KR100871259B1

KR100871259B1 - 통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100871259B1
Application number: KR1020060000286A
Authority: KR
Inventors: 이주현; 한기영; 윤순영; 황근철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-01-02
Filing date: 2006-01-02
Publication date: 2008-11-28
Also published as: US20070190945A1; KR20070072794A

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치가 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 설정 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 수신하고, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 수신하고, 상기 설정 주파수 영역을 통해 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하고, 상기 생성된 채널 상태 정보와, 상기 제1변조 방식에 대한 정보 및 상기 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택한다.

간섭 제거 방식, 변조 방식, 최대 비 컴바이닝(MRC: Maximum Ratio Combining) 방식, 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식

Description

통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템의 신호 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면,

도 3은 신호 검출 방식으로 MRC 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 동작 과정을 도시한 순서도,

도 4는 신호 검출 방식으로 MMSE 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 동작 과정을 도시한 순서도,

도 5는 신호 검출 방식으로 MRC 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프,

도 6은 신호 검출 방식으로 MMSE 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프.

본 발명은 통신 시스템의 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

셀룰라(cellular) 구조를 가지는 통신 시스템(이하 '셀룰라 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)은 한정된 자원, 즉 주파수(frequency) 자원과, 코드(code) 자원과, 타임 슬럿(time slot) 자원 등을 상기 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 다수의 셀들이 분할하여 사용함으로 인해 셀간 간섭(ICI: Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)이 발생하게 된다.

그런데, 상기 셀룰라 통신 시스템에서 상기 주파수 자원을 상기 다수의 셀들이 분할하여 사용하게 되면 상기 ICI로 인해 성능 저하가 발생하게 되지만, 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량을 증가시키기 위해 상기 주파수 자원을 재사용하는 경우가 발생하게 된다. 여기서, 상기 주파수 자원을 재사용하는 비율을 '주파수 재사용 계수(frequency reuse factor)'이라고 칭하기로 하며, 상기 주파수 재사용 계수는 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수에 의해 결정된다. 상기 주파수 재사용 계수가

이라고 가정할 경우, 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수는 K개가 된다.

상기 주파수 재사용 계수가 작을수록, 즉 상기 주파수 재사용 계수가 1미만일 경우 ICI는 감소하지만, 1개의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양이 감소하 여 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량 역시 함께 감소하게 된다. 이와는 반대로, 상기 주파수 재사용 계수가 1일 경우, 즉 상기 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 모든 셀들이 동일한 주파수 자원을 사용할 경우 ICI는 증가하지만, 1개의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양 역시 증가하여 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량 역시 함께 증가하게 된다.

한편, 차세대 통신 시스템에서는 고속의 전송 속도를 가지는 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service, 이하 'QoS' 칭하기로 한다)들을 가지는 서비스들을 사용자들에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 또한, 무선 근거리 통신 네트워크(LAN: Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN: Metropolitan Area Network, 이하 'MAN'이라 칭하기로 한다) 통신 시스템은 고속의 전송 속도를 지원한다. 여기서, 상기 무선 MAN 통신 시스템은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템으로서, 상기 무선 LAN 통신 시스템에 비해서 그 서비스 영역이 넓고 더 고속의 전송 속도를 지원한다. 따라서, 차세대 통신 시스템은 비교적 높은 전송 속도를 보장하는 무선 LAN 통신 시스템 및 무선 MAN 통신 시스템에 이동성(mobility)과 QoS를 보장하는 형태로 발전되고 있다.

상기 무선 MAN 통신 시스템의 물리 채널(physical channel)에 광대역 전송 네트워크를 지원하기 위해 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 적용한 통신 시스템들중 대표적인 통신 시스템이 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템 역시 셀룰라 통신 시스템이며, 도 1을 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀(multi-cell) 구조를 가지며, 즉 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)들(111),(113),(130),(151),(153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110),(140)과 상기 MS들(111),(113),(130),(151),(153)간의 신호 송수신은 상기 OFDM/OFDMA 방식을 사용하여 이루어진다.

상기 도 1에서 설명한 바와 같은 IEEE 802.16e 통신 시스템은 주파수 재사용 계수가 1인 통신 시스템이다. 상기에서 설명한 바와 같이 주파수 재사용 계수가 1일 경우 1개의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양이 증가하여 주파수 자원의 효율성 역시 증가하지만, 셀 중첩 영역에서는 서빙(serving) 기지국과 인접(neighbor) 기지국의 주파수 자원, 즉 서브 캐리어(sub-carrier)들이 동일하여 그로 인한 ICI가 발생하게 된다. 상기 ICI 발생으로 인해 셀 중첩 영역에 존재하는 MS의 경우 상기 서빙 기지국에서 송신하는 신호를 수신하는 성능이 저하된다.

이와 같이 셀 중첩 영역에서의 MS 수신 성능 저하를 보상하기 위해 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 맵(MAP, 이하 'MAP'이라 칭하기로 한다) 정보를 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 사용 가능한 가장 강력한(robust, 이하 'robust'라 칭하기로 한다) 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨을 적용하여 변조 및 코딩하여 송신한다. 여기서, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템의 모든 기지국들이 사용하는 가장 robust한 MCS 레벨은 모두 동일하다. 또한, 상기 MAP 정보는 다운링크(downlink) 버스트(burst) 영역 및 업링크(uplink) 버스트 영역에 대한 위치 정보와, 변조 방식 정보와, 상기 다운링크 버스트 영역 및 업링크 버스트 영역의 할당 정보, 즉 상기 다운링크 버스트 영역 및 업링크 버스트 영역이 특정한 MS에게 전용으로 할당되었는지 혹은 불특정 다수의 MS들에게 공통으로 할당되었는지에 대한 정보와 같은 제어 정보를 포함한다. 일 예로, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 상기 MAP 정보를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 1/2로 변조 및 코딩한 후 최대 6회 반복하여 송신한다.

이렇게, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 사용 가능한 가장 robust한 MCS 레벨을 적용하여 상기 MAP 정보를 송신한다고 할지라도, 상기 셀 중첩 영역에 존재하는 MS의 경우에는 상기 MAP 정보를 수신하는 수신 성능이 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 만족할 정도로 개선되지는 않는다. 따라서, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 상기 ICI를 제거하기 위해 별도의 간섭 제거 방식들, 일 예로 연속 간섭 제거(SIC: Successive Interference Cancellation, 이하 'SIC'라 칭하기로 한다) 방식을 사용한다.

상기 SIC 방식은 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다)의 범위에 따라 그 성능이 크게 좌우된다. 일 예로, SINR이 작을 경우, 즉 간섭 신호의 크기가 큰 경우에는 상기 SIC 방식의 성능이 우수하지만, 이와는 반대로 SINR이 클 경우, 즉 간섭 신호의 크기가 작을 경우에는 상기 SIC 방식의 성능이 열화된다. 따라서, 상기 SIC 방식의 SINR 범위에 따른 성능 측면에서의 단점을 제거하기 위해 SINR에 상응하게 상기 SIC 방식을 사용할지 여부를 선택하는 방식(이하, 'Norm SIC 방식'이라 칭하기로 한다)이 제안된 바 있다.

상기 Norm SIC 방식은 서빙 기지국의 채널 전력과 인접 기지국의 채널 전력의 비를 SINR 척도로 사용한다. 구체적으로, 상기 Norm SIC 방식은 측정된 SINR이 미리 설정되어 있는 임계 SINR 미만일 경우, 즉 측정된 SINR이 상기 임계 SINR 미만이어서 간섭 신호를 정확하게 검출하는 것이 가능할 경우 상기 SIC 방식을 사용하도록 제어하고, 이와는 반대로 상기 측정된 SINR이 상기 임계 SINR 이상일 경우, 즉 측정된 SINR이 상기 임계 SINR 이상이어서 간섭 신호를 정확하게 검출하는 것이 불가능할 경우 상기 SIC 방식을 사용하지 않도록 제어하는 방식이다. 그러나, 상기 Norm SIC 방식은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템의 모든 기지국들이 상기 MAP 정보를 송신할 경우와 마찬가지로 인접 기지국에서 사용하는 변조 방식과 동일한 방식의 변조 방식을 사용할 경우에만, 즉 자기 신호와 간섭 신호 각각에 적용되는 변조 방식이 동일한 경우에만 준최적(sub-optimal)의 성능을 보장받는다. 여기서, 상기 간섭 신호는 인접 기지국에서 상기 자기 신호가 송신되는 주파수 영역, 즉 서브 채널(sub-channel)과 동일한 서브 채널을 통해 송신되는 신호를 나타낸다. 여기서, 상기 서브 채널은 적어도 1개의 서브 캐리어(sub-carrier)를 포함하는 채널을 나타낸다.

한편, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 일반적으로 트래픽 데이터(traffic data)를 송신할 경우에는 자기 신호와 간섭 신호 각각에 적용되는 변조 방식이 상이한 경우가 많다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 Norm SIC 방식은 자기 신호와 간섭 신호 각각에 적용되는 변조 방식이 동일할 경우에 최적 성능을 보장하므로, 상기 트래픽 데이터와 같이 자기 신호와 간섭 신호 각각에 적용되는 변조 방식이 상이할 경우에는 그 성능이 보장되지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 통신 시스템에서 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통신 시스템에서 상기 통신 시스템에서 사용 가능한 신호 검출 방식들 각각에 대해 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치가 신호를 수신하는 방법에 있어서, 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 설정 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 수신하는 과정과, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 설정 주파수 영역을 통해 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 과정과, 상기 생성된 채널 상태 정보와, 상기 제1변조 방식에 대한 정보 및 상기 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정을 포함한다.
그리고 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치가 신호를 수신하는 방법에 있어서, 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 데이터 버스트 송신을 위해 할당한 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제1맵(MAP) 정보를 수신하는 과정과, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제2맵 정보를 수신하는 과정과, 상기 주파수 영역을 통해 트래픽 데이터와 파일럿 신호를 포함하는 데이터 버스트를 수신하는 과정과, 상기 수신된 파일럿 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 과정과, 상기 채널 상태 정보와, 상기 제1맵 정보 및 제2맵 정보에 각각 포함된 제1변조 방식에 대한 정보 및 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정을 포함한다.
또한 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치에 있어서, 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 설정 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 수신하여 복조하고, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 수신하여 복조한 후, 상기 설정 주파수 영역을 통해 신호를 수신하여 복조하는 복조기와, 상기 수신 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 채널 추정기와, 상기 생성된 채널 상태 정보와, 상기 제1변조 방식에 대한 정보 및 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 선택기를 포함한다.
마지막으로 상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치에 있어서, 서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 데이터 버스트 송신을 위해 할당한 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제1맵(MAP) 정보를 수신하여 복조하고, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제2맵 정보를 수신하여 복조한 후, 상기 주파수 영역을 통해 트래픽 데이터와 파일럿 신호를 포함하는 데이터 버스트를 수신하여 복조하는 복조기와, 상기 파일럿 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 채널 추정기와, 상기 채널 상태 정보와, 상기 제1맵 정보 및 제2맵 정보에 각각 포함된 제1변조 방식에 대한 정보 및 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 선택기를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 통신 시스템에서 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 통신 시스템에서 상기 통신 시스템에서 사용 가능한 신호 검출 방식들 각각에 대해 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 주파수 재사용 계수(frequency reuse factor) 1을 사용하는, 즉 상기 통신 시스템이 포함하는 모든 기지국(BS: Base Station)들이 동일한 주파수 자원을 사용하는 경우 변조 방식을 고려하여 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 이하, 설명의 편의상 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템을 상기 통신 시스템의 일 예로 하여 설명하기로 하며, 본 발명에서 제안하는 변조 방식에 상응하는 간섭 신호 제거 장치 및 방법은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템뿐만 아니라 다른 통신 시스템에도 적용 가능함은 물론이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템의 신호 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 2를 설명하기에 앞서, 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 주파수 재사용 계수(frequency reuse factor) 1을 사용하는 셀룰라 통신 시스템이며, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템이 포함하는 모든 기지국들이 동일한 변조 방식을 사용하여 맵(MAP, 이하 'MAP'이라 칭하기로 한다) 정보를 송신한다. 즉, 상기 모든 기지국들 각각이 사용 가능한 가장 강력한(robust, 이하 'robust'라 칭하기로 한다) 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme, 이하 'MCS'라 칭하기로 한다) 레벨을 적용하여 MAP 정보를 변조 및 코딩하여 송신한다. 여기서, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템의 모든 기지국들이 사용하는 가장 robust한 MCS 레벨은 모두 동일하므로 상기 모든 기지국들 각각이 송신하는 MAP 정보들에 적용되는 변조 방식 역시 동일하게 되는 것이다.

상기 MAP 정보는 다운링크(downlink) 버스트(burst) 영역 및 업링크(uplink) 버스트 영역에 대한 위치 정보와, 변조 방식 정보와, 상기 다운링크 버스트 영역 및 업링크 버스트 영역의 할당 정보, 즉 상기 다운링크 버스트 영역 및 업링크 버스트 영역이 특정한 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)에게 전용으로 할당되었는지 혹은 불특정 다수의 MS들에게 공통으로 할당되었는지 에 대한 정보와 같은 제어 정보를 포함한다. 일 예로, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 상기 MAP 정보를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 1/2로 변조 및 코딩한 후 최대 6회 반복하여 송신한다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서는 MAP 정보에 적용되는 변조 방식이 QPSK 방식으로 동일하므로, 본 발명의 실시예에서 MS는 서빙(serving) 기지국과 인접(neighbor) 기지국들의 MAP 정보를 모두 수신하여 복호하는 것이 가능하다고 가정하기로 한다. 또한, 상기 도 2에서는 설명의 편의상 1개의 인접 기지국만을 고려하기로 하며, 따라서 상기 신호 수신 장치는 서빙 기지국과 인접 기지국에서 송신하는 신호를 수신하게 된다. 또한, 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 MAP 정보는 일반적으로 데이터 버스트 이전에 송신되어, MS가 데이터 버스트를 정상적으로 수신하는 것을 가능하게 한다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 신호 수신 장치는 다수의 수신 안테나들, 일 예로 제1수신 안테나(211-1) 내지 제N수신 안테나(211-N)의 총 N개의 수신 안테나들과, 복조기(demodulator)(213)와, MAP 디코더(decoder)(215)와, 채널 추정기(channel estimator)(217)와, 선택기(selector)(219)와, 간섭 신호(interference signal) 검출기(221)와, 간섭 신호 재생성기(223)와, 자기 신호(desired signal) 검출기(225)와, 감산기(227)와, 스위치(229)를 포함한다.

상기 서빙 기지국과 인접 기지국 각각이 동일한 주파수 영역, 일 예로 동일한 서브 채널을 사용하여 MAP 정보를 송신할 경우, 상기 서빙 기지국과 인접 기지국에서 동일한 서브 채널을 사용하여 송신한 MAP 정보들은 상기 신호 수신 장치의 제1수신 안테나(211-1) 내지 제N수신 안테나(211-N)를 통해 수신된다. 상기 제1수신 안테나(211-1) 내지 제N수신 안테나(211-N)를 통해 수신된 신호는 상기 도 2에는 별도로 도시되지는 않았으나 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리 및 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다)되어 상기 복조기(213)로 출력된다.

상기 복조기(213)는 상기 FFT된 신호를 입력하여 미리 설정되어 있는 복조 방식으로 복조한 후 상기 MAP 디코더(215)로 출력한다. 여기서, 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국은 가장 robust한 MCS 레벨을 적용하여 상기 MAP 정보를 송신하므로, 상기 복조기(213)에서 상기 서빙 기지국에서 송신한 MAP 정보 및 상기 인접 기지국에서 송신한 MAP 정보를 복조하기 위해 사용하는 복조 방식은 동일하다.

상기 MAP 디코더(215)는 상기 복조기(213)에서 출력한 신호를 미리 설정되어 있는 디코딩(decoding) 방식으로 디코딩하여 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국 각각에서 송신한 MAP 정보로 복원하여 상기 복조기(213) 및 상기 선택기(219)로 출력한다. 상기 신호 수신 장치는 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국 각각에서 송신한 MAP 정보를 복원함으로써 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국 각각에서 동일한 서브 채널을 통해 송신하는 데이터 버스트에 적용되는 변조 방식에 대한 정보와, 상기 데이터 버스트내 파일럿 신호의 위치 역시 알 수 있게 되는 것이다. 한편, 상기 도 2에서는 상기 서빙 기지국과 인접 기지국 각각에서 동일한 서브 채널을 통해 송신한 MAP 정보를 동시에, 즉 병렬 처리하는 경우를 일 예로 하여 설명하였으나 순차적으로 처리할 수도 있음은 물론이다.

이후, 상기 서빙 기지국에서 특정 서브 채널을 사용하여 데이터 버스트를 송신할 경우, 상기 신호 수신 장치는 상기 서빙 기지국에서 송신하는 데이터 버스트, 즉 자기 신호와 함께 상기 특정 서브 채널과 동일한 서브 채널을 통해 인접 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호를 수신하게 된다. 여기서, 상기 자기 신호는 상기 서빙 기지국이 상기 특정 서브 채널을 통해 송신하는 신호를 나타내며, 상기 간섭 신호는 상기 인접 기지국이 상기 특정 채널을 통해 송신하는 신호를 나타낸다. 즉, 상기 서빙 기지국에서 송신한 자기 신호와 상기 인접 기지국에서 송신한 간섭 신호는 상기 신호 수신 장치의 제1수신 안테나(211-1) 내지 제N수신 안테나(211-N)를 통해 수신된다. 상기 신호 수신 장치는 상기 서빙 기지국으로부터 수신한 MAP 정보에 상응하게 해당 서브 채널을 통해 상기 자기 신호와 상기 간섭 신호를 수신하게 되는 것이다.

상기 제1수신 안테나(211-1) 내지 제N수신 안테나(211-N)를 통해 수신된 신호는 상기 MAP 정보와 마찬가지로 RF 처리 및 FFT된 후 상기 복조기(213)로 출력된다. 상기 복조기(213)는 상기 FFT된 신호를 입력하여 미리 설정되어 있는 복조 방식으로 복조한 후 파일럿 신호는 상기 채널 추정기(217)로 출력하고, 트래픽 데이터는 상기 복조기(213) 내부에 포함되어 있는 버퍼(buffer)에 버퍼링한다. 여기서, 상기 복조기(213)는 상기 서빙 기지국으로부터 수신한 MAP 정보에 상응하는 복조 방식으로 상기 FFT된 신호를 복조하는 것이다.

상기 채널 추정기(217)는 상기 복조기(213)에서 출력한 파일럿 신호를 입력하여 채널을 추정하여 채널 계수와 잡음 분산을 추정하고, 상기 추정된 채널 계수 와 잡음 분산을 사용하여 채널 상태 정보(CSI: Channel State Information, 이하 'CSI'라 칭하기로 한다)를 생성한다. 여기서, 상기 CSI는 채널 전력 혹은 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio, 이하 'SINR'이라 칭하기로 한다) 등으로 생성될 수 있으며, 상기 신호 수신 장치에서 사용하는 신호 검출 방식에 상응하게 채널 전력 혹은 SINR로 생성된다. 여기서, 상기 신호 검출 방식은 최대 비 컴바이닝(MRC: Maximum Ratio Combining, 이하 'MRC'라 칭하기로 한다) 방식 혹은 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error, 이하 'MMSE'라 칭하기로 한다) 방식 등이 될 수 있다. 일 예로, 상기 채널 추정기(217)는 상기 신호 검출 방식으로 상기 MRC 방식을 사용할 경우 상기 CSI로 채널 전력을 생성하고, 상기 신호 검출 방식으로 상기 MMSE 방식을 사용할 경우 상기 CSI로 SINR을 생성하는 것이다. 상기 채널 추정기(217)는 상기 생성한 CSI를 상기 선택기(219)로 출력한다.

상기 선택기(219)는 상기 MAP 디코더(215)에서 출력한 MAP 정보, 특히 변조 방식 정보와 상기 채널 추정기(217)에서 출력한 CSI를 사용하여 상기 신호 수신 장치의 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택한다. 상기 선택기(219)의 상기 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 동작은 간섭 신호 검출기(221) 및 자기 신호 검출기(225)가 사용하는 신호 검출 방식에 따라 상이해질 수 있다. 그러면 여기서 상기 신호 검출 방식이 상기 MRC 방식 및 MMSE 방식일 경우 모두에 대해서 상기 선택기(219)의 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 선택기(219)의 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 동작에 대해서 설명하기 에 앞서, 일반적으로 신호 수신 장치에서 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하는 가장 중요한 파라미터는 수신 신호에서 간섭 신호를 검출할 경우의 에러 확률이다. 즉, 주어진 CSI와 신호 수신 장치에 대해 간섭 신호의 검출 에러 확률이 자기 신호의 검출 에러 확률 미만일 경우에는 수신 신호에서 간섭 제거 방식을 사용하여 검출된 간섭 신호를 제거한 후 자기 신호를 검출하는 것이 상기 간섭 제거 방식 사용으로 인한 이득을 획득할 수 있다. 이와는 반대로, 간섭 신호의 검출 에러 확률이 자기 신호의 검출 에러 확률 이상일 경우에는 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않는 것이 오히려 부정확한 간섭 신호의 검출과 상기 간섭 제거 방식 사용으로 인한 성능 열화를 방지할 수 있게 된다. 특히, 슬라이서(slicer)를 사용하여 복호전의 심볼에 대해 간섭 제거 방식을 사용하는 경우에는 심볼 오류 확률이 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하는 가장 중요한 파라미터가 된다. 따라서, 최적(optimal)의 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건은 하기 수학식 1과 같이 부여된다.

상기 수학식 1에서, P _s,sym 은 자기 신호의 심볼 에러 확률을 나타내고, P _i,sym 은 간섭 신호의 심볼 에러 확률을 나타내고, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만 족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타낸다. 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이 자기 신호의 심볼 에러 확률이 간섭 신호의 심볼 에러 확률 이상일 경우에는 상기 간섭 제거 방식을 사용하는 것이 바람직하고, 자기 신호의 심볼 에러 확률이 간섭 신호의 심볼 에러 확률 미만일 경우에는 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않는 것이 바람직하다.

일 예로, 변조 방식이 QPSK 방식일 경우 주어진 CSI로부터 매 심볼마다 순시 심볼당 SINR을 추정하여 하기 수학식 2와 같이 심볼 에러 확률을 계산할 수 있다.

상기 수학식 2에서, P _QPSK 는 변조 방식이 QPSK 방식일 경우의 심볼 에러 확률을 나타내며,

은 순시 심볼당 SINR을 나타내며,

은 일반적인 Q 함수를 나타내며,

은 해당 심볼에 대한 채널 전력을 나타내며, P _sym 은 해당 심볼의 송신 전력을 나타내며,

는 잡음의 분산을 나타낸다.

그러나, 상기 수학식 2에 나타낸 바와 같은 심볼 에러 확률 계산식은 실제로 매 심볼마다 심볼 에러 확률을 계산하는 것은 복잡도 증가를 초래한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 Q 함수가 단조 감소 함수인 특성을 사용하여 근사화된, 즉 준최적(sub-optimal)의 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건을 제안한다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 신호 검출 방식이 MRC 방식일 경우와 MMSE 방식일 경우 각각에 대해서 준최적의 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건을 제안한다.

먼저, 상기 신호 수신 장치에서 다수개, 일 예로 2개의 수신 안테나들을 사용할 경우 수신 신호 벡터(vector)는 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 3에서, 아래 첨자 s와 i는 각각 자기 신호와 간섭 신호를 나타내는 인덱스이며,

는 상기 2개의 수신 안테나들과 서빙 기지국 및 인접 기지국간의 채널 응답 행렬을 나타내는 벡터이며,

은 자기 신호와 간섭 신호의 송신 심볼을 나타내는 벡터이며,

는 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise, 이하 'AWGN'이라 칭하기로 한다)을 나타내는 벡터이다.

첫 번째로, 상기 신호 검출 방식으로 상기 MRC 방식을 사용할 경우의 준최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건을 설명하면 다음과 같다.

상기 신호 검출 방식으로 상기 MRC 방식을 사용할 경우 상기 CSI로 채널 전 력을 사용하며, 상기 수학식 1에 나타낸 최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건으로부터 하기 수학식 4와 같은 준최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건을 생성할 수 있다.

상기 수학식 4에서, 아래 첨자 s와 i는 각각 자기 신호와 간섭 신호를 나타내는 인덱스이며, β는 심볼 에러 확률의 근사화에 따른 가중치(weight)를 나타내며, γ는 심볼당 SINR을 나타내며, k는 변조 차수(modulation order)를 나타내며, j는 상기 신호 수신 장치가 포함하는 수신 안테나들을 나타내는 인덱스이며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타낸다. 여기서, 상기 β는 가변적인 값을 가지며, 변조 차수, 즉 변조 방식을 고려하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 설정되는 가중치로서 작용하게 되는 것이다. 즉, 상기 수학식 4의 가장 오른쪽에 나타낸 바와 같은 준최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건에 상응하게 간섭 제거 방식을 사용할지 여부가 선택되는 것이다. 일 예로, 상기 β는 그 변조 방식에 상응하게 하기 표 1과 같이 설정될 수 있다.

	BPSK	QPSK	16QAM	64QAM
k	1	2	4	6
β	1	1	2.5	7

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식과, QPSK 방식과, 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식과, 64QAM 방식 각각을 사용할 경우에 설정되는 β가 상이하다.

두 번째로, 상기 신호 검출 방식으로 상기 MMSE 방식을 사용할 경우의 준최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 신호 검출 방식으로 상기 MMSE 방식이 사용될 경우 상기 CSI로 SINR이 사용되며, 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 수신 신호 벡터로부터 상기 MMSE 방식 사용에 따른 가중치 행렬은 하기 수학식 5와 같이 계산된다. 이하, 설명의 편의상 상기 MMSE 방식 사용에 따른 가중치 행렬을 'MMSE 가중치 행렬'이라 칭하기로 한다.

상기 수학식 5에서,

와

각각은 자기 신호와 간섭 신호 각각에 대한 가중치 벡터를 나타내며, 위첨자 H는 허미시안(Hermitian)을 나타내며,

은 상기 MMSE 가중치 행렬 계산에 필요한 역행렬을 나타낸다. 여기서, 상기 역행렬

의 대각선 상의 엘리먼트(element)들은 각각 해당하는 송신 신호에 대한 평균 제곱 에러(MSE: Mean Square Error, 이하 'MSE'라 칭하기로 한다)를 나타낸다. 또한, 상기

와

에서 T는 이항(transpose)을 나타낸다.

한편, 상기 MSE로부터 하기 수학식 6과 같이 SINR을 추정할 수 있다.

상기 수학식 6에서, P _s 와 P _i 각각은 자기 신호와 간섭 신호의 평균 심볼 전력을 나타내며, 상기 P _s 와 P _i 가 동일하다고 가정하면(P _s = P _i ) 상기 SINR은 상기 MSE의 역수로 근사화된다. 따라서, 자기 신호와 간섭 신호 각각의 SINR은

과

로 표현할 수 있으며, 이를 사용하여 상기 수학식 1에 나타낸 최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건으로부터 하기 수학식 7과 같은 준최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건을 생성할 수 있다. 또한, 상기 a₁₁은 상기 자기 신호의 SINR을 상기 자기 신호에 대한 MSE의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 자기 신호 SINR의 역수를 나타내며, a₂₂는 상기 간섭 신호의 SINR을 상기 간섭 신호에 대한 MSE의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 간섭 신호 SINR의 역수를 나타내는 것이다.

상기 수학식 7의 가장 오른쪽에 나타낸 바와 같은 준최적 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 조건에 상응하게 간섭 제거 방식을 사용할지 여부가 선택되는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 선택기(219)는 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택할 수도 있고, 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택할 수도 있는데, 첫 번째로 상기 선택기(219)가 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택한 경우에 대해서 설명하면 다음과 같다.

상기 선택기(219)가 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택하였을 경우, 상기 선택기(219)는 상기 복조기(213)의 버퍼에 버퍼링되어 있는 트래픽 데이터가 상기 간섭 신호 검출기(221) 및 상기 감산기(227)로 입력되도록 상기 스위치(229)의 스위칭 동작을 제어한다. 그러면, 상기 간섭 신호 검출기(221)는 상기 트래픽 데이터로부터 간섭 신호를 검출한 후 그 검출한 간섭 신호를 상기 간섭 신호 재생성기 (223)로 출력한다. 상기 간섭 신호 검출기(221)가 사용하는 신호 검출 방식은 상기 MRC 방식 혹은 MMSE 방식 등이 될 수 있으며, 상기 MRC 방식 혹은 MMSE 방식을 사용하여 상기 트래픽 데이터에서 간섭 신호를 검출하는 동작은 일반적인 동작으로서 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 간섭 신호 재생성기(223)는 상기 간섭 신호 검출기(221)에서 출력한 간섭 신호를 입력하여 간섭 신호로 재생성한 후 상기 감산기(227)로 출력한다. 여기서, 상기 간섭 신호 재생성기(223)의 간섭 신호 재생성 동작 역시 일반적인 동작으로서 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 감산기(227)는 상기 복조기(213)에서 출력한 트래픽 데이터에서 상기 간섭 신호 재생성기(223)에서 출력하는 재생성된 간섭 신호를 감산한 후 상기 자기 신호 검출기(225)로 출력한다. 상기 자기 신호 검출기(225)는 상기 감산기(227)에서 출력한 신호로부터 자기 신호를 검출하여 출력한다. 상기 자기 신호 검출기(225)가 사용하는 신호 검출 방식은 상기 MRC 방식 혹은 MMSE 방식 등이 될 수 있으며, 다만 상기 간섭 신호 검출기(221)에서 사용하는 신호 검출 방식과 동일하면 된다. 상기 자기 신호 검출기(225)가 상기 MRC 방식 혹은 MMSE 방식을 사용하여 상기 감산기(227)에서 출력한 신호로부터 자기 신호를 검출하는 동작은 일반적인 동작으로서 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

두 번째로, 상기 선택기(219)가 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선 택한 경우에 대해서 설명하면 다음과 같다.

상기 선택기(219)가 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택하였을 경우, 상기 선택기(219)는 상기 복조기(213)의 버퍼에 버퍼링되어 있는 트래픽 데이터가 상기 감산기(227)로만 입력되도록 상기 스위치(229)의 스위칭 동작을 제어한다. 그러면, 상기 감산기(227)는 별도의 감산 동작을 수행하지 않고 상기 복조기(213)에서 출력한 트래픽 데이터를 그대로 상기 자기 신호 검출기(225)로 출력한다. 상기 자기 신호 검출기(225)는 상기 감산기(227)에서 출력한 신호로부터 자기 신호를 검출하여 출력한다.

다음으로 도 3을 참조하여 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 검출 방식으로 MRC 방식을 사용할 경우, 즉 상기 간섭 신호 검출기(221) 및 자기 신호 검출기(225)에서 사용하는 신호 검출 방식이 MRC 방식일 경우의 상기 신호 수신 장치의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 3은 신호 검출 방식으로 MRC 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 동작 과정을 도시한 순서도이다.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 311단계에서 상기 신호 수신 장치는 서빙 기지국과 인접 기지국의 MAP 정보를 복원하고 313단계로 진행한다. 상기 313단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 복원된 MAP 정보에 상응하게 데이터 버스트를 복조하고 315단계로 진행한다. 여기서, 상기 데이터 버스트는 트래픽 데이터와 파일럿 신호로 복조된다. 상기 315단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 파일럿 신호를 사용하여 CSI를 생성하고 317단계로 진행한다. 여기서, 상기 신호 검출 방식으로 상기 MRC 방식을 사용하므로 상기 신호 수신 장치는 상기 CSI로 채널 전력을 생성한다. 상기 317단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 채널 전력과 상기 MAP 정보에 포함되어 있는 변조 방식을 고려하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하고 319단계로 진행한다. 상기 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 동작은 상기 수학식 4에 상응하게 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하는 동작으로서 여기서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

상기 319단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택되었을 경우 상기 신호 수신 장치는 321단계로 진행한다. 상기 321단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 트래픽 데이터에서 간섭 신호를 검출한 후 323단계로 진행한다. 상기 323단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 검출한 간섭 신호에 상응하게 간섭 신호를 재생성한 후 325단계로 진행한다. 상기 325단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 트래픽 데이터에서 상기 재생성된 간섭 신호를 감산한 후 327단계로 진행한다. 상기 327단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 트래픽 데이터에서 상기 재생성된 간섭 신호를 감산한 신호에서 자기 신호를 검출한 후 종료한다.

다음으로 도 4를 참조하여 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 검출 방식으로 MMSE 방식을 사용할 경우, 즉 상기 간섭 신호 검출기(221) 및 자기 신호 검출기(225)에서 사용하는 신호 검출 방식이 MMSE 방식일 경우의 상기 신호 수신 장치의 동작 과정에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 4는 신호 검출 방식으로 MMSE 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 동작 과정을 도시한 순서도이다.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 411단계에서 상기 신호 수신 장치는 서빙 기지국과 인접 기지국의 MAP 정보를 복원하고 413단계로 진행한다. 상기 413단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 복원된 MAP 정보에 상응하게 데이터 버스트를 복조하고 415단계로 진행한다. 여기서, 상기 데이터 버스트는 트래픽 데이터와 파일럿 신호로 복조된다. 상기 415단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 파일럿 신호를 사용하여 CSI를 생성하고 417단계로 진행한다. 여기서, 상기 신호 검출 방식으로 상기 MMSE 방식을 사용하므로 상기 신호 수신 장치는 상기 CSI로 SINR을 생성한다. 상기 417단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 SINR과 상기 MAP 정보에 포함되어 있는 변조 방식을 고려하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하고 419단계로 진행한다. 상기 간섭 제거 방식 사용 여부 선택 동작은 상기 수학식 7에 상응하게 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택하는 동작으로서 여기서는 그 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

상기 419단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택되었는지 검사한다. 상기 검사 결과 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택되었을 경우 상기 신호 수신 장치는 421단계로 진행한다. 상기 421단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 트래픽 데이터에서 간섭 신호를 검출한 후 423단계로 진행한다. 상기 423단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 검출한 간섭 신호에 상응하게 간섭 신호를 재생성한 후 425단계로 진행한다. 상기 425단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 트래픽 데이터에서 상기 재생성된 간섭 신호를 감산한 후 427단계로 진행한다. 상기 427단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 트래픽 데이터에서 상기 재생성된 간섭 신호를 감산한 신호에서 자기 신호를 검출한 후 종료한다.

다음으로 도 5를 참조하여 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 검출 방식으로 MRC 방식을 사용할 경우 상기 신호 수신 장치의 성능에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 5는 신호 검출 방식으로 MRC 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프이다.

상기 도 5에 도시되어 있는 성능 그래프는 상기 신호 수신 장치가 2개의 송신 안테나들을 포함하고, 자기 신호에는 BPSK 방식이, 간섭 신호에는 QPSK 방식이 적용되며, 신호대 간섭비(SIR: Signal to Interference Ratio, 이하 ' SIR'이라 칭하기로 한다)는 -3[dB]인 경우를 가정하였을 경우의 성능 그래프이다.

상기 도 5를 참조하면, 간섭 제거 방식을 사용하지 않았을 경우('No IC'로 도시함)의 성능이 가장 나쁘며, 연속 간섭 제거(SIC: Successive Interference Cancellation, 이하 'SIC'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 경우('SIC'로 도시함)에는 간섭 제거 방식으로 인한 이득도 존재하지만 잘못된 간섭 제거 신호 제거로 인한 성능 저하 역시 발생하여 1% 비트 에러 레이트(BER: Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 칭하기로 한다)를 달성하지 못함을 알 수 있다. 또한, SINR만을 고려하여 상기 SIC 방식 사용 여부를 선택하는 방식(이하, 'Norm SIC 방식'이라 칭하기로 한다)을 사용할 경우('Norm SIC'로 도시함)에는 채널 상태가 우수할 경우에만 상기 SIC 방식을 사용하기로 선택하므로 약 20[dB] 심볼당 SNR에서 1% BER을 달성함을 알 수 있다.

이와는 달리, 본 발명의 실시예에 따른 간섭 제거 방식, 즉 변조 방식을 고려한 간섭 제거 방식(이하, 'Mod SIC 방식'이라 칭하기로 한다)을 사용할 경우('Mod SIC'로 도시함)에는 상기 Norm SIC 방식을 사용할 경우에 비해 1% BER 기준으로 10[dB] 정도의 이득을 획득할 수 있음을 알 수 있다.

다음으로 도 6을 참조하여 상기 신호 수신 장치가 상기 신호 검출 방식으로 MMSE 방식을 사용할 경우 상기 신호 수신 장치의 성능에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 6은 신호 검출 방식으로 MMSE 방식을 사용할 경우 신호 수신 장치의 성능을 도시한 그래프이다.

상기 도 6에 도시되어 있는 성능 그래프는 상기 신호 수신 장치가 2개의 송신 안테나들을 포함하고, 자기 신호에는 QPSK 방식이, 간섭 신호에는 16QAM 방식이 적용되며, SIR은 0[dB]인 경우를 가정하였을 경우의 성능 그래프이다.

상기 도 6을 참조하면, SIR이 0[dB]일 경우 간섭 신호를 검출할 때 심볼 오류 확률이 -3[dB]일 경우 보다 증가하므로 SIC 방식을 사용하는 경우('MMSE-SIC'로 도시함)나 Norm SIC 방식을 사용하는 경우('Norm MMSE-SIC'로 도시함)는 간섭 제거 방식을 사용하지 않는 경우('MMSE'로 도시함)에 비해 오히려 1% BER 성능이 1[dB] 정도 낮아진다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 Mod SIC 방식을 사용할 경우('Mod MMSE-SIC'로 도시함)에는 Norm SIC 방식을 사용할 경우에 비해 1.5[dB] 이상의 성능 향상을 획득함을 알 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 통신 시스템에서 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택함으로써 신호 수신 성능을 향상시킨다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 통신 시스템에서 사용 가능한 신호 검출 방식들 각각을 사용할 경우 변조 방식에 상응하게 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택함으로써 신호 수신 성능을 향상시킨다는 이점을 가진다.

Claims

통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치가 신호를 수신하는 방법에 있어서,

서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 설정 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 수신하는 과정과,

적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 수신하는 과정과,

상기 설정 주파수 영역을 통해 신호를 수신하는 과정과,

상기 수신 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 과정과,

상기 생성된 채널 상태 정보와, 상기 제1변조 방식에 대한 정보 및 상기 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정을 포함하는 신호 수신 방법.
제1항에 있어서,

상기 수신 신호에 적용할 신호 검출 방식이 최대 비 컴바이닝(MRC: Maximum Ratio Combining) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 채널 전력 정보를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
제2항에 있어서,

상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정은 하기 수학식 8을 사용하여 상기 간섭 제거 방식의 사용 여부를 선택하는 과정임을 특징으로 하는 신호 수신 방법.

상기 수학식 8에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호를 나타내는 인덱스이며, j는 상기 신호 수신 장치가 포함하는 수신 안테나들을 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, h는 채널 응답이며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 수신 신호에 적용할 신호 검출 방식이 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
제4항에 있어서,

상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정은 하기 수학식 9를 사용하여 상기 간섭 제거 방식의 사용 여부를 선택하는 과정임을 특징으로 하는 신호 수신 방법.

상기 수학식 9에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호인 자기 신호를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호인 간섭 신호를 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, a₁₁은 상기 자기 신호의 SINR을 상기 자기 신호에 대한 평균 제곱 에러(MSE: Mean Square Error)의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 자기 신호 SINR의 역수를 나타내며, a₂₂는 상기 간섭 신호의 SINR을 상기 간섭 신호에 대한 MSE의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 간섭 신호 SINR의 역수를 나타내며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치가 신호를 수신하는 방법에 있어서,

서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 데이터 버스트 송신을 위해 할당한 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제1맵(MAP) 정보를 수신하는 과정과,

적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제2맵 정보를 수신하는 과정과,

상기 주파수 영역을 통해 트래픽 데이터와 파일럿 신호를 포함하는 데이터 버스트를 수신하는 과정과,

상기 수신된 파일럿 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 과정과,

상기 채널 상태 정보와, 상기 제1맵 정보 및 제2맵 정보에 각각 포함된 제1변조 방식에 대한 정보 및 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정을 포함하는 신호 수신 방법.
제6항에 있어서,

상기 트래픽 데이터에 적용할 신호 검출 방식이 최대 비 컴바이닝(MRC: Maximum Ratio Combining) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 채널 전력 정보를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
제7항에 있어서,

상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정은 하기 수학식 10을 사용하여 상기 간섭 제거 방식의 사용 여부를 선택하는 과정임을 특징으로 하는 신호 수신 방법.

상기 수학식 10에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트를 나타내는 인덱스이며, j는 상기 신호 수신 장치가 포함하는 수신 안테나들을 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, h는 채널 응답이며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
제6항에 있어서,

상기 트래픽 데이터에 적용할 신호 검출 방식이 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 방법.
제9항에 있어서,

상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 과정은 하기 수학식 11을 사용하여 상기 간섭 제거 방식의 사용 여부를 선택하는 과정임을 특징으로 하는 신호 수신 방법.

상기 수학식 11에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트인 자기 신호를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트인 간섭 신호를 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, a₁₁은 상기 자기 신호의 SINR을 상기 자기 신호에 대한 평균 제곱 에러(MSE: Mean Square Error)의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 자기 신호 SINR의 역수를 나타내며, a₂₂는 상기 간섭 신호의 SINR을 상기 간섭 신호에 대한 MSE의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 간섭 신호 SINR의 역수를 나타내며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치에 있어서,

서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 설정 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 수신하여 복조하고, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 수신하여 복조한 후, 상기 설정 주파수 영역을 통해 신호를 수신하여 복조하는 복조기와,

상기 수신 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 채널 추정기와,

상기 생성된 채널 상태 정보와, 상기 제1변조 방식에 대한 정보 및 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 선택기를 포함하는 신호 수신 장치.
제11항에 있어서,

상기 수신 신호에 적용할 신호 검출 방식이 최대 비 컴바이닝(MRC: Maximum Ratio Combining) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 채널 전력 정보를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
제12항에 있어서,

상기 선택기는 하기 수학식 12를 사용하여 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.

상기 수학식 12에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호를 나타내는 인덱스이며, j는 상기 신호 수신 장치가 포함하는 수신 안테나들을 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, h는 채널 응답이며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
제11항에 있어서,

상기 수신 신호에 적용할 신호 검출 방식이 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
제14항에 있어서,

상기 선택기는 하기 수학식 13을 사용하여 상기 간섭 제거 방식의 사용 여부를 선택함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.

상기 수학식 13에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호인 자기 신호를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 설정 주파수 영역을 통해 송신하는 신호인 간섭 신호를 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, a₁₁은 상기 자기 신호의 SINR을 상기 자기 신호에 대한 평균 제곱 에러(MSE: Mean Square Error)의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 자기 신호 SINR의 역수를 나타내며, a₂₂는 상기 간섭 신호의 SINR을 상기 간섭 신호에 대한 MSE의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 간섭 신호 SINR의 역수를 나타내며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
통신 시스템에서 이동 단말의 신호 수신 장치에 있어서,

서빙 기지국으로부터 상기 서빙 기지국이 데이터 버스트 송신을 위해 할당한 주파수 영역에 적용할 제1변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제1맵(MAP) 정보를 수신하여 복조하고, 적어도 1개의 인접 기지국으로부터 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역에 적용할 제2변조 방식에 대한 정보를 포함하는 제2맵 정보를 수신하여 복조한 후, 상기 주파수 영역을 통해 트래픽 데이터와 파일럿 신호를 포함하는 데이터 버스트를 수신하여 복조하는 복조기와,

상기 파일럿 신호를 추정하여 채널 상태 정보를 생성하는 채널 추정기와,

상기 채널 상태 정보와, 상기 제1맵 정보 및 제2맵 정보에 각각 포함된 제1변조 방식에 대한 정보 및 제2변조 방식에 대한 정보를 사용하여 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하는 선택기를 포함하는 신호 수신 장치.
제16항에 있어서,

상기 트래픽 데이터에 적용할 신호 검출 방식이 최대 비 컴바이닝(MRC: Maximum Ratio Combining) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 채널 전력 정보를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
제17항에 있어서,

상기 선택기는 하기 수학식 14를 사용하여 상기 간섭 제거 방식의 사용 여부를 선택함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.

상기 수학식 14에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트를 나타내는 인덱스이며, j는 상기 신호 수신 장치가 포함하는 수신 안테나들을 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, h는 채널 응답이며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.
제16항에 있어서,

상기 트래픽 데이터에 적용할 신호 검출 방식이 최소 평균 제곱 에러(MMSE: Minimum Mean Square Error) 방식일 경우 상기 채널 상태 정보는 신호대 간섭 잡음비(SINR: Signal to Interference and Noise Ratio)를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
제19항에 있어서,

상기 선택기는 하기 수학식 15를 사용하여 상기 간섭 제거 방식 사용 여부를 선택함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.

상기 수학식 15에서, s는 상기 서빙 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트인 자기 신호를 나타내는 인덱스이며, i는 상기 적어도 1개의 인접 기지국이 상기 주파수 영역을 통해 송신하는 데이터 버스트인 간섭 신호를 나타내는 인덱스이며, β는 상기 변조 방식을 고려하여 상기 간섭 제거 방식을 사용할지 여부를 선택하기 위해 부여되는 가중치이며, k는 변조 차수를 나타내며, a₁₁은 상기 자기 신호의 SINR을 상기 자기 신호에 대한 평균 제곱 에러(MSE: Mean Square Error)의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 자기 신호 SINR의 역수를 나타내며, a₂₂는 상기 간섭 신호의 SINR을 상기 간섭 신호에 대한 MSE의 역수로 근사화시킬 경우 근사화된 간섭 신호 SINR의 역수를 나타내며, ON 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하기로 선택함을 나타내며, OFF 표기는 해당 조건을 만족할 경우 상기 간섭 제거 방식을 사용하지 않기로 선택함을 나타냄.