KR20230016291A - Mimo based full duplex relaying termina having reverse noise floor reduction function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 MIMO 기반의 전이중 중계 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 역방향 노이즈 플로어 저감 기능을 가진 MIMO 기반 전이중 중계 단말에 관한 것이다.The present invention relates to a MIMO-based full-duplex relay system, and more particularly, to a MIMO-based full-duplex relay terminal having a reverse noise floor reduction function.
무선 통신 시스템에서 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템은 높은 대역폭 및 전력 효율로 기존의 SISO(Single Input Single Output) 시스템보다 높은 채널 용량을 제공한다.In a wireless communication system, a multiple-input multiple-output (MIMO) system provides a higher channel capacity than a conventional single input single output (SISO) system with high bandwidth and power efficiency.
이처럼 MIMO 기술은 LTE(Long-Term Evolution)와 WiFi(Wireless Fidelity) 등의 통신 표준에서 높은 대역 효율을 성취하기 위한 핵심 기술로서 사용되고 있다. 또한, 협력 중계(Cooperative Relaying) 통신은 광범위한 통신 범위와 높은 전송률 및 신뢰성을 제공하는 효과적인 방법이다. 중계 통신의 방식은 전이중 방식(FD;FullDuplex)과 반이중 방식(HD;Half-Duplex)로 분류된다.As such, MIMO technology is used as a key technology for achieving high band efficiency in communication standards such as Long-Term Evolution (LTE) and Wireless Fidelity (WiFi). In addition, cooperative relaying communication is an effective method of providing a wide range of communication and high transmission rate and reliability. A method of relay communication is classified into a full-duplex (FD) method and a half-duplex (HD) method.
전이중 중계 방식은 반이중 중계 방식보다 최대 2배의 전송률을 지원할 수 있으나, 중계 단말로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한 송신 단말의 전송 신호와, 중계 단말 자체의 송신 및 수신 안테나 간에 발생하는 자기 간섭 신호 간의 큰 전력 차로 인하여, 간섭 제거의 문제가 발생하고 그에 따른 전송률 및 신뢰성 저하 문제가 존재한다.The full-duplex relaying method can support up to twice the transmission rate than the half-duplex relaying method. Due to the power difference, a problem of interference cancellation occurs, and thus there is a problem of deterioration in transmission rate and reliability.
또한, 기존에는 송신 단말의 전송 신호에 포함된 간섭 신호와 중계 단말 자체에서 발생한 자기 간섭 신호를 독립적으로 제거하였으나 중계 단말에서 이들 두 가지 간섭을 동시에 제거할 수 있는 기술이 요구된다.In addition, in the past, an interference signal included in a transmission signal of a transmitting terminal and a self-interference signal generated by a relay terminal itself have been independently removed, but a technique capable of simultaneously canceling these two interferences in a relay terminal is required.
본 발명은 휴대단말에서 중계단말 방향으로의 역방향 노이즈 플로어를 저감할 수 있는 MIMO 기반 전이중 중계 단말을 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a MIMO-based full-duplex relay terminal capable of reducing a reverse noise floor in a direction from a portable terminal to a relay terminal.
본 발명에 따른 역방향 노이즈 플로어 저감 기능을 가진 MIMO 기반 전이중 중계 단말은, 수신 안테나를 통하여 송신 단말로부터 MIMO 신호를 수신하고 송신 안테나를 통하여 수신 단말로 MIMO 신호를 송신하는 통신부; 상기 송신 단말로부터 MIMO 간섭 성분을 포함하여 수신된 상기 MIMO 신호와 상기 송신 안테나로부터 수신된 자기 간섭 신호를 포함한 수신 신호로부터, 상기 중계 단말과 상기 송신 단말 간 제1 채널과, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나 간 제2 채널을 추정하는 채널 추정부; 상기 제2 채널에 대한 특이값 분해 결과를 기초로 상기 자기 간섭 신호를 상쇄하기 위한 상쇄 행렬을 획득하고, 상기 수신 신호 내 상기 MIMO 신호 부분에 대한 상기 제1 채널의 행렬을 QR 분해 후 QH을 곱하여 Z 행렬을 획득하는 연산부; 상기 상쇄 행렬 및 상기 Z 행렬 각각의 제1 내지 제N 행에 대하여, 두 행렬 간 동일 행에 포함된 간섭 성분의 합이 최소인 제m 행(m={1,2,…,N})을 1차 선택하고, 상기 선택한 행을 삭제하여 순환 회전시킨 두 행렬에 대하여 다시 상기 합이 최소인 제m 행을 선택하는 동작을 2차 내지 N차까지 반복하는 제어부; 및 상기 수신 신호로부터 상기 자기 간섭 신호의 제m 행 성분과 상기 MIMO 신호의 제m 행에 포함된 상기 MIMO 간섭 성분을 제거한 결과로부터 m번째 송신 신호를 검출하되, 상기 1차 내지 N차 선택된 행의 순으로 순차로 수행하여 N개의 송신 신호를 순차로 검출하는 신호 검출부를 포함한다.A MIMO-based full-duplex relay terminal having a reverse noise floor reduction function according to the present invention includes a communication unit for receiving a MIMO signal from a transmitting terminal through a receiving antenna and transmitting the MIMO signal to the receiving terminal through a transmitting antenna; From the received signal including the MIMO signal received from the transmitting terminal and the self-interference signal received from the transmitting antenna, a first channel between the relay terminal and the transmitting terminal, the transmitting antenna and the receiving signal a channel estimator for estimating a second channel between antennas; A cancellation matrix for canceling the self-interference signal is obtained based on a singular value decomposition result for the second channel, QR decomposition of the first channel matrix for the MIMO signal part in the received signal, and then multiplication by QH. an operation unit to obtain a Z matrix; For the first to Nth rows of each of the cancellation matrix and the Z matrix, the mth row (m={1,2,...,N}) in which the sum of the interference components included in the same row between the two matrices is the minimum a control unit that repeats an operation of first selecting, deleting and circularly rotating an operation of selecting an m-th row having the minimum sum of the two matrices, from the second to the Nth order; and detecting an m-th transmission signal from a result of removing the m-th row component of the self-interference signal and the MIMO interference component included in the m-th row of the MIMO signal from the received signal, and a signal detector for sequentially detecting N transmission signals by sequentially performing.
바람직하게는, 상기 통신부는, 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기와, 저잡음 증폭기를 구비하고, 상기 전력 증폭기는, 제 1 증폭 소자 및 제 2 증폭 소자와, 제 1 코일 및 제 2 코일을 갖는 출력 트랜스를 가지고, 상기 제 1 코일의 일단은 상기 제 1 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 1 코일의 타단은 상기 제 2 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 2 코일의 일단은 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되어 있는 고주파 모듈을 포함한다.Preferably, the communication unit includes a power amplifier for amplifying a transmission signal, and a low-noise amplifier, wherein the power amplifier includes a first amplifying element and a second amplifying element, and an output transformer having a first coil and a second coil. One end of the first coil is connected to the output terminal of the first amplification element, the other end of the first coil is connected to the output terminal of the second amplification element, and one end of the second coil is connected to the power and a high-frequency module connected to an output terminal of the amplifier.
바람직하게는, 제 1 통신 대역의 송신 신호 및 수신 신호를 통과시키는 듀플렉서를 추가로 구비하고, 상기 듀플렉서는, 입력단이 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 송신 필터와, 입력단이 상기 송신 필터의 출력단에 접속된 수신 필터를 가지는 것을 특징으로 한다.Preferably, a duplexer for passing a transmission signal and a reception signal of a first communication band is further provided, wherein the duplexer comprises a transmission filter having an input terminal connected to an output terminal of the power amplifier, and an input terminal connected to an output terminal of the transmission filter. It is characterized in that it has a receive filter connected to.
바람직하게는, 상기 통신부는, 안테나(320)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 고주파 신호 처리 회로부; 및 상기 고주파 모듈을 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 기저 대역 신호 처리 회로부를 더 포함한다.Preferably, the communication unit may include a high frequency signal processing circuit unit that processes a high frequency signal transmitted and received by the
본 발명의 MIMO 기반 전이중 중계 단말에 따르면, 휴대단말에서 중계단말 방향으로의 역방향 노이즈 플로어를 저감할 수 있는 유리한 효과가 있다.According to the MIMO-based full-duplex relay terminal of the present invention, there is an advantageous effect of reducing the reverse noise floor in the direction from the portable terminal to the relay terminal.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 기반의 전이중 중계 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중계 단말의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 모듈의 상세 구성도이다.1 is a diagram illustrating a full-duplex relay system based on MIMO according to an embodiment of the present invention.
2 shows the configuration of a relay terminal according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed configuration diagram of a high frequency module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention may make various changes and may have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", and "...module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware and It can be implemented as a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 기반의 전이중 중계 시스템을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a full-duplex relay system based on MIMO according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 MIMO 기반의 전이중 중계 시스템은 송신 단말(110, S), 중계 단말(120, R), 및 수신 단말(130, D)을 포함한다.A full-duplex relay system based on MIMO according to an embodiment of the present invention includes a transmitting terminal 110 (S), a relay terminal 120 (R), and a receiving terminal 130 (D).
여기서, 도 1은 송신 단말(110), 중계 단말(120) 및 수신 단말(130)에 각각 N개의 안테나가 설치된 N×N MIMO 시스템으로 가정한다. 즉, 송신 단말(110)은 N개의 송신 안테나를 가지고, 중계 단말(120)은 N개의 송신 안테나와 N개의 수신 안테나를 각각 가지며, 수신 단말(130)은 N개의 수신 안테나를 가진다.Here, FIG. 1 assumes an N×N MIMO system in which N antennas are respectively installed in the
송신 단말(110)은 N개의 송신 안테나를 통해 N개의 송신 신호(MIMO 신호)를 송신하며 송신 신호는 제1 채널(HSR)을 통과한 뒤 혼합되어 중계 단말(120)의 N개의 수신 안테나로 각각 수신된다. 중계 단말(120)은 송신 단말(110)이 보낸 MIMO 신호를 자신의 수신 안테나를 통하여 수신하고, MIMO 신호를 자신의 송신 안테나를 통하여 수신 단말(130)로 송신한다.The
중계 단말(120)은 전이중(full-duplex) 통신을 사용하므로, 송신 단말(110)로부터 MIMO 신호를 받는 동작과, MIMO 신호를 수신 단말(130)로 보내는 동작을 동일 타임 슬롯에서 수행한다. 그 과정에서 중계 단말(120) 내부에서는 송신 안테나를 통해 수신 단말(130)로 송신한 MIMO 신호가 수신 안테나로 유입되는 자기 간섭(SelfInterference)이 발생한다.Since the
본 발명의 실시예에서는 크게 두 가지 간섭이 존재하는데, 하나는 송신 단말(110)의 송신 안테나와 중계 단말(120)의 수신 안테나 간의 제1 채널(HSR)을 통한 MIMO 간섭(MIMO-Interference)이고, 나머지 하나는 중계 단말(120) 자체의 송신 안테나와 수신 안테나 간의 제2 채널(HRR)을 통한 자기 간섭(Self-Interference)이다.In the embodiment of the present invention, there are two types of interference. One is MIMO-Interference through the first channel (HSR) between the transmission antenna of the
송신 단말(110)이 송신한 MIMO 신호는 제1 채널(HSR)을 통과하면서 MIMO 간섭 성분이 포함된 상태로 중계 단말(120)로 수신된다. 따라서, 중계 단말(120)이 송신 단말(110)로부터 수신한 MIMO 신호에는 MIMO 간섭(MIMOInterference)성분이 포함되어 있다.The MIMO signal transmitted by the
중계 단말(120)이 수신 단말(130)로 송신한 MIMO 신호는 제3 채널(HSD)를 통해 수신 단말(130)로 수신되지만 제2 채널(HRR)를 통해 수신 안테나로도 유입되어 자기 간섭을 일으킨다. 이하에서는 중계 단말(120)의 제2 채널(HRR)를 통해 들어오는 MIMO 신호를 자기 간섭 신호라 명명한다. 이와 같이 중계 단말(120)의 수신 안테나에는 실제 송신 단말(110)이 송신한 MIMO 신호(검출 대상 신호) 이외에도, 두 가지 간섭 성분 즉, 실제 송신 단말(110)이 송신한 MIMO 신호에 포함되어 수신되는 MIMO 간섭 성분과, 내부적으로 발생한 자기 간섭 신호가 함께 수신된다. 중계 단말(120)은 송신 단말(110)이 보낸 MIMO 신호(N개 송신 신호)를 정확히 검출할 수 있어야 하며, 이를 위해 수신 안테나의 수신 신호로부터 두 가지 간섭 성분을 효과적으로 제거할 수 있어야 한다. 본 발명의 실시예에서 중계 단말(120)은 송신 단말(110)의 신호 검출 시에 통신 환경에 따라 수신 안테나별 수행되는 간섭 제거의 순서를 조정한다. 중계 단말(120)은 자신의 N개의 수신 안테나의 수신 신호 성분을 분석하여 간섭 성분이 가장 최소인 수신 안테나부터 순차적으로 간섭을 제거하면서 그에 대응하는 순서대로 N개 송신 신호를 순차로 검출한다.The MIMO signal transmitted from the
예를 들어, 기존처럼 단순히 x1→x2→x3→x4 순으로 4개의 송신 신호를 검출하는 것이 아니라, x3→x1→x4→x2 순으로 4개의 송신 신호를 순차로 검출할 수 있다. 이와 같이, 중계 단말(120)은 복수의 수신 안테나 중에서 간섭 성분이 작은 순서 즉, 신뢰성 높은 수신 안테나부터 간섭을 제거하면서 간섭이 제거된 수신 신호로부터 그에 대응하는 넘버의 송신 신호를 순차로 검출할 수 있다.For example, instead of simply detecting four transmission signals in the order of x1→x2→x3→x4 as in the prior art, four transmission signals may be sequentially detected in the order of x3→x1→x4→x2. In this way, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 중계 단말의 구성을 나타내고, 중계 단말(120)은 통신부(210), 채널 추정부(220), 연산부(230), 제어부(240), 신호 검출부(250)를 포함한다.2 shows the configuration of a relay terminal according to an embodiment of the present invention, and the
중계 단말(120)의 통신부(210)는 수신 안테나를 통하여 송신 단말(110)로부터 MIMO 신호를 수신하고 송신 안테나를 통하여 수신 단말로 MIMO 신호를 송신한다.The
중계 단말(120)은 전이중 방식의 통신을 사용하기 때문에 수신과 송신 동작이 동시에 이루어진다. 또한, 중계 단말(120)의 수신 안테나에는 송신 단말(110)이 보낸 MIMO 신호, 및 수신 단말(130)로 보내는 MIMO 신호(이하, 자기 간섭 신호)가 함께 유입된다. 물론, 송신 단말(110)이 보낸 MIMO 신호에는 MIMO 간섭 성분이 포함되어 있다.Since the
이와 같이 중계 단말(120)의 수신 안테나에 수신되는 신호(이하, 수신 신호)는 송신 단말(110)로부터 MIMO 간섭 성분을 포함하여 수신된 'MIMO 신호'와, 자신의 송신 안테나로부터 수신된 '자기 간섭 신호'를 포함한다In this way, the signal received by the reception antenna of the relay terminal 120 (hereinafter, the reception signal) is the 'MIMO signal' received from the
채널 추정부(220)는 수신 신호(Y)로부터 중계 단말(120)과 송신 단말(110) 간 채널(HSR; 제1 채널)과, 송신 안테나와 수신 안테나 간 채널(HRR; 제2 채널)을 추정한다.The
연산부(230)는 제2 채널과 관련한 상쇄행렬을 얻고, 제1 채널과 관련한 z 행렬을 얻는다. The
제어부(240)는 이들 두 행렬을 이용하여 중계 단말(120)의 각 수신 안테나별로 수행되는 간섭 제거의 순서를 결정한다. 구체적으로, 제어부(240)는 상쇄 행렬 및 Z 행렬 각각의 제1 내지 제N 행에 대하여, 두 행렬 간 동일 행에 포함된 간섭 성분의 합이 최소인 제m 행(m={1,2,…,N})을 1차 선택하고, 선택한 행을 삭제하여 순환 회전시킨 두 행렬에 대하여 다시 합이 최소인 제m 행을 선택하는 동작을 2차 내지 N차까지 반복한다.The
신호 검출부(250)는 수신 신호로부터 자기 간섭 신호의 제m 행 성분과 MIMO 신호의 제m 행에 포함된 MIMO 간섭 성분을 모두 제거한 결과로부터, m번째 송신 신호를 검출하되, 1차 내지 N차 선택된 행의 순으로 순차로 수행하여 N개의 송신 신호를 순차로 검출한다. 이러한 방법에 따라, 예를 들어 x3→x1→x4→x2 순서로 전체 4개의 송신 신호를 순차로 검출할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 모듈을 포함하는 통신부의 회로 구성도이다. 3 is a circuit configuration diagram of a communication unit including a high frequency module according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 고주파 모듈을 포함하는 통신부(210)는 고주파 모듈(310)과, 안테나(320)와, 고주파 신호 처리 회로(RFIC)(330)와, 기저 대역 신호 처리 회로(BBIC)(340)를 구비한다.The
고주파 신호 처리 회로부(330)는 안테나(320)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 회로이다. 구체적으로는, 고주파 신호 처리 회로부(330)는 고주파 모듈(310)의 수신 경로를 통해서 입력된 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 기저 대역 신호 처리 회로부(340)에 출력한다. 또한, 고주파 신호 처리 회로부(330)는 기저 대역 신호 처리 회로부(340)로부터 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 송신 신호를 고주파 모듈(310)의 송신 경로에 출력한다.The high frequency signal
기저 대역 신호 처리 회로부(340)는 고주파 모듈(310)을 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 회로이다. 기저 대역 신호 처리 회로부(340)에서 처리된 신호는, 예를 들면 화상 표시를 위한 화상 신호로서 사용되고, 또는 스피커를 통한 통화를 위해 음성 신호로서 사용된다.The baseband signal
또한, 고주파 신호 처리 회로부(330)는 사용되는 주파수 대역에 의거하여 고주파 모듈(310)이 갖는 스위치(51, 52, 53 및 54)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는, 고주파 신호 처리 회로부(330)는 제어 신호(도시하지 않음)에 의해 고주파 모듈(310)이 갖는 스위치(51∼54)의 접속을 스위칭한다. 또한, 제어부는 고주파 신호 처리 회로부(330)의 외부에 형성되어 있어도 좋고, 예를 들면 고주파 모듈(310) 또는 기저 대역 신호 처리 회로부(340)에 형성되어 있어도 바람직하다.In addition, the high frequency signal
안테나(320)는 고주파 모듈(310)의 안테나 접속 단자(110)에 접속되어 고주파 모듈(310)로부터 출력된 고주파 신호를 방사하고, 또한 외부로부터의 고주파 신호를 수신해서 고주파 모듈(310)에 출력한다.The
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 모듈의 상세 구성도이다.3 is a detailed configuration diagram of a high frequency module according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 모듈(310)은 안테나 접속 단자(110)와, 전력 증폭기(11 및 12)와, 저잡음 증폭기(21 및 22)와, 송신 필터(61T 및 62T)와, 수신 필터(61R 및 62R)와, 필터(63)와, 수신 입력 정합 회로(40)와, 정합 회로(71, 72 및 73)와, 스위치(51, 52, 53 및 54)와, 다이플렉서(60)를 구비한다.As shown in FIG. 3, a
안테나 접속 단자(110)는 입출력 단자의 일례이며, 안테나(2)에 접속되는 안테나 공통 단자이다.The
전력 증폭기(11)는 송신 입력 단자(111)로부터 입력된 제 1 주파수 대역군에 속하는 통신 대역(A)(제 1 통신 대역) 및 통신 대역(B)(제 2 통신 대역)의 고주파 신호를 증폭하는 차동 증폭형의 증폭기이다. 또한, 전력 증폭기(12)는 송신 입력 단자(112)로부터 입력된 제 1 주파수 대역군과 주파수가 상이한 제 2 주파수 대역군에 속하는 통신 대역(C)의 고주파 신호를 증폭하는 차동 증폭형의 증폭기이다.The power amplifier 11 amplifies high-frequency signals of the communication band A (first communication band) and the communication band B (second communication band) belonging to the first frequency band group input from the transmission input terminal 111 It is a differential amplification amplifier. In addition, the
저잡음 증폭기(21)는 통신 대역(A) 및 통신 대역(B)의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하여 수신 출력 단자(121)에 출력하는 증폭기이다. 또한, 저잡음 증폭기(22)는 통신 대역(C)의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하여 수신 출력 단자(122)에 출력하는 증폭기이다.The low-
송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(110)를 연결하는 송신 경로(AT)에 배치되고, 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중, 통신 대역(A)의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다. 또한, 송신 필터(62T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(110)를 연결하는 송신 경로(BT)에 배치되고, 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중, 통신 대역(B)의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.The transmission filter 61T is disposed on the transmission path AT connecting the power amplifier 11 and the
수신 필터(61R)는 저잡음 증폭기(21)와 안테나 접속 단자(110)를 연결하는 수신 경로(AR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(110)로부터 입력된 수신 신호 중, 통신 대역(A)의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(62R)는 저잡음 증폭기(21)와 안테나 접속 단자(110)를 연결하는 수신 경로(BR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(110)로부터 입력된 수신 신호 중, 통신 대역(B)의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.The
송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)는 통신 대역(A)를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(61)를 구성하고 있다. 듀플렉서(61)는 통신 대역(A)의 송신 신호와 수신 신호를 주파수 분할 복신(FDD: Frequency Division Duplex) 방식으로 전송한다. 또한, 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)는 통신 대역(B)를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(62)를 구성하고 있다. 듀플렉서(62)는 통신 대역(B)의 송신 신호와 수신 신호를 FDD 방식으로 전송한다.The transmit filter 61T and the receive
또한, 듀플렉서(61 및 62)의 각각은 복수의 송신 필터만으로 구성된 멀티플렉서, 복수의 수신 필터만으로 구성된 멀티플렉서, 복수의 듀플렉서로 구성된 멀티플렉서이어도 바람직하다.It is also preferable that each of the
필터(63)는 스위치(53)와 스위치(54)를 연결하는 경로에 배치되고, 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중, 통신 대역(C)의 송신 신호를 통과시키고, 또한 안테나 접속 단자(110)로부터 입력된 수신 신호 중, 통신 대역(C)의 수신 신호를 통과시킨다. 필터(63)는 스위치(53)의 스위칭 동작에 의해, 통신 대역(C)의 송신 신호와 수신 신호를 시분할 복신(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 전송한다.The
송신 경로(AT)의 일단은 송신 입력 단자(111)에 접속되고, 송신 경로(AT)의 타단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되어 있다. 송신 경로(BT)의 일단은 송신 입력 단자(111)에 접속되고, 송신 경로(BT)의 타단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되어 있다. 송신 경로(CT)의 일단은 송신 입력 단자(112)에 접속되고, 송신 경로(CT)의 타단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되어 있다.One end of the transmission path AT is connected to the transmission input terminal 111, and the other end of the transmission path AT is connected to the
수신 경로(AR)의 일단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되고, 수신 경로(AR)의 타단은 수신 출력 단자(121)에 접속되어 있다. 수신 경로(BR)의 일단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되고, 수신 경로(BR)의 타단은 수신 출력 단자(121)에 접속되어 있다. 수신 경로(CR)의 일단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되고, 수신 경로(CR)의 타단은 수신 출력 단자(122)에 접속되어 있다.One end of the reception path AR is connected to the
송수신 경로(CTR)의 일단은 스위치(53)에 접속되고, 송수신 경로(CTR)의 타단은 안테나 접속 단자(110)에 접속되어 있다. 즉, 송수신 경로(CTR)는 송신 경로(CT)의 일부와 수신 경로(CR)의 일부를 포함하고 있다.One end of the transmit/receive path CTR is connected to the
수신 입력 정합 회로(40)는 정합 회로(41 및 42)를 갖는다. 정합 회로(41)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R)를 연결하는 수신 경로에 배치되어, 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(42)는 저잡음 증폭기(22)와 필터(63)를 연결하는 수신 경로에 배치되어, 저잡음 증폭기(22)와 필터(63)의 임피던스 정합을 취한다.The receive
스위치(51)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(51)의 공통 단자는 전력 증폭기(11)의 출력 단자(116)에 접속되어 있다. 스위치(51)의 일방의 선택 단자는 송신 필터(61T)에 접속되고, 스위치(51)의 타방의 선택 단자는 송신 필터(62T)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(51)는 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속, 및 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(51)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T)의 접속, 및 전력 증폭기(11)와 송신 필터(62T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(51)는, 예를 들면 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성된다.The
스위치(52)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(52)의 공통 단자는 정합 회로(41)를 통해서 저잡음 증폭기(21)의 입력 단자에 접속되어 있다. 스위치(52)의 일방의 선택 단자는 수신 필터(61R)에 접속되고, 스위치(52)의 타방의 선택 단자는 수신 필터(62R)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(52)는 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(52)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(62R)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 스위치(52)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.The
스위치(53)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(53)의 공통 단자는 필터(63)에 접속되어 있다. 스위치(53)의 일방의 선택 단자는 전력 증폭기(12)의 출력 단자(126)에 접속되고, 스위치(53)의 타방의 선택 단자는 정합 회로(42)를 통해서 저잡음 증폭기(22)의 입력 단자에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(53)는 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(53)는 필터(63)와 전력 증폭기(12)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 필터(63)와 저잡음 증폭기(22)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 스위치(53)는, 예를 들면 SPDT형의 스위칭 회로로 구성된다.The
스위치(54)는 안테나 스위치의 일례이며, 다이플렉서(60)를 통해서 안테나 접속 단자(110)에 접속되고, (1) 안테나 접속 단자(110)와 송신 경로(AT) 및 수신 경로(AR)의 접속, (2) 안테나 접속 단자(110)와 송신 경로(BT) 및 수신 경로(BR)의 접속, 및 (3) 안테나 접속 단자(110)와 송수신 경로(CTR)의 접속을 스위칭한다. The
정합 회로(71)는 스위치(54)와 듀플렉서(61)를 연결하는 경로에 배치되어, 안테나(2) 및 스위치(54)와, 듀플렉서(61)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(72)는 스위치(54)와 듀플렉서(62)를 연결하는 경로에 배치되어, 안테나(2) 및 스위치(54)와, 듀플렉서(62)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(73)는 스위치(54)와 필터(63)를 연결하는 경로에 배치되어, 안테나(2) 및 스위치(54)와, 필터(63)의 임피던스 정합을 취한다.The matching circuit 71 is disposed on a path connecting the
다이플렉서(60)는 멀티플렉서의 일례이며, 필터(60L 및 60H)로 구성되어 있다. 필터(60L)는 제 1 주파수 대역군 및 제 2 주파수 대역군을 포함하는 주파수 범위를 통과 대역으로 하는 필터이며, 필터(60H)는 제 1 주파수 대역군 및 제 2 주파수 대역군과 주파수가 상이한 다른 주파수 대역군을 포함하는 주파수 범위를 통과 대역으로 하는 필터이다. 필터(60L)의 일방의 단자와 필터(60H)의 일방의 단자는 안테나 접속 단자(110)에 공통 접속되어 있다. 필터(60L 및 60H)의 각각은, 예를 들면 칩 형상의 인덕터 및 커패시터 중 적어도 일방으로 구성된 LC 필터이다. 또한, 제 1 주파수 대역군 및 제 2 주파수 대역군이 상기 다른 주파수 대역군보다 저주파수측에 위치하는 경우에는, 필터(60L)는 저역 통과 필터이어도 좋고, 또한 필터(60H)는 고역 통과 필터이어도 바람직하다.The
또한, 상기의 송신 필터(61T, 62T), 수신 필터(61R, 62R) 및 필터(63)는, 예를 들면 SAW(Surface Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터 및 유전체 필터 중 어느 하나이어도 좋고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.In addition, the
또한, 정합 회로(41, 42 및 71∼73)는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수적인 구성요소는 아니다.Also, the matching
고주파 모듈(1)의 구성에 있어서, 전력 증폭기(11), 스위치(51), 송신 필터(61T), 정합 회로(71), 스위치(54)및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(110)를 향해서 통신 대역(A)의 송신 신호를 전송하는 제 1 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(71), 수신 필터(61R), 스위치(52), 정합 회로(41) 및 저잡음 증폭기(21)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(110)를 통해서 통신 대역(A)의 수신 신호를 전송하는 제 1 수신 회로를 구성한다.In the configuration of the high frequency module 1, the power amplifier 11, the
또한, 전력 증폭기(11), 스위치(51), 송신 필터(62T), 정합 회로(72), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속단자(110)를 향해서 통신 대역(B)의 송신 신호를 전송하는 제 2 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(72), 수신 필터(62R), 스위치(52), 정합 회로(41) 및 저잡음 증폭기(21)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(110)를 통해서 통신 대역(B)의 수신 신호를 전송하는 제 2 수신 회로를 구성한다.Further, the power amplifier 11,
또한, 전력 증폭기(12), 스위치(53), 필터(63), 정합 회로(73), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(110)를 향해서 통신 대역(C)의 송신 신호를 전송하는 제 3 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(73), 필터(63), 스위치(53), 정합 회로(42) 및 저잡음 증폭기(22)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(110)를 통해서 통신 대역(C)의 수신 신호를 전송하는 제 3 수신 회로를 구성한다.In addition, the
상기 회로 구성에 의하면, 고주파 모듈(1)은 통신 대역(A) 및 통신 대역(B) 중 어느 하나의 통신 대역의 고주파 신호와, 통신 대역(C)의 고주파 신호를 동시 송신, 동시 수신 및 동시 송수신 중 적어도 어느 하나에서 실행하는 것이 가능하다.According to the above circuit configuration, the high frequency module 1 simultaneously transmits, simultaneously receives, and simultaneously transmits, simultaneously transmits, simultaneously receives and transmits a high frequency signal of any one of the communication bands (A) and (B) and a high frequency signal of the communication band (C). It is possible to execute at least one of transmission and reception.
또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈에서는 상기 3개의 송신 회로 및 상기 3개의 수신 회로가 스위치(54)를 통해서 안테나 접속 단자(110)에 접속되어 있지 않아도 좋고, 상기 3개의 송신 회로 및 상기 3개의 수신 회로가 상이한 단자를 통해서 안테나(2)에 접속되어 있어도 바람직하다. 또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈은 제 1 송신 회로, 제 2 송신 회로 및 제 3 송신 회로 중 적어도 1개를 가지고 있으면 바람직하다.In addition, in the high frequency module according to the present invention, the three transmission circuits and the three reception circuits need not be connected to the
또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈에 있어서, 제 1 송신 회로는 전력 증폭기(11)와, 송신 필터(61T), 스위치(54) 및 필터(60L) 중 적어도 1개를 가지고 있으면 바람직하다. 또한, 제 2 송신 회로는 전력 증폭기(11)와, 송신 필터(62T), 스위치(54) 및 필터(60L) 중 적어도 1개를 가지고 있으면 바람직하다. 또한, 제 3 송신 회로는 전력 증폭기(12)와, 필터(63), 스위치(54) 및 필터(60L) 중 적어도 1개를 가지고 있으면 바람직하다.In the high frequency module according to the present invention, it is preferable that the first transmission circuit has at least one of the power amplifier 11, transmission filter 61T, switch 54 and
또한, 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51∼54)는 1개의 반도체 IC(Integrated Circuit)에 형성되어 있어도 바람직하다. 또한, 상기 반도체 IC는 전력 증폭기(11 및 12)를 추가로 포함하고 있어도 바람직하다. It is also preferable that the low-
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings merely illustrate some of the technical ideas included in the present invention by way of example. Therefore, since the embodiments disclosed in this specification are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, it is obvious that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. All modified examples and specific examples that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.
110: 송신 단말
120: 중계 단말
130: 수신 단말
210: 통신부
220: 채널 추정부
230: 연산부
240: 제어부
250: 신호 검출부110: transmitting terminal
120: relay terminal
130: receiving terminal
210: communication department
220: channel estimation unit
230: calculation unit
240: control unit
250: signal detection unit
Claims (4)
상기 송신 단말로부터 MIMO 간섭 성분을 포함하여 수신된 상기 MIMO 신호와 상기 송신 안테나로부터 수신된 자기 간섭 신호를 포함한 수신 신호로부터, 상기 중계 단말과 상기 송신 단말 간 제1 채널과, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나 간 제2 채널을 추정하는 채널 추정부;
상기 제2 채널에 대한 특이값 분해 결과를 기초로 상기 자기 간섭 신호를 상쇄하기 위한 상쇄 행렬을 획득하고, 상기 수신 신호 내 상기 MIMO 신호 부분에 대한 상기 제1 채널의 행렬을 QR 분해 후 QH을 곱하여 Z 행렬을 획득하는 연산부;
상기 상쇄 행렬 및 상기 Z 행렬 각각의 제1 내지 제N 행에 대하여, 두 행렬 간 동일 행에 포함된 간섭 성분의 합이 최소인 제m 행(m={1,2,…,N})을 1차 선택하고, 상기 선택한 행을 삭제하여 순환 회전시킨 두 행렬에 대하여 다시 상기 합이 최소인 제m 행을 선택하는 동작을 2차 내지 N차까지 반복하는 제어부; 및
상기 수신 신호로부터 상기 자기 간섭 신호의 제m 행 성분과 상기 MIMO 신호의 제m 행에 포함된 상기 MIMO 간섭 성분을 제거한 결과로부터 m번째 송신 신호를 검출하되, 상기 1차 내지 N차 선택된 행의 순으로 순차로 수행하여 N개의 송신 신호를 순차로 검출하는 신호 검출부
를 포함하는 역방향 노이즈 플로어 저감 기능을 가진 MIMO 기반 전이중 중계 단말.
a communication unit for receiving the MIMO signal from the transmitting terminal through the receiving antenna and transmitting the MIMO signal to the receiving terminal through the transmitting antenna;
From the received signal including the MIMO signal received from the transmitting terminal and the self-interference signal received from the transmitting antenna, a first channel between the relay terminal and the transmitting terminal, the transmitting antenna and the receiving signal a channel estimator for estimating a second channel between antennas;
A cancellation matrix for canceling the self-interference signal is obtained based on a singular value decomposition result for the second channel, QR decomposition of the first channel matrix for the MIMO signal part in the received signal, and then multiplication by QH. an operation unit to obtain a Z matrix;
For the first to Nth rows of each of the cancellation matrix and the Z matrix, the mth row (m={1,2,...,N}) in which the sum of the interference components included in the same row between the two matrices is the minimum a control unit that repeats an operation of first selecting, deleting and circularly rotating an operation of selecting an m-th row having the minimum sum of the two matrices, from the second to the Nth order; and
An m-th transmission signal is detected from a result of removing the m-th row component of the self-interference signal and the MIMO interference component included in the m-th row of the MIMO signal from the received signal, in the order of the first to Nth selected rows. A signal detector for sequentially detecting N transmission signals by sequentially performing
A MIMO-based full-duplex relay terminal having a reverse noise floor reduction function comprising a.
상기 통신부는, 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기와, 저잡음 증폭기를 구비하고, 상기 전력 증폭기는, 제 1 증폭 소자 및 제 2 증폭 소자와, 제 1 코일 및 제 2 코일을 갖는 출력 트랜스를 가지고, 상기 제 1 코일의 일단은 상기 제 1 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 1 코일의 타단은 상기 제 2 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 2 코일의 일단은 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되어 있는 고주파 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 노이즈 플로어 저감 기능을 가진 MIMO 기반 전이중 중계 단말.
The method of claim 1,
The communication unit includes a power amplifier for amplifying a transmission signal and a low-noise amplifier, wherein the power amplifier has a first amplifying element and a second amplifying element, and an output transformer having a first coil and a second coil, One end of the first coil is connected to the output terminal of the first amplification element, the other end of the first coil is connected to the output terminal of the second amplification element, and one end of the second coil is connected to the output terminal of the power amplifier. A MIMO-based full-duplex relay terminal having a reverse noise floor reduction function, characterized in that it comprises a high-frequency module connected to the.
제 1 통신 대역의 송신 신호 및 수신 신호를 통과시키는 듀플렉서를 추가로 구비하고, 상기 듀플렉서는, 입력단이 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 송신 필터와, 입력단이 상기 송신 필터의 출력단에 접속된 수신 필터를 가지는 것을 특징으로 하는 역방향 노이즈 플로어 저감 기능을 가진 MIMO 기반 전이중 중계 단말.
The method of claim 2,
Further comprising a duplexer for passing a transmission signal and a reception signal of a first communication band, the duplexer comprising: a transmission filter having an input terminal connected to an output terminal of the power amplifier, and a reception filter having an input terminal connected to an output terminal of the transmission filter. A MIMO-based full-duplex relay terminal having a reverse noise floor reduction function, characterized in that it has a filter.
안테나(320)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 고주파 신호 처리 회로부; 및
상기 고주파 모듈을 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 기저 대역 신호 처리 회로부
를 더 포함하는 역방향 노이즈 플로어 저감 기능을 가진 MIMO 기반 전이중 중계 단말.
The method according to claim 3, wherein the communication unit,
a high-frequency signal processing circuit unit for processing a high-frequency signal transmitted and received by the antenna 320; and
A baseband signal processing circuit unit for signal processing using an intermediate frequency band of a lower frequency than the high frequency signal transmitted by the high frequency module.
A MIMO-based full-duplex relay terminal having a reverse noise floor reduction function further comprising.
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