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KR-20260061830-A - SELF-INTERFERENCE CANCELLATION DEVICE, WIRELESS COMMUNICATION DEVICE INCLUDING THE SAME AND METHOD

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Abstract

본 출원의 일 실시예로, 송신 신호로부터 복수의 비선형 기저(non-linear basis)를 획득하고, 상기 복수의 비선형 기저 중 적어도 일부의 비선형 기저를 포함하는 서브셋을 선택하고, 상기 서브셋에 대한 직교화(orthogonalization)를 수행하는 것에 기초하여, 복수의 직교 비선형 기저를 획득하도록 구성되는 직교 비선형 기저 획득 회로 및 상기 복수의 직교 비선형 기저에 기초하여 자기간섭 신호를 추정하고, 상기 자기간섭 신호를 수신 신호에서 제거하도록 구성되는 자기간섭 제거 회로를 포함하는 자기간섭 제거 장치이다.

Inventors

  • 오윤석
  • 최홍민
  • 임형선
  • 최명균
  • 허준회

Assignees

  • 삼성전자주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (10)

  1. 송신 신호로부터 복수의 비선형 기저(non-linear basis)를 획득하고, 상기 복수의 비선형 기저 중 적어도 일부의 비선형 기저를 포함하는 서브셋을 선택하고, 상기 서브셋에 대한 직교화(orthogonalization)를 수행하는 것에 기초하여, 복수의 직교 비선형 기저를 획득하도록 구성되는 직교 비선형 기저 획득 회로; 및 상기 복수의 직교 비선형 기저에 기초하여 자기간섭 신호를 추정하고, 상기 자기간섭 신호를 수신 신호에서 제거하도록 구성되는 자기간섭 제거 회로를 포함하는 자기간섭 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 직교 비선형 기저 및 상기 수신 신호에 대한 시간 동기화에 기초하여, 동기화된 복수의 직교 비선형 기저를 획득하도록 구성되는 동기화 회로를 더 포함하고, 상기 자기간섭 제거 회로는 상기 동기화된 복수의 직교 비선형 기저에 기초하여 상기 자기간섭 신호를 추정하도록 구성되는 자기간섭 제거 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 직교 비선형 기저 획득 회로는, 상기 송신 신호 및 상기 수신 신호 중 적어도 하나에 대하여 설정되는 주파수 대역폭 또는 중심 주파수 중 적어도 하나에 기초하여 상기 서브셋을 선택하도록 구성되는 자기간섭 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 직교 비선형 기저 획득 회로는, 상기 복수의 비선형 기저 중에서, 상기 수신 신호의 대역폭 내 하한 주파수 이상의 상한 주파수를 갖는 상기 적어도 일부의 비선형 기저를 상기 서브셋으로 선택하도록 구성되는 자기간섭 제거 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 직교 비선형 기저 획득 회로는, 조건을 만족하는 k(여기서, k는 자연수임) 차수를 갖는 상기 적어도 일부의 비선형 기저를 상기 서브셋으로 선택하도록 구성되고, 상기 조건은 로 정의되고, 상기 f RX 는 상기 수신 신호의 복소 기저 등가의 중심 주파수이고, 상기 f TX 는 상기 송신 신호의 복소 기저 등가의 중심 주파수이고, 상기 W RX 는 상기 수신 신호의 대역폭이고, 상기 W TX 는 상기 송신 신호의 대역폭인 자기간섭 제거 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 직교 비선형 기저 획득 회로는, 상기 서브셋에 대한 그램-슈미트(gram-schmidt) 기법을 수행하는 것에 기초하여 상기 복수의 직교 비선형 기저를 획득하도록 구성되는 자기간섭 제거 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 비선형 기저는 1 내지 K(여기서, K는 자연수임) 차수를 가지고, 상기 적어도 일부의 비선형 기저는 k(여기서, k는 K 이하의 자연수 중 임의의 차수임) 차수를 가지는 자기간섭 제거 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자기간섭 제거 회로는, 상기 복수의 직교 비선형 기저에 대하여 정의되는 비선형 채널 계수를 적응 필터(adaptive filter)에 기초하여 추정하고, 상기 비선형 채널 계수 및 상기 복수의 직교 비선형 기저에 기초하여 정의되는 비선형 모델의 출력을 상기 자기간섭 신호로서 추정하는 자기간섭 제거 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적응 필터는 상기 수신 신호와 상기 자기간섭 신호의 차이로 정의되는 오류 신호를 최소화하는 상기 비선형 채널 계수를 추정하는 자기간섭 제거 장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 직교 비선형 기저 획득 회로는, 테스트 신호를 통해 수행되는 캘리브레이션(calibration) 모드에서 측정된 복수의 비선형 기저를 수신하는 자기간섭 제거 장치.

Description

자기간섭 제거 장치, 이를 포함하는 무선 통신 장치 및 방법{SELF-INTERFERENCE CANCELLATION DEVICE, WIRELESS COMMUNICATION DEVICE INCLUDING THE SAME AND METHOD} 본 출원은 자기간섭 제거 장치, 이를 포함하는 무선 통신 장치 및 방법에 관한 것이다. 무선 통신 시스템에서 기지국 또는 단말이 송신하는 송신 신호는 일반적으로 큰 전력을 가진다. 반면, 수신 안테나에 도달한 수신 신호는 송신 신호 보다 낮은 전력 레벨을 가진다. 송신 대역과 수신 대역 간의 간격이 짧거나 송신 대역과 수신 대역이 중첩될 수 있는 무선 통신 시스템에서는, 상대적으로 높은 전력을 갖는 송신 신호의 스펙트럴 발사(spectral emission)가 수신 신호에 대한 자기간섭(self-interference)으로 작용될 수 있다. 스펙트럴 발사는 무선 통신 시스템 내 비선형성을 갖는 소자 또는 이를 포함하는 구성(예, PA(power amplifier) 등)으로 인해 발생할 수 있다. 스펙트럴 발사에서 대역 외의 발사로 볼 수 있는 OOB(out-out-band) 발사는 필터링에도 불구하고 수신 측에 도달하여 자기간섭으로 작용할 수 있다. 송신 신호로 인한 수신 측의 자기간섭은 수신 성능을 크게 저하시킬 수 있으므로, 자기간섭을 감소시키거나 제거하는 것이 요구될 수 있다. 도 1은 몇몇 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록도이다. 도 2는 도 1의 무선 통신 장치의 보다 상세한 예시적인 블록도이다. 도 3은 예시적인 비선형 시스템을 도시한 것이다. 도 4는 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 장치의 블록도이다. 도 5는 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 장치에 포함된 직교 비선형 기저 획득 회로의 블록도이다. 도 6은 몇몇 예시적 실시예에 따른 직교 비선형 기저 획득 회로의 동작을 설명하기 위한 파형을 도시한 것이다. 도 7은 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 장치의 블록도이다. 도 8은 몇몇 예시적 실시예에 따른 도 7의 동기화 회로의 블록도이다. 도 9는 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 회로의 블록도이다. 도 10은 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 장치의 블록도이다. 도 11은 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 장치의 방법의 순서도이다. 도 12는 몇몇 예시적 실시예에 따른 동기화 방법의 순서도이다. 도 13은 몇몇 예시적 실시예에 따른 장치의 블록도이다. 이하에서, 본 출원의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 출원을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 출원의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다. 이하, 본 출원에서 공통적으로 사용될 수 있는 일부 용어들이 다음과 같이 정의될 수 있다. - 복소 기저대역 등가(complex baseband equivalent): 통신 시스템에서 필터를 통과하기 전 기저대역 신호의 복소 표현 또는 복소 값 - 비선형 기저 또는 비선형 기저 함수(non-linear basis function)(이하, 비선형 기저로 통칭함): 비선형 공간 또는 비선형 모델을 표현하기 위한 기본 함수. 각 비선형 기저는 임의의 차수 l(여기서, l은 자연수임)을 가짐 도 1은 몇몇 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 몇몇 예시적 실시예에 따른 무선 통신 장치(100)는 프로세서(110), RFIC(radio frequency integrated chip)(120) 및 FEM(front-end module)(130)을 포함할 수 있다. 무선 통신 장치(100)에 포함되는 프로세서(110), RFIC(120) 및 FEM(130)은 개별적으로 각각 IC, 칩 또는 모듈로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(110), RFIC(120) 및 FEM(130)는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 상에 함께 마운팅될 수 있다. 그러나, 본 출원의 실시예들이 이에 한정되지 않으며, 일부 실시예에서, 프로세서(110), RFIC(120) 및 FEM(130) 중 적어도 일부는 단일 통신 칩으로 구현될 수도 있다. 나아가, 도 1에 도시된 무선 통신 장치(100)는 6G(6th-generation), 5G(5th-generation), LTE(long term evolution) 등과 같은 셀룰러 네트워크를 사용하는 무선 통신 시스템에 포함될 수도 있고, WLAN(Wireless Local Area Network) 시스템 또는 다른 임의의 무선 통신 시스템에 포함될 수도 있다. 참고로, 도 1에 도시된 무선 통신 장치(100)의 구성은 예시적 실시예에 불과한바, 이에 한정되지 않고, 통신 규약 또는 통신 방식에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 프로세서(110)는 송신하고자 하는 정보를 포함하는 송신 신호(TX)를 처리하거나, 수신 신호(RX)를 디지털 도메인에서 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 모뎀(modem)으로 칭해질 수 있다. RFIC(120)는 송신 신호(TX) 및 수신 신호(RX)에 대하여 주파수 변환 및 아날로그-디지털 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, RFIC(120)는 송신 신호(TX)에 대해 주파수 상향 변환(up-conversion)을 수행하거나, 수신 신호(RX)에 대해 주파수 하향 변환(down-conversion)을 수행할 수 있다. RFIC(120)는 프로세서(110)를 통해 처리된 디지털 도메인의 송신 신호(TX)를 아날로그 도메인으로 변환하거나, FEM(130)으로부터 출력된 아날로그 도메인의 수신 신호(RX)를 디지털 도메인으로 변환할 수 있다. FEM(130)은 송신 채널 및 수신 채널을 분리하고, 송신 채널로 송신 신호(TX)를 송신하고 수신 채널로부터 수신 신호(RX)를 수신할 수 있다. 예를 들어, FEM(130)은 듀플렉서(duplexer)나 각 채널을 분리할 수 있는 스위치 구조 등에 기초하여 구현될 수 있다. 몇몇 예시적 실시예로서, RFIC(120)는 송신 신호(TX)를 증폭하거나, 수신 신호(RX)를 저잡음 증폭할 수 있다. 또는, 몇몇 예시적 실시예로서, FEM(130)은 송신 신호(TX)를 증폭하거나, 수신 신호(RX)를 저잡음 증폭할 수 있다. 증폭을 위해, 몇몇 예시적 실시예들에 따른 RFIC(120) 또는 FEM(130)은 PA(power amplifier) 및 LNA(low-noise amplifier)를 포함할 수 있다. PA 및 LNA와 같은 증폭기는 비선형성(예를 들어, 비선형 소자를 포함할 경우 해당 소자로 인한 비선형성 등)을 가질 수 있다. 송신 신호(TX)는 PA가 갖는 비선형성으로 인하여 왜곡될 수 있는데, 왜곡으로 인하여 인접 채널에 OOB(out-of-band) 발사(emission)가 야기될 수 있다. OOB 발사의 세기는 송신 신호(TX)의 전력 세기에 기반하므로, OOB 발사는 송신 신호(TX) 대비 상대적으로 낮은 전력을 갖는 수신 신호(RX)의 성능에 영향을 미칠 수 있다. 즉, OOB 발사는 무선 통신 장치(100)에서 수신 신호(RX)에 대한 자기간섭(self-interference)으로 작용한다. 자기간섭으로 간주될 수 있는 신호, 즉 자기간섭 신호는 송신 신호(TX)의 비선형 시스템(예, PA를 포함하는 RFIC(120) 또는 FEM(130))에 대한 출력 신호로 볼 수 있다. 몇몇 예시적 실시예에 따른 프로세서(110)는, 자기간섭 제거를 위해 구성되는 자기간섭 제거 장치(140)를 포함할 수 있다. 이하에서, 자기간섭 제거 장치(140)에 제공되는 송신 신호(TX)는 프로세서(110)를 통해 디지털 도메인에서 처리된 신호일 수 있다. 예를 들어, 송신 신호(TX)에 대하여 프로세서(110)가 제공하는 '처리(process)'는 코딩(coding), 매핑(mapping), 변조(modulation), 푸리에 변환(fourier transform), CP(cyclic prefix) 삽입, 필터링(filtering) 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예시적 실시예에 따른 자기간섭 제거 장치(140)는 송신 신호(TX)로부터 복수의 비선형 기저(non-linear basis)를 획득하고, 복수의 비선형 기저 중 적어도 일부의 비선형 기저를 포함하는 서브셋을 선택할 수 있다. 이때, 적어도 일부의 비선형 기저는 수신 신호(RX)에 자기간섭으로 작용하는 비선형 기저들일 수 있다. 복수의 비선형 기저가 1 내지 K(여기서, K는 자연수임) 차수를 가진다고 정의할 때, 적어도 일부의 비선형 기저는 k(여기서, k는 K 이하의 자연수 중 임의의 차수임) 차수를 가질 수 있다. 자기간섭 제거 장치(140)는 선택한 서브셋에 대한 직교화(orthogonalization)를 수행하는 것에 기초하여, 복수의 직교 비선형 기저를 획득할 수 있다. 이때, 직교화는 선택된 서브셋에 대응하는 차수들을 가진 적어도 일부의 비선형 기저에 대하여만 수행된다. 직교화 동작을 통해, 선택된 서브셋에 포함된 적어도 일부의 비선형 기저는 서로 직교하는 비선형 기저들로 변환될 수 있다. 변환된 복수의 직교 비선형 기저는, 변환 전의 비선형 기저에 비하여 상관도(correlation)가 감소 또는 제거될 수 있다. 자기간섭 제거 장치(140)는 복수의 직교 비선형 기저에 기초하여 자기간섭 신호를 추정하고, 자기간섭 신호를 수신 신호(RX)에서 제거할 수 있다. 자기간섭 제거 장치(140)는 자기간섭 신호가 제거된 수신 신호(RX_CAN)를 출력할 수 있다. 상술한 실시예들에 따른 무선 통신 장치(100)는 자기간섭 제거 장치(140)를 통해 수신 신호(RX)에 대한 자기간섭을 제거함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 무선 통신 장치(100)는 자기간섭으로 작용하는 비선형 기저들을 서브셋으로 선택하고 선택된 서브셋에 대하여만 직교화를 수행함으로써, 비선형 기저 간에 상관도를 감소 또는 제거하고 계산의 복잡도(complexity)를 감소시킬 수 있다. 또한, 인-밴드 전이중화(in-band full duplex)나 서브-밴드 전이중화(sub-band full duplex)와 같이 자기 간섭이 심화될 수 있는 통신 환경에서도, 자기간섭 신