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KR101220766B1 - 통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법 Download PDF

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KR101220766B1 KR1020060109697A KR20060109697A KR101220766B1 KR 101220766 B1 KR101220766 B1 KR 101220766B1 KR 1020060109697 A KR1020060109697 A KR 1020060109697A KR 20060109697 A KR20060109697 A KR 20060109697A KR 101220766 B1 KR101220766 B1 KR 101220766B1
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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 신호 수신 장치에서, 수신 신호를 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식을 사용하여 복조하여 제1신호를 생성하고, 상기 제1신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식에 상응하는 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제2신호를 생성하고, 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 제3신호를 생성하고, 상기 제3신호를 상기 복조 방식을 사용하여 복조하여 제4신호로 생성하고, 상기 제4신호를 상기 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제5신호로 생성한다.
Figure R1020060109697
간섭 제거 유닛, 가중치, 평균 간섭 레벨, 잡음 레벨, 인접 셀 정보, 업데이트 인접 셀 정보

Description

통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 통신 시스템에서 간섭 신호가 발생하는 예를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템의 신호 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면
도 3은 도 2의 간섭 제거 유닛(251)의 내부 구조를 도시한 도면
본 발명은 통신 시스템의 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 간섭 신호를 제거하여 신호를 수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰라(cellular) 구조를 가지는 통신 시스템(이하 '셀룰라 통신 시스템'이라 칭하기로 한다)은 한정된 자원, 즉 주파수(frequency) 자원과, 코드(code) 자원과, 타임 슬럿(time slot) 자원 등을 상기 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 다수의 셀들이 분할하여 사용함으로 인해 셀간 간섭(ICI: Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)이 발생하게 된다.
상기 셀룰라 통신 시스템에서 상기 주파수 자원을 상기 다수의 셀들이 분할하여 사용하게 되면 상기 ICI로 인해 성능 저하가 발생하게 되지만, 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량을 증가시키기 위해 상기 주파수 자원을 재사용하는 경우가 발생하게 된다. 여기서, 상기 주파수 자원을 재사용하는 비율을 '주파수 재사용 계수(frequency reuse factor)'이라고 칭하기로 하며, 상기 주파수 재사용 계수는 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수에 의해 결정된다. 상기 주파수 재사용 계수가
Figure 112006081545744-pat00001
라고 가정할 경우, 동일한 주파수 자원을 사용하지 않는 셀들의 개수는 K개가 된다.
상기 주파수 재사용 계수가 작을수록, 즉 상기 주파수 재사용 계수가 1미만일 경우 ICI는 감소하지만, 1개의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양이 감소하여 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량 역시 함께 감소하게 된다. 이와는 반대로, 상기 주파수 재사용 계수가 1일 경우, 즉 상기 셀룰라 통신 시스템을 구성하는 모든 셀들이 동일한 주파수 자원을 사용할 경우 ICI는 증가하지만, 1개의 셀에서 사용 가능한 주파수 자원의 양 역시 증가하여 상기 셀룰라 통신 시스템의 전체 용량 역시 함께 증가하게 된다.
한편, 차세대 통신 시스템은 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다)들에게 고속의 대용량 데이터 송수신이 가능한 서비스를 제공하기 위한 형태로 발전해나가고 있다. 차세대 통신 시스템의 대표적인 예가 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템이다. 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 'OFDM'이라 칭하기로 한다) 방식 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 대표적인 통신 시스템이다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 ICI가 발생되는 경우에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 1은 일반적인 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 통신 시스템은 셀#1(110)과, 셀#2(120)과, 셀#3(130)과, 상기 셀#3(130)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)#1(111)과, 상기 셀#2(120)를 관장하는 기지국#2(121)와, 상기 셀#3(130)을 관장하는 기지국#3(131)과, 상기 기지국#1(111)로부터 서비스를 제공받는 MS#1(113)과, 상기 기지국#2(121)로부터 서비스를 제공받는 MS#2(123)과, 상기 기지국#3(131)로부터 서비스를 제공받는 MS#3(133)을 포함한다. 그리고, 상기 기지국#1(111)과, 기지국#2(121)와 기지국#3(131)은 동일한 주파수 자원을 사용하여 서비스를 제공한다. 상기에서도 설명한 바와 같이 상기 기지국#1(111)과, 기지국#2(121)와 기지국#3(131)이 동일한 주파수 자원을 사용하여 서비스를 제공할 경우에는 ICI로 인해 업링크(uplink) 및 다운링크(downlink) 모두에서 치명적인 성능 열화가 발생할 수 있다.
일 예로, 상기 도 1에서 상기 기지국#1(111)로부터 서비스를 제공받고 있는 MS#1(113)을 고려하면, 인접 셀의 기지국#2(121)로부터 서비스를 제공받고 있는 MS#2(123)이 송신하는 신호와, 또 다른 인접 셀의 기지국#3(131)로부터 서비스를 제공받고 있는 MS#3(133)이 송신하는 신호가 상기 MS#1(113)이 송신하는 신호에 대해서 간섭으로 작용하게 된다. 따라서, 상기 기지국#1(111)은 상기 MS#1(113)가 송신한 신호(115) 뿐만 아니라 간섭 신호인 상기 MS#2(123)가 송신한 신호(117)와, 상기 MS#3(133)이 송신한 신호(119)를 함께 수신하게 되어, 결과적으로는 업링크 상의 성능 열화를 초래하게 된다.
따라서, 업링크 및 다운링크 상에서의 성능 열화를 방지하기 위해 간섭 신호를 제거하여 신호를 수신하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 간섭 신호를 제거하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 통신 시스템의 신호 수신 장치에 있어서, 신호가 수신되면, 상기 수신 신호를 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식을 사용하여 복조하여 제1신호를 생성하는 제1복조기와, 상기 제1신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식에 상응하는 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제2신호를 생성하는 제2디코더와, 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 제3신호를 생성하는 간섭 제거 유닛과, 상기 제3신호를 상기 복조 방식을 사용하여 복조하여 제4신호로 생성하는 제2복조기와, 상기 제4신호를 상기 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제5신호로 생성하는 제2디코더를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 방법에 있어서, 신호가 수신되면, 상기 수신 신호를 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식을 사용하여 복조하여 제1신호를 생성하는 과정과, 상기 제1신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식에 상응하는 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제2신호를 생성하는 과정과, 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 제3신호를 생성하는 과정과, 상기 제3신호를 상기 복조 방식을 사용하여 복조하여 제4신호로 생성하는 과정과, 상기 제4신호를 상기 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제5신호로 생성하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 간섭을 제거하여 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 특히, 본 발명은 셀간 간섭(ICI: Inter Cell Interference, 이하 'ICI'라 칭하기로 한다)을 재생성하는 방식을 사용하여 ICI를 제거하도록 신호를 수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 이하, 설명의 편의상 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템을 상기 통신 시스템의 일 예로 하여 설명하기로 하며, 본 발명에서 제안하는 간섭 신호를 제거하여 신호를 수신하는 장치 및 방법은 상기 IEEE 802.16e 통신 시스템뿐만 아니라 다른 통신 시스템에도 적용 가능함은 물론이다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어 셀과 기지국(BS: Base Station)을 동일한 개념으로 혼용하여 사용하기로 한다. 물론, 1개의 기지국이 다수개의 셀들을 관리할 수도 있으나, 이하의 설명에서는 1개의 기지국이 1개의 셀만을 관리한다고 가정하여 상기 셀과 기지국을 동일한 개념으로 사용하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 간섭을 고려할 때 인접 셀을 고려하는 경우를 일 예로 하여 설명하기로 하나, 인접 셀뿐만이 아니라 동일 셀 내의 인접 섹터(sector)를 동일하게 고려할 수도 있음은 물론이며, 다만 설명의 편의상 상기 인접 셀만을 고려하는 경우를 일 예로 하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 IEEE 802.16e 통신 시스템의 신호 수신 장치의 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 설명하기에 앞서, 상기 신호 수신 장치는 기지국 혹은 이동 단말기(MS: Mobile Station, 이하 'MS'라 칭하기로 한다) 어디에도 적용 가능함은 물론이며, 여기서는 일 예로 상기 신호 수신 장치가 기지국이라고 가정하기로 한다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 유닛(211)과, 디스크램블러(de- scrambler)(213)와, 역 서브 채널화 유닛(de-subchannelization unit)(215)과, 채널 보상기(channel compensator)(217)와, 복조기(de-modulator)(219)와, 디코더(decoder)(221)와, 순환 리던던시 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check, 이하 'CRC'라 칭하기로 한다) 유닛(223)과, 간섭 제거/복호 유닛(250)을 포함한다. 여기서, 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 간섭 제거 유닛(251)과, 디스크램블러(253)와, 역 서브 채널화 유닛(255)과, 채널 보상기(257)와, 복조기(259)와, 디코더(261)와, CRC 검사 유닛(263)을 포함한다.
먼저, 수신 신호는 상기 FFT 유닛(211)으로 전달되며, 상기 FFT 유닛(211)은 상기 수신 신호에 대해서 N-포인트(point) FFT 연산을 수행한 후 상기 디스크램블러(213)로 출력한다. 상기 FFT 유닛(211)에서 출력된 신호는 필요에 따라 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)으로 전달될 수도 있으며, 이에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상기 디스크램블러(213)는 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호를 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 사용한 스크램블링(scrambling) 방식에 상응하는 디스크램블링(de-scrambling) 방식에 상응하게 디스크램블링한 후 상기 역 서브 채널화 유닛(215)으로 출력한다. 상기 역 서브 채널화 유닛(215)은 상기 디스크램블러(213)에서 출력한 신호, 일 예로 버스트(burst)에서 실제 데이터가 송신된 데이터 서브 캐리어(data sub-carrier)들과 기준 신호(reference signal), 일 예로 파일럿 신호(pilot signal)가 송신된 파일럿 서브 캐리어(pilot sub-carrier)들을 검출하여 정렬한 후 상기 채널 보상기(217)로 출력한다. 상기 채널 보상 기(217)는 상기 역 서브 채널화 유닛(215)에서 출력한 신호를 입력한 후 상기 파일럿 신호를 사용하여 채널 및 잡음을 추정하고, 상기 추정한 채널 및 잡음을 사용하여 상기 데이터를 채널 보상한 후 상기 복조기(219)로 출력한다. 또한, 상기 채널 보상기(217)는 상기 채널 보상된 신호의 전력과 상기 추정된 잡음의 전력을 사용하여 버스트 캐리어대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 'CINR'이라 칭하기로 한다)를 생성한다. 여기서, 상기 버스트 CINR은 스케쥴링(scheduling) 및 전력 제어에 사용된다. 이하, 설명의 편의상 상기 채널 보상기(217)에서 생성한 버스트 CINR을 '버스트 CINR 1'이라고 칭하기로 한다.
상기 복조기(219)는 상기 채널 보상기(217)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식에 상응하게 복조한 후 상기 디코더(221)로 출력한다. 상기 디코더(221)는 상기 복조기(219)에서 출력한 신호를 입력하여 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩(encoding) 방식에 상응하는 디코딩(decoding) 방식에 상응하게 디코딩한 후 상기 CRC 검사 유닛(223)으로 출력한다. 상기 CRC 검사 유닛(223)은 상기 디코더(221)에서 출력한 신호, 즉 버스트 디코딩 비트들을 입력하여 CRC 검사를 수행하여 최종적으로 해당 버스트에 에러(error)가 발생하였는지 여부를 판단한다. 여기서, 상기 CRC 검사 결과 버스트에 에러가 발생하지 않았을 경우 상기 디코더(221)에서 출력한 신호가 최종 검출 신호가 되는 것이다.
한편, 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 하기와 같은 두 가지 방식들에 상응하게 동작하는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
첫 번째 방식은, 상기 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하였을 경우에만 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하는 방식이다.
두 번째 방식은, 상기 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하였는지 여부에 상관없이 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하는 방식이다. 즉, 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 상기 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하였을 경우 간섭 제거/복호 동작을 수행한다. 이와는 반대로, 상기 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하지 않았을 경우 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)은 간섭 제거/복호 동작을 수행하지 않고, 다만 버스트 CINR만을 생성한다. 이하, 설명의 편의상 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)에서 생성한 버스트 CINR을 '버스트 CINR 2'이라고 칭하기로 한다. 여기서, 상기 첫 번째 방식 및 두 번째 방식의 적용은 상기 신호 수신 장치의 제어기(도시하지 않음)에 의해 제어된다.
상기 첫 번째 방식은 상기 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하였을 경우에만 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하기 때문에, 상기 신호 수신 장치의 부하를 감소시킬 수 있다.
이와는 반대로, 상기 두 번째 방식은 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하였는지 여부에 상관없이 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 동작하기 때문에, 상기 신호 수신 장치의 부하를 증가시키게 된다. 그러나, 상기 두 번째 방식을 사용할 경우에는 CRC 검사 결과 해당 버스트에 에러가 발생하지 않았을 경우라도 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 버스트 CINR 2를 생성하기 때문에, 상기 버스트 CINR 2를 사용하여 스케쥴링 및 전력 제어 측면에서 시스템 성능을 향상시킬 수 있 다.
한편, 상기 간섭 제거/복호 유닛(250)이 포함하는 다수의 유닛들중 상기 간섭 제거 유닛(251)을 제외한 나머지 유닛들, 즉 상기 디스크램블러(253)와, 역 서브 채널화 유닛(255)과, 채널 보상기(257)와, 복조기(259)와, 디코더(261)와, CRC 검사 유닛(263)의 동작은 상기 디스크램블러(213)와, 역 서브 채널화 유닛(215)과, 채널 보상기(217)와, 복조기(219)와, 디코더(221)와, CRC 검사 유닛(223)의 동작과 거의 유사하므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
그러면 여기서 도 3을 참조하여 도 2의 간섭 제거 유닛(251)의 내부 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 3은 도 2의 간섭 제거 유닛(251)의 내부 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 간섭 제거 유닛(251)은 채널/잡음 추정기(311)와, 간섭 신호 검출기(interference signal detector)(313)와, 채널/잡음 추정기(315)와, 가중치 계산기(weight calculator)(317)와, 인코더(encoder)(319)와, 변조기(modulator)(321)와, 서브 채널화 유닛(subchannelization unit)(323)과, 스크램블러(scrambler)(325)와, 곱셈기(327)와, 곱셈기(329)와, 감산기(331)를 포함한다.
먼저, 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호는 상기 채널/잡음 추정기(311)로 전달되고, 상기 채널/잡음 추정기(311)는 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호를 입력하여 인접 셀 정보에 상응하게 채널과, 간섭 및 잡음을 추정한다. 여기서, 상기 인접 셀 정보는 상기 인접 셀의 버스트 할당 정보와 파일럿 패턴(pilot pattern) 정보를 포함한다. 즉, 상기 채널/잡음 추정기(311)는 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호를 입력하여 해당 셀에게 간섭을 줄 가능성이 있는 모든 인접 셀들의 버스트 할당 정보와 파일럿 패턴 정보에 상응하게 채널과, 간섭 및 잡음을 추정하는 것이다. 결과적으로, 상기 채널/잡음 추정기(311)는 해당 셀로부터 서비스를 제공받고 있는 MS들로부터의 채널 추정 및 인접 셀들로부터 서비스를 제공받고 있는 MS들로부터의 채널 추정을 가능하게 하는 것이다. 또한, 상기 채널/잡음 추정기(311)는 ICI를 제외한 해당 셀에서 발생하는 잡음을 추정한다.
상기 채널/잡음 추정기(311)에서 추정한 채널과, 간섭 및 잡음은 상기 간섭 신호 검출기(313)로 전달되고, 상기 간섭 신호 검출기(313)는 상기 채널/잡음 추정기(311)에서 추정한 채널과, 간섭 및 잡음을 사용하여 인접셀로부터 서비스를 제공받고 있는 MS가 해당 셀에 실제로 간섭을 미치는 MS인지 여부를 결정한다. 여기서, 상기 간섭 신호 검출기(313)는 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS의 간섭 양이 미리 설정한 임계값 T와 잡음양을 곱한 값(
Figure 112006081545744-pat00002
)을 초과할 경우 상기 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS를 해당 셀에 간섭을 미치는 MS로 판단하게 된다. 이와는 반대로, 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS의 간섭 양이 미리 설정한 임계값 T와 잡음양을 곱한 값 이하일 경우, 상기 간섭 신호 검출기(313)는 상기 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS를 해당 셀에 간섭을 미치는 MS가 아니라고 판단하게 된다.
결과적으로, 상기 간섭 신호 검출기(313)는 해당 셀에 간섭을 미치는 MS들에 대한 정보만이 포함되도록 상기 인접 셀 정보를 업데이트(update)한 후, 상기 업데 이트된 인접 셀 정보를 상기 채널/잡음 추정기(315)로 출력한다. 이하, 설명의 편의상 상기 간섭 신호 검출기(313)에 의해 업데이트된 인접 셀 정보를 '업데이트 인접 셀 정보'라 칭하기로 한다. 이 경우, 상기 업데이트 인접 셀 정보는 상기 인접 셀 정보에서 해당 셀에게 간섭을 미치지 않는 인접 MS에 대한 정보가 삭제된 형태를 가진다.
상기 채널/잡음 추정기(315)는 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호에서 출력한 신호를 입력하여 상기 간섭 신호 검출기(313)에서 출력한 업데이트 인접 셀 정보에 상응하게 채널과, 간섭 및 잡음을 추정한다. 상기 채널/잡음 추정기(315)는 그 추정한 간섭과 잡음을 상기 가중치 계산기(317)로 출력하고, 그 추정한 채널을 상기 곱셈기(327)로 출력한다. 여기서, 상기 채널/잡음 추정기(315)의 동작은 상기 채널/잡음 추정기(311)의 동작과 거의 유사하며, 다만 상기 인접 셀 정보가 아닌 업데이트 인접 셀 정보를 사용한다는 면에서만 상이할 뿐이다.
상기 가중치 계산기(317)는 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 신호를 입력하여 가중치를 계산하고, 그 계산한 가중치를 상기 곱셈기(329)로 출력한다. 상기 가중치 계산기(317)는 0과 1 사이의 실수값을 가지는데, 상기 가중치가 0의 값을 가질 경우에는 상기 간섭 제거 유닛(351)에서 간섭 제거 동작을 수행하지 않는 것을 나타내며, 상기 가중치가 1인 경우는 상기 가중치를 적용하지 않는 경우와 동일하게 된다. 즉, 상기 가중치 계산기(317)에서 계산하는 가중치에 상응하게 간섭 제거의 정도가 적응적으로 조정되므로, 결과적으로는 상기 신호 수신 장치의 간섭 제거 성능 역시 적응적으로 조정되는 것이 가능하게 된다. 일 예로, 잡음에 비 해 간섭이 클 경우에는 비교적 높은 가중치를 적용하도록 하고, 잡음에 비해 간섭이 작을 경우에는 비교적 낮은 가중치를 적용하도록 하여 신호 수신 장치의 간섭 제거에 의한 신호 수신 성능을 향상시킬 수 있다.
그러면 여기서 상기 가중치 계산기(317)의 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 가중치 계산기(317)는 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 추정 간섭과 추정 잡음을 사용하여 가중치를 계산한다. 즉, 상기 가중치 계산기(317)는 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 평균 간섭 레벨 IO와 잡음 레벨 NO를 사용하여 가중치를 계산한다.
상기 가중치 계산기(317)의 가중치 계산 동작은 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 간섭 신호의 개수에 상응하게 결정되는데, 이에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서, 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 간섭 신호의 개수라 함은 실제 해당 셀에 간섭으로 미치는 인접 셀로부터 서비스를 제공받는 MS에서 송신한 신호의 개수를 나타낸다.
먼저, 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 간섭 신호의 개수가 1개인 경우, 즉 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 평균 간섭 레벨 IO이 1개의 간섭 신호에 대한 것일 경우, 상기 가중치 계산기(317)는 하기 수학식 1과 같이 가중치를 계산한다.
Figure 112006081545744-pat00003
상기 수학식 1에서, α는 상기 1개의 간섭 신호에 적용될 가중치를 나타내고,
Figure 112006081545744-pat00004
는 양의 값을 가지면 그 양의 값을 그대로 출력하고, 음의 값을 가지면 0을 출력하도록 하는 연산자를 나타내고,
Figure 112006081545744-pat00005
은 행렬의 컨쥬게이트 트랜스포즈(conjugate transpose)를 나타내며,
Figure 112006081545744-pat00006
은 행렬의 2행(row) 2열(column)에 위치하는 엘리먼트(element)를 나타내며, N은 채널 추정시 사용되는 파일럿 서브 캐리어(sub-carrier)의 개수를 나타낸다. 또한, 상기 수학식 1에서
Figure 112006081545744-pat00007
은 수신하고자 하는 신호와 간섭 신호에 적용된
Figure 112006081545744-pat00008
파일럿 패턴 행렬을 나타낸다. 여기서, 상기 파일럿 패턴이
Figure 112006081545744-pat00009
크기를 가지는 이유는 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 간섭 신호의 개수가 1개이기 때문이다.
다음으로, 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 간섭 신호의 개수가 2개인 경우, 즉 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 평균 간섭 레벨 I2, I3이 2개 의 간섭 신호 각각에 대한 것일 경우, 상기 가중치 계산기(317)는 하기 수학식 2와 같이 가중치를 계산한다.
Figure 112006081545744-pat00010
상기 수학식 2에서, α2,α3는 상기 2개의 간섭 신호 각각에 적용될 가중치를 나타내며, I2,I3는 상기 2개의 간섭 신호의 평균 간섭 레벨을 나타내며,
Figure 112006081545744-pat00011
는 행렬의 3행 3열에 위치하는 엘리먼트를 나타낸다. 또한, 상기 수학식 2에서
Figure 112006081545744-pat00012
는 수신하고자 하는 신호와 간섭 신호에 적용된
Figure 112006081545744-pat00013
스크램블 패턴 행렬을 나타낸다. 여기서, 상기 파일럿 패턴이
Figure 112006081545744-pat00014
크기를 가지는 이유는 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 간섭 신호의 개수가 2개이기 때문이다.
한편, 상기 인코더(319)로는 인접 셀들로부터 수신한 간섭 버스트 디코딩 비트들이 입력된다. 상기 도 3에서는 상기 간섭 버스트 디코딩 비트들을 인접 셀들로부터 수신하는 경우를 일 예로 하여 설명하기로 하나, 상기 신호 수신 장치 자체에서 직접 임의로 상기 간섭 버스트 디코딩 비트들을 생성할 수도 있음은 물론이다. 상기 인코더(319)는 상기 인접 셀들로부터 수신한 간섭 버스트 디코딩 비트들을 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식과 동일한 인코딩 방식을 사용하여 인코딩한 후 상기 변조기(321)로 출력한다. 상기 변조기(321)는 상기 인코더(319)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식과 동일한 변조 방식을 사용하여 변조한 후 상기 서브 채널화 유닛(323)으로 출력한다. 상기 서브 채널화 유닛(323)은 상기 변조기(321)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 서브 채널화 방식에 상응하게 서브 채널화하여 상기 스크램블러(325)로 출력한다.
상기 스크램블러(325)는 상기 서브 채널화 유닛(323)에서 출력한 신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 스크램블링 방식과 동일한 스크램블링 방식을 사용하여 스크램블링한 후 상기 곱셈기(327)로 출력한다. 상기 곱셈기(327)는 상기 스크램블러(325)에서 출력한 신호와 상기 채널/잡음 추정기(315)에서 출력한 신호를 곱한 후 상기 곱셈기(329)로 출력한다. 상기 곱셈기(329)는 상기 곱셈기(327)에서 출력한 신호와 상기 가중치 계산기(317)에서 출력한 신호를 곱셈한 후 상기 감산기(331)로 출력한다. 상기 감산기(331)는 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호에서 상기 곱셈기(329)에서 출력한 신호를 감산한다.
상기에서 설명한 바와 같이 결과적으로, 상기 간섭 제거 유닛(251)은 상기 FFT 유닛(211)에서 출력한 신호에서 간섭 성분이 제거된 신호만을 상기 디스클램블러(253)로 출력하도록 함으로써 상기 신호 수신 장치의 수신 성능을 증가시키게 되는 것이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 ICI를 재생성하여 간섭을 제거하도록 신호를 수신하는 것을 가능하게 함으로써 신호 수신 장치의 신호 수신 성능을 향상시킨다. 특히, 본 발명은 ICI 재생성시 평균 간섭 레벨과 잡음 레벨을 고려하여 적응적으로 ICI를 재생성하도록 함으로써 신호 수신 장치의 신호 수신 성능 역시 채널 상태에 상응하게 적응적으로 향상키는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다.

Claims (16)

  1. 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    신호가 수신되면, 상기 수신 신호를 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식을 사용하여 복조하여 제1신호를 생성하는 과정과,
    상기 제1신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식에 상응하는 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제2신호를 생성하는 과정과,
    인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 제3신호를 생성하는 과정과,
    상기 제3신호를 상기 복조 방식을 사용하여 복조하여 제4신호로 생성하는 과정과,
    상기 제4신호를 상기 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제5신호로 생성하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3신호를 생성하는 과정은;
    상기 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 해당 셀 및 인접 셀들 각각에 대한 채널과, 간섭 및 잡음을 추정하는 과정과,
    상기 채널과, 간섭 및 잡음 추정 결과에 상응하게 상기 해당 셀에 실제 간섭 으로 영향을 미치는 간섭 인접 셀을 검출하는 과정과,
    상기 인접 셀 정보를 상기 간섭 인접 셀에 대한 정보만을 포함하도록 업데이트 인접 셀 정보를 생성하는 과정과,
    상기 업데이트 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 해당 셀 및 간섭 인접 셀에 대한 채널과, 간섭 및 잡음을 추정하는 과정과,
    상기 해당 셀 및 간섭 인접 셀에 대한 채널과, 간섭 및 잡음에 상응하게 가중치를 생성하는 과정과,
    인접 셀들로부터 수신한 간섭 버스트 디코딩 비트들을 입력하여 상기 인코딩 방식에 상응하게 인코딩하고, 상기 인코딩한 신호를 상기 변조 방식에 상응하게 변조하여 제6신호를 생성하는 과정과,
    상기 제6신호에 상기 해당 셀 및 간섭 인접 셀에 대한 채널을 곱하여 제7신호를 생성하는 과정과,
    상기 제7신호에 상기 가중치를 곱하여 제8신호를 생성하는 과정과,
    상기 수신 신호에서 상기 제8신호를 감산하여 상기 제3신호로 생성하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인접 셀 정보는 인접 셀들 각각에 대한 파일럿 패턴 정보와 버스트 할당 정보를 포함하며, 상기 업데이트 인접 셀 정보는 상기 간섭 셀에 대한 파일럿 패턴 정보와 버스트 할당 정보를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 1개일 경우, 상기 가중치를 생성하는 과정은;
    상기 해당 셀의 잡음 레벨과, 간섭 인접 셀의 평균 간섭 레벨과, 상기 해당 셀의 파일럿 패턴과, 상기 간섭 인접 셀의 파일럿 패턴을 고려하여 상기 가중치를 생성하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 1개일 경우, 상기 가중치를 생성하는 과정은 하기 수학식 3에 상응하게 상기 가중치를 생성하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
    Figure 112006081545744-pat00015
    상기 수학식 3에서, α는 상기 가중치를 나타내며, I0는 상기 간섭 인접 셀의 평균 간섭 레벨을 나타내며, N0는 해당 셀의 잡음 레벨을 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00016
    는 양의 값을 가지면 그 양의 값을 그대로 출력하고, 음의 값을 가지면 0을 출력하도록 하는 연산자를 나타내고,
    Figure 112006081545744-pat00017
    은 행렬의 컨쥬게이트 트랜스포즈(conjugate transpose)를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00018
    은 행렬의 2행 2열에 위치하는 엘리먼트를 나타내며, N은 채널 추정시 사용되는 파일럿 서브 캐리어의 개수를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00019
    은 해당 셀과 간섭 인접 셀의
    Figure 112006081545744-pat00020
    파일럿 패턴 행렬을 나타냄.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 2개일 경우, 상기 가중치를 생성하는 과정은;
    상기 해당 셀의 잡음 레벨과, 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각의 평균 간섭 레벨과, 상기 해당 셀의 파일럿 패턴과, 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각의 파일럿 패턴과, 상기 2개의 간섭 버스트 디코딩 비트의 순환 리던던시 검사 패스(pass) 여 부 등의 사항들 중 전부 혹은 일부를 고려하여 상기 가중치를 생성하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 2개일 경우, 상기 가중치를 생성하는 과정은 하기 수학식 4에 상응하게 상기 가중치를 생성하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
    Figure 112006081545744-pat00021
    상기 수학식 3에서, α2,α3는 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각에 적용될 가중치를 나타내며, N0는 해당 셀의 잡음 레벨을 나타내며, I2,I3는 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각의 평균 간섭 레벨을 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00022
    는 양의 값을 가지면 그 양의 값을 그대로 출력하고, 음의 값을 가지면 0을 출력하도록 하는 연산자를 나타내고,
    Figure 112006081545744-pat00023
    은 행렬의 컨쥬게이트 트랜스포즈(conjugate transpose)를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00024
    은 행렬의 3행 3열에 위치하는 엘리먼트를 나타내며, N은 채널 추정시 사용되는 파일 럿 서브 캐리어의 개수를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00025
    은 해당 셀과 상기 2개의 간섭 인접 셀들의
    Figure 112006081545744-pat00026
    파일럿 패턴 행렬을 나타냄.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2신호에 대해서 순환 리던던시 검사를 수행하고, 그 수행 결과 상기 제2신호에 에러가 발생하지 않았을 경우 상기 제3내지 제5신호를 생성하는 과정을 수행하지 않도록 제어하는 과정을 포함하는 신호 수신 장치에서 신호 수신 방법.
  9. 통신 시스템의 신호 수신 장치에 있어서,
    신호가 수신되면, 상기 수신 신호를 신호 송신 장치에서 사용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식을 사용하여 복조하여 제1신호를 생성하는 제1복조기와,
    상기 제1신호를 상기 신호 송신 장치에서 사용한 인코딩 방식에 상응하는 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제2신호를 생성하는 제2디코더와,
    인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 간섭 신호를 제거하여 제3신호를 생성하는 간섭 제거 유닛과,
    상기 제3신호를 상기 복조 방식을 사용하여 복조하여 제4신호로 생성하는 제2복조기와,
    상기 제4신호를 상기 디코딩 방식을 사용하여 디코딩하여 제5신호로 생성하는 제2디코더를 포함하는 신호 수신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 간섭 제거 유닛은;
    상기 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 해당 셀 및 인접 셀들 각각에 대한 채널과, 간섭 및 잡음을 추정하는 제1채널/잡음 추정기와,
    상기 채널과, 간섭 및 잡음 추정 결과에 상응하게 상기 해당 셀에 실제 간섭으로 영향을 미치는 간섭 인접 셀을 검출하고, 상기 인접 셀 정보를 상기 간섭 인접 셀에 대한 정보만을 포함하도록 업데이트 인접 셀 정보를 생성하는 간섭 검출기와,
    상기 업데이트 인접 셀 정보를 사용하여 상기 수신 신호에서 해당 셀 및 간섭 인접 셀에 대한 채널과, 간섭 및 잡음을 추정하는 제2채널/잡음 추정기와,
    상기 해당 셀 및 간섭 인접 셀에 대한 채널과, 간섭 및 잡음에 상응하게 가중치를 생성하는 가중치 계산기와,
    인접 셀들로부터 수신한 간섭 버스트 디코딩 비트들을 입력하여 상기 인코딩 방식에 상응하게 인코딩하는 인코더와,
    상기 인코더에서 출력한 신호를 상기 변조 방식에 상응하게 변조하여 제6신호를 생성하는 변조기와,
    상기 제6신호에 상기 해당 셀 및 간섭 인접 셀에 대한 채널을 곱하여 제7신호를 생성하는 제1곱셈기와,
    상기 제7신호에 상기 가중치를 곱하여 제8신호를 생성하는 제2곱셈기와,
    상기 수신 신호에서 상기 제8신호를 감산하여 상기 제3신호로 생성하는 감산기를 포함하는 신호 수신 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인접 셀 정보는 인접 셀들 각각에 대한 파일럿 패턴 정보와 버스트 할당 정보를 포함하며, 상기 업데이트 인접 셀 정보는 상기 간섭 셀에 대한 파일럿 패턴 정보와 버스트 할당 정보를 포함함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 1개일 경우, 상기 가중치 계산기는 상기 해당 셀의 잡음 레벨과, 간섭 인접 셀의 평균 간섭 레벨과, 상기 해당 셀의 파일럿 패턴과, 상기 간섭 인접 셀의 파일럿 패턴을 고려하여 상기 가중치를 생성함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 1개일 경우, 상기 가중치 계산기는 하기 수학식 5에 상응하게 상기 가중치를 생성함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
    Figure 112006081545744-pat00027
    상기 수학식 5에서, α는 상기 가중치를 나타내며, I0는 상기 간섭 인접 셀의 평균 간섭 레벨을 나타내며, N0는 해당 셀의 잡음 레벨을 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00028
    는 양의 값을 가지면 그 양의 값을 그대로 출력하고, 음의 값을 가지면 0을 출력하도록 하는 연산자를 나타내고,
    Figure 112006081545744-pat00029
    은 행렬의 컨쥬게이트 트랜스포즈(conjugate transpose)를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00030
    은 행렬의 2행 2열에 위치하는 엘리먼트를 나타내며, N은 채널 추정시 사용되는 파일럿 서브 캐리어의 개수를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00031
    은 해당 셀과 간섭 인접 셀의
    Figure 112006081545744-pat00032
    파일럿 패턴 행렬을 나 타냄.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 2개일 경우, 상기 가중치 계산기는;
    상기 해당 셀의 잡음 레벨과, 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각의 평균 간섭 레벨과, 상기 해당 셀의 파일럿 패턴과, 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각의 파일럿 패턴을 고려하여 상기 가중치를 생성함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 간섭 인접 셀의 개수가 2개일 경우, 상기 가중치 계산기는 하기 수학식 6에 상응하게 상기 가중치를 생성함을 특징으로 하는 신호 수신 장치.
    Figure 112006081545744-pat00033
    상기 수학식 6에서, α2,α3는 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각에 적용될 가중치를 나타내며, N0는 해당 셀의 잡음 레벨을 나타내며, I2,I3는 상기 2개의 간섭 인접 셀들 각각의 평균 간섭 레벨을 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00034
    는 양의 값을 가지면 그 양의 값을 그대로 출력하고, 음의 값을 가지면 0을 출력하도록 하는 연산자를 나타내고,
    Figure 112006081545744-pat00035
    은 행렬의 컨쥬게이트 트랜스포즈(conjugate transpose)를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00036
    은 행렬의 3행 3열에 위치하는 엘리먼트를 나타내며, N은 채널 추정시 사용되는 파일럿 서브 캐리어의 개수를 나타내며,
    Figure 112006081545744-pat00037
    은 해당 셀과 상기 2개의 간섭 인접 셀들의
    Figure 112006081545744-pat00038
    파일럿 패턴 행렬을 나타냄.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 신호 수신 장치는;
    상기 제2신호에 대해서 순환 리던던시 검사를 수행하는 순환 리던던시 검사 유닛과,
    상기 순환 리던던시 검사 수행 결과 상기 제2신호에 에러가 발생하지 않았을 경우 상기 간섭 제거 유닛과, 복조기 및 디코더가 동작하지 않도록 제어하는 제어기를 더 포함하는 신호 수신 장치.
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