WO2019093552A1 - 자기간섭 제거를 수행하는 방법 및 이를 위한 통신 장치 - Google Patents

자기간섭 제거를 수행하는 방법 및 이를 위한 통신 장치 Download PDF

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WO2019093552A1
WO2019093552A1 PCT/KR2017/012798 KR2017012798W WO2019093552A1 WO 2019093552 A1 WO2019093552 A1 WO 2019093552A1 KR 2017012798 W KR2017012798 W KR 2017012798W WO 2019093552 A1 WO2019093552 A1 WO 2019093552A1
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WO
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signal
phase
magnetic interference
distributed
transmission chain
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PCT/KR2017/012798
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김동규
변일무
이상림
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엘지전자 주식회사
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    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/12—Neutralising, balancing, or compensation arrangements
    • H04B1/123—Neutralising, balancing, or compensation arrangements using adaptive balancing or compensation means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H04B1/52—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/525—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa with means for reducing leakage of transmitter signal into the receiver
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    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15564—Relay station antennae loop interference reduction
    • H04B7/15585—Relay station antennae loop interference reduction by interference cancellation

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method for performing self interference cancellation and a communication apparatus therefor.
  • the FDR (Full Duplex Radio) technology is a system in which the capacity of a system is compared with a conventional half-duplex communication in which a node performs transmission and reception at the same time to divide a time resource or a frequency resource orthogonally Which is a technology that can be doubled.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a terminal supporting a FDR and a base station.
  • Intra- device self-interference Because it performs transmission / reception with the same time and frequency resources, not only the desired signal but also the signal transmitted by itself is received at the same time. At this time, since the signal transmitted by the receiver itself is received by its receiving antenna with little attenuation, it means that the signal received by the receiver is much stronger than the desired signal and acts as an interference.
  • UE to UE inter-link interference means that an uplink signal transmitted by a UE is received by an adjacent UE and acts as interference.
  • BS to BS inter-link interference Signals transmitted between base stations or between heterogeneous base stations (Picocell, femtocell, relay node) in HetNet situation are received by receiving antennas of other base stations and act as interference.
  • Intra-device self-interference (SI) among these three types of interference significantly degrades the performance of the FDR system due to interference occurring only in the FDR system.
  • SI Intra-device self-interference
  • the present invention provides a communication apparatus that performs self interference cancellation.
  • a communication apparatus for performing self interference elimination comprising: a baseband unit including a first transmission chain and a second transmission chain; A first distributed radio unit (RU) coupled to the first transmission chain and configured to transmit (Tx) mode; And a second distributed RU coupled to the second transmission chain and configured to receive (Rx) mode, wherein the baseband unit is coupled to the first transmission chain and the second transmission chain for transmission from the first transmission chain Wherein the second transmission chain is configured to transmit a signal output from the phase corrector to the second distributed RU, wherein the second transmission chain is configured to transmit a signal output from the phase corrector to the second distributed RU,
  • the second distributed RU may remove a received magnetic interference signal using a signal output from the phase corrector and passed through the second transmission chain.
  • the communication device may further comprise a processor configured to calculate a phase coefficient value for the phase correction.
  • the processor may be configured to calculate the phase coefficient value based on a phase change occurring after a time delay of the magnetic interference signal.
  • the processor may be configured to calculate a phase coefficient value to be phase-corrected for each signal transmitted from the first transmission chain.
  • the second distributed RU may further include a magnetic interference canceller configured to remove the magnetic interference signal.
  • the second distributed RU may perform magnetic interference cancellation by subtracting a signal output from the phase corrector and passed through the second transmission chain from the magnetic interference signal.
  • the signal transmitted from the first transmission chain may be a tone, a pilot signal, or a reference signal.
  • the second transmission chain may operate in an idle transmission mode.
  • the magnetic interference canceller may be located before the received signal in the second distributed RU passes the LNA (Linear Noise Amp) in the receiving chain.
  • a method for performing self interference cancellation in a communication device comprising the steps of: receiving a first distributed radio unit, which is connected to the first transmission chain of a baseband unit, (RU); Receiving a magnetic interference signal according to the signal through a second distributed RU coupled to the second transmit chain of the baseband unit and set to receive (Rx) mode; Performing a phase correction on a signal transmitted from the first transmission chain using a phase coefficient value calculated for the magnetic interference cancellation; Transmitting the phase corrected signal in the second transmission chain to the second distributed RU; And removing the magnetic interference signal by subtracting the phase corrected signal transmitted to the second distributed RU from the received magnetic interference signal.
  • the phase coefficient value may be calculated based on a phase change occurring after a time delay of the magnetic interference signal.
  • the second transmission chain may operate in an idle transmission mode.
  • the phase coefficient value may be phase-calculated for each signal transmitted from the first transmission chain.
  • the self interference cancellation can be efficiently performed by utilizing the idle transmission module of the panel operating in the reception mode in the distributed antenna structure in the vehicle.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network supporting a full / half-duplex communication operation mode of a terminal to be proposed in the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the base station 105 and the terminal 110 in the wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • Figure 3 illustrates a conceptual diagram of transmit / receive links and magnetic interference (SI) in an FDR communication situation.
  • FIG. 4 is a view showing a position where three interference techniques are applied in the RF transmitting end (or RF front end) of the apparatus.
  • FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for self-interference cancellation (Self-IC) in a communication apparatus proposed in a communication system environment using OFDM based on FIG.
  • Self-IC self-interference cancellation
  • FIG. 6 is a diagram illustrating application of space division communication (SDD) in a distributed vehicle with an antenna.
  • SDD space division communication
  • FIG. 7 shows an example of comparing the case where the SDD is not applied and the case where the SDD is applied.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an RF front-end structure of a communication apparatus for analog magnetic interference cancellation.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of performing RF magnetic interference cancellation using a true time delay when two distributed antenna panels are present.
  • FIG. 10 is a diagram showing three components and effects in RF magnetic interference cancellation (SIC).
  • SIC RF magnetic interference cancellation
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of performing RF magnetic interference cancellation by utilizing phase compensation in a baseband when two distributed antenna panels are present.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of performing RF magnetic interference cancellation using phase compensation in a baseband and a digital delay element when two distributed antenna panels are present.
  • the UE collectively refers to a mobile stationary or stationary user equipment such as a UE (User Equipment), an MS (Mobile Station), and an AMS (Advanced Mobile Station).
  • the base station collectively refers to any node at a network end that communicates with a terminal such as a Node B, an eNode B, a base station, and an access point (AP).
  • a terminal or a user equipment can receive information from a base station through a downlink, and the terminal can also transmit information through an uplink.
  • the information transmitted or received by the terminal includes data and various control information, and various physical channels exist depending on the type of information transmitted or received by the terminal.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SFDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented in radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • the TDMA may be implemented with a radio technology such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is part of E-UMTS (Evolved UMTS) using E-UTRA, adopts OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is an evolved version of 3GPP LTE.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the base station 105 and the terminal 110 in the wireless communication system 100. As shown in FIG.
  • the wireless communication system 100 may include one or more base stations and / And may include a terminal.
  • a base station 105 includes a transmit (Tx) data processor 115, a symbol modulator 120, a transmitter 125, a transmit and receive antenna 130, a processor 180, a memory 185, a receiver 190, a symbol demodulator 195, and a receive data processor 197.
  • the terminal 110 includes a transmission (Tx) data processor 165, a symbol modulator 170, a transmitter 175, a transmission / reception antenna 135, a processor 155, a memory 160, a receiver 140, A demodulator 155, and a receive data processor 150.
  • the base station 105 and the terminal 110 have a plurality of transmission / reception antennas. Therefore, the base station 105 and the terminal 110 according to the present invention support a Multiple Input Multiple Output (MIMO) system.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • the base station 105 according to the present invention can support both a Single User-MIMO (SU-MIMO) and a Multi User-MIMO (MIMO) scheme.
  • SU-MIMO Single User-MIMO
  • MIMO Multi User-MIMO
  • the transmit data processor 115 receives traffic data, formats, codes, and interleaves and modulates (or symbol maps) the coded traffic data to generate modulation symbols Symbols ").
  • a symbol modulator 120 receives and processes the data symbols and pilot symbols to provide a stream of symbols.
  • the symbol modulator 120 multiplexes the data and pilot symbols and transmits it to the transmitter 125.
  • each transmission symbol may be a data symbol, a pilot symbol, or a signal value of zero.
  • the pilot symbols may be transmitted continuously.
  • the pilot symbols may be frequency division multiplexed (FDM), orthogonal frequency division multiplexed (OFDM), time division multiplexed (TDM), or code division multiplexed (CDM) symbols.
  • Transmitter 125 receives the stream of symbols and converts it to one or more analog signals and further modulates (e.g., amplifies, filters, and frequency upconverts)
  • the transmission antenna 130 transmits the generated downlink signal to the mobile station.
  • the reception antenna 135 receives the downlink signal from the base station and provides the received signal to the receiver 140.
  • the receiver 140 adjusts (e.g., filters, amplifies, and downconverts) the received signal and digitizes the conditioned signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 145 demodulates the received pilot symbols and provides it to the processor 155 for channel estimation.
  • Symbol demodulator 145 also receives a frequency response estimate for the downlink from processor 155 and performs data demodulation on the received data symbols to obtain a data symbol estimate (which is estimates of the transmitted data symbols) And provides data symbol estimates to a receive (Rx) data processor 150.
  • the receive data processor 150 demodulates (i.e., symbol demaps), deinterleaves, and decodes the data symbol estimates to recover the transmitted traffic data.
  • symbol demodulator 145 and received data processor 150 are complementary to processing by symbol modulator 120 and transmit data processor 115 at base station 105, respectively.
  • the terminal 110 processes the traffic data and provides data symbols.
  • the symbol modulator 170 may receive and multiplex data symbols, perform modulation, and provide a stream of symbols to the transmitter 175.
  • a transmitter 175 receives and processes the stream of symbols to generate an uplink signal.
  • the transmission antenna 135 transmits the generated uplink signal to the base station 105.
  • an uplink signal is received from a terminal 110 via a receive antenna 130, and a receiver 190 processes the received uplink signal to obtain samples.
  • the symbol demodulator 195 then processes these samples to provide received pilot symbols and data symbol estimates for the uplink.
  • the receive data processor 197 processes the data symbol estimates to recover the traffic data transmitted from the terminal 110.
  • the processors 155 and 180 of the terminal 110 and the base station 105 respectively instruct (for example, control, adjust, manage, etc.) the operation in the terminal 110 and the base station 105.
  • Each of the processors 155 and 180 may be coupled with memory units 160 and 185 that store program codes and data.
  • the memories 160 and 185 are connected to the processor 180 to store operating systems, applications, and general files.
  • the processors 155 and 180 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like. Meanwhile, the processors 155 and 180 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof. (DSP), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), and the like may be used to implement embodiments of the present invention using hardware, , FPGAs (field programmable gate arrays), and the like may be provided in the processors 155 and 180.
  • DSP digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • firmware or software may be configured to include modules, procedures, or functions that perform the functions or operations of the present invention.
  • Firmware or software configured to be stored in the memory 155 may be contained within the processor 155 or 180 or may be stored in the memory 160 or 185 and be driven by the processor 155 or 180.
  • Layers of a wireless interface protocol between a terminal and a base station and a wireless communication system (network) are divided into a first layer (L1), a second layer (L2) based on the lower three layers of an open system interconnection ), And a third layer (L3).
  • the physical layer belongs to the first layer and provides an information transmission service through a physical channel.
  • An RRC (Radio Resource Control) layer belongs to the third layer and provides control radio resources between the UE and the network.
  • the UE and the base station can exchange RRC messages through the RRC layer with the wireless communication network.
  • the processor 155 of the terminal and the processor 180 of the base station in the present specification are not limited to the operation of processing signals and data except for the functions of the terminal 110 and the base station 105 to receive or transmit signals and the storage function, But for the sake of convenience, the processors 155 and 180 are not specifically referred to hereafter. It may be said that the processor 155 or 180 performs a series of operations such as receiving and transmitting a signal and processing data instead of a storage function.
  • Figure 3 illustrates a conceptual diagram of transmit / receive links and magnetic interference (SI) in an FDR communication situation.
  • the magnetic interference can be divided into direct interference, in which a signal transmitted from a transmission antenna directly enters its reception antenna without path attenuation, and reflected interference due to the surrounding terrain, , Its size must be extremely larger than the desired signal due to the physical distance difference. Because of this extremely high level of interference, the effective removal of magnetic interference is required to drive the FDR system.
  • the self-IC performance of 119 dBm is required for the UE to effectively operate the FDR system in the bandwidth (BW) of 20 MHz.
  • the thermal noise value depends on the bandwidth of the mobile communication system.
  • Table 1 assumes a bandwidth of 20 MHz.
  • the Receiver Noise Figure (NF) considered the worst case with reference to the 3GPP specification requirement.
  • Receiver thermal noise level is determined by the sum of thermal noise and receiver NF in a specific BW.
  • FIG. 4 is a view showing a position where three interference techniques are applied in the RF transmitting end (or RF front end) of the apparatus.
  • FIG. 4 shows application positions of three Self-IC techniques. The following three Self-IC techniques are briefly described.
  • Antenna Self-IC The self-interference cancellation technique, which should be performed first among all self-IC techniques, is an antenna self interference cancellation technique.
  • SI removal is performed at the antenna end.
  • an object capable of blocking a signal is provided between the transmission antenna and the reception antenna to physically cut off the transmission of the SI signal, artificially adjust the distance between the antennas by using multiple antennas, To remove some of the SI signal.
  • a portion of the SI signal can be removed using a multi-polarized antenna or a directional antenna.
  • Analog Self-IC This technique removes interference from an analog signal before the received signal passes through an analog-to-digital converter (ADC). This can be done in the RF domain or the IF domain.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the method of removing the SI signal will be described in detail as follows. First, after the analog signal to be transmitted is time delayed, the magnitude and phase of the signal are adjusted to generate a replica signal of the actually received SI signal, and the signal is subtracted from the signal received by the receiving antenna.
  • ADC analog-to-digital converter
  • Digital Self-IC This technique removes interference after the received signal passes through the ADC. It includes all the interference cancellation techniques in the baseband domain. In the simplest case, it is possible to implement a method of generating a duplicate signal of an SI by using a transmitted digital signal and subtracting it from the received digital signal. Alternatively, techniques for preventing transmission signals to the terminal or the base station from being received by the receiving antenna by performing precoding / postcoding in the baseband using multiple antennas can also be classified as Digital Self-IC.
  • FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for self-interference cancellation (Self-IC) in a communication apparatus proposed in a communication system environment using OFDM based on FIG.
  • Self-IC self-interference cancellation
  • the position of the digital self-interference block (Digital Self-IC block) is shown to be performed by directly using the digital magnetic interference signal (digital SI) information before the DAC and after the ADC passes. However, Or may be performed using a magnetic interference signal.
  • 5 is a conceptual diagram for removing a magnetic interference signal by separating a transmitting antenna and a receiving antenna. However, in the case of using an antenna interference cancellation technique using one antenna, it may be a method of forming an antenna different from that of FIG.
  • a function block suitable for the purpose may be added or deleted in the RF transmitting end and the receiving end shown in FIG.
  • the present invention proposes a method for canceling magnetic interference in a terminal (particularly, a vehicle), more particularly, a method for performing self interference cancellation using an idle transmission module of a panel operating in a reception mode in a distributed antenna structure .
  • the space division duplex considered in the present invention is a technique of space division of each antenna of a terminal and independently operating a communication link of each antenna.
  • the magnetic interference between the antennas of the terminal must be removed and the interference between the terminals included in the communication link should be reduced.
  • the analog and digital magnetic interference cancellation techniques As a technique for eliminating the magnetic interference between the antennas held by the terminal, there is a technique of applying the analog and digital magnetic interference cancellation techniques or reducing the magnetic interference by ensuring the distance between the antennas.
  • Techniques for reducing the magnetic interference by ensuring the distance between the antennas rather than the analog and digital magnetic interference cancellation techniques have low complexity and are therefore easy to apply to real systems.
  • the technique of reducing the magnetic interference by securing the distance between the antennas can secure the distance between the antennas in the vehicle terminal having a larger size than the existing communication terminal.
  • the inter-cell interference reduction scheme of the existing cellular communication system can be applied as a technique for reducing interference between terminals.
  • the probability of the interference of the beams of the adjacent cells is low. Also, due to the linearity of the signal, there is a high probability that the signal will become a block by objects. Since the surface of the vehicle is made of iron and has a large size, there is a high probability that the high-frequency signal of the adjacent terminal blocks.
  • space division communication is easy to apply in inter-vehicle high frequency communication with distributed antenna.
  • space division communication since the links of the antennas are isolated from each other, it is possible to allocate different transmission / reception points of the communication links and reuse the frequency resources in each communication link.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating application of space division communication (SDD) in a distributed vehicle with an antenna.
  • SDD space division communication
  • Link 1 and Link 2 are communication links connected to different devices (terminals or base stations).
  • the amount of Tx resources and Rx resources can be changed according to the situation of each communication link, and the Tx and Rx points can be changed.
  • the radio unit (RU) shown in FIG. 6 is an antenna module in which a plurality of antennas are assembled, and the terminal distributes and holds four RUs. Two of the four RUs are used to form link 1 and the remaining two are used to form link 2.
  • FIG. 7 shows an example of comparing the case where the SDD is not applied and the case where the SDD is applied.
  • the left drawing illustrates communication between SDD non-use vehicles
  • the right drawing illustrates communication between SDD application vehicles.
  • SDD SDD is not applied
  • the terminal simultaneously transmits signals to different terminals in a multiplexing manner. If three terminals are to form a communication link with each neighboring terminal as shown in FIG. 7, each terminal must be allocated one transmission resource and two reception resources. If SDD is applied, the terminal needs to form one transmission resource and one reception resource for each communication link. Therefore, it is possible to perform signal transmission more times per unit time than in the case where SDD is not used.
  • frequency resources are allocated and allocated to neighboring terminals that transmit signals simultaneously with the terminal. If SDD is applied, since the transmission signal of each terminal is spatially divided, the same frequency resource can be used, so that frequency resources used by each communication link increases.
  • the reception terminal of each communication link uses a narrow reception beam to receive a signal for spatial division, which lowers the probability of being affected by jamming.
  • the adjacent vehicle blocks the signal, it is difficult to perform jamming from afar.
  • An additional advantage is that the resource management complexity of the base station is reduced because it is not necessary for the base station to manage the resources between the communication groups and the resources in the communication group to be orthogonal to each other.
  • 3GPP TR 22.886 includes scenarios in which there are 15840 vehicles per mile, in which case the complexity of the base station is too high for the base station to manage each communication link between the vehicles.
  • the SDD since the terminals included in the communication link only need to determine the transmission time point and the reception time point, the complexity of the base station is reduced.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an RF front-end structure of a communication apparatus for analog magnetic interference cancellation.
  • the basic principle in the analog domain is to divide some power of the transmitted signal and then modify it to generate a replica of the actually received magnetic interference signal, which is subtracted from the signal received by the receiving antenna.
  • various combinations of a true time delay, a phase shifter, and an attenuator may be used to produce a signal similar to the received magnetic interference signal from the branched transmission signal.
  • inter-panel SDDs in a vehicle based on a distributed antenna (the vehicle operates in the FDR mode), it is physically difficult to transmit signals while branching the signals at the transmission panel, Day.
  • RF signals are transmitted between physically separated panels, the time delay and the signal attenuation due to the transmission occur, and it is apparent that the signal distortion occurs. Therefore, in the SDD between the panels or the FDR inside the panel in the vehicle based on the distributed antenna, a different approach from the conventional method of removing the magnetic interference of the analog domain in the terminal or the base station is needed.
  • the present invention proposes a method of performing inter-panel magnetic interference cancellation using an idle transmission RF chain existing in a corresponding panel when a specific panel operates in a reception mode in the structure of a distributed antenna.
  • the transmission and reception RF chains exist in a pair-wise manner inside the panel of the distributed antenna, and one of the transmission and reception can be selected and connected to the antenna by using a switch.
  • a specific panel operates in the transmission mode, there is an idle transmission RF chain that is not used in the corresponding panel.
  • an RF signal capable of modeling inter-panel interference is produced, It is possible to perform self-interference cancellation between the panels in the domain.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of performing RF magnetic interference cancellation using a true time delay when two distributed antenna panels are present.
  • the baseband unit is located in the vehicle, and a distributed RU (distributed radio unit) exists in various positions of the vehicle. It can be assumed that each distributed RU is connected to the baseband unit have.
  • distributed RU 1 distributed radio unit 1
  • distributed RU 2 distributed radio unit 2
  • Rx mode distributed RU 1
  • the idle transmission RF chain of the distributed RU 2 receives the baseband signal in the distributed RU 1, (blocks). After that, naturally distributed RU 2 can produce a signal similar to the RF signal generated in the distributed RU.
  • phase shifter and an attenuator already exist in each antenna for analogue beamforming (analog BF). Therefore, two of the three necessary for analog magnetic interference cancellation already exist, and only the time delay between the Tx chain and the Rx chain in the distributed RU is added to the analog magnetic interference cancellation circuit.
  • the mechanism for adjusting each of the phase shifter and the attenuator of the analog magnetic interference cancellation can use various types of adaptive algorithms.
  • FIG. 10 is a diagram showing three components and effects in RF magnetic interference cancellation (SIC).
  • SIC RF magnetic interference cancellation
  • Fig. 10 three components in the RF magnetic interference cancellation (SIC) show a magnetic interference cancellation effect.
  • the attenuator vertically moves the magnitude of the signal and the phase shifter moves the phase of the signal vertically.
  • a true time delay changes the slope of the phase of the signal.
  • the RF signal can be generated using the idle transmission RF chain of the receiving panel and the self interference cancellation between the dispersion panels can be performed in the analog domain.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of performing RF magnetic interference cancellation by utilizing phase compensation in a baseband when two distributed antenna panels are present.
  • the communication device may include a baseband unit 1110, a first distributed RU 1120, and a second distributed RU 1130.
  • the baseband unit 1110 may include a first transmit chain 1140 and a second transmit chain 1150.
  • the processor estimates the phase coefficient of each baseband unit by the pilot of the phase change occurring after the time delay, and outputs the estimated phase coefficient value of each baseband by the phase corrector 1160 in the baseband unit as shown in FIG.
  • the digital signal can be precompensated and multiplied by a previously estimated and computed phase value for each tone of transmitted data to produce a phase distortion effect such as a phase change that occurs after a time delay.
  • Equation (1) The equation is shown in Equation (1).
  • the fixed delay Can be calibrated and calculated in advance When you know It is possible to obtain the same effect as the true time delay as in the case of the proposal 1 in the case where the magnetic interference signal is generated by precompensating the baseband with the baseband.
  • the magnetic interference of the second distributed RU 1130 Rejection 1170 may remove magnetic interference.
  • the phase corrected signal through the phase corrector 1160 is coupled to a second transmit chain 1150 and from the second transmit chain 1150 to a second distributed RU 1130.
  • the magnetic interference canceller 1170 may be of the coupler type and may be of the coupler type and may be of a type that is coupled from the second transmission chain 1150 to the phase compensated (or corrected) signal in the magnetic interference signal received by the second distributed RU 1130 It is possible to remove the magnetic interference by a method of subtracting the signal transmitted to the second distributed RU 1130.
  • phase offset value of each tone can be estimated and compensated by interpolation based on the phase information of the complex value of the predefined pilot.
  • phase offset value to compensate must span all tones of the signal.
  • estimating the phase offset value over all tones requires estimating the phase value corresponding to the remaining tones with a phase value estimated as a specific pilot since it is almost impossible because of the large overhead.
  • pilots (or tones, reference signals) for the phase offset are evenly arranged, and the remaining values are estimated by various methods (e.g., linear interpolation or various types of interpolation methods) can do.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of performing RF magnetic interference cancellation using phase compensation in a baseband and a digital delay element when two distributed antenna panels are present.
  • the time synchronization may not be achieved due to the actual physical time delay. If the time synchronization error occurs within the CP (Cyclic Prefix) in the case of the OFDM signal, the signal can be restored sufficiently even in an environment in which the synchronization error is not compensated. However, in the case where the self interference signal is produced outside the CP, ISI) occurs. To solve this problem, it is possible to physically delay the production time of the signal by utilizing the digital delay element, which enables the signal to be restored and removed within the CP. It can be used in parallel with the proposal 2 above.
  • the above-described proposals may be selectively performed only when the base station or the terminal operates in the FDR mode.
  • a terminal operating in the FDR mode is connected or a terminal desiring downlink reception and a terminal desiring uplink transmission desire to communicate simultaneously.
  • the downlink traffic is larger than the uplink traffic, in order for the terminal to operate in the FDR mode, some of the terminals desiring uplink transmission can operate in the FDR mode, and selectively operate at this time.
  • the BS estimates the duration of the FDR operation of the UE through a buffer status report (BSR) of the UE, and obtains necessary information from the UE through a physical layer or an upper layer signal at a required time
  • BSR buffer status report
  • Examples of the proposed scheme described above may also be included as one of the implementation methods of the present invention.
  • the proposed schemes described above may be implemented independently, but may be implemented as a combination (or merge) of some proposed schemes.
  • the information on whether or not the proposed methods are applied is defined such that the base station informs the terminal through predefined signals (for example, physical layer signals or upper layer signals) .
  • Methods for performing self interference cancellation and communication devices therefor are industrially applicable in various wireless communication systems such as 5G communication systems and the like.

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Abstract

자기간섭 제거를 수행하는 통신 장치는, 제 1 송신 체인 및 제 2 송신 체인을 포함하는 베이스밴드 유닛(baseband unit); 상기 제 1 송신 체인과 연결되어 송신(Tx) 모드로 설정된 제 1 분산 무선 유닛(RU); 및 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 수신(Rx) 모드로 설정된 제 2 분산 RU를 포함하되, 상기 베이스밴드 유닛은 상기 제 1 송신 체인 및 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호에 대해 상기 자기간섭 제거를 위한 위상 보정을 수행하는 위상 보정부를 포함하며, 상기 제 2 송신 체인은 상기 위상 보정부에서 출력된 신호를 상기 제 2 분산 RU로 전송하도록 구성되고, 상기 제 2 분산 RU는 상기 위상 보정부에서 출력되어 상기 제 2 송신 체인을 거친 신호를 이용하여 수신된 자기간섭 신호를 제거할 수 있다.

Description

자기간섭 제거를 수행하는 방법 및 이를 위한 통신 장치
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기간섭 제거를 수행하는 방법 및 이를 위한 통신 장치에 관한 것이다.
FDR (Full Duplex Radio) 기술은 한 노드에서 송신과 수신을 동시에 수행함으로써 시간 자원 또는 주파수 자원을 직교하도록 분할하여 사용하는 기존의 반이중 통신 (Half-duplex communication) 에 비해서 시스템의 용량(capacity)를 이론적으로 2배 향상시킬 수 있는 기술이다.
도 1은 FDR 을 지원하는 단말과 기지국의 개념도를 나타낸다.
도 1과 같은 FDR 상황에서는 다음과 같은 총 3종류의 간섭이 존재하게 된다.
Intra -device self-interference: 동일한 시간 및 주파수 자원으로 송/수신을 수행하기 때문에, desired signal 뿐만 아니라 자신이 송신한 신호가 동시에 수신된다. 이때, 자신이 송신한 신호는 감쇄가 거의 없이 자신의 수신 안테나로 수신 되므로 desired signal 보다 매우 큰 파워로 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 의미한다.
UE to UE inter-link interference: 단말이 송신한 상향링크 신호가 인접하게 위치한 단말에게 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 의미한다.
BS to BS inter-link interference: 기지국간 혹은 HetNet 상황에서의 이종 기지국간(Picocell, femtocell, relay node) 송신하는 신호가 다른 기지국의 수신 안테나로 수신되어 간섭으로 작용하는 것을 의미한다.
이와 같은 3가지 간섭 중 Intra-device self-interference (이하 Self-interference (SI))는 FDR 시스템에서만 발생 하는 간섭으로 FDR 시스템의 성능을 크게 열화 시키며, FDR 시스템을 운용하기 위해서 가장 먼저 해결해야 할 문제이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 자기간섭 제거를 수행하는 통신 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 통신 장치가 자기간섭 제거를 수행하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 자기간섭 제거를 수행하는 통신 장치는, 제 1 송신 체인 및 제 2 송신 체인을 포함하는 베이스밴드 유닛(baseband unit); 상기 제 1 송신 체인과 연결되어 송신(Tx) 모드로 설정된 제 1 분산 무선 유닛(RU); 및 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 수신(Rx) 모드로 설정된 제 2 분산 RU를 포함하되, 상기 베이스밴드 유닛은 상기 제 1 송신 체인 및 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호에 대해 상기 자기간섭 제거를 위한 위상 보정을 수행하는 위상 보정부를 포함하며, 상기 제 2 송신 체인은 상기 위상 보정부에서 출력된 신호를 상기 제 2 분산 RU로 전송하도록 구성(configured)되고, 상기 제 2 분산 RU는 상기 위상 보정부에서 출력되어 상기 제 2 송신 체인을 거친 신호를 이용하여 수신된 자기간섭 신호를 제거할 수 있다.
상기 통신 장치는 상기 위상 보정을 위한 위상 계수값을 산출하도록 구성된 프로세서를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 위상 계수값을 상기 자기간섭 신호의 시간 지연을 거친 이후에 발생하는 위상 변화에 기초하여 산출하도록 구성될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호 마다 위상 보정할 위상 계수값을 산출하도록 구성될 수 있다. 상기 제 2 분산 RU는 상기 자기간섭 신호를 제거하도록 구성된 자기간섭 제거부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 분산 RU는 상기 자기간섭 신호에서 상기 위상 보정부에서 출력되어 상기 제 2 송신 체인을 거친 신호를 차감하여 자기간섭 제거를 수행할 수 있다. 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호는 톤(tone), 파일럿 신호 혹은 참조신호일 수 있다.
상기 제 2 송신 체인은 유휴(idle) 송신 모드로 동작할 수 있다. 상기 자기간섭 제거부는 상기 제 2 분산 RU에서 수신 신호가 수신 체인에서 LNA(Linear Noise Amp)를 거치기 이전에 위치할 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 통신 장치가 자기간섭 제거를 수행하는 방법은, 베이스밴드 유닛(baseband unit)의 상기 제 1 송신 체인과 연결되어 송신(Tx) 모드로 설정된 제 1 분산 무선 유닛(RU)을 통해 신호를 전송하는 단계; 상기 베이스밴드 유닛의 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 수신(Rx) 모드로 설정된 제 2 분산 RU를 통해 상기 신호에 따른 자기간섭 신호를 수신하는 단계; 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호에 대해 상기 자기간섭 제거를 위해 산출한 위상 계수값을 이용하여 위상 보정을 수행하는 단계; 상기 제 2 송신 체인에서 상기 위상 보정된 신호를 상기 제 2 분산 RU로 전송하는 단계; 및 상기 수신된 자기간섭 신호에서 상기 제 2 분산 RU로 전송된 상기 위상 보정된 신호를 차감하는 방식으로 자기간섭 신호를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위상 계수값은 상기 자기간섭 신호의 시간 지연을 거친 이후에 발생하는 위상 변화에 기초하여 산출될 수 있다. 상기 제 2 송신 체인은 유휴(idle) 송신 모드로 동작할 수 있다. 상기 위상 계수 값은 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호 마다 위상 산출될 수 있다.
본 발명에서는 차량에서의 분산 안테나 구조에서 수신 모드로 동작하는 패널의 유휴 송신 모듈을 활용하여 효율적으로 자기 간섭 제거를 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제안하고자 하는 단말의 전이중/반이중 통신 동작 방식을 지원하는 네트워크를 예시적인 도면이다.
도 2는 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 FDR 통신 상황에서 송신/수신 링크와 자기간섭 (SI)의 개념도를 예시하고 있다.
도 4는 장치의 RF 송수신단(혹은 RF front end)에서의 세 가지 간섭 기법을 적용하는 위치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4를 바탕으로 하여 OFDM을 이용한 통신 시스템 환경에서 제안하는 통신 장치에서 자기간섭 제거(Self-IC)를 위한 장치의 블럭도를 도식화 한 도면이다.
도 6은 분산 안타나 안테나 적용 차량에서 공간 분할 통신(SDD)의 적용을 예시한 도면이다.
도 7은 SDD를 적용하지 않은 경우와 적용한 경우를 비교한 일 예를 나타내고 있다.
도 8은 아날로그 자기간섭 제거를 위한 통신 장치의 RF front-end 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 2개의 분산 안테나 패널이 존재할 때 시간 지연기(true time delay)를 활용하여 RF 자기간섭 제거 수행의 일 예를 도시한 도면이다.
도 10은 RF 자기간섭 제거(SIC) 에서의 3가지 요소(component)와 효과를 나타낸 도면이다.
도 11은 2개의 분산 안테나 패널이 존재할 때 베이스밴드(baseband) 에서의 위상 보상을 활용하여 RF 자기간섭 제거를 수행하는 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 2개의 분산 안테나 패널이 존재할 때 baseband 에서의 위상 보상 및 디지털 지연 소자를 활용하여 RF 자기간섭 제거를 수행하는 예를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.
이동 통신 시스템에서 단말 혹은 사용자 기기(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced 데이터 Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 2는 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(170), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기 (125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서 (150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능 등을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
도 3은 FDR 통신 상황에서 송신/수신 링크와 자기간섭 (SI)의 개념도를 예시하고 있다.
도 3에서처럼 자기간섭(SI)는 송신 안테나로부터 송신된 신호가 경로 감쇄 없이 자신의 수신 안테나로 바로 들어오는 다이렉트 간섭(direct interference)과 주변의 지형에 의해 반사된 간섭(reflected interference)로 구분될 수 있으며, 그 크기는 물리적인 거리 차이에 의해 원하는 신호(desired signal) 보다 극단적으로 클 수 밖에 없다. 이렇게 극단적으로 큰 간섭의 세기 때문에 FDR 시스템의 구동을 위해서는 자기간섭의 효과적인 제거가 필요하다.
효과적으로 FDR 시스템이 구동되기 위해서는 장치의 최대 송신 파워에 따른 자기간섭 제거(Self-IC)의 요구 사항을 다음 표 1(이동통신 시스템에서의 FDR 적용 시 Self-IC 요구사항 (BW=20MHz))과 같이 결정할 수 있다.
Node Type Max. Tx Power (PA) Thermal Noise. (BW=20MHz) Receiver NF Receiver Thermal Noise Level Self-IC Target (PA- TN-NF)
Macro eNB 46dBm -101dBm 5dB (for eNB) -96dBm 142 dB
Pico eNB 30dBm 126 dB
Femto eNB,WLAN AP 23dBm 119 dB
UE 23dBm 9dB(for UE) -92dBm 115 dB
상기 표 1을 참조하면, 단말(UE)이 20MHz 의 대역폭(BW)에서 효과적으로 FDR 시스템을 구동시키기 위해서는 119dBm 의 자기간섭 제거(Self-IC) 성능이 필요함을 알 수 있다. 이동통신 시스템의 대역폭에 따라서 Thermal noise 값이
Figure PCTKR2017012798-appb-I000001
식과 같이 바뀔 수 있으며, 표 1은 20MHz 의 대역폭을 가정하고 구하였다. 표 1과 관련하여 Receiver Noise Figure (NF) 는 3GPP 표준 요구사항(specification requirement)를 참조하여 worst case를 고려하였다. Receiver thermal noise level 은 특정 BW 에서의 thermal noise 와 receiver NF의 합으로 결정된다.
자기간섭 제거(Self-IC) 기법의 종류 및 적용 방법
도 4는 장치의 RF 송수신단(혹은 RF front end)에서의 세 가지 간섭 기법을 적용하는 위치를 도시한 도면이다. 도 4에서는 3가지 Self-IC 기법의 적용 위치를 도시하고 있다. 이하 3가지 Self-IC 기법에 대해 간략히 설명한다.
Antenna Self-IC: 모든 Self-IC 기법 중 가장 우선적으로 실행되어야 할 자기간섭 제거 기법이 안테나 자기간섭 제거 기법이다. 안테나 단에서 SI 제거가 수행된다. 가장 간단하게는 송신 안테나 및 수신 안테나 사이에 신호를 차단할 수 있는 물체를 설치하여 SI 신호의 전달을 물리적으로 차단하거나, 다중 안테나를 활용하여 안테나 간의 거리를 인위적으로 조절하거나, 특정 송신 신호에 위상 반전을 주어 SI 신호를 일부 제거할 수 있다. 또한, 다중 편파 안테나 또는 지향성 안테나를 활용하여 SI 신호의 일부를 제거할 수 있다.
Analog Self-IC: 수신 신호가 ADC (Analog-to-Digital Convertor) 를 통과하기 이전에 Analog 단에서 간섭을 제거하는 기법으로 복제된 Analog 신호를 이용하여 SI 신호를 제거하는 기법이다. 이는 RF영역 혹은 IF 영역에서 수행될 수 있다. SI 신호를 제거하는 방법은 구체적으로 기술하면 다음과 같다. 우선 송신되는 Analog 신호를 시간지연 시킨 후 크기와 위상을 조절하여 실제로 수신되는 SI 신호의 복제 신호를 만들어 수신 안테나로 수신되는 신호에서 차감하는 방식으로 이루어진다. 그러나, Analog 신호를 이용하여 처리하기 때문에 구현 복잡도와 회로특성으로 인하여 추가적인 왜곡이 발생할 수도 있으며 이로 인하여 간섭제거 성능이 크게 달라질 수 있다는 단점이 있다.
Digital Self-IC: 수신 신호가 ADC를 통과한 이후에 간섭을 제거하는 기법으로 Baseband 영역에서 이루어지는 모든 간섭제거 기법들을 포함한다. 가장 간단하게는 송신되는 Digital 신호를 활용하여 SI 의 복제 신호를 만들어 수신된 Digital 신호에서 차감하는 방법으로 구현 가능하다. 혹은 다중 안테나를 이용하여 Baseband에서의 Precoding/Postcoding을 수행 함으로써 단말 혹은 기지국에의 송신 신호가 수신안테나로 수신되지 않게끔 하기 위한 기법들 또한 Digital Self-IC로 분류 할 수 있다. 그러나 Digital Self-IC는 Digital로 변조된 신호가 원하는 신호에 대한 정보를 복원 할 수 있을 정도로 양자화가 이루어져가 가능하기 때문에 Digital Self-IC를 수행하기 위해서는 상기의 기법들 중 하나 이상의 기법을 활용하여 간섭을 제거하고 난 이후의 남아있는 간섭 신호와 원하는 신호간의 신호 파워의 크기 차가 ADC range안에 들어와야 하는 전제조건이 필요하다.
도 5는 도 4를 바탕으로 하여 OFDM을 이용한 통신 시스템 환경에서 제안하는 통신 장치에서 자기간섭 제거(Self-IC)를 위한 장치의 블럭도를 도식화 한 도면이다.
디지털 자기간섭 블록(Digital Self-IC block)의 위치는 도 5에서는 DAC 전과 ADC 통과후의 디지털 자기간섭 신호(digital SI) 정보를 바로 이용하여 수행하는 것으로 도시하고 있으나, IFFT 통과 후 및 FFT 통과 전의 디지털 자기간섭 신호를 이용하여 수행될 수도 있다. 또한 도 5는 송신 안테나와 수신 안테나를 분리하여 자기간섭 신호를 제거하는 개념도이지만, 하나의 안테나를 이용한 안테나 간섭 제거 기법 사용시에는 도 5와는 다른 안테나의 구성법이 될 수 있다. 도 5에 도시된 RF 송신단 및 수신단에서 목적에 맞는 기능 block이 추가되거나 삭제될 수도 있다.
이하 본 발명에서는 단말(특히, 차량)에서의 자기간섭 제거를 위한 것으로, 보다 상세하게는 분산 안테나 구조에서 수신 모드로 동작하는 패널의 유휴 송신 모듈을 활용하여 자기간섭 제거를 수행하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 고려하는 공간 분할 통신(space division duplex)은 단말의 각 안테나를 공간적으로 분할(space division)하여 각 안테나의 통신 링크를 독립적으로 운영하는 기법이다. 안테나 별로 통신 링크를 독립적으로 운영하기 위해서는 단말이 보유한 안테나 간의 자기간섭이 제거되어야 하고 통신 링크에 포함된 단말 간의 간섭이 감소되어야 한다.
단말이 보유한 안테나 간의 자기간섭을 제거하기 위한 기법으로는 아날로그 및 디지털 자기간섭 제거 기법을 적용하거나 안테나 간의 거리를 확보하여 자기간섭을 감소시키는 기법이 있다. 아날로그 및 디지털 자기간섭 제거 기법보다는 안테나 간의 거리를 확보하여 자기간섭을 감소시키는 기법이 낮은 복잡도를 가지므로 실제 시스템에 적용하기 용이하다. 안테나 간의 거리를 확보하여 자기간섭을 감소시키는 기법은 기존의 통신 단말보다 크기가 큰 차량 단말에서 안테나간의 거리를 확보하여 적용할 수 있다. 단말 간의 간섭을 감소시키기 위한 기법에는 기존 셀룰러 통신 시스템의 셀 간 간섭 감소 기법을 적용할 수 있다. 현재 6GHz 이상의 고주파 대역에서의 셀룰러 통신에서는 통신 거리 확보를 위해 빔 폭이 작게 형성되므로 인접 셀의 빔이 겹쳐서 간섭이 발생할 확률은 낮은 것으로 간주되고 있다. 또한, 신호의 직진성으로 인해 신호가 사물에 의해서 블록이 될 확률이 크다. 차량은 표면이 철로 되어 있고 크기가 크기 때문에 인접 단말의 고주파 신호를 블록할 확률이 크다.
상기의 특성으로 인해 공간 분할 통신은 분산 안테나를 갖는 차량간 고주파 통신에서 적용하기 용이하다. 공간 분할 통신을 적용하면 안테나의 링크들이 서로 고립(isolation)되어 있으므로, 각 통신 링크의 송수신 시점을 서로 다르게 할당하고 각 통신링크에서 주파수 자원을 재사용하는 것이 가능하다.
도 6은 분산 안타나 안테나 적용 차량에서 공간 분할 통신(SDD)의 적용을 예시한 도면이다.
도 6에서, 링크 1과 링크 2는 서로 다른 장치(단말 또는 기지국)와 연결된 통신 링크이다. 각 통신 링크의 상황에 따라서 Tx 자원과 Rx 자원의 양을 변경할 수 있고, Tx 시점과 Rx 시점을 변경할 수 있다. 도 6에 도시된 Radio Unit (RU)은 다수 개의 안테나가 모인 안테나 모듈로서 단말이 4개의 RU를 분산하여 보유한 경우이다. 4개의 RU중 2개의 RU는 링크 1을 형성하기 위해 사용되고 나머지 2개는 링크 2를 형성하기 위해 사용된다.
SDD를 다수의 단말에 적용하면 그렇지 않은 경우보다 목표 시간 내에 보다 많은 자원을 이용하여 보다 많은 횟수의 전송을 수행할 수 있는 장점이 있다. 도 7은 SDD를 적용하지 않은 경우와 적용한 경우를 비교한 일 예를 나타내고 있다.
도 7을 참조하면, 좌측 도면은 SDD 미적용 차량간 통신을 예시하고, 우측 ㄷ도면은 SDD적용 차량간 통신을 예시하고 있다. SDD를 적용하지 않은 경우 단말은 서로 다른 단말에게 다중화(multiplexing) 방식으로 신호를 동시에 전송한다. 만약 3 개의 단말이 도 7과 같이 각각의 인접 단말과 통신 링크를 형성하고자 하는 경우 각 단말은 1개의 송신 자원과 2개의 수신 자원을 할당받아야 한다. 만약 SDD를 적용한다면 단말은 각 통신 링크 별로 1개의 송신 자원과 1개의 수신 자원을 형성하면 되므로 SDD 미적용의 경우보다 단위 시간에 보다 많은 횟수의 신호 전송을 수행할 수 있다. SDD를 적용하는 경우 단말과 동시에 신호를 전송하는 인접 단말에게 주파수 자원이 나누어져 할당된다. 만약 SDD를 적용한다면 각 단말의 송신 신호가 공간적으로 분할되어 있으므로 동일한 주파수 자원을 사용할 수 있으므로, 각 통신 링크가 사용하는 주파수 자원이 증가한다.
상술한 장점 이외에도 공간 분할을 위해 각 통신 링크의 수신 단말이 좁은 수신 빔을 사용하여 신호를 수신하므로 재밍(Jamming)의 영향을 받을 확률이 낮아진다. 또한, 인접 차량이 신호를 블록할 확률이 높으므로 멀리서 재밍(Jamming)을 하기는 어렵다. 추가적인 장점으로는, 통신 그룹 간 자원과 통신 그룹 내 자원이 서로 직교하는 자원이 되도록 기지국이 관리할 필요가 없으므로 기지국의 자원 관리 복잡도가 감소하는 장점이 있다.
3GPP TR 22.886에서 1 마일당 15840대의 차량이 존재하는 시나리오가 포함되었는데, 이 경우 기지국이 차량 간의 통신 링크를 각각 관리하기에는 기지국의 복잡도가 지나치게 증가하게 된다. SDD가 적용되면 통신 링크에 포함된 단말끼리 송신 시점과 수신 시점만 결정하면 되므로 기지국 복잡도가 감소하는 장점이 있다.
도 8은 아날로그 자기간섭 제거를 위한 통신 장치의 RF front-end 구조의 일 예를 도시한 도면이다.
아날로그 도메인에서의 기본 원리는 송신 신호의 일부 전력을 분기해 온 후 이를 변형하여 실제로 수신되는 자기간섭 신호의 복제 신호를 만들어 수신 안테나로 수신되는 신호에서 차감하는 방식이다. 여기서, 수신된 자기간섭 신호와 비슷한 신호를 분기된 송신 신호로부터 제작하기 위해 시간 지연기(true time delay), 위상 쉬프터(phase shifter) 및 감쇠기(attenuator)의 여러 조합이 이용될 수 있다.
그러나, 분산 안테나를 기본으로 하는 차량에서의 패널간 SDD 구성 시(차량은 FDR 모드로 동작함) 송신 패널에서 신호를 분기하여 멀리 떨어져 있는 송신 패널로 왜곡을 최소화하면서 신호를 전송하는 것은 물리적으로 힘든 일이다. 물리적으로 떨어져 있는 패널 간에 RF 신호를 전송할 때 전송에 따른 시간 지연 및 신호의 감쇄가 발생하게 되며, 이로 인해 신호의 왜곡이 발생하게 되는 것은 자명하다. 따라서, 분산 안테나를 기본으로 하는 차량에서의 패널 간 SDD 또는 패널 내부의 FDR 구성 시에는 기존의 단말 또는 기지국에서의 아날로그 도메인의 자기간섭 제거 기법과는 상이한 접근 방법이 필요하다.
본 발명은 분산 안테나의 구조에서 특정 패널이 수신 모드로 동작하는 경우 해당 패널 내부에 존재하는 유휴 송신 RF chain을 활용하여 패널 간 자기 간섭 제거를 수행하는 방법을 제안한다. 분산 안테나의 패널 내부에는 송신 및 수신 RF chain이 pair-wise로 존재하고 있으며 switch를 이용하여 송신 또는 수신 하나를 선택하여 안테나와 연결하여 사용할 수 있다. 특정 패널이 송신 모드로 동작하는 경우에는 해당 패널에는 사용하지 않는 유휴 송신 RF chain이 존재하게 되며, 이 유휴 송신 RF chain를 활성화(active) 시켜 패널 간 간섭을 모델링할 수 있는 RF 신호를 제작하여 아날로그 도메인에서 패널 간 자기간섭 제거를 수행할 수 있다.
제안 1
baseband unit으로부터 전송된 신호를 수신 패널의 유휴 송신 RF chain을 이용하여 RF 신호를 생성하고 아날로그 도메인에서 분산 패널 간 자기간섭 제거를 수행할 수 있다. 유휴 송신 RF chain을 이용하게 되면 분산 안테나 환경에서도 자기간섭 제거를 위한 RF 신호를 제작할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 9의 실시 예와 같이 2개의 분산 유닛(distributed unit) 이 존재하는 환경을 가정한다.
도 9는 2개의 분산 안테나 패널이 존재할 때 시간 지연기(true time delay)를 활용하여 RF 자기간섭 제거 수행의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9에서 baseband unit은 차량 내부에 위치한다고 가정할 수 있고, 분산 RU (distributed radio unit)는 차량의 여러 위치에 존재한다고 가정할 수 있으며, 각각의 분산 RU는 baseband unit과 연결되어 있다고 가정할 수 있다. SDD 개념을 위해, 분산 RU 1( distributed radio unit 1)은 Tx mode로 설정되어 있고, 분산 RU 2(distributed radio unit 2)는 Rx mode로 설정되어 있다고 가정할 수 있다. 분산 RU 1로부터의 발생하는 자기간섭을 분산 RU 2에서 제거가 필요하며 이를 위해 분산 RU 2의 유휴 송신 RF chain 은 분산 RU 1에서의 baseband 신호를 받은 이후 분산 RU 1에서와 같이 Tx chain의 여러 블록(block) 들을 거치게 된다. 그 이후에는 자연스럽게 분산 RU 2는 분산 RU에서 발생된 RF 신호와 비슷한 신호를 제작할 수 있다.
분산 RU에는 아날로그 빔포밍(analog BF)을 위해 각각의 안테나에 위상 쉬프터(Phase shifter) 와 감쇠기(attenuator)가 이미 존재하고 있다. 따라서 아날로그 자기간섭 제거를 위해 필요한 3가지 중 2가지는 이미 존재하고 있으며, 분산 RU에서 Tx chain 과 Rx chain 간의 시간 지연만을 아날로그 자기간섭 제거 회로에 추가하면 된다. 아날로그 자기간섭 제거의 위상 쉬프터(phase shifter) 와 감쇠기(attenuator) 각각을 조절하는 메커니즘은 다양한 형태의 적응적 알고리즘을 사용할 수 있다.
도 10은 RF 자기간섭 제거(SIC) 에서의 3가지 요소(component)와 효과를 나타낸 도면이다.
도 10에 RF 자기간섭 제거(SIC) 에서의 3가지 요소(component)는 자기간섭 제거 효과를 나타내고 있다. 감쇠기(attenuator)는 신호의 크기(magnitude)를 수직이동하고, 위상 쉬프터(phase shifter)는 신호의 위상(phase)을 수직 이동한다. 마지막으로, 시간 지연기(true time delay) 는 신호의 위상의 기울기를 변화시킨다.
상기 제안 1에서는 mmWave 대역에 시간 지연기(true time delay)의 회로가 포함되어 있다. 그러나, 아직 mmWave 대역에서 제대로 동작하는 시간 지연기는 제작이 어려울 뿐만 아니라 상용 소자가 아니기 때문에 가격이 비쌀 수 있다. 따라서 하기의 제안 2에서는 시간 지연기를 거친 이후에 발생하는 위상 변화의 효과를 baseband 에서 구현할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
제안 2
Baseband 에서 전송되는 송신 데이터의 각 톤마다 특정 위상값을 패턴 간 간섭의 채널 추정값을 기반으로 사전 보상함으로써 시간 지연기를 거친 이후에 발생하는 위상 변화와 같은 효과를 자기간섭 신호 제작 시 효과를 낼 수 있으며, 수신 패널의 유휴 송신 RF chain을 이용하여 RF 신호를 제작하고 아날로그 도메인에서 분산 패널 간 자기 간섭 제거를 수행할 수 있다.
도 11은 2개의 분산 안테나 패널이 존재할 때 베이스밴드(baseband) 에서의 위상 보상을 활용하여 RF 자기간섭 제거를 수행하는 예를 나타낸 도면이다.
Rx 로 정의된 패널의 유휴 송신 chain을 이용하기 때문에 기존 Tx chain의 RF로부터의 신호 취득 및 이를 변형하는 것이 아니라 baseband로부터의 자기간섭 제거를 위한 변형이 가능하다.
도 11을 참조하면, 통신 장치는 베이스 밴드 유닛(1110), 제 1 분산 RU(1120) 및 제 2 분산 RU(1130)을 포함할 수 있다. 베이스밴드 유닛(1110)은 제 1 송신 체인 (1140) 및 제 2 송신 체인(1150)을 포함할 수 있다. 프로세서는 시간 지연기를 거친 이후에 발생하는 위상 변화의 파일럿을 통해 추정하고, 도 11과 같이 베이스밴드 유닛에서 위상 보정부(1160) 에서 상기 추정된 각 톤 별 위상 계수(phase coefficient) 값을 baseband 의 디지털 신호에 사전 보상할 수 있으며, 시간 지연기를 거친 이후에 발생하는 위상 변화와 같은 위상 왜곡 효과를 내기 위하여 송신되는 데이터의 각 톤 마다 사전에 추정되고 계산된 위상 값을 곱해줄 수 있다. 해당 식은 다음 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2017012798-appb-M000001
즉, 각 tone 마다 사전에 계산된 위상 값인
Figure PCTKR2017012798-appb-I000002
를 곱해 줌으로써 상기 명시한 true time delay의 효과를 나타낼 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 다음과 같은 절차를 가지고
Figure PCTKR2017012798-appb-I000003
를 계산할 수 있다.
1.
Figure PCTKR2017012798-appb-I000004
: 유휴(idle) Tx chain 과 coupler 까지의 fixed delay를 가지고 계산된 각 tone 별 위상 값
2.
Figure PCTKR2017012798-appb-I000005
: 측정된 자기간섭의 그룹 지연(group delay)을 가지고 계산된 각 tone 별 위상 값
3.
Figure PCTKR2017012798-appb-I000006
상술한 바와 같이 소자에서 가지고 있는 fixed delay 인
Figure PCTKR2017012798-appb-I000007
는 사전에 calibration 및 계산이 가능하기 때문에
Figure PCTKR2017012798-appb-I000008
를 알게 되면
Figure PCTKR2017012798-appb-I000009
를 자동적으로 계산할 수 있으며, 이를 baseband 에서 사전 보상하여 자기간섭 신호를 제작하게 되면 상기 제안 1과 같이 true time delay 와 같은 효과를 낼 수 있으며, RF 도메인에서 제 2 분산 RU(1130)의 자기간섭 제거부(1170)는 자기간섭을 제거할 수 있다. 위상 보정부(1160)를 통해 위상 보정된 신호는 제 2 송신 체인(1150)으로 연결되고, 제 2 송신 체인(1150)으로부터 제 2 분산 RU(1130)로 전달된다.
자기간섭 제거부(1170)는 커플러(coupler) 타입일 수 있으며, 제 2 분산 RU(1130)가 수신한 자기간섭 신호에서 상기 위상 보상(혹은 보정)된 신호로 상기 제 2 송신 체인(1150)으로부터 제 2 분산 RU(1130)으로 전달된 신호를 차감하는 방식 등으로 자기간섭을 제거할 수 있다.
제안 2-1
각 톤의 위상 옵셋 값은 미리 정의된 파일럿의 복소(complex) 값의 위상 정보를 기반으로 보간(interpolation) 하여 추정하고 보상할 수 있다.
보상할 위상 옵셋 값은 신호의 모든 톤에 걸쳐야 한다. 그러나, 상용에서는 이 위상 옵셋 값을 모든 톤에 걸쳐서 추정하는 것은 오버헤드가 커서 거의 불가능하기 때문에 특정 파일럿으로 추정된 위상 값으로 나머지 톤에 해당하는 위상값을 추정해야 한다. 이를 위해, 위상 옵셋을 위한 파일럿 (혹은 톤, 참조신호)을 균등하게 배치하고, 나머지 값을 다양한 방법(일 예로, 선형 보간 방법 또는 다양한 형태의 보간 방법)으로 추정하여 모든 톤의 계수 값을 보상할 수 있다.
제안 3
Baseband 에서 위상을 보상과 더불어 true time delay 에서의 물리적 delay와 효과를 내기 위해 디지털 지연 소자를 활용하여 자기간섭 신호를 제작할 수 있으며, 수신 패널의 유휴 송신 RF chain을 이용하여 RF 신호를 제작하고 아날로그 도메인 에서 분산 패널 간 자기 간섭 제거를 수행할 수 있다.
도 12는 2개의 분산 안테나 패널이 존재할 때 baseband 에서의 위상 보상 및 디지털 지연 소자를 활용하여 RF 자기간섭 제거를 수행하는 예를 도시한 도면이다.
baseband 의 신호를 추정된 자기간섭의 위상 값들에 맞춰 위상을 보상하였더라도 실제 물리적인 시간 지연에 의해 시간 동기가 맞지 않을 수 있다. 만약 OFDM 신호의 경우에는 CP(Cyclic Prefix) 이내로 시간 동기의 오차가 들어오게 된다면 동기 오차를 보상하지 않은 환경에서도 충분히 신호의 복원이 가능하지만 CP를 벗어나 자기간섭 신호가 제작된 경우에는 심볼 간 간섭(ISI)가 발생하게 된다. 이를 해결하기 위해, 디지털 지연 소자를 활용하여 물리적으로 신호의 제작 시간을 지연시킬 수 있으며, 이는 CP 이내로 신호가 복원되고 제거될 수 있도록 해준다. 상기 제안 2와 병행하여 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 제안들은 기지국 또는 단말이 FDR 모드로 동작할 때에만 선택적으로 동작할 수도 있다. 기지국이 FDR 모드로 동작하기 위해서는 FDR 모드로 동작하는 단말이 접속해 있거나 하향링크 수신을 원하는 단말과 상향링크 송신을 원하는 단말이 동시에 통신을 원할 때이며, 이때 상기 방식은 선택적으로 동작이 가능하다. 통상적으로 하향링크의 트래픽이 상향링크 트래픽 보다는 많기 때문에 단말이 FDR 모드로 동작하기 위해서는 상향링크 송신을 원하는 단말 중 일부가 FDR 모드로 동작 가능하며, 이때에도 선택적으로 동작이 가능하다.
일 예로서, 단말의 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR)를 통해 기지국은 단말의 FDR 동작에 대한 지속 시간을 예측하여, 필요한 시점에 물리계층 혹은 상위계층 신호를 통해 단말로부터 필요한 정보를 원하는 시점에 받을 수 있도록 단말의 제어 신호 전송을 트리거링 할 수 있다.
상기 설명한 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 발명의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (또는 병합) 형태로 구현될 수도 있다. 상기 제안 방법들의 적용 여부 정보 (혹은 상기 제안 방법들의 규칙들에 대한 정보)는 기지국이 단말에게 사전에 정의된 시그널 (예를 들어, 물리계층 시그널 또는 상위계층 시그널 등)을 통해서 알려주도록 규칙이 정의될 수가 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
자기간섭 제거를 수행하는 방법 및 이를 위한 통신 장치는 5G 통신 시스템 등과 같은 다양한 무선통신 시스템에서 산업상으로 이용이 가능하다.

Claims (14)

  1. 자기간섭 제거를 수행하는 통신 장치에 있어서,
    제 1 송신 체인 및 제 2 송신 체인을 포함하는 베이스밴드 유닛(baseband unit);
    상기 제 1 송신 체인과 연결되어 송신(Tx) 모드로 설정된 제 1 분산 무선 유닛(RU); 및
    상기 제 2 송신 체인과 연결되어 수신(Rx) 모드로 설정된 제 2 분산 RU를 포함하되,
    상기 베이스밴드 유닛은 상기 제 1 송신 체인 및 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호에 대해 상기 자기간섭 제거를 위한 위상 보정을 수행하는 위상 보정부를 포함하며,
    상기 제 2 송신 체인은 상기 위상 보정부에서 출력된 신호를 상기 제 2 분산 RU로 전송하도록 구성(configured)되고,
    상기 제 2 분산 RU는 상기 위상 보정부에서 출력되어 상기 제 2 송신 체인을 거친 신호를 이용하여 수신된 자기간섭 신호를 제거하는, 통신 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 위상 보정을 위한 위상 계수값을 산출하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는, 통신 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 위상 계수값은 상기 자기간섭 신호의 시간 지연을 거친 이후에 발생하는 위상 변화에 기초하여 산출되는, 통신 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호 마다 위상 보정할 위상 계수값을 산출하도록 구성되는, 통신 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 분산 RU는 상기 자기간섭 신호를 제거하도록 구성된 자기간섭 제거부를 더 포함하는, 통신 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 분산 RU는 상기 자기간섭 신호에서 상기 위상 보정부에서 출력되어 상기 제 2 송신 체인을 거친 신호를 차감하여 자기간섭 제거를 수행하는, 통신 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호는 톤(tone), 파일럿 신호 혹은 참조신호인, 통신 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 송신 체인은 유휴(idle) 송신 모드로 동작하는, 통신 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 자기간섭 제거부는 상기 제 2 분산 RU에서 수신 신호가 수신 체인에서 LNA(Linear Noise Amp)를 거치기 이전에 위치하는, 통신 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 통신 장치는 차량을 포함하는, 통신 장치.
  11. 통신 장치가 자기간섭 제거를 수행하는 방법에 있어서,
    베이스밴드 유닛(baseband unit)의 상기 제 1 송신 체인과 연결되어 송신(Tx) 모드로 설정된 제 1 분산 무선 유닛(RU)을 통해 신호를 전송하는 단계;
    상기 베이스밴드 유닛의 상기 제 2 송신 체인과 연결되어 수신(Rx) 모드로 설정된 제 2 분산 RU를 통해 상기 신호에 따른 자기간섭 신호를 수신하는 단계;
    상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호에 대해 상기 자기간섭 제거를 위해 산출한 위상 계수값을 이용하여 위상 보정을 수행하는 단계;
    상기 제 2 송신 체인에서 상기 위상 보정된 신호를 상기 제 2 분산 RU로 전송하는 단계; 및
    상기 수신된 자기간섭 신호에서 상기 제 2 분산 RU로 전송된 상기 위상 보정된 신호를 차감하는 방식으로 자기간섭 신호를 제거하는 단계를 포함하는, 자기간섭 제거 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 위상 계수값은 상기 자기간섭 신호의 시간 지연을 거친 이후에 발생하는 위상 변화에 기초하여 산출되는, 자기간섭 제거 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2 송신 체인은 유휴(idle) 송신 모드로 동작하는, 자기간섭 제거 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 위상 계수 값은 상기 제 1 송신 체인으로부터 전송되는 신호 마다 위상 산출되는, 자기간섭 제거 방법.
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