KR20180075190A - 무선 통신 시스템에서 신호의 간섭을 제거하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호의 간섭을 제거하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20180075190A
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 기지국이 간섭량을 측정에 기반하여 신호에 대한 간섭을 제거하는 방법 및 장치의 특징을 개시한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국 방법은, 제1 안테나에 의하여 제1 신호를 수신하고, 제2 안테나에 의하여 제2 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 각각에 대한 채널 측정에 기반하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각에 대한 간섭량을 측정하는 단계 및 상기 채널 측정 결과로부터 생성된 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 상기 측정된 간섭량에 기반하여 조정하여, 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호의 간섭을 제거하는 방법 및 장치{THE METHOD AND APPARATUS FOR REMOVING INTERFERENCE OF A SIGNAL IN THE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 LTE 시스템에서 기지국이 간섭량을 측정에 기반하여 신호에 대한 간섭을 제거하는 방법및 장치에 관한 것이다.
현재의 이동통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신시스템으로 발전하고 있다. 현존하는 3세대 진화 이동통신 시스템은 전송 효율을 개선하기 위하여 복수의 송수신 안테나를 활용하여 복수의 정보 스트림(information stream)을 공간적으로 분리하여 전송할 수 있는 다중 안테나(MIMO: Multiple Input Multiple Output) 등과 같은 다양한 기술을 이용한다.
한편, 이동 통신에서 인접한 전파 지역으로 이동했을 때 통신하는 기지국을 자동으로 절환하는 셀룰러 시스템에서는 신호를 전송할 수 있는 주파수 영역이 한정되어 있기 때문에 동일한 캐리어 주파수로 서로 다른 지역들을 커버하는 기술이 이용될 수 있다. 다만, 이와 같은 주파수 재사용은 동일한 주파수에 대하여 서로 다른 셀들로부터의 간섭을 야기시키는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 간섭은 통화 품질을 떨어트리는 비트 및 프레임 에러를 발생시키거나 통화 연결을 끊어버리는 제어 채널에의 에러를 발생시킬 수 있다.
이와 같은 인접 셀 간의 간섭으로 인한 성능 열화를 최소화하기 위하여 IRC(Interference Rejeciton Combining) 기법이 이용될 수 있다. IRC 기법은 복수의 안테나에서 수신되는 신호들을 결합하고 간섭 신호들을 제거함으로써 라디오 환경에서의 퍼포먼스를 개선할 수 있다. IRC 기법은 송신측(예를 들어, 셀 내의 단말)으로부터 전송되는 하나의 신호를 기지국에 포함된 복수의 안테나 각각에서 수신할 때, 각 안테나에서 수신되는 신호들에 대하여 채널 상태를 측정하고, 측정된 채널 상태를 각 안테나에서 수신된 신호들을 알고리즘에 따라 합성하는데 반영함으로써 상기 하나의 신호에 포함된 간섭 성분을 제거할 수 있다.
다만, IRC 기법을 이용하는 경우, 채널 상태에서의 간섭과 잡음의 영향 또는 랭크 부족 등의 문제로 간섭 제거 효과가 오히려 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 목적은, 수신되는 신호에 포함된 간섭량을 측정하고, 측정된 간섭량을 고려하여 신호에 포함된 간섭을 효과적으로 제거하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기지국 방법에 있어서, 제1 안테나에 의하여 제1 신호를 수신하고, 제2 안테나에 의하여 제2 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 각각에 대한 채널 측정에 기반하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각에 대한 간섭량을 측정하는 단계 및 상기 채널 측정 결과로부터 생성된 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 상기 측정된 간섭량에 기반하여 조정하여, 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에 있어서, 제1 안테나에 의하여 제1 신호를 수신하고, 제2 안테나에 의하여 제2 신호를 수신하는 무선통신부 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 각각에 대한 채널 측정에 기반하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각에 대한 간섭량을 측정하고, 상기 채널 측정 결과로부터 생성된 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 상기 측정된 간섭량에 기반하여 조정하여, 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국의 방법에 따르면, 기지국에 포함된 안테나들 각각이 수신한 신호들에 대한 간섭량을 측정하고, 간섭량에 기반하여 디코딩의 대상이 되는 신호의 생성에 이용되는 파라미터를 스케일링함으로써 간섭 제거 동작이 열화됨 없이 상황에 따라 효과적으로 신호의 간섭을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 셀과 기지국 및 이동 단말 사이의 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 간섭 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 제1 신호 및 제2 신호에 대하여 측정된 간섭량에 기반하여 제3 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 간섭량과 임계값 비교를 통하여 조정계수를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 간략히 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 무선통신부에 포함된 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 제어부에 포함된 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 셀 내 포함된 단말로부터 송신된 신호가 기지국에 포함된 복수의 안테나 각각으로부터 수신될 때, 각 안테나에서 수신되는 신호들의 채널 상태를 고려하여, 송신된 신호에 포함된 간섭을 제거하기 위한 IRC 기법을 효과적으로 수행하는 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 IRC 기법을 수행하는 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 셀과 기지국 및 이동 단말 사이의 관계를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 하나의 셀(1) 내에 기지국(10)이 존재하고, 기지국(10)은 외부에서 전송되는 신호를 수신할 수 있는 복수의 안테나(10a, 10b)를 포함할 수 있다. 하나의 셀(1)은 다른 셀(2)과 인접하게 위치하며, 적어도 하나의 이동 단말(11)은 하나의 셀(1) 내에 위치할 수 있다. 이때, 이동 단말(11)이 기지국(10)으로 신호를 전송하면 기지국(10)은 복수의 안테나(10a, 10b)를 이용하여 이동 단말(11)로부터 전송되는 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말(11)이 하나의 신호를 기지국으로 송신하는 경우, 기지국에 포함된 복수의 안테나(10a, 10b)는 상기 하나의 신호를 각각 수신할 수 있다. 여기에서, 하나의 신호는 기지국(10)으로 송신되는 과정에서 인접한 다른 셀(2)에 위치하는 단말(12)로부터의 신호에 의한 간섭 등에 의하여 각 안테나(10a, 10b)에서 서로 다른 신호로써 수신될 수 있다. 일 예로, 기지국(10)에 포함된 각 안테나(10a, 10b)의 서로 다른 채널 상태에 따라, 제1 안테나(10a)는 이동 단말에서 송신되는 하나의 신호를 제1 신호로 수신할 수 있고, 제2 안테나(10b)는 상기 하나의 신호를 제2 신호로 수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 안테나(10a)에서 수신되는 제1 신호를 y0, 제2 안테나(10b)에서 수신되는 제2 신호를 y1이라고 하면, y0 및 y1은 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
y0 = h0·x + no
[수학식 2]
y1 = h1·x + n1
상기 식들에 포함된 h0, h1, no 및 n1은 기지국이 각각의 안테나에서 수신되는 제1 신호 및 제2 신호에 대한 채널 추정을 수행한 것에 따른 값들이다. 여기에서, h0 및 h1은 제1 안테나 및 제2 안테나 각각에 대한 채널 측정값이고, x는 이동 단말에서 송신되는 신호이며, no 및 n1은 제1 신호 및 제2 신호 각각에 대한 잡음(noise)값을 의미한다.
기지국(10)은 이동 단말(11)로부터 전송된 신호(x)에 포함된 간섭 성분 등을 제거하기 위하여 제1 신호와 제2 신호를 기 설정된 방법에 따라 합성(combine)한 제3 신호를 생성할 수 있다.
먼저, 제3 신호의 생성을 위하여, yo와 y1 각 신호의 위상(phase)을 맞춰주고자 수학식 1의 양변을 ho로 나누고, 수학식 2의 양변을 h1으로 나눌 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00001
[수학식 4]
Figure pat00002
그리고, 수학식 3과 수학식 4를 더하면 다음의 수학식 5와 같다.
[수학식 5]
Figure pat00003
여기에서,
Figure pat00004
라고 하고,
Figure pat00005
이라 한 뒤 수학식 5를 정리하면, yo와 y1의 컴바인 신호인 제3 신호는 다음 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 6]
ycomb = w0·yo + w1·y1
여기에서, w0 및 w1은 다음과 같은 행렬로 표현될 수 있고,
W = [w0 w1]
W는 상기 수핫식 5의 정리를 통하여 다음의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00006
여기에서,
Figure pat00007
는 다음 식에 의하여 도출될 수 있으며,
Figure pat00008
: nR x nT estimated channel matrix
각 안테나에 대한 채널 추정 결과에 의하여 생성되는 채널 행렬 [h0 h1]이 이에 해당한다.
또한, 수학식 7에서 Rhh와 Rnn은 채널 측정에 따른 채널 측정값 h와 채널 상태에 따른 간섭 및 채널측정의 비값인 σ를 이용하여 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00009
Figure pat00010
보다 구체적으로, Rhh은 제1 안테나에 대한 채널 측정값 ho와 제2 안테나에 대한 채널 측정값 h1을 이용하여 생성된 공분산 행렬일 수 있다. 이하, Rhh를 제1 채널 파라미터라 한다. 또한, Rnn은, 제1 안테나에 대한 잡음 및 채널측정비의 값 σo와 제2 안테나에 대한 잡음 및 채널측정비의 값 σ1을 이용하여 생성된 공분산 행렬일 수 있다. 여기에서, Rnn은 제1 안테나 및 제2 안테나 각각의 채널에서 간섭 및 잡음의 정도를 반영하는 파라미터일 수 있다. 이하, Rnn를 제2 채널 파라미터라 한다.
한편, 상기 수학식 6 및 수학식 7을 참조하면, 제3 신호를 생성하기 위해서는 W 값이 도출되어야 함을 알 수 있다. 또한, W 값이 도출되려면, Rhh + Rnn(이하, R 행렬이라 한다)에 대한 역행렬이 존재하여야 한다. 실제 필드(Field) 환경에서 R 행렬의 역행렬이 존재하려면 R 행렬의 상태가 양호(well condition)하여야 한다. 그러나 간섭의 정도가 커서 R 행렬의 랭크(Rank) 부족으로 역행렬이 발산하는 상황이 발생하거나, 할당된 리소스 블록(RB)이 작아 R 행렬의 추정이 부정확해지는 등의 문제가 발생되는 경우가 있다. 이 경우, 간섭 제거를 위한 IRC 기법을 일률적으로 적용하는 것이 오히려 성능을 열화시키거나 성능 열화 정도를 증폭시키는 문제가 야기될 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예는, 이와 같이 간섭 정도에 따라 IRC 기법에 따른 간섭 제거 성능이 열화되는 문제를 해결하기 위한 방법을 제공한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 간섭 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 복수의 안테나를 포함하는 기지국은 제1 안테나에 의하여 제1 신호를 수신하고, 제2 안테나에 의하여 제2 신호를 수신할 수 있다(S201).
여기에서, 제1 신호 및 제2 신호는 도 1에서 상술한 바와 같이, 기지국과 동일한 셀 내의 이동 단말로부터 전송된 신호 x에 대한 간섭 및 잡음을 포함하는 수신 신호들일 수 있다. 즉, 제1 신호는 y0로 나타낼 수 있고, 제2 신호는 y1으로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 각 안테나의 채널에 대한 추정을 수행할 수 있다. 그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 제1 신호 및 제2 신호 각각에 대한 채널 측정에 기반하여 제1 신호 및 제2 신호에 대한 간섭량을 측정할 수 있다(S202).
예를 들어, 기지국은, 제1 신호에 대한 채널 추정을 수행하여, 제1 신호에 대한 채널 측정값 및 제1 신호에 대한 잡음값을 측정할 수 있다. 또한, 기지국은 제2 신호에 대한 채널 추정을 수행하여, 제2 신호에 대한 채널 측정값 및 제2 신호에 대한 잡음값을 측정할 수 있다. 여기에서, 채널 측정값은 도 1에서 설명한 h 값이고, 잡음값은 도 1에서 설명한 n에 해당할 수 있다.
그리고 기지국은, 제1 신호의 채널 측정값과 잡음값 및 제2 신호의 채널 측정값과 잡음값을 이용하여, 제1 신호 및 제2 신호 각각에 대한 간섭량을 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 신호 및 제2 신호에 대한 채널 측정 결과를 이용하여 제1 안테나 및 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터들을 생성할 수 있다. 여기에서 채널 파라미터는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 IRC 기법에 따라 제1 신호 및 제2 신호를 컴바인한 제3 신호를 생성하는데 이용할 채널 파라미터들로, 채널 측정 결과 획득된 채널 측정값 및 잡음값들을 이용하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 채널과 관련된 파라미터는, 도 1에서 상술한 채널 측정값들로부터 생성된 공분산 행렬인 제1 채널 파라미터(Rhh) 또는 채널 측정값 및 잡음값들로부터 생성된 공분산 행렬인 제2 채널 파라미터(Rnn)일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 채널 측정 결과로부터 생성된 제1 및 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 생성하면, 측정된 간섭량에 기반하여 채널 파라미터를 조정함으로써 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성할 수 있다(S203).
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 제1 신호 및 제2 신호에 대한 간섭량을 먼저 측정하고, 측정된 간섭량에 따라 제3 신호 생성을 위해 이용될 채널 파라미터들을 조정함으로써 간섭의 영향을 고려할 수 있기 때문에 간섭 정도에 따라 간섭 제거 효과가 달라지는 IRC 기법을 보완할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 제1 신호 및 제2 신호에 대한 간섭량 측정에 기반하여 채널 파라미터들을 조정하는 본 발명의 실시 예를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은, 제1 신호 및 제2 신호에 대하여 측정된 간섭량에 기반하여 제3 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 간섭량과 임계값 비교를 통하여 조정계수를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 제1 신호 및 제2 신호에 대한 간섭량을 측정할 수 있다(S301).
여기에서, 간섭량 P_I는 다음 수학식 8로부터 도출될 수 있다.
[수학식 8]
P_I = P_NI - P_N
상기 수학식 8에서, P_NI는 Noise plus Interference Power를 나타내고, P_N은 Thermal Noise Power를 나타낸다.
먼저, P_NI는 상술한 제2 채널 파라미터(Rnn)로부터 구할 수 있다.
보다 구체적으로,
Figure pat00011
은, 대각 요소(diagonal) 성분(
Figure pat00012
)과 비-대각 요소(off-diagonal) 성분(
Figure pat00013
)으로 나뉠 수 있다. 여기에서, 수신된 신호에 간섭 성분이 클 경우, 비-대각 요소 성분은 비교적 크게 도출되고, 수신된 신호에 잡음 성분이 클 경우, 대각 요소 성분이 비교적 크게 도출될 수 있다. 이때, P_NI는 대각 요소 성분에 의하여 결정될 수 있다.
또한, 1RB당 P_N은 다음 식에 의하여 도출될 수 있다.
P_N = - 174dBM = - 174 + 10log10(12 [tone] x 1500[Hz])
상술한 방법에 따라 간섭량이 측정되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 기 설정된 임계값과 측정된 간섭량을 비교할 수 있다(S302). 그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 비교 결과에 기반하여 채널 파라미터를 스케일링하는 조정계수를 결정할 수 있다(S303).
본 발명의 실시 예에 따른 기지국은, 상술한 R 행렬(Rhh + Rnn)의 역행렬을 구함에 있어 발산에 따른 성능 열화 문제를 해결하기 위하여 Rnn을 스케일링할 수 있다. 예를 들어, Rnn의 역행렬이 존재할 수 있도록 대각 요소 성분이 비-대각 요소 성분보다 기 설정된 정도 이상 커지도록 스케일링함으로써 발산하는 문제발생을 감소시킬 수 있다.
예를 들어, Rnn의 대각 요소 성분에는 상수 α를 곱해주고, 비-대각 요소 성분에는 상수 β를 곱해줄 수 있다. 만약, 간섭이 없는 경우에는 대각 요소 성분에 상수 α(1 이상)를 곱해주는 것과 동시에 비 대각 요소 성분을 0으로 만들도록 0인 상수 β를 곱해줄 수 있다. 이와 달리 간섭이 있는 경우, 간섭량에 따라 대각 요소 성분과 비-대각 요소 성분 각각이 적절히 스케일링 되도록 α와 β의 비인 조정계수를 결정할 수 있다. 이 경우, 일 예로 간섭량이 크면 β/α=1이 되도록 조정 계수를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상술한 조정 계수는 측정된 간섭량과 기 설정된 임계값의 비교에 근거하여 결정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 예를 들어, 측정된 간섭량이 기 설정된 임계치(th0) 보다 작은 경우, 조정계수 β/α를 0으로 설정할 수 있다. 또한, 일 예로, 측정된 간섭량이 기 설정된 임계치(th1) 보다는 크고(th2)보다 작을 경우, 조정계수 β/α를 γ1으로 설정할 수 있다. 또한, 일 예로, 측정된 간섭량이 기 설정된 임계치(th2) 보다는 크고 (th3)보다 작을 경우, 조정계수 β/α를 γ2로 설정할 수 있다. 또한, 일 예로, 측정된 간섭량이 기 설정된 임계치(th3) 보다는 크고 (th4)보다 작을 경우, 조정계수 β/α를 γ3으로 설정할 수 있다. 또한, 일 예로, 측정된 간섭량이 기 설정된 임계치(thk) 보다는 크고 (th_k+1)보다 작을 경우, 조정계수 β/α를 γk으로 설정할 수 있다.
여기에서 γ는 다음을 만족할 수 있다.
Figure pat00014
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국이 조정계수를 결정하면, 조정계수를 이용하여 채널 파라미터를 스케일링한 뒤, 스케일링된 채널 파라미터를 기 설정된 알고리즘에 적용하여 제3 신호를 생성할 수 있다(S304).
여기에서, 기 설정된 알고리즘은, 제1 신호와 제2 신호를 컴바인하기 위한 알고리즘일 수 있다.
예를 들어, 기 설정된 알고리즘은, 안테나 컴바인 알고리즘으로, 안테나 각각에서 수신된 신호들을 컴바인할 때 컴바인될 안테나에 같은 weight를 적용하는 EGC(Equal Gain Combine), 안테나 각각에서 수신된 신호들을 컴바인할 때 컴바인될 안테나 각각의 SNR에 따라 weight를 적용하는 MRC(Maximum Ratio Combine) 및 안테나 각각에서 수신된 신호들을 컴바인할 때 컴바인될 안테나에 MMSE weight를 적용하는 IRC(Interference Rejection Combine)를 포함할 수 있다.
또한, 디코딩의 대상이 되는 제3 신호가 생성되면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 LLR을 계산하고, 이에 근거하여 information bit를 생성할 수 있다(S305).
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은, 안테나들 각각에 수신되는 신호들에서 간섭량을 먼저 측정하고, 측정된 간섭량을 기 설정된 임계치와 비교하여 채널 파라미터를 적절히 스케일링함으로써 간섭 정도에 따라 수신된 신호에 포함된 간섭을 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
상기 도 1 내지 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 기지국에 포함된 2개의 안테나를 전제로 설명하였으나, 기지국에 포함된 복수의 안테나 각각에서 수신되는 신호들에도 본 발명의 실시 예가 적용 가능하다. 예를 들어, 4개의 안테나에 대한 수신 신호들의 채널 측정을 통하여, 채널 파라미터 Rnn를 다음 행렬과 같이 도출할 수 있다.
Figure pat00015
마찬가지로, 이 경우에도 간섭량을 먼저 측정한 뒤, 측정된 간섭량과 기 설정된 임계값의 비교를 통하여 결정된 상수 α, β에 의한 조정계수 β/α를 결정할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 구성을 간략히 도시한 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 무선통신부에 포함된 구성을 도시한 블록도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국의 제어부에 포함된 구성을 도시한 블록도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국(10)은, 무선통신부(100)와 제어부(200)를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 무선통신부(100)는 복수의 안테나를 이용하여 외부와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부(100)는 복수의 안테나에 의하여, 무선 채널을 통해 외부로부터 수신되는 무선 신호들을 수신하거나 송신하고자 하는 신호를 무선 채널을 통해 송신할 수 있다. 또한, 무선 통신부(100)의 데이터 복원부(110)는 안테나들에 의하여 수신된 신호들을 제공받으면, 제공받은 신호들에 포함된 데이터를 복원할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 데이터 복원부(110)는 무선 신호들에 포함된 데이터의 복원을 위하여 복조 블록이나 채널 복호 블록 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 채널 추정부(120)는 제공받은 수신 신호를 이용하여 채널을 추정할 수 있다. 채널 추정부(120)는 예를 들면, 상향링크를 통하여 수신된 신호를 이용하여 수신 전력을 측정함으로써 채널을 추정할 수 있다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(200)는 무선통신부(100)로부터 수신한 채널 측정 결과를 이용하여 채널 상태에 따른 간섭량을 측정하는 간섭량 측정부(210)를 포함할 수 있다. 또한, 간섭량 측정부(210)은 채널 측정 결과에 따라 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 생성할 수 있다. 이와 같이, 간섭량 측정부(210)가 간섭량을 측정하면, 그 결과를 비교부(220)로 전달할 수 있다. 비교부(220)는 측정된 간섭량을 기 설정된 임계값과 비교할 수 있다. 이를 위하여, 비교부(220)에는 기 설정된 임계값들에 관한 정보들이 저장될 수 있다.
또한, 비교부(220)는 조정 계수 결정부(230)에 비교 결과를 전달하고, 간섭량 측정부(210)는 채널 측정 결과값에 기반하여 생성된 채널 파라미터들을 조정계수 결정부(230)에 전달할 수 있다. 조정계수 결정부(230)는 비교부(220)로부터 전달받은 비교 결과에 기반하여 채널 파라미터들을 스케일링하기 위한 조정계수를 결정할 수 있다.
이와 같이 조정계수가 결정되면, 조정계수 결정부(230)는 결정된 조정계수 및 채널 파라미터를 제3 신호 생성부(240)로 전달할 수 있다. 제3 신호 생성부(240)는 기 설정된 알고리즘에 따라 결정된 조정계수에 의하여 스케일링된 채널 파라미터를 이용하여 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성하게 된다. 이후, 제3 신호가 생성되면, 생성된 제3 신호는 디코딩부(250)로 전달되고, 디코딩부(250)에서는 제3 신호를 디코딩한 이후, LLR 계산을 통하여 information bit를 결정할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 복수의 안테나를 포함하는 기지국의 방법에 있어서,
    제1 안테나에 의하여 제1 신호를 수신하고, 제2 안테나에 의하여 제2 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호 각각에 대한 채널 측정에 기반하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각에 대한 간섭량을 측정하는 단계; 및
    상기 채널 측정 결과로부터 생성된 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 상기 측정된 간섭량에 기반하여 조정하여, 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 신호를 생성하는 단계는,
    상기 측정된 간섭량에 기반하여 상기 채널 파라미터를 스케일링 하기 위한 조정 계수를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 조정 계수에 따라 스케일링된 채널 파라미터를 기 설정된 알고리즘에 적용하여 제3 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 채널 측정에 의하여 획득된 채널 측정값 및 잡음값을 이용하여 생성된 공분산 행렬을 포함하고,
    상기 공분산 행렬은, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 포함된 잡음 정도를 나타내는 잡음 성분과 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 대한 간섭 정도를 나타내는 간섭 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조정 계수는,
    상기 잡음 성분을 스케일링하는 제1 계수 및 상기 잡음 성분을 스케일링하는 제2 계수의 비율에 의하여 결정되는 값인 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조정 계수는, 상기 측정된 간섭량과 기 설정된 임계값과의 비교에 의하여 결정되며,
    상기 제1 계수는 1 이상의 상수이고, 상기 제2 계수는 0 이상의 상수인 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 간섭량은, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 대한 간섭 및 잡음에 따른 수신 전력과 상기 제1신호 및 상기 제2 신호의 잡음에 따른 수신 전력의 차이에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국 방법.
  7. 무선통신 시스템에서 복수의 안테나를 포함하는 기지국에 있어서,
    제1 안테나에 의하여 제1 신호를 수신하고, 제2 안테나에 의하여 제2 신호를 수신하는 무선통신부; 및
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호 각각에 대한 채널 측정에 기반하여 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호 각각에 대한 간섭량을 측정하고, 상기 채널 측정 결과로부터 생성된 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 채널 상태를 나타내는 채널 파라미터를 상기 측정된 간섭량에 기반하여 조정하여, 디코딩의 대상이 되는 제3 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 측정된 간섭량에 기반하여 상기 채널 파라미터를 스케일링 하기 위한 조정 계수를 결정하고, 상기 결정된 조정 계수에 따라 스케일링된 채널 파라미터를 기 설정된 알고리즘에 적용하여 제3 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 채널 파라미터는, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호의 채널 측정에 의하여 획득된 채널 측정값 및 잡음값을 이용하여 생성된 공분산 행렬을 포함하고,
    상기 공분산 행렬은, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 포함된 잡음 정도를 나타내는 잡음 성분과 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 대한 간섭 정도를 나타내는 간섭 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 조정 계수는,
    상기 잡음 성분을 스케일링하는 제1 계수 및 상기 잡음 성분을 스케일링하는 제2 계수의 비율에 의하여 결정되는 값인 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조정 계수는, 상기 측정된 간섭량과 기 설정된 임계값과의 비교에 의하여 결정되며,
    상기 제1 계수는 1 이상의 상수이고, 상기 제2 계수는 0 이상의 상수인 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 간섭량은, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 대한 간섭 및 잡음에 따른 수신 전력과 상기 제1신호 및 상기 제2 신호의 잡음에 따른 수신 전력의 차이에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
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