KR20230090881A

KR20230090881A - Method and apparatus for signal recovery in wireless communication system

Info

Publication number: KR20230090881A
Application number: KR1020210180037A
Authority: KR
Inventors: 김경원
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2023-06-22

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 제1 통신 노드에 의해 수행되는 신호 복원 방법은, 제2 통신 노드로부터 수신된 신호에 대한 측정을 통하여 데이터 매트릭스를 획득하는 단계, 상기 데이터 매트릭스에 대한 특이값 분해 연산에 기초하여 선택된 하나의 특이값 성분에 기초하여, 소멸 필터 벡터에 대한 영인자 추정을 수행하는 단계, 상기 영인자 추정을 통해 획득된 제1 개수의 추정값들 및 제1 비용함수에 기초하여, 상기 제1 개수보다 적은 제2 개수의 비용함수 값들을 획득하는 단계, 상기 획득된 상기 제2 개수의 비용함수 값들에 기초하여 확인되는 상기 소멸 필터 벡터의 정보에 기초하여, 상기 수신된 신호에 대한 복원을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 제1 개수는 및 상기 제2 개수는 자연수일 수 있다.A method for restoring a signal performed by a first communication node of a communication system according to an embodiment of the present invention includes obtaining a data matrix through measurement of a signal received from a second communication node; Performing zero factor estimation on a destructive filter vector based on one singular value component selected based on a value decomposition operation, based on a first number of estimated values obtained through the zero factor estimation and a first cost function obtaining a second number of cost function values less than the first number, based on the information of the cancellation filter vector identified based on the obtained second number of cost function values, the received signal and performing restoration on , wherein the first number and the second number may be natural numbers.

Description

Signal recovery method and apparatus in wireless communication system {METHOD AND APPARATUS FOR SIGNAL RECOVERY IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 신호 복원 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 FRI(finite rate of innovation) 기법에 기초하여 측정 데이터 매트릭스로부터 신호 복원을 수행하기 위한 신호 복원 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a signal restoration technology in a wireless communication system, and more particularly, to a signal restoration technology for performing signal restoration from a measurement data matrix based on a finite rate of innovation (FRI) technique.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 특히, 최근 급격하게 증가하는 모바일 데이터 트래픽의 트래픽을 수용하기 위하여, 하나 또는 복수의 신호를 다중의 경로를 통해 송수신하기 위한 기술들이 연구되고 있다. Along with the development of information and communication technology, various wireless communication technologies are being developed. In particular, in order to accommodate the recent rapidly increasing mobile data traffic, technologies for transmitting and receiving one or a plurality of signals through multiple paths are being studied.

무선 신호가 전달되는 무선 채널의 임펄스 응답의 수식적 표현은 복수의 디랙(Dirac) 함수의 합으로 표현될 수 있다. 통신 환경에서 관측 가능한 무선 채널은 대역 제한 필터 등을 통해 변조된 결과에 해당할 수 있다. 다르게 표현하면, 무선 채널 임펄스 응답을 거친 신호는 대역 제한 필터를 통해 변조되어 전송될 수 있다. 무선 채널 임펄스 응답을 거치기 전의 신호를 복원하기 위하여는, 신호의 자유도(innovation)의 값보다 많은 측정 데이터가 필요할 수 있다. 단위시간 동안의 신호의 자유도(rate of innovation)가 유한할(finite) 때 신호를 복원하기 위한 방법으로서, FRI(finite rate of innovation) 기법이 사용될 수 있다. FRI 기법에서, 신호 매트릭스와 곱해서 0이 되는 다항함수 필터인 소멸 필터(annihilating filter)에 기초하여 신호 소스의 위치가 추정될 수 있고, 이에 따라 왜곡되지 않은 원래 신호의 모양이 복원될 수 있다. 여기서, 다중의 경로 또는 복수의 신호 소스를 통해 신호를 송수신할 경우 FRI 기법에 따른 신호 복원 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.A mathematical expression of an impulse response of a radio channel through which a radio signal is transmitted may be expressed as a sum of a plurality of Dirac functions. A radio channel observable in a communication environment may correspond to a result of modulation through a band limiting filter or the like. In other words, a signal that has passed through a radio channel impulse response may be modulated through a band limiting filter and transmitted. In order to restore a signal before passing through a radio channel impulse response, more measurement data than values of innovations of the signal may be required. As a method for restoring a signal when the rate of innovation of the signal during unit time is finite, a finite rate of innovation (FRI) technique may be used. In the FRI technique, the position of a signal source can be estimated based on an annihilating filter, which is a polynomial function filter that becomes zero when multiplied by a signal matrix, and thus the shape of an original undistorted signal can be restored. Here, when signals are transmitted and received through multiple paths or multiple signal sources, there is a problem in that signal restoration performance according to the FRI technique may deteriorate.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in this background art section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art to which this technique belongs.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다중 경로 또는 복수의 신호 소스를 통해 신호를 송수신하는 경우에 FRI 기법에 따른 신호 복원 성능을 향상시킬 수 있는 무선 통신 시스템에서의 신호 복원 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is a signal restoration method and apparatus in a wireless communication system capable of improving signal restoration performance according to the FRI technique when signals are transmitted and received through multipath or multiple signal sources. is to provide

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 제1 통신 노드에 의해 수행되는 신호 복원 방법은, 상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 전송된 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 신호에 대한 측정을 통하여 데이터 매트릭스를 획득하는 단계, 상기 데이터 매트릭스에 대한 특이값 분해 연산에 기초하여, 상기 데이터 매트릭스에 대한 하나의 특이값 성분을 선택하는 단계, 상기 선택된 하나의 특이값 성분에 기초하여, 소멸 필터(annihilating filter) 벡터에 대한 영인자 추정을 수행하는 단계, 상기 영인자 추정을 통해 획득된 제1 개수의 추정값들 및 제1 비용함수에 기초하여, 상기 제1 개수보다 적은 제2 개수의 비용함수 값들을 획득하는 단계, 상기 획득된 상기 제2 개수의 비용함수 값들에 기초하여, 상기 소멸 필터 벡터의 정보를 확인하는 단계, 및 상기 소멸 필터 벡터의 정보에 기초하여, 상기 수신된 신호에 대한 복원을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 제1 개수는 및 상기 제2 개수는 자연수일 수 있다.A signal restoration method performed by a first communication node of a communication system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes receiving a signal transmitted from a second communication node of the communication system, the reception Obtaining a data matrix through measurement of the measured signal, selecting one singular value component for the data matrix based on a singular value decomposition operation for the data matrix, performing zero factor estimation on an annihilating filter vector based on the zero factor estimation, based on a first number of estimated values obtained through the zero factor estimation and a first cost function, a second number less than the first number Obtaining two cost function values; verifying information on the evanescent filter vector based on the obtained second number of cost function values; and based on the information on the evanescent filter vector, the receiving and restoring the restored signal, wherein the first number and the second number may be natural numbers.

상기 선택하는 단계는, 상기 데이터 매트릭스에 대한 상기 특이값 분해 연산을 수행하는 단계, 상기 특이값 분해 연산에 기초하여, 상기 데이터 매트릭스에 대한 특이값 대각 행렬을 획득하는 단계, 및 상기 특이값 대각 행렬을 구성하는 제3 개수의 특이값 성분들 중 하나의 특이값 성분을 선택하는 단계를 포함하며, 상기 제3 개수는 상기 제1 개수보다 큰 값을 가지는 자연수일 수 있다.The selecting may include performing the singular value decomposition operation on the data matrix, obtaining a singular value diagonal matrix for the data matrix based on the singular value decomposition operation, and the singular value diagonal matrix. and selecting one singular value component among a third number of singular value components constituting , wherein the third number may be a natural number having a value greater than the first number.

상기 제3 개수의 특이값 성분들 중 하나의 특이값 성분을 선택하는 단계는, 상기 제3 개수의 특이값 성분들 중, 크기가 작은 순서대로 상기 제1 개수의 특이값 성분들을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 상기 제1 개수의 특이값 성분들 중 상기 하나의 특이값 성분을 선택하는 단계를 포함하며, 상기 제1 개수의 특이값 성분들 각각은 상기 데이터 매트릭스에 대한 널 벡터(null vector)에 대응될 수 있다.Selecting one singular value component from among the third number of singular value components may include: selecting the first number of singular value components from among the third number of singular value components in descending order; and selecting the one singular value component from among the selected first number of singular value components, each of the first number of singular value components in a null vector for the data matrix. can be matched.

상기 획득하는 단계는, 상기 제1 개수의 추정값들을 상기 제1 비용함수에 입력하여, 상기 제1 개수의 비용함수 값들을 획득하는 단계, 및 상기 획득된 상기 제1 개수의 비용함수 값들 중, 크기가 작은 순서대로 상기 제2 개수의 비용함수 값들을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The obtaining may include: obtaining the first number of cost function values by inputting the first number of estimated values into the first cost function; and among the obtained first number of cost function values, size It may include selecting the second number of cost function values in order of decreasing .

상기 제1 비용함수는, 상기 제1 개수의 추정값들 각각과, 상기 제1 개수의 추정값들 각각에 대응되는 소멸 필터 상수의 곱에 대한 거듭제곱의 총합으로 정의될 수 있다.The first cost function may be defined as a sum of powers of products of each of the first number of estimated values and a cancellation filter constant corresponding to each of the first number of estimated values.

상기 확인하는 단계는, 상기 제1 개수의 추정값들 중, 상기 획득된 상기 제2 개수의 비용함수 값들 각각에 대응되는 상기 제2 개수의 추정값들을 확인하는 단계, 및 상기 확인된 상기 제2 개수의 추정값들이 상기 소멸 필터 벡터의 영인자에 해당하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The checking may include: checking the second number of estimated values corresponding to each of the obtained second number of cost function values among the first number of estimated values; The method may include determining that the estimated values correspond to the zero factor of the canceling filter vector.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 시스템에서 신호 복원을 수행하는 제1 통신 노드는, 프로세서(processor), 상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory), 및 상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며, 상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 제1 통신 노드가, 상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 전송된 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 대한 측정을 통하여 데이터 매트릭스를 획득하고, 상기 데이터 매트릭스에 대한 특이값 분해 연산에 기초하여, 상기 데이터 매트릭스에 대한 하나의 특이값 성분을 선택하고, 상기 선택된 하나의 특이값 성분에 기초하여, 소멸 필터(annihilating filter) 벡터에 대한 영인자 추정을 수행하고, 상기 영인자 추정을 통해 획득된 제1 개수의 추정값들 및 제1 비용함수에 기초하여, 상기 제1 개수보다 적은 제2 개수의 비용함수 값들을 획득하고, 상기 획득된 상기 제2 개수의 비용함수 값들에 기초하여, 상기 소멸 필터 벡터의 정보를 확인하고, 그리고 상기 소멸 필터 벡터의 정보에 기초하여, 상기 수신된 신호에 대한 복원을 수행하는 것을 야기하도록 동작하며, 상기 제1 개수는 및 상기 제2 개수는 자연수일 수 있다.A first communication node for performing signal restoration in a communication system according to another embodiment of the present invention for achieving the above object includes a processor, a memory electronically communicating with the processor, and instructions stored in the memory, which, when executed by the processor, cause a first communication node to receive a signal transmitted from a second communication node of the communication system; A data matrix is obtained through measurement of the received signal, a singular value component for the data matrix is selected based on a singular value decomposition operation on the data matrix, and the selected singular value component is Based on this, zero factor estimation is performed on an annihilating filter vector, and based on the first number of estimated values obtained through the zero factor estimation and the first cost function, a second number less than the first number is used. obtaining cost function values of the number, based on the obtained cost function values of the second number, checking information of the evanescent filter vector, and based on the information of the evanescent filter vector, determining the received signal wherein the first number and the second number may be natural numbers.

상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 상기 데이터 매트릭스에 대한 상기 특이값 분해 연산을 수행하고, 상기 특이값 분해 연산에 기초하여, 상기 데이터 매트릭스에 대한 특이값 대각 행렬을 획득하고, 상기 특이값 대각 행렬을 구성하는 제3 개수의 특이값 성분들 중, 크기가 작은 순서대로 상기 제1 개수의 특이값 성분들을 선택하고, 그리고 상기 선택된 상기 제1 개수의 특이값 성분들 중 상기 하나의 특이값 성분을 선택하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 제3 개수는 상기 제1 개수보다 큰 값을 가지고, 상기 제1 개수의 특이값 성분들 각각은 상기 데이터 매트릭스에 대한 널 벡터(null vector)에 대응될 수 있다.The instructions include causing the first communication node to perform the singular value decomposition operation on the data matrix, to obtain, based on the singular value decomposition operation, a singular value diagonal matrix for the data matrix; Among the third number of singular value components constituting the matrix, the first number of singular value components are selected in descending order, and the one singular value component among the selected first number of singular value components is selected. wherein the third number has a value greater than the first number, and each of the singular value components of the first number will correspond to a null vector for the data matrix. can

상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 상기 제1 개수의 추정값들을 상기 제1 비용함수에 입력하여, 상기 제1 개수의 비용함수 값들을 획득하고, 그리고 상기 획득된 상기 제1 개수의 비용함수 값들 중, 크기가 작은 순서대로 상기 제2 개수의 비용함수 값들을 선택하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.The instructions cause the first communication node to input the first number of estimated values into the first cost function to obtain the first number of cost function values, and the obtained first number of cost function values. It may operate to further cause the selection of the second number of cost function values in the order of the smallest in magnitude.

상기 명령들은 상기 제1 통신 노드가, 상기 제1 개수의 추정값들 중, 상기 획득된 상기 제2 개수의 비용함수 값들 각각에 대응되는 상기 제2 개수의 추정값들을 확인하고, 그리고 상기 확인된 상기 제2 개수의 추정값들이 상기 소멸 필터 벡터의 영인자에 해당하는 것으로 판단하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.The instructions may cause the first communication node to determine, among the first number of estimated values, the second number of estimated values corresponding to each of the obtained second number of cost function values, and the identified second number of estimated values. It may operate to further cause determining that the two estimates correspond to the zero factor of the canceling filter vector.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신 노드는 무선 채널을 통하여 수신된 신호에 대한 복원을 수행할 수 있다. 통신 노드는 다중의 통신 경로 또는 복수의 신호 소스들이 존재하는 통신 환경에서 수신된 신호를, FRI(finite rate of innovation) 기법에 따라 복원할 수 있다. 통신 노드는 데이터 측정을 통하여 획득된 데이터 매트릭스에 대한 특이값 분해(SVD) 연산에 기초하여 하나의 널 벡터(null vector)를 선택할 수 있다. 통신 노드는 선택된 하나의 널 벡터에 기초하여 획득된 복수의 비용함수 값들에 기초하여, 소멸 필터의 정보를 획득할 수 있다. 통신 노드는 획득된 소멸 필터의 정보에 기초하여 신호 복원을 수행할 수 있다. 이로써, 다중의 통신 경로 또는 복수의 신호 소스들이 존재하는 상황에서 FRI 기법에 따른 신호 복원의 성능이 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a communication node may perform restoration on a signal received through a radio channel. A communication node may restore a received signal according to a finite rate of innovation (FRI) technique in a communication environment in which multiple communication paths or multiple signal sources exist. The communication node may select one null vector based on a singular value decomposition (SVD) operation on a data matrix obtained through data measurement. The communication node may obtain information of the elimination filter based on a plurality of cost function values obtained based on one selected null vector. The communication node may perform signal restoration based on the obtained information of the cancellation filter. Accordingly, performance of signal recovery according to the FRI technique may be improved in a situation in which multiple communication paths or multiple signal sources exist.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3a 및 3b는 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4는 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 실시예들 간의 신호 복원 성능을 비교하기 위한 그래프이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
2 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication node constituting a communication system.
3A and 3B are structural diagrams for explaining a first embodiment of a signal restoration method in a communication system.
4 is a conceptual diagram for explaining a second embodiment of a signal restoration method in a communication system.
5 is a flowchart for explaining a third embodiment of a signal restoration method in a communication system.
6 is a graph for comparing signal restoration performance between embodiments of a signal restoration method in a communication system.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 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.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes a combination of a plurality of related recited items or any one of a plurality of related recited items.

본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.In embodiments of the present application, “at least one of A and B” may mean “at least one of A or B” or “at least one of combinations of one or more of A and B”. Also, in the embodiments of the present application, “one or more of A and B” may mean “one or more of A or B” or “one or more of combinations of one or more of A and B”.

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 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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 application 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 application, the terms "include" or "have" are intended to designate 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system to which embodiments according to the present invention are applied will be described. A communication system to which embodiments according to the present invention are applied is not limited to the contents described below, and embodiments according to the present invention can be applied to various communication systems. Here, the communication system may be used in the same sense as a communication network.

명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, 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)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 및 5G 이동통신망 등을 포함할 수 있다.Throughout the specification, a network refers to, for example, wireless Internet such as WiFi (wireless fidelity), portable Internet such as WiBro (wireless broadband internet) or WiMax (world interoperability for microwave access), and GSM (global system for mobile communication). ) or CDMA (code division multiple access) 2G mobile communication networks, WCDMA (wideband code division multiple access) or CDMA2000 3G mobile communication networks, HSDPA (high speed downlink packet access) or HSUPA (high speed uplink packet access) It may include a 4G mobile communication network such as a 3.5G mobile communication network, a long term evolution (LTE) network or an LTE-Advanced network, and a 5G mobile communication network.

명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a terminal includes a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user equipment, and an access terminal. It may refer to a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, a user device, an access terminal, or the like, and may include all or some functions of a terminal, a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, a user equipment, an access terminal, and the like.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.Here, a desktop computer capable of communicating with a terminal, a laptop computer, a tablet PC, a wireless phone, a mobile phone, a smart phone, and a smart watch (smart watch), smart glass, e-book reader, PMP (portable multimedia player), portable game console, navigation device, digital camera, DMB (digital multimedia broadcasting) player, digital voice digital audio recorder, digital audio player, digital picture recorder, digital picture player, digital video recorder, digital video player ) can be used.

명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.Throughout the specification, a base station includes an access point, a radio access station, a node B, an evolved nodeB, a base transceiver station, and an MMR ( It may refer to a mobile multihop relay)-BS, and may include all or some functions of a base station, access point, wireless access station, NodeB, eNodeB, transmission/reception base station, MMR-BS, and the like.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. In order to facilitate overall understanding in the description of the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, NR(new radio)) 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 1, a communication system 100 includes a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). A plurality of communication nodes are 4G communication (eg, long term evolution (LTE), advanced (LTE-A)), 5G communication (eg, new radio (NR)) specified in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard ), etc. can be supported. 4G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or less, and 5G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or more as well as a frequency band of 6 GHz or less.

예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.For example, for 4G communication and 5G communication, a plurality of communication nodes may use a code division multiple access (CDMA)-based communication protocol, a wideband CDMA (WCDMA)-based communication protocol, a time division multiple access (TDMA)-based communication protocol, FDMA (frequency division multiple access)-based communication protocol, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)-based communication protocol, Filtered OFDM-based communication protocol, CP (cyclic prefix)-OFDM-based communication protocol, DFT-s-OFDM (discrete Fourier transform-spread-OFDM) based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA based communication protocol, NOMA (Non-orthogonal multiple access), GFDM (generalized frequency) division multiplexing)-based communication protocol, FBMC (filter bank multi-carrier)-based communication protocol, UFMC (universal filtered multi-carrier)-based communication protocol, SDMA (Space Division Multiple Access)-based communication protocol, etc. can be supported. .

또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 4G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 UPF(user plane function), SMF(session management function), AMF(access and mobility management function) 등을 포함할 수 있다.In addition, the communication system 100 may further include a core network. When the communication system 100 supports 4G communication, the core network may include a serving-gateway (S-GW), a packet data network (PDN)-gateway (P-GW), a mobility management entity (MME), and the like. there is. When the communication system 100 supports 5G communication, the core network may include a user plane function (UPF), a session management function (SMF), an access and mobility management function (AMF), and the like.

한편, 통신 시스템(100)을 구성하는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, a plurality of communication nodes 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-1 constituting the communication system 100 4, 130-5, 130-6) may each have the following structure.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an embodiment of a communication node constituting a communication system.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a communication node 200 may include at least one processor 210, a memory 220, and a transceiver 230 connected to a network to perform communication. In addition, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, and the like. Each component included in the communication node 200 may be connected by a bus 270 to communicate with each other.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.However, each component included in the communication node 200 may be connected through an individual interface or an individual bus centered on the processor 210 instead of the common bus 270 . For example, the processor 210 may be connected to at least one of the memory 220, the transmission/reception device 230, the input interface device 240, the output interface device 250, and the storage device 260 through a dedicated interface. .

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor 210 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260 . The processor 210 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Each of the memory 220 and the storage device 260 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 220 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 및 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함하는 통신 시스템(100)은 "액세스 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the communication system 100 includes a plurality of base stations (110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), a plurality of terminals 130- 1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6). Base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 and terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 The inclusive communication system 100 may be referred to as an “access network”. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may form a macro cell. Each of the fourth base station 120-1 and the fifth base station 120-2 may form a small cell. The fourth base station 120-1, the third terminal 130-3, and the fourth terminal 130-4 may belong to the cell coverage of the first base station 110-1. The second terminal 130-2, the fourth terminal 130-4, and the fifth terminal 130-5 may belong to the cell coverage of the second base station 110-2. The fifth base station 120-2, the fourth terminal 130-4, the fifth terminal 130-5, and the sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the third base station 110-3. there is. The first terminal 130-1 may belong to the cell coverage of the fourth base station 120-1. The sixth terminal 130-6 may belong to the cell coverage of the fifth base station 120-2.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception ooint), eNB, gNB 등으로 지칭될 수 있다.Here, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 is a NodeB, an evolved NodeB, a base transceiver station (BTS), Radio base station, radio transceiver, access point, access node, RSU (road side unit), RRH (radio remote head), TP (transmission point), TRP ( transmission and reception ooint), eNB, gNB, etc.

복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 디바이스(device), IoT(Internet of Thing) 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal 또는 on board device/terminal 등) 등으로 지칭될 수 있다.Each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 is a UE (user equipment), terminal, access terminal, mobile Mobile terminal, station, subscriber station, mobile station, portable subscriber station, node, device, IoT (Internet of Thing) It may be referred to as a device, a mounted device (mounted module/device/terminal or on board device/terminal, etc.), and the like.

한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link, and , information can be exchanged with each other through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be connected to the core network through an ideal backhaul link or a non-ideal backhaul link. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits a signal received from the core network to a corresponding terminal 130-1, 130-2, 130-3, and 130 -4, 130-5, 130-6), and signals received from corresponding terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6 are transmitted to the core network can be sent to

또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.In addition, each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 transmits MIMO (eg, single user (SU)-MIMO, multi-user (MU)- MIMO, massive MIMO, etc.), CoMP (coordinated multipoint) transmission, CA (carrier aggregation) transmission, transmission in an unlicensed band, device to device communication (D2D) (or ProSe ( proximity services)) may be supported. Here, each of the plurality of terminals 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, and 130-6 is a base station 110-1, 110-2, 110-3, 120-1 , 120-2) and operations supported by the base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 may be performed. For example, the second base station 110-2 can transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the SU-MIMO scheme, and the fourth terminal 130-4 uses the SU-MIMO scheme. A signal may be received from the second base station 110-2. Alternatively, the second base station 110-2 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 based on the MU-MIMO scheme, and the fourth terminal 130-4 And each of the fifth terminal 130-5 may receive a signal from the second base station 110-2 by the MU-MIMO method.

제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 may transmit a signal to the fourth terminal 130-4 based on the CoMP scheme, and The terminal 130-4 may receive signals from the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 by CoMP. Each of the plurality of base stations 110-1, 110-2, 110-3, 120-1, and 120-2 includes a terminal 130-1, 130-2, 130-3, and 130-4 belonging to its own cell coverage. , 130-5, 130-6) and a CA method. Each of the first base station 110-1, the second base station 110-2, and the third base station 110-3 controls D2D between the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5. and each of the fourth terminal 130-4 and the fifth terminal 130-5 may perform D2D under the control of the second base station 110-2 and the third base station 110-3, respectively. .

다음으로, 무선 통신 시스템에서의 신호 복원 방법들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 이를테면, 수신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 송신 노드는 수신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 송신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 수신 노드는 송신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.Next, signal restoration methods in a wireless communication system will be described. Here, even when a method performed in a first communication node among communication nodes (for example, transmission or reception of a signal) is described, the second communication node corresponding thereto is a method performed in the first communication node and a method corresponding thereto. (eg, receiving or transmitting a signal). For example, when an operation of a receiving node is described, a corresponding transmitting node may perform an operation corresponding to that of the receiving node. Conversely, when the operation of the transmitting node is described, the corresponding receiving node may perform an operation corresponding to that of the transmitting node.

도 3a 및 3b는 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 구조도이다.3A and 3B are structural diagrams for explaining a first embodiment of a signal restoration method in a communication system.

도 3a 및 3b를 참조하면, 통신 시스템(300)은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있다. 통신 시스템(300)은 하나 이상의 송신 노드 및 하나 이상의 수신 노드를 포함할 수 있다. 도 3에는 통신 시스템(300)이 하나의 송신 노드(310) 및 하나의 수신 노드(320)를 포함하는 실시예가 도시된 것으로 볼 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다.Referring to FIGS. 3A and 3B , the communication system 300 may include a plurality of communication nodes. Communications system 300 may include one or more transmitting nodes and one or more receiving nodes. In FIG. 3 , an embodiment in which the communication system 300 includes one transmitting node 310 and one receiving node 320 can be seen as shown. However, this is only one example for convenience of explanation, and embodiments of the present invention are not limited thereto.

도 3a에 도시된 통신 시스템(300)의 일 실시예에서, 송신 노드(310)는 수신 노드(320)로 신호를 송신할 수 있다. 송신 노드(310)는 유선 또는 무선의 전송 채널(315)을 통하여 수신 노드(320)로 신호를 전송할 수 있다. 송신 노드(310) 입장에서 전송하는 송신 신호를 x(t)와 같이 표현할 수 있다. In one embodiment of the communication system 300 shown in FIG. 3A , a transmitting node 310 may transmit a signal to a receiving node 320 . The transmitting node 310 may transmit a signal to the receiving node 320 through a wired or wireless transmission channel 315 . From the point of view of the transmitting node 310, the transmitted signal may be expressed as x(t).

수신 노드(320)는 송신 노드(310)로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 수신 노드(320)는 송신 노드(310)로부터 전송된 신호를 전송 채널(315)을 통하여 수신할 수 있다. 수신 노드(320) 입장에서 수신하는 수신 신호를 y(t)와 같이 표현할 수 있다.The receiving node 320 may receive a signal transmitted from the transmitting node 310 . The receiving node 320 may receive the signal transmitted from the transmitting node 310 through the transmission channel 315 . A received signal received from the receiving node 320 may be expressed as y(t).

송신 노드(310)가 전송하고 수신 노드(320)가 수신하는 신호는, 송신 신호 x(t)의 형태로 전송되고, 수신 신호 y(t)의 형태로 수신될 수 있다. 송신 신호 x(t)와 수신 신호 y(t)는 서로 동일하지 않을 수 있다. 이를테면, 송신 신호 x(t)에는 전송 채널(315)을 거치며 노이즈 성분 ε(t)가 부가될 수 있다. 이 경우, 수신 신호 y(t)는 송신 신호 x(t)와 노이즈 성분 ε(t)가 결합 또는 혼합된 신호로 볼 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 송신 신호 x(t)와 수신 신호 y(t)는 노이즈 성분 이외에도 송수신 과정에서의 다양한 요소들로 인해 서로 다른 값을 가지게 될 수 있다. 수신 노드(320)는 수신된 수신 신호 y(t)로부터 송신 신호 x(t)를 복원할 수 있다. 수신 노드(320)는 노이즈 성분 ε(t)에 대한 추정 또는 계산을 통하여, 수신 신호 y(t)로부터 송신 신호 x(t)를 복원할 수 있다. A signal transmitted by the transmission node 310 and received by the reception node 320 may be transmitted in the form of a transmission signal x(t) and received in the form of a reception signal y(t). The transmission signal x(t) and the reception signal y(t) may not be the same. For example, a noise component ε(t) may be added to the transmission signal x(t) through the transmission channel 315 . In this case, the received signal y(t) can be regarded as a signal in which the transmitted signal x(t) and the noise component ε(t) are combined or mixed. However, this is only an example for convenience of explanation, and embodiments of the present invention are not limited thereto. The transmission signal x(t) and the reception signal y(t) may have different values due to various factors in the transmission/reception process in addition to the noise component. The receiving node 320 may restore the transmitted signal x(t) from the received received signal y(t). The reception node 320 may restore the transmission signal x(t) from the reception signal y(t) by estimating or calculating the noise component ε(t).

도 3b에 도시된 통신 시스템(300)의 일 실시예에서, 송신 노드(310)는 다중 경로를 통하여 수신 노드(320)로 신호를 전송할 수 있다. 이를테면, 송신 노드(310)는 복수의 송신 안테나를 포함할 수 있다. 또는, 수신 노드(320)는 복수의 수신 안테나를 포함할 수 있다. 복수의 송신 안테나 및 복수의 수신 안테나를 통하여 신호를 전송하는 통신 방식을, MIMO(multi-input multi-output) 통신 방식이라 칭할 수 있다. In one embodiment of the communication system 300 shown in FIG. 3B, a transmitting node 310 may transmit a signal to a receiving node 320 via multiple paths. For instance, the transmit node 310 may include a plurality of transmit antennas. Alternatively, the receiving node 320 may include a plurality of receiving antennas. A communication method for transmitting signals through a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas may be referred to as a multi-input multi-output (MIMO) communication method.

송신 노드(310)는 유선 또는 무선의 전송 채널(315)을 통하여 수신 노드(320)로 신호를 전송할 수 있다. 송신 노드(310) 입장에서 전송하는 송신 신호를, 송신 신호 벡터 x와 같이 표현할 수 있다. 수신 노드(320)는 송신 노드(310)로부터 전송된 신호를 전송 채널(315)을 통하여 수신할 수 있다. 수신 노드(320) 입장에서 수신하는 수신 신호를, 수신 신호 벡터 y와 같이 표현할 수 있다. 송신 신호 벡터 x와 수신 신호 벡터 y는 서로 동일하지 않을 수 있다. 수신 신호 벡터 y는 송신 신호 벡터 x에 전송 채널(315)의 특성이 반영된 결과물일 수 있다. 전송 채널(315)의 채널 매트릭스를 H라 할 때, 수신 신호 벡터 y는 채널 매트릭스 H 및 송신 신호 벡터 x의 곱에 해당할 수 있다(

). 만약 전송 과정에서 노이즈가 더 부가될 경우, 수신 신호 벡터 y는 채널 매트릭스 H 및 송신 신호 벡터 x의 곱에 노이즈 성분 벡터 w를 합한 결과물에 해당할 수 있다(

).The transmitting node 310 may transmit a signal to the receiving node 320 through a wired or wireless transmission channel 315 . A transmission signal to be transmitted from the viewpoint of the transmission node 310 may be expressed as a transmission signal vector x . The receiving node 320 may receive the signal transmitted from the transmitting node 310 through the transmission channel 315 . A received signal received from the receiving node 320 may be expressed as a received signal vector y . The transmitted signal vector x and the received signal vector y may not be the same. The received signal vector y may be a result obtained by reflecting the characteristics of the transmission channel 315 in the transmitted signal vector x . When the channel matrix of the transmission channel 315 is H , the received signal vector y may correspond to the product of the channel matrix H and the transmission signal vector x (

). If noise is further added in the transmission process, the received signal vector y may correspond to the result of adding the noise component vector w to the product of the channel matrix H and the transmitted signal vector x (

).

수신 노드(320)는 수신된 수신 신호 벡터 y로부터 송신 신호 벡터 x를 복원할 수 있다. 수신 노드(320)는 채널 매트릭스 H 및/또는 노이즈 성분 벡터 w에 대한 추정에 기초하여, 수신 신호 벡터 y로부터 송신 신호 벡터 x를 복원할 수 있다. 이를테면, 수신 노드(320)는 특이값 분해(singular value decomposition, SVD) 방식에 기초하여, 수신 신호 벡터 y로부터 송신 신호 벡터 x를 복원할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다.The receiving node 320 may restore the transmitted signal vector x from the received received signal vector y . The receiving node 320 may reconstruct the transmitted signal vector x from the received signal vector y based on the estimation of the channel matrix H and/or the noise component vector w . For example, the receiving node 320 may restore the transmitted signal vector x from the received signal vector y based on a singular value decomposition (SVD) method. However, this is only an example for convenience of explanation, and embodiments of the present invention are not limited thereto.

도 4는 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.4 is a conceptual diagram for explaining a second embodiment of a signal restoration method in a communication system.

도 4를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있다. 통신 시스템은 하나 이상의 송신 노드 및 하나 이상의 수신 노드를 포함할 수 있다. 하나 이상의 수신 노드는 하나 이상의 송신 노드로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 통신 시스템이 무선 통신 시스템일 경우, 송신 노드 및 수신 노드는 무선 채널을 통하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 이하 도 4를 참조하여 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제3 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.Referring to FIG. 4 , a communication system may include a plurality of communication nodes. A communication system may include one or more transmitting nodes and one or more receiving nodes. One or more receiving nodes may receive signals transmitted from one or more transmitting nodes. When the communication system is a wireless communication system, the transmitting node and the receiving node may transmit and receive radio signals through a radio channel. In describing the third embodiment of the method for restoring a signal in a communication system with reference to FIG. 4 , descriptions overlapping those described with reference to FIGS. 1 to 3B may be omitted.

무선 신호가 전달되는 무선 채널의 임펄스 응답의 수식적 표현은 복수의 디랙(Dirac) 함수의 합으로 표현될 수 있다. 그러나 디랙 함수는 무한대의 대역폭을 가지기 때문에 아날로그 신호로 표현되는 것이 불가능할 수 있다. 따라서, 실제 통신 상황에서는 저역 필터, 대역통과필터 등의 필터를 통해 제한된 대역폭 내의 정보만이 송수신될 수 있다. 즉, 통신 환경에서 관측 가능한 무선 채널은 대역 제한 필터 등을 통해 변조된 결과에 해당할 수 있다. A mathematical expression of an impulse response of a radio channel through which a radio signal is transmitted may be expressed as a sum of a plurality of Dirac functions. However, since the Dirac function has an infinite bandwidth, it may be impossible to express it as an analog signal. Therefore, in an actual communication situation, only information within a limited bandwidth may be transmitted and received through filters such as a low-pass filter and a band-pass filter. That is, a radio channel observable in a communication environment may correspond to a result of modulation through a band limiting filter or the like.

무선 채널 임펄스 응답을 거친 신호는 필터를 통해 변조되었기 때문에 왜곡될 수 있으나, 소정의 연산을 통하여 본래의 신호를 복원하기 위한 방식들이 연구되고 있다. 통신 시스템의 일 실시예에서, 무선 채널 임펄스 응답을 거치기 전의 신호를 복원하기 위하여는, 신호의 자유도(innovation)의 값보다 많은 측정 데이터가 필요할 수 있다. 신호의 자유도는 다중 경로의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 다중 경로의 개수가 N개일 때, 무선 채널의 임펄스 응답은 N개의 딜레이(delay)와 N개의 채널 상수로 표현될 수 있다. 다중 경로의 개수가 N개일 때, 신호의 자유도는 2N의 값을 가지는 것으로 볼 수 있다. 이 때, 무선 채널 임펄스 응답을 거치기 전의 신호를 복원하기 위하여는 적어도 2N+1개 만큼의 서로 다른 측정 데이터가 필요할 수 있다.A signal that has passed through a radio channel impulse response may be distorted because it is modulated through a filter, but methods for restoring the original signal through a predetermined operation are being studied. In one embodiment of the communication system, in order to restore a signal before passing through a radio channel impulse response, more measurement data than values of innovations of the signal may be required. A degree of freedom of a signal may be determined based on the number of multipaths. When the number of multipaths is N, the impulse response of the radio channel can be expressed by N delays and N channel constants. When the number of multipaths is N, the degree of freedom of a signal can be regarded as having a value of 2N. At this time, at least 2N+1 pieces of different measurement data may be required to restore a signal before passing through the radio channel impulse response.

단위 시간 동안의 신호의 자유도(rate of innovation)가 유한할(finite) 때 신호를 복원하기 위한 방법으로서, FRI(finite rate of innovation) 기법이 사용될 수 있다. FRI 기법에서, 신호 매트릭스와 곱해서 0이 되는 다항함수 필터인 소멸 필터(annihilating filter)에 기초하여 신호 소스의 위치가 추정될 수 있고, 이에 따라 왜곡되지 않은 원래 신호의 모양이 복원될 수 있다. As a method for restoring a signal when the rate of innovation of the signal for unit time is finite, a finite rate of innovation (FRI) technique may be used. In the FRI technique, the position of a signal source can be estimated based on an annihilating filter, which is a polynomial function filter that becomes zero when multiplied by a signal matrix, and thus the shape of an original undistorted signal can be restored.

FRI 기법에서, 통신 노드는 푸리에 변환(Fourier Transform, FT), 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT), Z-변환(Z-Transform), 역 DFT(inverse DFT) 등의 방식에 기초하여 신호를 처리할 수 있다. 여기서, FT는 시간축에서 표현된 신호를 주파수 응답 신호로 변환하는 연산 방식을 의미할 수 있다. 이는 수학식 1의 연산과 동일 또는 유사할 수 있다.In the FRI technique, the communication node transmits a signal based on a method such as a Fourier Transform (FT), a Discrete Fourier Transform (DFT), a Z-Transform, or an inverse DFT. can be dealt with Here, FT may refer to an arithmetic method of converting a signal expressed on the time axis into a frequency response signal. This may be the same as or similar to the operation of Equation 1.

한편, DFT는 유한한(finite) 길이의 이산된(discrete) 디지털 시퀀스에 대한 주파수 응답을 계산하는 연산을 의미할 수 있다. 이는 수학식 2 및 3의 연산과 동일 또는 유사할 수 있다.Meanwhile, DFT may refer to an operation for calculating a frequency response for a discrete digital sequence having a finite length. This may be the same as or similar to the operations of Equations 2 and 3.

FT 및 DFT는 도 4에 도시된 복소평면 상의 원형 그래프 상의 지점들에 대하여 수행될 수 있다. FT는 도 4에 도시된 복소평면 상의 원형 그래프 상의 연속적인 지점들에 대하여 수행되는 것으로 볼 수 있다. 한편, DFT는 도 4에 도시된 복소평면 상의 원형 그래프 상의 유한한 개수의 지점들에 대하여 수행되는 것으로 볼 수 있다. 이를테면, 신호의 길이가 T라 할 때, DFT는 도 4에 도시된 복소평면 상의 원형 그래프 상의 유한한 T개의 지점들(

지점,

지점, ...,

지점 등)에 대하여 수행되는 것으로 볼 수 있다.FT and DFT may be performed for points on a circular graph on the complex plane shown in FIG. 4 . FT can be viewed as being performed for successive points on the circular graph on the complex plane shown in FIG. 4 . On the other hand, DFT can be seen as being performed for a finite number of points on the circular graph on the complex plane shown in FIG. For example, when the length of the signal is T, the DFT is a finite number of T points on the circular graph on the complex plane shown in FIG.

Point,

Point, ...,

branch, etc.).

한편, ZT는 DFT 방식 및 수학식 3에 따른

를 z로 치환하여, DFT를 복소평면 전체로 확장하는 연산을 의미할 수 있다. 이는 수학식 4의 연산과 동일 또는 유사할 수 있다.On the other hand, ZT according to the DFT method and Equation 3

It may mean an operation that extends the DFT to the entire complex plane by replacing z with z. This may be the same as or similar to the operation of Equation 4.

한편, 역 DFT는 수학식 4에 따른

를

으로 치환하는 연산을 의미할 수 있다.On the other hand, the inverse DFT according to Equation 4

cast

It can mean an operation that is replaced by .

FRI 기법에서, 소멸 필터(annihilating filter)는 측정 신호의 매트릭스와 곱해서 0이 나오는 다항함수 필터로 정의될 수 있다. 여기서, 시간 영역에서의 함수들에 대한 곱 연산은, 주파수 영역에서의 함수들에 대한 콘볼루션 연산에 대응될 수 있다. 다르게 표현하면, 시간 영역에서의 함수들에 대한 곱 연산의 결과가 0이 나오는 것은, 주파수 영역에서의 함수들에 대한 콘볼루션 연산의 결과가 0이 나오는 것과 동일할 수 있다. 이는 수학식 5에 표시된 바와 동일 또는 유사할 수 있다.In the FRI technique, an annihilating filter can be defined as a polynomial function filter in which zero is obtained when multiplied by a matrix of the measurement signal. Here, the multiplication operation for functions in the time domain may correspond to the convolution operation for functions in the frequency domain. In other words, when the result of the multiplication operation for functions in the time domain is 0, it may be the same as for the result of the convolution operation for functions in the frequency domain to be 0. This may be the same as or similar to that shown in Equation 5.

수학식 5에 기초하여, 소멸 필터의 정의는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.Based on Equation 5, the definition of the extinction filter can be expressed as Equation 6.

수학식 6은, N+1개의 행과 N+1개의 열로 구성되는 측정 신호 매트릭스와, N+1개의 행으로 구성되는 소멸 필터 벡터의 곱으로 구성될 수 있다. 여기서, 측정 신호 매트릭스를 구성하는 요소들(X_-N 내지 X_N) 각각은 측정 데이터에 대한 푸리에 변환 결과에 해당할 수 있다. 소멸 필터 벡터를 구성하는 요소들(a₀ 내지 a_N) 각각은 소멸 필터를 구성하는 소멸 필터 상수에 해당할 수 있다. 수학식 6을 풀기 위하여는, 최소 2N+1 개의 서로 다른 측정 데이터가 필요할 수 있다. 수학식 6에서 측정 신호 매트릭스의 첫 열과 소멸 필터 벡터의 첫 행을 분리하면, 수학식 7과 같이 재서술될 수 있다.Equation 6 may be composed of a product of a measurement signal matrix composed of N+1 rows and N+1 columns and a cancellation filter vector composed of N+1 rows. Here, each of the elements (X _-N to X _N ) constituting the measurement signal matrix may correspond to a Fourier transform result of the measurement data. Each of the elements a ₀ to a _N constituting the elimination filter vector may correspond to a elimination filter constant constituting the elimination filter. In order to solve Equation 6, at least 2N+1 different measurement data may be required. Equation 6 can be rewritten as Equation 7 by separating the first column of the measured signal matrix and the first row of the elimination filter vector.

수학식 7에서, a₀은 스케일 상수로서 기능할 수 있으며, 0 이외의 임의의 실수 값을 가질 수 있다. 소멸 필터에 대한 ZT 연산은, 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.In Equation 7, a ₀ may function as a scale constant and may have any real value other than 0. The ZT operation for the elimination filter can be expressed as Equation 8.

수학식 8에서,

는 소멸 필터의 영인자(zero)에 해당할 수 있다.

는 신호 소스의 위치를 지시할 수 있다. 스케일 상수 a₀를 임의의 상수로 두었을 때, 데이터 행렬의 랭크와 신호 소스의 개수는 동일할 수 있다. 이 경우, 신호 잡음이 없다는 가정 하에서, N개의 소멸 필터 상수들은 유일한 해를 가질 수 있다. 이와 같이 획득된 소멸 필터에 기초하여 신호 소스의 위치가 정확하게 확인될 수 있고, 본래의 신호가 복원될 수 있다. 그러나, 실제 통신 상황에서는 신호 잡음이 존재하기 때문에 이와 같은 신호 복원 방식은 성능이 저하될 수 있다.In Equation 8,

may correspond to the zero factor of the elimination filter.

may indicate the location of the signal source. When the scale constant a ₀ is set to an arbitrary constant, the rank of the data matrix and the number of signal sources may be the same. In this case, under the assumption that there is no signal noise, the N extinction filter constants may have a unique solution. Based on the elimination filter obtained in this way, the position of the signal source can be accurately confirmed, and the original signal can be restored. However, since signal noise exists in an actual communication situation, the performance of such a signal restoration method may be degraded.

신호 잡음의 존재로 인한 신호 복원 성능의 저하를 극복하기 위하여, 통신 시스템의 일 실시예에서는 수학식 6에서 확장된 수학식 9와 같은 수식에 기초한 신호 복원 방식이 적용될 수 있다.In order to overcome the deterioration of signal restoration performance due to the existence of signal noise, in an embodiment of the communication system, a signal restoration method based on Equation 9 extended from Equation 6 may be applied.

수학식 9는, K-N개의 행과 N+1개의 열로 구성되는 측정 신호 매트릭스와, N+1개의 행으로 구성되는 소멸 필터 벡터의 곱으로 구성될 수 있다. 여기서, K는 2N+1보다 큰 값을 가질 수 있다. 측정 신호 매트릭스의 행의 개수 K-N은 N+1보다 큰 값을 가질 수 있다. 수학식 9에 기초하여, 통신 시스템에서는 2N+1개보다 많은 K개의 측정 데이터를 이용하여 소멸 필터 상수들의 해를 구하는 방식이 사용될 수 있다. 여기서, 통신 노드는 수학식 9에 대한 최소제곱해(least square solution)를 찾음으로써 소멸 필터 상수들의 해를 확인 또는 추정할 수 있다.Equation 9 may be composed of a product of a measurement signal matrix composed of K-N rows and N+1 columns and a cancellation filter vector composed of N+1 rows. Here, K may have a value greater than 2N+1. The number of rows K-N of the measurement signal matrix may have a value greater than N+1. Based on Equation 9, in a communication system, a method of obtaining a solution of extinction filter constants using K pieces of measurement data greater than 2N+1 may be used. Here, the communication node may check or estimate the solution of the elimination filter constants by finding a least square solution for Equation 9.

한편, 통신 시스템의 다른 실시예에서는, 특이값 분해(SVD) 방식이 적용되어, 통신 노드가 수학식 10과 같은 연산에 기초하여 소멸 필터 벡터의 정보를 확인 또는 추정하는 동작이 수행될 수 있다.On the other hand, in another embodiment of the communication system, a singular value decomposition (SVD) method is applied, and an operation for the communication node to check or estimate information of a cancellation filter vector based on an operation such as Equation 10 may be performed.

수학식 10에서, D는 K-L개의 행과 N+1개의 열로 구성되는 데이터 매트릭스를 에 해당할 수 있다. 데이터 매트릭스의 랭크는 L+1일 수 있다. 여기서, L은 N보다 크고 K-N-1보다 작은 자연수일 수 있다. U는 좌특이벡터(left singular vector) 행렬에 해당할 수 있다. S는 특이값(singular value) 대각 행렬에 해당할 수 있다. V는 우특이벡터(right singular vector) 행렬에 해당할 수 있다. 통신 노드는 수학식 10과 같은 수식에 따른 SVD 연산에 기초하여 소멸 필터 상수들의 해를 확인 또는 추정할 수 있다.In Equation 10, D may correspond to a data matrix composed of K-L rows and N+1 columns. The rank of the data matrix may be L+1. Here, L may be a natural number larger than N and smaller than K-N-1. U may correspond to a left singular vector matrix. S may correspond to a singular value diagonal matrix. V may correspond to a right singular vector matrix. The communication node may check or estimate the solution of the extinction filter constants based on the SVD operation according to Equation 10.

이를테면, 통신 노드는 수학식 10과 같은 수식에 대한 SVD 연산에 기초하여 특이값 대각 행렬 S를 획득할 수 있다. 통신 노드는 특이값 대각 행렬 S를 구성하는 L+1개의 특이값 성분들 중, 크기가 큰 N개의 특이값 성분들을 제외한 L+1-N개의 특이값 성분들을 신호 잡음에 대응되는 성분으로 고려할 수 있다. 통신 노드는 특이값 대각 행렬 S에서 신호 잡음에 대응되는 성분들을 제거함으로써, 신호 잡음이 제거된 측정 신호 매트릭스를 획득할 수 있다. 통신 노드는 신호 잡음이 제거된 측정 신호 매트릭스에 기초하여, 소멸 필터 상수들의 해를 확인 또는 추정할 수 있다.For example, the communication node may obtain a singular value diagonal matrix S based on an SVD operation for an equation such as Equation 10. The communication node may consider L+1-N singular value components excluding L+1 singular value components constituting the singular value diagonal matrix S as components corresponding to signal noise, excluding N singular value components having a large size. there is. The communication node may obtain a measurement signal matrix from which signal noise is removed by removing components corresponding to signal noise from the singular value diagonal matrix S. The communication node may ascertain or estimate a solution of the cancellation filter constants based on the measured signal matrix from which signal noise has been removed.

또는, 통신 노드는 수학식 10과 같은 수식에 대한 SVD 연산에 기초하여 좌특이벡터 행렬 U를 획득할 수 있다. 통신 노드는 획득된 좌특이벡터 행렬 U에 기초하여, 수학식 11과 같은 연산을 수행할 수 있다.Alternatively, the communication node may obtain the left singular vector matrix U based on the SVD operation for Equation 10. The communication node may perform an operation such as Equation 11 based on the obtained left singular vector matrix U.

수학식 11에서,

는 좌특이벡터 행렬 U에서 첫 번째 행을 지운 행렬을 의미할 수 있다.

는 좌특이벡터 행렬 U에서 마지막 행을 지운 행렬을 의미할 수 있다.

및

의 곱으로 정의되는 행렬

의 고유값은 소멸 필터 벡터의 영인자(zero)에 해당할 수 있다.In Equation 11,

May mean a matrix in which the first row is deleted from the left singular vector matrix U.

May mean a matrix from which the last row is deleted from the left singular vector matrix U.

and

matrix defined as a product of

The eigenvalue of may correspond to the zero factor of the cancellation filter vector.

통신 노드는 수학식 9에 대한 최소제곱해에 기초하여 소멸 필터의 추정 오차를 최소화하는 방식을 사용할 수 있다. 그러나, 이 경우 추정 오차를 줄일 수는 있으나 소멸 필터에 대한 정확한 정보를 확인 또는 추정하기는 용이하지 않을 수 있다. 한편, 통신 노드는 특이값 대각 행렬 S 또는 좌특이벡터 행렬 U에 기초하여 소멸 필터 벡터의 정보를 확인 또는 추정하는 방식을 사용할 수 있다. 그러나, 이 경우 복수의 신호 소스들 중 하나의 신호 소스의 위치만이 확인될 수 있다. 이를테면, 통신 환경에서 복수의 신호 소스들이 서로 근접한 경우, 복수의 신호 소스들이 서로 높은 상관도를 가질 수 있다. 여기서, 특이값 대각 행렬 S 또는 좌특이벡터 행렬 U에 기초하여 소멸 필터 벡터의 정보를 확인 또는 추정하는 방식에서는, 복수의 신호 소스들 중 높은 상관도를 가지는 주요 성분이 단 한 개로 표현될 수 있다. 이에 따라, 주요 성분으로 표현되지 않은 나머지 신호 소스들의 위치의 정보는 확인되지 못하거나 소실될 수 있다.The communication node may use a method of minimizing an estimation error of the elimination filter based on the least squares solution for Equation 9. However, in this case, although the estimation error can be reduced, it may not be easy to check or estimate accurate information about the elimination filter. Meanwhile, the communication node may use a method of confirming or estimating the information of the extinction filter vector based on the singular value diagonal matrix S or the left singular vector matrix U. However, in this case, only the location of one signal source among a plurality of signal sources can be identified. For example, when a plurality of signal sources are close to each other in a communication environment, the plurality of signal sources may have a high degree of correlation. Here, in the method of confirming or estimating the information of the extinction filter vector based on the singular value diagonal matrix S or the left singular vector matrix U, a main component having a high degree of correlation among a plurality of signal sources can be expressed as only one. . Accordingly, location information of the remaining signal sources not represented by the main component may not be confirmed or may be lost.

도 5는 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart for explaining a third embodiment of a signal restoration method in a communication system.

도 5를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있다. 통신 시스템은 하나 이상의 송신 노드 및 하나 이상의 수신 노드를 포함할 수 있다. 하나 이상의 수신 노드는 하나 이상의 송신 노드로부터 전송된 신호를 수신할 수 있다. 통신 시스템이 무선 통신 시스템일 경우, 송신 노드 및 수신 노드는 무선 채널을 통하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 이하 도 5를 참조하여 통신 시스템에서의 신호 복원 방법의 제3 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.Referring to FIG. 5 , a communication system may include a plurality of communication nodes. A communication system may include one or more transmitting nodes and one or more receiving nodes. One or more receiving nodes may receive signals transmitted from one or more transmitting nodes. When the communication system is a wireless communication system, the transmitting node and the receiving node may transmit and receive radio signals through a radio channel. In describing the third embodiment of the method for restoring a signal in a communication system with reference to FIG. 5 , descriptions overlapping those described with reference to FIGS. 1 to 4 may be omitted.

통신 시스템의 일 실시예에서는, 통신 노드가 수신 신호에 대한 데이터 매트릭스에 대한 SVD 연산에 기초하여 소멸 필터 벡터의 정보를 확인 또는 추정하는 동작이 수행될 수 있다. 구체적으로는, 통신 노드는 수신 신호에 대한 데이터 측정 동작을 수행할 수 있다(S510). S510 단계에 따른 데이터 측정 동작의 결과로서, 통신 노드는 수학식 12와 동일 또는 유사한 데이터 매트릭스 D를 획득할 수 있다.In one embodiment of the communication system, an operation of verifying or estimating information of a cancellation filter vector based on an SVD operation on a data matrix of a received signal by a communication node may be performed. Specifically, the communication node may perform a data measurement operation on the received signal (S510). As a result of the data measurement operation according to step S510, the communication node can obtain a data matrix D identical to or similar to Equation 12.

통신 노드는 데이터 매트릭스 D에 대한 SVD 연산을 수행할 수 있다(S520). 이는 수학식 13의 연산과 동일 또는 유사할 수 있다.The communication node may perform SVD operation on data matrix D (S520). This may be the same as or similar to the operation of Equation 13.

통신 노드는 수학식 13과 같은 수식에 대한 SVD 연산에 기초하여 특이값 대각 행렬 S를 획득할 수 있다. 통신 노드는 특이값 대각 행렬 S를 구성하는 L+1개의 특이값 성분들 중, 크기가 큰 N개의 특이값 성분들을 제외한 L+1-N개의 특이값 성분들을, 데이터 매트릭스 D의 널 벡터(null vector)로 판단할 수 있다.The communication node may obtain the singular value diagonal matrix S based on the SVD operation for Equation 13. The communication node selects L+1-N singular value components excluding L+1 singular value components constituting the singular value diagonal matrix S, excluding N singular value components having a large size, as a null vector (null vector) of data matrix D. vector) can be judged.

통신 노드는 L+1-N개의 널 벡터들 각각을 통해 소멸 필터 벡터의 영인자를 추정할 수 있다. 통신 노드는, L+1-N개의 널 벡터들 각각을 통해 소멸 필터 벡터에 대한 L개의 영인자 추정값들을 획득할 수 있다. The communication node may estimate the zero factor of the cancellation filter vector through each of the L+1-N null vectors. The communication node may obtain L zero-factor estimates for the cancellation filter vector through each of the L+1-N null vectors.

소멸 필터 벡터의 실제 영인자의 개수는, 추정된 L개의 영인자 추정값들보다 적은 N개일 수 있다. 이론적으로, L+1-N개의 널 벡터들 각각을 통해 추정된 L개의 영인자 추정값들은, N개의 실제 영인자들을 부분집합으로 가질 수 있다. L+1-N개의 널 벡터들 각각을 통해 추정된 L개의 영인자 추정값의 교집합은, N개의 실제 영인자들의 집합과 동일 또는 유사할 수 있다. 그러나, 신호 잡음의 영향을 고려할 경우, L+1-N개의 널 벡터들 각각을 통해 추정된 L개의 영인자 추정값들이 N개의 실제 영인자들을 정확하게 포함하지 않을 수도 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 통신 노드는 S530 내지 S570 단계에 따른 동작들을 수행할 수 있다.The actual number of zero factors of the destructive filter vector may be N less than the estimated L zero factor estimates. Theoretically, the L zero factor estimates estimated through each of the L+1-N null vectors may have N actual zero factors as a subset. An intersection set of L zero factor estimated values estimated through each of the L+1-N null vectors may be identical to or similar to a set of N actual zero factors. However, considering the effect of signal noise, the L zero-factor estimated values estimated through each of the L+1-N null vectors may not accurately include the N actual zero-factors. To solve this problem, the communication node may perform operations according to steps S530 to S570.

통신 노드는 L+1-N개의 널 벡터들 중 하나의 널 벡터를 선택할 수 있다(S530). 통신 노드는 선택된 하나의 널 벡터에 기초하여, L개의 영인자 추정값들을 확인 또는 획득할 수 있다(S530). 통신 노드는 L개의 영인자 추정값들을, 수학식 14와 동일 또는 유사하게 정의되는 비용함수에 대입하여 비용함수값을 계산할 수 있다(S540).The communication node may select one null vector among L+1-N null vectors (S530). The communication node may check or obtain L zero factor estimation values based on the selected null vector (S530). The communication node may calculate a cost function value by substituting the L zero factor estimated values into a cost function defined identically or similarly to Equation 14 (S540).

수학식 14에서,

는 l번째 널 벡터의 k번째 소멸 필터 상수에 해당할 수 있다.

는 입력된 각각의 영인자 추정값에 해당할 수 있다. 수학식 14의 비용함수는, L+1-N개의 널 벡터들 각각을 필터로 사용할 경우의 출력값에 대한 m-norm(놈) 값의 합을 도출하는 함수로 볼 수 있다. 신호 잡음이 없다고 가정할 경우, 특정 널 벡터에 기초하여 추정된 L개의 영인자 추정값들 중 실제 영인자에 해당하는 영인자 추정값들은 비용함수 값이 0일 수 있다. L개의 영인자 추정값들 중 실제 영인자에 해당하지 않는 영인자 추정값들은 비용함수 값이 0보다 큰 실수값일 수 있다. 신호 잡음이 존재한다고 가정할 경우, L개의 영인자 추정값들 각각에 대한 비용함수 값은 0보다 큰 실수값을 가질 수 있다.In Equation 14,

may correspond to the k-th extinction filter constant of the l-th null vector.

may correspond to each input zero factor estimated value. The cost function of Equation 14 can be viewed as a function that derives the sum of m-norm values for output values when each of L+1-N null vectors is used as a filter. If it is assumed that there is no signal noise, the cost function value of zero factor estimation values corresponding to the actual zero factor among the L number of zero factor estimation values estimated based on a specific null vector may be zero. Among the L estimated zero factor values, estimated zero factor values that do not correspond to actual zero factors may be real values whose cost function value is greater than 0. If it is assumed that signal noise exists, the cost function value for each of the L number of estimated zero factors may have a real value greater than 0.

통신 노드는 L개의 영인자 추정값들에 대한 비용함수 값 계산 결과에 기초하여, N개의 영인자 추정값들을 선택할 수 있다(S550). 구체적으로는, 통신 노드는 L개의 영인자 추정값들 중에서, 계산된 비용함수 값이 작은 순서대로 N개의 영인자 추정값들을 선택할 수 있다. 통신 노드는 여기서 선택된 N개의 영인자 추정값들이 N개의 소멸 필터 상수들의 해에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 다르게 표현하면, 통신 노드는 S550 단계에 따른 동작에 기초하여, 소멸 필터 벡터의 정보를 확인 또는 추정할 수 있다(S560).The communication node may select N estimated zero factor values based on the result of calculating the cost function value for the L estimated zero factor values (S550). Specifically, the communication node may select N estimated zero factor values in descending order of calculated cost function values among the L estimated zero factor values. The communication node may determine that the N zero factor estimation values selected here correspond to the solution of the N extinction filter constants. In other words, the communication node may check or estimate the information of the cancellation filter vector based on the operation according to step S550 (S560).

통신 노드는 S550 단계에 기초하여 확인된 소멸 필터 벡터의 정보에 기초하여, FRI 기법에 따른 신호 복원을 수행할 수 있다(S570). 이를테면, 통신 노드는 S550 단계에 기초하여 확인된 소멸 필터 벡터의 정보에 기초하여 복수의 신호 소스들 각각의 위치를 확인 또는 추정할 수 있다. 통신 노드는 확인된 복수의 신호 소스들 각각의 위치에 기초하여 신호 복원을 수행할 수 있다. 이는 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일 또는 유사할 수 있다.The communication node may perform signal restoration according to the FRI technique based on the information of the cancellation filter vector confirmed in step S550 (S570). For example, the communication node may check or estimate the location of each of the plurality of signal sources based on the information of the annihilation filter vector checked in step S550. The communication node may perform signal recovery based on the location of each of the plurality of identified signal sources. This may be the same as or similar to that described with reference to FIG. 4 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신 노드는 무선 채널을 통하여 수신된 신호에 대한 복원을 수행할 수 있다. 통신 노드는 다중의 통신 경로 또는 복수의 신호 소스들이 존재하는 통신 환경에서 수신된 신호를, FRI(finite rate of innovation) 기법에 따라 복원할 수 있다. 통신 노드는 데이터 측정을 통하여 획득된 데이터 매트릭스에 대한 특이값 분해(SVD) 연산에 기초하여 하나의 널 벡터(null vector)를 선택할 수 있다. 통신 노드는 선택된 하나의 널 벡터에 기초하여 획득된 복수의 비용함수 값들에 기초하여, 소멸 필터의 정보를 획득할 수 있다. 통신 노드는 획득된 소멸 필터의 정보에 기초하여 신호 복원을 수행할 수 있다. 이로써, 다중의 통신 경로 또는 복수의 신호 소스들이 존재하는 상황에서 FRI 기법에 따른 신호 복원의 성능이 향상될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a communication node may perform restoration on a signal received through a radio channel. A communication node may restore a received signal according to a finite rate of innovation (FRI) technique in a communication environment in which multiple communication paths or multiple signal sources exist. The communication node may select one null vector based on a singular value decomposition (SVD) operation on a data matrix obtained through data measurement. The communication node may obtain information of the elimination filter based on a plurality of cost function values obtained based on one selected null vector. The communication node may perform signal restoration based on the obtained information of the cancellation filter. Accordingly, performance of signal recovery according to the FRI technique may be improved in a situation in which multiple communication paths or multiple signal sources exist.

본 발명의 실시예들은, 무선 채널 추정 또는 무선 채널을 통해 전송된 신호에 대한 복원 이외에도 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이를테면, 본 발명의 실시예들에 따른 동작들은, FRI 기법이 사용되는 레이저, 신호 탐지, 이미지처리, 생체신호 처리 등 다양한 분야에서도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention may be applied to various fields other than radio channel estimation or reconstruction of a signal transmitted through a radio channel. For example, operations according to embodiments of the present invention may be equally or similarly applied to various fields such as laser, signal detection, image processing, biosignal processing, etc. where the FRI technique is used.

다만, 본 발명의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서의 신호 복원 방법 및 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 본 출원의 명세서 상에 기재된 구성들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects that can be achieved by the signal restoration method and apparatus in the wireless communication system according to the embodiments of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are in the specification of the present application. From the described configurations, it will be clear to those skilled in the art to which the present invention belongs.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded on a computer readable medium. Computer readable media may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on a computer readable medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and usable to those skilled in computer software.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 설정컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer readable media include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a setting computer using an interpreter or the like as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will be able to.

Claims

A signal recovery method performed by a first communication node of a communication system, comprising:
receiving a signal transmitted from a second communication node of the communication system;
obtaining a data matrix through measurement of the received signal;
selecting one singular value component for the data matrix based on a singular value decomposition operation for the data matrix;
performing zero factor estimation on an annihilating filter vector based on the selected one singular value component;
obtaining a second number of cost function values smaller than the first number based on the first cost function and the first number of estimated values obtained through the zero factor estimation;
verifying information of the elimination filter vector based on the obtained second number of cost function values; and
Restoring the received signal based on the information of the cancellation filter vector;
Wherein the first number and the second number are natural numbers.

The method of claim 1,
The selection step is
performing the singular value decomposition operation on the data matrix;
obtaining a singular value diagonal matrix for the data matrix based on the singular value decomposition operation; and
Selecting one singular value component among the third number of singular value components constituting the singular value diagonal matrix,
The third number is a natural number having a value greater than the first number.

The method of claim 2,
Selecting one singular value component from among the third number of singular value components,
selecting the first number of singular value components in descending order from among the third number of singular value components; and
selecting the one singular value component from among the selected first number of singular value components;
wherein each of the first number of singular value components corresponds to a null vector for the data matrix.

The method of claim 1,
The obtaining step is
obtaining the first number of cost function values by inputting the first number of estimated values to the first cost function; and
and selecting the second number of cost function values in descending order from among the obtained first number of cost function values.

The method of claim 1,
The first cost function is defined as a sum of powers of products of each of the first number of estimated values and a cancellation filter constant corresponding to each of the first number of estimated values.

The method of claim 1,
The checking step is
identifying the second number of estimated values corresponding to each of the obtained second number of cost function values among the first number of estimated values; and
and determining that the confirmed second number of estimated values corresponds to a zero factor of the cancellation filter vector.

As a first communication node that performs signal recovery in a communication system,
processor;
a memory that communicates electronically with the processor; and
Includes instructions stored in the memory;
When the instructions are executed by the processor, the instructions cause the first communication node to:
receive a signal transmitted from a second communication node of the communication system;
obtain a data matrix through measurement of the received signal;
based on a singular value decomposition operation on the data matrix, select one singular value component for the data matrix;
performing zero factor estimation on an annihilating filter vector based on the selected one singular value component;
obtaining a second number of cost function values smaller than the first number based on the first cost function and the first number of estimated values obtained through the zero factor estimation;
based on the obtained second number of cost function values, verifying information of the elimination filter vector; and
cause, based on the information of the cancellation filter vector, to perform reconstruction on the received signal;
wherein the first number and the second number are natural numbers.

The method of claim 7,
The commands are the first communication node,
perform the singular value decomposition operation on the data matrix;
based on the singular value decomposition operation, obtain a singular value diagonal matrix for the data matrix;
selecting the first number of singular value components from among the third number of singular value components constituting the singular value diagonal matrix in descending order; and
further cause selection of the one singular value component of the selected first number of singular value components;
wherein the third number has a value greater than the first number, and each of the singular value components of the first number corresponds to a null vector for the data matrix.

The method of claim 7,
The commands are the first communication node,
inputting the first number of estimated values into the first cost function to obtain values of the first number of cost functions; and
and to further cause selection of the second number of cost function values in descending order from among the obtained first number of cost function values.

The method of claim 7,
wherein the first cost function is defined as a sum of powers of products of each of the first number of estimated values and a cancellation filter constant corresponding to each of the first number of estimated values.

The method of claim 7,
The commands are the first communication node,
among the first number of estimated values, identifying the second number of estimated values corresponding to each of the obtained second number of cost function values; and
and further cause determining that the identified second number of estimates correspond to a zero factor of the cancellation filter vector.