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KR100954818B1 - 광대역 무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법 Download PDF

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KR100954818B1
KR100954818B1 KR1020060116859A KR20060116859A KR100954818B1 KR 100954818 B1 KR100954818 B1 KR 100954818B1 KR 1020060116859 A KR1020060116859 A KR 1020060116859A KR 20060116859 A KR20060116859 A KR 20060116859A KR 100954818 B1 KR100954818 B1 KR 100954818B1
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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수신 방법은, 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용하여 자기(desired)신호 및 간섭신호의 채널을 추정하는 제1 채널추정 과정과, 상기 채널 추정값을 이용해서 잡음을 추정하는 과정과, 상기 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 자기 신호에 간섭을 주는 간섭 신호를 검출하는 과정과, 상기 검출된 간섭 신호 및 자기 신호의 버스트 할당 정보를 구성하는 과정과, 상기 구성된 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 자기 신호 및 간섭 신호의 채널을 추정하는 제2 채널추정 과정을 포함한다.
Figure R1020060116859
셀간 간섭, 섹터간 간섭, 다중셀, 간섭 제거, 채널 추정

Description

광대역 무선통신시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INTERFERENCE CANCELLATION IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 실시에에 따른 간섭제거부(320)의 상세 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 동작 절차를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 동작 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 광대역 다중접속 무선통신시스템에서 인접 섹터(또는 셀) 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 통신시스템은 음성 서비스 위주로 발전해왔으며, 점차 음성뿐만 아니라 패킷 데이터 서비스 및 다양한 멀티미디어 서비스도 가능한 통신시스템으로 발전하고 있다. 이와 같이 무선 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있는 시스템으로 제3세대(3rd Generation) 이동통신시스템이 있으며, 제3세대 이동통신시스템은 다양한 멀티미디어 서비스를 고속으로 제공할 수 있는 형태로 발전하고 있다. 그런데, 제3세대 이동통신 시스템은 코드분할 다중접속 방식을 이용하여 사용자들을 구분하고 있다. 이와 같은 코드분할 다중 접속 방식은 직교성을 가지는 서로 다른 코드를 사용자들에게 또는 사용자에게 전송되는 데이터에 할당함으로써 채널을 구분한다.
그런데, 상기 제3세대 이동통신시스템은 코드의 부족 등으로 인하여 보다 고속의 데이터를 고품질로 제공할 수 없는 문제가 있다. 즉, 사용할 수 있는 코드가 제한되어 있으므로, 전송률이 제한되는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하고자 이동통신 시스템의 연구 및 개발자들은 소위 차세대 통신 시스템으로 불리는 제4세대(4th Generation) 광대역 무선 통신 시스템을 고려하고 있다. 이러한 광대역 무선 통신시스템은 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA : Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 이용하여 사용자 또는 전송되는 데이터들을 분 류하여 전송할 수 있다. 이와 같이 제4세대 무선 통신 시스템은 전송률을 약 100Mbps까지 높일 수 있다는 장점이 있다. 따라서 제3세대 시스템보다 다양한 서비스 품질(QoS : Quality of Service)을 가지는 서비스들을 제공할 수 있다.
현재 제4세대 통신시스템은 무선 근거리 통신 네트워크(LAN : Local Area Network) 시스템 및 무선 도시 지역 네트워크(MAN : Metropolitan Area Network) 시스템과 같은 광대역 무선 접속(BWA : Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 이동성(mobility)과 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 보장하는 형태로 발전하고 있다. 그 대표적인 통신 시스템으로 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16d 통신 시스템 및 IEEE 802.16e 통신 시스템을 예로 들 수 있으며, 이 외에도 직교주파수분할다중 방식을 사용하는 다양한 형태의 시스템이 개발되고 있다.
상술한 바와 같이, 광대역 무선 통신 시스템은 기본적으로 OFDMA 방식을 사용하고, 이동성을 보장하며, 주파수 효율을 높이기 위하여 모든 셀들이 동일한 주파수를 사용할 수 있다.
도 1은 다중셀 기반의 광대역 무선접속 시스템을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 서로 인접된 기지국0(100), 기지국1(101), 기지국2(101)는 동일한 주파수를 사용해 통신을 수행한다. 그런데, 이와 같이 주파수 재 사용률을 1로 하는 다중셀 시스템은 주파수 효율을 높일 수 있지만, 셀간(또는 섹터간) 간섭으로 인해 치명적인 성능 열화를 유발할 수 있다.
예를 들어, 기지국0(100)에 속하는 단말(103)을 고려했을 때, 인접한 셀의 기지국1(101)에 속하는 단말(104)과 기지국2(102)에 속하는 단말(105)의 송신신호는 기지국0(100)에 간섭신호로 작용한다. 즉, 기지국 0(100)은 해당 셀에 속하는 단말(103)로부터의 수신신호(106) 외에 간섭신호(107, 108)를 수신한다. 또한, 이렇게 발생된 인접 셀의 간섭 신호는 해당 셀내 단말(103)의 신호에 영향을 주어 복조 성능을 떨어뜨린다. 따라서, 이러한 다중셀 기반의 시스템에서는 인접셀 간섭을 제거할 수 있는 기법을 반드시 사용해야 한다.
따라서, 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 섹터간(셀간) 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 섹터간(셀간) 간섭을 고려해서 채널 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 간섭을 고려해서 수신 데이터를 채널 보상하고, 채널 보상된 데이터를 가지고 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 계산하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신시스템에서 추정된 간섭 채널을 이용해서 간섭 신호를 생성하고, 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 복조하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 수신 장치에 있어서, 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용하여 자기(desired)신호 및 간섭신호의 채널을 추정하고, 상기 채널 추정값을 이용해서 잡음을 추정하는 제1 채널추정기와, 상기 제1 채널추정기로부터의 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 자기 신호에 간섭을 주는 간섭신호를 검출하고, 상기 검출된 간섭신호 및 자기신호의 버스트 할당 정보를 출력하는 간섭 검출기와, 상기 간섭 검출기로부터의 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 자기 신호 및 간섭 신호의 채널을 추정하는 제2 채널추정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하기로, 상기 제2채널추정기로부터의 간섭신호 채널 추정값 및 해당 간섭 섹터의 복호데이터(decoded bits)를 이용해서 간섭 신호를 생성하는 간섭신호 생성부와, 수신 신호에서 상기 생성된 간섭 신호를 감산하여 간섭 제거된 신호를 발생하는 감산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명의 다른 견지에 따르면, 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서, 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용하여 자기(desired)신호 및 간섭신호의 채널을 추정하는 제1 채널추정 과정과, 상기 채널 추정값을 이용해서 잡음을 추정하는 과정과, 상기 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 자기 신호에 간섭을 주는 간섭 신호를 검출하는 과정과, 상기 검출된 간섭 신호 및 자기 신호의 버스트 할당 정보를 구성하는 과정과, 상기 구성된 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 자기 신호 및 간섭 신호의 채널을 추정하는 제2 채널추정 과정을 포함한다.
바람직하기로, 상기 제2채널 추정을 통해 획득된 간섭신호의 채널 추정값 및 해당 간섭 섹터의 복호데이터(decoded bits)를 이용해서 간섭 신호를 생성하는 과정과, 수신 신호에서 상기 생성된 간섭 신호를 감산하여 간섭 제거된 신호를 발생하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신시스템에서 셀간 또는 섹터간 간섭을 제거하기 위한 기술에 대해 살펴보기로 한다.
이하 설명은 광대역 무선접속 통신시스템을 예를 들어 설명하지만, 본 발명 은 다중셀 기반의 통신시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 기지국의 수신기를 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 기지국, 사용자 단말기의 구분 없이 수신기라면 모두 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 수신기는, RF처리기(200), OFDM복조기(202), 디스크램블러(204), 부채널 디매핑기(206), 채널보상기(208), 복조기(210), 복호기(212), CRC(Cyclic Redundancy Check)검사기(214), 제1 채널추정기(216), 간섭 검출기(218) 및 제2 채널추정기(220)를 포함하여 구성된다. 이하, 설명의 편의를 위해 섹터간 간섭을 제거하는 경우를 예를 들어 살펴보기로 한다.
도 2를 참조하면, 먼저 RF처리기(200)는 필터(filter), 주파수 변환기 등의 구성을 포함하며, 안테나를 통해 수신된 고주파 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
OFDM복조기(202)는 상기 RF처리기(200)로부터의 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 디스크램블러(204)는 상기 OFDM복조기(202)로부터의 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하여 출력한다.
부채널 디매핑기(206)는 상기 디스크램블러(204)로부터의 데이터에서 복조하고자 하는 버스트의 데이터를 추출 및 정렬하여 출력한다.
한편, 제1 채널추정기(216)는 선택된 섹터들(서로 간섭을 주는 섹터들)의 버스트 할당 정보를 입력하며, 상기 섹터들의 버스트 할당 정보를 해석해서 섹터들의 버스트 할당 상태를 판단한다. 여기서, 상기 버스트 할당 정보는, 할당 자원의 위치 및 크기, 적용된 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 값 등을 포함할수 있다. 따라서, 상기 제1 채널추정기(216)는 상기 OFDM복조기(202)로부터의 데이터에서 파일럿 심볼들을 상기 버스트 할당 상태를 이용해서 추출하고, 상기 추출된 파일럿 심볼들과 섹터마다 고유하게 할당된 스크램블링 코드를 이용해서 채널 추정과 잡음 추정을 수행한다. 이때, 상기 제1 채널추정기(216)는 자기(desired)신호의 채널 및 간섭(interference)신호의 채널을 추정하며, 상기 채널 추정값을 이용해서 자기 섹터에서 실제 발생한 잡음을 추정하여 출력한다.
간섭 검출기(218)는 상기 제1 채널추정기(216)로부터의 채널 추정 값과 잡음 추정값을 이용해서 자기 섹터에 실제로 영향을 주는 간섭신호를 검출하고, 실제로 간섭을 주는 섹터들의 버스트 할당 정보를 구성하여 출력한다. 예를 들어, 하기 <수학식 1>과 같이 간섭신호는 검출할 수 있다.
채널 추정값 > T × 잡음 추정값
여기서, 상기 T는 미리 설정된 값이고, 상기 수학식 1을 만족할 경우 실제로 영향을 주는 간섭신호로 결정한다.
제2 채널추정기(220)는 상기 간섭 검출기(216)로부터의 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 채널 추정 및 잡음 추정을 수행한다. 이때, 상기 제2 채널추정기(220)는 상기 제1 채널추정기(216)보다 향상된 추정 성능을 얻을 수 있다. 또한, 상기 제2 채널추정기(220)는 복조를 원하는 버스트에 대한 전체 채널 추정값을 계산하여 출력한다.
채널보상기(208)는 상기 부채널 디매핑기(206)로부터의 버스트 데이터를 상기 채널추정기(216)로부터의 채널 추정값을 이용해 채널 보상하여 출력한다. 또한, 상기 채널보상기(228)는 상기 제2 채널추정기(220)로부터의 해당 버스트에 대한 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 계산하여 상위 제어기(도시하지 않음)로 제공한다. 한편, 상기 버스트에 대한 CINR은 스케줄링 또는 전력제어에 이용될 수 있다.
복조기(210)는 상기 채널보상기(208)로부터의 데이터를 복조(demodulation)하여 출력한다. 여기서, 상기 복조기(210)는 연판정 복호(soft decision decoding)를 위한 LLR값을 생성하여 출력할 수 있다.
복호기(212)는 상기 복조기(210)로부터의 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열을 출력한다. CRC검사기(214)는 상기 복호기(212)로부터의 정보비트열에서 CRC(Cyclic Redundancy Check)코드를 분리하고, 수신된 정보비트열로부터 생성된 CRC코드와 상기 분리된 CRC코드를 비교하여 에러여부를 검사한다.
상술한 본 발명의 일 실시예는, 간섭을 고려하여 채널을 추정하는 수신기 구조를 설명한 것이다. 이러한 기술 외에, 간섭 제어 기법으로 직접 간섭신호를 생성하여 제거할 수 있다. 이하, 간섭을 직접 제거하는 기술에 대해 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선접속 시스템에서 수신기의 구성을 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 수신기는 RF처리기(300), OFDM복조기(302), 디스크램블러(304), 부채널 디매핑기(306), 채널보상기(238), 복조기(310), 복호기(312), CRC(Cyclic Redundancy Check)검사기(314), 스위치(316) 및 간섭제어부(318)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 간섭제어부(318)는 간섭제거부(320), 디스크램블러(322), 부채널 디매핑기(324), 채널보상기(326), 복조기(328), 복호기(330) 및 CRC검사기(332)를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해 섹터간 간섭을 제거하는 경우를 예를 들어 살펴보기로 한다.
도 3을 참조하면, 먼저 RF처리기(300)는 필터(filter), 주파수 변환기 등의 구성을 포함하며, 안테나를 통해 수신된 고주파 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. OFDM복조기(302)는 상기 RF처리기(300)로부터의 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 디스크램블러(304)는 상기 OFDM복조기(202)로부터의 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하여 출력한다. 부채널 디매핑기(306)는 상기 디스크램블러(304)로부터의 데이터에서 복조하고자 하는 버스트의 데이터를 추출 및 정렬하여 출력한다.
채널보상기(308)는 상기 버스트에 대한 채널을 추정하고, 상기 부채널 디매핑기(306)로부터의 버스트 데이터를 상기 채널 추정값을 이용해 채널 보상하여 출력한다. 또한, 상기 채널보상기(308)는 상기 버스트에 대한 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 CINR(Burst CINR0)을 계산하여 상위 제어기(도시하지 않음)로 제공한다. 한편, 상기 버스트에 대한 CINR은 스케줄링 또는 전력제어에 이용될 수 있다.
복조기(310)는 상기 채널보상기(308)로부터의 데이터를 복조(demodulation)하여 출력한다. 여기서, 상기 복조기(310)는 연판정 복호(soft decision decoding)를 위한 LLR값을 생성하여 출력할 수 있다. 복호기(312)는 상기 복조기(210)로부터의 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열을 출력한다. CRC검사기(314)는 상기 복호기(312)로부터의 정보비트열에서 CRC(Cyclic Redundancy Check)코드를 분리하고, 수신된 정보비트열로부터 생성된 CRC코드와 상기 분리된 CRC코드를 비교하여 에러검사를 수행한다. 이때, 해당 버스트에 에러가 발생했다고 판정되면, 상기 CRC검사기(314)는 스위치(316)를 제어하여 간섭제어부(318)를 동작시킨다.
상기 스위치(316)는 상기 CRC검사기(314)의 제어하에 스위칭되어 상기 OFDM복조기(302)로부터의 데이터를 간섭제어부(318)의 간섭제거부(320)로 제공한다.
상기 간섭제거부(320)는 선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 간섭신호의 채널을 추정하고, 상기 추정된 간섭신호의 채널추정값 및 해당 간섭 섹터의 복호데이터(interference Bursts Decoded bits)를 이용해서 간섭 신호를 생성한다. 그리고, 상기 간섭제거부(320)는 수신신호(OFDM복조 신호)에서 상기 간섭신호를 감하여 간섭 제거된 신호를 발생한다. 상기 간섭제거부(320)의 구체적인 구성은 이후 도 4의 참조와 함께 상세히 살펴보기로 한다.
상기 간섭제거부(320)를 통해 간섭 제거된 수신신호(OFDM복조 신호)는 디스크램블러(322) 내지 CRC검사기(332)를 통해 정보비트열로 복원된다. 상기 디스크램블러(332) 내지 CRC검사기(332)의 상세 동작은 앞서 디스크램블러(304) 내지 CRC검사기(314)와 동일하므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. 한편, 채널보상기(326)에서 계산된 버스트 CINR(Burst CINR1)은 간섭 제거된 버스트로부터 계산된 CINR이므로, 채널보상기(308)에서 계산된 CINR보다 정확한 값일 수 있다. 따라서, 상기 채널보상기(326)에서 계산된 CINR으로 스케줄링을 수행할 경우, 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 도 3의 실시예는, CRC검사기(314)에서 에러 판정이 되었을 때 상기 간섭제어부(318)를 동작시키지만, 다른 실시예로 CRC검사기(314)의 판정 결과와 관계없이 항상 상기 간섭제어부(318)를 동작시킬 수 있다. 이 경우, 상기 CRC검사기(314)에서 에러가 없다고 판정되면, 상기 간섭제어부(318)는 버스트 CINR만 계산하여 상위 제어기로 제공할 수 있다.
도 4는 상술한 도 3의 구성에서 간섭제거부(320)의 상세 구성을 보여준다.
도시된 바와 같이, 간섭제거부(320)는 제1 채널추정기(400), 간섭 검출기(402), 제2 채널추정기(404), 부호기(406), 변조기(408), 부채널 매핑기(410), 스크램블러(412), 곱셈기(414) 및 감산기(416)를 포함하여 구성된다.
도 4를 참조하면, 먼저 제1 채널추정기(400)는 상기 스위치(316)로부터의 OFDM복조 데이터를 입력하며, 선택된 섹터들(서로 간섭을 주는 섹터들)의 버스트 할당 정보를 해석해서 섹터들의 버스트 할당 상태를 판단한다. 그리고, 상기 제1 채널추정기(400)는 상기 OFDM복조 데이터에서 파일럿 심볼들을 상기 버스트 할당 상태를 이용해서 추출하고, 상기 추출된 파일럿 심볼들과 섹터마다 고유하게 할당된 스크램블링 코드를 이용해서 채널 추정과 잡음 추정을 수행한다. 이때, 상기 제1 채널추정기(400)는 자기(desired)신호의 채널 및 간섭(interference)신호의 채널을 추정하며, 상기 채널 추정값을 이용해서 자기 섹터에서 실제 발생한 잡음을 추정하여 출력한다.
간섭 검출기(402)는 상기 제1 채널추정기(400)로부터의 채널 추정값과 잡음 추정값을 이용해서 자기 섹터에 실제로 영향을 주는 간섭신호를 검출하고, 실제로 간섭을 주는 섹터들의 버스트 할당 정보를 구성하여 출력한다. 예를 들어, 상기 <수학식 1>과 같이 간섭신호는 검출할 수 있다.
제2 채널추정기(404)는 상기 간섭 검출기(402)로부터의 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 채널 추정을 수행한다. 이때 상기 제2 채널추정기(220)는 간섭신호의 채널 추정값(버스트의 전체 채널 추정값)을 계산하여 출력한다. 여기서, 상기 제2 채널추정기(404)는 갱신된 버스트 할당 정보를 이용해서 채널을 추정함으로써, 보다 정확한 채널 추정 성능을 얻을 수 있다. 이하 설명은 검출된 간섭신호가 하나인 것으로 가정하여 살펴보기로 한다.
한편, 부호기(406)는 간섭신호로 판정된 버스트의 복호데이터(decoded bits)를 입력하고, 상기 복호데이터를 부호화(coding)하여 출력한다. 여기서, 상기 간섭신호로 판정된 버스트의 복호 데이터는 해당 인접 섹터로부터 수신하거나, 수신신호를 상기 버스트의 정보(자원 할당 정보, 부채널 방식, MCS레벨 등)로 복호하여 획득할 수 있다. 변조기(408)는 상기 부호기(406)로부터의 부호 데이터를 변 조(modulation)하여 출력한다. 부채널 매핑기(410)는 상기 변조기(408)로부터의 변조 데이터를 부채널 방식에 따라 재배열하여 출력한다. 스크램블러(412)는 상기 부채널 매핑기(410)로부터의 데이터를 해당 인접 섹터에 할당된 코드로 스크램블링하여 출력한다.
곱셈기(414)는 상기 제2 채널추정기(404)로부터의 간섭신호 채널 추정값과 상기 스크램블러(412)로부터의 데이터를 곱하여 간섭신호를 발생한다. 감산기(416)는 상기 스위치(316)로부터의 OFDM복조 신호에서 상기 곱셈기(414)로부터의 간섭신호를 감산하여 출력한다. 즉, 수신신호에서 간섭신호를 제거하여 출력한다. 이렇게 출력되는 간섭 제거된 신호는 상기 디스크램블러(322)로 제공된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 동작 절차를 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 수신기는 501단계에서 안테나를 통해 수신된 RF대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 상기 기저대역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 OFDM 복조를 수행한다.
이후, 수신기는 503단계에서 선택된 섹터들(또는 셀들)의 버스트 할당 정보를 이용하여 상기 OFDM복조 데이터에서 파일럿 심볼들을 추출하고, 상기 추출된 파일럿 심볼들과 섹터마다 고유하게 할당된 스크램블링 코드를 이용해서 1차 채널 추정을 수행한다. 이때, 상기 수신기는 자기(desired)신호의 채널 및 간섭신호의 채널을 추정하며, 상기 채널 추정값들을 이용해서 자기 섹터에서 실제 발생한 잡음을 정확히 추정한다.
상기 1차 채널 추정을 수행한 후, 상기 수신기는 505단계에서 상기 1차로 추정된 채널 추정값과 잡음 추정값을 이용해서 자기 섹터에 실제로 영향을 주는 간섭신호를 검출하고, 실제로 간섭을 주는 섹터들의 버스트 할당 정보를 구성한다. 여기서, 간섭신호는 상기 <수학식 1>을 이용하여 검출될수 있다.
이후, 상기 수신기는 507단계에서 상기 실제로 간섭을 주는 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용해서 2차 채널 추정을 수행한다. 이때, 상기 수신기는 갱신된 버스트 할당 정보를 이용해서 채널 추정함으로써, 복조를 원하는 버스트에 대하여 보다 정확한 채널 추정값 및 잡음 추정값을 획득할 수 있다.
이와 같이, 채널 보상에 사용할 채널 추정값을 획득한 후, 상기 수신기는 509단계에서 상기 OFDM복조 데이터에서 버스트 데이터를 추출 및 정렬한다. 그리고, 상기 수신기는 511단계에서 상기 버스트 데이터를 상기 획득된 채널 추정값을 이용해 채널 보상한다. 이때, 상기 버스트에 대한 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해 CINR을 계산할 수 있다. 상기 버스트에 대한 CINR은 스케줄링 또는 전력제어에 이용될 수 있다.
이후, 상기 수신기는 513단계에서 상기 채널 보상된 데이터를 복조(demodulation)하고, 515단계에서 상기 복조 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열로 복원한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광대역 무선통신시스템에서 수신기의 동작 절차를 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 먼저 수신기는 601단계에서 수신신호를 OFDM복조, 채널 보상(channel compensation), 복조(demodulation) 및 복호(decoding)하여 정보비트열로 복원하고, 상기 정보비트열에 대해 에러검사(Cyclic Redundancy Check)를 수행한다. 그리고, 상기 수신기는 603단계에서 상기 에러 검사 결과로부터 수신데이터에 에러가 발생했는지 판정한다.
만일, 에러가 발생하지 않은 것으로 판정되면, 상기 수신기는 본 알고리즘을 종료한다. 만일, 에러가 발생한 것으로 판정되면, 상기 수신기는 605단계로 진행하여 선택된 섹터들(서로 간섭을 주는 섹터들)의 버스트 할당 정보를 이용해서 간섭신호의 채널을 추정하고, 상기 추정된 간섭신호의 채널 추정값 및 해당 간섭 섹터의 복호데이터(버스트의 복호 데이터)를 이용해서 간섭 신호를 생성한다. 여기서, 상기 간섭 섹터의 복호데이터는 해당 인접 섹터로부터 수신하거나, 다른 예로 수신신호를 미리 알고 있는 정보(자원 할당 정보, 부채널 방식, MCS레벨 등)로 복호하여 획득할 수 있다. 상기 간섭 신호는 검출된 간섭신호의 개수만큼 생성될 수 있다.
이와 같이 간섭 신호를 생성한 후, 상기 수신기는 607단계로 진행하여 수신신호(OFDM복조 신호)에서 상기 간섭 신호를 감하여 간섭 제거된 신호를 생성한다. 그리고, 상기 수신기는 609단계에서 상기 간섭 제거된 신호에서 버스트 데이터를 추출한다.
이후, 상기 수신기는 611단계에서 상기 버스트에 대한 채널을 추정하고, 상 기 추출된 버스트 데이터를 상기 채널 추정값을 이용해 채널 보상한다. 이때, 상기 버스트에 대한 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해 CINR을 계산할 수 있다. 상기 버스트에 대한 CINR은 스케줄링 또는 전력제어에 이용될 수 있다.
그리고, 상기 수신기는 613단계에서 상기 채널 보상된 데이터를 복조(demodulation)하고, 515단계에서 상기 복조 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열로 복원한다.
상술한 도 6의 실시예는, CRC검사에서 에러 판정이 되었을 경우 605단계 내지 615단계의 간섭 제거 절차를 수행하지만, 상기 CRC검사 결과와 관계없이 항상 상기 간섭 제거 절차를 수행할 수 있다. 이 경우, CRC검사에서 에러가 없다고 판정되면, 605단계 내지 611단계만 수행하여 해당 버스트에 대한 CINR만 계산할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 셀간 또는 섹터간 간섭이 존재하는 다중셀 무선통신시스템에서 실제로 간섭을 일으키는 간섭 신호를 검출할 수 있는 이점이 있 다. 또한, 간섭신호의 채널을 추정함으로써, 정확한 잡음 추정이 가능한 이점이 있다. 무엇보다, 간섭을 고려한 채널 추정을 수행하기 때문에, 즉 정확한 채널 추정이 가능하기 때문에, 복조(또는 복호) 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 추정된 간섭신호의 채널을 이용해 간섭신호를 직접 생성하고, 수신신호에서 직접 간섭을 제거함으로써, 복조 성능을 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 간섭 제어 기법을 사용함으로써 복조 성능을 향상시키고, 셀 용량을 증대시킬 수 있다.

Claims (30)

  1. 광대역 무선통신시스템에서 수신 장치에 있어서,
    선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용하여 자기(desired)신호 및 간섭신호의 채널을 추정하고, 상기 채널 추정값을 이용해서 잡음을 추정하는 제1 채널추정기와,
    상기 제1 채널추정기로부터의 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 자기 신호에 간섭을 주는 간섭신호를 검출하고, 상기 검출된 간섭신호 및 자기신호의 버스트 할당 정보를 출력하는 간섭 검출기와,
    상기 간섭 검출기로부터의 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 자기 신호 및 간섭 신호의 채널을 추정하는 제2 채널추정기를 포함하며,
    여기서, 상기 간섭 검출기는 상기 채널 추정값 및 잡음 추정값이 다음 수식을 만족하는 경우 대응하는 간섭신호를 자기 신호에 간섭을 주는 간섭신호로 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
    채널 추정값 > T × 잡음 추정값 (T는 시스템 설정값)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 채널추정기로부터의 자기 신호의 채널 추정값을 이용해서 수신된 버스트 데이터를 채널 보상하는 채널보상기와,
    상기 채널보상기로부터의 데이터를 복조(demodulation)하기 위한 복조기와,
    상기 복조기로부터의 데이터를 복호(decoding)하기 위한 복호기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 채널추정기는 상기 버스트 할당 정보를 이용해서 수신데이터에서 파일럿 심볼들을 추출하고, 상기 추출된 파일럿 심볼들을 이용해서 채널 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 버스트 할당 정보는, 할당 자원의 위치, 크기, 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    수신된 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 상기 제1 채널추정기와 디스크램블러로 제공하는 OFDM복조기와,
    상기 OFDM복조기로부터의 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하여 출력하는 디스크램블러와,
    상기 디스크램블러로부터의 데이터에서 복조를 원하는 버스트 데이터를 추출하여 상기 채널 보상기로 제공하는 부채널 디매핑기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 채널보상기는, 상기 제2 채널추정기로부터의 자기신호의 채널 추정값, 간섭신호의 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 버스트에 대한 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2채널추정기로부터의 간섭신호 채널 추정값 및 해당 간섭 섹터의 복호데이터(decoded bits)를 이용해서 간섭 신호를 생성하는 간섭신호 생성부와,
    수신 신호에서 상기 생성된 간섭 신호를 감산하여 간섭 제거된 신호를 발생하는 감산기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 간섭신호 생성부는,
    상기 복호 데이터를 부호화하는 부호기와,
    상기 부호기로부터의 부호 데이터를 변조하는 변조기와,
    상기 변조기로부터의 변조 데이터를 부채널 방식에 따라 정렬하는 부채널 매핑기와,
    상기 부채널 매핑기로부터의 데이터를 해당 섹터에 할당된 코드로 스크램블링하는 스크램블러와,
    상기 스크램블러로부터의 데이터와 상기 제2채널추정기로부터의 간섭신호 채널 추정값을 곱하여 간섭신호를 발생하는 곱셈기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 감산기로부터의 간섭 제거된 신호를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하여 출력하는 디스크램블러와,
    상기 디스크램블러로부터의 신호에서 복조를 원하는 버스트 데이터를 추출하는 부채널 디매핑기와,
    상기 부채널 디매핑기로부터의 버스트 데이터를 채널 보상하는 채널 보상기와,
    상기 채널 보상기로부터의 데이터를 복조하는 복조기와,
    상기 복조기로부터의 데이터를 복호하여 정보비트열을 복원하는 복호기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널 보상기는 상기 버스트 데이터에 대한 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    수신신호를 정상 경로(normal path)에 의해 복호하여 정보비트열을 복원하는 수신부와,
    상기 정보비트열에 대해 에러검사를 수행하고, 에러가 존재할 경우 간섭 제거를 위한 경로를 동작시키는 에러검사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 광대역 무선통신시스템에서 수신 방법에 있어서,
    선택된 섹터들의 버스트 할당 정보를 이용하여 자기(desired)신호 및 간섭신호의 채널을 추정하는 제1 채널추정 과정과,
    상기 채널 추정값을 이용해서 잡음을 추정하는 과정과,
    상기 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 자기 신호에 간섭을 주는 간섭 신호를 검출하는 과정과,
    상기 검출된 간섭 신호 및 자기 신호의 버스트 할당 정보를 구성하는 과정과,
    상기 구성된 버스트 할당 정보를 이용해서 다시 자기 신호 및 간섭 신호의 채널을 추정하는 제2 채널추정 과정을 포함하며,
    여기서, 상기 간섭신호 검출 과정은, 상기 채널 추정값 및 잡음 추정값이 다음 수식을 만족하는 경우 대응하는 간섭신호를 자기 신호에 간섭을 주는 간섭신호로 검출하는 것을 특징으로 하는 방법.
    채널 추정값 > T × 잡음 추정값 (T는 시스템 설정값)
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2채널 추정을 통해 획득된 자기신호의 채널 추정값을 이용해서 수신된 버스트 데이터를 채널 보상하는 과정과,
    상기 채널보상된 데이터를 복조(demodulation)하는 과정과,
    상기 복조된 데이터를 복호(decoding)하여 정보비트열을 복원하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 채널 추정 과정은,
    상기 버스트 할당 정보를 이용해서 수신데이터에서 파일럿 심볼을 추출하는 과정과,
    상기 추출된 파일럿 심볼들을 이용해서 채널 추정을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서,
    상기 버스트 할당 정보는, 할당 자원의 위치, 크기, 부채널 방식, 파일럿 심볼에 마스킹된 스크램블링 값 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    수신된 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)연산하여 OFDM복조하는 과정과,
    상기 OFDM복조된 데이터를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하는 과정과,
    상기 디스크램블링된 데이터에서 상기 버스트 데이터를 추출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제2 채널 추정을 통해 획득된 자기신호의 채널 추정값, 간섭신호의 채널 추정값 및 잡음 추정값을 이용해서 버스트에 대한 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 계산하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 제2채널 추정을 통해 획득된 간섭신호의 채널 추정값 및 해당 간섭 섹터의 복호데이터(decoded bits)를 이용해서 간섭 신호를 생성하는 과정과,
    수신 신호에서 상기 생성된 간섭 신호를 감산하여 간섭 제거된 신호를 발생하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 간섭신호 생성 과정은,
    상기 복호 데이터를 부호 및 변조하는 과정과,
    상기 변조 데이터를 부채널 방식에 따라 정렬하는 과정과,
    상기 정렬된 데이터를 해당 섹터에 할당된 코드로 스크램블링하는 과정과,
    상기 스크램블링된 데이터와 상기 간섭신호 채널 추정값을 곱하여 간섭신호를 발생하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 간섭 제거된 신호를 섹터마다 고유하게 할당된 코드로 디스크램블링하는 과정과,
    상기 디스크램블링된 신호에서 복조를 원하는 버스트 데이터를 추출 및 정렬하는 과정과,
    상기 버스트 데이터를 채널 보상하는 과정과,
    상기 채널 보상된 데이터를 복조 및 복호하여 정보비트열을 복원하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 버스트 데이터에 대한 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)을 계산하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    수신신호를 정상 경로(normal path)에 의해 복호하여 정보비트열을 복원하는 과정과,
    상기 정보비트열에 대해 에러검사를 수행하고, 에러가 존재할 경우 간섭 제거를 위한 경로를 동작시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
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