KR100259058B1 - 통신시스템의 혼변조신호 처리장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

혼변조신호가 포함된 씨디엠에이신호를 수신하여 처리하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거방법이, 씨디엠에이 신호를 입력하여 큰 세기의 혼변조신호에 위상 동기되는 발진주파수를 발생하며, 중간주파수신호와 발진주파수를 비교하여 동일한 값일 시에 동기검출신호를 발생한다. 이때 동기검출신호가 발생되면 발진주파수를 혼변조신호의 주파수로 판단하고 수신된 씨디에엠이 신호를 차단하며, 그렇지 않으면 씨디엠에이신호를 복조부로 전달한다.

Description

통신시스템의 혼변조신호 처리장치 및 방법

본 발명은 통신시스템의 수신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 혼변조신호를 검출하여 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 한국 및 미국 등과 같은 국가에서는 디지탈 이동 전화의 표준으로써 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 IS-95를 채택하고 있다. 상기 IS-95 방식에서 동일한 1.23MHz 대역의 채널은 다수의 사용자가 공유하게 된다. 상기 CDMA 방식은 송신시 송신 데이타에 데이타 전송율 보다 훨씬 높은 의사 잡음 시퀀스(Pseudo Random Noise sequence)를 곱하여 송신하며, 이로인해 송신 스펙트럼은 1.23MHz 대역에 확산(spreading)된다. 그러므로 CDMA 시스템에서 각 개인의 송신신호는 AWGN(Additive White Gaussian Noise)와 같은 특성으로 바뀐다. 상기와 같이 확산된 신호는 수신측에서 확산에 사용된 동일한 PN 시퀀스를 곱하므로써 역확산(despreading)되어 복조된다. 그러므로 다수의 가입자가 동일한 주파수를 사용하여 채널을 공유하더라도, 각 가입자는 고유한 시퀀스로써 구별된다.

그러나 현재 사용되고 있는 북미 방식의 아날로그 셀룰라 시스템인 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 시스템은 상기 CDMA 시스템의 사용 주파수 대역 내에서 운용되므로, 이로인해 경우에 따라서는 혼변조신호(Inter-Modulation Disitortion signal: 이하 IMD신호로 칭한다)를 발생하게 된다. 상기 IMD신호는 입력신호 주파수의 정수배가 되는 주파수의 합과 차를 출력 주파수로 갖는 비선형 왜곡(nonlinerar distortion)으로 정의할 수 있는데, 이런 현상은 흔히 두 주파수 성분이 비선형 증폭기를 거치면서 발생된다.

상기와 같이 IS-95 대역 내에 CDMA 방식과 AMPS 방식이 혼재하므로, 디지탈 이동통신 가입자는 상기 AMPS 시스템의 송신신호에 의해 혼변조신호의 영향을 받을 수 있다. 즉, 디지탈 이동 전화를 사용하는 가입자가 AMPS 기지국으로 가까이 이동하는 경우, 단말기의 수신단에서 비선형적인 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)를 거치면서 AMPS 방식의 두 FM 채널의 주파수가 상호 변조를 일으켜 CDMA 채널 대역에서 IMD신호를 발생할 수 있으며, 이런 IMD신호는 CDMA 확산신호에 비해 훨씬 큰 신호 세기를 갖게 된다.

도 1은 상기와 같이 CDMA 채널 대역에서 IMD신호가 발생되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 1에서 101은 주파수 축이며, 102는 신호의 크기를 표시하는 축이고, 103은 f1 주파수를 갖는 FM 변조된 AMPS 신호이고, 104는 f2 주파수를 갖는 FM 변조된 AMPS 신호이며, 105는 2f1-f2의 주파수를 갖는 IMD신호 성분이고, 106은 CDMA 채널의 스펙트럼을 표시하고 있다.

상기 도 1에서와 같이 CDMA신호106과 IMD신호105가 함께 수신되면, 수신장치의 레이크 수신기(rake receiver)는 복조기 자신의 고유한 시퀀스를 곱하게되므로, 상기 IMD신호105는 전체 1.32MHz CDMA 대역 내에서 확산된다. 그러나 상기 확산된 신호이더라도 신호이 전력이 큰 경우 잡음 성분으로 작용하여 데이타 복조시 비트 오율(Bit Error Rate)이 커져 통화 품질을 저하하게 된다.

상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여, 종래의 IMD신호 제어 방법은 수신전계강도 RSSI(Received Signla Strength Indicator)와 Ec/Io의 관계를 이용하였다. 여기서 상기 Ec/Io는 수신 대역에서의 총 전력 밀도에 대한 한 PN 칩 주기에 걸쳐 적분된 파일럿 에너지이다. 흔히 IMD신호가 발생하는 경우, CDMA 전력에 비해 IMD신호의 전력이 크면서 Ec/Io가 낮다면 상기 IMD가 발생하고 있는 것으로 판단한다. 그리고 IMD 성분을 줄이기 위해 LNA 입력단에서 대역 통과 필터를 거친 신호에 적절한 감쇄를 주도록 제어한다. 이는 상기 도 1에서 AMPS신호103 및 106과 CDMA신호 106을 1dB 만큼 감쇄시키면 IMD신호105은 3dB 저하되는 특성을 이용한다. 즉, 종래의 IMD신호 제어 방법은 입력신호를 감쇄시키는 방법을 사용하는데, 이런 제어 방법은 상기 IMD신호105는 상기 AMPS신호103 및 105의 3차항 신호이므로 상기 IMD신호106은 상기 AMPS신호103 및 104 보다 3배 더 감쇄되는 특성을 이용하는 것이다. 따라서 상기 CDMA신호도 감쇄되지만 IMD신호와 상대적인 전력 차는 훨씬 줄어들게 되어 IMD신호의 영향을 상당히 감축할 수 있다.

그러나 실제 CDMA 채널 환경에서는 동일한 주파수를 사용하므로, 같은 셀 내에 하나의 CDMA 채널을 공유하는 가입자는 시간에 따라 달라진다. 그러므로 다른 가입자의 신호도 CDMA 환경에서는 간섭신호로서 작용하므로, 가입자의 증감은 RSSI의 증감을 가져오게 된다. 또한 상기 가입자의 수는 계속적으로 증가하므로, 채널 환경이 점진적으로 변화한다. 또한 이동중 전파의 페이딩(fading) 및 세도잉(shadowing) 등의 현상이 발생되므로, 상기 RSSI와 Ec/Io 값을 비교하여 IMD신호의 발생 여부를 판단하는 것이 어렵다. 상기와 같은 채널 환경의 변화로 인해 IMD신호가 발생되는 것을 오판하여 안테나와 듀플렉서를 거친 신호에 감쇄를 줄 경우, 호 접속율에 치명적인 영향을 줄 수 있으며, 통화 중에도 신호의 감쇄로 인해 비트 오율의 급속한 증가로 호가 중단될 수 있는 문제점이 있었다. 또한 통상의 통신장치는 수신 감도에 의해 송신 전력을 결정하게 되는데, 상기 IMD신호의 전력에 의해 송신 전력을 작게 제어할 수 있는 문제점도 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 CDMA 통신시스템에서 혼변조신호를 검출하여 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 CDMA 통신시스템에서 위상 동기 루프를 사용하여 채널 대역 내의 AMPS 혼변조신호를 검출하고, 혼변조신호의 주파수를 검출한 후 필터를 이용하여 혼변조신호를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 CDMA 통신시스템에서 기저대역에서 디지탈 위상 동기 루프를 이용하여 AMPS의 혼변조 성분을 검출하고 혼변조 검출시의 주파수를 검출한 후, 검출된 혼변조신호의 주파수를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혼변조신호가 포함된 씨디엠에이신호를 수신하여 처리하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거방법이, 상기 씨디엠에이 신호를 입력하여 큰 세기의 혼변조신호에 위상 동기되는 발진주파수를 발생하는 과정과, 상기 중간주파수신호와 발진주파수를 비교하여 동일한 값일 시에 동기검출신호를 발생하는 과정과, 동기검출신호 발생시 상기 발진주파수를 혼변조신호의 주파수로 판단하고 상기 수신된 씨디에엠이 신호를 차단하는 과정과, 상기 동기검출신호가 발생되지 않을 시 상기 씨디엠에이신호를 복조부로 전달하는 과정으로 이루어진다.

도 1은 통신시스템에서 혼변조신호의 발생을 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템의 혼변조신호 처리장치의 구성을 도시하는도면

도 3은 도 2에서 혼변조신호를 제거하는 필터의 주파수 응답 특성을 도시하는 도면

도 4는 도 2에서 혼변조신호의 처리를 제어하는 제어부의 동작 흐름을 도시하는 흐름도

도 5는 통신단말장치의 구성을 도시하는 도면

도 6은 도 5와 같은 구성을 갖는 통신단말장치에서 본 발명의 제2실시예에 따라 혼변조신호를 처리하는 구성을 도시하는 도면

도 7은 도 6에서 혼변조신호를 제어하는 제어부의 동작 흐름을 도시하는 흐름도

본 발명의 실시예에서 IMD신호를 검출하기 위하여 위상 동기 루프(Phase-Locked Loop: 이하 PLL이라 칭한다)를 사용한다. 상기 PLL은 위상검출기(phase detector), 루프필터(loop filer), 전압제어발진기(voltage controlled oscillator) 등으로 구성된다. 이때 상기 위상 검출기는 입력되는 기준신호와 전압제어발진기에서 출력되는 위상을 비교하여 위상차 신호를 발생하고, 루프필터는 상기 위상차에 따른 발진제어전압을 발생하며, 전압제어발진기는 발진제어전압에 따라 상기 기준신호의 주파수와 위상과 일치하는 발진주파수를 발생한다.

이때 상기 PLL의 기준신호는 IMD신호가 포함된 CDMA 시스템의 중간주파수(intermediate frequency)로 하면, 상기 혼합신호에서 CDMA 신호 성분은 AWGN 잡음과 같은 형태이고 전 대역에 걸쳐 확산된 신호이다. 또한 상기 혼합신호에서 IMD신호는 좁은 대역폭에 응집되어 있으므로, 상기 CDMA 신호에 비해 현저히 크고 특정 주파수를 가지게 된다. 따라서 상기 위상 동기 루프의 루프 대역폭을 상기 IMD신호 점유 대역폭 이하로 설계하면, 좁은 대역 내에서는 응집되어 있는 IMD신호가 상기 IMD신호 점유 대역폭을 넘어 넓게 분산되어 있는 CDMA신호에 비해 현저히 크게 된다. 따라서 상기 PLL은 상기 IMD신호 성분의 주파수에 전압제어발진기의 발진주파수를 동기시키려고 한다. 상기 PLL의 루프 대역폭이 FM 변조신호의 변조 주파수(deviation frequency) 보다 크면, 상기 IMD신호는 FM 변조된 신호이므로 상기 PLL은 FM신호를 복조하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 PLL은 상기 IMD신호의 중심 주파수에 동기되고 루프필터의 출력 전압은 복조된 음성신호가 된다. 또한 상기 전압제어발진기의 출력 주파수는 수신신호와 동일하지만 잡음이 상당히 제거된 신호가 된다.

다음 단계로 상기 IMD신호를 성분을 제거하여야 한다. 이를 위하여 상기 IMD신호가 발생하는 중심 주파수를 PLL의 발진 제어 주파수로 검출할 수 있으므로, 이 주파수를 기준으로 AMPS 채널 대역 이하의 대역폭을 갖는 디지탈 필터의 계수를 계산하고, 이 계수를 디지탈 필터에 적용하여 복조하기 전 기저 대역에서 여파하면 IMD신호 성분을 제거할 수 있다. 이런 경우 CDMA신호도 일부 감쇄하지만 확산된 신호의 극히 일부이므로, 역확산하면 복조 성능에는 영향을 미치지 않게 된다.

본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 방법으로 IMD신호의 발생 여부를 정확하게 판단할 수 있으며, 이에따른 IMD신호의 발생주파수도 알 수 있어 여파에 의해 발생된 IMD신호 성분을 제거할 수 있다. 상기 여파 방법은 다른 방법과 혼용하여 보조적으로 사용할 수 있다.

여기서 본 발명의 제1실시예는 통신시스템의 수신장치에서 IMD신호가 포함된 CDMA 중간주파수로 부터 IMD신호를 검출하여 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 제2실시예에는 IMD신호가 포함된 기저대역의 CDMA신호로 부터 IMD를 검출하여 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 먼저 본 발명의 제1실시예에 대하여 살펴보고, 이후 제2실시예에 대하여 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 IMD신호를 검출 및 제거하는 구성을 도시하고 있다. 듀플렉서(duplexer filter)213은 송신신호 및 수신신호의 대역을 분리하는 기능을 수행한다. 여기서 상기 CDMA 통신시스템의 수신신호의 대역은 824.64MHz-848.37MHz이고, 송신신호의 대역은 869.64MHz_893.37MHz이 된다. 저잡음 증폭기(low noise amplifier)214는 상기 듀플렉서213에서 출력되는 미약한 수신대역의 신호를 저잡음으로 증폭 출력한다. 제1국부발진기(1st local oscillator)217은 중간주파수를 발생하는 제1로컬주파수를 발생한다. 혼합기219는 상기 저잡음증폭기215의 출력과 상기 제1국부발진기217의 출력을 혼합하여 중간주파수신호를 발생한다. 이때 상기 중간주파수는 85.38MHz이다. 수신AGC(Rx Automatic Gain Controller)221은 상기 혼합기219에서 출력되는 중간주파수 신호의 이득을 조정하여 출력한다.

제2국부발진기223은 상기 중간주파수를 기저대역으로 변환하기 위한 제2로컬주파수를 발생한다. 혼합기225는 상기 수신AGC221의 출력과 제2국부발진기316의 출력을 혼합하여 I채널의 기저대역신호를 발생한다. 위상천이기(90° phase shifter)227은 상기 제2로컬주파수를 90도 위상 천이시킨다. 혼합기229는 상기 수신AGC221의 출력과 상기 위상천이기227의 출력을 혼합하여 Q채널의 기저대역 신호를 발생한다. 상기와 같은 구성은 중간주파수 신호를 기저대역 신호로 하강 변환하는 구성이 된다.

모뎀231은 상기 기저대역 변환된 I 및 Q채널 신호를 수신하여 복조신호를 발생하며, 송신신호를 변조하여 출력하는 기능을 수행한다. 송신부280은 상기 모뎀231에서 출력되는 송신신호를 송신 대역으로 주파수 상승 변환(frequency up conversion)하여 상기 듀플렉서213에 출력한다.

상기와 같은 구성은 일반적인 통신시스템의 송수신기 구성이다. 상기와 같은 구성에서 수신되는 CDMA 신호에 포함된 IMD신호를 검출하여 제거하는 구성을 살펴본다.

먼저 증폭기255는 상기 혼합기219에서 출력되는 중간주파수 신호를 증폭 출력한다. 위상검출기(phase detecter)257은 상기 증폭기255에서 출력되는 중간주파수 신호와 전압제어 발진된 주파수를 비교하며, 두 신호의 비교 결과에 따른 위상차 신호를 발생한다. 루프필터(loop filter)259는 상기 위상검출기257에서 출력되는 위상차 신호를 직류 전압으로 변환하여 출력한다. 전압제어발진기(voltage controlled oscillator)261은 상기 루프필터259에서 출력되는 제어전압에 대응되는 주파수를 발생하여 상기 위상검출기259에 출력한다. 동기검출기(sync detecter)263은 상기 증폭기255에서 출력되는 중간주파수와 상기 전압제어발진기261의 출력을 입력하며, 두 주파수가 동일할 시 동기검출신호LOCK를 발생한다. 상기와 같은 구성은 IMD신호를 검출하는 구성이다.

혼합기265는 상기 전압제어발진기261의 출력과 제2국부발진기223에서 출력하는 제2로컬주파수를 혼합하여 I채널의 주파수를 출력한다. 위상천이기267은 상기 제2국부발진기223의 출력을 90도 위상 천이시켜 출력한다. 혼합기269는 상기 전압제어발진기261의 출력과 상기 위상천이기269의 출력을 혼합하여 Q채널의 주파수를 출력한다. 주파수검출기(frequency detecter)271은 상기 혼합기265 및 269의 출력을 입력하며, 두 신호로 부터 기저대역의 주파수를 검출한다. 상기 구성은 IMD 주파수를 검출하는 구성이 된다.

제어부251은 상기 동기검출기263에서 동기검출신호 발생시 상기 주파수검출기271에서 출력되는 주파수를 IMD 주파수로 입력하며, 스위치제어신호를 발생한다. 또한 상기 제어부251은 상기 IMD 주파수로 부터 디지탈 필터 계수를 계산하여 출력한다. 스위치273은 상기 혼합기225의 출력단에 공통단자가 연결되고 제1출력단이 상기 모뎀231에 연결되고 제2출력단이 디지탈 필터275에 출력된다. 스위치274는 상기 혼합기229의 출력단에 공통단자가 연결되고 제1출력단이 상기 모뎀231에 연결되고 제2출력단이 디지탈 필터2754에 연결된다. 상기 스위치273 및 275는 상기 제어부251의 스위치제어신호에 의해 동기신호 검출시 상기 공통단자와 제2출력단을 연결되어 상기 혼합기225 및 229의 출력을 디지탈 필터275에 전달한다. 디지탈 필터275는 상기 제어부251에서 출력되는 제어에 의해 필터 계수가 설정되어 수신되는 IMD신호를 제거한다. 상기 디지탈 필터275는 밴드 제거 필터(band rejection filter)이다. 상기 구성은 IMD 주파수를 제거하는 구성이 된다.

상기 도 3을 참조하면, 안테나211을 통해 수신신호는 듀플렉서213에서 CDMA 수신대역의 신호로 여파되어 출력된다. 그러면 저잡음증폭기215는 상기 듀플렉서213에서 출력되는 미약한 수신 대역의 신호를 저잡음으로 증폭 출력한다. 이때 상기 저잡음 증폭기215에서 증폭시 AMPS 시스템의 FM신호가 센 크기를 갖는 경우 CDMA 채널 내에서 FM의 IMD신호를 발생하게 된다.

혼합기219는 상기 저잡음 증폭기215의 출력과 제1국부발진기217의 출력을 혼합하여 중간주파수 신호를 발생한다. 즉 상기 혼합기219는 상기 수신 대역 신호와 제1로컬주파수를 혼합하여 중간주파수를 발생하며, 도시하지 않은 중간주파수 필터에 의해 하강 변환된 중간 주파수 대역을 여파한다. 이때 상기 중간주파수 신호는 85.38MHz가 된다. 상기 중간주파수 신호는 수신AGC221은 수신신호의 이득을 조정한다.

제어부251은 IMD신호가 검출되지 않을 시 상기 스위치273 및 274를 제1출력단에 연결시키기 위한 스위치제어신호를 발생한다. 따라서 상기 스위치273 및 274는 상기 혼합기225 및 229의 출력을 상기 모뎀231에 연결한다. 상기 혼합기225는 상기 수신AGC221의 출력과 상기 제2로컬주파수를 혼합하여 I채널의 기저대역신호를 발생하며, 혼합기229는 상기 수신AGC21의 출력과 상기 90도 위상 천이된 제2로컬주파수를 혼합하여 Q채널의 기저대역 신호를 발생한다. 즉, 상기 혼합기225 및 227은 상기 중간주파수 신호를 제2로컬주파수와 혼합하여 기저대역 신호로 하강변환하는 기능을 수행하며, 모뎀231의 복조기는 상기 I채널 및 Q채널의 기저대역 신호를 입력하여 복조한다.

증폭기255는 상기 혼합기219에서 출력되는 중간주파수 신호를 PLL의 입력 레벨로 증폭하여 출력한다. 그러면 위상검출기257은 상기 증폭기255에서 출력되는 중간주파수 신호와 전압제어발진기261에서 출력되는 발진주파수 신호를 비교하여 주파수 및 위상 차에 따른 신호를 발생한다. 그리고 루프필터259는 상기 위상검출기257의 출력을 여파하여 직류의 전압을 발생하며, 전압제어발진기261은 상기 루프필터259의 출력 전압에 따른 발진 주파수를 발생한다. 이때 상기 CDMA 중간주파수 신호에는 상기한 바와 같이 IMD신호가 혼합된 신호이며, 이때의 CDMA 신호는 AWGN 잡음과 같은 형태를 갖고 전 대역에 확산된 신호이다. 따라서 상기 PLL은 CDMA신호에 비해 현저히 크며 특정 주파수를 갖는 IMD신호의 주파수에 전압제어발진기261의 발진주파수를 동기시키려고 하게 된다. 따라서 상기 중간주파수 신호와 전압제어발진기261의 발진주파수를 동기검출기263은 두 입력 주파수가 동일한 경우, 동기검출신호LOCK를 발생하여 상기 제어부251에 출력한다.

또한 상기 전압제어발진기261에서 출력되는 발진주파수는 혼합기265 및 269에 인가된다. 그러면 상기 혼합기265는 상기 제2로컬주파수와 상기 전압제어발진기261의 출력을 혼합하여 주파수검출기271에 출력하고, 상기 혼합기269는 상기 90도 천이된 제2로컬주파수와 상기 전압제어발진기261의 출력을 혼합하여 주파수검출기271에 출력한다. 그러면 상기 두 혼합신호를 복조하여 기저대역의 IMD신호 주파수로 변환한 후 출력한다.

상기와 같이 상기 IMD신호는 FM 변조된 신호이므로, 상기 PLL은 FM 신호를 복조하는 역할을 하게된다. 즉, 상기 PLL은 IMD신호의 중심 주파수에 동기되며, 이런 경우 동기검출기263은 동기검출신호LOCK를 발생하여 상기 제어부251에 인가하며, 주파수검출기271은 이때의 전압제어발진기261의 출력 주파수를 기저대역의 신호로 변환한 후 상기 제어부251에 인가한다.

그러면 상기 제어부251은 상기 동기검출기263에서 동기검출신호LOCK 발생시 상기 주파수검출기271에서 출력을 IMD신호의 주파수로 입력한다. 이후 상기 제어부251은 상기 동기검출신호LOCK 수신시 상기 스위치273 및 274가 제2출력단으로 스위칭시키기 위한 스위치제어신호를 발생하며, 상기 IMD신호의 주파수로 부터 상기 디지탈 필터275의 필터 계수를 구한 후 상기 디지탈 필터275에 인가한다. 그러면 상기 스위치273 및 274는 각각 제2출력단에 스위칭되어 상기 혼합기225 및 229의 출력을 디지탈 필터275에 인가하며, 상기 디지탈 필터275는 상기 제어부251에서 출력되는 필터계수에 의해 수신되는 IMD신호를 제거한다. 상기 디지탈 필터275는 대역 제거 필터로써, 도 3과 같은 특성을 갖는다. 상기 도 3에서 301은 주파수 축을 나타내며, 202는 주파수 성분의 크기를 나타내고, 203은 디지탈 필터275의 주파수 응답 특성을 도시하고 있다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에서 제어부251가 IMD신호 검출 및 제거하는 제어 과정을 도시하는 흐름도이다. 상기 도 4를 참조하면, 제어부251은 412단계에서 IMD신호의 검사 주기인가 검사하며, IMD신호의 검사 주기이면 414단계에서 상기 동기검출기263의 출력을 검사한다. 이때 상기 동기검출기263에서 동기검출신호LOCK가 활성화되었을 시(LOCK=high), 414단계에서 이를 감지하고 416단계에서 상기 주파수 검출기271에서 출력되는 주파수를 IMD신호의 주파수로 리드한다. 이후 상기 제어부251은 418단계에서 상기 IMD신호의 주파수로 부터 상기 디지탈 필터275의 계수를 계산한다. 상기 디지탈 필터275는 상기 주파수 검출기271에서 출력되는 주파수를 중심으로 IMD신호의 대역폭과 유사한 대역폭을 가지며, 이때의 주파수 응답 특성은 상기 도 3과 같다. 이후 상기 제어부251은 420단계에서 상기 주파수검출기271의 출력 주파수를 기준으로 계산된 필터 계수를 레지스터에 저장하여 상기 디지탈 필터275의 계수를 변경한다. 그리고 상기 제어부251은 422단계에서 상기 스위치273 및 274를 제어하여 상기 기저대역 신호를 디지탈 필터275에 인가하며, 상기 디자탈 필터275를 온시키고 변경된 필터 계수를 출력하여 해당하는 기저대역신호를 제거한다. 즉, 상기 디지탈 필터275는 기저대역 신호에 포함된 IMD신호를 제거한다.

그러나 상기 414단계에서 상기 동기검출기263에서 출력되는 동기검출신호LOCK가 활성화되지 않은 경우(LOCK=low), 상기 제어부251은 422단계에서 상기 스위치27 및 274를 제1출력단으로 스위칭 연결하여 상기 기저대역신호를 상기 모뎀231에 전달하며, 상기 디지탈 필터275를 오프시킨다. 이런 경우 상기 기저대역 신호에는 IMD신호가 포함되지 않은 상태이며, 모뎀231은 상기 혼합기225 및 229에서 출력되는 기저대역의 신호를 수신하여 정상적으로 복조 출력하게 된다.

상기와 같은 같은 IMD신호의 검사 및 제거 과정은 일정 시간 주기로 반복된다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 IMD신호 검출 및 제거 설명을 위한 통신 장치의 구성을 도시하는 도면으로, 모뎀519 내에 IMD신호 검출 및 제거 장치가 구성된다.

상기 도 5를 참조하면, 듀플렉서513은 통신장치의 송신 및 수신 대역을 분리하는 기능을 수행한다. RF수신부515는 수신 대역의 신호를 입력하여 증폭 및 주파수 하강 변환하여 중간주파수 신호를 발생한다. 수신 기저대역변환부517은 상기 RF수신부517에서 출력되는 중간주파수 신호를 기저대역으로 변환한다. 모뎀519는 상기 기저대역 신호를 입력하며, 상기 기저대역신호에 포함된 IMD신호를 검출하여 제거하며, 이런 기저대역 신호를 원래의 신호로 복조 출력한다. 송신 기저대역변환부521은 상기 모뎀519에서 출력되는 송신 변조신호를 기저 대역으로 변환 출력한다. RF송신부523은 상기 송신 기저대역 신호를 주파수 상승 변환하여 송신 대역 신호로 변환하고 이를 전력 증폭하여 상기 듀플렉서513에 인가한다. 제어부525는 통신장치의 전반적인 동작을 제어하며, 본 발명의 실시예에 따라 IMD신호를 검출 및 제거하는 기능을 수행한다. 표시부527은 상기 제어부525의 제어하에 통신 장치 동작 중에 발생되는 상태를 표시한다. 상기 표시부527은 LCD(Liquid Crystal Display)를 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 IMD신호 검출 및 제거장치의 구성을 도시하는 도면므로, 상기 모뎀519의 내부에 구성된다.

상기 도 6의 구성을 살펴보면, 디지탈 위상 동기 루프(Digital Phase-Locked Loop: 이하 DPLL이라 칭한다)612는 상기 기저대역의 디지탈 데이타를 입력한다. 상기 DPLL612의 기본적인 동작은 상기 제1실시예에서의 PLL과 동일한 기능을 수행한다. 즉, 상기 DPLL612는 기저대역 데이타와 발진 데이타의 위상을 비교하며, 위상차에 따라 상기 발진데이타를 기저대역의 데이타에 접근시킨다. 이때 동기검출부614는 상기 DPLL612의 출력을 입력하며, 상기 기저대역 데이타와 발진데이타가 동일한 값을 가질 시 동기검출신호LOCK를 발생한다. 또한 상기 주파수검출부616은 상기 DPLL601의 DCO(Digitally Controlled Oscillator)로 출력되는 발진데이타를 검출하여 주파수FREQ로 출력한다.

제어부525는 상기 동기검출부614에서 위상동기검출신호LOCK 발생시 상기 주파수검출부616에서 출력하는 주파수를 IMD신호로 입력하며, 상기 IMD신호로 부터 디지탈 필터618의 필터계수를 조정한다. 디지탈 필터618은 상기 제어부525에서 출력되는 제어신호에 의해 동작이 되며, 상기 제어부525에서 온 제어신호 발생시 상기 기저대역 디지탈신호를 제거하여 출력한다.

상기 기저대역 변환부517에서 출력되는 기저대역 신호를 입력하는 DPLL612는 IMD신호에 위상 동기되는 주파수를 발생한다. 상기 IMD신호가 발생되면, 동기검출부614는 동기검출신호LOCK를 발생하거나 또는 해당 레지스터에 소정의 동기 검출 데이타를 저장한다. 또한 상기 주파수검출부616은 상기 DCO로 부터 출력되는 주파수를 검출하여 주파수FREQ 또는 해당 레지스터에 주파수 정보를 지시한다.

또한 상기 디지탈 기저대역 신호는 상기 DPLL612에 인가되는 동시에 디지탈 필터618에 인가된다. 상기 디지탈 필터618은 상기 제어부525에서 출력되는 필터 계수 및 온/오프제어신호를 입력한다. 상기 디지탈 필터618은 상기 온제어신호 입력시 수신되는 디지탈 기저대역 데이타를 IMD신호로 간주하여 차단하며, 오프제어신호 입력시 상기 수신되는 디지탈 기저대역 데이타를 모뎀519에 출력한다.

도 7은 상기 도 6과 같은 구성을 갖는 장치의 물리 계층 구조를 제어하는 제어부525의 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 상기 도 7을 참조하면, 711단계에서 IMD신호의 검사 주기인가 검사한다. 이때 상기 IMD 검사 주기이면 713단계에서 상기 동기검출부614의 출력을 검사하여 동기 검출 유무를 검사한다. 이때 상기 동기검출신호LOCK가 활성화된 상태(LOCK=high)이면, 상기 제어부525는 713단계에서 이를 감지하고 715단계에서 상기 주파수 검출부616에서 출력되는 주파수를 리드한 후, 717단계에서 리드한 주파수를 중심으로 하는 상기 디지탈 필터618의 필터 계수를 계산한다. 상기 제어부525는 필터 계수를 구한 후, 719단계에서 필터 계수를 변경하며, 707단계에서 상기 디지탈 필터618을 온시켜 변경된 필터계수에 따라 상기 디지탈 기저대역 신호를 차단한다. 이때의 디지탈 기저대역 신호는 IMD신호가 된다.

그러나 상기 713단계에서 동기가 검출되지 않은 상태(LOCK=low)이면, 상기 제어부525는 723단계에서 상기 디지탈 필터618을 오프시킨다. 그러면 상기 디지탈 필터618은 디지탈 기저대역 신호를 여파한다.

상기와 같이 제1실시예 및 제2실시예의 IMD신호 검출 및 제거 방법은 PLL을 이용하여 IMD신호를 검출한다. 즉, 상기 CDMA신호에 IMD신호가 포함된 경우, 상기 CDMA신호는 AWGN 잡음과 같은 형태이고 전 대역에 걸쳐 확산된 신호이며, 상기 IMD신호는 상기 CDMA신호에 현저히 크고 특정 주파수를 가지므로, 상기 PLL은 상기 IMD신호의 주파수에 동기된다. 따라서 상기 PLL은 상기 IMD신호를 검출하게 되며, 이때의 동기 주파수를 검출하여 제거하면 상기 CDMA신호에 포함된 IMD신호를 제거할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 IMD신호 검출 및 제거 방법은 우선 IMD신호를 정확하게 판단할 수 있어 IMD 제어 과정의 오동작을 방지할 수 있으며, 상기 IMD신호의 정확하게 검출할 수 있어 해당 IMD신호를 정확하게 제거할 수 있다. 이런 방법은 상기 CDMA 신호를 감쇄시키지 않고 수행되므로, 수신측에서 우수한 BER 성능을 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 혼변조신호가 포함된 씨디엠에이신호를 수신하여 처리하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거장치에 있어서,

   상기 씨디엠에이 신호를 입력하며, 상기 씨디엠에이에 포함된 혼변조신호에 동기되는 주파수 및 동기검출신호를 발생하는 위상동기루프와,

   상기 씨디엠에이신호를 역확산하여 복조하는 복조부와,

   상기 복조부의 전단에 연결되며, 상기 동기검출신호 발생시 온되어 수신되는 상기 씨디엠에이 신호를 차단하고 나머지 구간에서 오프되어 상기 씨디엠에이신호를 상기 복조부에 인가하는 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거장치.
2. 중간주파수를 입력하여 기저대역으로 변환하는 변환부와, 상기 기저대역신호를 복조하는 모뎀을 구비하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거장치에 있어서,

   중간주파수 신호를 입력하여 혼변조신호에 동기하는 발진주파수를 발생하는 위상동기루프와,

   상기 중간주파수신호와 발진주파수를 입력하여 두 주파수가 동일할 시 동기검출신호를 발생하는 동기검출기와,

   상기 발진주파수를 입력하여 기저대역의 주파수로 변환하는 주파수검출기와,

   상기 동기검출신호 발생시 상기 주파수검출기의 출력을 혼변조신호의 주파수로 입력하며, 필터계수를 변경한 후 필터 온 제어신호를 발생하는 제어부와,

   상기 필터 온 제어신호 수신시 온되어 상기 필터 계수에 따라 상기 기저대역 신호를 차단하는 디지탈 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거장치.
3. 기저대역의 씨디엠에이 신호를 복조하는 복조부를 구비하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거장치에 있어서,

   디지탈 기저대역신호를 입력하여 혼변조신호에 동기하는 발진주파수를 발생하는 위상동기루프와,

   상기 중간주파수신호와 발진주파수를 입력하여 두 주파수가 동일할 시 동기검출신호를 발생하는 동기검출부와,

   상기 발진주파수를 검출하는 주파수검출부와,

   상기 동기검출신호 발생시 상기 주파수검출기의 출력을 혼변조신호의 주파수로 입력하며, 필터계수를 변경한 후 필터 온 제어신호를 발생하는 제어부와,

   상기 필터 온 제어신호 수신시 온되어 상기 필터 계수에 따라 상기 기저대역 신호를 차단하는 디지탈 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거장치.
4. 혼변조신호가 포함된 씨디엠에이신호를 수신하여 처리하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거방법에 있어서,

   상기 씨디엠에이 신호를 입력하여 큰 세기의 혼변조신호에 위상 동기되는 발진주파수를 발생하는 과정과,

   상기 중간주파수신호와 발진주파수를 비교하여 동일한 값일 시에 동기검출신호를 발생하는 과정과,

   동기검출신호 발생시 상기 발진주파수를 혼변조신호의 주파수로 판단하고, 상기 수신된 씨디에엠이 신호를 차단하는 과정과,

   상기 동기검출신호가 발생되지 않을 시 상기 씨디엠에이신호를 복조부로 전달하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 씨디엠에이 통신시스템의 혼변조신호 제거방법.

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