KR101457690B1

KR101457690B1 - 통신 시스템에서 간섭 신호를 제거하기 위한 수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101457690B1
Application number: KR1020080020749A
Authority: KR
Inventors: 변명광; 오정태; 전재호; 조성권
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2014-11-04
Also published as: US20090227247A1; US8744430B2; KR20090095419A

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법에 있어서, 제1 기지국이 상기 제1 기지국의 셀에 위치하는 제1 이동 단말기로부터 제1 수신 신호를 수신하는 과정과, 상기 제1 기지국에 인접한 제2 기지국이 상기 제2 기지국의 셀에 위치하는 제2 이동 단말기로부터 수신한 제2 수신 신호의 복호 정보를 상기 제2 기지국으로부터 상기 제1 기지국으로 전달하는 과정과, 상기 제1 기지국이 상기 복호 정보로부터 상기 제2 수신 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 과정과, 상기 제2 수신 신호에 오류가 존재하지 않는 경우, 상기 제2 수신 신호의 복호 정보를 이용하여 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재생성된 간섭 신호를 이용하여 상기 제1 수신 신호에 대한 간섭 제거를 수행하는 과정을 포함하는 간섭 제거 방법이다.

신호 수신 장치, 간섭 제거 조건, 간섭 신호

Description

통신 시스템에서 간섭 신호를 제거하기 위한 수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOIVING INTERFERENCE SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에서 간섭 신호를 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 인접 셀들 또는 인접 섹터의 간섭 신호를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 셀룰라(cellular) 구조를 가지는 통신 시스템(이하 '셀룰라 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)에서 다수의 셀들이 한정된 자원, 즉 주파수(frequency) 자원과, 코드(code) 자원과, 타임 슬럿(time slot) 자원 등을 분할하여 사용함으로써 셀간 간섭(Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)이 발생된다.

이와 같이 상기 셀룰라 통신 시스템에서 상기 다수의 셀들이 상기 주파수 자원을 분할하여 사용하면 ICI로 인해 성능 저하가 발생된다. 여기서 상기 다수의 셀들이 상기 주파수 자원을 분할하여 사용하는 것은 주파수 자원 재사용 방식이라고 불린다. 그러나 전체 용량을 증가시키기 위해, 셀룰라 통신 시스템은 상기 주파수 자원을 재사용 방식을 사용한다.주파수 자원을 재사용하는 비율을 '주파수 재사용 계수(frequency reuse factor)'이라고 칭하며, 상기 주파수 재사용 계수는 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수에 의해 결정된다. 예를 들어 상기 주파수 재사용 계수가 1/K인 경우, 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수는 K개이다.

주파수 재사용 계수가 작을 경우, 즉 주파수 재사용 계수가 1미만일 경우 ICI는 감소하지만, 하나의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양은 감소하고, 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량 역시 함께 감소한다. 이와 달리, 상기 주파수 재사용 계수가 1인 경우, 즉 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 모든 셀들이 동일한 주파수 자원을 사용하는 경우 ICI는 증가하지만, 하나의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양이 증가하기 때문에 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량도 증가한다.

한편, 차세대 통신 시스템은 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)들에게 고속으로 대용량 데이터를 송수신하는 가능한 서비스를 제공하는 형태로 발전하고 있다. 차세대 통신 시스템의 대표적인 예가 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 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 사용하는 대표적인 통신 시스템이다. 그러면 이제부터 도 1을 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 ICI가 발생되는 경우에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 간섭 신호가 발생하는 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템은 제 1 셀(110)과, 제 2 셀(120)과, 제 3 셀(130)과, 상기 제 1 셀(130)을 관리하는 제 1 기지국(BS: Base Station)(111)과, 상기 제 2 셀(120)을 관리하는 제 2 기지국(121)과, 상기 제 3 셀(130)을 관리하는 제 3 기지국(131)과, 상기 제 1 기지국(111)으로부터 서비스를 제공받는 제 1 이동 단말기((Mobile Station, 이하 ms라 칭하기로 한다) (113)과, 상기 제 2 기지국(121)으로부터 서비스를 제공받는 제 2 MS(123)와, 상기 제 3 기지국(131)으로부터 서비스를 제공받는 제 3 MS(133)을 포함한다. 그리고 상기 제 1 기지국(111)과, 상기 제 2 기지국(121)과 상기 제 3 기지국(131)은 동일한 주파수 자원으로 서비스를 제공하며, 동일한 주파수 자원을 사용하여 서비스를 제공하기 때문에 따라서 ICI가 발생되며., ICI로 인해 업링크(uplink) 및 다운링크(downlink) 에서 치명적인 성능 열화가 발생할 수 있다.

일예로 상기 제 1 MS(113)로부터 상기 제1기지국(111)으로 송신되는 제1신호(115)를 고려하면, 제 2 MS(123)로부터 송신되는 제2신호(117)와, 제 3 MS(133)로부터 송신되는 제3신호(119)는 상기 제 1 신호(115)에 대한 간섭 신호가 된다. 따라서, 제 1 신호(115)뿐만 아니라 간섭 신호인 제2신호(117)와, 제3신호(119)을 함께 수신하기 때문에, 결과적으로는 상기 제1기지국(111)은 업링크 상의 성능 열화를 초래하게 된다.

따라서, 업링크 및 다운링크의 성능 열화를 방지하기 위해 간섭 신호를 제거하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 통신 시스템에서 업링크 및 다운링크의 성능 열화를 방지하기 위해 인접 셀 또는 인접 섹터의 간섭 신호를 제거하는 장치 및 방법을 제안한다.

본 발명에서 제안하는 방법은 통신 시스템에서의 간섭 제거 방법에 있어서, 제1 기지국이 상기 제1 기지국의 셀에 위치하는 제1 이동 단말기로부터 제1 수신 신호를 수신하는 과정과, 상기 제1 기지국에 인접한 제2 기지국이 상기 제2 기지국의 셀에 위치하는 제2 이동 단말기로부터 수신한 제2 수신 신호의 복호 정보를 상기 제2 기지국으로부터 상기 제1 기지국으로 전달하는 과정과, 상기 제1 기지국이 상기 복호 정보로부터 상기 제2 수신 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 과정과, 상기 제2 수신 신호에 오류가 존재하지 않는 경우, 상기 제2 수신 신호의 복호 정보를 이용하여 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재생성된 간섭 신호를 이용하여 상기 제1 수신 신호에 대한 간섭 제거를 수행하는 과정을 포함하는 간섭 제거 방법이다.

본 발명에서 제안하는 장치는 통신 시스템에서 간섭을 제거하는 장치에 있어서, 제1 기지국의 셀에 위치하는 제1 이동 단말기로부터 제1 수신 신호를 수신하며, 상기 제1 기지국에 인접한 제2 기지국이 상기 제2 기지국의 셀에 위치하는 제2 이동 단말기로부터 수신한 제2 신호의 복호 정보를 상기 인접 기지국으로부터 전달받는 수신 모듈과, 상기 복호 정보로부터 상기 제2 수신 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 제2 수신 신호에 오류가 존재하지 않는 경우, 상기 제2 수신 신호의 복호 정보를 이용하여 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재생성된 간섭 신호를 이용하여 상기 제1 수신 신호에 대한 간섭 제거를 수행하는 간섭 제거 유닛을 포함하는 간섭 제거 장치이다.

본 발명은 통신 시스템에서 인접 셀 또는 인접 섹터의 간섭 신호를 제거함으로써 업링크 및 다운링크의 성능 열화를 방지할 수 있다.

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 인접 셀내의 이동 단말기에 의한 간섭울 제거하는 장치 및 방법을 제안한다. 이하, 설명의 편의를 위해 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템을 상기 통신 시스템으로 가정하여 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에만 적용 가능한 것이 아니라 다른 통신 시스템에도 적용 가능함은 물론이다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 하나의 기지국이 하나 혹은 다수개의 셀들을 관리할 수도 있으나, 이하의 설명에서는 하나의 기지국이 하나의 셀만을 관리한다고 가정함으로써 상기 셀과 기지국을 동일한 개념으로 사용 할 수 있다. 그리고 셀은 기지국이 관리하는 셀 및 섹터 마이크로 셀 및 피코 셀 중 어느 하나와 동일한 개념으로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 인접 셀의 간섭을 고려하는 경우에 대해 설명할 것이다. 그러나 본 발명은 인접 셀의 간섭뿐만이 아니라 동일 셀 내의 인접 섹터(sector)들 간의 간섭을 고려할 수도 있음은 물론이며, 다만 설명의 편의상 인접 셀의 간섭만을 고려하는 경우를 일 예로 하여 설명하기로 한다. 또한 하나의 버스트로 구성된 간섭 신호와 수신 신호를 고려하는 경우에 대해 설명할 것이다. 그러나 본 발명은 두 개 이상의 버스트로 구성된 간섭 신호와 수신 신호를 고려할 수도 있음은 물론이며, 다만 설명의 편의를 위해, 하나의 버스트로 구성된 수신 신호만을 고려하는 경우를 일 예로 설명하기로 한다.

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

도 2를 설명하기에 앞서, 신호 수신 장치는 기지국 및MS중 적어도 어느 하나에 구비될 수 있으며, 여기서는 일 예로 상기 신호 수신 장치가 기지국에 구비된다고 가정하기로 한다.

도 2를 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 유닛(211)과, 디스크램블러(de-scrambler)(213)와, 역 서브 채널화 유닛(de-subchannelization unit)(215)과, 채널 보상기(channel compensator)(217)와, 복조기(de-modulator)(219)와, 디코더(decoder)(221)와, 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check, 이하 'CRC'라 칭하기로 한다) 유닛(223)과, 간섭 제거/복호 유닛(250)을 포함한다. 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 간섭 제거 유닛(251)과, 디스크램블러(253)와, 역 서브 채널화 유닛(255)과, 채널 보상기(257)와, 복조기(259)와, 디코더(261)와, CRC 검사 유닛(263)을 포함한다.

각각의 구성 요소들을 살펴보면, 상기 FFT 유닛(211)은 수신 신호를 입력 받고, 상기 수신 신호에 대해서 N-포인트(point) FFT 연산을 수행한 후 상기 디스크램블러(213)로 출력한다. 상기 FFT 유닛(211)은 미리 지정되는 방식에 따라 FFT된 수신 신호를 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)으로 출력하여 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)을 동작시킬 수도 있고, 상기 미리 지정되는 방식에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

그리고 상기 디스크램블러(213)는 신호 송신 장치에서 사용한 스크램블링(scrambling) 방식에 상응하는 디스크램블링(de-scrambling) 방식에 따라 상기 FFT유닛(211)으로부터 입력된 신호를 디스크램블링한 후 상기 역 서브 채널화 유닛(215)으로 출력한다.

그리고 상기 역 서브 채널화 유닛(215)은 상기 디스크램블러(213)로부터 입력된 신호, 일 예로 버스트(burst)로부터 실제 데이터 신호를 포함하는 데이터 서브 캐리어(data sub-carrier)들과 기준 신호(reference signal), 일 예로 파일럿 신호(pilot signal)를 포함하는 파일럿 서브 캐리어(pilot sub-carrier)들을 검출하여 정렬하며 정렬된 전열 데이터 서브 캐리어들로부터 데이터 신호를 검출하고 정렬된 파일럿 서브 캐리어들로부터 파일럿 신호를 검출한 후, 상기 채널 보상기(217)로 출력한다.

그리고 상기 채널 보상기(217)는 상기 역 서브 채널화 유닛(215)으로부터 입력된 상기 파일럿 신호를 사용하여 채널 및 잡음을 추정하고, 상기 추정된 채널 및 잡음을 사용하여 상기 데이터 신호를 채널 보상한 후 상기 복조기(219)로 출력한다. 그리고, 상기 채널 보상기(217)는 상기 채널 보상된 데이터 신호의 전력과 상기 추정된 잡음의 전력을 사용하여 버스트 캐리어대 간섭 잡음비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)를 생성한다. 여기서, 상기 버스트 CINR은 스케쥴링(scheduling) 및 전력 제어에 사용된다. 여기서 상기 버스트 CINR을 '버스트 CINR 1'이라고 칭하기로 한다.

상기 복조기(219)는 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 따라 상기 채널 보상기(217)로부터 입력된 신호를 복조한 후 상기 디코더(221)로 출력한다.

상기 디코더(221)는 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩(encoding) 방식에 상응하는 디코딩(decoding) 방식을 이용하여 상기 복조기(219)로부터 입력된 신호를 디코딩한 후 상기 CRC 검사 유닛(223)으로 출력한다.

상기 CRC 검사 유닛(223)은 상기 디코더(221) 로부터 출력된 신호에 대해 버스트 별로 CRC 검사를 수행함으로써 해당 신호에 에러(error)가 발생하였는지 여부를 판단한다. 만약 상기 CRC 검사 결과 신호에 에러가 발생하지 않았을 경우 상기 디코더(221)로부터 출력된 신호가 최종 검출 신호가 된다.

한편, 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 의 동작 여부는 상기 미리 지정되는 방식에 따라 결정되며, 상기 미리 지정되는 방식을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첫 번째 방식은, 상기 CRC 검사 유닛(223)에 의한 CRC 검사 결과 해당 신호에 에러가 발생한 경우에만 인접 셀의 인접 기지국으로부터 전달되는 복호된 간섭 신호를 이용하여 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하는방식이다.

두 번째 방식은, 해당 신호에 에러가 발생하였는지 여부에 상관없이 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하는 방식이다. 해당 신호에 에러가 발생하였을 경우 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 간섭 제거/복호 동작을 수행하고, 만약에 해당 신호에 에러가 발생하지 않은 경우 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 간섭 제거/복호 동작을 수행하지 않고, 다만 버스트 CINR만을 생성한다. 여기서 설명의 편의를 위해 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)에 의해 생성된 버스트 CINR을 '버스트 CINR 2'이라고 칭하기로 한다. 상기 첫 번째 방식 및 상기 두 번째 방식의 적용은 상기 신호 수신 장치의 제어기(미도시)에 의해 제어된다.

상기 첫 번째 방식은 상기 CRC 검사 결과 해당 신호에 에러가 발생한 경우에만 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하기 때문에, 상기 신호 수신 장치의 부하를 감소시킬 수 있다.

그리고 상기 두 번째 방식은 해당 신호에 에러가 발생하였는지 여부에 상관없이 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하기 때문에, 상기 신호 수신 장치의 부하를 증가시키게 된다. 그러나 상기 두 번째 방식은 해당 신호에 에러가 발생하지 않았을 경우라도 버스트 CINR 2를 생성하기 때문에, 상기 버스트 CINR 2를 사용하여 스케쥴링 및 전력 제어 측면에서 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)에 포함된 다수의 유닛들 중 상기 간섭 제거 유닛(251)을 제외한 나머지 유닛들, 즉 상기 디스크램블러(253)와, 역 서브 채널화 유닛(255)과, 채널 보상기(257)와, 복조기(259)와, 디코더(261)와, CRC 검사 유닛(263)의 동작은 상기 디스크램블러(213)와, 역 서브 채널화 유닛(215)과, 채널 보상기(217)와, 복조기(219)와, 디코더(221)와, CRC 검사 유닛(223)의 동작과 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에서는 기지국이 인접 기지국으로부터 전달된 간섭 신호의 CRC 검사 결과를 추가로 이용하여 간섭 신호를 제거하는 성능을 향상시킨다.
간섭 신호의 CRC 검사 결과는 인접 셀에서 복호된 간섭 신호를 전달받을 때 같이 전달받을 수도 있다. 그러나, 전달받은 복호된 간섭 신호로부터 CRC 검사 결과가 없을 경우 별도로 CRC검사를 수행하여 CRC 검사 결과를 얻을 수도 있다.

상기 CRC 검사 결과 해당 간섭 버스트에서 오류가 발생하지 않는 경우에는 기지국은 상기 간섭 신호를 이용하여, 기지국이 현재 셀에 위치하는 MS로부터 수신한, 원하는 수신 신호에서 간섭을 제거 한다. 여기서 상기 간섭 신호에 오류가 발생하지 않았다는 것은 상기 간섭 신호를 신뢰할 수 있다는 것을 의미한다.

하지만, 상기 간섭 버스트의 CRC 검사 결과 해당 간섭 버스트에서 오류가 발생하는 경우, 기지국은 간섭 제거 조건을 만족하는지 여부를 확인 한다. 여기서 간섭 신호에 오류가 발생했다는 것은 상기 간섭 신호를 신뢰할 수 없다는 것을 의미한다. 그리고 상기 간섭 제거 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 것은 신호 수신 장치 내의 제어기(미도시) 혹은 다른 구성요소에서 수행될 수 있다.

여기서 간섭 제거 조건의 확인은 버스트별로 수행되며, 간섭 제거 조건은 일예로, 해당 간섭 신호의 전력, 간섭 신호의 변조 및 부호화 기법(MCS: Modulation and Coding Scheme) 레벨, 간섭 신호의 슬롯 수, 배경 잡음(일예로, 열잡음(thermal noise)과 현저하지 않은 간섭(non-dominant interference)) 전력, 수신 신호(수신할 데이터 버스트를 포함)의 전력, 수신 신호의 MCS level, 수신 신호의 슬롯 수 등이 사용하여 생성될 수 있다.

예를 들어 상기 간섭 제거 조건은, 간섭 신호의 전력이 배경 잡음의 전력 및 원하는 수신 신호의 전력에 비해 충분히 큰 경우로 설정될 수 있다.

상기 간섭 제거 조건을 일예로 하기의 수학식 1에 나타 낼 수 있다.

상기

는 간섭 신호의 전력을 나타내고,

는 배경 잡음의 전력을 나타내며,

는 원하는 수신 신호의 전력을 나타내고,

는 임계값을 나타낸다. 상기

는 해당 간섭 신호의 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨, 슬롯 수 등에 따라 결정될 수 있으며 상기 원하는 수신 신호는 기지국이 자신의 셀 내에 포함된 MS로부터 수신한 신호를 나타낸다.

간섭 신호의 전력을 배경 잡음의 전력과 원하는 수신 신호 전력의 합으로 나눈 값이 임계값을 초과하는 경우, 기지국은 간섭 제거 조건을 만족하는 것으로 결정한다. 즉, 간섭 신호의 전력 값이 수신 신호의 전력 값보다 충분히 큰 값을 갖는 경우, 기지국은 간섭 제거 조건을 만족하는 것으로 결정한다, 하지만, 간섭 제거 조건을 만족하지 못하는 경우, 기지국은 인접 셀에 위치하는 MS로부터 송신되는 신호를 인접 기지국을 거치지 않고 직접 수신하여, 상기 간섭 신호의 전력을 이용하여 잡음 전력을 수정한다. 이 후 수정된 잡음 전력을 이용하여 원하는 수신 신호에 대한 복조 및 복호를 수행한다. 여기서 원하는 수신 신호란 현재 셀에 위치하는 단말로부터 수신된 신호를 의미한다.

삭제

먼저, 기지국이 인접 셀의 MS로부터 신호를 직접 수신하고, 직접 수신한 신호를 이용하여 원하는 수신 신호에서 간섭을 제거하는 동작을 살펴보기로 한다.

이제부터 도 3을 참조하여, 상기 인접 셀의 MS로부터 간섭 신호를 직접 수신하는 간섭 신호 수신 장치의 구조를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인접 셀의 MS로 부터 간섭 신호를 직접 수신하는 간섭 신호 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 간섭 신호 수신 장치는 FFT 유닛(311)과, 디스크램블러(313)와, 역 서브 채널화 유닛(315)과, 채널 보상기(317)와, 경판정기(hard decider)(319)를 포함한다. 상기 신호 수신 장치는 상기 경판정기(319)를 복조기(미도시)와 디코더(미도시)로 대체할 수도 있다.

한편 상기 FFT 유닛(311)과, 디스크램블러(313)와, 역 서브 채널화 유닛(315)과, 채널 보상기(317)과, 복조기(미도시)와, 디코더(미도시)의 동작은 상기 FFT 유닛(211)과, 디스크램블러(213)와, 역 서브 채널화 유닛(215)과, 채널 보상기(217)와, 복조기(219)와, 디코더(221)의 동작과 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 도 3에 도시된 구성 요소들은 상기 인접 셀의 MS로부터 신호를 직접 수신하는 동작을 설명하기 위해 도시한 것으로 기지국이 도3에 도시된 구성 요소를 구비하지 않고 단지 도 2에 도시된 구성요소들을 이용하여 상기 인접 셀의 MS로부터 간섭 신호를 직접 수신할 수 있다.

상기 간섭 신호 수신 장치는 상기 간섭 신호 수신 장치 내부의 제어기(미도시) 제어에 의해 상기 인접 셀의 MS로부터 간섭 신호를 수신 할 수 있다. 여기서 상기 수신 신호는 간섭 신호를 포함한다.

상기 수신 신호는 상기 FFT 유닛(311)과, 디스크램블러(313)와, 역 서브 채널화 유닛(315)과, 채널 보상기(317)와, 경판정기(319)를 통해 경판정된 간섭 신호로 변경된다. 여기서 상기 경판정기(317)는 성상도의 신호점들 중에서 채널 보상기(317)로부터 출력되는 신호와의 유클리드 거리(Euclidean distance)가 가장 짧은 신호점을 선택한다. 상기 경판정기를 사용하는 경우, 기지국은 처리 시간과 복잡도를 감소할 수 있으며, 상기 경판정기(317) 대신에 상기 복호기(미도시)와 디코더(미도시)를 사용하는 경우, 정확한 간섭 신호를 검출할 수 있다. 그러므로 시스템 상황이나 사용자 설정 등에 따라 상기 경판전기(317)를 사용하거나 복호기(미도시)와 디코더(미도시)를 사용할 수 있다.

상기 디코더(미도시)로부터 출력된 디코딩된 간섭 신호와 상기 경판정기(317)로부터 출력되는 상기 경판정된 간섭 신호 중 하나가 도 2의 간섭 제거 유닛(251)으로 제공된다.

도 4는 도 2의 간섭 제거 유닛(251)의 내부 구조를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 간섭 제거 유닛(251)은 채널/잡음 추정기(411)와, 간섭 검출기(interference detector)(413)와, 채널/잡음 추정기(415)와, 곱셈기(417)와, 인코더(encoder)(419)와, 변조기(modulator)(421)와, 서브 채널화 유닛(subchannelization unit)(423)과, 스크램블러(scrambler)(425)와, 감산기(427)를 포함한다.

각 구성 요소들을 살펴보면상기 채널/잡음 추정기(411)는 인접 셀의 정보에 상응하게 상기 FFT 유닛(211)으로부터 출력되는 FFT된 수신 신호로부터 채널과, 간섭 및 잡음을 추정한다. 여기서, 인접 셀 정보는 인접 셀의 버스트 할당 정보와 파일럿 패턴(pilot pattern) 정보를 포함한다. 즉, 상기 채널/잡음 추정기(411)는 현재 셀로 간섭을 줄 가능성이 있는 모든 인접 셀들의 버스트 할당 정보와 파일럿 패턴 정보에 상응하게 각 인접 셀에 위치한 단말로부터 송신되는 신호를 검출하고 상기 신호에 대해 채널과, 간섭 및 잡음을 추정한다. 결과적으로, 상기 채널/잡음 추정기(411)는 현재 셀로부터 서비스를 제공받고 있는 MS들로부터의 채널 추정 및 인접 셀들로부터 서비스를 제공받고 있는 MS들로부터의 채널 추정을 수행한다. 그리고, 상기 채널/잡음 추정기(411)는 현재 셀에서 발생하는 ICI를 제외한 잡음을 추정한다.

그리고 상기 채널/잡음 추정기(411)는 상기 추정한 채널과, 간섭 및 잡음을 상기 간섭 검출기(413)로 출력하고, 상기 간섭 검출기(413)는 추정된 채널과, 간섭 및 잡음을 이용하여 인접 셀로부터 서비스를 제공받고 있는 MS가 현재 셀에 실제로 간섭을 미치는지 여부를 결정한다. 만약에, 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS의 간섭 양이 미리 설정한 임계값 T와 잡음양을 곱한 값(

)을 초과하는 경우, 상기 간섭 검출기(413)는 상기 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS가 현재 셀에 간섭을 미치는 것으로 결정한다. 이와 달리 만약에, 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS의 간섭 양이 미리 설정한 임계값 T와 잡음양을 곱한 값 이하일 경우, 상기 간섭 검출기(413)는 상기 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS가 현재 셀에 간섭을 미치지 않는 것으로 결정한다.

결과적으로, 상기 간섭 검출기(413)는 현재 셀에 간섭을 미치는 인접 셀들 및/또는 MS들에 대한 정보을 포함하도록 상기 인접 셀 정보를 업데이트(update)한 후, 상기 업데이트된 인접 셀 정보를 상기 채널/잡음 추정기(415)로 출력한다. 이하, 설명의 편의상 상기 업데이트된 인접 셀 정보를 '업데이트 인접 셀 정보'라 칭하기로 한다. 여기서 상기 업데이트 인접 셀 정보는 원래의 인접 셀 정보에서 현재 셀에게 간섭을 미치지 않는 인접 셀들 및/또는 MS들에 대한 정보가 삭제된 정보이다.

상기 채널/잡음 추정기(415)는 업데이트 인접 셀 정보에 상응하게 상기 FFT 유닛(211)로부터 출력되는 FFT된 수신 신호로부터 채널과, 간섭 및 잡음을 추정하고, 추정된 간섭과 잡음 및 채널을 상기 곱셈기(417)로 출력한다. 한편, 상기 채널/잡음 추정기(415)의 동작은 상기 채널/잡음 추정기(411)의 동작과 거의 유사하며, 다만 상기 채널/잡음 추정기(415)가 상기 인접 셀 정보가 아닌 업데이트 인접 셀 정보를 이용한다는 것만 상이할 뿐이다.

그리고, 상기 인코더(419) 는 상기 디코더(미도시)로부터 출력되는 디코딩된 간섭 신호 또는 상기 경판정기(319)로부터 출력되는 경판정된 간섭 신호를 입력받는다. 여기서 상기 디코딩된 간섭 신호와 상기 경판정된 간섭 신호는 비트들로 구성될 수 있다. 상기 도 4에서는 상기 간섭 버스트 디코딩 비트들을 인접 셀들로부터 수신하는 경우를 일예로 하여 설명하기로 하나, 상기 신호 수신 장치 자체에서 직접 임의로 상기 간섭 버스트 디코딩 비트들을 생성할 수도 있음은 물론이다. 상기 인코더(419)는 상기 인접 셀들로부터 수신한 간섭 버스트 디코딩 비트들을 상기신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식과 동일한 인코딩 방식을 사용하여 디코딩된 간섭 신호 또는 경판정된 간섭 신호를 인코딩한 후 상기 변조기(421)로 출력한다.

상기 변조기(421)는 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식과 동일한 변조 방식을 사용하여 상기 인코더(419)로부터 출력되는 신호를 변조한 후 상기 서브 채널화 유닛(423)으로 출력한다. 그리고 상기 서브 채널화 유닛(423)은 상기 신호 송신 장치에서 사용한 서브 채널화 방식에 상응하게 상기 변조기(421)로부터 출력되는 신호를 서브 채널화한 후, 상기 스크램블러(425)로 출력한다.

그리고 상기 스크램블러(425)는 상기 신호 송신 장치에서 사용한 스크램블링 방식과 동일한 스크램블링 방식을 사용하여 상기 서브 채널화 유닛(423)에서 출력한 신호를 스크램블링한 후 상기 곱셈기(417)로 출력한다.

상기 곱셈기(417)는 상기 스크램블러(425)에서 출력되는 신호와 상기 채널/잡음 추정기(415)에서 출력되는 신호를 곱한 후 상기 감산기(427)로 출력한다. 상기 감산기(427)는 상기 FFT 유닛(211)에서 출력되는 수신 신호에서 상기 곱셈기(429)로부터 출력 되는 신호를 감산한다.

결과적으로, 상기 간섭 제거 유닛(251)은 수신 신호로부터 간섭 성분이 제거된 신호만을 검출하고, 검출된 신호를 상기 디스클램블러(253)로 출력한다. 즉, 상기 간섭 제거 유닛(251)이 간섭을 제거함으로써 신호 수신 장치는 수신 성능이 증가한다.

다음으로, 기지국이 상기 인접 셀로부터 전달된 간섭 신호를 이용하여 잡음 전력을 수정하고, 수정된 잡음 전력을 사용하여 간섭을 제거하는 동작을 살펴보기로 한다.

상기 채널/잡음 추정기(411 또는 415)에서는 상기한 간섭 신호의 평균 전력을 추정한다. 그리고 상기 채널/잡음 추정기(411 또는 415)는 간섭이 제거되지 못한 영역과 간섭이 제거된 영역을 포함하는 수신신호에서 배경 잡음 전력에 상기 추정된 평균 전력을 더함으로써 간섭이 제거되지 못한 영역에 대응되는 잡음 전력을 수정한다. 이때 상기 채널/잡음 추정기(411 또는415)는 하기의 수학식 2를 이용하여 잡음 전력을 수정할 수 있으며 상기 잡음 전력의 수정은 간섭 신호에 포함된 버스트 별로 수행된다.

상기 수학식 2에서 상기

=

인 경우는 간섭 신호(간섭 버스트)가 없는 경우이고, 상기

=

+

*

인 경우는 간섭 신호(간섭 버스트)가 존재하는 경우이다.

상기

는 수정된 잡음 전력 값을 나타내며,

는 배경 잡음 전력값을 나타내며,

는 양의 상수이고,

는 버스트별로 추정된 간섭 신호의 평균 전력값을 나타낸다. 상기한 바와 같이 간섭을 제거하지 못한 영역의 배경 잡음 전력에 상기 추정된 간섭 신호의 평균 전력을 더하여 수정된 잡음 전력을 계산함으로써, 간섭이 제거된 영역에 대한 잡음 전력과 간섭이 제거되지 못한 영역에 대한 잡음 전력을 구분할 수 있다.

만약에 상기

의 값을 '0'으로 설정하면, 기지국은 잡음 전력을 수정하지 않는다. 아무런 처리도 수행하지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 수신기에 상기 간섭 신호 직접 수신 방법과 상기 수정된 잡음 전력을 사용하는 방법을 혼용하여 적용할 수도 있으며, 두 가지 방법 중 한가지 방법만을 적용할 수도 있다.

다음으로 상기 신호 수신 장치의 동작을 하기의 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 장치의 동작을 도시한 순서도이다. 여기서 상기 신호 수신 장치는 현재 셀을 관리하는 기지국에 구비되어 있으며, 상기 현재 셀에 위치한 MS로부터 원하는 수신 신호(이하 제1 수신 신호라 칭함)를 수신하고, 상기 제1 수신 신호에 대한 간섭 제거를 위해 하기의 단계들을 수행한다.

상기 도 5를 참조하면, 인접 셀에 위치한 MS가 상기 인접 기지국으로 송신한 신호(이하 제2 수신 신호)에 대한 복호 정보 일 예로 CRC 검사 결과를 포함한 인접 셀 정보를 상기 인접 기지국으로부터 수신하고, 511단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 제2수신 신호가 CRC를 통과하였는지 판단한다.

상기 판단결과 상기 제2수신 신호가 CRC를 통과한 경우에는 513단계로 진행한다. 여기서 상기 제2수신 신호의 CRC 통과는 상기 CRC 검사 결과 오류가 발생하지 않은 경우이다.

상기 513단계에서 상기 신호 수신 장치는 인접 셀 정보를 이용하고 519단계로 진행한다. 여기서 상기 인접 셀 정보는 일예로, 상기 인접 셀을 관리하는 인접 기지국과 상기 신호 수신 장치를 구비하는 혀재 기지국 간의 백본(backbone)네트워크를 통해 전달될 수 있다.

상기 511단계에서 상기 제2수신 신호가 CRC를 통과하지 못한 경우에는 515단계로 진행한다. 여기서 상기 제2수신 신호가 CRC를 통과 하지 못한 경우는 상기 제2수신 신호에 오류가 발생했다는 것을 의미한다.

상기 515단계에서 상기 신호 수신 장치는 소정의 간섭 제거 조건을 만족하는지 확인한다. 즉 상기 인접 셀 정보에 포함된 상기 복호 정보와 함께, 인접 셀에 위치한 MS로부터 직접 수신되는 신호(이하 제3수신 신호라 칭함)가 상기 수신 신호의 전력 값을 초과하는 것으로 설정될 수 있다.

상기 확인결과 신호 수신 장치는 간섭 제거 조건을 만족하는 경우에는 517단계로 진행한다.

상기 517단계에서 상기 신호 수신 장치는 제3수신 신호에 대해 경판정 또는 연판정을 수행하여 상기 경판정 또는 연판정 결과를 이용하여 간섭 신호를 재생성한 후 519단계로 진행한다.

상기 519단계에서 상기 확인결과 상기 신호 수신 장치는 상기 간섭 신호가 간섭 제거 조건을 만족하지 않는 경우에는 521단계로 진행한다.

상기 521단계에서 상기 신호 수신 장치는 상기 제3수신 신호의 전력을 이용하여 상기 원하는 수신 신호에 대응되는 배경 잡음의 전력을 수정하고 519단계로 진행한다.

상기 519단계에서 상기 신호 수신 장치는 해당 신호 또는 정보를 사용한 간섭 제거를 수행한다.즉 상기 신호 수신 장치는 간섭 신호(제2신호 또는 제3신호)를 사용하여, 현재 MS들로부터 수신하길 원하는 수신 신호인 제1수신 신호에 대해 간섭 제거를 수행하게 된다.

본 발명에서는 하나의 버스트로 구성된 수신 신호를 이용하여 간섭을 제거하는 것을 설명하였으나, N개의 간섭 버스트들로 구성된 수신 신호에 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들면 수신 신호가 N개의 버스트들을 포함하는 경우, 상기 신호 수신 장치는 제 K 번째 버스트(k는 1, 2, ..., N) 각각에 대해서 도 5의 동작 절차를 수행하여 간섭을 제거할 수 있다. 여기서 상기 버스트가 N개라는 것은 검출된 버스트가 N개라는 것을 의미한다.

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

도 1은 일반적인 간섭 신호가 발생하는 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 간섭 신호를 제거하기 위한 신호 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 간섭 신호를 직접 수신하는 간섭 신호 수신 장치의 구조를 도시한 도면,

도 4는 도 2의 간섭 제거 유닛(251)의 내부 구조를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호 수신 장치의 동작을 도시한 순서도.

Claims

통신 시스템에서 기지국이 간섭을 제거하는 방법에 있어서,

상기 기지국의 셀에 위치하는 제1 이동 단말기로부터 전송되는 제1 신호를 수신하는 과정과,

상기 기지국에 인접한 인접 기지국으로부터, 상기 인접 기지국의 셀에 위치하는 제2 이동 단말기로부터 전송된 제2 신호에 대한 복호 정보를 수신하는 과정과,

상기 제2 신호에 대한 복호 정보를 기반으로 상기 제2 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 과정과,

상기 제2 신호에 오류가 존재하지 않을 경우, 상기 제2 신호에 대한 복호 정보를 이용하여 제1 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재 생성된 제1 간섭 신호를 이용하여 상기 제1 신호에 대한 간섭을 제거하는 과정과,

상기 제2 신호에 오류가 존재할 경우, 상기 제2 이동 단말기로부터 직접 수신한 제3 신호에 대해 측정한 전력이 미리 결정된 간섭 제거 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 과정을 포함하며,

상기 미리 결정된 간섭 제거 조건은 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력이 배경 잡음 전력과 상기 제1 신호에 대해 측정한 전력의 합을 초과하는 조건을 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 신호에 대한 복호 정보는 상기 인접 기지국의 셀에 관련된 버스트 할당 정보 및 파일럿 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제2 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 과정은,

상기 제2 신호에 대한 순환 잉여 검사(CRC: cyclic redundancy check)를 수행하는 과정과,

상기 CRC 결과를 이용하여 상기 제2 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제3 신호에 대해 측정한 전력이 상기 미리 결정된 간섭 제거 조건을 만족할 경우, 상기 제3 신호에 대해 경판정 혹은 연판정을 수행하는 과정과,

상기 제3 신호에 대한 경판정 혹은 연판정 수행 결과를 이용하여 제2 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재 생성된 제2 간섭 신호를 사용하여 상기 제1 신호에 대한 간섭을 제거하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제1항에 있어서,

상기 미리 결정된 간섭 제거 조건은 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력을 상기 배경 잡음 전력과 상기 제1 신호에 대해 측정한 전력의 합으로 나눈 값이 미리 정해진 임계 값을 초과하는 조건을 더 포함하며, 상기 미리 정해진 임계 값은 상기 제3 신호에 대한 변조 및 부호화 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨 및 슬롯 개수를 기반으로 결정되는 양의 정수임을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제5항에 있어서,

상기 제3 신호에 대해 측정한 전력이 상기 미리 결정된 간섭 제거 조건을 만족하지 못할 경우, 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력을 이용하여 상기 제1 신호의 복호에 이용되는 배경 잡음 전력을 수정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
제7항에 있어서,

상기 배경 잡음 전력을 수정하는 과정은,

상기 배경 잡음 전력에 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력을 더하여 상기 배경 잡음의 전력을 수정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 간섭 제거 방법.
통신 시스템에서 간섭을 제거하는 기지국에 있어서,

상기 기지국의 셀에 위치하는 제1 이동 단말기로부터 전송되는 제1 신호를 수신하고, 상기 기지국에 인접한 인접 기지국으로부터, 상기 인접 기지국의 셀에 위치하는 제2 이동 단말기로부터 전송된 제2 신호에 대한 복호 정보를 수신하는 수신 모듈과,

상기 제2 신호에 대한 복호 정보를 기반으로 상기 제2 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 제2 신호에 오류가 존재하지 않을 경우, 상기 제2 신호에 대한 복호 정보를 이용하여 제1 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재 생성된 제1 간섭 신호를 이용하여 상기 제1 신호에 대한 간섭을 제거하고, 상기 제2 신호에 오류가 존재할 경우, 상기 제2 이동 단말기로부터 직접 수신한 제3 신호에 대해 측정한 전력이 미리 결정된 간섭 제거 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 간섭 제거 유닛을 포함하며,

상기 미리 결정된 간섭 제거 조건은 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력이 배경 잡음 전력과 상기 제1 신호에 대해 측정한 전력의 합을 초과하는 조건을 포함함을 특징으로 하는 기지국.
제 9 항에 있어서,

상기 제2 신호에 대한 복호 정보는 상기 인접 기지국의 셀에 관련된 버스트 할당 정보 및 파일럿 패턴 정보 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 기지국.
삭제
제9항에 있어서,

상기 간섭 제거 유닛은, 상기 제2 신호에 대한 순환 잉여 검사(CRC: cyclic redundancy check)를 수행하며, 상기 CRC 결과를 이용하여 상기 제2 신호에 오류가 존재하는지 여부를 확인함을 특징으로 하는 기지국.
제9항에 있어서,

상기 간섭 제거 유닛은, 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력이 상기 미리 결정된 간섭 제거 조건을 만족할 경우, 상기 제3 신호에 대해 경판정 혹은 연판정을 수행하고, 상기 제3 신호에 대한 경판정 혹은 연판정 수행 결과를 이용하여 제2 간섭 신호를 재생성하고, 상기 재 생성된 제2 간섭 신호를 이용하여 상기 제1 신호에 대한 간섭을 제거함을 특징으로 하는 기지국.
제9항에 있어서,

상기 미리 결정된 간섭 제거 조건은, 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력을 상기 배경 잡음 전력과 상기 제1 신호에 대해 측정한 전력의 합으로 나눈 값이 미리 정해진 임계 값을 초과하는 조건을 포함하며, 상기 미리 정해진 임계 값은 상기 제3 신호에 대한 변조 및 부호화 방식(MCS: modulation and coding scheme) 레벨 및 슬롯 개수를 기반으로 결정되는 양의 정수임을 특징으로 하는 기지국.
제13항에 있어서,

상기 간섭 제거 유닛은, 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력이 상기 미리 결정된 간섭 제거 조건을 만족하지 못할 경우, 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력을 이용하여 상기 제1 신호의 복호에 이용되는 배경 잡음 전력을 수정함을 특징으로 하는 기지국.
제15항에 있어서,

상기 간섭 제거 유닛은, 상기 배경 잡음 전력에 상기 제3 신호에 대해 측정한 전력을 더하여 상기 배경 잡음 전력을 수정함을 특징으로 하는 기지국.