KR100586586B1 - 간섭제거 가중치 가변방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 간섭제거기에서의 간섭제거 가중치 가변방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 심볼의 오류의 변화에 따라 간섭제거 가중치를 단속적인 몇단계의 값의 범위내에서 가변시키는 간섭제거 가중치 가변방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 출력단에 나타난 심볼의 오류가 변화가 있었는지를 확인하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최소값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 감소시키거나 유지시키는 제 2 단계; 상기 제 1 단계의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 감소하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최대값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 증가시키거나 유지시키는 제 3 단계; 및 상기 제 1 단계의 확인 결과, 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 이전에 나타난 심볼의 오류와 같아 변화가 없었으면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 4 단계를 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 차세대 이동통신 시스템 등에 이용됨.

간섭제거 가중치, 스마트 안테나, 간섭제거기, 가중치 가변

Description

간섭제거 가중치 가변방법{Weight Varying Method for Interference Cancellation}

도 1 은 본 발명이 적용되는 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치의 구성예시도.

도 2 는 본 발명에 따른 간섭제거 가중치 가변방법에 대한 일실시예 흐름도.

본 발명은, 간섭제거기에서의 간섭제거 가중치 가변방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히, 광대역 무선통신 시스템의 용량을 증대시키기 위한 간섭제거기에서 단계를 밟아가며 간섭제거 가중치를 가변시켜 구현시의 복잡도를 감소시키는 간섭제거 가중치 가변방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.

기존의 간섭제거기에서는 간섭제거 가중치를 부여할 때 0과 1의 값을 가지도 록 하여, 간섭신호로 추정되면 제거하고 간섭신호가 아니라고 추정되면 제거하지 않았다.

그런데, 이러한 추정이 잘못된 경우에는 심각한 신호 왜곡을 불러 일으키는 문제점이 있었다.

또한, 종래에 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합을 통해 두 장치의 단점을 보완함으로써 더 큰 용량 증대를 유도한 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치에서 스마트 안테나에서 출력되는 심볼의 오류값을 이용하여 지수함수를 사용하여 간섭제거 가중치를 0과 1사이에서 가변적으로 결정하는 방법이 있었는데, 이는 실제 하드웨어상에서 구현할 때 장치 자체의 복잡도가 상당히 커서 구현이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 출력단에서 얻어지는 오류값의 변화에 따라 간섭제거 가중치를 단속적인 몇단계의 값의 범위내에서 가변시키는 간섭제거 가중치 가변방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 간섭제거기에 적용되는 간섭제거 가중치 가변방법에 있어서, 출력단에 나타난 심볼의 오류가 변화가 있었는지를 확인 하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최소값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 감소시키거나 유지시키는 제 2 단계; 상기 제 1 단계의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 감소하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최대값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 증가시키거나 유지시키는 제 3 단계; 및 상기 제 1 단계의 확인 결과, 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 이전에 나타난 심볼의 오류와 같아 변화가 없었으면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 대용량 프로세서를 구비한 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치에, 출력단에 나타난 심볼의 오류가 변화가 있었는지를 확인하는 제 1 기능; 상기 제 1 기능의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최소값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 감소시키거나 유지시키는 제 2 기능; 상기 제 1 기능의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 감소하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최대값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 증가시키거나 유지시키는 제 3 기능; 및 상기 제 1 기능의 확인 결과, 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 이전에 나타난 심볼의 오류와 같아 변화가 없었으면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있 는 기록매체를 제공한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 간섭제거기에서의 간섭제거 가중치를 설정하는 방법에 대한 것이다. 본 발명의 실시예에서는 간섭제거 가중치를 설정하는데 있어 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치를 적용되는 예로 들어 설명한다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치의 구성예시도이다.

스마트 안테나와 간섭제거기의 결합은 적응형 스마트 안테나를 앞단에 놓고, 평행형 부분 간섭제거기를 뒷단에 놓아 순차적으로 연결시킨 형태이다. 이 형태가 스마트 안테나가 제거하는데 실패한 간섭신호를 간섭제거기가 제거하고, 스마트 안테나의 출력 결과를 다중 사용자 신호 추정에 이용함으로써 간섭제거기의 성능을 높일 수 있는 최적의 형태이다.

본 발명이 적용되는 스마트 안테나와 간섭제거기를 결합시킨 구조를 도 1에 도시하였다.

도 1 의 앞단 부분이 적응형 스마트 안테나 부분으로, 복수개의 안테나, 역확산 모듈, 가중치 연산부, 심볼 판정 모듈로 이루어진다. 가중치 연산부에 사용되는 가중치 벡터는 심볼 판정 모듈에서 나온 정보를 이용하여 최소 제곱 평균(LMS : Least mean square) 알고리즘을 적용, 점차적으로 최적화된 가중치 벡터가 되도록 적응되어간다.

적응형 스마트 안테나가 최적화 가중치를 갖도록 하기 위해 초기에는 트레이닝 모드(training mode, 이미 알고 있는 데이터를 보내어 가중치를 최적화시키게 하는 모드)로 사용하며, 실제 동작모드에서는 안테나 출력을 판정 결과를 이용한다.

간섭제거기는 안테나 심볼 판정 모듈 이후의 모듈들인 가중치 역연산부, 재확산 모듈을 거친 후, 간섭제거 가중치(p) 연산을 위한 간섭제거 연산 모듈로 이루어진다. 적응형 스마트 안테나로부터 심볼 판정 모듈을 거쳐 출력된 신호는 간섭제거를 위한 원래의 신호로 복원하기 위해 스마트 안테나에서 부과된 가중치가 제거되고 의사 잡음(PN) 코드를 사용하여 재확산된다. 그리고, 재확산된 신호는 간섭제거 가중치(p)에 의해 평행적으로 간섭제거가 수행된다.

일반적으로 간섭제거기는 연속형 간섭제거기(serial interference canceller)와 평행형 간섭제거기(parallel interference canceller)가 있으며 본 실시예에서는 평행형 간섭제거기를 통해 설명하고 있다.

일반적인 간섭제거기는 추정된 신호를 전부 제거함으로써 추정이 잘못되었을 경우 심각한 신호 왜곡을 불러일으킬 수 있으므로, 간섭제거 가중치(p)를 사용하여 잘못 추정된 것으로 판단되는 신호에 대해서는 부분적인 소거만을 행하게 함으로써 오류를 최소화하였다.

그런데, 간섭제거 가중치(p)는 입력된 심볼의 신뢰도와 밀접히 관련되므로 적응형 스마트 안테나에서 계산된 심볼의 최소 제곱 오류(MSE) 값(

)을 도입하여 다음의 [수학식 1]와 같이 나타내었다.

지수 함수의 값은 최소 제곱 오류(MSE)의 값이 클수록 0에 가까워지고, 따라서 그 심볼에 의한 간섭은 소거되지 않는 경향을 보인다.

그러나, 위의 방식은 지수 함수를 사용함으로써 실제 하드웨어상에서 구현할 경우 구현이 복잡한 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명에서는 간섭제거 가중치(p)를 특정함수로써 규정하지 않고 다음의 [수학식 2]와 같이 정의하였다.

k번째 간섭단의 i번째 사용자 가중치(

)는 바로 직전의 가중치(

) 값에

를 더하여 구한다.

그런데, 추정된 심볼의 정확도에 따라 부분간섭을 수행할 수 있도록 하기 위 해서는 간섭제거 가중치(

)가 0에서 1사이의 값을 갖도록 정의되며, 추정이 정확할수록 1에 가까운 값으로 설정되어야 한다. 이 조건을 만족시키기 위해

는 다음과 같이 정의된다.

의 값을 가지며, N은 1을 N등분한 수이다.

간섭 제거기의 최종 출력단에서 최소 제곱 오류(MSE)에 의해 얻은 오류가 이전의 오류에 비해 증가했으면

로 설정되며, 현재 오류가 이전의 오류에 비해 감소하였을 경우는

로 설정된다. 이를 수학식으로 나타내면 다음의 [수학식 3]과 같다.

상기한 [수학식 3]의 경계조건으로서,

가 1이었으면 최소 제곱 오류(MSE)가 감소하여도

로 설정된다.

가 0이었으면 최소 제곱 오류(MSE)가 증가하여도

으로 설정된다.

즉,

는 0에서 1사이에 있는 N개의 단속적인 레벨을 최종 출력단에 나타난 심볼의 최소 제곱 오류(MSE)의 증감에 따라 한레벨씩 전이하도록 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치에서의 간섭제거 가중치 가변방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상기한 바와 같이 간섭제거 가중치(p)를 간섭제거기의 최종 출력단에서의 출력값으로부터 얻어지는 최소 제곱 오류(MSE) 값을 이용하여 가변시킴으로써 간섭제거기에서 잘못 추정되어 발생하는 신호 왜곡을 줄일 수 있게 되는데, 이에 대해 도면에 제시한 흐름에 따라 설명하면 다음과 같다.

우선, 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치가 구동되면 간섭제거 가중치(p) 값을 초기화한다(201). 간섭제거기의 출력단에서 나타나는 심볼의 오류(MSE)를 확인하여(202), 변화가 있었는지를 판단한다(203). 판단 결과, 변화가 없었으면 간섭제거 가중치 값을 유지하고(204), 출력단에 나타나는 심볼의 오류(MSE)를 확인하는 과정(202)부터 반복 수행한다.

출력단에 나타나는 심볼의 오류(MSE)를 확인하여, 변화가 있었는지를 판단한 결과, 변화가 있었으면 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가한 것인지를 확인한다(205). 확인 결과, 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가한 것이면 현재의 간섭제거 가중치(p) 값이 0인지를 검사한다(206).

현재의 간섭제거 가중치(p) 값이 0인지를 검사한 결과, 0이 아니면 심볼의 오류가 증가한 것을 감안하여 간섭제거 가중치 값을 한 레벨 감소시킨다(207).

현재의 간섭제거 가중치(p) 값이 0인지를 검사한 결과, 0이면 심볼의 오류가 증가하였지만 간섭제거 가중치가 0과 1사이의 값을 가지는 까닭에 간섭제거 가중치 값을 감소시킬 수 없으므로 현재의 간섭제거 가중치 값을 유지한다(208).

출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가한 것인지를 확인한 결과, 증가한 것이 아니고 감소한 것이면 현재의 간섭제거 가중치 값이 1인지를 점검한다(209). 점검 결과, 현재의 간섭제거 가중치 값이 1이면 간섭제거 가중치의 경계 조건에 따라 현재의 간섭제거 가중치 값을 유지한다(208).

출력단에 나타난 심볼의 오류가 감소한 상태에서 현재의 간섭제거 가중치 값이 1인지를 점검한 결과, 현재의 간섭제거 가중치 값이 1이 아니면 심볼의 오류가 감소한 것을 감안하여 간섭제거 가중치 값을 한 레벨 증가시킨다(210).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 광대역 CDMA 시스템의 용량을 증대시키는 간섭제거기에 있어서 간섭제거 가중치 값을 단속적으로 가변시킴으로써, 종래의 복잡함을 탈피하여 단순하면서도 보다 정밀한 간섭제거기를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 간섭제거기에 적용되는 간섭제거 가중치 가변방법에 있어서,

   출력단에 나타난 심볼의 오류가 변화가 있었는지를 확인하는 제 1 단계;

   상기 제 1 단계의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최소값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 감소시키거나 유지시키는 제 2 단계;

   상기 제 1 단계의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 감소하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최대값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 증가시키거나 유지시키는 제 3 단계; 및

   상기 제 1 단계의 확인 결과, 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 이전에 나타난 심볼의 오류와 같아 변화가 없었으면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 4 단계

   를 포함하는 간섭제거 가중치 가변방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 단계는,

   이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가하였으면 상기 간섭제거 가중치가 가질 수 있는 최소값의 상태인지를 판단하는 제 5 단계;

   상기 제 5 단계의 판단 결과, 상기 간섭제거 가중치가 최소값의 상태이면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 6 단계; 및

   상기 제 5 단계의 판단 결과, 상기 간섭제거 가중치가 최소값의 상태가 아니면 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 감소시키는 제 7 단계

   를 포함하는 간섭제거 가중치 가변방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 감소하였으면 상기 간섭제거 가중치가 가질 수 있는 최대값의 상태인지를 판단하는 제 5 단계;

   상기 제 5 단계의 판단 결과, 상기 간섭제거 가중치가 최대값의 상태이면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 6 단계; 및

   상기 제 5 단계의 판단 결과, 상기 간섭제거 가중치가 최대값의 상태가 아니면 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 증가시키는 제 7 단계

   를 포함하는 간섭제거 가중치 가변방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 간섭제거 가중치는,

   이전의 간섭제거 가중치를 기준으로 하여 소정개수의 단속적인 레벨을 가지는 것을 특징으로 하는 간섭제거 가중치 가변방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 간섭제거 가중치는,

   상기 출력단에 나타나는 심볼의 오류의 증감에 따라 0과 1 사이의 값의 범위내에서 한 레벨씩 전이하여 얻는 것을 특징으로 하는 간섭제거 가중치 가변방법.
6. 대용량 프로세서를 구비한 스마트 안테나와 간섭제거기의 결합장치에,

   출력단에 나타난 심볼의 오류가 변화가 있었는지를 확인하는 제 1 기능;

   상기 제 1 기능의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 증가하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최소값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 감소시키거나 유지시키는 제 2 기능;

   상기 제 1 기능의 확인 결과, 이전에 나타난 심볼의 오류에 비해 상기 출력 단에 나타난 심볼의 오류가 감소하였으면 상기 간섭제거 가중치가 최대값을 갖고 있는지의 여부에 따라 상기 간섭제거 가중치를 단속적으로 증가시키거나 유지시키는 제 3 기능; 및

   상기 제 1 기능의 확인 결과, 상기 출력단에 나타난 심볼의 오류가 이전에 나타난 심볼의 오류와 같아 변화가 없었으면 상기 간섭제거 가중치를 유지시키는 제 4 기능

   을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.

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