KR20210019954A - Repeater and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 중계기 및 이의 동작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적응 필터의 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하여 이용할 수 있는 중계기 및 이의 동작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a repeater and a method of operating the same, and more particularly, to a repeater capable of selecting and using some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter based on the size of the coefficient, and a method of operating the same.
본 발명은 민군협력 진흥원의 "TICN 무선망에서 간섭신호제거 기술을 사용한 동일주파수 재전송 방식의 고출력, 고효율, 저지연, 듀얼모드(WiBro, TD-LTE) 셀 커버리지 확장 장치 개발 사업(민군과제번호 UM17408RD4)"의 수행 결과에 따른 발명이다.The present invention is a project for the development of a cell coverage extension device for high-power, high-efficiency, low-latency, dual-mode (WiBro, TD-LTE) cell coverage of the same frequency retransmission method using interference signal cancellation technology in the "TICN wireless network" of the Civil-Military Cooperation Agency It is an invention according to the result of performing ")".
RF(Radio Frequency) 신호를 수신하고, 수신된 RF 신호를 증폭하여 전달하는 중계기에서 도너 안테나와 서비스 안테나 간에 충분한 이격 거리를 확보하지 못할 경우, 한쪽 안테나의 송신 신호의 일부가 다른 쪽 안테나에 유입되는 궤환 신호로 인해 수신 성능이 열화되거나 발진이 발생할 수 있다.In a repeater that receives RF (Radio Frequency) signals and amplifies and transmits the received RF signals, if sufficient separation distance between the donor antenna and the service antenna is not secured, part of the transmitted signal from one antenna flows into the other antenna. Receiving performance may be deteriorated or oscillation may occur due to the feedback signal.
ICS(Interference Cancellation System) 또는 OCR(On-Channel Repeater)이라고도 불리는 간섭제거 중계기는 디지털 신호처리 기술을 이용하여 수신 신호에 포함된 궤환 신호 성분을 제거하여 전송할 수 있다.An interference cancellation repeater, also called ICS (Interference Cancellation System) or OCR (On-Channel Repeater), can transmit by removing a feedback signal component included in a received signal using a digital signal processing technology.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 적응 필터의 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하여 이용할 수 있는 중계기 및 이의 동작방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a repeater capable of selecting and using some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter based on the size of the coefficients, and a method of operating the same.
본 발명의 일 실시 예에 따른 중계기의 동작 방법은 간섭 제거에 사용되는 적응 필터의 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계, 선택된 적응 필터 계수들을 이용하여 예측 간섭 신호를 생성하는 단계 및 생성된 예측 간섭 신호를 이용하여 수신 신호에서 간섭 제거된 통신 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The operation method of a repeater according to an embodiment of the present invention comprises the steps of selecting some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter used for interference cancellation based on the size of the coefficients, and prediction using the selected adaptive filter coefficients. It may include generating an interference signal and generating an interference-cancelled communication signal from the received signal by using the generated predictive interference signal.
실시 예에 따라, 상기 적응 필터는, FIR(Finite Impulse Response) 필터일 수 있다.According to an embodiment, the adaptive filter may be a finite impulse response (FIR) filter.
실시 예에 따라, 상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는, 상기 적응 필터 계수들 중에서 상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 절대값의 크기를 기준으로 선택할 수 있다.According to an embodiment, in the step of selecting the partial adaptive filter coefficients based on the size of the coefficients, the partial adaptive filter coefficients among the adaptive filter coefficients may be selected based on the magnitude of the absolute value of the coefficient.
실시 예에 따라, 상기 중계기의 동작 방법은, 상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기에 따라 정렬하는 단계를 더 포함하고, 상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는, 정렬된 상기 적응 필터 계수들 중에서, 정렬된 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to an embodiment, the method of operating the repeater further includes sorting the adaptive filter coefficients according to the absolute value of the coefficients, and selecting some of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficients, Among the sorted adaptive filter coefficients, some of the adaptive filter coefficients having a higher absolute value may be selected according to the sorted order.
실시 예에 따라, 상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는, N개의 상기 적응 필터 계수들 중에서, K개의 적응 필터 계수들을 선택하며, 상기 N은 2 이상의 자연수이고, 상기 K는 상기 N보다 작은 자연수일 수 있다.According to an embodiment, the step of selecting some of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficient includes selecting K adaptive filter coefficients from among N adaptive filter coefficients, wherein N is a natural number of 2 or more, and the K may be a natural number smaller than N.
실시 예에 따라, 상기 N과 상기 K의 비율은 기설정된 값일 수 있다.According to an embodiment, the ratio of N and K may be a preset value.
실시 예에 따라, 상기 N과 상기 K의 비율은 유동적으로 설정될 수 있다.According to an embodiment, the ratio of N and K may be set flexibly.
실시 예에 따라, 상기 중계기의 동작 방법은, 상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기 순서로 정렬하였을 때, 인접한 계수 간의 절대값 차이가 기준값보다 큰 지점을 검색하는 단계를 더 포함하고, 상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는, 검색된 상기 지점을 기준으로, 계수의 절대값 크기 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to an embodiment, the method of operating the repeater further comprises searching for a point in which an absolute difference between adjacent coefficients is greater than a reference value when the adaptive filter coefficients are arranged in the order of the absolute value of the coefficients, and the partial The selecting of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficient may include selecting some of the adaptive filter coefficients having an upper absolute value according to the order of the absolute value of the coefficient based on the searched point.
실시 예에 따라, 상기 N과 상기 K의 비율은 QoS(Quality of Service)에 따라 설정될 수 있다.According to an embodiment, the ratio of N and K may be set according to Quality of Service (QoS).
본 발명의 실시 예에 따른 중계기는 간섭 제거에 사용되는 적응 필터의 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하여 출력하는 컨트롤러, 선택된 적응 필터 계수들을 이용하여 예측 간섭 신호를 생성하는 적응 필터 및 생성된 예측 간섭 신호를 이용하여 수신 신호에서 간섭 제거된 통신 신호를 생성하는 감산기를 포함할 수 있다.The repeater according to an embodiment of the present invention selects and outputs some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter used for interference cancellation based on the size of the coefficient, and a predictive interference signal using the selected adaptive filter coefficients. It may include an adaptive filter for generating a and a subtractor for generating a communication signal from which interference is removed from the received signal by using the generated prediction interference signal.
실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기에 따라 정렬하고, 정렬된 상기 적응 필터 계수들 중에서, 계수의 절대값 크기 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to an embodiment, the controller arranges the adaptive filter coefficients according to the magnitude of the absolute value of the coefficients, and among the arranged adaptive filter coefficients, the part having an upper absolute value size according to the order of the absolute value of the coefficients The adaptive filter coefficients of can be selected.
실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, N개의 상기 적응 필터 계수들 중에서, K개의 적응 필터 계수들을 선택하며, 상기 N은 2 이상의 자연수이고, 상기 K는 상기 N보다 작은 자연수일 수 있다.According to an embodiment, the controller selects K adaptive filter coefficients from among N adaptive filter coefficients, where N is a natural number equal to or greater than 2, and K may be a natural number smaller than N.
실시 예에 따라, 상기 N과 상기 K의 비율은 유동적으로 설정될 수 있다.According to an embodiment, the ratio of N and K may be set flexibly.
실시 예에 따라, 상기 컨트롤러는, 상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기 순서로 정렬하였을 때, 인접한 계수 간의 절대값 차이가 기준값보다 큰 지점을 검색하고, 검색된 상기 지점을 기준으로, 정렬된 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to an embodiment, when the adaptive filter coefficients are arranged in the order of the magnitude of the absolute values of the coefficients, the controller searches for a point where the difference between the absolute values between adjacent coefficients is greater than the reference value, and based on the retrieved points, the sorted order According to, some of the adaptive filter coefficients having an upper absolute value may be selected.
실시 예에 따라, 상기 N과 상기 K의 비율은 QoS(Quality of Service)에 따라 설정될 수 있다.According to an embodiment, the ratio of N and K may be set according to Quality of Service (QoS).
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법과 장치는, 적응 필터의 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하여 이용함으로써, 간섭제거 성능에 큰 저하 없이 적응필터 내에서의 연산량을 최소화할 수 있는 효과가 있다.A method and an apparatus according to an embodiment of the present invention select and use some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter based on the size of the coefficients, so that interference removal performance is not significantly degraded. There is an effect that can minimize the amount of computation.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법과 장치는, 기존의 적응 필터 에서 사용되는 적응 알고리즘을 그대로 사용하면서 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 적용할 수 있다는 점에서 장점이 있다.In addition, the method and apparatus according to an embodiment of the present invention has an advantage in that the method according to the embodiment of the present invention can be applied while using the adaptive algorithm used in the existing adaptive filter as it is.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 중계기의 일 실시 예에 따른 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중계기의 동작 방법의 플로우차트이다.
도 4는 적응 필터 계수의 선택 비율에 따른 과도응답특성 그래프이다.
도 5는 적응 필터 계수의 선택 비율에 따른 페이딩 궤환 응답특성 그래프이다.
도 6은 적응 필터 계수의 선택 비율에 따른 궤환이득과 NMSE(Normalized Mean Square Error)의 관계를 나타낸 그래프이다.Brief description of each drawing is provided in order to more fully understand the drawings cited in the detailed description of the present invention.
1 is a conceptual diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the repeater shown in FIG. 1 according to an embodiment.
3 is a flowchart of a method of operating a repeater according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph of transient response characteristics according to a selection ratio of adaptive filter coefficients.
5 is a graph of a fading feedback response characteristic according to a selection ratio of adaptive filter coefficients.
6 is a graph showing a relationship between a feedback gain and a normalized mean square error (NMSE) according to a selection ratio of an adaptive filter coefficient.
본 발명의 기술적 사상은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 기술적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The technical idea of the present invention is that various changes may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the technical idea of the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명의 기술적 사상을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the technical idea of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from other components.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" to another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but specially It should be understood that as long as there is no opposing substrate, it may be connected or may be connected via another component in the middle.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 프로세서(Processor), 마이크로 프로세서(Micro Processer), 마이크로 컨트롤러(Micro Controller), CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit), APU(Accelerate Processor Unit), DSP(Drive Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 적어도 하나의 기능이나 동작의 처리에 필요한 데이터를 저장하는 메모리(memory)와 결합되는 형태로 구현될 수도 있다.In addition, terms such as "~ unit", "~ group", "~ character", and "~ module" described in the present specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is a processor or microcomputer. Processor (Micro Processer), Micro Controller, CPU (Central Processing Unit), GPU (Graphics Processing Unit), APU (Accelerate Processor Unit), DSP (Drive Signal Processor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA It may be implemented in hardware or software such as (Field Programmable Gate Array), or a combination of hardware and software, and may be implemented in a form combined with a memory that stores data necessary for processing at least one function or operation. .
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, it is intended to clarify that the division of the constituent parts in the present specification is only divided by the main function that each constituent part is responsible for. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more according to more subdivided functions. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to its own main function, and some of the main functions of each constituent unit are different. It goes without saying that it may be performed exclusively by.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템(10)은 기지국(100), 무선통신단말기(200), 및 중계기(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a
무선통신단말기(200)는 다양한 이동통신표준에 따라 무선통신을 수행할 수 있는 장치를 의미할 수 있으며, 그 형태는 다양한 변형이 가능하다.The
중계기(300)는 기지국(100)과 무선통신단말기(200) 간의 통신을 중계할 수 있다. The
실시 예에 따라, 중계기(300)는 GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통 신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution) 또는 LTE-Advanced과 같은 4G 이동통신망, 5G 이동통신망(NSA(Non-Stand Alone) 또는 SA(Stand Alone)), 6G 이동통신망, 또는 이들의 조합 등으로 구성된 통신망에서 통신 신호를 중계할 수 있다.According to an embodiment, the
중계기(300)는 기지국(100)으로부터 전송된 통신 신호(예컨대, 기지국 신호)를 제1안테나(ANT1)를 통하여 수신하고, 수신된 통신 신호(예컨대, 기지국 신호)를 제2안테나(ANT2)를 통하여 무선통신단말기(200)로 중계할 수 있다. The
실시 예에 따라, 통신 신호는 무선 통신 신호(예컨대, RF(Radio Frequency) 신호)일 수 있다.Depending on the embodiment, the communication signal may be a wireless communication signal (eg, a radio frequency (RF) signal).
제1안테나(ANT1)는 도너 안테나(donor antenna)라고 호칭될 수 있으며, 제2안테나(ANT2)는 서비스 안테나(service antenna) 또는 커버리지 안테나(coverage antenna)라고 호칭될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The first antenna ANT1 may be referred to as a donor antenna, and the second antenna ANT2 may be referred to as a service antenna or a coverage antenna, but is not limited thereto. .
실시 예에 따라, 중계기(300)는 ICS(Interference Cancellation System) 중계기로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, the
도 1에서는 설명의 편의를 위하여 중계기(300)가 하나의 기지국(100)과 하나의 무선통신단말기(200) 간의 통신을 중계하는 것으로 도시하였으나, 중계기(300)는 복수의 기지국들과 복수의 무선통신 단말기 간의 통신을 중계할 수도 있다. 다른 실시 예에 따라, 중계기(300)는 기지국(100)과 타 중계기(미도시) 간의 통신을 중계할 수도 있다.In FIG. 1, for convenience of explanation, the
중계기(300)의 세부적인 구조 및 동작에 관해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명된다.A detailed structure and operation of the
도 2는 도 1에 도시된 중계기의 일 실시 예에 따른 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram of the repeater shown in FIG. 1 according to an embodiment.
도 1과 도 2를 참조하면, 중계기(300)는 제1안테나(ANT1), 제2안테나(ANT2), 전치필터(prefilter, 310), 간섭제거파트(interference cancellation part, 320), 후치필터(postfilter, 330), 및 딜레이(delay, 340)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
도 2에서는 설명의 편의를 위하여 일 방향(예컨대, 다운링크)의 무선 통신 신호가 중계되는 과정에서 동작하는 구성을 중심으로 도시되고 있지만, 중계기(300)에는 반대 방향(예컨대, 업링크)의 무선 통신 신호가 중계되는 과정에서 동작하는 구성도 추가적으로 더 포함될 수 있다.In FIG. 2, for convenience of explanation, a configuration that operates in a process in which a wireless communication signal in one direction (eg, downlink) is relayed is mainly shown, but the
제1안테나(ANT1)는 기지국(100)으로부터 전송되는 무선 통신 신호(Si[n])와 제2안테나(ANT2)로부터 출력되어 피드백 채널(feedback channel)을 통하여 수신되는 피드백 신호(즉, 간섭 신호 또는 궤환 신호, Sfb[n])를 수신할 수 있다.The first antenna ANT1 is a wireless communication signal (Si[n]) transmitted from the
중계기(300)는 수신된 무선 통신 신호와 피드백 신호를 아날로그-디지털 변환하는 ADC(Analog Digital Converter)를 더 포함할 수 있다. The
도 2에서는 설명의 편의를 위하여 ADC 과정을 생략하고 제1안테나(ANT1)가 디지털 신호(Si[n], Sfb[n])를 직접 수신하는 것과 같이 도시하고 있으나, 디지털 신호들(Si[n], Sfb[n]) 각각은 기지국(100)으로부터 전송되는 RF 신호와 제2안테나(ANT2)로부터 전송되는 RF 신호 각각이 디지털 변환된 신호를 의미할 수 있다.In FIG. 2, for convenience of explanation, the ADC process is omitted and the first antenna ANT1 directly receives the digital signals Si[n] and Sfb[n], but the digital signals Si[n] ], Sfb[n]) may each represent a digitally converted RF signal transmitted from the
본 명세서에서 "디지털 신호"는 그 형태와 무관하게 디지털화된 신호를 폭 넓게 의미할 수 있으며, 복소 기저대역 디지털 신호를 포함하는 개념을 의미할 수 있다.In the present specification, “digital signal” may broadly mean a digitized signal regardless of its shape, and may mean a concept including a complex baseband digital signal.
무선 통신 신호(Si[n])와 피드백 신호(Sfb[n])가 결합되어 수신 신호(Sx[n])가 생성되며, 생성된 수신 신호(Sx[n])은 전치필터(310)로 입력될 수 있다.The wireless communication signal (Si[n]) and the feedback signal (Sfb[n]) are combined to generate a received signal (Sx[n]), and the generated received signal (Sx[n]) is transferred to the
전치필터(310)는 중계기(300)의 제1안테나(ANT1)를 통해 입력된 수신 신호(Sx[n])가 감산기(326)로 전달될 때까지의 모든 필터의 특성과 지연을 나타낸 등가회로를 의미할 수 있다.The
전치필터(310)를 거친 수신 신호(d[n])는 간섭제거파트(320)로 입력될 수 있다.The received signal d[n] that has passed through the
간섭제거파트(320)는 컨트롤러(322), 적응필터(324), 및 감산기(326)를 포함할 수 있다.The
컨트롤러(322)는 간섭 제거된 통신 신호(e[n])와 지연된 출력 신호(x[n])를 이용하여, 적응 필터(324)에서 사용할 적응 필터 계수들(Wn)을 생성하여 출력할 수 있다.The
실시 예에 따라, 컨트롤러(322)는 간섭 제거된 통신 신호(e[n])와 지연된 출력 신호(x[n])를 이용하여, 간섭을 최소화하기 위한 최적의 적응 필터 계수들(Wn)을 생성하여 출력할 수 있다.According to an embodiment, the
실시 예에 따라, 적응 필터 계수들(Wn)은 계수 벡터 형태로 이루어질 수 있다.According to an embodiment, the adaptive filter coefficients Wn may be formed in the form of a coefficient vector.
컨트롤러(322)는 적응 필터(324)에서 사용되는 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기(예컨대, 절대값의 크기)를 기준으로 선택하고, 선택된 적응 필터 계수들만을 적응 필터(324)로 전송할 수 있다.The
실시 예에 따라, 컨트롤러(322)는 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기에 따라 정렬하고, 정렬된 적응 필터 계수들 중에서 정렬된 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to an embodiment, the
예컨대, 적응 필터(324)의 탭 수가 N(상기 N은 2이상의 자연수)인 경우를 가정할 때, 적응 필터 계수 를 절대 값 크기에 따라 내림차순으로 정렬하면 다음의 (수식 1)과 같이 표현될 수 있다.For example, assuming that the number of taps of the
(수식 1)(Equation 1)
컨트롤러(322)는 상기의 (수식 1)에서 정렬된 계수들을 다음의 (수식 2)에 따라 두 개의 집합 P, R로 구분할 수 있다.The
(수식 2)(Equation 2)
컨트롤러(322)는 상기의 (수식 2)에서 필터 계수 의 절대 값이 상위의 K개(상기 K는 N보다 작은 자연수) 안에 속하면 P집합에 포함시키고, 그렇지 않으면 R집합에 포함시킬 수 있다.The
컨트롤러(322)는 복수의 필터 계수들 중에서 P집합에 포함된 K개의 필터 계수들을 선택하고, 선택된 필터 계수들을 적응 필터(324)로 전달할 수 있다.The
실시 예에 따라, N과 K의 비율은 기설정된 값일 수 있다.According to an embodiment, the ratio of N and K may be a preset value.
다른 실시 예에 따라, N과 K의 비율은 유동적으로 설정될 수 있다.According to another embodiment, the ratio of N and K may be set flexibly.
또 다른 실시 예에 따라, 컨트롤러(322)는 (수식 1)과 같이 절대값 크기 순서로 적응 필터 계수들을 정렬하였을 때, 인접한 계수 간의 절대값 차이가 기준값보다 큰 지점을 검색하고, 검색된 지점을 기준으로 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다. According to another embodiment, when the adaptive filter coefficients are arranged in the order of absolute value as in (Equation 1), the
예컨대, 전체 적응 필터 계수가 총 5개 존재(N=5)하고 적응 필터 계수 과 의 절대값 차이와 적응 필터 계수 과 의 절대값 차이는 기준값 이하였으나, 적응 필터 계수 과 의 절대값 차이는 기준값 이상인 경우에, 컨트롤러(322)는 적응 필터 계수 과 의 사이 지점을 검색하고, 검색된 지점을 기준으로 계수의 절대값 크기의 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 , , 은 P집합으로 구분하여 선택하고,,는 R집합으로 구분하여 선택에서 배제시킬 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 기준값은, 전체 적응 필터 계수들의 인접한 계수 간의 절대값 차이의 평균값에 기초하여 설정될 수도 있다.For example, there are a total of 5 adaptive filter coefficients (N=5) and adaptive filter coefficients and Absolute value difference and adaptive filter coefficient of and The absolute value difference of is less than or equal to the reference value, but the adaptive filter coefficient and When the absolute value difference of is greater than or equal to the reference value, the
또 다른 실시 예에 따라, N과 K의 비율은 QoS(Quality of Service)에 따라 설정될 수 있다.According to another embodiment, the ratio of N and K may be set according to QoS (Quality of Service).
예컨대, QoS에서 허용되는 간섭제거 성능의 기준이 상대적으로 높은 경우에는 N에 대한 K의 비율(K/N)을 상대적으로 높게 설정하고, QoS에서 허용되는 간섭제거 성능의 기준이 상대적으로 낮은 경우에는 N에 대한 K의 비율(K/N)을 상대적으로 낮게 설정할 수 있다.For example, if the criterion of interference cancellation performance allowed by QoS is relatively high, the ratio of K to N (K/N) is set relatively high, and when the standard of interference cancellation performance allowed by QoS is relatively low, The ratio of K to N (K/N) can be set relatively low.
예컨대, QoS에서 허용되는 신호 지연의 기준이 상대적으로 높은 경우에는 N에 대한 K의 비율(K/N)을 상대적으로 낮게 설정하고, QoS에서 허용되는 신호 지연의 기준이 상대적으로 낮은 경우에는 N에 대한 K의 비율(K/N)을 상대적으로 높게 설정할 수 있다.For example, if the standard of signal delay allowed by QoS is relatively high, the ratio of K to N (K/N) is set relatively low, and if the standard of signal delay allowed by QoS is relatively low, The ratio of K to (K/N) can be set relatively high.
예컨대, N과 K의 비율은 QoS에서 허용되는 간섭제거 성능의 기준과 허용되는 신호 지연의 기준을 함께 고려하여 설정할 수 있다.For example, the ratio of N and K may be set in consideration of the standard of interference cancellation performance allowed in QoS and the standard of allowed signal delay.
적응 필터(324)는 컨트롤러(322)에 의해 선택되어 전달된 적응 필터 계수들(Wn)과 지연된 출력 신호(x[n])를 이용하여, 예측 간섭 신호(y[n])를 생성할 수 있다.The
실시 예에 따라, 적응 필터(324)는 적응 알고리즘을 이용하는 디지털 필터 또는 아날로그 필터로 구현될 수 있다.According to an embodiment, the
실시 예에 따라, 적응 필터는 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 구현될 수 있다.According to an embodiment, the adaptive filter may be implemented as a Finite Impulse Response (FIR) filter.
감산기(326)는 전치필터(310)를 거친 수신 신호(d[n])로부터 적응 필터(360)에서 출력된 예측 간섭 신호(y[n])를 감산하여, 간섭 제거된 통신 신호(e[n])를 출력할 수 있다.The
실시 예에 따라, 컨트롤러(322), 적응필터(324), 및 감산기(326)는 하나의 프로세서(processor, 320)로 구현될 수 있다. 예컨대, 프로세서(320)는 ASIC(Appication Specific Integrated Circuits) 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 형태의 프로세서로 구현될 수 있다.According to an embodiment, the
후치필터(330)는 감산기(326)의 이후로부터 출력된 통신 신호가 제2안테나(ANT2)로 전달될 때까지의 모든 필터의 특성 및 지연을 나타낸 등가회로를 의미할 수 있다.The
후치필터(330)로부터 출력된 출력 신호(So[n])는 제2안테나(ANT2)를 통하여 무선통신단말기(200) 측으로 전송될 수 있다. The output signal So[n] output from the
후치필터(330)로부터 출력된 출력 신호(So[n])는 딜레이(340)를 통하여 지연되어 지연된 출력 신호(x[n])로 출력될 수 있다. 딜레이(340)로부터 출력된 지연된 출력 신호(x[n])는 컨트롤러(322)와 적응 필터(324)로 입력될 수 있다.The output signal So[n] output from the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중계기의 동작 방법의 플로우차트이다.3 is a flowchart of a method of operating a repeater according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 중계기(300)는 적응 필터(324)의 적응 필터 계수들 중에서 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기(예컨대, 절대값 크기)를 기준으로 선택할 수 있다(S310).1 to 3, the
실시 예에 따라, 중계기(300)는 복수의 적응 필터 계수들 중에서 기설정된 비율에 따라 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to an embodiment, the
다른 실시 예에 따라, 중계기(300)는 복수의 적응 필터 계수들 중에서 유동적으로 설정되는 비율에 따라 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to another embodiment, the
또 다른 실시 예에 따라, 중계기(300)는 절대값 크기 순서로 적응 필터 계수들을 정렬하였을 때, 인접한 계수 간의 절대값 차이가 기준값보다 큰 지점을 검색하고, 검색된 지점을 기준으로 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다. According to another embodiment, when the adaptive filter coefficients are arranged in the order of absolute value, the
또 다른 실시 예에 따라, 중계기(300)는 복수의 적응 필터 계수들 중에서 QoS(Quality of Service)에 기초하여 설정되는 비율에 따라 일부의 적응 필터 계수들을 선택할 수 있다.According to another embodiment, the
중계기(300)는 S310 단계에서 선택된 적응 필터 계수들을 이용하여 예측 간섭 신호를 생성할 수 있다(S320).The
실시 예에 따라, 중계기(300)에 포함된 적응 필터(326)는 전체 적응 필터 계수들을 모두 이용하는 것이 아니라, S310 단계에서 선택된 적응 필터 계수들만을 이용하여, 예측 간섭 신호를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
중계기(300)는 S320 단계에서 생성된 예측 간섭 신호를 이용하여 수신 신호에서 간섭 제거된 통신 신호를 생성할 수 있다(S330).The
실시 예에 따라, 중계기(300)에 포함된 감산기(326)는 전치필터(310)를 거친 수신 신호(d[n])에서 예측 간섭 신호(y[n])를 감산함으로써, 간섭 제거된 통신 신호(e[n])를 생성할 수 있다.According to an embodiment, the
도 4는 적응 필터 계수의 선택 비율에 따른 과도응답특성 그래프이다.4 is a graph of transient response characteristics according to a selection ratio of adaptive filter coefficients.
도 4를 참조하면, 도 4의 그래프는 무선 통신 신호(Si[n])보다 피드백 신호(Sfb[n])가 10dB 클 때, 중계기(300)의 초기 상태에서 정상동작 상태에 이르기까지의 과정을 나타낸다.Referring to FIG. 4, the graph of FIG. 4 shows a process from the initial state of the
초기 상태에서 발생하는 발진으로부터 복귀하면서, NMSE가 감소하는 형태를 나타내며, 특히 K/N이 75%일 때에는 K/N이 100%일 때에 비하여 과도응답특성상 성능의 열화가 거의 일어나지 않음을 확인할 수 있다.While returning from the oscillation occurring in the initial state, the NMSE decreases. In particular, when K/N is 75%, it can be seen that performance deterioration hardly occurs due to the transient response characteristics compared to when K/N is 100%. .
또한, K/N이 50%, 25%인 경우에도 과도응답특성상 다소간의 성능의 열화가 있지만, 통신 시스템에서 허용가능한 범위라면 설정될 수 있는 K/N 비율 수준임을 확인할 수 있다.In addition, even when the K/N is 50% or 25%, there is some deterioration in performance due to the transient response characteristics, but it can be confirmed that the K/N ratio level that can be set is within the allowable range in the communication system.
도 5는 적응 필터 계수의 선택 비율에 따른 페이딩 궤환 응답특성 그래프이다.5 is a graph of fading feedback response characteristics according to a selection ratio of adaptive filter coefficients.
도 5를 참조하면, 도 5의 그래프는 페이딩 궤환 신호(fading feedback signal)에 대한 응답 특성을 나타내는 그래프이다.Referring to FIG. 5, the graph of FIG. 5 is a graph showing response characteristics to a fading feedback signal.
도 5의 그래프에서 실선은 페이딩에 의한 궤환 이득의 변화를 나타내며, NLMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘에서의 스텝 크기(step size, μ)는 0.01로 설정한 경우를 가정하였다.In the graph of FIG. 5, the solid line represents the change in feedback gain due to fading, and it is assumed that the step size (μ) in the NLMS (Normalized Least Mean Square) algorithm is set to 0.01.
궤환 이득(FB gain)이 5dB 이하인 구간에서는 K/N이 50%일 때에도 안정적인 간섭제거가 이루어짐을 확인할 수 있다.In the section where the feedback gain (FB gain) is 5dB or less, it can be seen that stable interference cancellation is achieved even when the K/N is 50%.
또한, K/N이 25%인 경우에도 페이딩에 의한 궤환 이득 특성상 다소간의 성능의 열화가 있지만, 통신 시스템에서 허용가능한 범위라면 설정될 수 있는 K/N 비율 수준임을 확인할 수 있다.In addition, even when the K/N is 25%, there is a slight deterioration in performance due to the feedback gain characteristics due to fading, but it can be confirmed that the K/N ratio level can be set if it is an allowable range in the communication system.
도 6은 적응 필터 계수의 선택 비율에 따른 궤환이득과 NMSE(Normalized Mean Square Error)의 관계를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing a relationship between a feedback gain and a normalized mean square error (NMSE) according to a selection ratio of an adaptive filter coefficient.
도 6을 참조하면, 도 6의 그래프는 궤환 경로가 1개일때의 궤환 이득(FB Gain)에 따른 NMSE의 관계를 나타낸다.Referring to FIG. 6, the graph of FIG. 6 shows the relationship of NMSE according to the feedback gain (FB Gain) when there is one feedback path.
NMSE는 하기의 (수식 3)과 같이 나타날 수 있다.NMSE can be represented by the following (Equation 3).
상기의 (수식 3)에서 A는 궤환 신호의 진폭, R은 선택되지 않은 적응 필터 계수의 집합, α는 적응 알고리즘 종류에 따른 비례상수, μ는 수렴 상수, N은 적응 필터의 탭 수를 나타낸다.In (Equation 3) above, A is the amplitude of the feedback signal, R is the set of unselected adaptive filter coefficients, α is the proportional constant according to the type of adaptive algorithm, μ is the convergence constant, and N is the number of taps of the adaptive filter.
NMSE는 상기의 (수식 3)에 따라, 선택되지 않은 적응 필터 계수들의 제곱의 합에 비례하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 도 6의 그래프로도 확인할 수 있다.It can be seen that the NMSE is proportional to the sum of squares of unselected adaptive filter coefficients according to (Equation 3), which can also be confirmed by the graph of FIG. 6.
K/N이 75%로 설정되는 경우, K/N이 100%인 경우에 비하여 전체적으로 NMSE 특성의 열화가 거의 없으며, 궤환 이득(FB Gain)이 2dB이하인 경우에는 K/N이 25%까지 설정되더라도 NMSE 특성의 열화가 크지 않은 것을 확인할 수 있다.When K/N is set to 75%, there is little deterioration in NMSE characteristics overall compared to when K/N is 100%, and when FB Gain is less than 2dB, even if K/N is set to 25% It can be seen that the deterioration of NMSE characteristics is not significant.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.Above, although the present invention has been described in detail with reference to a preferred embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and changes by those of ordinary skill in the art within the spirit and scope of the present invention This is possible.
10 : 통신 시스템
100 : 기지국
200 : 무선통신단말기
300 : 중계기10: communication system
100: base station
200: wireless communication terminal
300: repeater
Claims (15)
선택된 적응 필터 계수들을 이용하여 예측 간섭 신호를 생성하는 단계; 및
생성된 예측 간섭 신호를 이용하여 수신 신호에서 간섭 제거된 통신 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 중계기의 동작 방법.
Selecting some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter used for interference cancellation based on the size of the coefficient;
Generating a predictive interference signal using the selected adaptive filter coefficients; And
And generating a communication signal from which interference is removed from the received signal by using the generated predictive interference signal.
상기 적응 필터는,
FIR(Finite Impulse Response) 필터인, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 1,
The adaptive filter,
FIR (Finite Impulse Response) filter, how the repeater operates.
상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는,
상기 적응 필터 계수들 중에서 상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 절대값의 크기를 기준으로 선택하는, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 1,
Selecting some of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficients,
The method of operating a repeater, wherein some of the adaptive filter coefficients are selected from among the adaptive filter coefficients based on a magnitude of an absolute value of the coefficient.
상기 중계기의 동작 방법은,
상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기에 따라 정렬하는 단계를 더 포함하고,
상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는,
정렬된 상기 적응 필터 계수들 중에서, 정렬된 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택하는, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 3,
The operation method of the repeater,
Sorting the adaptive filter coefficients according to the absolute value of the coefficients,
Selecting some of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficients,
The method of operating a repeater, wherein among the sorted adaptive filter coefficients, some of the adaptive filter coefficients having a higher absolute value are selected according to the sorted order.
상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는,
N개의 상기 적응 필터 계수들 중에서, K개의 적응 필터 계수들을 선택하며,
상기 N은 2 이상의 자연수이고, 상기 K는 상기 N보다 작은 자연수인, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 4,
Selecting some of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficients,
Among the N adaptive filter coefficients, K adaptive filter coefficients are selected,
Wherein N is a natural number greater than or equal to 2, and K is a natural number less than N, the method of operating a repeater.
상기 N과 상기 K의 비율은 기설정된 값인, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 5,
The ratio of the N and K is a preset value, the operation method of the repeater.
상기 N과 상기 K의 비율은 유동적으로 설정되는, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 5,
The ratio of the N and K is set flexibly, the operation method of the repeater.
상기 중계기의 동작 방법은,
상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기 순서로 정렬하였을 때, 인접한 계수 간의 절대값 차이가 기준값보다 큰 지점을 검색하는 단계를 더 포함하고,
상기 일부의 적응 필터 계수들을 계수의 크기를 기준으로 선택하는 단계는,
검색된 상기 지점을 기준으로, 계수의 절대값 크기 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택하는, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 7,
The operation method of the repeater,
When the adaptive filter coefficients are arranged in the order of the absolute value of the coefficients, the step of searching for a point in which an absolute difference between adjacent coefficients is greater than a reference value,
Selecting some of the adaptive filter coefficients based on the size of the coefficients,
The method of operating a repeater, wherein the partial adaptive filter coefficients having an upper absolute value size are selected according to the order of the absolute value size of the coefficients based on the searched point.
상기 N과 상기 K의 비율은 QoS(Quality of Service)에 따라 설정되는, 중계기의 동작 방법.
The method of claim 5,
The ratio of N and K is set according to QoS (Quality of Service).
선택된 적응 필터 계수들을 이용하여 예측 간섭 신호를 생성하는 적응 필터; 및
생성된 예측 간섭 신호를 이용하여 수신 신호에서 간섭 제거된 통신 신호를 생성하는 감산기를 포함하는, 중계기.
A controller for selecting and outputting some of the adaptive filter coefficients of the adaptive filter used for interference cancellation based on the size of the coefficient;
An adaptive filter that generates a predictive interference signal using the selected adaptive filter coefficients; And
A repeater comprising a subtractor for generating an interference-cancelled communication signal from a received signal by using the generated predictive interference signal.
상기 컨트롤러는,
상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기에 따라 정렬하고, 정렬된 상기 적응 필터 계수들 중에서, 계수의 절대값 크기 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택하는, 중계기.
The method of claim 10,
The controller,
A repeater that sorts the adaptive filter coefficients according to the magnitude of the absolute value of the coefficient, and selects some of the adaptive filter coefficients having an upper absolute value according to the order of the magnitude of the absolute value of the coefficients among the arranged adaptive filter coefficients .
상기 컨트롤러는,
N개의 상기 적응 필터 계수들 중에서, K개의 적응 필터 계수들을 선택하며,
상기 N은 2 이상의 자연수이고, 상기 K는 상기 N보다 작은 자연수인, 중계기.
The method of claim 11,
The controller,
Among the N adaptive filter coefficients, K adaptive filter coefficients are selected,
The N is a natural number of 2 or more, and K is a natural number less than N, a repeater.
상기 N과 상기 K의 비율은 유동적으로 설정되는, 중계기.
The method of claim 12,
The ratio of the N and K is set fluidly, the repeater.
상기 컨트롤러는,
상기 적응 필터 계수들을 계수의 절대값 크기 순서로 정렬하였을 때, 인접한 계수 간의 절대값 차이가 기준값보다 큰 지점을 검색하고, 검색된 상기 지점을 기준으로, 정렬된 순서에 따라 상위의 절대값 크기를 가지는 상기 일부의 적응 필터 계수들을 선택하는, 중계기.
The method of claim 13,
The controller,
When the adaptive filter coefficients are sorted in the order of the absolute value of the coefficients, a point where the absolute difference between adjacent coefficients is greater than the reference value is searched, and based on the searched point, having the upper absolute value size according to the sorted order. A repeater for selecting the some of the adaptive filter coefficients.
상기 N과 상기 K의 비율은 QoS(Quality of Service)에 따라 설정되는, 중계기.
The method of claim 13,
The ratio of N and K is set according to QoS (Quality of Service).
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
US16/991,564 US11362730B2 (en) | 2019-08-13 | 2020-08-12 | Repeater and interference cancellation method thereof |
US17/741,737 US20220271827A1 (en) | 2019-08-13 | 2022-05-11 | Repeater and interference cancellation method thereof |
Applications Claiming Priority (2)
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KR1020190099116 | 2019-08-13 |
Publications (1)
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KR20210019954A true KR20210019954A (en) | 2021-02-23 |
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KR1020200099506A KR20210019954A (en) | 2019-08-13 | 2020-08-07 | Repeater and operating method thereof |
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Country | Link |
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