KR100305136B1 - 이동통신용무선중계기의피드백신호제거방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호 제거 방법 및 장치에 관한 것으로서, 그 방법은 이동통신용 무선중계기에서 무선신호를 증폭하여 중계할 때 무선중계기의 무선신호를 출력한 출력안테나로부터 무선신호를 입력한 입력안테나로 피드백되는 무선신호를 제거시키는 방법에 있어서, 입력안테나를 통해 수신된 무선신호를 적어도 증폭을 포함하는 신호처리를 수행하여 출력안테나를 통해 무선송신하는 단계; 및 입력안테나를 통해 수신된 신호가 신호처리되어 출력안테나로 전달될 때, 전달되는 신호 중 일부를 피드백시켜 수신된 무선신호와 합성하되, 출력안테나로 출력되는 신호의 크기가 최소가 되도록 합성되는 신호의 위상과 크기를 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 무선중계기에서 발생하기 쉬운 출력에서 입력으로의 피드백(feedback)을 막을 수 있다. 이로 인해, 무선중계기의 입출력 분리도를 개선시켜 무선중계기의 출력을 크게 할 수 있으며, 무선중계기가 담당하는 커비리지(coverage)를 넓게한다.

Description

이동통신용 무선중계기의 피드백신호 제거방법 및 장치

본 발명은 이동통신용 무선신호 중계기에 관한 것으로서, 특히 출력안테나로부터 출력된 무선신호가 입력안테나로 되돌아 감으로 인해 발생되는 발진현상을 방지하는 이동통신용 무선중계기의 피드백신호 제거방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신용 무선중계기는 무선신호의 세기를 강하게 하는 장치이다. 즉, 기지국으로부터 출력된 신호가 미약한 곳에 설치되어 상기 미약해진 신호를 증폭시켜 이동국으로 출력함으로써, 보다 양질의 이동통신 서비스를 제공한다. 도 1은 일반적인 이동통신용 무선중계기의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

기지국에서 이동국으로의 순방향으로는, 기지국에서 출력된 신호를 수신하는 제1안테나(100), 상기 제1안테나(100)에서 수신된 신호 중에서 소정 주파수(f1)의 신호를 순방향 신호를 분리하는 제1순·역방향 신호분리기(110), 상기 분리된 신호를 증폭하고 중간 주파수(IF,f2)로 변환하는 순방향 증폭&주파수 변환부(120), 상기 중간주파수로 변환된 신호를 필터링, 증폭 및 이득조정등의 처리를 수행하는 순방향 IF 신호처리부(130), 상기 신호처리된 신호를 다시 원래의 주파수(f1) 신호로 복원하여 증폭하는 순방향 주파수변환&증폭부(140), 상기 복원되고 증폭된 신호를 순방향 신호로 분리하는 제2순·역방향 신호분리기(150), 상기 분리된 순방향 신호를 이동국으로 출력하는 제2안테나(160)로 이루어진다.

그리고 이동국에서 기지국으로의 역방향으로는, 이동국에서 출력된 신호를 수신하는 제2안테나(160), 상기 제2안테나(160)에서 수신된 신호 중에서 소정 주파수(f3)를 갖는 역방향 신호를 분리하는 제2순·역방향 신호분리기(150), 상기 분리된 신호를 증폭하고 중간 주파수(IF, f4)로 변환하는 역방향 증폭&주파수 변환부(170), 상기 중간주파수로 변환된 신호를 필터링, 증폭 및 이득조정등의 처리를 수행하는 역방향 IF신호처리부(180), 상기 신호처리된 신호를 다시 원래의 주파수(f3)신호로 복원하여 증폭하는 역방향 주파수변환&증폭부(190), 상기 복원되고 증폭된 신호를 역방향 신호로 분리하는 제1순·역방향 신호분리기(110), 상기 분리된 순방향 신호를 이동국으로 출력하는 제1안테나(100)로 이루어진다.

상기와 같은 방식의 이동통신 중계기는 그 출력이 입력으로 피이드백(feedback) 되어 발진의 우려가 있다. 이로 인해 중계기의 출력을 일정수준 이상 크게 할 수 없다. 따라서 중계기가 커버(cover)할 수 있는 권역의 범위도 제한된다. 또한 입력을 위한 안테나와 출력을 위한 안테나를 분리할 때, 분리도(isolation)가 양호해야 한다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 불편함을 해결하기 위한 것으로서, 무선중계기의 입출력분리도를 향상시켜 출력을 크게 하고 무선중계기에서 발생하기 쉬운 발진현상을 방지할 수 있는 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호제거 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 이동통신용 무선중계기의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 의한 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호 제거장치가 설치된 이동통신용 무선중계기를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200, 240 : 안테나, 210, 230 : 순역방향 분리기

220, 250 : 중계처리부, 260, 270 : 피드백신호 제거장치

20 : 신호검출부, 22 : 제어신호 발생부

24 : 신호크기&위상 제어부, 26 : 신호합성부

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호제거 방법은, 이동통신용 무선중계기에서 무선신호를 증폭하여 중계할 때 상기 무선중계기의 무선신호를 출력한 출력안테나로부터 무선신호를 입력한 입력안테나로 피드백되는 무선신호를 제거시키는 방법에 있어서, 상기 입력안테나를 통해 수신된 무선신호를 적어도 증폭을 포함하는 신호처리를 수행하여 상기 출력안테나를 통해 무선송신하는 단계; 및 상기 입력안테나를 통해 수신된 신호가 신호처리되어 출력안테나로 전달될 때, 상기 전달되는 신호 중 일부를 피드백시켜 상기 수신된 무선신호와 합성하되, 상기 출력안테나로 출력되는 신호의 크기가 최소가 되도록 상기 합성되는 신호의 위상과 크기를 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호제거 장치는, 입력안테나를 통해 수신된 무선신호를 적어도 증폭을 포함하는 신호처리를 수행하여 출력안테나를 통해 무선송신하는 중계처리부를 구비하는 이동통신용 무선중계기에서 상기 무선중계기의 출력안테나로부터 입력안테나로 피드백되는 신호를 제거하는 피드백신호 제거 장치에 있어서, 상기 무선중계부에서 신호처리된 신호의 일부를 검출하는 신호검출부; 상기 검출된 신호를 입력으로 하여 상기 검출된 신호가 최소가 되도록 위상 및 크기를 조절하는 제어신호를 발생하는 제어신호발생부; 상기 신호검출부에서 검출된 신호를 입력으로 하여, 상기 제어신호 발생부에서 발생된 제어신호에 의해 상기 검출된 신호의 크기와 위상을 조절하여 출력하는 신호크기&위상 제어부; 및 상기 신호크기&위상 제어부에 의해 크기 및 위상이 조절된 신호를 상기 입력안테나에서 수신된 무선신호와 합성하여 상기 무선중계부로 출력하는 신호합성부를 포함함을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 의한 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호 제거장치가 설치된 이동통신용 무선중계기를 도시한 것으로서, 안테나(200, 240), 순역방향 분리기(210, 230), 중계처리부(220, 250) 및 피드백신호 제거장치(260, 270)으로 이루어진다. 도 2에서 기지국에서 이동국 방향을 순방향, 그 반대를 역방향이라고 가정하면, 참조번호 260은 순방향 피드백신호 제거장치이고 참조번호 270은 역방향 피드백신호 제거장치이다. 또한 참조번호 220은 순방향 중계처리부이고, 참조번호 250은 역방향 중계처리부이다. 상기 중계처리부(220, 250)는 무선중계기의 기본 기능인 적어도 증폭을 포함하는 일련의 신호처리를 수행한다. 예를 들어, 순역방향 분리기에서 분리된 신호를 증폭하고 중간주파수로 변환하여 처리한후, 다시 원래의 주파수로 변환하는 등의 과정이 포함될 수 있다.

그리고 기지국 쪽의 안테나(200)는 순방향으로는 입력안테나의 역할을 하고, 역방향으로는 출력안테나가 된다. 마찬가지로 이동국 쪽의 안테나(240)는 순방향으로는 출력안테나의 역할을 하고, 역방향으로는 입력안테나가 된다.

본 발명은 이동통신용 무선중계기에 발생하는 피드백 신호를 제거하는 데 그 목적이 있으므로, 상기 피드백신호제거장치(260, 270)가 본 발명에 해당하는 모듈이다. 도 2에 도시된 바와 같이 순방향과 역방향은 대칭적인 관계에 있으므로 순방향에 대해서만 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 상기 피드백신호 제거장치(260)는 신호검출부(20), 제어신호발생부(22), 신호크기&위상제어부(24) 및 신호합성부(26)으로 이루어진다.

상기 신호검출부(20)는 상기 상기 중계처리부(220)에서 신호처리된 신호의 일부를 검출한다. 상기 검출은 커플러를 사용할 수도 있다.

상기 제어신호 발생부(22)는 상기 검출된 신호를 입력으로 하여 상기 검출된 신호가 최소가 되도록 위상 및 크기를 조절하는 제어신호를 발생시킨다. 상기 제어신호는 직류(DC) 전압 또는 디지털 전압이 될 수 있다.

상기 신호크기&위상 제어부(24)는 상기 신호검출부(20)에서 검출된 신호를 입력으로 하여, 상기 제어신호 발생부(22)에서 발생된 제어신호에 의해 상기 검출된 신호의 크기와 위상을 조절하여 출력한다.

상기 신호합성부(26)는 상기 신호크기&위상 제어부(24)에 의해 크기 및 위상이 조절된 신호를 상기 입력안테나(200)에서 수신된 무선신호와 합성하여 상기 중계처리부(220)로 출력한다.

상술한 구성에 의거하여 본 발명의 동작을 설명하기로 한다. 본 발명의 기본적인 개념은 CDMA와 같은 이동통신에 사용되는 신호가 출력안테나를 통해 입력안테나로 피드백되는 신호는 의사잡음(pseudo noise)으로 나타나고, 상기 의사잡음은 랜덤(random)하기 때문에 입력신호와 결합되면 그 크기가 항상 증가한다는 성질을 이용한다. 따라서 상기 의사잡음을 제거하는데 본 발명의 주안점이 있다.

도 3은 상술한 개념을 설명하기 위한 것으로서, 입력안테나가 수신하는 신호를 f₁이라 하고, 상기 f₁신호가 중계처리된 신호를 f₁′, 출력안테나로부터 입력안테나로 피드백 되는 신호를 αf₁′이라 할 때, 본 발명에 의한 피드백 제거장치는 상기 αf₁′를 제거하기 위해, -αf₁′신호를 만들어 입력신호에 합성시킨다.

도 2를 설명하면 기지국으로부터 입력되는 신호가 안테나(200)에 의해 수신되어 순역방향 분리기(210)를 통해 순방향신호로 분리된다. 상기 분리된 신호는 신호합성부(26)로 입력되어 본 발명에 의한 피드백신호 제거장치(260)의 신호크기&위상 제어부(24)에서 발생되는 신호와 합해진다. 상기 합해진 신호는 증폭을 포함하는 중계처리 과정을 거쳐 순역방향 분리기(210)를 통해 출력안테나로 무선방출된다. 여기서 중계처리부(220)를 통해 중계를 위해 필요한 소정의 처리절차를 통해 처리된 신호는 신호검출부(20)에 의해 검출된다. 그리고 나서 상기 검출된 신호는 제어신호 발생부(22) 및 신호 크기&위상 제어부(24)로 입력된다. 상기 제어신호 발생부(22)는 상기 검출된 신호의 크기를 계속해서 모니터링하면서, 신호의 크기가 최소가 되도록 하는 제어신호를 생성하여 상기 신호크기&위상제어부(24)로 보낸다. 상기 상기 신호크기&위상제어부(24)는 상기 제어신호발생부(23)에서 발생되는 제어신호에 의해 상기 입력된 검출신호의 크기 및 위상을 조절하여 상기 신호합성부(26)로 출력한다. 이 때, 상기 제어신호 발생부(22)에서 발생되는 제어신호는 신호합성부(26), 중계처리부(220), 신호검출부(20) 및 신호크기&위상제어부(24)로 이어지는 피드백 루프에 의해 신호가 최소가 되도록 위상 및 크기를 제어하는 신호를 생성한다. 예를 들면, 상기 신호검출부(20)는 중계처리부(220)의 출력을 계속해서 검출하면서 신호의 크기를 저장해 둔다. 상기 제어신호발생부(22)는 상기 신호검출부(20)에서 계속적으로 검출되는 신호를 상기 저장된 신호와 비교한다. 상기 비교결과에 따라 적절한 위상 변화 및 크기 변화를 가져올 수 있도록 제어신호를 생성한다. 만약 위상을 증가시키는 제어신호를 발생한 후, 상기 비교결과 신호가 최소가 되지 않을 경우에는 위상을 감소시키는 제어신호를 발생하는 등의 연속된 제어 과정을 통해 최적화된 제어신호를 생성시킨다. 이렇게 하여 상기 신호크기&위상제어부(24)에서는 상기 제어신호에 의해 신호의 위상 및 크기가 조절되어 다시 상기 신호합성부(26)로 출력시킨다.

한편, 본 발명에 의한 이동통신용 무선중계기의 피드백 신호 제거 장치는 상기 무선중계기의 구성에 따라 설치되는 지점이 다양해질 수 있다. 도 1과 같은 구성을 갖는 무선중계기의 경우, 신호검출은 주파수변환&증폭부(140)에서 출력되는 신호를 검출할 수도 있고 순방향 IF신호처리부(130)에서 출력되는 신호를 검출할 수도 있다. 이 때 신호합성부는 전자의 경우에는 순방향 증폭&주파수변환부(120)의 앞단에 위치하게 되고, 후자의 경우에는 순방향 IF 신호처리부(130)의 앞단에 위치하게 된다. 이러한 변형은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 예측할 수 있으므로 본 발명의 기술적 범위에 포함됨은 자명하다 할 것이다.

본 발명에 의하면, 무선중계기에서 발생하기 쉬운 출력에서 입력으로의 피드백(feedback)을 막을 수 있다. 이로 인해, 무선중계기의 입출력 분리도를 개선시켜 무선중계기의 출력을 크게 할 수 있다. 그리하여 무선중계기가 담당하는 커비리지(coverage)를 넓게한다.

Claims (2)

1. 이동통신용 무선중계기에서 무선신호를 증폭하여 중계할 때 상기 무선중계기의 무선신호를 출력한 출력안테나로부터 입력안테나로 피드백되는 피드백신호를 제거시키는 방법에 있어서,

   상기 입력안테나를 통해 피드백되는 상기 피드백신호를 상기 입력안테나를 통해 수신된 상기 무선신호와 합성하되, 상기 출력안테나로 출력되는 상기 피드백 신호의 크기가 최소가 되도록 상기 피드백신호의 위상과 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선중계기의 피드백신호 제거 방법.
2. 입력안테나를 통해 수신된 무선신호를 신호처리하여 출력안테나를 통해 무선 송신하는 중계처리부를 구비하는 무선중계기의 출력안테나로부터 입력안테나로 피드백되는 피드백신호를 제거하는 피드백신호 제거 장치에 있어서,

   상기 피드백신호를 검출하는 신호검출부;

   상기 신호검출부에서 검출된 상기 피드백신호를 입력으로 하여, 검출된 상기 피드백신호가 최소가 되도록 위상 및 크기를 조절하는 제어신호를 발생하는 제어신호발생부;

   상기 신호검출부에서 검출된 상기 피드백신호를 입력으로 하여, 상기 제어신호 발생부에서 발생된 제어신호에 의해 상기 피드백신호의 크기와 위상을 조절하여 출력하는 신호크기&위상 제어부; 및

   상기 신호크기&위상 제어부에 의해 크기 및 위상이 조절된 상기 피드백신호를 상기 입력안테나에서 수신된 무선신호와 합성하여 상기 무선중계부로 출력하는 신호합성부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신용 무선중계기의 피드백신호 제거장치.