KR20190048551A - 상향링크-하향링크 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채널 상태 정보 수신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동적 TDD 환경에서 인접 셀의 기지국 간 또는 단말 간에 신호 방향 및 다중 접속 기법이 상이하여 발생할 수 있는 간섭 영향을 완화하기 위해 디코딩 순서를 결정하여 데이터 손실을 줄임으로써 전송 신뢰도를 높일 수 있는 상향 링크-하향 링크 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

상향링크-하향링크 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CROSS LINK INTERFERENCE}

본 발명은 상향링크-하향링크 간의 간섭을 제어하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동적 시분할 복식(Dynamic Time Division Duplex, 이하 '동적 TDD'로 지칭하도록 함) 환경에서 인접 셀의 기지국 상호 간 또는 단말 상호 간에 신호 방향 및 다중 접속 기법이 상이하여 발생할 수 있는 간섭 영향을 완화하기 위해 디코딩 순서를 결정하는 상향 링크-하향 링크 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

무선 통신 시스템은 기지국을 중심으로 고정적인 서비스 커버리지를 제공하는 네트워크를 구축하고, 해당 커버리지 내의 이동국인 사용자의 단말로 양호한 전파 환경을 제공함으로써 안정적인 음성, 데이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 무선 통신 시스템은 시간의 흐름에 따라 지속적으로 진화되고 있다.

일반적으로 무선 통신 시스템은 시스템 자원(대역폭, 전송 전력 등)을 공유하여 다중 사용자의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(Multiple Access) 시스템이다. LTE 시스템에서 사용하는 다중 접속의 예로는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)과 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)이 있다. OFDMA는 각각의 사용자가 할당 받은 특정 대역을 다수의 부반송파로 일정하게 나눠서 데이터를 송수신하며, SC-FDMA는 할당 받은 대역 내의 부반송파에 데이터를 싣기 전에 추가적인 DFT(Discrete Fourier Transform)를 통해 데이터를 스프레딩(spreading)하여 신호의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)를 줄이는 기술이다. LTE 시스템에서는, 기지국에서 단말로의 하향링크(downlink)에서는 OFDMA를 채용하고, 단말에서 기지국으로의 상향링크(uplink)에서는 SC-FDMA를 채용하는데, SC-FDMA가 PAPR을 최소화하여 단말의 전력 소모를 줄일 수 있기 때문에 상향링크에 사용되고 있다.

최근 연구되고 있는 5G 무선 통신 환경에서는 상술한 OFDMA, SC-FDMA 이외에도 사용자가 동일한 시간 및 주파수 자원을 사용하는 NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access) 기법이 논의되고 있으며, MUST (Multi-User Superposition Transmission), SCMA (Sparse Code Multiple Access), PDMA (Pattern Division Multiple Access), RSMA (Resource Spread Multiple Access), IDMA (Interleave Division Multiple Access), IGMA (Interleave Grid Multiple Access) 등이 그 예이다.

한편, 무선 통신 시스템은 다중화 방법에 따라 주파수 분할 복식(Frequency Division Duplex, FDD)과 시분할 복식(Time Division Duplex, TDD)이 있으며, TDD는 하향링크와 상향링크에 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 FDD와 달리 하향링크와 상향링크가 동일한 주파수 대역을 사용한다. 다시 말해, TDD는 하향링크와 상향링크가 서로 같은 주파수 대역을 사용하여 송수신하므로, 단말과 기지국이 송수신하는 시간을 미리 약속하여 정해진 시간에 송수신하는 방법을 사용한다.

기존의 TDD 시스템은, 하향링크와 상향링크를 송수신 시간이 기 정해져 있는 고정된 방식으로 운용되어 임의의 시간/주파수 자원을 사용하는 기지국이 하향링크를 전송하는 경우 인접한 기지국도 해당 시간/주파수 자원에서 하향링크를 전송한다.

그러나 5G 무선 통신 환경에서는 트래픽 상황을 고려하여 하향링크와 상향링크를 동적으로 할당하는 동적 TDD 적용에 대하여 논의하고 있으며, 이에 따라 서로 다른 TDD 시스템들 간의 공존이 문제가 되고 있다. 즉, 동적 TDD 환경 하에서는 인접 셀 간에 서로 다른 시간 자원을 점유하여 하향링크 또는 상향링크 전송을 할 수 있으므로 동일 시간 대에 서로 다른 방향의 전송을 하는 경우에는 기지국 간 또는 단말 간의 간섭이 발생하게 된다.

다시 말해, 동적 TDD 환경에서 하향링크와 상향링크가 서로 다른 다중 접속 기법을 채용하는 경우 하향 링크 기준으로 수신 측인 단말이 접속한 기지국으로부터 하향 링크 신호를 수신할 때, 인접 셀의 다른 단말이 다른 기지국으로 전송하는 상향 링크 신호가 간섭으로 작용할 수 있으며, 이 때 하향링크와 상향링크에서 상이한 다중 접속 기법을 채용하고 있는 경우에는 하향링크의 다중 접속 기법으로 수신 신호를 디코딩한다면 상이한 다중 접속 기법에 의한 반대 방향 신호의 간섭으로 인해 수신하고자 하는 데이터를 모두 복원할 수 없어 데이터 손실의 문제가 있고, 이에 따라 전송의 신뢰도가 떨어진다.

한국공개특허 제10-2012-0140189호, 2012.12.28 공개(명칭: 무선 통신 시스템에서 시분할 복식 프레임 구성 정보 송수신 방법 및 장치)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 동일 시간 대에 반대 방향의 신호를 상이한 다중 접속 기법에 의해 수신함으로써 발생하는 기지국 상호 간 또는 단말 상호 간의 간섭의 영향을 제거하기 위하여 수신 신호에 대한 디코딩 순서를 제안하는 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

그러나 이러한 본 발명의 목적은 상기의 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법은 단말이 기지국으로부터 수신하는 수신 신호에 대하여 다중 접속 기법이 상이한 인접 셀의 신호에 의한 간섭을 제어하기 위한 간섭 제어 방법에 있어서, 상기 단말이 상기 기지국으로부터 상기 인접 셀과 연관된 부가 정보를 수신하는 단계; 상기 부가 정보에 따라서 상기 수신 신호를 디코딩하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 성분을 추출하는 단계; 상기 수신 신호에서 상기 추출한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및 기 설정된 다중 접속 기법을 이용하여 상기 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법은 기지국이 단말로부터 수신하는 수신 신호에 대하여 다중 접속 기법이 상이한 인접 셀의 신호에 의한 간섭을 제어하기 위한 간섭 제어 방법에 있어서, 상기 기지국이 기지국 관리 장치 또는 상기 인접 셀의 다른 기지국의 백홀망을 통해 상기 인접 셀과 연관된 부가 정보를 수신하는 단계; 상기 부가 정보에 따라서 상기 수신 신호를 디코딩하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 성분을 추출하는 단계; 상기 수신 신호에서 상기 추출한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및 기 설정된 다중 접속 기법을 이용하여 상기 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 디코딩하는 단계를 포함할 수 있다.

이때 상기 간섭 성분을 추출하는 단계 이전에, 상기 부가 정보를 기반으로 상기 수신 신호에 대하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 영향을 판단하는 단계를 더 포함하고, 간섭 영향이 큰 것으로 판단된 경우 상기 간섭 성분을 추출할 수 있다.

또한 상기 간섭 영향을 판단하는 단계는, 상기 인접 셀의 신호에 대한 수신 강도를 측정하여 상기 측정한 수신 강도가 기 설정된 임계 기준을 초과하는 경우 간섭 영향이 큰 것으로 판단할 수 있다.

또한 상기 부가 정보는, 상기 인접 셀에 설정된 다중 접속 기법, 상기 인접 셀의 신호에 대한 수신 강도를 측정하기 위한 참조 신호 정보, 상기 인접 셀의 신호의 데이터 복조를 위한 참조 신호 정보, 상기 인접 셀의 신호에 대한 시간 자원 설정 정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 간섭 성분을 추출하는 단계는, 상기 수신 신호에 대하여 상기 인접 셀에 설정된 다중 접속 기법을 우선 적용하여 상기 수신 신호를 디코딩할 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치는 상기 인접 셀과 연관된 부가 정보를 수신하는 정보 수신부; 및 수신 신호를 상기 부가 정보에 따라 디코딩하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 성분을 추출하고, 상기 추출한 간섭 성분을 상기 수신 신호에서 제거한 후 상기 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 기 설정된 다중 접속 기법을 이용하여 디코딩하는 디코딩부를 포함할 수 있다.

또한 상기 부가 정보를 기반으로 상기 수신 신호에 대하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 영향을 판단하여, 간섭 영향이 큰 것으로 판단된 경우 판단 결과를 상기 디코딩부에 제공하는 간섭 판단부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 상향링크-하향링크 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치에 의하면, 무선 통신 환경에서 송신 장치로부터 신호를 수신하는 수신 장치가 수신 신호를 디코딩하는 데 사용하는 다중 접속 기법의 우선 순위를 결정하여 신호 방향 및 다중 접속 기법이 상이한 인접 셀의 신호에 의한 간섭 영향을 제거할 수 있다.

또한 간섭을 일으키는 신호의 다중 접속 기법으로 수신 신호를 디코딩하여 간섭 성분을 제거한 후에 수신 신호를 해당 다중 접속 기법으로 디코딩하여 데이터를 복원함으로써 데이터 손실을 줄여 전송 신뢰도를 높일 수 있다.

아울러 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 TDD 전송 방식에서의 무선 프레임 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경에서 간섭 영향을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 또한 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 하나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 채널 상태 정보 수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 이때, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경에 대해 먼저 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 환경을 설명하기 위한 예시도이며, 도 2는 TDD 전송 방식에서의 무선 프레임 구조를 설명하기 위한 예시도이다.

도 1을 참조하면, 단말(100)은 정보의 송수신을 위한 브라우저, 프로그램 및 프로토콜을 저장하는 메모리, 각종 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비할 수 있으며, 기지국(200)을 통해 무선 자원을 할당 받아 기지국(200)에 접속되는 과정을 수행할 수 있고, 기지국(200)을 통해 코어 망에 연결되는 과정을 수행할 수 있다. 이러한 본 발명의 단말(100)은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다. 또한, 본 발명의 단말(100)의 사용자가 휴대할 수 있는 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(Tablet PC), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 이동 단말기 형태로 구현될 수 있다.

기지국(BS: Base Station, 200)은 단말(100)과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로, 통신 가능 거리 내에 존재하는 단말(100)의 무선 통신을 지원하고 접속망의 역할을 수행하는 네트워크 고정된 지점(fixed station)을 의미한다. 이러한 본 발명의 기지국(200)은 Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 즉, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(200)은 자신이 지원하는 커버리지 내에 위치하는 단말(100)의 무선 접속을 지원하여 코어망으로의 연결되는 과정을 제어할 수 있다. 아울러, 기지국(200)은 하나 이상의 셀을 포함하며, 무선 자원 관리와 관련된 라디오 자원 관리 프로토콜(Radio Resource Control Protocol) 등의 제어 프로토콜에 따라 단말(100)의 채널을 설정하고, 설정된 채널을 통해 무선 프레임을 송수신하는 과정을 제어할 수 있다.

이때, 기지국(200)에서 단말(100)로의 통신은 하향링크 통신이라 하며, 단말(100)에서 기지국(200)으로의 통신은 상향링크 통신이라 한다. 아울러, 하향링크에서 송신기는 기지국(200)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(100)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(100)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(200)의 일부분일 수 있다. 또한, 하향링크와 상향링크 전송을 위한 다중 접속 기법은 서로 같거나 다를 수 있다. 예컨대, 하향링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 상향링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(200)은 TDD 방식으로 동작을 수행할 수 있다. TDD 방식은 하향링크 및 상향링크에 공통의 주파수를 사용하나, 시간 영역에서 하향링크 신호 및 상향링크 신호의 송수신을 구분하여 운용하는 방식으로, 서브 프레임별로 하향링크 또는 상향링크 신호가 구분되어 전송될 수 있다. 즉, 특정 주파수 대역에 대해 무선 프레임은 하향링크 서브프레임과 상향링크 서브프레임을 모두 포함한다.

이에 대해 도 2를 참조하여 개략적으로 설명하면, 먼저, 무선 프레임은 서브 프레임 단위로 하향링크(Down Link, DL) 또는 상향링크(Up Link, UL)의 스케줄링이 이루어진다. 하나의 서브프레임은 2개의 슬롯으로 구성되고, 하나의 서브 프레임이 전송되는 데 걸리는 시간을 TTI(Transmission Time Interval)이라 하며, TTI는 최소 스케쥴링 단위일 수 있다. 예컨대 각 서브프레임의 길이는 1 ms이며, 하나의 서브프레임을 구성하는 각각의 슬롯의 길이는 05.ms일 수 있으며, NR의 Numerology에 따라 이는 N배로 줄어들 수 있다.

TDD 무선 프레임은 하나의 무선 프레임에 상술한 바와 같은 상향링크 서브 프레임과 하향링크 서브 프레임이 공존하게 되며, 기지국(200)은 사전에 미리 설정된 스케쥴링, 즉 무선 프레임의 설정 정보(configuration)에 따라 하향링크 서브 프레임을 통해 정보를 전송하거나 상향링크 서브 프레임을 통해 단말(100)로부터 정보를 수신할 수 있다.

무선 프레임의 설정 정보는 하나의 무선 프레임 내의 모든 서브 프레임에 하향링크와 상향링크가 어떠한 규칙에 의해 할당(또는 예약)되는지에 대한 무선 프레임 주기를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 설정 정보에 따라 하나의 무선 프레임 내에서의 하향링크 서브 프레임과 상향링크 서브 프레임의 배치 및 개수가 서로 다르게 정의되고, 하향링크에서 상향링크로 변경되는 시점 또는 상향링크에서 하향링크로 변경되는 시점을 전환 시점이라 하며, 전환 시점의 주기성(periodicity)은 무선 프레임의 주기를 의미하게 된다.

도 2에 도시된 예시도에서 하향링크와 상향링크 서브 프레임은 4:1의 무선 프레임 주기에 따라 서브 프레임을 송수신하게 된다. 즉, 기지국(200)은 DL, DL, DL, DL의 서브 프레임을 통해 단말(100)로 정보를 전송하고, 그 다음 서브 프레임은 UL에 의해 예약된 상태이므로, 단말(100)로부터 UL 서브 프레임을 통해 정보를 수신할 수 있다.

기존의 TDD 방식은 고정된 무선프레임 주기에 따라 하나의 시스템 내에서는 할당된 서브프레임 순서가 동일하여 서로 다른 방향의 서브프레임 신호에 의한 간섭을 고려하지 않아도 되었으나, 최근 트래픽 환경에 따라 무선 프레임 주기를 유동적으로 변경할 수 있는 동적 TDD가 논의됨에 따라 동일 시간 자원에서 서로 다른 방향의 신호에 의한 기지국(200) 상호 간 또는 단말(100) 상호 간의 간섭이 문제된다.

즉, 도 1 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 무선 통신 환경은 하향링크와 상향링크가 서로 다른 다중 접속 기법을 사용하고 있음을 전제로 하며, 이에 따라 cell 1의 기지국(200)이 접속된 단말(100)에 전송하는 하향링크 신호와, cell 1과 인접하여 간섭을 일으킬 수 있는 cell 2의 단말(100)이 접속된 기지국(200)에 전송하는 상향링크 신호에 적용되는 다중 접속 기법은 상이하다. 이 때 도 3의 예시도와 같이 5번째 서브프레임까지는 cell 1과 cell 2의 서브프레임이 동일하나, 6번째 서브프레임에서 cell 1의 기지국(200)이 단말(100)로 하향링크 신호를 전송할 때, cell 2에서는 단말(100)이 기지국(200)으로 상향링크 신호를 전송한다. 즉, cell 1의 수신 측인 단말(100)을 기준으로 볼 때, 하향링크 신호를 수신하는 시점에 cell 2의 단말(100)에 의한 상향링크 신호에 의해 영향을 받게 된다.

이에 대해 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 다중 접속 기법과 함께 설명하면, 도 4의 cell 1에 위치한 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)로부터 OFDMA에 의한 하향링크 신호 수신하고 있으며, 동일 시간 대에 cell 2에 위치한 단말 2(100b)는 기지국 2(200b)로 SC-FDMA에 의해 상향링크 신호를 송신한다. 따라서 수신 측인 단말 1(100a)이 하향링크 신호를 수신하는 시점에 단말 2(100b)에 의한 상향링크 신호에 의해 간섭을 받게 된다. 마찬가지로 기지국 2(200b)의 입장에서 보면, 단말 2(100b)로부터 SC-FDMA에 의해 상향링크 신호를 수신하는 시점에 기지국 1(200a)이 단말 1(100a)로 송신하는 OFDMA에 의한 하향링크 신호가 간섭으로 작용한다.

도 4b의 예시에서는 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)로부터 OFDMA에 의한 하향링크 신호 수신 시점에 단말 2(100b)가 기지국 2(200b)로 송신하는 NOMA에 의한 상향링크 신호에 의해 간섭을 받게 되고, 기지국 2(200b)는 단말 2(100b)로부터 NOMA에 의한 상향링크 신호를 수신하는 시점에 기지국 1(200a)이 단말 1(100a)로 송신하는 OFDMA에 의한 하향링크 신호에 의해 간섭을 받게 된다.

여기서, NOMA는 예를 들면 MUST (Multi-User Superposition Transmission), SCMA (Sparse Code Multiple Access), PDMA (Pattern Division Multiple Access), RSMA (Resource Spread Multiple Access), IDMA (Interleave Division Multiple Access), IGMA (Interleave Grid Multiple Access) 등이 될 수 있다.

도 4c의 예시에서는 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)로부터 NOMA에 의한 하향링크 신호 수신 시점에 단말 2(100b)가 기지국 2(200b)로 송신하는 SC-FDMA에 의한 상향링크 신호에 의해 간섭을 받게 되고, 기지국 2(200b)는 단말 2(100b)로부터 SC-FDMA에 의한 상향링크 신호를 수신하는 시점에 기지국 1(200a)이 단말 1(100a)로 송신하는 NOMA에 의한 하향링크 신호에 의해 영향을 받는다.

도 4d의 예시에서는 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)로부터 NOMA 1에 의한 하향링크 신호 수신 시점에 단말 2(100b)가 기지국 2(200b)로 송신하는 NOMA 2에 의한 상향링크 신호에 의해 간섭을 받게 되고, 기지국 2(200b)는 단말 2(100b)로부터 NOMA 2에 의한 상향링크 신호를 수신하는 시점에 기지국 1(200a)이 단말 1(100a)로 송신하는 NOMA 1에 의한 하향링크 신호에 의해 간섭을 받게 된다. 여기서 하향링크 신호에 적용된 NOMA 1과 상향링크 신호에 적용된 NOMA 2는 다른 접속 기법을 의미한다.

도 4a의 단말 1(100a)를 기준으로 정리하자면, 단말 1(100a)이 받고자 하는 신호(이하 'desired 신호')는 기지국 1(100b)이 전송하는 OFDMA에 의한 신호이지만, 동적 TDD 환경에서는 인접 셀의 단말 2(100b)가 동일한 시간 자원에서 전송하는 SC-FDMA에 의한 상향링크 신호가 간섭(Cross Link Interference, 이하 'CLI')으로 작용하여 desired 신호에 CLI 신호가 영향을 미치게 되며, 이에 따라 단말 1(100a)은 desired 신호에 CLI 신호가 간섭을 미친 신호를 수신 신호로써 수신하게 된다. 이때 단말 1(100a)이 수신 신호를 desired 신호에 대한 OFDMA 기법으로 디코딩하게 되면, CLI 신호에 의한 영향으로 desired 신호의 데이터를 온전하게 복원할 수 없는 문제가 있다.

이하에서는 설명의 편의상 도 4a의 단말 1(100a)를 기준으로 본 발명에 따른 간섭 제어 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 먼저 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)로부터 인접 셀에 대한 부가 정보를 수신한다(S 501). 인접 셀은 단말 1(100a)이 위치한 cell 1에 영향일 미칠 수 있는 셀로서, 본 발명에서는 설명의 편의상 cell 2만을 인접 셀로 설명하지만, 실제 환경에서 간섭으로 작용할 수 있는 주변의 셀은 2개 이상일 수 있다.

단말 1(100a)은 인접 셀의 간섭에 의한 영향을 판단하기 위해 인접 셀에 대한 정보인 부가 정보를 미리 수신하는 과정이 필요하며, 부가 정보는 단말 1(100a)이 접속된 기지국 1(200a)로부터 수신한다. 도시되지는 않았으나, 기지국 1(200a)은 기지국 관리 장치(Element Management System, EMS)와 같은 서비스 영역 내의 이동통신 환경을 모니터링하여 그에 대한 정보를 수집하는 기지국 상위 단의 서버로부터 간섭으로 작용할 수 있는 인접 셀에 대한 부가 정보를 수신하여 단말 1(100a)에 제공할 수 있다.

또는 기지국 1(100a)은 간섭으로 작용할 수 있는 주변 셀에 대한 정보만을 기지국 관리 장치로부터 제공 받아 해당 기지국, 예를 들어 기지국 2(200b)와 백홀망을 통해 인접 셀에 대한 부가 정보를 제공받을 수 있으며, 기지국 1(200a)이 인접 셀에 대한 부가 정보를 제공받는 방법이 상기에 한정되는 것은 아니다.

이때, 인접 셀에 대한 부가 정보는 단말 1(100a)에서 단말 2(100b)에 의한 간섭을 판단하기 위해 필요한 모든 정보를 포함하는데, 예를 들면 cell 2에 설정된 하향링크 및 상향링크에 대한 다중 접속 기법, 단말 2(100b)가 송신하는 신호를 단말 1(100a)에서 수신할 때 해당 신호, 즉 CLI 신호에 대한 수신 강도를 측정하기 위한 참조 신호 정보, 상기 CLI 신호의 데이터 복조를 위한 참조 신호 정보, cell 2의 시간 자원 설정 정보와 같은 다수의 정보들을 포함할 수 있으며, 이외에도 데이터 코딩 블록의 크기, MCS(Modulation Coding Scheme)와 같이 신호를 복원하는데 필요한 기타 정보들을 포함할 수 있다.

cell 2에 설정된 하향링크 및 상향링크에 대한 다중 접속 기법은 CLI 신호를 어떠한 기법에 의해 디코딩할지를 결정하기 위해 필요한 정보로, 예를 들면 cell 2에 설정된 상향링크에 대한 다중 접속 기법이 SC-FDMA임을 제공한다.

참조 신호는 단말(100)과 기지국(200)이 서로 알고 있는 기 정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는 것으로, 서브프레임에서 참조 신호 전송을 위한 특정 위치의 심볼이 존재한다. 참조 신호는 단말(100) 또는 기지국(200)에서 수신한 신호의 상태를 측정하기 위한 참조 신호와 데이터를 복원하는 데 필요한 참조 신호가 있을 수 있다. 그런데 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)과의 관계에서 기 정의된 참조 신호에 대한 정보만을 알고 있을 뿐이며, 단말 2(100b)와 기지국 2(200b) 간의 참조 신호에 대한 정보는 알 수 없다. 따라서, 단말 1(100a)이 단말 2(100b)에 의한 CLI 신호를 확인하기 위해서는 단말 2(100b)와 기지국 2(200b) 간의 참조 신호에 대한 정보, 예를 들면 서브프레임에서 참조 신호가 포함된 심볼의 위치, 시퀀스(sequence)에 대한 정보를 미리 수신하는 것이 요구된다.

아울러 단말 1(100a)은 cell 2의 시간 자원 설정 정보를 함께 수신함으로써 동일 시간 자원을 점유하고 있는 cell 2의 서브프레임 정보를 알 수 있으며, 이에 따라 단말 1(100a)이 하향링크 신호 수신 시점에 단말 2(100b)로부터 수신되는 CLI 신호가 반대 방향의 신호임을 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이 단말 1(100a)이 간섭 영향을 판단하는데 필요한 cell 2에 대한 정보를 모두 수신한 것을 전제로 하며, 단말 1(100a)은 기지국 1(200a)로부터 desired 신호인 OFDMA에 의한 하향링크 신호(신호 ①)을 수신하면서 이와 동시에 단말 2(100b)가 기지국 2(200b)로 송신하는 SC-FDMA에 의한 상향링크 신호인 CLI 신호(신호 ②)가 함께 수신된다(S 503, 505).

이때 단말이 수신하는 신호는 desired 신호만이 아니라 CLI 신호에 의한 영향이 있으므로 OFDMA 기법으로 디코딩해서는 원하는 데이터를 복원할 수 없다. 따라서, 본 발명의 간섭 제어 방법에 따라 수신 신호를 OFDMA 기법으로 디코딩하기 전에 먼저 간섭에 의한 영향을 판단하는 과정을 수행한다.

단말 1(100a)은 미리 수신한 부가 정보, 그 중에서도 수신 강도 측정을 위한 cell 2에 대한 참조 신호 정보를 이용하여 CLI 신호인 신호 ②의 수신 강도를 측정하며(S 507), 측정된 수신 강도를 기 설정된 임계 기준과 비교하여 임계 기준을 초과하는 경우 간섭 영향이 큰 것으로 판단한다(S 509). 임계 기준은 특정 값으로 설정될 수 있는데, CLI 신호의 측정된 수신 강도가 특정 값으로 설정된 세기보다 큰 경우 간섭 영향이 큰 것으로 판단할 수 있다. 다만, 간섭 영향 정도를 판단하는 기준은 이에 한하지 않으며, 단말 1(100a)이 신호 수신 시점에 desired 신호의 전력 세기만을 별도로 측정할 수 있는 경우 desired 신호의 수신 강도와 CLI 신호의 수신 강도를 직접 비교하여 CLI 신호의 수신 강도가 큰 경우에 간섭 영향이 큰 것으로 판단할 수도 있고, 또는 단말 1(100a)이 수신하는 수신 신호의 강도가 간섭 영향으로 인해 요구되는 특정 세기의 일정 비율 이하인 경우에도 desired 신호에 CLI 신호가 영향을 미친 것으로 판단할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 단말 1(100a)이 수신 신호에 대하여 CLI 신호에 의한 간섭 영향이 큰 것으로 판단한 경우엔 먼저 CLI 신호인 신호 ②의 다중 접속 기법인 SC-FDMA에 따라 수신 신호를 디코딩한다(S 511). 디코딩한 신호를 바탕으로 CLI 신호를 재생성하여 간섭 성분을 추출하고, 추출한 간섭 성분을 단말 1(100a)이 수신한 신호에서 제거하는 단계(S 513)를 거치면 수신 신호에서 신호 ②에 의한 간섭 성분이 제거된 desired 신호만이 남게 되며, 이를 단말 1(100a)이 기지국 1(200a)로부터 수신하는 OFDMA 기법에 따라 디코딩을 수행하여 데이터를 복원할 수 있다(S 515).

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

단말 1(100a)이 기지국 1(200a)로부터 desired 신호 및 단말 2(100b)에 의한 CLI 신호를 수신 신호로써 동일 시간 대에 수신한 것을 전제로 하며, 단말 1(100a)은 cell 2와 연관된 부가 정보를 수신하고(S 601), 상기 부가 정보를 이용하여 CLI 신호에 대한 수신 강도를 측정한다(S 603). 종래에는 단말 1(100a)이 기 설정된 다중 접속 기법인 OFDMA에 의해 디코딩을 수행하여, 간섭 영향이 큰 경우에는 데이터를 제대로 복원할 수 없었으나, 본 발명의 간섭 제어 방법에 따르면 먼저 S 603 단계에서 측정한 CLI 신호의 수신 강도가 기 설정된 임계 기준을 초과하는지를 판단하여 간섭 영향의 정도를 확인한다. 수신 강도가 임계 기준 미만으로 확인되어 간섭 영향이 작다고 판단된 경우에는 CLI 신호의 영향을 무시하고 수신 신호 자체를 desired 신호에 대한 다중 접속 기법인 OFDMA에 따라 디코딩을 수행한다(S 611).

그러나 측정한 CLI 신호의 수신 강도가 기 설정된 임계 기준을 초과하여 단말 1(100a)의 수신 신호에서 CLI 신호에 의한 간섭 영향이 큰 것으로 판단한 경우에는 단말 1(100a)은 CLI 신호에 대한 다중 접속 기법인 SC-FDMA로 먼저 수신 신호를 디코딩한다(S 607). 이후에 디코딩한 신호를 바탕으로 CLI 신호를 재생성하여 수신 신호에서 간섭 성분을 추출 및 제거하고(S 609) 남은 수신 신호를 desired 신호에 의한 다중 접속 기법으로 디코딩을 수행한다(S 611).

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치의 주요 구성을 논리적 관점에서 설명하도록 한다.

여기서 수신 장치(300)는 인접 셀에 의한 CLI 신호의 간섭을 받는 장치로, 단말(100) 또는 기지국(200)의 일부일 수 있다. 예컨대, 하향링크 기준으로는 단말(100)의 일부일 수 있고, 상향링크 기준으로는 기지국(200)의 일부일 수 있으며, 설명의 편의상 하향링크를 기준으로 단말(100) 중심으로 설명하지만, 상향링크에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 수신 장치(300)는 신호 수신부(310), 정보 수신부(320), 간섭 판단부(330) 및 디코딩부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

신호 수신부(310)는 수신 장치(300)로 들어오는 무선 신호를 수신하는 구성으로, 단말(100)이 접속된 송신 장치, 즉 단말(100)이 접속된 기지국(200)으로부터 수신하는 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 다만 원하는 방향의 신호, 즉 desired 신호만을 선택적으로 수신할 수는 없으며, 간섭 영향을 미치는 인접 셀의 무선 프레임 주기에 따라 desired 신호 수신 시점에 상향링크 신호인 CLI 신호가 함께 수신될 수 있다.

이러한 신호 수신부(310)는 기지국(200)이 셀 내의 트래픽 환경에 따라 동적으로 설정하는 무선 프레임 주기에 따라 신호를 수신하며, 하향링크 기준으로, 단말(100)은 하향링크 전송을 위해 하향링크 서브프레임이 점유된 시점에 하향링크 신호를 수신할 수 있다.

정보 수신부(320)는 단말(100)이 접속된 기지국(200)으로부터 인접 셀에 의한 간섭 영향을 판단하기 위하여 인접 셀에 의한 부가 정보를 수신할 수 있다. 이러한 부가 정보는 기지국(200)이 기지국 관리 장치(미도시) 또는 인접 셀의 기지국과의 백홀망을 통해 수신할 수 있다.

간섭 판단부(330)는 상기 부가 정보를 기반으로 CLI 신호에 대한 수신 강도를 측정하여 간섭 영향 정도를 판단하고, 간섭 영향이 큰 것으로 판단한 경우에는 그에 대한 판단 결과를 디코딩부(340)에 제공하여 디코딩부(340)가 간섭 영향 정도에 부합하게 수신 신호를 디코딩할 수 있도록 제어한다.

즉, 디코딩부(340)는 신호 수신부(310)를 통해 수신한 신호를 디코딩하여 데이터를 복원하는데, 간섭 판단부(330)의 판단 결과에 따라 수신 신호 디코딩에 사용하는 다중 접속 기법에 우선순위를 적용하여 디코딩을 수행한다.

간섭 판단부(330)에서 측정한 CLI 신호 강도가 기 설정된 임계 기준을 초과하여 간섭 영향이 큰 것으로 판단한 경우, 디코딩부(340)는 desired 신호에 대한 다중 접속 기법이 아닌, CLI 신호에 대한 다중 접속 기법 우선 적용하여 수신 신호를 디코딩함으로써 수신 신호에서 간섭 성분을 추출 및 제거하고, 남은 수신 신호에 대하여 desired 신호에 대한 다중 접속 기법을 적용하여 디코딩을 수행한다. 그러나, 간섭 판단부(330)에서 간섭 영향이 작은 것으로 판단한 경우에 디코딩부(340)는 수신 신호를 desired 신호에 의한 다중 접속 기법으로 디코딩하여 데이터를 복원할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치에 대해 설명하였다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 간섭 제어 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다.

특히, 본 발명의 컴퓨터 프로그램은 수신 장치(300), 즉 하향링크 기준으로 단말(100) 또는 상향링크 기준으로 기지국(200)에서 동작할 수 있다.

이러한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

본 발명은 상향링크-하향링크 간섭 제어 방법에 관한 것으로, 동적 TDD 환경에서 인접 셀의 기지국 간 또는 단말 간에 신호 방향 및 다중 접속 기법이 상이하여 발생할 수 있는 간섭 영향을 완화하기 위해 디코딩 순서를 결정하는 상향 링크-하향 링크 간섭 제어 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.

100: 단말
200 기지국
300: 수신 장치
310: 신호 수신부
320: 정보 수신부
330: 간섭 판단부
340: 디코딩부

Claims (9)

1. 단말이 기지국으로부터 수신하는 수신 신호에 대하여 다중 접속 기법이 상이한 인접 셀의 신호에 의한 간섭을 제어하기 위한 간섭 제어 방법에 있어서,
   상기 단말이
   상기 기지국으로부터 상기 인접 셀과 연관된 부가 정보를 수신하는 단계;
   상기 부가 정보에 따라서 상기 수신 신호를 디코딩하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 성분을 추출하는 단계;
   상기 수신 신호에서 상기 추출한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및
   기 설정된 다중 접속 기법을 이용하여 상기 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 디코딩하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
2. 기지국이 단말로부터 수신하는 수신 신호에 대하여 다중 접속 기법이 상이한 인접 셀의 신호에 의한 간섭을 제어하기 위한 간섭 제어 방법에 있어서,
   상기 기지국이
   기지국 관리 장치 또는 상기 인접 셀의 다른 기지국의 백홀망을 통해 상기 인접 셀과 연관된 부가 정보를 수신하는 단계;
   상기 부가 정보에 따라서 상기 수신 신호를 디코딩하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 성분을 추출하는 단계;
   상기 수신 신호에서 상기 추출한 간섭 성분을 제거하는 단계; 및
   기 설정된 다중 접속 기법을 이용하여 상기 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 디코딩하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 간섭 성분을 추출하는 단계 이전에,
   상기 부가 정보를 기반으로 상기 수신 신호에 대하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 영향을 판단하는 단계;
   를 더 포함하고,
   간섭 영향이 큰 것으로 판단된 경우 상기 간섭 성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 간섭 영향을 판단하는 단계는,
   상기 인접 셀의 신호에 대한 수신 강도를 측정하여 상기 측정한 수신 강도가 기 설정된 임계 기준을 초과하는 경우 간섭 영향이 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부가 정보는,
   상기 인접 셀에 설정된 다중 접속 기법, 상기 인접 셀의 신호에 대한 수신 강도를 측정하기 위한 참조 신호 정보, 상기 인접 셀의 신호의 데이터 복조를 위한 참조 신호 정보, 상기 인접 셀의 신호에 대한 시간 자원 설정 정보 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 간섭 성분을 추출하는 단계는,
   상기 수신 신호에 대하여 상기 인접 셀에 설정된 다중 접속 기법을 우선 적용하여 상기 수신 신호를 디코딩하는 것을 특징으로 하는 간섭 제어 방법.
7. 다중 접속 기법이 상이한 인접 셀의 신호에 의한 간섭을 제어하는 수신 장치에 있어서,
   상기 인접 셀과 연관된 부가 정보를 수신하는 정보 수신부; 및
   수신 신호를 상기 부가 정보에 따라 디코딩하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 성분을 추출하고, 상기 추출한 간섭 성분을 상기 수신 신호에서 제거한 후 상기 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 기 설정된 다중 접속 기법을 이용하여 디코딩하는 디코딩부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 부가 정보를 기반으로 상기 수신 신호에 대하여 상기 인접 셀의 신호에 의한 간섭 영향을 판단하여, 간섭 영향이 큰 것으로 판단된 경우 판단 결과를 상기 디코딩부에 제공하는 간섭 판단부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 간섭 판단부는,
   상기 인접 셀의 신호에 대한 수신 강도를 측정하여 상기 측정한 수신 강도가 기 설정된 임계 기준을 초과하는 경우 간섭 영향이 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
   

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