KR20220015627A - 상향링크 신호 교정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

상향링크 신호를 교정하고 신호에 포함된 간섭 성분을 제거하는 기술을 개시한다.
본 개시는 TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 하향링크(Downlink: DL)로부터 상향링크(Uplink: UL)로의 스위칭(switching)에 따른 보호구간(guard period)을 이용하여 TDD 시스템 내의 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정(delay calibration)하고 나아가 신호의 간섭 성분을 제거(interference cancellation)하는 방법 및 장치를 제시한다.

Description

상향링크 신호 교정 방법 및 장치{Method And Apparatus for Calibrating Uplink Signal}
본 발명은 상향링크 신호 교정 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 상향링크 신호를 처리하는 RF 체인(Radio Frequency chain) 상의 신호 지연을 교정하고 신호에 포함된 간섭 성분을 제거하는 기술에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
이동통신에서 주파수 자원을 효율적으로 활용하기 위한 방법 중 하나로, TDD(Time Division Duplexing) 방식이 이용되고 있다. TDD는 하나의 주파수 자원을 시간적으로 분할하여 상향링크(Uplink: UL)와 하향링크(Downlink: DL)에서의 신호 송수신이 이루어지는 방식이다. 상향링크와 하향링크의 시간 분할은 이동통신을 수행하는 주체 간 또는 사업자나 지역별로 다양하게 정의될 수 있다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 이러한 상향링크와 하향링크의 시간 분할을 정의하는 TDD-UL-DL 구성(TDD-UL-DL-Configuration)의 표준 규격을 제시한 바 있다.
TDD에서 상향링크에서 하향링크로 또는 하향링크에서 상향링크로의 스위칭(switching)이 이루어질 때, 각 링크 간의 간섭이 없기 위해서는 보호구간(guard period)이 필요하다. 보호구간은 스위칭 시간 동안 어떠한 데이터 전송도 이루어지지 않음을 보장함으로써 각 링크 간 간섭을 방지한다.
한편, 상향링크에서 TDD 시스템의 RF 체인(Radio Frequency chain)이 신호를 처리하는 경우, 이러한 신호에는 위상 지연(phase-delay) 또는 상향링크 구간을 맞추지 못하는 시간 지연(time-delay)과 같은 신호 지연이 발생할 수 있다. 이러한 RF 체인에 의한 신호 지연 시 TDD 시스템의 빔포밍(beamforming)이 정확히 이루어지기 어렵고, 적절한 이동통신 서비스가 제공되기 어렵다. 그러나, 주기적인 신호의 송신이 이루어지는 하향링크와 달리 상향링크는 필요한 경우에만 신호의 송신이 이루어져, 신호 지연의 교정에 특히 어려움이 있어 왔다. 따라서, 하향링크에서 상향링크로의 전환(switching)에 있어 링크 간 간섭을 방지하고, 정확한 빔포밍을 수행할 수 있는 신호 지연의 교정방법의 고안이 필요하다.
US 2015-0334666 A1
본 개시는 TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 하향링크(Downlink: DL)로부터 상향링크(Uplink: UL)로의 스위칭(switching)에 따른 보호구간(guard period)을 이용하여 TDD 시스템 내의 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정(delay calibration)하고 나아가 신호의 간섭 성분을 제거(interference cancellation)하는 방법 및 장치를 제시하는 데 주된 목적이 있다.
본 개시의 일 측면에 의하면, TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 상향링크 신호 교정 장치(Uplink Signal Calibration Apparatus)가 상향링크(Uplink: UL) 신호를 교정하는 방법에 있어서, 하향링크(Downlink: DL)에서 상향링크로의 스위칭(switching)이 이루어지는 경우, TDD-UL-DL 구성(TDD-UL-DL-Configuration)에 정의된 보호구간(guard period)을 기초로 상향링크 무신호 구간을 판단하는 과정; 상기 상향링크 무신호 구간에서, 상기 TDD 시스템에 포함된 하나 이상의 각 RF 체인(Radio Frequency chain)으로 캘리브레이션 참조신호(calibration reference signal)를 송신하고, 상기 각 RF 체인으로부터 상기 캘리브레이션 참조신호를 피드백 참조신호(feedback reference signal)로서 수신하는 과정; 및 상기 피드백 참조신호를 기초로 상기 각 RF 체인의 지연을 교정(delay calibration)하기 위한 교정신호(calibration signal)를 생성하여 상기 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정(delay calibration)하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법을 제공한다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 본 개시에 따른 상향링크 신호 교정 방법에 있어, 상기 피드백 참조신호에 포함된 간섭 성분(interference)을 상기 각 RF 체인과의 경로 별로 검출하는 과정; 및 상기 간섭 성분을 기초로 상기 각 RF 체인과의 경로 별 역위상 신호(reverse-phase signal)를 생성하여 상기 각 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 간섭을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 측면에 의하면, TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 상향링크(Uplink: UL) 신호를 교정하는 장치에 있어서, 하향링크(Downlink: DL)에서 상향링크로의 스위칭(switching)이 이루어지는 경우, TDD-UL-DL 구성(TDD-UL-DL-Configuration)에 정의된 보호구간(guard period)을 기초로 상향링크 무신호 구간을 판단하는 무신호구간 연산부(no-signal period calculator); 상기 상향링크 무신호 구간에서, 상기 TDD 시스템에 포함된 하나 이상의 각 RF 체인(Radio Frequency chain)으로 캘리브레이션 참조신호(calibration reference signal)를 송신하는 캘리브레이션 참조신호 송신부(calibration reference signal transmitter); 상기 각 RF 체인으로부터 피드백 참조신호(feedback reference signal)를 수신하는 피드백신호 수신부(feedback signal receiver); 상기 피드백신호 수신부로부터 상기 피드백 참조신호를 수신하여 상기 각 RF 체인과의 경로(path) 상 지연을 교정(delay calibration)하기 위한 교정신호(calibration signal)를 생성하는 교정신호 생성부(calibration signal generator); 및 상기 교정신호 생성부로부터 상기 교정신호를 수신하여 상기 각 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정하는 데이터신호 처리부(data signal processor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 장치(Uplink Signal Calibration Apparatus)를 제공한다.
본 개시의 상향링크 신호 교정장치는, 상향링크(Uplink, UL)를 통한 데이터의 송신이 이루어지기 전에 TDD 시스템의 RF 체인과의 각 경로에 대한 신호 지연을 교정함으로써, 추후 TDD 시스템이 정확한 빔포밍(beamforming)을 수행하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 개시의 상향링크 신호 교정장치는, 하향링크(Downlink, DL)에서 상향링크로의 전환(switching)에 따른 보호구간을 이용하여 상향링크 신호의 지연을 교정함으로써, 상향링크로부터 데이터 신호의 수신이 이루어지기 전 각 RF 체인 상의 신호 지연을 안정적으로 교정할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 개시의 실시예들에 따른 상향링크 신호 교정장치는 신호 교정을 위해 송신한 참조신호(reference signal)를 피드백(feedback)함으로써 신호에 포함된 간섭 성분을 제거하고, 상향링크 신호의 품질을 개선시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 신호 교정 장치 및 방법을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 신호 교정 장치의 신호처리 과정을 나타내는 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 무신호 구간을 연산하는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 경로 별 시간 지연 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 경로 별 수신 신호의 간섭을 제거하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제n 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
본 개시는, TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 하향링크(Downlink: DL)로부터 상향링크(Uplink: UL)로의 스위칭(switching)에 따른 보호구간(guard period)을 이용하여 상향링크로부터 수신하는 신호의 지연을 교정(delay calibration)하고 나아가 신호의 간섭 성분을 제거(interference cancellation)하는, 상향링크 신호 교정 장치(Uplink Signal Calibration Apparatus) 및 방법에 관한 것이다.
본 개시에 따른 상향링크 신호 교정 장치는, TDD 시스템에 포함된 장치일 수 있다. 예컨대, 상향링크 신호 교정 장치는 이동통신 기지국(base station)에 포함될 수 있고, 상향링크 신호 교정 장치의 각 기능이 이동통신 기지국의 각 모듈로서 구현될 수 있다.
본 개시에서의 TDD 시스템이란, 기지국 등 TDD 방식으로 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 시스템으로, 액세스 네트워크(access network)와 이동통신 단말의 접속을 지원하는 장비 또는 장치를 포괄한다. 예컨대, 본 개시에서의 기지국은 각종 셀(예: 매크로 셀(macro cell), 마이크로 셀(micro cell), 스몰 셀(small cell) 등), 노드B(NodeB), eNB(evolved Node B), gNB(next generation Node B) 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node), RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit) 등으로 표현될 수 있으며, 이에 한하지 않는다.
본 개시에 따른 TDD-UL-DL 구성(TDD-UL-DL Configuration)은 복수의 서브프레임으로 구성되는 프레임에 있어 각 서브프레임이 상향링크, 하향링크 및 스페셜 서브프레임(special subframe) 중 어느 것에 해당하는지를 정의한 구성으로, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 정의된 표준규격일 수 있으나, 반드시 이에 한하지 않는다. 예컨대, TDD-UL-DL 구성은 통신을 수행하는 주체 간 또는 통신이 이루어지는 지역별로 정의된 구성일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 신호 교정 장치 및 방법을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상향링크 신호 교정 장치(100)는 무신호구간 연산부(no-signal period calculator, 110), 캘리브레이션 참조신호 송신부(calibration reference signal transmitter, 120), 신호 처리부(signal processor, 130) 및 교정신호 생성부(calibration signal generator, 140)를 전부 또는 일부 포함한다. 도 1에 도시된 상향링크 신호 교정 장치(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 구성이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 구성이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 다른 실시 예에서는 캘리브레이션 참조신호(calibration reference signal)를 송신하고, 상향링크 신호를 수신하여 처리하는 각 RF 체인(Radio Frequency chain)으로부터 피드백 참조신호(feedback reference signal)을 포함하는 신호를 수신하여 처리함으로써, 상향링크 신호 교정 장치에 캘리브레이션 참조신호 송신부(120) 및 신호 처리부(130)를 통합한 통신부(미도시)가 포함될 수 있다. 상향링크 신호 교정 장치(100)의 전술한 구성들은 각 구성의 기능을 수행하는 장치나 모듈로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 각 RF 체인(160, 162)은 설명의 편의를 위해 도시된 것으로, 본 발명의 상향링크 신호 교정 장치를 구성하지 않고, 상향링크 신호 교정 장치와 통신하는 RF 체인의 수를 제한하지 않는다.
무신호구간 연산부(110)는 하향링크에서 상향링크로의 전환(switching)이 이루어지는 경우, TDD-UL-DL 구성에 정의된 보호구간(guard period)을 기초로 상향링크 무신호 구간을 연산하여 현 타이밍이 상향링크 무신호구간에 있는 지 판단한다. 본 개시에서 상향링크 무신호 구간이란, 보호구간 중 단말로부터 데이터의 전송이 이루어지기 이전까지의 구간이다. 이러한 상향링크 무신호 구간은 하향링크에서 상향링크로의 전환에 따라 TDD-DL-UL 구성에 정의된 보호구간에서 송신 시간 전진 오프셋(Transmit-Timing Advance Offset: TA Offset), 하향링크 스위칭-오프 구간(DL switching-off period) 및 상향링크 스위칭-온 구간(UL switching-on period)의 전부 또는 일부가 제외된 구간일 수 있다. 여기서 송신 시간 전진 오프셋이란 각 단말의 신호 송신에 있어 TA(Timing Advance) 대비 추가로 우선 송신해야 하는 오프셋이다. 이러한 송신 시간 전진 오프셋은 단말에 의해 결정되며, 일반적으로 단말과 기지국 간의 거리가 멀수록 커진다. 또한, 하향링크 스위칭-오프 구간이란 하향링크 전송을 위해 연결되었던 스위치를 끄는 데 요구되는 시간이다. 상향링크 스위칭-온 구간이란 상향링크 전송을 위하여 스위치를 켜는 데 요구되는 시간이다. 이러한 스위칭-온/오프 구간은 스위칭 온/오프가 정상적으로 이루어지기에 충분한 시간으로 설정될 수 있다. 상향링크 무신호 구간을 연산하는 구체적인 예는 도 3에서 후술한다.
무신호구간 연산부(110)에 의해 연산된 상향링크 무신호 구간인 경우, 캘리브레이션 참조신호 송신부(120)는 캘리브레이션 참조신호(calibration reference signal)를 생성하여 기지국에 접속된 각 RF 체인(160, 162)으로 송신한다.
캘리브레이션 참조신호 송신부(120)는 생성한 캘리브레이션 참조신호를 교정신호 생성부(140)에 전송하여, 교정신호 생성부(140)가 적절한 교정신호(calibration signal)을 생성하도록 한다.
각 RF 체인(160, 162)은 TDD 시스템(예: 기지국)이 수신한 신호를 수신하여 처리한다. 신호 처리부(130)는 각 RF 체인(160, 162)이 처리한 신호를 수신하여 교정하거나 간섭을 제거한다. 신호 처리부(130)는 피드백신호 수신부(feedback signal receiver, 132) 및 데이터신호 처리부(data signal processor, 134)를 전부 또는 일부 포함하나, 도 1에 도시된 신호 처리부(130)는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 구성이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 구성이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 예컨대, 다른 실시예에서 피드백신호 수신부(132)와 데이터신호 처리부(134)가 하나의 RF 체인 자원을 이용하도록 통합되어 신호의 송수신 및 처리를 수행할 수 있다. 또 다른 실시예에서 신호 처리부(130)는 각 RF 체인(160, 162)과의 상향링크 경로에 따라 복수개의 처리부(미도시)로 구성될 수 있다.
피드백신호 수신부(132)는 각 RF 체인(160, 162)을 통과한 캘리브레이션 참조신호를 피드백 참조신호(feedback reference signal)로서 수신한다. 이러한 피드백 참조신호는 전송 환경에 따라 신호에 간섭 성분이 포함될 수 있으며, 여러 형태의 지연이 발생할 수 있다. 예컨대, 신호가 전송되는 RF 체인의 신호 송수신 환경이나 신호 처리 방법에 따라 시간 지연(time-delay) 또는 위상 지연(phase-delay) 등이 발생할 수 있다.
피드백신호 수신부(132)는 수신한 피드백 참조신호를 교정신호 생성부(140)에 송신하여 교정신호 또는 역위상 신호(reverse-phase signal)를 생성하게 한다.
데이터신호 처리부(134)는 교정신호 생성부(140)로부터 교정신호 및 역위상 신호의 전부 또는 일부를 수신하여 각 RF 체인(160, 162)으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정(delay calibration)하거나, 수신한 신호에 포함된 간섭 성분을 제거(interference cancellation)하는 처리를 수행할 수 있다. 예컨대, 데이터신호 처리부(134)는 지연 보상 신호(delay-compensation signal)를 교정신호로서 수신하여 각 RF 체인(160, 162)으로부터 수신한 데이터 신호의 지연을 보상하도록 교정할 수 있다. 또 다른 예로 데이터신호 처리부(134)는 각 RF 체인(160, 162)으로부터 수신한 신호를 역위상 신호와 합성(synthesize)함으로써 수신한 신호의 위상 간섭을 제거할 수 있다. 상향링크 신호 교정 장치(100)가 시간 지연을 교정하는 방법 및 수신 신호의 간섭을 제거하는 방법은 도 4 및 도 5에서 각각 구체적으로 후술한다.
교정신호 생성부(140)는 각 RF 체인(160, 162)과의 경로 상의 시간 지연을 교정(time-delay calibration)하기 위한 교정신호를 생성한다. 교정신호를 생성하는 일 실시예로, 교정신호 생성부(140)는 캘리브레이션 참조신호와 피드백 참조신호를 측정 또는 비교하여 시간 지연 또는 위상 지연을 산출하고, 이러한 지연을 교정하기 위한 교정신호를 생성할 수 있다. 교정신호를 생성하는 다른 실시예로, 교정신호 생성부(140)는 복수의 RF 체인(160, 162)으로부터 수신한 피드백 참조신호를 측정 또는 비교하여 지연에 관한 정보를 산출하고, 이를 기초로 교정신호를 생성할 수 있다. 교정신호 생성부(140)는 피드백 참조신호에 관한 정보(예: 도달시간, 신호의 세기 등) 또는 피드백 참조신호에 포함된 정보(예: 포트 정보 등)를 이용하여 각 RF 체인과의 경로 별 시간 지연 또는 위상 지연의 값을 산출함으로써, 해당 상향링크 경로를 통해 수신되는 신호를 교정하는 교정신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 특정 RF 체인으로부터 수신되는 신호의 도달시간이 다른 RF 체인으로부터 수신되는 신호 대비 지연되는 경우, 이러한 지연을 보상하는 지연 보상 신호를 교정신호로서 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 캘리브레이션 참조신호의 위상과 피드백 참조신호의 위상을 비교하여 위상 차를 보상하는 위상 보상 신호를 교정신호로서 생성할 수 있다.
교정신호 생성부(140)는 피드백 참조신호에 포함된 간섭 성분을 검출하여, 각 RF 체인(160, 162)과의 경로 별 역위상 신호를 더 생성함으로써 데이터신호 처리부(134)가 수신한 신호의 간섭 성분을 제거하는 처리를 수행하게 할 수 있다.
교정신호 생성부(140)는 데이터신호 처리부(134)로 생성된 교정신호를 송신하여 각 상향링크 경로로부터 수신하는 신호를 교정하게 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 신호 교정 장치의 신호처리 과정을 나타내는 블록구성도이다.
도 2에서와 같이, TDD 시스템은 복수의 안테나를 통해 신호를 송수신할 수 있으며, 각 안테나와 연결된 RF 체인은 송수신되는 신호의 변환, 증폭과 같은 처리를 담당한다. RF 체인은 도시된 것과 같이 LNA(Low Noise Amplifier), 필터, ADC(Analog to Digital Converter)등을 포함할 수 있으며, 그밖에 믹서(mixer), I/Q(In/Quadrature Phase) 복조기 등을 더 포함시켜 신호의 품질을 개선시킬 수 있다. 도 2에 도시된 RF 체인은 설명의 편의를 위해 도시된 것으로, 본 발명의 필수적 구성요소는 아니다.
상향링크 신호 교정 장치는 복수의 RF 체인과 1대 1로 연결된 복수의 신호 처리부를 포함할 수 있다.
상향링크 신호 교정 장치는 하향링크에서 상향링크로의 전환 시, 상향링크로부터의 신호 수신이 없는 상향링크 무신호 구간인지를 판단하여 캘리브레이션 참조신호 송신부로 하여금 캘리브레이션 참조신호를 생성하게 한다. 캘리브레이션 참조신호 송신부는 캘리브레이션 참조신호를 각 안테나를 통해 송출함으로써 각 RF 체인에 송신한다.
각 RF 체인이 수신한 캘리브레이션 참조신호는 RF 체인을 거치고, 각 RF 체인은 신호처리부로 RF 체인을 거친 캘리브레이션 참조신호를 피드백 참조신호로서 송신한다. 신호처리부는 수신한 피드백 참조신호를 교정신호 생성부로 송신한다.
교정신호 생성부는 각 피드백 참조신호를 비교하거나, 피드백 참조신호와 캘리브레이션 참조신호를 비교하여 RF 체인 경로 상의 지연을 교정하는 교정신호를 생성한다. 교정신호 생성부는 각 피드백 참조신호에 포함된 간섭 성분을 추출하여 상향링크 경로 별 역위상 신호를 생성할 수 있다.
교정신호 생성부는 이러한 교정신호 또는 역위상 신호에 대응하는 신호 처리부에 각각 송신하여, 신호 처리부가 수신한 신호의 지연을 교정하거나 간섭을 제거하게 한다.
각 신호 처리부로부터 처리된 신호는 상향링크 신호로서, TDD 시스템이 이동통신 서비스를 제공하게 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 무신호 구간을 연산하는 예시도이다.
상향링크 무신호 구간은 TDD-UL-DL 구성에 정의된 보호구간(도 3의 guard period)에서 하향링크의 마지막 서브프레임 구간의 하향링크 스위칭-오프 구간(도 3의 DL Path ON->OFF 보호구간), 상향링크 스위칭-온 구간(도 3의 DL to UL Switching 보호 구간) 및 송신 시간 전진 오프셋(도 3의 Timing advance offset)을 제외한 구간일 수 있다.
예컨대, 6 GHz 이하의 대역폭(bandwidth)에서 통신을 수행하는 5G NR 기지국을 기준으로 상향링크 무신호 구간을 산출하면 다음과 같다. 서브캐리어 간격(subcarrier spacing)은 30 KHz 이고, 각 심볼은 35.714 us 크기를 가지며, TDD-DL-UL 구성상 스페셜 슬롯(spatial slot)이 보호구간으로 2 심볼을 정의한 경우, 상향링크 무신호 구간은 71.428 us (보호구간 2 심볼) - 13 us (송신 시간 전진 오프셋) - 10 us (하향링크 스위칭-오프 구간) - 10 us (상향링크 스위칭-온 구간) = 38.428 us 이다(도 3의 (A) 구간).
이러한 산출시간은 예시적인 것에 불과하며 상향링크 신호 교정 장치가 기초로 하는 이동통신 환경 또는 규격에 따라 상향링크 무신호 구간의 길이는 달라질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 경로 별 시간 지연 교정 방법을 나타내는 흐름도이다.
하향링크에서 상향링크로의 전환이 있는 경우(S400), 상향링크 신호 교정 장치는 상향링크 무신호 구간을 연산한 것을 기초로 현 타이밍이 상향링크 무신호 구간에 있는지 확인한다(S410).
상향링크 무신호 구간이면, 상향링크 신호 교정 장치는 각 RF 체인(제1 RF 체인, 제n RF 체인, n은 2 이상의 자연수)로 캘리브레이션 참조신호를 송신한다(S420, S422).
상향링크 신호 교정 장치는 각 RF 체인으로부터 피드백 참조신호를 수신한다(S430, S432).
상향링크 신호 교정 장치는 각 RF 체인과의 상향링크 경로 별 시간 또는 위상 지연을 교정하기 위한 교정신호를 생성한다(S440).
상향링크 신호 교정 장치는 제1 RF 체인으로부터 신호를 수신하는 경우(S450), 제1 RF 체인과의 경로에 대한 교정신호를 이용하여 수신한 신호에 시간 또는 위상 지연이 없도록 교정한다(S452).
제n RF 체인으로부터 신호를 수신하는 경우(S460), 제n RF 체인과의 경로에 대한 교정신호를 이용하여 수신한 신호에 시간 또는 위상 지연이 없도록 교정한다(S462).
도 4에서 S420 내지 S462의 과정이 순차적으로 실행되는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이러한 순서에 국한되지 않으며 각 단말 별로 캘리브레이션 신호의 송신, 피드백 신호의 수신, 교정신호의 생성과 수신한 신호의 교정이 연속적 또는 불연속적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상향링크 신호 교정 장치와 제n RF 체인과의 신호의 송수신을 나타내는 S422, S432, S440, S460, S462 과정이 우선하여 수행될 수 있으며, 각 과정 중에 제1 RF 체인과의 신호의 송수신 과정인 S420, S430, S440, S450, S452가 전부 또는 일부 포함될 수도 있다.
상향링크 신호 교정 장치는 교정한 신호를 상향링크 신호로서 출력한다(S470). TDD 시스템은 출력된 상향링크 신호를 기초로 이동통신 서비스를 제공하거나 중계한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 경로 별 수신 신호의 간섭을 제거하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
하향링크에서 상향링크로의 전환이 있는 경우(S500), 상향링크 신호 교정 장치는 상향링크 무신호 구간을 연산한 것을 기초로 상향링크 무신호 구간인지 확인한다(S510).
상향링크 무신호 구간이면, 상향링크 신호 교정 장치는 RF 체인으로 캘리브레이션 참조신호를 송신한다(S520).
상향링크 신호 교정 장치는 각 RF 체인으로부터 피드백 참조신호를 수신한다(S530).
상향링크 신호 교정 장치는 피드백 참조신호에 포함된 간섭 성분을 검출하고, 간섭 성분을 제거하기 위한 역위상 신호를 생성한다(S540).
상향링크 신호 교정 장치는 RF 체인으로부터 신호를 수신하여(S550), 역위상 신호를 수신한 신호와 합성하여 간섭을 제거한다(S560).
상향링크 신호 교정 장치는 간섭이 제거된 신호를 상향링크 신호로서 출력한다(S570). 기지국은 출력된 상향링크 신호를 기초로 이동통신 서비스를 제공하거나 중계한다.
도 4 및 도 5에서는 과정 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4 및 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4 및 도 5의 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적 회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템상에서 실행 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체"에 저장된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 ROM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등의 비휘발성(non-volatile) 또는 비 일시적인(non-transitory) 매체 또는 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 프로그램가능 컴퓨터에 의하여 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 프로그램가능 프로세서, 데이터 저장 시스템(휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 다른 종류의 저장 시스템이거나 이들의 조합을 포함함) 및 적어도 한 개의 커뮤니케이션 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 프로그램가능 컴퓨터는 서버, 네트워크 기기, 셋탑 박스, 내장형 장치, 컴퓨터 확장 모듈, 개인용 컴퓨터, 랩탑, PDA(Personal Data Assistant), 클라우드 컴퓨팅 시스템 또는 모바일 장치 중 하나일 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 상향링크 신호 교정 장치
110: 무신호구간 연산부
120: 캘리브레이션 참조신호 송신부
130: 신호 처리부
132: 피드백신호 수신부
134: 데이터신호 처리부
140: 교정신호 생성부
160: 제1 RF 체인
162: 제n RF 체인

Claims (8)

  1. TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 상향링크 신호 교정 장치(Uplink Signal Calibration Apparatus)가 상향링크(Uplink: UL) 신호를 교정하는 방법에 있어서,
    하향링크(Downlink: DL)에서 상향링크로의 스위칭(switching)이 이루어지는 경우, TDD-UL-DL 구성(TDD-UL-DL-Configuration)에 정의된 보호구간(guard period)을 기초로 상향링크 무신호 구간을 판단하는 과정;
    상기 상향링크 무신호 구간에서, 상기 TDD 시스템에 포함된 하나 이상의 각 RF 체인(Radio Frequency chain)으로 캘리브레이션 참조신호(calibration reference signal)를 송신하고, 상기 각 RF 체인으로부터 상기 캘리브레이션 참조신호를 피드백 참조신호(feedback reference signal)로서 수신하는 과정; 및
    상기 피드백 참조신호를 기초로 상기 각 RF 체인의 지연을 교정(delay calibration)하기 위한 교정신호(calibration signal)를 생성하여 상기 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정(delay calibration)하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상향링크 무신호 구간을 연산하는 과정은,
    상기 보호구간에서 송신 시간 전진 오프셋(Transmit-Timing Advance Offset: TA Offset), 하향링크 스위칭-오프 구간(DL switching-off period) 및 상향링크 스위칭-온 구간(UL switching-on period)의 전부 또는 일부를 제외한 구간을 상기 상향링크 무신호 구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지연을 교정하는 과정은,
    상기 피드백 참조신호의 각 도달시간을 기초로 상기 각 RF 체인과의 경로(path) 별 지연 시간을 산출하고, 산출된 지연 시간을 기초로 상기 교정신호를 생성하여 상기 각 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 시간 지연 교정(time-delay calibration)을 수행하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지연을 교정하는 과정은,
    상기 캘리브레이션 참조신호의 위상과 상기 피드백 참조신호의 위상을 비교하여 상기 각 RF 체인과의 경로 별로 상기 교정신호를 생성하고, 상기 각 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 위상 지연 교정(phase-delay calibration)을 수행하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 참조신호에 포함된 간섭 성분(interference)을 상기 각 RF 체인과의 경로 별로 검출하는 과정; 및
    상기 간섭 성분을 기초로 상기 각 RF 체인과의 경로 별 역위상 신호(reverse-phase signal)를 생성하여 상기 각 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 간섭을 제거하는 과정
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 방법.
  6. TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서 상향링크(Uplink: UL) 신호를 교정하는 장치에 있어서,
    하향링크(Downlink: DL)에서 상향링크로의 스위칭(switching)이 이루어지는 경우, TDD-UL-DL 구성(TDD-UL-DL-Configuration)에 정의된 보호구간(guard period)을 기초로 상향링크 무신호 구간을 판단하는 무신호구간 연산부(no-signal period calculator);
    상기 상향링크 무신호 구간에서, 상기 TDD 시스템에 포함된 하나 이상의 각 RF 체인(Radio Frequency chain)으로 캘리브레이션 참조신호(calibration reference signal)를 송신하는 캘리브레이션 참조신호 송신부(calibration reference signal transmitter);
    상기 각 RF 체인으로부터 피드백 참조신호(feedback reference signal)를 수신하는 피드백신호 수신부(feedback signal receiver);
    상기 피드백신호 수신부로부터 상기 피드백 참조신호를 수신하여 상기 각 RF 체인과의 경로(path) 상 지연을 교정(delay calibration)하기 위한 교정신호(calibration signal)를 생성하는 교정신호 생성부(calibration signal generator); 및
    상기 교정신호 생성부로부터 상기 교정신호를 수신하여 상기 각 RF 체인으로부터 수신하는 신호의 지연을 교정하는 데이터신호 처리부(data signal processor)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 장치(Uplink Signal Calibration Apparatus).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 무신호구간 연산부는,
    상기 보호구간에서 송신 시간 전진 오프셋(Transmit-Timing Advance Offset: TA Offset), 하향링크 스위칭-오프 구간(DL switching-off period) 및 상향링크 스위칭-온 구간(UL switching-on period)의 전부 또는 일부를 제외한 구간을 상기 상향링크 무신호 구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 교정신호 생성부는,
    상기 피드백 참조신호에 포함된 간섭 성분(interference)을 검출하여 상기 각 RF 체인과의 경로 별로 역위상 신호(reverse-phase signal)를 생성하고, 생성된 역위상 신호를 상기 데이터신호 처리부로 송신하고,
    상기 데이터신호 처리부는,
    상기 역위상 신호를 상기 각 RF 체인으로부터 수신한 신호와 합성(synthesize)하여 간섭 제거(interference cancellation)를 더 수행하는 것
    을 특징으로 하는 상향링크 신호 교정 장치.
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