KR100306276B1 - Device and method for processing intermodulation signal in communicating system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통신시스템의 수신장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 혼변조신호를 검출하여 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a receiving apparatus and method of a communication system, and more particularly, to an apparatus and method for detecting and removing intermodulation signals.
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 데이터에 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(Addictive 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.Currently, countries such as Korea and the United States are adopting Code Division Multiple Access (CDMA) IS-95 as a standard for digital mobile phones. In the IS-95 scheme, channels of the same 1.23 MHz band are shared by multiple users. The CDMA scheme multiplies the transmitted data by a pseudo random noise sequence much higher than the data rate, thereby spreading the transmission spectrum in the 1.23 MHz band. Therefore, in the CDMA system, each individual transmission signal is changed to a characteristic such as AWGN (Addictive White Gaussian Noise). The spread signal as described above is despread and demodulated by multiplying the same PN sequence used for spreading at the receiving side. Therefore, even if multiple subscribers share the channel using the same frequency, each subscriber is distinguished by a unique sequence.
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(nonlinear distortion)으로 정의할 수 있는데, 이런 현상은 흔히 두 주파수 성분이 비선형 증폭기를 거치면서 발생된다.However, since AMPS (Advanced Mobile Phone Service) system, which is an analog cell system of North America, is operated within a frequency band of the CDMA system, this may result in an inter-modulation disitortion signal (IMD). Signal). The IMD signal may be defined as nonlinear distortion having an output frequency having a sum and a difference of frequencies that are integer multiples of an input signal frequency. This phenomenon is often caused when two frequency components pass through a nonlinear amplifier.
상기와 같이 IS-95 대역 내에 CDMA 방식과 AMPS 방식이 혼재하므로, 디지탈이동통신 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.Since the CDMA scheme and the AMPS scheme are mixed in the IS-95 band as described above, the digital mobile communication subscriber may be affected by the intermodulated signal by the transmission signal of the AMPS system. In other words, when a subscriber using a digital mobile phone moves closer to an AMPS base station, the frequency of two FM channels of the AMPS system is intermodulated by a nonlinear low noise amplifier (LNA) at the receiving end of the terminal. IMD signals can be generated in the channel band, and these IMD signals have a much greater signal strength than the CDMA spread signals.
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.1 is a view for explaining the generation of the IMD signal in the CDMA channel band as described above. In FIG. 1, 101 is a frequency axis, 102 is an axis indicating the magnitude of a signal, 103 is an FM modulated AMPS signal having a frequency f1, 104 is an FM modulated AMPS signal having a frequency f2, and 105 is 2f1-. An IMD signal component having a frequency of f2, 106 denotes a spectrum of a CDMA channel.
상기 도 1에서와 같이 CDMA신호106과 IMD신호 105가 함께 수신되면, 수신장치의 레이크 수신기(rake receiver)는 복조기 자신의 고유한 시퀀스를 곱하게 되므로, 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.As shown in FIG. 1, when the
상기와 같은 문제점들을 해소하기 위하여, 종래의 IMD신호 제어 방법은 수신전계강도 RSSI(Received Signal 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 비해IMD신호의 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 IMD신호105는 3dB 저하되는 특성을 이용한다. 즉, 종래의 IMD신호 제어 방법은 입력신호를 감쇄시키는 방법을 사용하는데, 이런 제어 방법은 상기 IMD신호105는 상기 AMPS신호103 및 104의 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.In order to solve the above problems, the conventional IMD signal control method uses the relationship between the received field strength RSSI (Received Signal Strength Indicator) and Ec / Io. Where Ec / Io is the pilot energy integrated over one PN chip period for the total power density in the receive band. Often, when an IMD signal is generated, it is determined that the IMD is generated when the power of the IMD signal is higher and the Ec / Io is lower than that of the CDMA power. In order to reduce the IMD component, the LNA input is controlled to give an appropriate attenuation to the signal passed through the bandpass filter. In FIG. 1, when the AMPS signals 103 and 106 and the
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 셰도잉(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 전력에의해 송신 전력을 작게 제어할 수 있는 문제점도 있었다.However, since the same frequency is used in a real CDMA channel environment, subscribers sharing one CDMA channel in the same cell vary over time. Therefore, the signal of other subscribers also acts as an interference signal in the CDMA environment, so the increase or decrease of the subscriber brings about the increase or decrease of RSSI. In addition, since the number of subscribers continues to increase, the channel environment gradually changes. In addition, since fading and shadowing of radio waves occur during movement, it is difficult to determine whether an IMD signal is generated by comparing the RSSI and the Ec / Io values. If the aberration that the IMD signal is generated due to the channel environment change as described above causes attenuation to the signal through the antenna and the duplexer, it can have a fatal effect on the call connection rate. There was a problem that the call could be interrupted by an increase. In addition, the general communication apparatus determines the transmission power based on the reception sensitivity, but there is also a problem in that the transmission power can be controlled small by the power of the IMD signal.
따라서 본 발명의 목적은 CDMA 통신시스템에서 혼변조신호를 검출하여 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of detecting and removing intermodulated signals in a CDMA communication system.
본 발명의 다른 목적은 CDMA 통신시스템에서 위상 동기 루프를 사용하여 채널 대역 내의 AMPS 혼변조신호를 검출하고, 혼변조신호를 위상 지연한 후 상기 입력신호에 역 위상으로 인가하여 혼변조신호를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to detect an AMPS intermodulation signal in a channel band using a phase locked loop in a CDMA communication system, and delay the intermodulation signal by applying a phase delay to the input signal in reverse phase to remove the intermodulation signal. It is to provide an apparatus and method that can be.
본 발명의 또 다른 목적은 CDMA 통신시스템에서 기저대역에서 디지탈 위상 동기 루프를 이용하여 AMPS의 혼변조 성분을 검출하고 혼변조 신호의 주파수를 위상 지연한 후 상기 입력신호에 역위상으로 인가하여 혼변조신호를 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to detect intermodulation components of AMPS using a digital phase locked loop at baseband in a CDMA communication system, phase delay a frequency of the intermodulation signal, and apply an antiphase to the input signal. An apparatus and method for canceling a signal are provided.
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 입력신호의 주파수와 발진주파수를 비교하여 동일한 값일 시에 동기검출신호를 발생하고 상기 발진주파수를 지연하여 역위상의 복제신호를 발생하는 과정과, 상기 동기검출신호 발생시 상기 입력신호의 전력과 상기 복제신호의 전력차를 계산한 후 상기 복제신호를 입력신호와 동일한 전력으로 이득을 조정하는 과정과, 상기 이득조정된 복제신호를 상기 입력신호에 합성하여 혼변조신호를제거한 후 복조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method of removing a cross modulation signal of a CD communication system for receiving and processing a CD signal including a mixed modulation signal of the present invention includes inputting the CD signal to have a high intensity intermodulation signal. Generating an oscillation frequency that is phase-locked to the signal, comparing the frequency of the input signal with the oscillation frequency, generating a synchronous detection signal at the same value, and delaying the oscillation frequency to generate an antiphase replica signal; Calculating a power difference between the power of the input signal and the copy signal when the synchronization detection signal is generated, and then adjusting the gain with the same power as the input signal, and converting the gain-adjusted copy signal to the input signal. And demodulating after removing the intermodulated signal by synthesizing.
도 1은 통신시스템에서 혼변조신호의 발생을 설명하기 위한 도면1 is a diagram for explaining generation of intermodulation signals in a communication system;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통신시스템의 혼변조신호 처리장치의 구성을 도시하는도면2 is a diagram showing a configuration of an intermodulation signal processing apparatus of a communication system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에서 혼변조신호의 처리를 제어하는 제어부의 동작 흐름을 도시하는 흐름도FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation flow of a controller for controlling the processing of the intermodulation signal in FIG.
도 4는 통신단말장치의 구성을 도시하는 도면4 is a diagram illustrating a configuration of a communication terminal device;
도 5는 도 4와 같은 구성을 갖는 통신단말장치에서 본 발명의 제2실시예에 따라 혼변조신호를 처리하는 구성을 도시하는 도면5 is a diagram illustrating a configuration of processing a mixed modulation signal according to a second embodiment of the present invention in a communication terminal having the configuration as shown in FIG.
도 6은 도 5에서 혼변조신호를 제어하는 제어부의 동작 흐름을 도시하는 흐름도FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation flow of a controller for controlling a mixed modulation signal in FIG. 5. FIG.
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.In an embodiment of the present invention, a phase-locked loop (hereinafter referred to as a PLL) is used to detect an IMD signal. The PLL includes a phase detector, a loop filer, a voltage controlled oscillator, and the like. In this case, the phase detector generates a phase difference signal by comparing an input reference signal with a phase output from the voltage controlled oscillator, a loop filter generates an oscillation control voltage according to the phase difference, and the voltage controlled oscillator generates the phase difference signal according to the oscillation control voltage. Generate an oscillation frequency that matches the frequency and phase of the reference signal.
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 IMD신호의중심 주파수에 동기되고 루프필터의 출력 전압은 복조된 음성신호가 된다. 또한 상기 전압제어발진기의 출력 주파수는 수신신호와 동일하지만 잡음이 상당히 제거된 신호가 된다.At this time, if the reference signal of the PLL is an intermediate frequency of the CDMA system including the IMD signal, the CDMA signal component of the mixed signal is a signal such as AWGN noise and is spread over the entire band. In addition, in the mixed signal, the IMD signal is agglomerated in a narrow bandwidth, and thus is significantly larger than the CDMA signal and has a specific frequency. Therefore, if the loop bandwidth of the phase locked loop is designed to be less than or equal to the bandwidth occupied by the IMD signal, the aggregated IMD signals in the narrow band are significantly larger than the CDMA signals widely distributed beyond the occupied bandwidth of the IMD signal. Thus, the PLL attempts to synchronize the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator to the frequency of the IMD signal component. If the loop bandwidth of the PLL is greater than the modulation frequency of the FM modulated signal, the IMD signal is an FM modulated signal, so the PLL performs a function of demodulating the FM signal. That is, the PLL is synchronized with the center frequency of the IMD signal and the output voltage of the loop filter is a demodulated audio signal. In addition, the output frequency of the voltage controlled oscillator is the same as the received signal, but the signal is significantly removed noise.
본 발명의 실시예에서는 상기 IMD신호를 제거하기 위하여, 상기 PLL의 전압제어발진기로 부터 출력되는 신호를 위상 지연시켜 상기 IMD신호와 180도 위상차를 갖는 신호을 생성하고, 이렇게 생성된 신호를 수신되는 IMD신호와 동일하게 증폭시키므로써, 입력 신호에 포함된 IMD신호와 동일한 크기를 가지며 역위상을 갖는 복제신호를 생성한다. 이후 상기 복제신호를 입력신호에 더하면 입력신호에 포함된 IMD신호가 상쇄되어 순수 CDMA신호를 발생할 수 있으며, 이로인해 수신측에서 우수한 복조 성능을 얻을 수 있다.In an embodiment of the present invention, in order to remove the IMD signal, a phase delayed signal output from the voltage controlled oscillator of the PLL generates a signal having a phase difference of 180 degrees with the IMD signal, and the generated IMD is received. By amplifying the signal in the same manner, a duplicate signal having the same magnitude as the IMD signal included in the input signal and having an inverse phase is generated. Subsequently, when the duplicated signal is added to the input signal, the IMD signal included in the input signal is canceled to generate a pure CDMA signal, thereby obtaining excellent demodulation performance at the receiving side.
여기서 본 발명의 제1실시예는 통신시스템의 수신장치에서 IMD신호가 포함된 CDMA 중간주파수로 부터 IMD신호를 검출한 후 복제신호를 발생하여 입력신호에 포함된 IMD신호를 상쇄하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 제2실시예에는 IMD신호가 포함된 기저대역의 CDMA신호로 부터 IMD를 검출한 후 복제신호를 발생하여 입력신호에 포함된 IMD신호를 상쇄하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 먼저 본 발명의 제1실시예에 대하여 살펴보고, 이후 제2실시예에 대하여 살펴보기로 한다.The first embodiment of the present invention provides an apparatus and method for canceling an IMD signal included in an input signal by generating a duplicate signal after detecting an IMD signal from a CDMA intermediate frequency including an IMD signal in a receiving apparatus of a communication system. The second embodiment relates to an apparatus and a method for canceling an IMD signal included in an input signal by generating a duplicate signal after detecting the IMD from a baseband CDMA signal including an IMD signal. First, a first embodiment of the present invention will be described, and then a second embodiment will be described.
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. 저잡음증폭기(low noise amplifier)215는 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.2 illustrates a configuration for detecting and removing an IMD signal according to the first embodiment of the present invention. The
수신기저대역변환부223은 상기 수신AGC221에서 출력되는 상기 중간주파수 신호를 기저대역으로 변환한다. 상기 수신기저대역변환부223은 상기 수신AGC221의 출력과 제2로컬주파수를 혼합하여 I채널의 기저대역신호를 발생하고, 90도 천이된 제2로컬주파수와 상기 수신AGC221의 출력을 혼합하여 Q채널의 기저대역 신호를 발생한다. 상기 수신기저대역변환부223은 상기 중간주파수 신호를 기저대역 신호로 하강 변환하는 기능을 수행한다.The receiver low
모뎀225는 상기 기저대역으로 변환된 I 및 Q채널 신호를 수신하여 복조신호를 발생하며, 송신신호를 변조하여 출력하는 기능을 수행한다. 송신기저대역변환부231은 상기 모뎀231에서 출력되는 송신신호를 기저대역의 신호로 변환하며, RF송신부233은 상기 송신 기저대역신호를 송신 대역으로 주파수 상승 변환(frequency up conversion)하여 상기 듀플렉서213에 출력한다.The
상기와 같은 구성은 일반적인 통신시스템의 송수신기 구성이다. 상기와 같은 구성에서 수신되는 CDMA 신호에 포함된 IMD신호를 검출하여 상쇄하는 구성을 살펴본다.Such a configuration is a transceiver configuration of a general communication system. The configuration of detecting and canceling the IMD signal included in the CDMA signal received in the above configuration will be described.
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 위상검출기257에 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.First, the
위상지연기(phase delay part)265는 상기 전압제어발진기261에서 출력되는 발진주파수의 위상을 지연하여 출력한다. 이때 상기 위상지연기265는 상기 PLL의 오차를 보정하면서 상기 입력되는 중간주파수와 180도의 위상차가 나도록 상기 발진주파수의 위상을 지연한다. 상기 위상지연기265는 상기 입력신호와 180도의 위상차를 갖는 복제신호를 발생하는 기능을 수행한다.A
가변증폭기267은 상기 위상지연기265의 출력을 입력하며, 증폭제어신호에 의해 상기 위상지연기265의 출력 이득을 조정한다. 제어부251은 상기 동기검출기263에서 동기검출신호LOCK 발생시 스위치 온제어신호를 발생하고, 그렇지 않은 경우(동기검출신호가 발생되지 않은 경우) 스위치 오프제어신호를 발생한다. 스위치269는 상기 제어부251의 스위치 제어신호에 의해 온/오프된다. 상기 스위치269 온시 상기 가변증폭기267의 출력이 전력검출기271 및 가산기275에 인가되며, 오프시 상기 가변증폭기267의 출력을 차단한다. 전력검출기(power detecter)272[269]는 상기 혼합기219에서 출력되는 중간주파수 신호의 전력을 검출한다. 이때 상기 전력검출기272[269]269는 상기 CDMA 중간주파수 신호에 포함된 IMD신호의 전력 세기도 검출하게된다. 전력검출기271은 상기 스위치269 온시 인가되는 상기 가변증폭기267의 출력 전력을 검출한다. 가산기273은 상기 전력검출기269의 출력과 전력검출기275의 차 신호를 발생한다. 적분기277은 상기 가산기273의 출력을 적분하여 상기 가변증폭기267의 증폭제어신호로 출력한다. 따라서 상기 가변증폭기267은 위상 지연된 IMD신호를 입력하며, 상기 적분기277에서 출력되는 증폭제어신호에 의해 상기 입력신호에 포함된 IMD신호와 동일한 크기로 이득을 조정한다. 가산기275는 상기 혼합기219의 출력에서 상기 가변증폭기267의 출력을 상쇄하여 IMD신호를 제거한다.The
상기 구성에서 가변증폭기267, 전력검출기269 및 271, 가산기273 및 적분기277은 상기 복제신호를 입력신호의 크기와 동일한 크기로 조정하는 기능을 수행하며, 상기 가산기275는 입력신호에 포함된 IMD신호를 상쇄하는 기능을 수행한다.In the above configuration, the
상기 도 2를 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.Referring to FIG. 2, the received signal through the
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 가산기275에 인가되는 동시에 상기 전력검출기269에 인가된다. 그러면 상기 전력검출기269는 상기 중간주파수 신호의 전력 세기를 검출하여 가산기273에 인가한다. 또한 가산기275는 상기 중간주파수 신호와 가변증폭기267의 출력을 가산하여 출력하는데, 상기 IMD신호가 검출되지 않은 경우에는 상기 중간주파수신호를 그대로 수신AGC221에 인가하며, 상기 수신AGC221은 입력되는 중간주파수 신호의 이득을 조정하여 출력한다.The
그러면 상기 수신기저대역변환부223은 상기 수신AGC221에서 출력되는 중간주파수 신호를 기저대역의 신호로 변환하여 출력한다. 상기 수신기저대역변환부223은 상기 중간주파수 신호와 제2로컬주파수를 혼합하여 I채널의 기저대역신호를 발생하며, 상기 중간주파수 신호와 90도 위상 천이된 제2로컬주파수를 혼합하여 Q채널의 기저대역 신호를 발생한다. 따라서 상기 수신기저대역변환부223은 상기 중간주파수 신호를 제2로컬주파수와 혼합하여 기저대역 신호로 하강변환하는 기능을 수행하며, 모뎀231의 복조기는 상기 I채널 및 Q채널의 기저대역 신호를 입력하여 복조한다.Then, the receiver low
증폭기255는 상기 혼합기219에서 출력되는 중간주파수 신호를 PLL의 적정 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.The
만일 IMD신호가 발생하면, 하나의 CDMA 채널 대역폭인 1.23MHz 내의 임의 위치에 포함된다. 초기 포착모드에서 넓은 루프 대역폭을 가지도록 루프필터259의 시정수를 설정하면, 상기 PLL은 포착 과정을 수행한다. 이때 포착과정에서 동기가 발생되면, 동기검출기263은 동기가 이루어졌음을 표시하는 동기검출신호LOCK를 활성화(high)시킨다. 이때 동기가 이루어지면 상기 루프필터259의 루프 대역폭을 FM 대역폭 정도로 좁혀 PLL의 추적 성능을 높일 수 있다.If an IMD signal is generated, it is included in an arbitrary position within 1.23 MHz, which is one CDMA channel bandwidth. If the time constant of the
이때 상기 PLL의 전압제어발진기261은 PLL의 하드웨어 특성에 따라 입력신호와 일정 위상차를 가질 수 있는데, 알맞은 위상지연기 265를 이용하여 입력신호와 180도의 위상차를 갖는 복제신호를 생성시킬 수 있다. 따라서 상기전압제어발진기261에서 출력되는 발진주파수는 위상지연기265에 인가된다. 상기 위상지연기265는 상기 발진주파수를 입력하며, 상기 PLL의 시간 오차를 보정하며 상기 중간주파수 신호와 180도의 위상차를 갖도록 상기 발진주파수의 위상을 지연한다.In this case, the voltage-controlled
이때 상기 제어부251은 상기 동기검출기263에서 동기검출신호LOCK가 비활성화 상태(LOCK=low)이면 상기 스위치269를 오프시키기 위한 제어신호를 발생하며, 동기검출신호LOCK가 활성화상태(LOCK=high)이면 상기 스위치269를 온시키기 위한 제어신호를 발생한다. 상기 스위치269가 온되면, 가변증폭기267의 출력이 상기 스위치269를 통해 전력검출기271 및 가산기275에 인가된다. 그러면 상기 전력검출기271은 상기 가변증폭기267에서 출력되는 IMD신호의 전력 세기를 검출한다. 그러면 상기 가산기273은 상기 전력검출기269에서 출력되는 중간주파수 신호의 전력 값과 상기 전력검출기271에서 출력되는 IMD신호의 전력 값 차를 발생한다. 그리고 상기 적분기277은 상기 가산기273에서 출력되는 두 신호의 전력 값의 차신호를 적분하여 상기 가변증폭기267의 증폭제어신호로 인가한다. 이때 상기 중간주파수 신호의 전력 값이 상기 검출된 IMD신호의 전력 값 보다 크면 상기 증폭제어신호는 상기 IMD신호의 전력을 높이기 위한 증폭제어신호를 발생하고, 상기 IMD신호의 전력 값이 상기 중간주파수 신호의 전력 값 보다 크면 상기 증폭제어신호는 상기 IMD신호의 전력을 낮추기 위한 증폭제어신호를 발생한다.At this time, the
따라서 상기 가변증폭기267은 상기 중간주파수 신호에 포함된 IMD신호의 크기와 동일한 크기를 갖는 IMD신호를 발생한다. 따라서 상기 가산기275에 인가되는IMD신호는 상기 중간주파수 신호에 포함된 IMD신호로써 동일한 주파수 대역 및 크기를 가지며 역위상을 갖는 복제신호가 된다. 그러므로 상기 가산기275에서는 상기 중간주파수 신호에서 IMD신호 성분이 상쇄되어 순수한 CDMA 채널의 신호가 된다. 이후 상기 CDMA신호는 수신AGC221에 일정 레벨로 증폭되며, 기저대역변환부223에서 I 및 Q채널의 복소신호로 변환된 후 복조되어 처리된다.Accordingly, the
도 3은 본 발명의 제1실시예에서 제어부251이 IMD신호 검출 및 상쇄하는 제어 과정을 도시하는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a control process in which the
상기 도 3을 참조하면, 제어부251은 312단계에서 IMD신호의 검사 주기인가 검사하며, IMD신호의 검사 주기이면 314단계에서 상기 동기검출기263의 출력을 검사한다. 이때 상기 동기검출기263에서 동기검출신호LOCK가 활성화되었을 시(LOCK=high), 314단계에서 이를 감지하고 316단계에서 상기 스위치269를 온시키기 위한 스위치제어신호를 발생한다. 그러면 상기 스위치269가 온되어 상기 가변증폭기267의 출력을 상기 전력검출기271 및 가산기275에 인가한다.Referring to FIG. 3, the
상기 동기검출신호LOCK가 활성화되면, 상기 전압제어발진기261에서 출력되는 발진주파수는 상기 입력신호에 포함된 IMD신호의 주파수가 된다. 그러면 상기 위상지연기265는 상기 PLL의 하드웨어 특성에 따른 입력신호와의 위상차를 보상하면서 상기 입력신호와 180도의 위상차를 갖도록 상기 전압제어발진기261의 출력 주파수의 위상을 지연시킨다. 그리고 상기와 같이 생성된 복제신호는 전력검출기269 및 271, 가산기273, 적분기277 및 가변증폭기267로 구성되는 AGC 루프에 의해 입력신호에 포함된 IMD신호와 동일한 크기로 증폭된다. 즉, AGC루프는 입력신호에 포함된IMD신호의 크기와 상기 복제신호의 크기를 검출한 후, 두 신호의 크기 차 신호를 구한 후 이를 복제신호의 증폭 제어신호로 인가하여 상기 복제신호가 상기 IMD신호의 크기와 같아지도록 제어한다. 이때 상기 가변증폭기267에서 출력되는 복제신호는 상기 IMD신호와 역위상을 가지며, 동일한 주파수 및 크기를 갖는 신호가 된다. 따라서 상기 가산기275는 상기 입력신호와 상기 복제신호를 합성하므로써, 상기 입력신호에 포함된 IMD신호를 제거하여 순수 CDMA신호를 출력한다.When the synchronous detection signal LOCK is activated, the oscillation frequency output from the voltage controlled
그러나 상기 314단계에서 동기검출신호LOCK가 검출되지 않은 경우, 상기 제어부251은 318단계에서 상기 스위치269를 오프시키기 위한 제어신호를 발생한다. 그러면 상기 가변증폭기267의 출력이 상기 전력검출기271 및 가산기275에 인가되는 것을 차단한다. 따라서 상기 가산기275에 인가되는 복제신호의 통로가 차단되므로, 상기 혼합기219에서 출력되는 중간주파수 신호는 상기 수신AGC221에 그대로 전달된다. 즉, 상기 CDMA신호에 IMD신호가 포함되지 않은 구간에서는 상기 PLL이 동기신호를 검출하지 못하며, 이런 순수 CDMA신호 대역은 그대로 전달되어 복조 됨을 알 수 있다.However, if the synchronous detection signal LOCK is not detected in
상기와 같은 같은 IMD신호의 검사 및 제거 과정은 일정 시간 주기로 반복된다.The inspection and removal of the IMD signal as described above is repeated at regular time intervals.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 IMD신호 검출 및 제거 설명을 위한 통신 장치의 구성을 도시하는 도면으로, 모뎀419 내에 구성된다.FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a communication device for explaining the detection and removal of an IMD signal according to the second embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 듀플렉서413은 통신장치의 송신 및 수신 대역을 분리하는 기능을 수행한다. RF수신부415는 수신 대역의 신호를 입력하여 증폭 및 주파수 하강 변환하여 중간주파수 신호를 발생한다. 수신 기저대역변환부417은 상기 RF수신부415에서 출력되는 중간주파수 신호를 기저대역으로 변환한다. 모뎀419는 상기 기저대역 신호를 입력하며, 상기 기저대역신호에 포함된 IMD신호를 검출하여 제거하며, 이런 기저대역 신호를 원래의 신호로 복조 출력한다. 송신 기저대역변환부421은 상기 모뎀519에서 출력되는 송신 변조신호를 기저 대역으로 변환 출력한다. RF송신부423은 상기 송신 기저대역 신호를 주파수 상승 변환하여 송신 대역 신호로 변환하고 이를 전력 증폭하여 상기 듀플렉서413에 인가한다. 제어부425는 통신장치의 전반적인 동작을 제어하며, 본 발명의 실시예에 따라 IMD신호를 검출 및 제거하는 기능을 수행한다. 표시부427은 상기 제어부425의 제어하에 통신 장치 동작 중에 발생되는 상태를 표시한다. 상기 표시부427은 LCD(Liquid Crystal Display)를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 IMD신호 검출 및 제거장치의 구성을 도시하는 도면므로, 기저대역에서 처리되는 구성을 도시하고 있다. 상기 기저대역신호는 I채널 및 Q채널의 기저대역신호가 된다.FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an IMD signal detection and removal apparatus according to the second embodiment of the present invention, and shows the configuration to be processed in the baseband. The baseband signal is a baseband signal of I and Q channels.
상기 기저대역신호를 수신하는 위상검출기512는 이 신호를 전압제어발진기516의 출력과 비교하며, 두 신호의 비교 결과에 따른 위상차 신호를 발생한다. 루프필터514는 상기 위상검출기512에서 출력되는 위상차 신호를 직류 전압으로 변환하여 출력한다. 전압제어발진기516은 상기 루프필터514에서 출력되는 제어전압에 대응되는 주파수를 발생하여 상기 위상검출기512에 출력한다. 동기검출기518은 상기 기저대역신호와 상기 전압제어발진기516의 출력을 입력하며, 두 주파수가 동일할 시 동기검출신호LOCK를 발생한다. 상기와 같은 구성은 IMD신호를 검출하는 구성이다.The
위상지연기520은 상기 전압제어발진기516에서 출력되는 발진주파수의 위상을 지연하여 출력한다. 이때 상기 위상지연기520은 상기 PLL의 오차를 보정하면서 상기 입력되는 중간주파수와 180도의 위상차가 나도록 상기 발진주파수의 위상을 지연한다. 상기 위상지연기520은 상기 기저대역신호와 180도의 위상차를 갖는 복제신호를 발생하는 기능을 수행한다.The
제어부425는 상기 동기검출기518에서 동기검출신호LOCK 발생시 온제어신호를 발생하고, 그렇지 않은 경우(동기검출신호가 발생되지 않은 경우) 오프제어신호를 발생한다. 가변증폭기522는 상기 위상지연기520의 출력을 입력하며, 제어신호에 의해 상기 위상지연기520의 출력을 가변 증폭한다. 즉, 상기 가변증폭기522는 상기 제어부425의 온 제어신호에 의해 구동되어 출력신호를 전력검출기526 및 가산기532에 인가되며, 오프시 동작을 중단한다. 전력검출기524는 상기 기저대역신호의 전력을 검출한다. 이때 상기 전력검출기524는 상기 기저대역신호에 포함된 IMD신호의 전력 세기도 검출하게된다. 전력검출기526은 상기 가변증폭기522의 출력 전력을 검출한다. 가산기528은 상기 전력검출기524의 출력과 전력검출기526의 차 신호를 발생한다. 적분기530은 상기 가산기528의 출력을 적분하여 상기 가변증폭기522의 증폭제어신호로 출력한다. 따라서 상기 가변증폭기522는 위상 지연된 IMD신호를 입력하며, 상기 적분기530에서 출력되는 증폭제어신호에 의해 상기 입력신호에 포함된 IMD신호와 동일한 크기로 이득을 조정한다. 가산기532는 상기 기저대역신호에서 상기 가변증폭기522의 출력을 상쇄하여 IMD신호를 제거한다.The
상기 구성에서 가변증폭기522, 전력검출기524 및 526, 가산기528 및 적분기530은 상기 복제신호를 입력신호의 크기와 동일한 크기로 조정하는 기능을 수행하며, 상기 가산기532는 입력신호에 포함된 IMD신호를 상쇄하는 기능을 수행한다.In the above configuration, the
상기 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 기저대역변환부417에서 출력되는 기저대역 디지탈 신호는 PLL부의 위상검출기512와 동기검출기518에 인가되고 동시에 전력검출기524에 입력된다. 이때 상기 기저대역신호는 I 및 Q채널의 복소신호이므로, 상기 전력검출기524는의 연산에 의해 기저대역신호의 크기를 연산한다. 또한 상기 위상검출기512는 상기 기저대역신호와 전압제어발진기516의 출력 위상차를 검출하여 루프필터514에 출력하며, 상기 루프필터514는 상기 위상오차에 따라 상기 전압제어발진기516의 발진을 제어한다. 따라서 상기 PLL부는 IMD신호가 존재하면 주파수 및 위상을 동기시키게 된다. 이때 상기 PLL부가 동기를 이루게 되면, 상기 동기검출기518은 동기검출신호LOCK를 하이로 천이시켜 제어부425에 이를 알린다.4 and 5, the baseband digital signal output from the
또한 상기 전압제어발진기516의 출력은 위상지연기520에 인가되며, 상기 위상지연기520은 상기 전압제어발진기516의 출력을 상기 입력 기저대역신호에 포함된 IMD신호와 180도 위상차를 갖도록 지연 출력한다.In addition, the output of the voltage controlled
그러면 AGC 루프를 구성하는 전력검출기524, 526, 가산기528, 적분기530, 가변증폭기522에 의해 상기 위상지연기520에서 출력되는 IMD신호의 복제신호는 크기가 조정된다. 즉, 상기 동기검출시 가변증폭기522에서 출력되는 복제신호는 전력검출기526에서의 연산에 의해 크기가 검출되며, 가산기528은 전력검출된 상기 두신호의 차를 계산하여 적분기530에 출력한다.그러면 상기 적분기530은 두 신호의 전력 차에 따른 증폭제어신호를 발생하며, 이로인해 상기 가변증폭기522는 상기 CDMA의 기저대역신호에 포함된 IMD신호와 동일한 크기를 갖는 복제신호를 발생한다. 그리고 가산기532는 상기 입력되는 기저대역의 디지탈신호와 상기 가변증폭기522에서 출력되는 복제신호를 가산하여 IMD신호를 상쇄시킨다. 즉, 상기 가변증폭기522에서 출력되는 복제신호는 상기 기저대역신호에 포함된 IMD신호와 신호와 동일한 주파수 및 크기를 가지며 위상을 180도 차가 나므로, 결국 가산기532는 두 신호를 상쇄시켜 순수한 CDMA의 기저대역 신호를 복조부에 전달하게 되는 것이다.The replica signal of the IMD signal output from the
도 6은 상기 제어부425에서 동기검출기518에서 출력되는 동기검출신호LOCK의 상태에서 따라 복제신호의 AGC 동작을 제어하는 과정을 도시하고 있다.FIG. 6 illustrates a process of controlling the AGC operation of the duplicate signal according to the state of the synchronous detection signal LOCK output from the
상기 도 6을 참조하면, 제어부425는 612단계에서 IMD신호의 검사 주기인가 검사하며, IMD신호의 검사 주기이면 614단계에서 상기 동기검출기518의 출력을 검사한다. 이때 상기 동기검출기518에서 동기검출신호LOCK가 활성화되었을 시(LOCK=high), 614단계에서 이를 감지하고 616단계에서 상기 가변증폭기522의 AGC 기능을 온시키기 위한 제어신호를 발생한다. 그러면 상기 가변증폭기522가 구동되어 상기 전력검출기526 및 가산기532에 복제신호를 인가한다.Referring to FIG. 6, the
상기 동기검출신호LOCK가 활성화되면, 상기 전압제어발진기516에서 출력되는 발진주파수는 상기 입력신호에 포함된 IMD신호와 동일한 주파수가 된다. 즉, IMD의복제신호를 발생한다. 그러면 상기 위상지연기520은 상기 PLL의 하드웨어 특성에 따른 입력신호와의 위상차를 보상하면서 상기 입력신호와 180도의 위상차를 갖도록 상기 복제신호의 위상을 지연시킨다. 그리고 상기와 같이 생성된 복제신호는 전력검출기524 및 526, 가산기528, 적분기530 및 가변증폭기522로 구성되는 AGC 루프에 의해 입력신호에 포함된 IMD신호와 동일한 크기로 증폭된다. 따라서 상기 가변증폭기522에서 출력되는 복제신호는 상기 IMD신호와 역위상을 가지며, 동일한 주파수 및 크기를 갖는 신호가 된다. 그러면 상기 가산기532는 상기 입력신호와 상기 복제신호를 합성하므로써, 상기 입력신호에 포함된 IMD신호를 제거하여 순수 CDMA신호를 출력한다.When the synchronous detection signal LOCK is activated, the oscillation frequency output from the voltage controlled
그러나 상기 614단계에서 동기검출신호LOCK가 검출되지 않은 경우, 상기 제어부425는 618단계에서 상기 가변증폭기522의 구동을 오프시킨다. 그러면 상기 AGC루프의 동작이 중지되어 복제신호는 상기 전력검출기526 및 가산기532에 인가되지 못하며, 따라서 상기 기저대역의 CMDA신호는 상기 복조부에 그대로 전달된다. 그러므로 상기 CDMA 기저대역 신호에 IMD신호가 포함되지 않은 구간에서는 상기 PLL이 동기신호를 검출하지 못하며, 이런 순수 CDMA신호 대역은 그대로 전달되어 복조됨을 알 수 있다.However, if the synchronous detection signal LOCK is not detected in
상기와 같은 IMD신호의 검사 및 제거 과정은 일정 시간 주기로 반복된다.The inspection and removal of the IMD signal as described above is repeated at regular time intervals.
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.As described above, the method for detecting and removing the IMD signal according to the embodiment of the present invention can first accurately determine the IMD signal, thereby preventing malfunction of the IMD control process, and accurately detect the IMD signal, thereby allowing the corresponding IMD signal to be detected. Can be removed accurately. Since this method is performed without attenuating the CDMA signal, there is an advantage that an excellent BER performance can be obtained at the receiving side.
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