터 변조기(453)로 출력한다. 상기 데이터 변조기(453)는 상기 채널 부호기(451)가 출력한 신호를 입력하여 미리 설정된 변조 방식, 일 예로 QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식, BPSK(Binary Phase Shift Key) 방식, QPSK(Quadrature Phase Shift Key), PSK(Phase Shift Keying) 방식, PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식 등과 같은 다양한 변조 방식에 상응하여 변조한 후 상 기 간섭 채널 추정기(421)와 간섭신호 제어기(430)와 IFFT 및 CP 삽입기(455)로 출력한다.

상기 간섭 채널 추정기(421)는 상기 데이터 변조기(453)가 출력한 신호와 CP 제거기 및 FFT기(413)가 출력한 신호를 고려하여 간섭 채널을 추정하고, 상기 추정값을 간섭 신호 제어기(430)로 출력한다. 또한, 상기 IFFT 및 CP 삽입기(455)는 상기 데이터 변조기(453)가 출력한 신호를 입력하여 IFFT를 수행하고 CP를 삽입한 후 D/A 변환기(460)로 출력한다. 다음으로 도 5를 참조하여 전이중 방식 RS가 기저대역 간섭을 제거하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전이중 방식 RS의 간섭 제거 과정을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 501단계에서 RS는 수신안테나를 통해 신호를 수신하고 503단계로 진행한다. 상기 503단계에서 RS는 이전 프레임에서 수신한 신호를 복조 및 복호한 후 다시 부호화 및 변조한 신호와 현재 프레임에서 수신한 신호, 즉 상기 501단계에서 수신한 신호에 상응하여 간섭 채널을 추정한 후 505단계로 진행한다. 상기 505단계에서 RS는 상기 간섭 채널 추정값과 이전 프레임에서 수신한 신호를 복조 및 복호한 후 다시 부호화 및 변조한 신호에 상응하여 기저대역 간섭 신호를 추정한 후 507단계로 진행한다. 상기 507단계에서 RS는 상기 추정한 기저대역 간섭 신호 추정값에 상응하여 기저대역의 간섭 신호를 제거한다. 다음으로 도 6을 참조하여 전이중 방식 RS가 기저대역 간섭 및 RF/IF 대역 간섭을 제거하는 과정에 대해서 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 간섭 제거 과정을 도시한 순서도이다.

도 6을 참조하면, 601단계에서 RS는 수신 안테나를 통해 신호를 수신하고 603단계로 진행한다. 상기 603단계에서 RS는 상기 수신한 신호에서 이전 프레임에서 추정한 RF/IF 간섭 신호를 제거한 후 605단계로 진행한다. 상기 605단계에서 RS는 이전 프레임에서 수신한 신호를 복조 및 복호한 후 다시 부호화 및 변조한 신호와 현재 프레임에서 수신한 신호, 즉 RF/IF 간섭 신호를 제거한 신호에 상응하여 간섭 채널을 추정한 후 607단계로 진행한다. 상기 607단계에서 RS는 상기 간섭 채널 추정값과 이전 프레임에서 수신한 신호를 복조 및 복호한 후 다시 부호화 및 변조한 신호에 상응하여 기저대역 간섭 신호를 추정한 후 609단계로 진행한다. 상기 609단계에서 RS는 상기 추정한 기저대역 간섭 신호 추정값에 상응하여 기저대역의 간섭 신호를 제거한 후 611단계로 진행한다. 상기 611단계에서 RS는 현재 프레임에서 수신한 신호를 복조 및 복호한 후 다시 부호화 및 변조한 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한 신호의 크기와 딜레이를 변환하여 RF/IF 간섭 신호를 추정한다.

도 1은 통신 시스템에서 BS가 MS로 신호를 전송할 때 사용되는 슬롯을 도시한 도면,

도 2는 통신 시스템에서 본 발명의 제 1실시예에 따른 전이중 방식 RS 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 송신 모듈과 수신 모듈의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전이중 방식 RS의 간섭 제거 과정을 도시한 순서도

도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전이중 방식 RS의 간섭 제거 과정을 도시한 순서도

Claims

통신 시스템에서 중계국의 송수신신호 간섭 제거 방법에 있어서,

안테나를 통해 무선 주파수 신호 및 중간 주파수 신호를 수신하는 과정과,

수신된 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환하는 과정과,

상기 디지털 신호를 제 1 신호로 입력하여 복조 및 복호하여 출력하는 과정과,

상기 출력한 신호를 부호 및 변조하여 제 2신호를 출력하는 과정과,

상기 제 1신호와 제 2신호를 사용하여 상기 제 1신호가 제 2신호로 변환되는 과정의 간섭 채널을 추정하여 간섭 채널 추정값을 출력하는 과정과,

상기 간섭 채널 추정값과 상기 제 2신호를 사용하여 제 1간섭 신호 추정값을 출력하는 과정과,

상기 제 1신호에서 상기 제 1간섭 신호를 제거하여 신호를 출력하는 과정을 포함하는 간섭 제거 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제 2신호를 중간 주파수 및 무선 주파수 처리하여 출력하는 과정과,

상기 출력된 신호를 제 1 간섭 신호 추정값에 상응하여 신호 크기를 변환하는 과정과,

상기 크기가 변환된 신호를 제 1 간섭 신호 추정값에 상응하여 미리 설정된 구간만큼 지연하여 제 2간섭 신호 추정값을 생성하는 과정과,

상기 안테나를 통해 수신한 무선 주파수 및 중간 주파수 신호에서 상기 제 2 간섭 신호를 제거하여 출력하는 과정을 더 포함하는 간섭 제거 방법.
제 1항에 있어서,

상기 간섭 채널 추정값은 간섭 채널이 일정한 시간 구간, 주파수 구간 중 적어도 하나의 구간 동안 추정한 값의 평균으로 산출함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제 1항에 있어서,

상기 간섭 채널 추정값은 프레임 N개의 데이터를 평균하여 현재 프레임 k의 간섭 채널을 추정하고, 상기 프레임 N개를 사용하여 산출한 간섭 채널 추정값은 하기 수학식 6임을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.

[수학식 6]

상기 수학식 6에서
는 간섭 채널 추정값을 나타내고, y(k)는 제 1신호를 나타내고, x(k)는 제 2신호를 나타내고, w는 프레임 인덱스를 나타냄.
제 1항에 있어서,

상기 간섭 채널 추정값은 프레임 N개 데이터를 평균하여 현재 프레임 k의 간섭 채널을 추정하고, 이전 프레임 N/2와 이후 프레임 N/2을 사용하여 산출한 간섭 채널 추정값은 하기 수학식 7임을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.

[수학식 7]

상기 수학식 7에서
는 간섭 채널 추정값을 나타내고, y(k)는 제 1신호를 나타내고, x(k)는 제 2신호를 나타내고, w는 프레임 인덱스를 나타냄.
제 1항에 있어서,

상기 제 1간섭 신호 추정값은 기저대역 간섭 신호를 추정한 값임을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제 2항에 있어서,

상기 제 2간섭 신호 추정값은 무선 주파수 및 중간 주파수 간섭 신호를 추정한 값임을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제 1항에 있어서,

안테나로부터 미리 설정한 시간 동안 데이터를 수신하지 못할 경우, 데이터를 복호 및 복조하고 부호 및 변조하는 과정 없이 간섭 채널 추정하는 과정을 더 포함하는 간섭 제거 방법.
통신 시스템에서 중계국의 송수신신호 간섭 제거 장치에 있어서

안테나를 통해 무선 주파수 신호 및 중간 주파수 신호를 수신하는 수신단과, 상기 수신단이 출력한 신호를 입력하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그 및 디지털 변환기(A/D Converter)와, 상기 디지털 신호를 제 1신호로 입력하여 복조 및 복호하고, 부호 및 변조하여 제 2신호를 출력하는 송신 모듈과, 상기 제 1신호와 제 2신호를 사용하여 상기 제 1 신호가 제 2 신호로 변환되는 과정의 간섭 채널 채널을 추정하여 간섭 채널 추정값을 출력하는 수신 모듈과, 상기 간섭 채널 추정값과 상기 제 2신호를 사용하여 제 1간섭 신호 추정값을 출력하는 간섭 신호 제어기를 포함하고,

상기 수신 모듈은 상기 제 1신호에서 상기 제 1간섭 신호를 제거하여 출력함을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.
제 9항에 있어서,

상기 제 2신호를 중간 주파수 및 무선 주파수 처리하여 출력하는 송신단과, 상기 출력된 신호를 제 1 간섭 신호 추정값에 상응하여 신호 크기를 변환하는 크기 변환기와, 상기 크기 변환기가 출력한 신호를 제 1 간섭 신호 추정값에 상응하여 미리 설정된 구간만큼 지연하여 제 2간섭 신호 추정값을 생성하는 딜레이 변환기를 더 포함하고,

상기 송신단은 안테나를 통해 수신한 무선 주파수 및 중간 주파수 신호에서 상기 제 2 간섭 신호를 제거하여 출력함을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.
제 9항에 있어서,

상기 수신 모듈은 간섭 채널이 일정한 시간 구간, 주파수 구간 중 적어도 하나의 구간 동안 추정한 값의 평균으로 산출한 간섭 채널 추정값을 출력하는 간섭 채널 추정기를 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.
제 11항에 있어서,

상기 간섭 채널 추정기는 프레임 N개의 데이터를 평균하여 현재 프레임 k의 간섭 채널을 추정하고, 상기 프레임 N개를 사용하여 산출한 간섭 채널 추정값은 하기 수학식 8임을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.

[수학식 8]

상기 수학식 8에서
는 간섭 채널 추정값을 나타내고, y(k)는 제 1신호를 나타내고, x(k)는 제 2신호를 나타내고, w는 프레임 인덱스를 나타냄.
제 11항에 있어서,

상기 간섭 채널 추정기는 프레임 N개의 데이터를 평균하여 현재 프레임 k의 간섭 채널을 추정하고, 상기 간섭 채널 추정기가 프레임 N/2개와 이전 프레임 N/2개를 사용하여 산출한 간섭 채널 추정값은 하기 수학식 9임을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.

[수학식 9]

상기 수학식 9에서
는 간섭 채널 추정값을 나타내고, y(k)는 제 1신호를 나타내고, x(k)는 제 2신호를 나타내고, w는 프레임 인덱스를 나타냄.
제 9항에 있어서,

상기 제 1간섭 신호 추정값은 기저대역 간섭 신호를 추정한 값임을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.
제 10항에 있어서,

상기 제 2간섭 신호 추정값은 무선 주파수 및 중간 주파수 간섭 신호를 추정한 값임을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.
제 9항에 있어서,

상기 수신단이 안테나로부터 미리 설정한 시간 동안 데이터를 수신하지 못할 경우, 데이터를 복호 및 복조하고 부호 및 변조하는 과정 없이 간섭 채널 추정함을 특징으로 하는 간섭 제거 장치.