KR100844111B1 - Spatial-temporal adaptive equalizing method for interference canceling in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선통신시스템, 특히 광대역 코드분할 다중접속 및 고속 데이터패킷 접속(WCDMA/HSDPA) 시스템에서 간섭을 제거하기 위한 적응 등화방법에 관한 것으로, 무선통신시스템에서 알려지지 않은 간섭을 제거하기 위한 수신방법에 있어서, 수신신호를 채널보상등화기에 입력하여 채널보상된 기준신호를 구하며, 기준신호는 알려지지 않은 간섭을 제거하기 위해 자체적으로 검파한 데이터에 의하여 구하여지는 단계; 기준신호와 등화기 필터를 거친 출력신호의 차를 값으로 하는 오차 신호를 구하는 단계; 기준신호, 오차신호 및 수신신호를 LMS 알고리즘에 적용하여 등화기 필터 탭을 갱신하는 단계; 및 갱신된 등화기 필터 탭과 다음 순번의 수신신호를 곱하여, 다음 순번의 수신신호에 대응하는 출력신호를 구하는 단계를 포함한다. The present invention relates to an adaptive equalization method for removing interference in a wireless communication system, in particular, a wideband code division multiple access and a high speed data packet access (WCDMA / HSDPA) system, and a reception method for removing unknown interference in a wireless communication system. The method comprising: receiving a received signal to a channel compensation equalizer to obtain a channel compensated reference signal, wherein the reference signal is obtained by itself detected data to remove unknown interference; Obtaining an error signal having a difference between the reference signal and the output signal passed through the equalizer filter; Updating the equalizer filter tap by applying a reference signal, an error signal, and a received signal to the LMS algorithm; And multiplying the updated equalizer filter tap by the next received signal to obtain an output signal corresponding to the next received signal.
등화, 간섭제거, LMS, NLMS, 채널보상, 무선통신시스템 Equalization, Interference Cancellation, LMS, NLMS, Channel Compensation, Wireless Communication System
Description
도1은 본 발명에 따른 시공간 적응 등화방법이 적용된 무선통신시스템의 구성도를 도시한다. 1 is a block diagram of a wireless communication system to which a space-time adaptive equalization method according to the present invention is applied.
도2는 본 발명에 따른 필터 기반의 적응 간섭제거 등화기(TAICE)의 구조를 도시한다. 2 shows the structure of a filter-based adaptive interference cancellation equalizer (TAICE) according to the present invention.
도3은 고정채널에서 음성신호에 대해, 종래의 수신기를 사용하였을 때, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때, 및 CPICH를 제거한 뒤 본 발명의 시공간 적응 등화방법을 적용시켰을 때의 비트 오류율을 비교한 그래프를 도시한다. 3 is a graph comparing bit error rates when a conventional receiver is used for a speech signal in a fixed channel, when only interference of CPICH is removed, and when the space-time adaptive equalization method of the present invention is applied after removing the CPICH. Shows.
도4는 고정채널에서 데이터신호에 대해, 종래의 수신기를 사용하였을 때, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때, 및 CPICH를 제거한 뒤 본 발명의 시공간 적응 등화방법을 적용시켰을 때의 비트 오류율을 비교한 그래프를 도시한다. 4 is a graph comparing bit error rates for a data signal in a fixed channel when a conventional receiver is used, when only interference of a CPICH is removed, and when the space-time adaptive equalization method of the present invention is applied after the CPICH is removed. Shows.
도5는 페이딩 채널에서 음성신호에 대해, 종래의 수신기를 사용하였을 때, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때, 및 CPICH를 제거한 뒤 본 발명의 시공간 적응 등화방법을 적용시켰을 때의 비트 오류율을 비교한 그래프를 도시한다. 5 is a graph comparing bit error rates when a conventional receiver is used for a voice signal in a fading channel, when only interference of CPICH is removed, and when the space-time adaptive equalization method of the present invention is applied after removing the CPICH. Shows.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 간섭제거기10: Interference Canceller
20: 적응 간섭제거 등화기(TAICE)20: Adaptive Interference Cancellation Equalizer (TAICE)
21: 등화기 필터21: Equalizer Filter
30: 채널보상 등화기30: channel compensation equalizer
본 발명은 무선통신시스템, 특히 광대역 코드분할 다중접속(WCDMA: Wideband Code Division Multiple Access) 및 고속 데이터패킷 접속(HSDPA: High Speed Downlink Packet Access) 시스템에서 신호 수신시에 잡음을 제거하기 위한 방법에 관한 것으로, 알려지지 않은 간섭을 효과적으로 제거할 수 있는 수신방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for removing noise in signal reception in a wireless communication system, in particular, Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) and High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) systems. The present invention relates to a reception method capable of effectively removing unknown interference.
아날로그 무선통신시스템에서의 용량부족 문제를 해결하기 위하여 CDMA(코드분할다중접속)시스템이 상용화되었고, 이어 WCDMA 및 HSDPA시스템이 이용되고 있다. In order to solve the problem of capacity shortage in the analog wireless communication system, CDMA (Code Division Multiple Access) system has been commercialized, and WCDMA and HSDPA systems have been used.
그런데 WCDMA 및 HSDPA 시스템의 하향링크(down link)에 있어서, 활성화된 사용자가 늘어날수록 각각의 단말기에 작용하는 잡음이 늘어나서 수신신호의 비트 오류율(BER; bit error rate)이 증가되고 결국 시스템의 성능은 저하된다. 이러한 잡음 중에는 알려진 코드를 쓰는 간섭뿐만이 아니라, 활성화된 사용자들이 모든 사용자가 알고 있는 CPICH 등의 신호와 서로 다른 코드를 써서 서로 다른 사용자에게 알려지지 않는 간섭으로 작용하게 된 성분들이 포함되어 있다.However, in the downlink of WCDMA and HSDPA systems, as the number of active users increases, the noise acting on each terminal increases, thereby increasing the bit error rate (BER) of the received signal, and eventually the performance of the system is increased. Degrades. These noises include not only interference using known codes, but also components that enable users to act as signals known to all users, such as CPICH, and interference that is not known to different users by using different codes.
무선통신에서 신호 잡음을 제거하기 위한 종래의 방법은, 단순히 사용자 자신에게 할당된 코드를 이용하여 수신 신호 대 잡음비(SNR; Signal-to-Noise Ratio)를 최대로 하는 정합필터(Matched Filter) 형태로 수신하는 방식이었다. 그러나 이때는 다른 사용자의 간섭을 고려하지 않으므로, 수신신호의 BER이 높을 수 밖에 없다. The conventional method for removing signal noise in wireless communication is simply in the form of a matched filter that maximizes the received signal-to-noise ratio (SNR) using a code assigned to the user. It was a way of receiving. However, since the interference of other users is not considered at this time, the BER of the received signal is high.
이러한 문제를 해결하기 위하여 다른 사용자의 간섭을 제거하고자, 특허출원 제10-2006-0086280호에서는 CPICH 등의 알려진 신호들을 코드를 이용해서 제거시키는 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)를 최대로 하는 간섭제거방법을 제시하였다.In order to solve such a problem, in order to eliminate interference of other users, Patent Application No. 10-2006-0086280 discloses interference that maximizes the Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR) that removes known signals such as CPICH using a code. The removal method is presented.
그러나 이들 모두는 인접 기지국에서 들어오는 신호, 동일 셀 내에 있는 다른 사용자의 신호 등과 같은 알려지지 않은 신호를 제거하지 못한다는 문제점을 안고 있다. However, all of them have a problem that they cannot remove unknown signals such as signals from neighboring base stations and signals of other users in the same cell.
본 발명은, 무선통신시스템 특히 WCDMA나 HSDPA 시스템의 하향링크(Downlink)에서 알려진 간섭신호를 코드를 이용하여 제거하는 것에 추가하여 알 려지지 않은 간섭까지 제거하기 위한 것이다.The present invention, in addition to removing the interference signal known in the downlink (Downlink) of the wireless communication system, especially WCDMA or HSDPA system using a code to remove the unknown interference.
나아가서 본 발명은, 무선통신시스템에서 간접제거를 위한 등화방법을 다중 안테나를 쓰는 환경에도 쉽게 확장할 수 있도록 하기 위한 것이다.Furthermore, the present invention is to make it easy to extend the equalization method for indirect removal in a wireless communication system even in an environment using multiple antennas.
그리고 본 발명은, SNR를 최대로 하는 간섭제거기 또는/및 SINR를 최대로 하는 간섭제거기에 쉽게 추가하여 적용할 수 있는 호환성을 가지는 간섭제거기를 이용한 간섭제거방법을 제시하기 위한 것이다. In addition, the present invention is to provide an interference cancellation method using an interference canceller having a compatibility that can be easily added and applied to the interference canceller maximizing SNR and / or the interference canceller maximizing SINR.
본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 한 특징에 의한 시공간 간섭제거 적응 등화방법은, 무선통신시스템에서 알려지지 않은 간섭을 제거하기 위한 수신방법에 있어서, 수신신호를 채널보상등화기에 입력하여 채널보상된 기준신호를 구하며, 상기 기준신호는 알려지지 않은 간섭을 제거하기 위해 자체적으로 검파한 데이터에 의하여 구하여지는 단계; 상기 기준신호와 등화기 필터를 거친 출력신호의 차를 값으로 하는 오차 신호를 구하는 단계; 상기 기준신호, 오차신호 및 수신신호를 LMS 알고리즘에 적용하여 등화기 필터 탭을 갱신하는 단계; 및 상기 갱신된 등화기 필터 탭과 다음 순번의 수신신호를 곱하여, 상기 다음 순번의 수신신호에 대응하는 출력신호를 구하는 단계를 포함한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and the spatiotemporal interference cancellation adaptive equalization method according to an aspect of the present invention is a reception method for canceling an unknown interference in a wireless communication system, comprising: Obtaining a channel-compensated reference signal by inputting to the reference signal, wherein the reference signal is obtained by itself detected data to remove unknown interference; Obtaining an error signal having a difference between the reference signal and the output signal passed through the equalizer filter; Updating an equalizer filter tap by applying the reference signal, error signal, and received signal to an LMS algorithm; And multiplying the updated equalizer filter tap by the next received signal to obtain an output signal corresponding to the next received signal.
바람직하게는, 상기 출력신호를 구하는 단계에 있어서 상기 출력신호는, 상기 등화기 필터 탭이 복수인 경우 으로 나타낼 수 있다. 여기서 은 번째 사용자의 p번째 안테나의 적응 간섭제거 등화기의 n번째 출력신호이고, 은 번째 사용자의 p번째 안테나의 n번째 수신신호이고, 은 적응 간섭제거 등화기의 등화기 탭이고, 은 등화기 필터 탭의 수이다. Preferably, in the step of obtaining the output signal, the output signal is a plurality of equalizer filter taps. It can be represented as here silver Output signal of the adaptive interference cancellation equalizer of the p-th antenna of the first user, silver N-th received signal of the p-th antenna of the first user, Is the equalizer tab of the adaptive interference cancellation equalizer, Is the number of equalizer filter taps.
더욱 바람직하게는, 상기 출력신호를 구하는 단계에 있어서 상기 출력신호는, 다중 안테나를 사용하는 경우에는 으로 나타낼 수 있다. 여기서 은 번째 사용자의 적응 간섭제거 등화기의 n번째 출력신호이고, 은 번째 사용자의 상기 오차신호의 제곱을 평균 낸 기대값이다.
또한 바람직하게는, 상기 채널보상 등화기에 입력되는 상기 수신신호는 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 최대로 하는 IC를 거쳐서 나오는 신호이며, 상기 SINR를 최대로 하는 IC를 거쳐서 나오는 신호는, 상기 SINR를 최대로 하는 IC에 입력되는 신호에 포함된 상기 사용자에게 할당된 고유코드 및 SINR을 최대로 하는 간섭신호원과 백색잡음의 공분산의 역행렬을 이용하여 구할 수 있다. More preferably, in the step of obtaining the output signal, the output signal, when using a multiple antenna It can be represented as here silver Output signal of the user's adaptive interference cancellation equalizer, silver It is an expected value obtained by averaging the square of the error signal of the first user.
Also preferably, the received signal input to the channel compensation equalizer is a signal that passes through an IC that maximizes a Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR), and a signal that passes through an IC that maximizes the SINR corresponds to the The unique code assigned to the user included in the signal input to the IC that maximizes the SINR and the inverse matrix of the covariance of the white noise and the interference signal source that maximizes the SINR can be obtained.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to preferred embodiments of the present invention.
도1은 본 발명에 따른 시공간 적응등화 방법이 적용된 무선통신시스템의 구성도로서, WCDMA/HSDPA방식을 사용하는 이동통신시스템에서 송신부에서 수신부에 이르는 과정을 수신을 중심으로 간략하게 도시한 과정이다. 1 is a block diagram of a wireless communication system to which a space-time adaptive equalization method according to the present invention is applied. In the mobile communication system using the WCDMA / HSDPA method, a process from a transmitter to a receiver is briefly described based on reception.
도1에서 신호가 노드-B를 거쳐 무선 채널(Wireless Channel)을 통과하는데, 이때 잡음 및 간섭이 신호에 영향을 미친다. 또한 신호는 수신기의 RF/IF 블록(block)을 통과하며, ADC(Analog to Digital Convertor), RRC 필터(Root-Raised Cosine filter) 및 SINR을 최대로 하는 IC(10)를 거친다. 그리고 채널보상 등화기(30) 및 적응 간섭제거 등화기(TAICE)(20)를 거쳐 알려지지 않은 간섭을 제거하게 되고, 역확산기(despreader), 복조기(demodulator), TrCH 프로세서 및 채널 복호기(Channel Decoder)를 통과하며 수신데이터를 생성한다. In FIG. 1, a signal passes through a Node-B over a Wireless Channel, where noise and interference affect the signal. In addition, the signal passes through the RF / IF block of the receiver and passes through an analog to digital converter (ADC), a root-raised cosine filter (RRC), and an
도1에서 WCDMA/HSDPA 시스템 수신기의 RRC 필터를 거치고 나온 칩 속도 처리(Chip Rate Processing)를 가지는 기저대역 신호를 SINR을 최대로 하는 IC(10)의 입력으로 넣어서 간섭제거를 시킬 수 있다. 이 SINR을 최대로 하는 IC(10)의 존부는 선택적인 것으로 제안하고자 하는 적응 간섭제거등화기와 호환성을 가지고 있다. 또한 SNR( Signal-to-Noise Ratio)를 최대로 하는 정합필터(Matched Filter)가 SINR을 최대로 하는 IC(10)의 전후에 설치되거나, 둘 중 하나가 선택적으로 설치될 수도 있다. In FIG. 1, interference cancellation may be performed by inserting a baseband signal having chip rate processing through an RRC filter of a WCDMA / HSDPA system receiver as an input of an
칩 속도 처리를 가지는 SINR을 최대로 하는 IC(10)의 출력을 채널보상 등화기(30)에 넣어 보상시킨 뒤 수신신호의 신뢰도를 높이게 된다. 채널보상 등화기(30)의 출력신호를 적응 간섭제거 등화기(20)의 기준신호로 두고 알려지지 않은 간섭을 제거하게 된다. 적응 간섭제거 등화기(20)의 출력신호를 역확산기 및 복조기로 보낸다.The output of the
제안하는 시공간 적응 등화방법은 코드를 이용하지 않고 기준신호를 바탕으로 적응하기 때문에 알려지지 않은 간섭신호를 줄여줄 수 있다. 반면 기준신호의 신뢰도가 중요하기 때문에 기존의 채널보상 등화기를 통해 기준신호의 신뢰도를 높여 성능을 향상 시킬 수 있다. The proposed space-time adaptive equalization method can reduce unknown interference signals because it adapts based on reference signals without using codes. On the other hand, since the reliability of the reference signal is important, performance can be improved by increasing the reliability of the reference signal through the existing channel compensation equalizer.
도2는 본 발명에 따른 필터 기반의 적응 간섭제거 등화기(TAICE)의 구조도로서, 안테나를 1개를 쓸 경우에 대한 것이다. 물론 본 발명은 일반적인 복수의 안테나인 경우에도 적용될 수 있다. 2 is a structural diagram of a filter-based adaptive interference cancellation equalizer (TAICE) according to the present invention, in which one antenna is used. Of course, the present invention can also be applied to a general plurality of antennas.
도2에서 은 번째 사용자의 RRC 필터를 거치거나, RRC 필터 및 SINR을 최대로 하는 IC(10)를 차례로 거친 수신신호를 표시한다. 은 기준신호로써 을 채널보상 등화기(30)에 넣어 채널이 보상된 수신신호이다. 은 [수학식 1]과 같이 번째 사용자의 등화기 필터(21)를 거친 출력신호 과 기준신호 와의 차를 나타내는 오차신호가 된다. 등화기 필터는 FIR (Finite Impulse Response) 필터 등이 이용될 수 있다.In Figure 2 silver The received signal passes through the RRC filter of the second user or through the
수학식 1
본 발명에서 적응 간섭제거 등화기의 등화기 필터(21)는 총 개의 필터 탭을 가지고 있고 이는 칩 레벨로 동작하게 된다. 그리고 필터 탭을 적응시키기 위하여 최소 평균 제곱(LMS; Least Mean Square) 알고리즘이 사용된다. LMS 알고리즘은 정규 최소 평균 제곱(NLMS; Normalized Least Mean Square) 알고리즘, 싸인 LMS(Signed LMS) 알고리즘, 싸인-데이터 LMS(Sign-data LMS) 알고리즘 등을 포함한다. 이 중 NLMS은 간단하고 잡음에 강인한 특성을 지니고 있어 가장 효과적이며, 그 원리는 [수학식 2]에 나타내었다. The
수학식 2
여기서 는 기준신호이고, 은 등화기의 필터 탭으로 벡터이고, 는 입력신호를 개만큼 쌓은 벡터 이고, 는 적응상수이고, ( )H는 허미션 연산이다. here Is the reference signal, To the filter tab of the equalizer Vector, Input signal Stacked Vector Is an adaptive constant, and () H is a mission operation.
본 발명에서 NLMS 알고리즘을 사용함에 있어서, 기준신호는 채널보상 등화기(30)을 거쳐 나온 로 한다. In using the NLMS algorithm in the present invention, the reference signal is passed through the
이때 적응 간섭제거 등화기(20)의 출력은 [수학식 3]과 같다. At this time, the output of the adaptive
수학식 3
여기서 은 번째 사용자의 p번째 안테나의 적응 간섭제거 등화기의 n번째 출력신호이고, 은 번째 사용자의 p번째 안테나의 n번째 수신신호이고, 은 적응 간섭제거 등화기의 등화기 탭이고, 은 등화기 필터 탭의 수이다. here silver Output signal of the adaptive interference cancellation equalizer of the p-th antenna of the first user, silver N-th received signal of the p-th antenna of the first user, Is the equalizer tab of the adaptive interference cancellation equalizer, Is the number of equalizer filter taps.
만약 총 P개의 수신안테나를 쓴다고 가정하면, 다중 안테나를 쓸 경우에 필요한 가중치는 의 역수이고, 각 안테나에서 나오는 신호를 가중치로 곱하여, 그 곱한 값을 모두 더한 총합이 출력신호가 된다. 복수 P개의 수신안테나를 사용하는 경우 출력신호는 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.If we use a total of P receive antennas, the weight needed to use multiple antennas is It is the inverse of, and multiplies the signal from each antenna by the weight, and the sum of all the multiplied values is the output signal. When using a plurality of P receiving antennas, the output signal can be expressed as shown in [Equation 4].
수학식 4
여기서, 은 번째 사용자의 적응 간섭제거 등화기의 n번째 출력신호이고, 은 번째 사용자의 상기 오차신호의 제곱을 평균 낸 기대값이 된다. here, silver Output signal of the user's adaptive interference cancellation equalizer, silver It is an expected value obtained by averaging the square of the error signal of the first user.
상기 [수학식 3] 또는 [수학식 4]로 구해지는 출력신호는 코드를 이용하지 않고 계산되므로 알려지지 않은 간섭을 적응형 방식으로 제거할 수 있다. 이렇게 나온 출력신호는 역확산기 및 복조기로 보내서 신호를 검파할 수 있게 된다.Since the output signal obtained by
한편, SINR을 최대로 하는 IC(10)에 있어서 입력신호, 즉 수신신호는 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다. On the other hand, in the
수학식 5
여기서는 는 번째 사용자에게 할당된 고유 코드(code signature)로써 WCDMA/HSDPA 시스템에서는 이를 통해 각 사용자 또는 기지국을 구별한다. 는 번째 사용자 신호가 겪고 들어온 채널의 크기를 가리킨다. 그리고 는 칩 단위 수신신호를 확산코드 길이만큼의 쌓아놓은 수신 벡터이다. 는 번째 사용자가 보내는 n 번째 심볼(symbol)을 가리키며 의 통계적 특성을 가진다고 가정한다. 여기서 는 의 평균값을 가리키며, 는 크로네커 델타(Kronecker delta) 함수이다.Here Is As a unique code (code signature) assigned to the first user, the WCDMA / HSDPA system distinguishes each user or base station through this. Is Indicates the size of the channel received by the first user signal. And Is a stacked reception vector stacking up to the spreading code length of the received signal per chip. Is Points to the nth symbol sent by the first user Assume that it has a statistical characteristic of. here Is Mean value of, Is the Kronecker delta function.
또한 은 을 분산(또는 전력)으로 가지는 수신벡터에 더해진 백색 가우시안 잡음(AWGN)을 가리키며 크기는 수신신호 의 크기와 동일하다. Also silver Denotes a white Gaussian noise (AWGN) added to a received vector with variance (or power) Is the same as.
복수 K명의 사용자가 있을 때 첫 번째 사용자를 검파하는 신호를 구하기 위하여 나머지 명의 사용자는 간섭으로 가정하면, SINR을 최대로 하는 검파기의 형태는 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.Find the signal to detect the first user when there are multiple K users Assume that the number of users assumes interference, the type of detector maximizing SINR can be expressed as shown in [Equation 6].
수학식 6
의 허미션(Hermitian)를 곱하는 연산은, 우선 간섭신호원과 백색잡음의 공분산(Covariance)의 역행렬의 허미션을 곱함으로써 이들의 효과를 없애주고, 다음으로 공간적 고유특성인 의 허미션을 곱함으로써 정합필터링(Matched filtering)의 효과를 내고 있다. The operation of multiplying the Hermitian of the first method eliminates their effects by first multiplying the interference signal source by the inverse of the covariance of the white noise, then eliminating their effects. By multiplying the hermit, the effect of matched filtering is achieved.
을 각 사용자의 고유 코드 벡터로 다시 표현하기 위한 구체적인 예로써, 하나의 간섭이 존재할 때, 즉 총 2명의 사용자가 존재하며 두 번째 사용자의 신호가 간섭 신호일 때, SINR을 최대로 하는 IC(10)에서 은 [수학식 7]과 같이 나타낼 수 있다. As a specific example for re-expressing the X in a unique code vector of each user, the
수학식 7
여기서 는 허미션 연산이고, 는 2번째 사용자의 수신 전력을 가리킨다. 또한 는 고유 행렬(Identity matrix)로 확산계수(Spreading Factor)만큼의 행과 열 크기를 가지는 정방행렬(square matrix)이다.here Is a mission operation, Indicates the received power of the second user. Also Is an identity matrix and is a square matrix having a row and column size corresponding to a spreading factor.
한편, [수학식 7]에서 사용자가 복수 명이고, 첫 번째 사용자 신호를 검파하는데 있어 나머지 사용자를 간섭으로 생각하면 은 [수학식 8]과 같다. On the other hand, a plurality of users in [Equation 7] If you think of the rest of the users as interference in detecting the first user signal, Is the same as [Equation 8].
수학식 8
또한, [수학식 8]에 Sherman-Morrison-Woodbury 공식, 즉 을 적용하면, SINR을 최대로 하는 IC(10)에서의 선형 변환은 [수학식 9]과 같이 나타낼 수 있다.Also,
수학식 9
여기서 는 해당 사용자를 제외한 간섭 사용자들의 고유 코드 열로 이루어진 행렬이며 제거하고자 하는 간섭 신호들의 개수를 ()이라 하였을 때 이 된다. 이때 은 한번에 제거하고자 하는 칩 레벨의 신호를 쌓은 벡터의 길이이다. 는 각 간섭 사용자들의 신호의 크기를 원소로 가지는 의 대각행렬이다. here Is a matrix of unique code sequences of interfering users other than the corresponding user. When you say Becomes At this time Is the length of the vector of stacked chip level signals to be removed at once. Is an element whose magnitude is the signal of each interfering user. Diagonal matrix of.
여기서 는 코드 정보를 이용하기 때문에, 본 발명에 의한 잡음 제거방법은 모든 사용자가 알고 있는 채널 및 사용자 자신에게 할당된 데이터채널들 간의 간섭을 제거하는데 쓰인다. 이때 모든 사용자가 알고 있는 채널은 주로 파일럿 채널(Pilot Channel), 특히 공통 파일럿 채널(CPICH; Common Pilot Channel)이 될 수 있다. here Since the code information is used, the noise canceling method according to the present invention is used to remove interference between channels known to all users and data channels assigned to the user himself. In this case, a channel known to all users may be a pilot channel, in particular, a common pilot channel (CPICH).
이러한 SINR를 최대로 하는 검파기에 의하여 CPICH 등의 알려진 신호들을 먼저 제거시킨 후, 다음으로 시공간 적응 등화방법에 의하여 알려지지 않은 간섭까지 제거하게 된다. The detector maximizing SINR removes known signals such as CPICH first, and then removes unknown interference by space-time adaptive equalization.
한편, 본 발명에서 제안한 방법의 구체적인 성능 비교를 위해 다양한 채널 환경에서의 모의 실험을 통해 종래의 수신기와 성능을 비교해 보았다. 비교할 채널의 특성과 모의실험 환경은 [표 1]과 같다.On the other hand, to compare the performance of the method proposed in the present invention compared the performance with the conventional receiver through a simulation in various channel environments. The characteristics of the channels to be compared and the simulation environment are shown in [Table 1].
[표 1]TABLE 1
총 3가지 시나리오로 각각 2개의 셀을 가정하며, 하나의 기지국만 액티브셋(Active set)에 속한다고 가정한다. 그리고 음성 서비스(12.2kbps) 고정채널의 경우, 데이터 서비스(64kbps) 고정채널의 경우 및 데이터 서비스 페이딩 채널(Fading Channel; Case1에 해당)에 대해 비교하였다. 여기서 Case1은 두 개의 다 중경로를 가지고 있는 채널이며, 지연 시간과 상대적 신호 전력의 프로파일은 [0, 60] (chip/16), [1, 0.316228]로 주어진다.Assume two cells in each of three scenarios, and assume that only one base station belongs to an active set. For the voice service (12.2 kbps) fixed channel, the data service (64 kbps) fixed channel and the data service fading channel (Fading Channel; corresponding to Case1) were compared. Here, Case1 is a channel with two multipaths, and the delay time and relative signal power profiles are given by [0, 60] (chip / 16) and [1, 0.316228].
도3은 고정채널에서 음성신호에 대해, 종래의 수신기를 사용하였을 때, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때, 및 CPICH를 제거한 뒤 본 발명의 시공간 적응 등화방법을 적용시켰을 때의 비트 오류율을 비교한 그래프이며, 도4는 고정채널에서 데이터신호에 대해, 종래의 수신기를 사용하였을 때, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때, 및 CPICH를 제거한 뒤 본 발명의 시공간 적응 등화방법을 적용시켰을 때의 비트 오류율을 비교한 그래프이다. 3 is a graph comparing bit error rates when a conventional receiver is used for a speech signal in a fixed channel, when only interference of CPICH is removed, and when the space-time adaptive equalization method of the present invention is applied after removing the CPICH. Fig. 4 compares the bit error rate for a data signal in a fixed channel when using a conventional receiver, removing only interference of the CPICH, and applying the space-time adaptive equalization method of the present invention after removing the CPICH. One graph.
도5는 페이딩 채널에서 음성신호에 대해, 종래의 수신기를 사용하였을 때, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때, 및 CPICH를 제거한 뒤 본 발명의 시공간 적응 등화방법을 적용시켰을 때의 비트 오류율을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing bit error rates when a conventional receiver is used for a voice signal in a fading channel, when only interference of CPICH is removed, and when the space-time adaptive equalization method of the present invention is applied after removing the CPICH. to be.
도3 내지 도5를 통하여, CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때가 종래의 수신기를 사용하였을 때 보다 낮은 BER을 보이고, 본 발명에 의한 시공간 간섭제거 적응 등화방법을 적용하였을 때가 CPICH의 간섭만을 제거시켰을 때보다 더욱 낮은 BER을 가짐으로써 시스템 성능을 현격히 향상시킨 것을 알 수 있다. 참고로 도3 내지 도5에서의 값은 기존의 채널보상 등화기를 적용하여 적응 간섭제거 등화기에 쓰이는 기준신호의 신뢰도를 높이는 과정을 적용하지 않았지만 이를 적용하게 된다면 상기 그래프에 나타난 결과보다 더 큰 성능 개선이 있다. 3 to 5, when only the interference of the CPICH is removed shows a lower BER than when using a conventional receiver, when applying the space-time interference cancellation adaptive equalization method according to the present invention than when only removing the interference of the CPICH It can be seen that having a lower BER significantly improved system performance. For reference, the values in FIGS. 3 to 5 do not apply the process of increasing the reliability of the reference signal used in the adaptive interference cancellation equalizer by applying the conventional channel compensation equalizer, but if applied, the performance improvement is greater than the result shown in the graph. There is this.
본 발명에 의한 무선통신시스템에서의 시공간 간섭제거 적응 등화방법은 다 양한 물리적 채널에 적용할 수 있고, 코드를 알고 있지 않는 간섭을 제거하는데 이용될 수 있으며, 그 밖에도 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용가능하다. 즉 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니므로, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위뿐만 아니라 그와 균등한 범위를 포함하여 판단되어야 한다. The spatiotemporal interference cancellation adaptive equalization method in the wireless communication system according to the present invention can be applied to various physical channels, can be used to remove an unknown code, and is also within the scope of the technical idea of the present invention. It can be modified and applied in various forms. That is, the embodiments and the drawings are only for the purpose of describing the contents of the invention in detail, and are not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the scope of the present invention is not limited to the claims to be described later, but the equivalent scope thereof. Should be judged.
본 발명에 의하면, 무선통신시스템 특히 WCDMA나 HSDPA 시스템의 하향링크(Downlink)에서 다중 셀 간섭이나 같은 셀 내의 서로 다른 사용자의 간섭과 같은 알려지지 않은 간섭을 제거하여 비트 오류율이 더 낮아지게 된다. According to the present invention, a bit error rate is lowered by removing unknown interference such as multi-cell interference or interference of different users in the same cell in downlink of a wireless communication system, particularly a WCDMA or HSDPA system.
그리고 본 발명은, 무선통신시스템에서의 시공간 간섭제거 적응 등화벙법이 다중 안테나를 쓰는 환경에도 쉽게 확장될 수 있어 그 효용범위가 넓으며, 또한 SINR를 최대로 하는 IC 등에 쉽게 추가하여 적용함으로써 더욱 높은 성능의 간섭제거기를 운영할 수 있게 된다. In addition, the present invention can be easily extended to the space-time interference cancellation adaptive equalization method in a wireless communication system using multiple antennas, and its utility range is wide. It is possible to operate a performance interference canceller.
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