KR20160067870A - 전방향 무선 통신 시스템에서 이동 중개기의 간섭 관리 - Google Patents

전방향 무선 통신 시스템에서 이동 중개기의 간섭 관리 Download PDF

Info

Publication number
KR20160067870A
KR20160067870A KR1020167010205A KR20167010205A KR20160067870A KR 20160067870 A KR20160067870 A KR 20160067870A KR 1020167010205 A KR1020167010205 A KR 1020167010205A KR 20167010205 A KR20167010205 A KR 20167010205A KR 20160067870 A KR20160067870 A KR 20160067870A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
station
signal
information
base station
interference
Prior art date
Application number
KR1020167010205A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101830742B1 (ko
Inventor
김기태
김진민
노광석
최국헌
정재훈
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of KR20160067870A publication Critical patent/KR20160067870A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101830742B1 publication Critical patent/KR101830742B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15564—Relay station antennae loop interference reduction
    • H04B7/15585—Relay station antennae loop interference reduction by interference cancellation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15507—Relay station based processing for cell extension or control of coverage area
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2603—Arrangements for wireless physical layer control
    • H04B7/2606—Arrangements for base station coverage control, e.g. by using relays in tunnels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/541—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using the level of interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/026—Co-operative diversity, e.g. using fixed or mobile stations as relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 명세서에서는 간섭을 관리하는 방법 및 장치를 개시한다. 일례로, 제 1 스테이션은 기지국으로부터 제 1 신호를 수신하고, 제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하기 위해 프로세싱하기 위한 상기 제 2 스테이션의 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 획득한다. 그 후, 제 2 스테이션이 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하는 동안 상기 기지국으로부터 제 2 신호를 수신하되, 상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세성 방식에 대한 정보에 기반하여 상기 제 2 스테이션으로부터의 상기 제 1 신호 전송에 의해 유발되는 간섭을 관리할 수 있다.

Description

전방향 무선 통신 시스템에서 이동 중개기의 간섭 관리{INTERFERENCE MANAGEMENT FOR MOBILE RELAY IN FULL-DUPLEX RADIO COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로 전방향(Full-Duplex) 무선 통신 시스템에서 이동 중개기가 간섭을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.
도 1 은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 네트워크 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS 는 기존 UMTS 에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP 에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS 는 LTE 시스템이라고 한다. UMTS 및 E-UMTS 의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7 과 Release 8 을 참조할 수 있다.
도 1 을 참조하면, E-UMTS 는 사용자기기(user equipment, UE)와 eNode B(eNB), 그리고 네트워크(evolved UMTS terrestrial radio access network, E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(access gateway, AG)를 포함한다. eNB 는 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.
한 eNB 에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 대역폭 내의 여러 UE 에게 하향링크(downlink, DL) 또는 상향링크(uplink, UL) 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. eNB 는 다수의 UE 에 대한 데이터 전송 및/또는 수신을 제어한다. 하향링크 데이터에 대해 eNB 는 하향링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 UE 에게 데이터가 전송될 시간/주파수 자원(resource), 코딩, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향링크 데이터에 대해 eNB 는 상향링크 스케줄링 정보를 해당 UE 에게 전송하여 해당 UE 가 사용할 수 있는 시간/주파수 자원, 코딩, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심 네트워크(core network, CN)은 AG 와 UE 의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG 는 복수의 셀들로 구성되는 트랙킹 영역(tracking area, TA) 단위로 UE 의 이동성을 관리한다. 하나의 TA 는여러 셀로 구성된다.
무선통신기술은 WCDMA(wideband code division multiple access)를 기반으로 LTE 까지 발전하였지만, 사용자 및 서비스 제공자의 요구와 기대가 증가하는 추세이다. 또한 개발중인 다른 무선접속 기술들을 고려하여 향후 높은 경쟁력을 확보하기 위해 새로운 기술 진화가 요구된다. 간섭 감소, 비트 당 비용 절감, 서비스 이용성 증대, 주파수 대역의 유연한 사용, 단순화된 구조, 개방된 인터페이스, 단말들의 적절한 전력 소비 등이 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 종래기술의 한계와 단점으로 인한 하나 이상의 문제를 해결할 수 있는 전방향(Full-Duplex) 무선 통신 시스템에서 이동 중계기가 간섭을 제어하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 이점, 목적 및 특징들은 부분적으로 이하의 설명에서 개시되고, 부분적으로 아래의 설명을 살펴보면 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백해 질 것이고, 발명의 실시를 통해 알 수도 있다. 본 발명이 이루고자 하는 과제 및 다른 이점들은 아래에 기재, 청구범위 및 첨부된 도면에서 특정한 구조에 의해 구현 및 달성 될 수 있다.
본 발명의 목적에 따라 이러한 과제들과 다른 이점들을 달성하기 위한 방법과 장치들을 여기에서 구현하고 포괄적으로 설명한다.
이를 위한 일 측면에서는, 이동 통신 시스템에서 제 1 스테이션이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 제 1 신호를 수신하고, 제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하기 위해 프로세싱하기 위한 상기 제 2 스테이션의 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 획득하며, 상기 제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 상기 제 3 스테이션에 전송하는 동안 상기 기지국으로부터 제 2 신호를 수신하고, 상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세성 방식에 대한 정보에 기반하여 상기 제 2 스테이션으로부터의 상기 제 1 신호 전송에 의해 유발되는 간섭을 관리하는, 신호 수신 방법을 제안한다.
상기 특정 프로세싱 방식은 변조 및 코딩 방식, 프리코딩 방식 및 자원 할당 방식 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제 1 신호는 상기 기지국에 의해 상기 제 2 스테이션을 포함하는 복수의 스테이션들에게 방송된 방송 신호일 수 있다.
상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보는 상기 제 2 스테이션으로부터 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하여 획득할 수 있다.
상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보는 상기 제 1 스테이션에서 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 추정하여 획득할 수 있다.
상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보는 상기 기지국으로부터 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하여 획득할 수 있다.
상기 제 1 스테이션은 상기 기지국에 의해 직접 서비스되는 단말이며, 상기 제 2 스테이션은 중계기이며, 상기 제 3 스테이션은 상기 중계기에 의해 서비스되는 다른 단말일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에서는 이동통신 시스템에서 제 1 스테이션이 신호를 중계하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 제 2 스테이션으로 전송될 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 특정 방식에 따라 프로세싱하며, 상기 기지국 및 상기 기지국에 의해 서비스되는 제 3 스테이션 중 하나 이상이 다른 신호를 수신 받는 동안 상기 프로세싱된 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송하고, 상기 특정 방식에 대한 정보를 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상에 전송하는, 신호 중계 방법을 제안한다.
상기 특정 방식에 대한 정보는 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상에 의해 상기 프로세싱된 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송함에 따라 발생되는 간섭을 관리하는데 이용될 수 있다.
상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상은 상기 수신 신호를 알고 있으며, 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상은 상기 특정 방식에 대한 정보 및 상기 수신 신호에 대한 지식에 기반하여 상기 간섭을 관리할 수 있다.
상기 이동 통신 시스템은 FDR (Full-Duplex Radio) 통신 방식을 이용할 수 있다.
상기 제 1 스테이션은 중계기이며, 상기 제 2 스테이션은 상기 중계기에 의해 서비스되는 단말이며, 상기 제 3 스테이션은 상기 기지국에 의해 서비스되는 다른 단말일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에서는 이동 통신 시스템에서 기지국이 신호를 수신하는 방법에 있어서, 제 1 스테이션으로 제 1 신호를 전송하고, 상기 제 1 스테이션으로부터 상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 2 스테이션에 전송하기 위한 프로세성을 위한 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하고, 상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송하는 동안 제 3 스테이션으로부터 제 2 신호를 수신하며, 상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 전송함에 따라 발생되는 간섭을 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보 및 상기 제 1 신호에 대한 지식에 기반하여 관리하는, 신호 수신 방법을 제안한다.
본 발명의 다른 일 측면에서는 이동통신 시스템에서 제 1 스테이션으로 동작하여 신호를 중계하는 장치에 있어서, 기지국으로부터 신호를 수신하는 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어 상기 송수신기에 의해 수신된 신호를 제 2 스테이션에 전송하기 위한 특정 방식에 기반하여 프로세싱하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 기지국 및 상기 기지국에 의해 서비스되는 제 3 스테이션 중 하나 이상이 다른 신호를 수신하는 동안 상기 송수신기가 상기 프로세싱된 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송하도록 제어하며, 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상에게 상기 특정 방식에 대한 정보를 전송하도록 제어하는, 중계 장치를 제안한다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서는 이동통신 시스템에서 기지국으로부터 신호를 수신하는 제 1 스테이션으로 동작하는 장치에 있어서, 상기 기지국으로부터 제 1 신호, 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하도록 제 2 스테이션에서 수행하는 특정 프로세싱 방식에 대한 정보, 및 상기 제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하는 동안 상기 기지국으로부터 제 2 신호를 수신하는 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어 상기 제 2 스테이션으로부터 전송되는 상기 제 1 신호에 의해 야기되는 간섭을 상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보에 기반하여 관리하는 프로세서를 포함하는, 스테이션 장치를 제안한다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서는 이동통신 시스템에서 기지국으로 동작하는 장치에 있어서, 제 1 스테이션에 제 1 신호를 전송하고, 상기 제 1 스테이션으로부터 상기 제 1 신호를 제 2 스테이션에 전송하기 위한 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하고, 상기 제 1 스테이션이 상기 제 2 스테이션으로 상기 제 1 신호를 전송하는 동안 제 3 스테이션으로부터 제 2 신호를 수신하는 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어 상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 전송함에 따라 발생하는 간섭을 상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보에 기반하여 관리하는, 기지국 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면 무선 통신 시스템에서 네트워크와 단말이 효율적으로 신호를 전송하고 수신할 수 있다.
전술한 본 발명에 개괄적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구범위에 기재된 본 발명에 대한 구체적인 설명을 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되고 본 출원에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 네트워크 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network) 네트워크 구조의 개념도이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 예시적인 FDR (Full-Duplex Radio) 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 FDR 시스템에서의 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 FDR 통신 시스템에서 간섭을 모델링하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 각각 FDR 시스템에서 다중 안테나를 가진 송신단 및 수신단 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시형태를 채용하는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 MS2가 이동 중계기로 동작할 때 채널 사이의 관계를 도시한다.
도 12는 중계기에서 신호를 프로세싱하는 예를 도시한다.
도 13은 자기간섭제거(self interference cancellation)의 예를 도시한다.
도 14는 FDR에서 아날로그/디지털 간섭 제어를 채용한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 15는 안테나 제거(antenna cancellation)의 예를 도시한다.
도 16은 신호 대역폭 및 중심 주파수에 기반한 안테나 간섭 제어를 수행하는 예를 도시한다.
도 17은 본 발명에 일시형태에 따른 통신 장치의 구성도이다.
본 발명의 구성, 동작 및 기타 다른 특징들은 첨부된 도면과 함께 설명된 본 발명의 실시예들에 의해 이해될 것이다. 이하의 실시예들은 본 발명의 기술적 특징들을 3GPP(3rd generation partnership project) 시스템에 적용한 예들이다.
본 명세서에서는 LTE 시스템과 LTE 어드밴스드(LTE-A) 시스템을 이용하여 본 발명의 실시예들을 설명하지만, 이들은 단지 예시일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 상기 정의에 따른 다른 임의의 통신 시스템에도 적용가능하다.
도 2 는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network) 네트워크 구조의 개념도이다. E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 의 진화된 형태이다. E-UTRAN 는 X2 인터넷을 통해 서로 연결된 셀(eNB)들을 포함한다. 셀은 무선 인터페이스를 통해 단말에 연결되고, S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다.
EPC 는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(serving-gateway), PDN-GW(packet data network-gateway)를 포함한다. MME 는 주로 UE 들의 이동성 관리에 이용되는 UE 들의 연결 및 캐퍼빌리티에 대한 정보를 가진다. S-GW 는 엔드 포인트로 E-UTRAN 를 가지는 게이트웨이이고, PDN-GW 는 엔드포인트로 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN)를 가지는 게이트웨이이다.
도 3 은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
UE 는 전원이 켜지거나 새로이 셀에 진입한 경우 eNB 과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(initial cell search) 작업을 수행한다(S401). 이를 위해, UE 는 eNB 로부터 1 차 동기 신호(primary synchronization signal, PSS) 및 2 차 동기 신호(secondary synchronization channel, SSS)을 수신하여 eNB 과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득할 수 있다. 그 후, UE 는 eNB 로부터 PBCH 를 수신하여 셀내 브로드캐스트 정보를 획득할 수 있다. 한편, UE 는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(downlink reference signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.
초기 셀 탐색을 마친 UE 는 PDCCH(physical downlink control channel) 및 상기 PDCCH 에 실린 정보에 따라 PDSCH(physical downlink control channel)를 수신함으로써 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다(S402).
한편, eNB 에 최초로 접속하거나 신호 전송을 위한 무선 자원이 없는 경우 UE 는 eNB 에 대해 임의 접속 과정(RACH)을 수행할 수 있다(S403~S406). 이를 위해, UE 는 물리 임의 접속 채널(physical random access channel, PRACH)을 통해 특정 시퀀스를 프리앰블로서 전송하고(S403), PDCCH 및 대응하는 PDSCH 를 통해 상기 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S404). 경쟁 기반 RACH 의 경우, 추가적으로 충돌 해결 과정(contention resolution procedure)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 과정을 수행한 UE 는 이후 일반적인 UL/DL 신호 전송 과정으로서 eNB 로부터 PDCCH/PDSCH 수신(S407) 및 PUSCH/PUCCH 전송(S408)을 수행할 수 있다. 특히 UE 는 PDCCH 를 통하여 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)를 수신한다. 여기서 DCI 는 UE 에 대한 자원 할당 정보 등의 제어 정보를 포함하며, 그 사용 목적에 따라 포맷이 서로 다르다.
한편, UE 가 상향링크를 통해 eNB 에 전송하는 또는 UE 가 eNB 로부터 수신하는 제어 정보는 하향링크/상향링크 ACK/NACK 신호와, 채널 품질 지시자(channel quality indicator, CQI), 프리코딩 행렬 인덱스(precoding matrix index, PMI), 랭크 지시자(rank indicator, RI) 등을 포함한다. 3GPP LTE 시스템의 경우, UE 는 CQI/PMI/RI 등의 제어 정보를 PUSCH 및/또는 PUCCH 를 통해 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 동일한 주파수-시간 자원을 이용해 동시에 송수신이 이루어지는 FDR (Full-duplex radio) 통신 환경에서 단말과 기지국이 통신을 함에 있어 이동 중계기(mobile relay)로 활용할 수 있는 단말 및 이동기지국을 위한 간섭 제거 방안에 대해서 기술한다. 일반적인 Half-duplex 방식인 Time division duplex(TDD), Frequency division duplex(FDD) 와 달리 FDR 에서는 동일한 시간-주파수 영역의 자원을 사용해서 기지국과 단말이 동시에 송수신을 수행하기 때문에, 각 송수신 링크 사이에서 상향/하향 간섭이 동시에 발생한다. FDR 의 유력한 Use-case 중 하나인 mobile relay 에서는 이러한 FDR 의 간섭 특성으로 인해서 불필요한 간섭을 재생산할 수 있기 때문에, mobile relay 가 유발하는 간섭을 제어해야만 통신의 성능이 충분히 보장된다.
본 발명에서는 mobile relay 에서 전송되는 desired signal 이 유발하는 link-to-link 간섭을 처리함에 있어, FDR 의 자기간섭(Self-interference) 제거 원리 방안을 활용한다. 이를 통해서 기지국과 인접 단말의 수신단에 안정적인 수신 성능을 보장할 수 있다.
도 4는 예시적인 FDR (Full-Duplex Radio) 시스템을 도시한 도면이다.
일반적으로 full duplex 이라 함은 기지국 혹은 단말이 상향/하향 링크를 주파수/시간 등으로 나누어 Duplexing 하지 않고 전송하는 것을 지원하는 송신단 수신단 기술을 일컫는다. 즉, Fig. 4 와 같이 단말 1 과 단말 2 가 동일한 주파수/시간 자원을 이용하여 상/하향 링크로 통신을 하기 때문에, 각 단말은 송신을 하는 동시에 다른 기지국 또는 단말로부터 전송된 신호를 수신해야 한다. 따라서 도 4 의 곡선과 같이 자신의 송신 신호가 수신 안테나로 직접적으로 자기 간섭을 유발할 수 있는 기본 적인 통신 환경이 만들어 진다.
전체적으로 멀티 셀 배치 환경을 고려할 경우, FDR 의 도입으로 예상되는 새로운 간섭 또는 증가되는 간섭을 정리하면 아래와 같다.
- Self-user 간섭
- Multi-user 간섭
- Inter BS(또는 eNB) 간섭
도 5는 FDR 시스템에서의 간섭을 설명하기 위한 도면이다.
Self-user 간섭은 도 4 에서와 같은 자신의 송신 신호가 직접으로 수신 안테나에 간섭을 유발하는 것을 의미한다. 일반적으로 Self-간섭은 자신의 desired signal 보다 약 60-90dB 강하게 수신되기 때문에, 제거 작업을 통해서 완벽히 제거하는 것이 중요하다.
두번째로 Multi-user 간섭은 도 5 와 같이 단말 사이에 발생하는 간섭을 의미한다. 기존의 통신 시스템에서는 상향링크 하향링크에 각각에 대해서 주파수 또는 시간 등으로 분리하는 Half-duplex(예: FDD, TDD)를 구현하였기 때문에, 상/하향 링크 사이에는 간섭이 발생하지 않는다. 그러나 Full-duplex transmission 에서는 상/하향 링크는 동일한 주파수/시간 자원을 공유하기 때문에, 도 5 와 같이 데이터를 송신하는 기지국과 인접 단말들 사이에 항상 간섭이 발생하게 된다.
마지막으로 Inter BS 간섭은 기지국 사이에 발생하는 간섭을 의미한다. 이것은 Multi-user 간섭과 동일한 통신 상황을 의미하며, 기지국 간에 상/하향 링크 자원 공유로 항상 간섭이 발생하는 것을 의미한다. 즉 FDR 은 동일한 시간/주파수 자원을 상/하향 링크에서 공유함으로써 주파수 효율을 증가시킬 수 있지만, 이러한 간섭 증가로 인해서 주파수 효율성 제고에 제약이 발생할 수 있다.
이하에서는 이러한 간섭을 manage 하기 위한 방법에 대해 설명한다.
도 6은 FDR 통신 시스템에서 간섭을 모델링하기 위한 도면이다.
FDR 통신 환경에서 기존의 자기 간섭 제거 방법을 설명하기 위해서 도 6 과 같은 FDR 통신 환경을 가정한다. 두 eNB 와 UE 는 동시에 동일한 시간-주파수 자원으로 송수신이 가능하다. 이때 자기 간섭 제거 기법 적용의 설명을 위해서 단말의 수신기 입장에서 수신된 신호로부터 자기 간섭을 제거하는 프로시저를 통해서 기존 자기 간섭 제거 방법에 대해서 기술한다.
도 6 의 eNB 와 UE 는 모두 다중 안테나를 가지고 있다고 가정한다.
eNB(기지국) 전송 안테나 수: Mtx
eNB(기지국) 수신 안테나 수: Mrx
UE(단말) 전송 안테나 수: Ntx
UE(단말) 수신 안테나 수: Nrx
도 7 및 도 8 은 각각 FDR 시스템에서 다중 안테나를 가진 송신단 및 수신단 구조를 나타낸 도면이다.
여기에서는 실제 UE 의 수신 안테나에는 자신의 desired signal(HD), self-interference signal(HI)가 동시에 들어오게 된다.
최종적으로 송수신단에서 filtering 을 통한 자기 간섭 제거 기법을 적용하지 않을 경우 UE 의 수신기에서 수신한 전체 신호는 다음과 같이 표현된다.
Figure pct00001
여기에서 송신단 filtering G tx 는 공통으로 적용할 수도 있고, Identity 행렬을 적용할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 바람직한 실시형태를 채용하는 예시적인 시스템을 도시한다.
본 발명의 일 실시형태에선 도 9 와 같은 이동 중계기가 운용되는 FDR 통신 시나리오를 가정한다. 이때 이동 중계기(Mobile relay)는 기지국, 소형 기지국 또는 단말이 될 수 있다. 도 9 의 왼쪽은 BS 가 MS1 과 MS2 에 동시에 동일한 정보를 전송하거나, 방송 정보를 전송하고, MS1 은 동시에 동일한 주파수-시간 자원을 이용해서 기지국에 상향링크 정보를 전송하고 있다. 여기에서 MS2 는 이동 중계기로 운용되기 때문에, 전송 받은 하향링크 정보를 MS3 에게 전송해야 한다. 따라서 MS2 는 기지국으로부터 받은 정보를 복호하기 위한 처리 시간이 필요하기 때문에, 일정 시간 지연 이후 프레임에 해당 정보를 MS3 에게 전송한다. 도 9 의 오른쪽은 MS2 가 이전 프레임/서브프레임에 전송받은 신호를 MS3 에게 전송하고 동시에 BS 로부터 새로운 정보를 수신하는 과정을 나타내고 있다. 이때, 이동 중계기 MS2 가 MS3 에게 전송하는 신호는 BS 와 인접 MS1 에게는 간섭을 유발한다. 그러나 MS2 가 유발하는 간섭 신호가 포함하는 정보가 MS1 과 BS 가 알고 있는 방송 정보일 경우 해당 간섭 신호를 다르게 정의할 수 있다.
이동 중계기가 중계하는 방송 정보는 알고 있는 정보이다. 이는 기지국이 이동 중계기뿐만 아니라 링크된 단말들에게 동일한 정보를 동시에 전송하기 때문이다. 이동 중계기는 수신 받은 정보를 지연 타임(프레임/서브프레임) 이후에 전송하기 때문에, 기지국과 인접 단말은 해당 신호에 대해서 이미 알고 있다.
다만, 기지국과 인접 단말은 이동 중계기가 전송한 신호를 정확히 예측 할 수 없다. 이는, 이동 중계기가 목표 단말을 목적으로 전송함에 있어서 Pre-coding, 자원할당 정보, Modulation and coding 정보에 기반한 처리를 수행하지만, 기지국과 인접 단말들은 이에 대해 알 수 없기 때문이다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상술한 예의 이동 중계기 (relay station)이 기지국 또는 다른 단말(들)에게 위와 같은 프로세싱에 이용된 정보를 알려 주어, 기지국 또는 다른 단말(들)이 이러한 정보에 기반하여 간섭 관리(간섭 제거)를 수행할 수 있도록 하는 것을 제안한다. 즉, 본 발명에서는 FDR 통신을 함에 있어 이동 중계기를 운용을 통해 발생하는 간섭을 자기 간섭 제어를 위한 유용한 신호로 활용할 수 있는 방안을 제시한다.
기본적으로 기지국은 이동 중계기가 중계하는 모든 신호를 알고 있기 때문에 자기 간섭(self-interference)으로 간주하여 일반적인 FDR 환경에서 적용되는 자기 간섭 제거 원리를 활용하여 제거할 수 있고, 인접 단말들은 공통적으로 모든 단말들에게 전송되는 방송 정보 일 경우에만 이동 중계기가 중계하는 신호에 대해서 자기 간섭 제거 원리를 활용할 수 있다. 이를 위해 본 실시형태에서는 이동 중계기가 중계 정보를 전송함에 있어, 해당 정보의 변조 기법, 빔포밍, 자원 할당 정보를 기지국 또는 인접 단말들에게 전송하는 것을 제안한다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 의 이동 중계기로 동작하는 MS2 는 기지국이 셀내 단말들에게 공통적으로 전송하는 정보 또는 패킷에 대해서 기지국 커버리지 밖에 있는 단말 MS3 를 위해 정보를 중계한다.
구체적으로 도 10 과 같이 이동 중계기로 동작하는 MS2 는 이전 서브프레임에서 전송받은 중계 정보를 'N subframe' 지연을 거친 이후 MS3(Cell-edge MS)에게 전송한다고 가정한다. 예를 들어 SF(subframe) #0 에서 송신 받은 정보를 다시 MS3 에게 다음 서브프레임 SF#1 에서 전송하게 된다(N=1 일 경우). 따라서 이동 중계기는 우선적으로 기지국이 보낸 방송 정보를 우선적으로 검출, 복호하는 작업을 수행해야 한다.
이때 이동 중계기가 다음 프레임에서 단말 MS3 에게 전송하는 신호가 기지국과 인접 단말 MS1 에게는 간섭이 될 수 있다.
도 11은 MS2 가 이동 중계기로 동작할 때 채널 사이의 관계를 도시한다.
도 11 과 같이 이동 중계기가 'N=1' 서브프레임의 지연 시간을 가지고 MS3 에게 동일한 Packet 을 중계한다면, 이때 기지국(BS), 인접 단말 (MS1), 이동 중계기(MS2) 에서 수신하는 신호 벡터 r BS,r 1,r 2 를 각각 수식으로 나타내면 아래 수학식 2 내지 4 과 같다.
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
여기에서 UL/DL 채널 대칭성을 가정하면, 상/하향 채널은 수학식 5 와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00005
여기서, F BS ,F 1,F 2 는 기지국(BS), MS1, MS2가 빔포밍을 위해서 사용하는 프리코딩 행렬을 의미한다. 예를 들어 빔포밍을 하지 않는다면 F BS ,F 1,F 2 는 I-행렬이 된다. X m 는 인접 단말(MS1)이 기지국에 송신하는 UL data 신호를 나타내며, 방송 정보 X k 와는 관련이 없다. X ' k 는 이동 중계기(MS2)가 셀 경계 단말(MS3)에게 전송하기 위해 기지국 정보 X k 복호 후 다시 채널 코딩 및 변호(MCS)를 거친 신호를 의미한다.
이하에서는 이동 중계기의 서브프레임 지연 N=1로 가정하고 설명한다.
기지국은 상기 수학식 2에서처럼 MS1이 보낸 Desired 신호 H B1 F 1 X m 를 검출할 때, 이동 중계기가 유발하는 간섭 신호의 H B 2 F 2 X ' k 에 대한 정보를 알아야 기지국단에서 해당 신호에 대한 reconstruction 이후 간섭 제거를 수행할 수 있다. 인접 단말(MS1)은 기지국이 송신한 desired 신호가 H 1 B F BS X k +1 이 된다. 여기에서 H 12 F 2 X ' k 는 이동 중계기가 전송한 신호가 유발하는 간섭 신호이다.
수학식 2와 3에서는 공통적으로 이동 중계기(MS2)가 유발하는 간섭 성분은 기지국과 인접 단말(MS1)이 이미 이전 서브프레임 SF#0에서 획득한 정보 Packet#K임을 알 수 있다. 따라서 인접 기지국과 단말은 이동 중계기가 송신한 신호 생성에 사용된 변조기법, 빔포밍 정보, 자원 할당 정보를 알 수 있다면, 각 수신단에서 이동 중계기가 전송한 신호를 완벽히 복원할 수 있다.
도 12는 중계기에서 신호를 프로세싱하는 예를 도시한다.
도 12에 도시된 바와 같이 이동 중계기 (relay station)은 Information 'packet#k' 를 수신 후 channel coding, modulation, 프리코딩, resource mapping, OFDM 신호 생성 등의 처리 절차를 거쳐 자신에 의해 서비스되는 MS에 신호를 전송할 수 있다.
도 12에서처럼 Information 'packet#k' 는 기지국, 인접단말, 이동 중계기가 모두 가지고 있는 정보이다. 따라서 인접단말과 기지국은 이동 중계기가 방송 정보를 변조/빔포밍/자원할당 방법을 알 경우 각 단에서 완벽히 해당 신호를 복원할 수 있음을 다시 한번 확인할 수 있다.
구체적으로 변조방식(MCS, modulation and coding scheme)은 Packet#K가 X ' k 로 변환되는 정보를, 빔포밍(일반적으로 프리코딩)은 F 2 를, 자원 할당(Resource allocation) 방식은 중계 신호의 시간-주파수 영역 할당 위치를 알려주게 된다.
따라서 이동 중계기는 중계 정보를 전송할 경우 사용한 변조/빔포밍/자원할당 방법을 인접 단말과 기지국에 방송하는 경우 위와 같은 간섭 제거를 구현할 수 있다. 방송 정보를 만드는 방법은 아래와 같다.
- MCS (Modulation and coding scheme) 정보
이동 중계기가 중계 정보를 변조 함에 있어 사용하는 code-rate과 QAM level을 미리 정해 놓을 수 있다. 이 set을 미리 정해놓으면 간단한 bit-map 형식으로 정보를 전송하면 된다. 예를 들어 표 1처럼 총 16종류의 code-rate 및 QAM level을 지원할 경우, 총 4bit 정보를 방송한다.
Figure pct00006
- Beamforming 정보 정보
빔포밍은 일반적으로 프리코딩을 말하는데, 추정된 채널을 기반으로 중계해야 할 단말 방향을 최적의 빔을 만들어야 한다. 만일 빔포밍을 적용하지 않을 경우 이동 중계기가 사용하는 빔포밍 행렬은 F 2 → I Nt 가 된다. 즉 I-행렬이 됨을 의미한다. 프리코딩 행렬 역시 미리 정의해 놓을 수 있는데, 예를 들어 표 2 와 같이 총 4 개의 프리코딩 행렬이 정의되어 있다면, 총 2bit 정보를 방송한다.
Figure pct00007
- 자원 할당(Resource allocation) 정보
이동 중계기는 인접 단말에게 방송 정보를 중계할 때 고정된 자원을 이용함으로써 자원 할당 정보를 인접 단말과 기지국이 획득할 수 있다. 또는 주기적인 시그널링을 통해서 Semi-static 한 설정을 통해서도 알 수 있다.
-채널 추정
각 링크 사이의 채널은 일반적으로 사용하는 파일럿 설정을 통해서 추정이 가능하다고 가정한다.
상술한 실시형태에서는 이동 중계기가 자신이 서비스하는 MS 에 전송하기 위한 신호를 프로세싱하는 정보를 직접 BS 및 인접 MS(들)에 제공하는 것을 제안하였다. 한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 이동 중계기가 중계하는 정보에 대한 변조 기법, 프리코딩, 자원 할당 정보를 기지국에 피드백하고, 기지국은 동일한 정보를 셀내 단말들에게 방송하는 것을 제안한다. 이와 같은 방식으로도 동일하게 기지국/인접 단말은 중계기가 사용한 프로세싱 정보를 획득하여 간섭 관리를 수행할 수 있다.
또 다른 실시형태로서, 이동 중계기는 중계 하는 정보에 대한 변조 기법, 프리코딩, 자원 할당 정보를 기지국과 인접단말들에게 동시에 방송할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 기지국과 인접 단말이 이미 알고 있는 이동 중계기 전송 신호를 자기 간섭으로 간주하여 제거하는 것을 제안한다. 기지국과 인접단말은 이동 중계기가 유발하는 간섭 신호에 대해 방송 받은 정보를 바탕으로 각 수신단에서 reconstruction 할 수 있다. 따라서 FDR 의 자기 간섭 제거 시 가정하였던 상황과 동등한 원리를 적용할 수 있다. 단 기지국은 모든 단말에게 전송되는 방송 정보를 전달할 경우뿐 아니라, 셀 경계 단말에게만 전송할 정보를 이동 중계기가 중계 하는 경우에도 동일한 간섭 제거가 가능하다.
- 채널 추정
채널 추정을 통해서 기본적으로 이동 중계기와 기지국 사이의 채널 H B 2 는 이미 알고 있다고 가정한다. 즉 이동 중계기가 상향링크 전송을 위한 파일럿 전송시에 기지국/단말은 채널 추정이 가능하다.
- 프리코딩 정보
H B 2 F 2 X ' k 중 프리코딩 정보는 F 2를 의미하는데 이것은 셀 경계 단말(MS3)가 Static 한 단말이라고 가정할 경우, 이동 중계기의 주기적인 방송을 통해서 충분히 알 수 있다.
전송 신호(변조기법): H B 2 F 2 X ' k 중 X ' k 의 최종 변조 정보를 의미한다. 즉 channel coding 과 QAM modulation 을 할 경우 Semi-static 하게 조합을 선택한다고 가정한다. 이를 통해서 실제 이동 중계기가 생성한 최종 변조 신호 X ' k 를 알 수 있다.
기지국은 결국 이동 중계기가 유발하는 간섭에 대한 모든 정보를 획득하였기 때문에, 해당 신호에 대한 reconstruction 이후 수신 신호에서 빼주면 된다. 즉, 상기 수학식 2 의 경우 해당 reconstruction 신호를 뺄 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pct00008
여기에서 e 는 이동 중계기의 신호 생성 정보를 완벽히 알고 있다고 하더라고, 기본적으로 발생할 수 있는 채널 추정 오류, 시그널 프로세스의 상의 미세한 오류 등을 반영한 성분이다. 그러나, 그 값이 상당히 낮다고 가정할 수 있다.
또한 이러한 단순 signal subtraction 부터 FDR 에서 자기 간섭 제거에 사용할 수 있는 아날로그 제거, 디지털 제거 기법 모두 적용이 가능하다.
이하에서는 이와 같은 방법을 수행하기 위한 간섭 제거 방식에 대해 설명한다.
도 13 은 자기간섭제거(self interference cancellation)의 예를 도시한다.
앞에서 언급한 바와 같이 일반적으로 Self-interference 는 자신의 송신 신호가 인접은 수신 안테나에 직접으로 수신됨으로써 발생하는 간섭을 의미한다. 이때 간섭의 크기는 실제 수신 신호 대비 약 60-90dB 가 클 수 있다. 이러한 Self-interferaice 를 제거하는 방법으로는 도 13 에 도시된 바와 같이 3 가지 방법이 있는데, 각 기법에 따른 최대 제거 범위는 아래와 같다.
안테나 제거: 20-30dB
아날로그 제거:Max,45dB
디지털 제거: 20-25dB
각 기법의 적용 위치는 도 13 과 같다. 즉 Base band 에서 처리한 신호들이 DAC 를 거치기 전 또는 ADC 를 거친 후 범위에서 적용하는 것이 디지털 제거다. 디지털 제거에서는 Beamforming 과 같은 다양한 디지털 간섭 제거 기법들을 적용해서 Self interference cancellation(SIC)를 수행할 수 있으며, 그 범위는 약 20-25dB 가 된다.
다음으로는 DAC 를 거치거나, ADC 를 거치기 전 RF signal 에서 처리하는 아날로그 제거가 있다.
도 14 는 FDR 에서 아날로그/디지털 간섭 제어를 채용한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 14 와 같이 아날로그 제거는 두 번째 전송 채인에서 Self-interference 에 대한 디지털 estimation 을 통해서 아날로그 제거 signal 을 직접 만들어 RX 단에서 합쳐 주는 것을 의미한다. 이를 통해서 SIC 가 이루어진다. 도 14 는 이러한 아날로그 간섭 제거와 디지털 간섭 제거를 구현한 송수신단 구조를 동시에 나타내고 있다. 즉 아날로그 간섭 제거 기법에서는 송신단의 신호 자체를 반전하여 생성해서 수신단의 신호에 합쳐줌으로써, 직접 수신된 송신신호가 사라지게 하는 구조로 되어 있음을 알 수 있다.
도 15 는 안테나 제거(antenna cancellation)의 예를 도시한다.
이것은 2 개의 Tx 안테나와 1 개의 Rx 안테나로 구성된 transceiver 에서 2 개 송신 안테나로부터 전송된 신호가 수신 안테나로 들어올 때 180 도 반전 위상을 갖도록 구현함으로써, 두 전송 안테나로부터 송신된 신호의 위상이 180 도 차가 나게 된다. 이를 통해서 중앙에 위치한 Rx 안테나에 수신된 합산 신호는 Null 즉 0 이 된다. 도 15 는 이러한 안테나 제거 기법에 대한 간단한 구현 예를 보여 주고 있다. 여기에서 두 Tx 안테나와 Rx 안테나의 거리는 정확히 λ/2 만큼 차이가 난다. 따라서 위상이 정확히 180도 차이가 나게 된다.
일반적으로 안테나 제거 기법이 복잡도가 낮아 가장 구현이 간단한 특성을 가지고 있다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 일반적으로 안테나 제거 기법이 갖는 최대 제거 성능은 약 20-30dB 정도 알려져 있다. 그러나 FDR 시스템을 위해서는 약 70dB 정도의 SIC 성능이 필요하며, 이러한 기법은 일반적으로 앞서 언급한 3 가지 기법의 조합으로 달성할 수 있다.
그러나, 안테나 제거 기법의 성능이 극대화 될 수 있는 특정 통신 환경이 있으며, 본 발명은 이러한 통신 환경에 적용되는 것이 바람직하다.
도 16 은 신호 대역폭 및 중심 주파수에 기반한 안테나 간섭 제어를 수행하는 예를 도시한다.
일반적으로, 시스템 대역폭이 작을수록, 중심 주파수가 고주파로 갈수록 안테나 IC 의 성능이 급격히 증가한다. 도 16 은 이러한 안테나 IC 의 성능을 나타내는 그래프이다. 여기에서 보면 중심 주파수가 높아질수록 제거 그래프가 아래로 시스템 대역폭이 작을수록 그래프가 왼쪽으로 이동함을 알 수 있다.
따라서 이러한 현상으로 한 가지 Insight 을 도출할 수 있다. 고주파 협대역을 FDR 통신 영역으로 할당할 경우, 안테나 제거만으로도 충분한 SIC 성능을 보장할 수 있기 때문에, FDR 의 성능을 보장할 수 있으며, 구현 복잡도 역시 낮출 수 있다. 일반적으로 고주파 전송 대역은 넓은 주파수 대역을 이용하여 전송하는 광대역 통신을 지향하기 때문에, 이러한 고주파 전송 대역의 일부 영역을 FDR zone 으로 설정할 경우, 안테나 IC 를 통한 Self-interference 제거에 유리한 환경이 만들어져 충분한 성능을 도출할 수 있다.
한편, 이하에서는 자기 간섭 제거 방법으로서 Zero-forcing filtering 과 MMSE filtering 를 설명한다.
Zero-Forcing filtering 은 송수신단에서 Null space projection 을 통한 성능개선을 위한 가장 간단한 방법이다. 즉, 간섭 채널 HI 의 Eigen value 가 0 가 랭크에 간섭 신호를 projection 시킨다. 이를 통해서 송신 신호는 송신기로부터 방사는 되지만, 수신기에는 아무런 영향을 미치지 않는다. 이러한 ZF filtering 은 간단히 구현될 수 있기 때문에, 송신단과 수신단에 모두 적용이 가능하다. 송수신단에서 구현하는 Tx filtering 과 Rx filtering 은 아래의 의사 역행렬을 이용하여 식 7 및 8 로 간단히 구현할 수 있다.
Figure pct00009
Figure pct00010
(·)+는 의사역행렬 (pseudo-inverse matrix) 을 나타낸다.
Filtering 이 적용된 수신신호는 식 1 에서 아래 식 9 와 같이 최종 변경된다. 여기에서 만약 완벽한 자기 간섭 제거가 이루어졌다면, 최종적으로
Figure pct00011
이 되고, Desired signal 과 잡음만 남게 된다.
Figure pct00012
한편, MMSE filtering 은 수신단에서 적용하는 방법이다. 즉 수신 신호에서 MSE 을 최소화하는 방법이기 때문이다. 따라서 Tx filtering 은 ZF Tx filtering 을 그대로 적용할 수 있으며, 이러한 경우 전체 간섭 제거 성능 향상을 기대할 수 있다. MMSE Rx filtering 만으로도 충분한 자기 간섭 제거는 가능하며, 송신단은 ZF 과 동일한 G tx 를 적용하고 G rx 에만 MMSE filtering 을 적용하는 filtering 구현 방법은 아래 수학식 10 및 11 과 같다.
Figure pct00013
Figure pct00014
MMSE Rx Filtering 이 적용된 수신신호는 식 1 에서 아래 식 12 와 같이 최종 변경된다. 즉 ZF Rx filtering 이 적용된 수식 9 와 동일한 식을 갖게 되며, 최종적으로 G rx 만 식 11 과 같이 구현된다.
Figure pct00015
상술한 바와 같이 본 발명에서는 동일한 주파수-시간 자원을 이용해 동시에 송수신이 이루어지는 Full-duplex radio(FDR) 통신 환경에서 단말과 기지국이 통신을 함에 있어 이동 중계기로 활용할 수 있는 단말 및 이동기지국을 위한 간섭 제거 방안에 대해서 기술하였다. 일반적인 Half-duplex 방식인 Time division duplex(TDD), Frequency division duplex(FDD) 와 달리 FDR 에서는 동일한 시간-주파수 영역의 자원을 사용해서 기지국과 단말이 동시에 송수신을 수행하기 때문에, 각 송수신 링크 사이에서 상향/하향 간섭이 동시에 발생한다. FDR 의 유력한 Use-case 중 하나인 이동 중계기에서는 이러한 FDR 의 간섭 특성으로 인해서 불필요한 간섭을 재생산할 수 있기 때문에, 이동 중계기가 유발하는 간섭을 제어해야만 통신의 성능이 충분히 보장된다. 본 발명에서는 이동 중계기에서 전송되는 desired signal 이 유발하는 link-to-link 간섭을 처리함에 있어, FDR 의 Self-간섭 제거 원리 방안을 활용한다. 이를 통해서 기지국과 인접 단말의 수신단에 안정적인 수신 성능을 보장할 수 있다.
이하에서는 이와 같은 방법을 수행하기 위한 장치 구성에 대해 살펴본다.
도 17은 본 발명에 일시형태에 따른 통신 장치의 구성도이다.
도 17 에 도시된 장치는 상술한 메카니즘을 수행하도록 구성된 사용자단말 및/또는 기지국일 수 있으나, 동일한 동작을 수행하기 위한 임의의 장치이면 가능하다.
도 17 에 도시된 바와 같이, 장치는 DSP/마이크로프로세서(110) 및 RF 모듈(송수신기; 135)를 포함할 수 있다. DSP/마이크로프로세서(110)은 송수신기(135)와 연결되어 이를 제어한다. 이러한 구성 및 설계 자의 의도에 따라 상기 장치는 전력 관리 모듈(105), 배터리( 155), 디스플레이(115), 키패드(120), SIM 카드(125), 메모리 장치(130), 스피커(145), 입력 장치(155)를 더 포함할 수 있다.
해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 사상 또는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항과 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 방법은 3GPP LTE 시스템에 적용된 예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 3GPP LTE 시스템 외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용 가능하다.

Claims (16)

  1. 이동 통신 시스템에서 제 1 스테이션이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 제 1 신호를 수신하고,
    제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하기 위해 프로세싱하기 위한 상기 제 2 스테이션의 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 획득하며,
    상기 제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 상기 제 3 스테이션에 전송하는 동안 상기 기지국으로부터 제 2 신호를 수신하고,
    상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세성 방식에 대한 정보에 기반하여 상기 제 2 스테이션으로부터의 상기 제 1 신호 전송에 의해 유발되는 간섭을 관리하는, 신호 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 프로세싱 방식은 변조 및 코딩 방식, 프리코딩 방식 및 자원 할당 방식 중 하나 이상을 포함하는, 신호 수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호는 상기 기지국에 의해 상기 제 2 스테이션을 포함하는 복수의 스테이션들에게 방송된 방송 신호인, 신호 수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보는 상기 제 2 스테이션으로부터 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하여 획득하는, 신호 수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보는 상기 제 1 스테이션에서 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 추정하여 획득하는, 신호 수신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보는 상기 기지국으로부터 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하여 획득하는, 신호 수신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션은 상기 기지국에 의해 직접 서비스되는 단말이며, 상기 제 2 스테이션은 중계기이며, 상기 제 3 스테이션은 상기 중계기에 의해 서비스되는 다른 단말인, 신호 수신 방법.
  8. 이동통신 시스템에서 제 1 스테이션이 신호를 중계하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 제 2 스테이션으로 전송될 신호를 수신하고,
    상기 수신 신호를 특정 방식에 따라 프로세싱하며,
    상기 기지국 및 상기 기지국에 의해 서비스되는 제 3 스테이션 중 하나 이상이 다른 신호를 수신 받는 동안 상기 프로세싱된 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송하고,
    상기 특정 방식에 대한 정보를 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상에 전송하는, 신호 중계 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 특정 방식에 대한 정보는 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상에 의해 상기 프로세싱된 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송함에 따라 발생되는 간섭을 관리하는데 이용되는, 신호 중계 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상은 상기 수신 신호를 알고 있으며,
    상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상은 상기 특정 방식에 대한 정보 및 상기 수신 신호에 대한 지식에 기반하여 상기 간섭을 관리하는, 신호 중계 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 이동 통신 시스템은 FDR (Full-Duplex Radio) 통신 방식을 이용하는, 신호 중계 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션은 중계기이며, 상기 제 2 스테이션은 상기 중계기에 의해 서비스되는 단말이며, 상기 제 3 스테이션은 상기 기지국에 의해 서비스되는 다른 단말인, 신호 중계 방법.
  13. 이동 통신 시스템에서 기지국이 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    제 1 스테이션으로 제 1 신호를 전송하고,
    상기 제 1 스테이션으로부터 상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 2 스테이션에 전송하기 위한 프로세성을 위한 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하고,
    상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송하는 동안 제 3 스테이션으로부터 제 2 신호를 수신하며,
    상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 전송함에 따라 발생되는 간섭을 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보 및 상기 제 1 신호에 대한 지식에 기반하여 관리하는, 신호 수신 방법.
  14. 이동통신 시스템에서 제 1 스테이션으로 동작하여 신호를 중계하는 장치에 있어서,
    기지국으로부터 신호를 수신하는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결되어 상기 송수신기에 의해 수신된 신호를 제 2 스테이션에 전송하기 위한 특정 방식에 기반하여 프로세싱하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 기지국 및 상기 기지국에 의해 서비스되는 제 3 스테이션 중 하나 이상이 다른 신호를 수신하는 동안 상기 송수신기가 상기 프로세싱된 신호를 상기 제 2 스테이션에 전송하도록 제어하며, 상기 기지국 및 상기 제 3 스테이션 중 하나 이상에게 상기 특정 방식에 대한 정보를 전송하도록 제어하는, 중계 장치.
  15. 이동통신 시스템에서 기지국으로부터 신호를 수신하는 제 1 스테이션으로 동작하는 장치에 있어서,
    상기 기지국으로부터 제 1 신호, 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하도록 제 2 스테이션에서 수행하는 특정 프로세싱 방식에 대한 정보, 및 상기 제 2 스테이션이 상기 제 1 신호를 제 3 스테이션에 전송하는 동안 상기 기지국으로부터 제 2 신호를 수신하는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결되어 상기 제 2 스테이션으로부터 전송되는 상기 제 1 신호에 의해 야기되는 간섭을 상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보에 기반하여 관리하는 프로세서를 포함하는, 스테이션 장치.
  16. 이동통신 시스템에서 기지국으로 동작하는 장치에 있어서,
    제 1 스테이션에 제 1 신호를 전송하고, 상기 제 1 스테이션으로부터 상기 제 1 신호를 제 2 스테이션에 전송하기 위한 특정 프로세싱 방식에 대한 정보를 수신하고, 상기 제 1 스테이션이 상기 제 2 스테이션으로 상기 제 1 신호를 전송하는 동안 제 3 스테이션으로부터 제 2 신호를 수신하는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결되어 상기 제 1 스테이션이 상기 제 1 신호를 전송함에 따라 발생하는 간섭을 상기 제 1 신호에 대한 지식 및 상기 특정 프로세싱 방식에 대한 정보에 기반하여 관리하는, 기지국 장치.
KR1020167010205A 2013-10-22 2014-04-30 전방향 무선 통신 시스템에서 이동 중개기의 간섭 관리 KR101830742B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361893900P 2013-10-22 2013-10-22
US61/893,900 2013-10-22
PCT/KR2014/003851 WO2015060510A1 (en) 2013-10-22 2014-04-30 Interference management for mobile relay in full-duplex radio communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160067870A true KR20160067870A (ko) 2016-06-14
KR101830742B1 KR101830742B1 (ko) 2018-04-04

Family

ID=52993077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167010205A KR101830742B1 (ko) 2013-10-22 2014-04-30 전방향 무선 통신 시스템에서 이동 중개기의 간섭 관리

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10020867B2 (ko)
KR (1) KR101830742B1 (ko)
WO (1) WO2015060510A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11552671B2 (en) 2019-07-24 2023-01-10 Samsung Electronic Co., Ltd. Method and apparatus for removing self-interference signal in full-duplex communication system

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015077963A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-04 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Base station, apparatus and methods therein for handling uplink-to-downlink interference between ues
US9923705B2 (en) * 2014-10-06 2018-03-20 Parallel Wireless, Inc. Full-duplex mesh networks
KR102251970B1 (ko) * 2015-05-07 2021-05-14 삼성전자 주식회사 풀 듀플렉스 방식을 지원하는 통신 시스템에서 자기 간섭 신호 제거 장치 및 방법
WO2018008780A1 (ko) * 2016-07-07 2018-01-11 엘지전자 주식회사 Fdr 환경에서 자기간섭 제거를 위한 동작을 경감하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
WO2018058455A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 Panasonic Intellectual Property Corporation Of America User equipment, base station and wireless communication method
SG11202000109UA (en) * 2017-07-07 2020-02-27 Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd Interference coordination method and apparatus, base station, and user equipment
FR3093265A1 (fr) * 2019-02-22 2020-08-28 Orange Procédé de communication et dispositifs d’un réseau de communication sans fil

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100008284A1 (en) 2006-10-13 2010-01-14 Su-Chang Chae Relaying method of relay station(rs) using a direct relaying zone in multihop relay system
KR101508376B1 (ko) * 2008-03-05 2015-04-08 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 데이터 송수신 장치 및 방법
KR101402239B1 (ko) 2008-04-02 2014-06-27 한국과학기술원 다중 홉 무선통신 시스템에서 신호를 전송하는 방법 및 장치
KR101498286B1 (ko) 2008-05-23 2015-03-03 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서의 자동 이득 제어 장치 및 방법
KR101577455B1 (ko) 2008-12-03 2015-12-15 엘지전자 주식회사 데이터 중계 방법
US9185711B2 (en) * 2010-09-14 2015-11-10 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for mitigating relay interference
US9491766B2 (en) * 2010-12-08 2016-11-08 Nokia Technologies Oy Device-to-device communication scenario
KR20130036937A (ko) 2011-10-05 2013-04-15 삼성전자주식회사 멀티 홉 네트워크에서 릴레이 노드가 간섭을 관리하는 방법 및 간섭을 관리하는 릴레이 노드
US9095000B2 (en) * 2011-10-19 2015-07-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Machine type communication gateway user equipment and machine type communication data relay method of the same
KR101733630B1 (ko) * 2013-05-31 2017-05-10 노키아 솔루션스 앤드 네트웍스 오와이 동작 모드에 대한 정보에 기초하여 스케줄링 기간들을 구성하기 위한 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11552671B2 (en) 2019-07-24 2023-01-10 Samsung Electronic Co., Ltd. Method and apparatus for removing self-interference signal in full-duplex communication system

Also Published As

Publication number Publication date
US20160269094A1 (en) 2016-09-15
US10020867B2 (en) 2018-07-10
KR101830742B1 (ko) 2018-04-04
WO2015060510A1 (en) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10530555B2 (en) Apparatus and method for cancelling inter-cell interference in communication system
KR101830742B1 (ko) 전방향 무선 통신 시스템에서 이동 중개기의 간섭 관리
US9886812B2 (en) Antenna combining for massive MIMO scheme
US9712303B2 (en) Grouping based reference signal transmission for massive MIMO scheme
US8976725B2 (en) Communication system, relay device, communication terminal, and base station
CN111587556B (zh) 用户装置和无线通信方法
EP2557875A1 (en) Wireless communication system
US10945310B2 (en) Method and device for wireless communication in UE and base station
US9871566B2 (en) Grouping based reference signal transmission for massive MIMO scheme
CN110741595A (zh) 频率资源分配的方法
KR101784040B1 (ko) 무선 접속 시스템에서 인접 셀 간 간섭을 회피하기 방법 및 장치
KR20170090307A (ko) 전이중화 기반 이동 통신 시스템에서의 신호 전송 방법 및 그 장치
JP2024037987A (ja) サブテラヘルツサブバンド平坦化フィードバック
JP2023506367A (ja) ミリメートル波テストにおけるオーバージエア（ｏｔａ）チャネル等化
US11929947B2 (en) Fairness and complexity constrained uplink transmission using coordinated multipoint (CoMP) non-orthogonal multiple access (NOMA)
CN118160339A (zh) 小区覆盖扩展方法及用于其的装置
WO2023146753A1 (en) Handling of collision with ssb for ntn
KR20130039645A (ko) 제어 채널 확장 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant