KR20190051339A - Receiving terminal and method for interference cancellation in wireless communication system of multi user uplink environment - Google Patents

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KR20190051339A
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Abstract

The present invention relates to a receiving apparatus for cancellation of interference due to time and frequency offsets in a wireless communication system used by multiple users and a method thereof. The receiving apparatus comprises: an offset estimation unit for estimating a time and a carrier frequency offsets generated in each transmission signal of users based on a preamble and a pilot of a transmission signal of each of the users when the transmission signal of each of the users modulated according to a predetermined modulation scheme is received; a coefficient generation unit for generating a reception filter coefficient corresponding to each of the users based on the estimated time and the carrier frequency offsets; and a plurality of filter units for demodulating the transmission signal of each of the users by a demodulation scheme corresponding to the modulation scheme by applying the generated reception filter coefficient to detect data.

Description

다중 사용자가 이용하는 무선 통신 시스템에서 시간 및 주파수 오프셋에 의한 간섭을 제거하는 수신 장치 및 그 방법 {RECEIVING TERMINAL AND METHOD FOR INTERFERENCE CANCELLATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM OF MULTI USER UPLINK ENVIRONMENT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a receiving apparatus and method for eliminating interference due to time and frequency offsets in a wireless communication system used by multiple users,

본 발명은 다중 사용자가 이용하는 무선 통신 시스템에 시간 및 주파수 오프셋에 의한 간섭을 제거하는 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a receiving apparatus and method for eliminating interference due to time and frequency offsets in a wireless communication system used by multiple users.

최근 들어 차세대 이동통신에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 4세대의 여러 가지 문제점들을 보안하고자 하는 연구가 진행되고 있다. In recent years, researches on next generation mobile communication are being actively carried out, and studies are underway to secure various problems of the fourth generation.

특히, 4세대에서 사용하고 있는 직교주파수분할(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM) 통신 방식이 5세대에는 적합하지 않기 때문에, 이를 대체할 만한 여러 가지 웨이브폼들이 제안되고 있다. 그 중의 하나로 Generalized Frequency Division Multiplexing(GFDM) 방식이 있다. GFDM은 OFDM을 시간과 주파수 축으로 일반화시킨 웨이브폼이다. OFDM과 GFDM 방식은 주파수 축으로 데이터를 쪼개서 보내는 멀티캐리어(multicarrier) 시스템이다. 업링크 상황에서 여러 사용자가 데이터를 보내게 된다면 기지국에는 데이터가 서로 다른 시간 및 오프셋이 걸려서 도착하게 된다. 따라서 원하는 사용자의 오프셋을 보상하더라도 다른 사용자의 오프셋은 여전히 존재하기 때문에 원하는 사용자에게 간섭을 미치게 된다. 이러한 간섭을 제거할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.In particular, since the fourth generation of Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) communication method is not suitable for the fifth generation, various alternative waveforms have been proposed. One of them is the Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) scheme. GFDM is a wave form that generalizes OFDM with time and frequency axis. The OFDM and GFDM schemes are multicarrier systems that divide and send data on the frequency axis. If multiple users send data in the uplink situation, the data arrive at the base station at different times and offsets. Therefore, even if the desired user's offset is compensated, the offset of the other user still exists, which causes interference to the desired user. A technique capable of eliminating such interference is needed.

미국등록특허 제 9,236,981호(발명의 명칭: GFDM radio transmission using a pseudo circular preamble)U.S. Patent No. 9,236,981 (entitled GFDM radio transmission using a pseudo circular preamble)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 시간 및 반송파 주파수 오프셋에 강인한 수신 필터를 사용하여 간섭을 제거하는 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.The present invention relates to a receiving apparatus and method for eliminating interference using a reception filter robust to time and carrier frequency offsets in a wireless communication system. It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 다중 사용자에 의한 간섭을 제거하는 수신 장치는, 기설정된 변조 방식에 따라 변조된 각 사용자의 전송 신호를 수신하면, 각 사용자의 전송 신호의 프리앰블 및 파일럿에 기초하여 각 사용자의 전송 신호에 발생된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 오프셋 추정부; 추정된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 기초로, 각 사용자에 대응하는 수신 필터 계수를 생성하는 계수 생성부; 및 생성된 수신 필터 계수를 적용하여 상기 각 사용자의 전송 신호를 상기 변조 방식에 대응된 복조 방식으로 복조하여 데이터를 검출하는 복수의 필터부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus for eliminating interference caused by multiple users in a wireless communication system according to the first aspect of the present invention, An offset estimator for estimating a time and a carrier frequency offset generated in each user's transmission signal based on the preamble and pilot of the transmission signal of each user; A coefficient generator for generating a reception filter coefficient corresponding to each user based on the estimated time and the carrier frequency offset; And a plurality of filter units for demodulating the transmission signals of the users by a demodulation scheme corresponding to the modulation scheme by applying the generated reception filter coefficients to detect data.

또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 무선 통신 시스템에서의 다중 사용자에 의한 간섭을 제거하는 방법에 있어서, 기설정된 변조 방식에 따라 변조된 각 사용자의 전송 신호를 수신하면, 상기 각 사용자의 전송 신호의 프리앰블 및 파일럿에 기초하여 상기 각 사용자의 전송 신호에 발생된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 단계; 추정된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 기초로, 각 사용자에 대응하는 수신 필터 계수를 생성하는 단계; 및 생성된 수신 필터 계수를 적용하여 상기 각 사용자의 전송 신호를 상기 변조 방식에 대응된 복조 방식으로 복조하여 데이터를 검출하는 단계를 포함한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of eliminating interference by multiple users in a wireless communication system, the method comprising: receiving a transmission signal of each user modulated according to a predetermined modulation scheme; Estimating a time and a carrier frequency offset generated in each user's transmission signal based on preambles and pilots of the user; Generating reception filter coefficients corresponding to each user based on the estimated time and carrier frequency offset; And demodulating the transmission signal of each user by a demodulation scheme corresponding to the modulation scheme by applying the generated reception filter coefficient to detect data.

또한, 본 발명의 제3 측면은, 상기 제1 측면의 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다. A third aspect of the present invention provides a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method of the first aspect on a computer.

전술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 개시는 GFDM 및 OFDM을 비롯한 무선 통신 시스템의 업링크 환경에서 다중 사용자의 신호 간섭에 의해 발생하는 시간 및 주파수 오프셋을 효과적으로 보상하여 데이터를 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 무선 통신 시스템의 수신단의 기본적인 구조를 변화시키지 않으면서도 다중 사용자 무선 통신 환경에 강인한 필터 설계가 가능하다.According to the above-mentioned problem solving means, the present disclosure can detect data by effectively compensating for time and frequency offset caused by multi-user signal interference in an uplink environment of a wireless communication system including GFDM and OFDM. According to a preferred embodiment of the present invention, a filter design robust to a multi-user wireless communication environment is possible without changing the basic structure of the receiving end of the wireless communication system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GFDM 데이터의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 복조기 구성을 상세히 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치가 적용된 GFDM 통신 시스템과 OFDM 통신 시스템에서의 SIR 성능을 나타내는 그래프를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 주파수 오프셋 변화에 따른 SIR 성능 그래프를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 수신 장치가 전송 신호의 간섭을 제거하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 1 is a configuration diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a structural diagram of GFDM data according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a demodulator configuration of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention in detail.
4 is a graph illustrating SIR performance in a GFDM communication system and an OFDM communication system to which a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
5 is a graph illustrating SIR performance according to a frequency offset change of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of eliminating interference of a transmission signal by a receiving apparatus in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a part is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 구성도이다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)이 GFDM(generalized frequency division multiplexing) 통신 시스템인 것으로 가정한다. 그러나, 무선 통신 시스템(10)은 GFDM 통신 시스템에 한정되지 않으며, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 통신 등의 다양한 통신 방식에 따른 무선 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 1 is a configuration diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, it is assumed that the wireless communication system 10 according to an embodiment of the present invention is a generalized frequency division multiplexing (GFDM) communication system. However, the wireless communication system 10 is not limited to the GFDM communication system, and may be applied to a wireless communication system according to various communication methods such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 송신 장치(11) 및 수신 장치(12)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a wireless communication system 10 according to an embodiment of the present invention includes a transmitting apparatus 11 and a receiving apparatus 12.

송신 장치(11)는 데이터(d)를 GFDM 변조(GFDM modulation) 처리하여 GFDM 신호를 송신한다. 이러한, GFDM 신호는 노이즈 채널(noise)을 통해 수신 장치(12)로 전송된다. 수신 장치(12)는 수신된 GFDM 신호를 GFDM 복조(GFDM demodulation) 처리하여 검출 데이터(

Figure pat00001
)로서 출력한다.The transmitting apparatus 11 performs GFDM modulation processing on the data d to transmit the GFDM signal. This GFDM signal is transmitted to the receiving apparatus 12 through a noise channel. The receiving apparatus 12 performs GFDM demodulation of the received GFDM signal to generate detection data (
Figure pat00001
).

무선 통신 시스템(10)의 구성에 대해 상세히 설명하기에 앞서, 도 2를 참조하여 GFDM 신호에 대하여 설명한다. Before describing the configuration of the wireless communication system 10 in detail, the GFDM signal will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GFDM 데이터의 구조도이다. 2 is a structural diagram of GFDM data according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, GFDM 데이터는 K 개의 서브캐리어(subcarrier)와 M개의 서브심볼(subsymbol)의 블록으로 이루어져 있다. 이때, 무선 통신 시스템(10)은 송신 장치(11)에서 각 서브캐리어마다 필터를 적용시키며, 이러한 GFDM 변조용 필터를 통과하면 대역외채널(OOB)을 줄일 수 있고, CP(cyclic prefix)를 이용하기 때문에 수신 장치(12)에서의 등화 과정을 간단히 할 수 있다.As shown in FIG. 2, the GFDM data is composed of K subcarriers and M subsymbol blocks. At this time, the wireless communication system 10 applies a filter for each subcarrier in the transmission apparatus 11. If the GFDM modulation filter is passed, the out-of-band channel OOB can be reduced, and a CP (cyclic prefix) The equalization process in the receiving apparatus 12 can be simplified.

다시 도 1을 참조하면, 송신 장치(11)는 전송하고자 하는 데이터(d)를 S/P 엔코더(serial to parallel encoder)를 통해 병렬 데이터로 변환하고, 병렬 처리된 데이터를 기 설정된 필터 등을 이용하여 GFDM 변조한다. 이때, 송신 장치(11)는 각 서브캐리어가 기 설정된 필터를 통과하도록 한다. 이후, 송신 장치(11)는 GFDM 변조된 GFDM 신호에 CP를 추가하여, 디지털-아날로그 컨버팅(D/A)을 통해 업컨버젼된 신호를 송출한다. Referring again to FIG. 1, the transmission apparatus 11 converts data (d) to be transmitted into parallel data through an S / P encoder (serial to parallel encoder), and uses parallel filters And performs GFDM modulation. At this time, the transmission apparatus 11 allows each subcarrier to pass a predetermined filter. Thereafter, the transmitting apparatus 11 adds the CP to the GFDM-modulated GFDM signal, and transmits the up-converted signal through the digital-analog converting (D / A).

이때, 송신 장치(11)에서 송출되는 GFDM 신호는 다음의 수학식 1과 같이 나타날 수 있다. At this time, the GFDM signal transmitted from the transmitting apparatus 11 can be expressed by the following Equation (1).

Figure pat00002
Figure pat00002

위 식에서,

Figure pat00003
은 서브캐리어가 통과되는 필터를 나타내며,
Figure pat00004
은 k번째 서브캐리어와 m번째 서브심볼로 전송하는 데이터를 나타낸다. In the above equation,
Figure pat00003
Denotes a filter through which subcarriers pass,
Figure pat00004
Represents data transmitted on the k-th sub-carrier and the m-th subsymbol.

한편, 위 수학식1은 다음의 수학식 2에서와 같이 행렬 형태로 표현될 수 있다. The above equation (1) can be expressed in a matrix form as shown in the following equation (2).

Figure pat00005
Figure pat00005

위 식에서, 여기서 G는

Figure pat00006
로서 MNxMK 크기의 행렬을 나타낸다. 여기서 N은 업샘플링 계수를 의미한다.In the above equation, G
Figure pat00006
Lt; RTI ID = 0.0 > MNxMK < / RTI > size. Where N is the upsampling factor.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 OFDM 통신 시스템에도 적용될 수 있다. 일반적으로, OFDM 통신은 데이터 심볼에 IFFT(inverse Fast Fourier Transform)을 수행하여 송신하는 OFDM 송신 장치와, OFDM 송신 장치로부터의 신호를 FFT를 수행하여 데이터를 복원하는 수신 장치로 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템(10)은 송신 장치(11)에서 상승 코사인 필터(raise cosine filter), 제곱근 상승 코사인 필터(root raised cosine filter) 등을 사용하며, 이때

Figure pat00007
이고 M=1 인 경우를 OFDM 통신이라고 할 수 있다. 즉, 상기 수학식 2에서의 G 행렬이 IFFT 행렬에 해당될 수 있으므로 OFDM의 구조와 같아지며, 따라서 GFDM 통신과 OFDM통신의 차이는 행렬 G에서 g[n]과 M이 어떤 값을 갖는지에 따라 결정될 수 있다. Meanwhile, as described above, the wireless communication system 10 according to an embodiment of the present invention can also be applied to an OFDM communication system. Generally, an OFDM communication comprises an OFDM transmitting apparatus for performing an inverse fast Fourier transform (IFFT) on a data symbol and transmitting the data symbol, and a receiving apparatus for performing FFT on a signal from the OFDM transmitting apparatus to recover data. The wireless communication system 10 according to an embodiment of the present invention uses a raise cosine filter and a root raised cosine filter in the transmitting apparatus 11,
Figure pat00007
And M = 1 is referred to as OFDM communication. That is, the G matrix in Equation (2) corresponds to the IFFT matrix, which is the same as the structure of OFDM. Therefore, the difference between the GFDM communication and the OFDM communication depends on the value of g [n] and M in the matrix G Can be determined.

수신 장치(12)는 GFDM 방식으로 변조된 GFDM 신호(즉, 전송 신호)를 수신한다. 이때, 전송 신호는 송신 장치(11)로부터 데이터(d)에 변조 행렬(G)이 곱해진 것으로서, 업링크 환경에서 다중 사용자로부터 수신된다. 따라서 전송 신호에는 다른 사용자의 신호 간섭에 따른 시간 오프셋과 반송파 주파수 오프셋(carrier frequency offset, CFO)이 발생하고 노이즈가 더해진다. The receiving apparatus 12 receives the GFDM signal modulated by the GFDM method (i.e., the transmission signal). At this time, the transmission signal is received from the multiple users in the uplink environment as the data (d) multiplied by the modulation matrix (G) from the transmitting apparatus (11). Therefore, a time offset and a carrier frequency offset (CFO) due to signal interference of other users are generated in the transmission signal and noise is added.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(12)는 전송 신호를 아날로그-디지털 컨버팅(A/D)을 통해 다운컨버전한 후, 디지털 컨버팅된 전송 신호에서 CP를 제거하며, 기 설정된 필터가 포함된 복조기를 통해 다중 사용자 신호 전송에 따라 발생하는 시간과 주파수 오프셋에 따른 간섭을 제거한 후 GFDM 복조한다. 수신 장치(12)가 GFDM 복조를 수행하는 방법에 대해서는, 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. Accordingly, the receiving apparatus 12 according to the embodiment of the present invention down-converts the transmission signal through analog-to-digital conversion (A / D), then removes the CP from the digitally converted transmission signal, And then performs GFDM demodulation after eliminating the interference due to the time and frequency offset caused by the transmission of the multi-user signal through the demodulator. A method by which the receiving apparatus 12 performs GFDM demodulation will be described in detail with reference to FIG.

다음으로, 수신 장치(12)는 GFDM 복조된 신호를 P/S 엔코더(parallel to resial encoder)를 통해 직렬 데이터로 컨버팅하여 검출 데이터(

Figure pat00008
)를 출력한다. Next, the receiving apparatus 12 converts the GFDM demodulated signal into serial data through a parallel to resial encoder (P / S encoder)
Figure pat00008
).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(12)의 복조기(300) 구성을 상세히 도시한다. FIG. 3 illustrates in detail a demodulator 300 configuration of a receiving apparatus 12 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 복조기(300)는 오프셋 추정부(310)를 통해 각 전송 신호의 앞에 존재하는 프리앰블 및 파일럿에 기초하여 각 사용자의 전송 신호에 발생된 시간 및 주파수 오프셋(

Figure pat00009
)을 추정한다. 이러한 시간 및 주파수 오프셋 예측 방법은 기존에 제안된 다양한 예측 알고리즘을 이용할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. First, the demodulator 300 demultiplexes the time and frequency offsets generated in the transmission signal of each user based on the preamble and pilot existing before each transmission signal through the offset estimation unit 310
Figure pat00009
). Since the various prediction algorithms proposed in the past can be used for the time and frequency offset prediction method, a detailed description will be omitted.

이때, 종래의 수신 장치는 정합필터나 제로포싱 필터를 사용하여 각 사용자의 데이터를 구분하였다. 그러나 정합필터나 제로포싱 필터는 전송 신호로부터 시간과 주파수 오프셋을 보상하는데에 어려움이 있어, 특정 사용자의 데이터만을 추출하기 어려웠다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(12)는 각 사용자의 시간과 주파수 오프셋을 효과적으로 제거할 수 있는 수신 필터(320)를 제안한다. At this time, the conventional receiving apparatus classifies data of each user by using a matched filter or a zero forcing filter. However, the matched filter and the zero forcing filter have difficulty in compensating the time and frequency offset from the transmission signal, and it is difficult to extract only the data of a specific user. Therefore, the receiving apparatus 12 according to an embodiment of the present invention proposes a receiving filter 320 that can effectively remove the time and frequency offset of each user.

먼저, 송신 장치(11) 및 수신 장치(12)의 오실레이터 및 도플러 효과로 인해 주파수 오프셋이 발생된 u 번째 사용자의 전송 신호는 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.First, the transmission signal of the u-th user in which the frequency offset is generated due to the oscillator and Doppler effect of the transmitting apparatus 11 and the receiving apparatus 12 can be expressed by Equation (3).

Figure pat00010
Figure pat00010

위 식에서,

Figure pat00011
는 u번째 사용자가 할당받은 부반송파로 데이터를 맵핑해주는 행렬로서, 총 K개의 부반송파중 u번째 사용자가 할당받은 부반송파 구역에 따라 달라질 수 있으며, 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. In the above equation,
Figure pat00011
Is a matrix for mapping data to subcarriers allocated to the u-th user, and may be varied according to subcarrier areas allocated by the u-th user among the K subcarriers, and may be expressed as Equation (4).

Figure pat00012
Figure pat00012

위 식에서,

Figure pat00013
는 u번째 사용자가 할당받은 부반송파 개수를 나타낸다. 따라서, 사용자에게 할당된 부반송파 위치에 따라 단위행렬(identity matrix)의 위치는 변하게 된다. 이러한 데이터를 각 사용자가 보내므로, 각 송신 장치(11)에 의해 송출되는 전송 신호(
Figure pat00014
)는 다음의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다. In the above equation,
Figure pat00013
Denotes the number of sub-carriers allocated by the u-th user. Therefore, the position of the identity matrix is changed according to the position of the subcarrier allocated to the user. Since these data are sent by each user, the transmission signal transmitted by each transmitting apparatus 11 (
Figure pat00014
Can be expressed by the following equation (5).

Figure pat00015
Figure pat00015

위 식에서, U는 데이터를 전송하는 사용자의 총 수를 나타낸다. In the above equation, U represents the total number of users transmitting data.

또한, 상기한 u 번째 사용자의 전송 신호는 시간 오프셋으로 인해 다음 프레임에서 샘플링될 수 있으며, 이렇게 시간 오프셋이 발생된 전송 신호는 다음의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다. The transmission signal of the u < th > user can be sampled in the next frame due to the time offset, and the transmission signal in which the time offset is generated can be expressed as Equation (6).

Figure pat00016
Figure pat00016

위 식에서,

Figure pat00017
는 현재 프레임에서 샘플링된 데이터를 나타내고,
Figure pat00018
는 다음 프레임에서 샘플링된 데이터를 나타내며,
Figure pat00019
과
Figure pat00020
는 각각 시간과 주파수 오프셋에 의해 시프트된 필터(즉, 변형된 G 행렬)을 나타낸다. In the above equation,
Figure pat00017
Represents the data sampled in the current frame,
Figure pat00018
Represents the data sampled in the next frame,
Figure pat00019
and
Figure pat00020
(I.e., a modified G matrix) shifted by time and frequency offset, respectively.

참고로,

Figure pat00021
과
Figure pat00022
는 백색잡음(Additive white Gaussian noise, AWGN) 채널에서 다음의 수학식 7과 같이 표현될 수 있다. Note that,
Figure pat00021
and
Figure pat00022
Can be expressed as Equation (7) in an additive white Gaussian noise (AWGN) channel.

Figure pat00023
Figure pat00023

Figure pat00024
Figure pat00024

위 식에서,

Figure pat00025
는 u 번째 사용자의 시간 오프셋을 나타내며, C는 주파수 오프셋(CFO) 대각행렬로서,
Figure pat00026
이다.In the above equation,
Figure pat00025
Denotes the time offset of the u-th user, C denotes the frequency offset (CFO) diagonal matrix,
Figure pat00026
to be.

추가적으로,

Figure pat00027
과
Figure pat00028
는 레일리(Rayleigh) 채널에서, 다음의 수학식 8내지 11로 표현될 수 있다. 먼저, 하기의 수학식 8은
Figure pat00029
인 경우를 나타내고, 수학식 9 내지 11 각각은
Figure pat00030
(L은 딜레이 분포(delay spread),
Figure pat00031
는 CP 길이),
Figure pat00032
, 및
Figure pat00033
인 경우를 나타낸다. Additionally,
Figure pat00027
and
Figure pat00028
Can be expressed by the following equations (8) to (11) in the Rayleigh channel. First, the following equation (8)
Figure pat00029
, And each of the equations (9) to (11) represents the case
Figure pat00030
(L is the delay spread,
Figure pat00031
CP length),
Figure pat00032
, And
Figure pat00033
.

Figure pat00034
Figure pat00034

Figure pat00035
Figure pat00035

위 식에서,

Figure pat00036
는 u번째 사용자에 할당된 채널로 첫 번째 열에
Figure pat00037
를 가지는 원형 행렬을 나타낸다.
Figure pat00038
(
Figure pat00039
)과
Figure pat00040
(
Figure pat00041
Figure pat00042
는
Figure pat00043
의 서브행렬을 나타낸다. 또한,
Figure pat00044
는 부반송파 간격으로 정규화된 주파수 오프셋을 의미한다.In the above equation,
Figure pat00036
Is the channel assigned to the u-th user
Figure pat00037
≪ / RTI >
Figure pat00038
(
Figure pat00039
)and
Figure pat00040
(
Figure pat00041
Figure pat00042
The
Figure pat00043
≪ / RTI > Also,
Figure pat00044
Denotes a frequency offset normalized at a subcarrier interval.

Figure pat00045
Figure pat00045

Figure pat00046
Figure pat00046

위 식에서,

Figure pat00047
는
Figure pat00048
를 나타내고,
Figure pat00049
는
Figure pat00050
를 나타내며,
Figure pat00051
는
Figure pat00052
를 나타낸다. In the above equation,
Figure pat00047
The
Figure pat00048
Lt; / RTI >
Figure pat00049
The
Figure pat00050
Lt; / RTI >
Figure pat00051
The
Figure pat00052
.

Figure pat00053
Figure pat00053

Figure pat00054
Figure pat00054

위 식에서,

Figure pat00055
는
Figure pat00056
를 나타내고,
Figure pat00057
는
Figure pat00058
(
Figure pat00059
는
Figure pat00060
)를 나타낸다. In the above equation,
Figure pat00055
The
Figure pat00056
Lt; / RTI >
Figure pat00057
The
Figure pat00058
(
Figure pat00059
The
Figure pat00060
).

전술한 바에 따라, 각 사용자가 보낸 전송 신호에 시간과 주파수 오프셋을 반영된 신호는 다음의 수학식 11과 같이 표현될 수 있다. As described above, a signal that reflects the time and frequency offset in the transmission signal transmitted from each user can be expressed by Equation (11).

Figure pat00061
Figure pat00061

다음으로, 수신 필터(320)는 u번째 사용자의 데이터를 추출하기 위해, 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 보상하여 복조 처리한다. 즉, 수신 필터(320)는 앞서 추정된

Figure pat00062
를 보상하고, 상기한 수학식 8에서와 같이 GFDM 복조(demodulation) 및 부반송파 반납(deallocation)을 수행할 수 있다. Next, the reception filter 320 compensates the time and carrier frequency offset for demodulation processing to extract the data of the u-th user. That is, the reception filter 320 receives the estimated
Figure pat00062
And perform GFDM demodulation and subcarrier deallocation as shown in Equation (8).

이때, 종래의 정합필터(matched filter) 또는 제로포싱 필터(zero-forcing filter)를 통해 추출된 사용자의 데이터는 다음의 수학식 12와 같이 표현될 수 있다. At this time, the data of the user extracted through a conventional matched filter or a zero-forcing filter can be expressed as Equation (12).

Figure pat00063
Figure pat00063

위 수학식 12를 참조하면, u 번째 사용자의 데이터는 검출할 수 있으나, 다른 사용자의 신호에 따른 간섭(즉, 시간 및 반송파 주파수 오프셋)이 존재하며, 이를 해결하기 위해서는 높은 수준의 연산 복잡성을 요한다는 단점이 존재한다. Referring to Equation (12), although data of the u-th user can be detected, interference (i.e., time and carrier frequency offset) depending on a signal of another user exists and a high level of computational complexity is required to solve the problem There are disadvantages.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 필터(320)는, 앞서 추정된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 기초로 각 사용자에 대응하는 수신 필터 계수를 생성하는 계수 생성부(321)와, 계수 생성부(321)에서 생성된 수신 필터 계수를 적용하여 각 사용자의 전송 신호를 복조 처리하여 데이터를 검출하는 복수의 필터부(322)를 포함한다. Therefore, the reception filter 320 according to an embodiment of the present invention includes a coefficient generation unit 321 that generates reception filter coefficients corresponding to each user based on the estimated time and the carrier frequency offset, And a plurality of filter units 322 for demodulating the transmission signals of the respective users by applying the reception filter coefficients generated in the reception filter unit 321 and detecting the data.

계수 생성부(321)는 각 사용자에 할당된 부반송파 영역의 각 심볼의 신호 대 간섭비(signal-to-interference ratio, SIR)를 최대화시키는 수신 필터 계수를 구한다. u 번째 사용자를 위한 수신 필터의 계수가

Figure pat00064
이면, 각 필터부(322)를 통해 검출되는 데이터(
Figure pat00065
)는 다음의 수학식 13과 같이 표현될 수 있다. The coefficient generation unit 321 obtains a reception filter coefficient that maximizes a signal-to-interference ratio (SIR) of each symbol of a subcarrier area allocated to each user. The coefficients of the receive filter for the u-th user are
Figure pat00064
The data detected through each filter unit 322 (
Figure pat00065
) Can be expressed by the following Equation (13).

Figure pat00066
Figure pat00066

위 식에서,

Figure pat00067
과
Figure pat00068
는 각각 v 번째 사용자에 의해 u 사용자의 시간 오프셋 및 주파수를 시프트시킨 필터를 나타낸다. In the above equation,
Figure pat00067
and
Figure pat00068
Represents a filter that shifts the time offset and frequency of the u-user by the v-th user, respectively.

한편, 위 수학식 13을 참조할 때, u 번째 사용자의 l 번째 심볼의 신호 대 간섭비는 다음의 수학식 14와 같이 표현될 수 있다. Referring to Equation (13), the signal-to-interference ratio of the l < th > symbol of the u < th > user can be expressed by Equation (14).

Figure pat00069
Figure pat00069

위 식에서,

Figure pat00070
는
Figure pat00071
의 l번째 행을 나타내고,
Figure pat00072
과
Figure pat00073
은 각각
Figure pat00074
와
Figure pat00075
의 l번째 열을 나타낸다. 즉, 상기한 수학식 14는 다음의 수학식 15로 정리될 수 있다. In the above equation,
Figure pat00070
The
Figure pat00071
Lt; th >
Figure pat00072
and
Figure pat00073
Respectively
Figure pat00074
Wow
Figure pat00075
Of the first column. That is, Equation (14) can be summarized as Equation (15).

Figure pat00076
Figure pat00076

Figure pat00077
Figure pat00077

Figure pat00078
Figure pat00078

이때, 계수 생성부(321)는 오프셋 추정부(310)에서 생성된 시간 오프셋 및 주파수 오프셋으로부터

Figure pat00079
과
Figure pat00080
을 구할 수 있다. At this time, the coefficient generation unit 321 generates a coefficient from the time offset and frequency offset generated in the offset estimation unit 310
Figure pat00079
and
Figure pat00080
Can be obtained.

따라서, 계수 생성부(321)에 의해 생성되는 각 사용자의 계수(

Figure pat00081
)는
Figure pat00082
을 최대화시키는
Figure pat00083
를 구함으로써 획득될 수 있으며, 다음의 수학식 18과 같이 표현될 수 있다. Therefore, the coefficient of each user generated by the coefficient generating unit 321 (
Figure pat00081
)
Figure pat00082
Maximizing
Figure pat00083
And can be expressed by the following equation (18). &Quot; (18) "

Figure pat00084
Figure pat00084

그러나 상기한 수학식 18의 최적해(solution)는

Figure pat00085
가 풀 랭크(full rank)인 경우에만 얻어질 수 있다. 그러나
Figure pat00086
는 풀 랭크가 될 수 없으므로, 상기한 수학식 18은 다음의 수학식 19로 변형될 수 있다. However, the optimal solution of Equation (18)
Figure pat00085
Can be obtained only when it is a full rank. But
Figure pat00086
Can not be a full rank, the above Equation (18) can be transformed into the following Equation (19).

Figure pat00087
Figure pat00087

위 식에서,

Figure pat00088
의 랭크는 1이며, 이와 같이 분모의 랭크가 1인 경우의 해는 논문 "H. Xu, J. Wang, J. Yuan, C. Jiang and C. Zhang, "Generalized RQ Minimization With Applications in Array Transmit Beamforming" (IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 16, no. , pp. 177-180, 2017.)을 참조하여 구할 수 있다. 이에 대해서는 본 발명의 기술분야의 당업자가 용이하게 구할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. In the above equation,
Figure pat00088
Is 1, and the solution when the denominator rank is 1 is described in the paper "H. Xu, J. Wang, J. Yuan, C. Jiang and C. Zhang," Generalized RQ Minimization With Applications in Array Transmit Beamforming (IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 16, no., Pp. 177-180, 2017.) This can be easily obtained by those skilled in the art, Is omitted.

상기한 논문에 따라, 상기 수학식 19의 최적해는 다음의 수학식 20과 같이 표현될 수 있다. According to the above paper, the optimal solution of Equation (19) can be expressed as Equation (20).

Figure pat00089
Figure pat00089

즉, 상기 수학식 20에서,

Figure pat00090
에 고유 분해(eigen-decomposition)를 수행하면,
Figure pat00091
는
Figure pat00092
로 표현되며, 이 때 V는
Figure pat00093
의 고유벡터(eigenvector)로 이루어진 행렬을 나타내며,
Figure pat00094
는
Figure pat00095
의 고유치(eigenvalue)를 나타낸다. 따라서,
Figure pat00096
는 V의 서브행렬로서, 다음의 수학식 21과 같이 표현될 수 있다. That is, in Equation (20)
Figure pat00090
When eigen-decomposition is performed on the data,
Figure pat00091
The
Figure pat00092
, Where V is
Figure pat00093
(Eigenvector) of the matrix,
Figure pat00094
The
Figure pat00095
(Eigenvalue) of the eigenvalue. therefore,
Figure pat00096
Is a sub-matrix of V, and can be expressed by the following equation (21).

Figure pat00097
Figure pat00097

위 식에서,

Figure pat00098
의 고유벡터를 통해
Figure pat00099
를 구한 후, 이를 수학식 20에 대입하여 l번째 심볼에 대한 수신 필터의 계수(
Figure pat00100
)를 구할 수 있다. 계수 생성부(321)는 상기한 과정을 각 심볼에 대해 반복 연산하여 u 번째 사용자의 수신 필터 계수인
Figure pat00101
를 구할 수 있다. 필터부(322)는 이렇게 산출된 수신 필터 계수를 입력받아 u 번째 사용자의 간섭 제거된 전송 신호를 복조할 수 있다. In the above equation,
Figure pat00098
Through the eigenvectors of
Figure pat00099
, And substituting this into Equation 20, the coefficient of the reception filter for the l < th > symbol (
Figure pat00100
) Can be obtained. The coefficient generation unit 321 repeatedly performs the above-described process for each symbol to calculate a reception filter coefficient
Figure pat00101
Can be obtained. The filter unit 322 receives the calculated reception filter coefficient, and can demodulate the interference canceled transmission signal of the u < th > user.

한편, 수학식 17을 통해 구해진 수신 필터의 계수는 전송 신호 수신때마다 실시간으로 계산하여 사용될 수도 있으나, 계수 생성부(321)에 의해 사전에 사용자 별로 시간 및 주파수 오프셋에 따른 계수값들이 산출되어 코드북으로 생성 및 저장된다. 그리고 계수 생성부(321)는 수신된 사용자 별 전송 신호의 시간 및 주파수 오프셋에 따라 코드북에 저장된 필터 계수들 중에서 매칭된 필터 계수를 사용할 수 있다. Meanwhile, the coefficient of the reception filter obtained through Equation (17) can be calculated and used in real time every time the transmission signal is received. However, the coefficient generator 321 calculates coefficient values according to time and frequency offset for each user in advance, Lt; / RTI > The coefficient generating unit 321 may use a matched filter coefficient among the filter coefficients stored in the codebook according to the time and frequency offset of the received user-specific transmission signal.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치가 적용된 GFDM 통신 시스템과 OFDM 통신 시스템에서의 SIR 성능을 나타내는 그래프를 도시한다. 도 4의 그래프는 2번째 사용자의 주파수 오프셋이 0.02인 경우의 시간 오프셋에 따른 1번째 사용자의 SIR 성능을 나타낸다. OFDM 통신 시스템과 GFDM 통신 시스템은 CP가 존재하기 때문에, CP 구간에는 시간 오프셋에 따른 영향이 존재하지 않으나, 주파수 오프셋으로 인해 낮은 SIR 값이 나타난다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 복조기(흑색선 및 하늘색선으로 도시됨)를 사용하는 경우, CP가 존재하는 구간에서는 성능이 급격히 향상되는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 복조기가 주파수 오프셋을 효율적으로 보상하고 있음을 확인할 수 있다. 4 is a graph illustrating SIR performance in a GFDM communication system and an OFDM communication system to which a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. The graph of FIG. 4 shows the SIR performance of the first user according to the time offset when the frequency offset of the second user is 0.02. Since the OFDM communication system and the GFDM communication system have a CP, there is no influence of the time offset in the CP interval, but a low SIR value appears due to the frequency offset. At this time, when the demodulator according to an embodiment of the present invention (shown by black lines and sky blue lines) is used, it can be seen that the performance is drastically improved in the period in which the CP exists. As a result, it can be seen that the demodulator according to the embodiment of the present invention effectively compensates the frequency offset.

도 5는 주파수 오프셋 변화에 따른 SIR 성능 그래프를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복조기(흑색선 및 하늘색선으로 도시됨)를 사용하는 경우, 종래의 복조기(청색선, 자색선 및 녹색선으로 도시됨)에서보다 향상된 성능을 나타내며, 특히, GFDM 통신 시스템에서 주파수 오프셋이 커질수록 보다 큰 성능 향상을 나타낸다.5 shows a SIR performance graph according to a frequency offset change. As shown in Figure 5, when using a demodulator (shown as black lines and blue light lines) according to an embodiment of the present invention, it is better to use a conventional demodulator (shown as a blue line, a purple line and a green line) And the higher the frequency offset in the GFDM communication system, the greater the performance improvement.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 복조기는 시간 오프셋이 CP 범위 안에서 발생하거나 높은 주파수 오프셋이 발생한 경우 효과적으로 다중 사용자에 따른 간섭을 제거하면서 동시에 데이터를 검출 할 수 있다. Therefore, the demodulator according to an embodiment of the present invention can efficiently detect data while eliminating interference caused by multiple users when a time offset occurs within a CP range or a high frequency offset occurs.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 수신 장치가 전송 신호의 간섭을 제거하는 방법에 대해서 설명하도록 한다. 이하, 도 6에 방법들은 앞서 설명된 도 1 내지 도 5 에서 설명된 실시예들과 관련된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하여도, 도 1 내지 도 5에서 앞서 설명된 내용들은, 도 6의 방법에 적용될 수 있다. Hereinafter, with reference to FIG. 6, a method of eliminating interference of a transmission signal by a reception apparatus in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the methods in Fig. 6 relate to the embodiments described in Figs. 1 to 5 described above. Therefore, the contents described above in Figs. 1 to 5 can be applied to the method of Fig. 6 even if omitted below.

먼저, 수신 장치(12)는 다중 사용자들로부터 전송 신호를 수신하면(S610), 각 사용자의 전송 신호에 대한 시간 및 주파수 오프셋을 추정한다(S620). 이때, 수신 장치(12)는 참고로, 전송 신호에 대한 오프셋을 추정하기에 앞서 수신된 전송 신호를 아날로그-디지털 컨버팅(A/D)하고, CP를 제거하는 절차를 수행할 수 있다.First, in step S610, the receiving apparatus 12 receives a transmission signal from multiple users, and estimates time and frequency offset for each user's transmission signal in step S620. At this time, the receiving apparatus 12 may perform analog-to-digital conversion (A / D) of the received transmission signal prior to estimating the offset for the transmission signal, and remove the CP, for reference.

다음으로, 수신 장치(12)는 추정된 시간 및 주파수 오프셋을 기초로 사용자 별 수신 필터 계수를 생성한다(S630). 수신 필터의 계수를 산출하는 방법은 앞서 수학식 13 내지 19를 통해 나타내었으므로 상세한 설명은 생략한다.Next, the receiving apparatus 12 generates a reception filter coefficient for each user based on the estimated time and frequency offset (S630). Since the method of calculating the coefficients of the reception filter is expressed by Equations (13) to (19), detailed description will be omitted.

다음으로, 수신 장치(12)는 생성된 필터 계수가 적용된 수신 필터를 통해 간섭 제거된 전송 신호를 복조 처리하여 데이터를 검출한다 (S640).Next, the receiving apparatus 12 demodulates the transmission signal that is interference-canceled through the reception filter to which the generated filter coefficient is applied (S640).

이후, 수신 장치(12)는 복조 처리한 후 신호를 P/S 엔코더(Parallel to Serial encoder)를 통해 직렬 데이터로 컨버팅하여 검출 데이터로서 출력할 수 있다. Thereafter, the receiving apparatus 12 can demodulate the signal, convert the signal into serial data through a parallel-to-serial encoder (P / S encoder), and output it as detection data.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. One embodiment of the present invention may also be embodied in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as program modules, being executed by a computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. The computer-readable medium may also include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of those elements or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

10: 무선 통신 시스템
11: 송신 장치 12: 수신 장치
300: 복조기
310: 오프셋 추정부
320: 수신 필터
321: 계수 생성부 322: 필터부10: Wireless communication system
11: transmitting apparatus 12: receiving apparatus
300: Demodulator
310:
320: Receive filter
321: coefficient generating unit 322: filter unit

Claims (11)

무선 통신 시스템에서의 다중 사용자에 의한 간섭을 제거하는 수신 장치에 있어서,
기설정된 변조 방식에 따라 변조된 각 사용자의 전송 신호를 수신하면, 상기 각 사용자의 전송 신호의 프리앰블 및 파일럿에 기초하여 상기 각 사용자의 전송 신호에 발생된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 오프셋 추정부;
상기 추정된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 기초로, 각 사용자에 대응하는 수신 필터 계수를 생성하는 계수 생성부; 및
상기 생성된 수신 필터 계수를 적용하여 상기 각 사용자의 전송 신호를 상기 변조 방식에 대응된 복조 방식으로 복조하여 데이터를 검출하는 복수의 필터부를 포함하는 수신 장치.A receiving apparatus for eliminating interference caused by multiple users in a wireless communication system,
An offset estimator for estimating a time and carrier frequency offset generated in each user's transmission signal based on preambles and pilots of the transmission signals of the respective users when the transmission signals of the respective users modulated according to a predetermined modulation scheme are received, ;
A coefficient generator for generating a reception filter coefficient corresponding to each user based on the estimated time and the carrier frequency offset; And
And a plurality of filter units for demodulating the transmission signals of the users by a demodulation scheme corresponding to the modulation scheme by applying the generated reception filter coefficients to detect data. 제 1 항에 있어서,
상기 계수 생성부는
상기 각 사용자에 할당된 부반송파 영역의 각 심볼의 신호대간섭비(signal-to-interference ratio, SIR)를 최대화시키는 수신 필터 계수를 생성하는 것인 수신 장치. The method according to claim 1,
The coefficient generation unit
And generates a reception filter coefficient that maximizes a signal-to-interference ratio (SIR) of each symbol of a subcarrier area allocated to each user. 제 2 항에 있어서,
상기 계수 생성부는
다른 사용자에 의해 시간 및 반송파 주파수 오프셋이 발생된 상기 전송 신호에 대하여 다음의 수학식 1에 따라 상기 신호대간섭비를 최대화시키는 각 심볼의 최적해를 산출하되,
상기 최적해가 상기 수신 필터 계수로 설정되는 것인 수신 장치.
<수학식 1>
Figure pat00102

위 수학식1에서,
Figure pat00103
은 u번째 사용자에 대한 l 번째 심볼에 대한 수신 필터 계수를 나타내며,
Figure pat00104
과
Figure pat00105
은 각각
Figure pat00106
과
Figure pat00107
의 l 번째 열로서, 여기서
Figure pat00108
는 u번째 사용자에 할당된 채널을 의미하며,
Figure pat00109
과
Figure pat00110
는 v 번째 사용자에 의해 u 사용자의 시간 오프셋 및 주파수를 시프트시킨 필터를 나타내며, U는 데이터를 전송하는 사용자의 총수를 나타냄.3. The method of claim 2,
The coefficient generation unit
Calculating an optimal solution of each symbol that maximizes the signal-to-interference ratio according to Equation (1) for the transmission signal in which time and carrier frequency offset is generated by another user,
And the optimal solution is set to the reception filter coefficient.
&Quot; (1) &quot;
Figure pat00102

In Equation (1) above,
Figure pat00103
Represents the reception filter coefficient for the l &lt; th &gt; symbol for the u &lt; th &gt; user,
Figure pat00104
and
Figure pat00105
Respectively
Figure pat00106
and
Figure pat00107
Lth column of &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure pat00108
Denotes a channel allocated to the u-th user,
Figure pat00109
and
Figure pat00110
Represents a filter that shifts the time offset and frequency of the u user by the vth user, and U represents the total number of users transmitting data. 제 1 항에 있어서,
상기 각 필터부는
다음의 수학식 2에 따라 상기 시간 및 반송파 주파수 오프셋이 보상된 데이터를 복조 처리하여 검출하는 것인 수신 장치.
<수학식 2>
Figure pat00111

위 수학식 2에서,
Figure pat00112
는 검출되는 데이터를 나타내며,
Figure pat00113
는 상기 생성된 수신 필터의 계수를 나타내며,
Figure pat00114
는 변조 행렬을 나타내고,
Figure pat00115
는 u번째 사용자에 할당된 채널을 나타내며,
Figure pat00116
는 v 번째 사용자가 할당받은 부반송파로 데이터를 맵핑하는 행렬을 나타내고,
Figure pat00117
는 현재 프레임에서 샘플링된 데이터를 나타내고,
Figure pat00118
는 다음 프레임에서 샘플링된 데이터를 나타냄. The method according to claim 1,
Each of the filter units
And demodulates and compensates the data in which the time and carrier frequency offset are compensated according to the following equation (2).
&Quot; (2) &quot;
Figure pat00111

In the above equation (2)
Figure pat00112
Represents the detected data,
Figure pat00113
Represents a coefficient of the generated reception filter,
Figure pat00114
Represents a modulation matrix,
Figure pat00115
Represents the channel assigned to the u &lt; th &gt; user,
Figure pat00116
Denotes a matrix for mapping data to sub-carriers allocated by the v-th user,
Figure pat00117
Represents the data sampled in the current frame,
Figure pat00118
Represents the data sampled in the next frame. 제 1 항에 있어서,
상기 변조 방식은 GFDM(Generalized Frequency Division Multiplexing) 변조인 것인 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the modulation scheme is Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) modulation. 제 1 항에 있어서,
상기 변조 방식은 OFDM(Frequency Division Multiplexing) 변조인 것인 수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the modulation scheme is OFDM (Frequency Division Multiplexing) modulation. 무선 통신 시스템에서의 다중 사용자에 의한 간섭을 제거하는 방법에 있어서,
기설정된 변조 방식에 따라 변조된 각 사용자의 전송 신호를 수신하면, 상기 각 사용자의 전송 신호의 프리앰블 및 파일럿에 기초하여 상기 각 사용자의 전송 신호에 발생된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 추정하는 단계;
상기 추정된 시간 및 반송파 주파수 오프셋을 기초로, 각 사용자에 대응하는 수신 필터 계수를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 수신 필터 계수를 적용하여 상기 각 사용자의 전송 신호를 상기 변조 방식에 대응된 복조 방식으로 복조하여 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 간섭 제거 방법. A method for eliminating interference by multiple users in a wireless communication system,
Estimating a time and a carrier frequency offset generated in each user's transmission signal based on a preamble and a pilot of a transmission signal of each user when the transmission signal of each user modulated according to a predetermined modulation scheme is received;
Generating reception filter coefficients corresponding to each user based on the estimated time and carrier frequency offset; And
And demodulating the transmission signal of each user by a demodulation method corresponding to the modulation scheme by applying the generated reception filter coefficient to detect data. 제 7 항에 있어서,
상기 수신 필터 계수를 생성하는 단계는
상기 각 사용자에 할당된 부반송파 영역의 각 심볼의 신호대간섭비(signal-to-interference ratio, SIR)를 최대화시키는 수신 필터 계수를 생성하는 것인 간섭 제거 방법. 8. The method of claim 7,
The step of generating the receive filter coefficients
Wherein a reception filter coefficient that maximizes a signal-to-interference ratio (SIR) of each symbol of a subcarrier area allocated to each user is generated. 제 7 항에 있어서,
상기 수신 필터 계수를 생성하는 단계는
다른 사용자에 의해 시간 및 반송파 주파수 오프셋이 발생된 상기 전송 신호에 대하여 다음의 수학식 3에 따라 상기 신호대간섭비를 최대화시키는 각 심볼의 최적해를 산출하는 단계; 및
상기 최적해가 상기 수신 필터 계수로 저장하는 단계를 포함하는 간섭 제거 방법.
<수학식 3>
Figure pat00119

위 수학식 3에서,
Figure pat00120
은 u번째 사용자에 대한 l 번째 심볼에 대한 수신 필터 계수를 나타내며,
Figure pat00121
과
Figure pat00122
은 각각
Figure pat00123
과
Figure pat00124
의 l 번째 열로서, 여기서
Figure pat00125
는 u번째 사용자에 할당된 채널을 의미하며,
Figure pat00126
과
Figure pat00127
는 v 번째 사용자에 의해 u 사용자의 시간 오프셋 및 주파수를 시프트시킨 필터를 나타내며, U는 데이터를 전송하는 사용자의 총수를 나타냄.8. The method of claim 7,
The step of generating the receive filter coefficients
Calculating an optimal solution of each symbol maximizing the signal-to-interference ratio according to Equation (3) for the transmission signal in which time and carrier frequency offsets are generated by another user; And
And storing the optimal solution as the reception filter coefficient.
&Quot; (3) &quot;
Figure pat00119

In the above equation (3)
Figure pat00120
Represents the reception filter coefficient for the l &lt; th &gt; symbol for the u &lt; th &gt; user,
Figure pat00121
and
Figure pat00122
Respectively
Figure pat00123
and
Figure pat00124
Lth column of &lt; RTI ID = 0.0 &gt;
Figure pat00125
Denotes a channel allocated to the u-th user,
Figure pat00126
and
Figure pat00127
Represents a filter that shifts the time offset and frequency of the u user by the vth user, and U represents the total number of users transmitting data. 제 7 항에 있어서,
상기 데이터를 검출하는 단계는
다음의 수학식 4에 따라 상기 시간 및 반송파 주파수 오프셋이 보상된 데이터를 복조 처리하여 검출하는 것인 제거 방법.
<수학식 4>
Figure pat00128

위 수학식 4에서,
Figure pat00129
는 검출되는 데이터를 나타내며,
Figure pat00130
는 상기 생성된 수신 필터의 계수를 나타내며,
Figure pat00131
는 변조 행렬을 나타내고,
Figure pat00132
는 u번째 사용자에 할당된 채널을 나타내며,
Figure pat00133
는 v 번째 사용자가 할당받은 부반송파로 맵핑하는 행렬을 나타내고,
Figure pat00134
는 현재 프레임에서 샘플링된 데이터를 나타내고,
Figure pat00135
는 다음 프레임에서 샘플링된 데이터를 나타냄. 8. The method of claim 7,
The step of detecting the data
Wherein the time and carrier frequency offset compensated data is demodulated and detected according to Equation (4) below.
&Quot; (4) &quot;
Figure pat00128

In Equation (4) above,
Figure pat00129
Represents the detected data,
Figure pat00130
Represents a coefficient of the generated reception filter,
Figure pat00131
Represents a modulation matrix,
Figure pat00132
Represents the channel assigned to the u &lt; th &gt; user,
Figure pat00133
Denotes a matrix to be mapped to sub-carriers allocated by the v-th user,
Figure pat00134
Represents the data sampled in the current frame,
Figure pat00135
Represents the data sampled in the next frame. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium recording a program for performing the method of any one of claims 7 to 10 on a computer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002082681A2 (en) * 2001-04-09 2002-10-17 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Hybrid single/multiuser interference reduction detector
US20150172010A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-18 Vodafone Gmbh Gfdm radio transmission using a pseudo circular preamble

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