KR100606126B1 - 이동통신 시스템의 협대역 간섭 제거 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 협대역 간섭 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 광대역 이동통신 시스템에서, 수신되는 신호의 협대역 간섭을 제거하기 위한 수신 장치에 있어서, 상기 디지털 수신 신호에 포함된 협대역 간섭을 검출하고, 상기 검출된 협대역 간섭을 소정의 기준값에 따라 저전력 및 대전력으로 구분하고, 상기 구분된 협대역 간섭에 따른 제어 신호들 및 대응되는 중심 주파수들을 출력하는 검출기와, 상기 구분된 대전력 협대역 간섭에 따른 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 중심 주파수들에 의해 상기 대전력 협대역 간섭을 각각 제거하는 제1간섭제거 필터부와, 상기 구분된 저전력 협대역 간섭에 따른 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 중심 주파수들에 의해 상기 저전력 협대역 간섭을 각각 제거하는 제2간섭제거 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해 FIR과 IIR 혼합된 간섭제거 필터로 구성된 간섭제거기에 의해 안정적인 간섭 제거 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
협대역 간섭, 간섭제거기, FIR 간섭제거 필터, IIR 간섭제거 필터.

Description

이동통신 시스템의 협대역 간섭 제거 장치 및 방법{Device and Method for canceling narrow-band interference in mobile communication systems}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템이 기저대역에서 협대역 간섭을 제거하는 장치의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 도 1의 데시메이션 필터를 보다 상세히 도시한 블록도,
도 3은 도 1의 간섭제거기를 보다 상세히 도시한 블록도,
도 4는 도 3의 간섭제거 필터의 계수 생성기를 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검출기에서 검출한 협대역 간섭신호의 전력 레벨을 도시한 도면,
도 6은 도 3의 검출기를 보다 상세히 도시한 블록도,
도 7은 도 6의 제거 테이블의 일예를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제거 테이블의 동작을 도시한 도면.
본 발명은 광대역 이동통신 시스템에서 간섭 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 기지국에서 광대역 수신 신호에 포함되어 있는 협대역 간섭을 제거하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 주어진 무선 주파수 자원을 가지고 이동 단말에게 무선 통신 서비스를 제공한다. 하지만, 실제적으로 무선 환경에서 발생할 수 있는 여러 간섭에 의하여 이동통신 시스템의 성능이 열화되며, 최악의 상황에서는 동작이 불가능하게 될 수 있다. 따라서 이러한 간섭에 대한 기술적인 대응이 필요하다.
일반적으로 이동통신 시스템에 있어서는 크게 동일 주파수 간섭과 근접주파수 간섭이 발생할 수 있다. 동일 주파수 간섭으로는 동일한 주파수를 사용하는 기지국들 간의 간섭, 불법 무선국 등과 같은 다른 시스템으로부터의 간섭이 있다. 근접주파수 간섭으로는 근접한 주파수를 사용하는 동일 시스템 내의 기지국들 간의 간섭과 인접한 시스템들 간의 간섭이 있다.
현재의 광대역 이동통신 시스템에서 가장 치명적이 될 수 있는 간섭은 동일한 주파수 자원을 사용하는 다른 시스템으로부터의 강한 협대역 간섭(narrow-band interference)이라 할 수 있다. 이동통신 기지국 시스템에서 상기 협대역 간섭은 시스템 성능 열화 및 통화 두절 현상을 야기시킬 수 있다. 상기 협대역 간섭을 제거하기 위하여 종래에는 하기와 같은 방법들을 사용하고 있다.
첫 번째의 방법은 중간 주파수대역에서 협대역 간섭 제거 필터를 사용하는 방법이다. 즉, 협대역 간섭신호가 들어오면 고속 간섭신호 검출 수신부에서 이를 검출하고, 상기 검출한 주파수를 일단 중간주파수로 변환한다. 이후 상기 중간주파수로 변환된 신호는 필터를 적용하여 간섭신호를 제거한 후 원래 주파수로 재변환하는 방법이다. 이러한 방법은 장치의 용량이 무겁고, 대형이며 소비전력 또한 다른 장치에 비해 크게 되는 단점이 있다.
두 번째의 방법은 필터와 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform)방식을 적용하여 협대역 간섭을 억압하는 방법이다. 즉, 높은 전력을 갖는 간섭신호에 대해서는 반송파 주파수에서 필터를 적용하여 억압하고, 낮은 전력을 갖는 간섭신호에 대해서는 양자화한 후 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform) 및 고속 퓨리에 역변환(Inverse Fast Fourier Transform)방식을 사용하여 억압한다. 그러나 상기와 같은 두 번째의 협대역 간섭제거 방법은 간섭신호의 전력에 따라 상이한 기술을 사용함으로서 장치가 복잡해지며, 고속 퓨리에 변환 및 역변환(Fast Fourier Transform, Inverse Fast Fourier Transform)을 수행하게 되어 수신 신호의 지연 시간이 증가하게 되는 단점이 있다.
세 번째의 방법은 적응형 디지털 필터를 사용하여 협대역 간섭을 억압하는 방법이다. 이는 반송파 주파수에서 입력된 신호에 대하여 그 주파수를 낮추어 주고 전력이득을 조정한 후 양자화하여 디지털 변환한다. 이러한 디지털 신호에 대하여 간섭 신호를 검출한다. 상기 검출된 간섭 신호는 적응형 디지털 무한 길이 임펄스 반응(Infinite Impulse Response, 이하 IIR라 함) 필터에 의하여 제거된다. 그러나 상기와 같은 세 번째의 협대역 간섭 제거 방법은 간섭신호에 적응하는 IIR필터를 사용함으로서 안정성을 높이기 위한 복잡도가 증가하며 안정적 적응에 필요한 지연시간이 많이 요구되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점으로 인해 안정성이 높고, 일정 대역폭을 갖는 대전력 간섭을 제거하는 적응형 디지털 유한 길이 임펄스 반응(Finite Impulse Response, 이하 FIR이라함) 필터를 사용하는 추세로 발전하였다.
그러나 상기 FIR 필터의 사용은 다양한 전력 레벨을 갖는 여러 개의 협대역신호가 동시에 발생하는 경우, 상기 FIR 필터를 동시에 사용하여 간섭을 제거해야 하는데, 많은 텝(Tab) 수를 가져야 하는 문제점이 있다. 게다가 여러개의 협대역 간섭을 제거하기 위하여 여러 개의 FIR 필터를 동시에 사용한다면 상기 FIR 필터는 제거하고자하는 잡음의 양이 많아져 성능 열화를 가져오게 되고, 복잡도가 높기 때문에 장치가 복잡해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동 통신 시스템에서 협대역 간섭 신호에 의해 발생되는 통신 두절 현상을 막기 위하여 광대역 신호에서 협대역 간섭을 제거하기 위한 협대역 간섭 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 수신 신호를 디지털 변환하고 데시메이션하여 기저대역으로 변환한 후, 기저대역에서 간섭을 제거하기 위한 협대역 간섭 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합된 필터 구성을 통하여 다양한 전력을 갖는 협대역 간섭을 제거하기 위한 협대역 간섭 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합된 구조를 효율적으로 유지하기 위하여 입력되는 협대역 간섭의 정확한 검출과 간섭신호 필터의 정확한 제어를 위한 협대역 간 섭 제거 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 장치는 광대역 이동통신 시스템에서, 수신되는 신호의 협대역 간섭을 제거하기 위한 수신 장치에 있어서, 상기 디지털 수신 신호에 포함된 협대역 간섭을 검출하고, 상기 검출된 협대역 간섭을 소정의 기준값에 따라 저전력 및 대전력으로 구분하고, 상기 구분된 협대역 간섭에 따른 제어 신호들 및 대응되는 중심 주파수들을 출력하는 검출기와, 상기 구분된 대전력 협대역 간섭에 따른 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 중심 주파수들에 의해 상기 대전력 협대역 간섭을 각각 제거하는 제1간섭제거 필터부와, 상기 구분된 저전력 협대역 간섭에 따른 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 중심 주파수들에 의해 상기 저전력 협대역 간섭을 각각 제거하는 제2간섭제거 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은 검출기와, 적어도 하나 이상의 서로 다른 간섭제거 필터들로 구성된 제1 및 제2 간섭 제거 필터부들을 가지는 간섭제거기를 구비하는 광대역 이동통신 시스템에서 수신되는 디지털 수신 신호의 협대역 간섭을 제거하는 방법에 있어서, 상기 검출기에서 상기 디지털 수신 신호에 포함된 협대역 간섭을 검출하고, 상기 검출된 협대역 간섭을 소정의 기준값에 따라 저전력 간섭 신호 및 대전력 간섭 신호로 구분하는 과정과, 상기 검출기에서 상기 구분된 간섭 신호에 따른 제어 신호들 및 대응되는 중심 주파수들을 간섭제거 필터부로 출력하는 과정과, 상기 제어 신호들 각각에 응답하여 상기 구분된 협대역 간섭 신호들을 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부들에서 각각의 중심 주파수 들을 이용하여 필터링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 다양한 전력 레벨을 갖는 여러 개의 협대역신호가 동시에 발생시 협대역 간섭 신호를 효율적으로 제거하는 장치 및 방법으로 이하 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
삭제
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기저대역에서 협대역 간섭을 제거하는 이동통신 시스템의 수신장치를 도시한 블록도이다.
제1필터(102a, 102b)는 대역필터(Band Pass Filter)로써, 안테나(101a, 101b)로 수신되는 신호들 중에서 원하는 수신대역의 신호를 여파한다. 하강변환기(down converter)(103a, 103b)는 상기 제1필터(102a, 102b)에서 출력되는 수신대역의 신호를 특정 대역으로 하강변환(frequency down conversion)한다. 제2필터(104a, 104b)는 상기 하강변환기(103a, 103b)에 의해 하강 변환된 신호를 보다 세밀한 주파수 대역에서 여파하는 기능을 수행한다. 이득제어기(automatic gain controller: AGC)(105a, 105b)는 상기 제2필터(104a, 104b)에서 출력되는 신호의 이득을 제어한다. 디지털 변환기(Analog to Digital Converter: ADC)(106a, 106b)는 상기 이득제어기(105a, 105b)에서 이득 제어된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이러한 디지털 신호는 하나의 심볼에 대하여 많은 샘플링 값을 갖는다.
이동통신 시스템에서 수신 다이버시티 기능을 수행하는 경우, 상기와 같은 제1필터에서 디지털 변환기까지의 수신 경로는 다수 개로 구성될 수 있다. 상기 도 1은 수신 다이버시티를 채택하여 안테나와 수신 경로를 이중화(duplicate)하는 이동통신 시스템의 구성을 도시하고 있다. 그러나 수신 다이버시티 기능을 채택하지 않은 이동통신 시스템에서도 본 발명의 실시예에 따른 간섭제거 장치는 동일하게 사용될 수 있다.
데시메이션 필터(decimation filter)(107)는 상기 변환된 디지털 신호의 샘플들을 소정 데시메이션 비율에 따라 데시메이션한다. 간섭제거기(Interference Canceller)(108)는 상기 필터 데시메이션된 신호에서 간섭을 검출하여 제거하는 기능을 수행한다. 모뎀(Modulator and Demodulator: MODEM)(109)은 상기 간섭제거기(108)에서 출력되는 간섭이 제거된 기저대역 신호를 복조하는 기능을 수행한다.
상기 도 1과 같은 구성을 통해 협대역 간섭을 제거하는 동작을 보다 상세히 살펴보면, 상기 안테나(101a, 101b)를 통하여 수신되는 신호는 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 RF라 함) 대역의 신호이며, 상기 제1필터(102a, 102b)는 상기 수신되는 RF 신호에서 원하는 주파수 대역만을 대략적으로 필터링한다. 상기 하강변환기(103a, 103b)는 상기 제1필터(102a, 102b)에 의해 여파된 RF 신호를 특정 대역으로 하강 주파수 변환한다. 이는 높은 주파수 대역의 RF신호를 한번에 기저 대역으로 변환하면 신호의 특성에 왜곡이 발생될 수 있기 때문이다. 따라서 RF 신호는 먼저 상기 RF 신호의 주파수 대역보다 낮으며 기저 대역보다는 높은 특정 대역(중간주파수 대역)으로 변환되고, 이후 상기 중간주파수 대역에서 기저 대역으로 변환된다.
상기 제2필터(104a, 104b)는 상기 제1필터(102a, 102b)에 의해 대역 필터링된 신호를 좀 더 세밀하게 여파한다. 상기 이득제어기(105a, 105b)는 상기 제2필터(104a, 104b)로부터 출력되는 신호의 전력세기를 일정하게 유지시키며, 상기 디지털 변환기(106a, 106b)는 상기 이득제어된 아날로그 신호를 고속의 디지털 신호로 변환한다.
이와 같이 변환된 상기 디지털 신호는 하나의 원 심볼에 대하여 많은 샘플링된 값들을 갖게 되므로, 상기 데시메이션 필터(107)는 상기 간섭제거기(108)가 협대역 간섭을 용이하게 처리할 수 있도록 상기 샘플링된 신호에 대하여 데시메이션을 수행한다. 그러면 상기 간섭제거기(108)는 상기 데시메이션 필터(107)에서 데시메이션한 결과를 가지고 협대역 간섭을 제거한다. 모뎀(109)은 상기 간섭제거기(108)로부터의 신호를 복조한다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 협대역 간섭신호를 제거하는 장치는 수신신호를 디지털 변환한다. 그리고 상기 디지털 변환된 데이터를 데시메이션하여 기저대역으로 변환한 후, 기저대역에서 간섭을 제거하므로써, RF대역에서 간섭을 제거하거나 RF대역과 기저대역에서 동시에 간섭을 제거하는 종래의 방법에 비해 적은 재료 비용과 공간을 차지한다.
도 2는 도 1의 데시메이션 필터를 보다 상세히 도시한 블록도이다.
상기 데시메이션 필터(107)는 다수의 필터들(210a~210n)로 구성되어 있으며, 상기 필터들(210a~210n) 및 상기 데시메이터들(220a~220n)들은 각각 인터레이스(interlaced)되는 형태로 직렬 연결된다.
상기 다수의 필터들(210a~210n) 중 첫 번째 필터(210a)는 상기 디지털 변환기(106)의 출력신호를 입력받아 신호의 수를 줄이는 과정에서 생기는 오류를 보정한다. 그리고 제1데시메이터(220a)는 상기 첫 번째 필터(210a)의 출력 신호를 입력받아 데시메이션 비율(d1)로 입력 신호의 수를 줄이고, 두번째 필터(210b)로 데시메이션된 입력 신호를 출력한다. 이와 동일한 동작으로 나머지 필터들(210b~210n)과 나머지 데시메이터들(220b~220n)는 상기 제1필터(210a)와 상기 제1데시메이터(221)와 동일하게 동작하여 이전 필터로부터 입력되는 신호의 수를 감소시킨다. 이러한 데시메이션 필터(107)의 최종 출력 신호는 상기 간섭제어기(108)의 입력신호가 된다.
이와 같은 상기 데시메이션 필터(107)의 동작을 예를 들어 설명하기로 한다.
CDMA(Code Division Multiple Access)시스템의 경우, 상기 디지털 변환기(106)에서 출력되는 신호가 칩(chip)당 64개의 샘플들로 구성되고 3개의 데시메이터들(220a-220c)의 데시메이션 비율들이 d1=8, d2=2 그리고 d3=2라고 가정하면, 상기 데시메이터(220a)는 상기 d1=8의 비율로 데시메이션 기능을 수행하게 된다. 그러므로 상기 데시메이터(220a)에서 출력되는 샘플들의 수는 64/8=8로 설정되며, 이에 따라 상기 데시메이터들(220b-220c)들을 통해 데시메이션되어 최종 출력되는 샘플들의 수는 칩당 64/8/2/2=2가 된다.
상기 데시메이터들(220a-220n)의 데시메이션 비율들 d1~dn의 값들은 상기 디지탈 변환기(106)의 출력 샘플 수와 간섭제거기(108)의 입력 샘플 수에 맞게 디자인 된다. 이러한 동작으로 상기 데시메이션 필터의 최종 출력단의 출력 신호를 수신하는 간섭제어기의 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 1의 간섭제거기를 보다 상세히 도시한 블록도이다.
상기 간섭제어기(108)는 디지털 변환된 신호에서 협대역 간섭을 검출하는 검출기(302)와, 상기 검출된 간섭의 전력 레벨에 따라 제1(대전력) 및 제2(저전력) 협대역 간섭 신호들로 구분하여 상기 검출된 협대역 간섭들을 각각 제거하는 간섭제거 필터(310a~310n, 320a~320m)들로 구성되어 있다. 여기서 상기 간섭제거 필터(310a~310m)는 대전력 협대역 간섭을 제거하는 적응형 디지털 유한 길이 임펄스 반응(Finite Impulse Response, 이하 FIR이라 함)필터이다. 그리고 간섭제거 필터(320a~320m)는 저전력 협대역 간섭을 제거하는 적응형 디지털 무한 길이 임펄스 반응(Infinite Impulse Response 이하, IIR이라 함)필터이다.
간섭제거기(108)의 입력 신호는 검출기(302)와 제1 FIR 필터(FIR FILTER 0)(310a)로 입력된다. 검출기(302)는 수신된 입력 신호에서 협대역 간섭의 존재 유무와 개수를 판단하고, 협대역 간섭의 중심 주파수와 전력을 검출하는 역할을 수행한다. 상기 검출기(302)는 검출 결과를 통해 필요한 정보를 만들어서 FIR 필터부(310)와, IIR 필터부(320)로 전송한다. 그리고 상기 필요한 정보는 각 FIR 필터부(310) 및 IIR 필터부(320)에 대한 ON/OFF, 협대역 간섭의 전력 레벨, 그리고 중심 주파수 등의 정보이다.
상기 FIR 필터부(310) 및 IIR 필터부(320)는 검출기(302)로부터 상기 협대역 간섭의 전력 레벨의 비교 결과에 따라 할당된 ON/OFF 플래그를 수신한다. 여기서 플래그 ON을 수신한 간섭제거 필터는 주어진 협대역 간섭의 중심 주파수와 전력 레벨을 이용하여 간섭제거 필터의 계수를 계산하고 상기 계수를 이용하여 필터링을 수행한다. 반면, 플래그 OFF를 수신한 간섭제거 필터는 입력신호를 단순히 바이패스시킨다. 이러한 간섭 제어기의 동작을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 검출기(302)가 수신된 신호에서 1개의 대전력 간섭 신호와 3개의 저전력 간섭 신호들을 검출한 경우 상기 검출기(302)는 제1FIR 필터(310a) 및 제1 내지 제3 IIR 필터(320a~320c)로 플래그 ON 정보를 전송한다. 그리고 상기 플레그 ON 정보와 함께 협대역 간섭 신호들의 중심 주파수와 전력 레벨을 상기 FIR 필터(310a)와 IIR 필터(320a~320c)로 전송한다. 그리고 나머지 FIR 필터들(310b~310n)와 IIR 필터부(320d~320m)에는 플래그 OFF 정보를 전송한다. 플래그 ON을 수신한 제1 FIR 필터(310a)와 제1 내지 제3 IIR 필터(320a,320b,320c)는 주어진 협대역 간섭 신호들의 중심 주파수와 전력 레벨을 이용하여 간섭제거 필터링 계수를 계산하고 상기 계수를 이용하여 필터링을 수행한다. 여기서 상기 간섭제거 필터링 계수 계산은 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 알려진 계산방법으로 계산할 수 있으므로 본 발명에서는 생략하기로 한다.
반면, 플래그 OFF를 수신한 나머지 간섭제거 필터들은 입력 신호를 바이패스시킨다. 이러한 상기 간섭제거 필터에서 계수를 계산하기 위한 계수 생성기의 동작 을 보다 상세히 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
계수 생성기(401)는 상기 도 3의 검출기(302)에서 검출한 각 협대역 간섭의 정보에서 중심 주파수(402), 전력 레벨(403), ON/OFF 플래그(404)를 입력받는다. 그런 다음 ON/OFF 플래그(404)에 의하여 계수 생성여부를 결정한다. 상기 ON 플래그가 입력되면 계수 생성기(401)는 전력 레벨 (403)에 따른 대전력 및 저전력 간섭제거 필터(310, 320)의 기본 계수를 결정하고 중심 주파수(402)를 참조하여 특성의 계수를 계산하여 생성된 계수(405)를 필터링하기 위해 출력한다.
이와 같이 동작하는 간섭 제거기에서 검출기를 통해 검출한 협대역 간섭 전력 레벨에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 검출기에서 검출한 협대역 간섭의 전력 레벨을 도시한 도면이다.
상기 도 5에서 1~n번째 전력 레벨(Threshold 1~Threshold n)은 IIR 필터부(320)를 이용하기 위한 범위이며, n+1~n+m번째 전력 레벨(Threshold n+1~Threshold n+m)은 FIR 필터부(310)를 이용하기 위한 범위를 나타낸다.
상기 검출기(302)는 IIR 필터부(320)를 이용하여 제거할 수 있는 협대역 간섭의 최대 전력 레벨 기준값(Treshold n)(503)을 정한다. 이에 따라 최대 전력 레벨 기준값(503)을 초과하는 전력 레벨은 FIR 필터부(310)에 할당하고, 최대 전력 레벨 기준값(503) 이하인 전력 레벨은 IIR 필터부(320)에 할당한다. 그런 다음 검출기(302)는 협대역 간섭의 전력 레벨 값(Threshold 0 ~ n)의 전력 레벨에 대한 정보를 상기 도 4의 계수 생성기(401)에 전달함으로서 IIR 필터부(320)의 각 전력 레벨에 맞는 기본 계수의 결정에 이용되도록 한다. 그리고 검출기(302)는 협대역 간섭의 전력 레벨(Threshold n+1 ~ n+m)에 대한 정보를 FIR 필터부(310)에 전송하여 FIR 필터부(310)의 각 전력 레벨에 맞는 기본 계수의 결정에 이용하도록 한다. 이러한 최대 전력 레벨 기준값 결정은 간섭제거 필터가 효율적으로 협대역 간섭신호를 제거하는데 중요한 역할을 한다.
도 6은 도 3의 검출기를 보다 상세히 도시한 도면이다.
간섭 제거기의 입력 신호를 일정한 구간 동안 버퍼(601)에 저장하였다가 고속 퓨리에 변환부(Fast Fourier Transform, 이하 FFT라 함)(602)에서 고속 퓨리에 변환한다. 그러면 절대값 계산부(ABS)(603)는 상기 퓨리에 변환된 신호들의 절대값을 구한다. 즉, 에너지 크기들을 계산한다. 결정부(604)는 상기 절대값들을 임계치와 비교하여 임계치보다 큰 값들을 선정한다. 또한 간섭제거 필터들을 제어하기 위해 검출된 주파수 성분에 대한 전력 레벨을 결정한다. 이러한 결정된 전력 레벨은 후술되는 제거 목록부(606) 동작 시 적용되며, 후술되는 제거 목록부(606) 동작 이후, 상기 전력 레벨에 따라 간섭 제거 필터의 종류를 선택할 수 있다. 여기서, 상기 간섭 제거 필터의 종류 선택은 상기 결정부(604)에서 선택될 수도 있다. 그리고 상기 임계값은 수신하고자 하는 신호에 비하여 상대적으로 매우 큰 에너지 크기를 가지는 간섭 주파수 신호를 검출하기 위한 값이다. 즉, 상기 결정부(604)에서 출력되는 신호들을 간섭인 것으로 간주한다.
정렬부(605)는 상기 선정된 임계치보다 큰 값들을 에너지 순으로 정렬하여 정렬 목록을 만드는 기능을 수행한다. 즉, 시스템에 가장 치명적인 영향을 주는 협대역 간섭순으로 정렬하는 것을 의미한다.
제거 목록부(Cancellation Table)(606)는 상기 정렬부(605)에서 정렬된 신호들 중에서 실제로 제거할 필요가 있는 협대역 간섭 신호들을 결정하여 제거 목록을 형성한다. 이러한 제거 목록부(606)의 상세한 설명은 후술될 것이다.
선택부(607)는 상기 결정부(604)에서 결정된 전력 레벨에 따라 전력 크기 순으로 출력되는 신호들 중에서 간섭제거 필터들(310a~310n, 320a~320m)의 개수에 따라 n개의 후보를 선정한다. 그리고 상기 제거 목록의 출력을 이용하여 각 간섭제거 필터로 전송할 중심 주파수(402), 협대역 간섭 신호의 전력 레벨(403)과 각 필터에 대한 ON/OFF 플래그(404)를 만든다. 여기서 상기 제거 목록부(606)에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 제거 목록부(606)의 전력 레벨에 따른 테이블의 구조와 각 변수는 간섭을 제거하는 간섭 제거 필터의 특성에 의하여 결정된다. 여기서 정렬부(605)에서 정렬된 협대역 간섭 신호들 중 검출 신호의 전력 레벨에 맞는 간섭제거 필터들(310, 320)을 적용하면 상기 간섭제거 필터들의 특성상 원하지 않는 주위의 주파수 영역에서도 신호를 억압 및 제거하며, 상기 제거 목록부(606)는 이러한 현상을 이용한다.
상기 제거 목록부(606)는 특정 간섭제거 필터 사용이 결정된 간섭의 중심 주파수 주위의 검출된 간섭 신호들 중 특정 간섭제거 필터에 의해서 충분히 제거할 수 있는 간섭을 정렬 테이블에서 제외시킨다. 이러한 과정은 주위 간섭 신호들의 전력과 중심주파수의 정보를 통하여 결정된다. 이로 인해 제거 목록부(606)은 제한된 수의 간섭제거 필터의 오용을 방지하고, 여러 간섭제거 필터들을 사용하면서 발생되는 성능 열화를 방지할 수 있다. 이러한 간섭 제거 필터의 필터링 특성에 대한 일예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7은 도 6의 제거 몰록부의 일예를 도시한 도면이다. 상기 도 7에서 가로축은 주파수, 세로축은 전력 값을 나타낸다.
상기 도 7을 참조하면, 제거 목록부(606)는 중심 주파수(f0)에 해당 간섭제거 필터가 적용되었을 때, 주위의 주파수에서 신호가 억압되는 정도를 나타낸다. 중심 주파수(f0)를 중심으로 -f1, f1의 주파수 범위까지는 A 전력 이하의 신호를, -f2, f2의 주파수 범위까지는 B 전력 이하의 신호를 억압한다. 이와 마찬가지로 -fn-1, fn-1의 주파수 범위까지는 C의 전력 이하의 신호를, -fn, fn의 주파수 범위까지는 D의 전력 이하의 신호를 억압한다. 이러한 제거 몰록부(606)의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제거 목록부의 동작을 도시한 도면이다.
801단계에서 제거 테이블(606)은 정렬부(605)로부터 크기가 큰 순서로 정렬된 정렬 목록을 수신한 후 상기 정렬 목록에서 전력 크기가 가장 큰 첫 번째 간섭 신호의 중심주파수와 간섭제거 필터를 결정하는 전력 레벨 정보를 얻는다.
802단계에서 상기 얻은 전력 레벨 정보에 대응되는 간섭제거 필터를 선택한다. 그러면 803단계에서 제거 목록부(606)는 상기 선택된 간섭제거 필터의 특성에 따라 정렬 목록의 간섭 신호들 중 검출할 필요가 없는 간섭 신호들을 찾는다. 예를 들어 도 7의 필터링 특성을 적용할 경우, 정렬 목록에 존재하는 간섭들 중에 첫 번째 간섭 신호의 중심 주파수(f0)를 기준으로 -f1, f1의 주파수 범위내의 A 전력 이하인 간섭을 찾는다. 마찬가지로 이하 주파수 범위에서(-f2~fn, f2~fn)의 주파수 범위내의 미리 설정된 전력(B~D) 이하 간섭을 찾는다. 그런 다음 804단계에서 제거 목록부(606)은 찾아낸 간섭 신호들을 정렬 목록에서 제외하여 제거 목록을 만든다.
이와 같이 제거 목록부(606)에서 검출할 필요가 없는 협대역 간섭을 제외한 정렬 테이블의 협대역 간섭 신호들에 대한 정보를 선택부(607)로 전송한다. 이에 따라 상기 정보를 수신한 선택부(607)는 할당된 간섭제거 필터의 개수에 따른 n개의 후보를 선택한 후 각 간섭 제거 필터들(310, 320)로 캐리어 주파수 및 제어 신호(전력 레벨 및 ON/OFF 플래그)를 출력한다. 그러면 플래그 ON 정보를 수신한 간섭 제거 필터는 상기 캐리어 주파수 및 제어 신호를 이용하여 협대역 간섭을 제거한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 본 발명의 아날로그 신호를 고속의 디지털 신호로 변환하고 데시메이션 필터를 통하여 기저대역으로 바꾼 신호에 대하여, 협대역 간섭신호 제거를 수행함으로서 세밀한 제어와 간단한 구조로 구현할 수 있다. 그리고 간섭신호 검출기에서 세밀한 신호 정보를 검출 가능하고 효율적인 검출 알고리즘을 도입하여 간섭제거 필터의 구조를 단순화할 수 있다. 또한, FIR과 IIR 혼합된 간섭제거 필터로 구성된 간섭제거기에 의해 안정적인 간섭 제거 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 광대역 이동통신 시스템에서, 수신되는 신호의 협대역 간섭을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    상기 디지털 수신 신호에 포함된 협대역 간섭을 검출하고, 상기 검출된 협대역 간섭을 소정의 기준값에 따라 제1 및 제2 협대역 간섭 신호들로 구분하고, 상기 구분된 협대역 간섭 신호들에 따른 제어 신호들 및 대응되는 중심 주파수들을 출력하는 검출기와,
    상기 구분된 제1 협대역 간섭 신호들에 따른 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 제1 협대역 간섭 신호들을 제거하는 제1간섭제거 필터부와,
    상기 구분된 제2 협대역 간섭 신호들에 따른 상기 제어 신호들에 응답하여 상기 제2 협대역 간섭 신호들을 제거하는 제2간섭제거 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출기는,
    상기 디지털 수신 신호를 고속 퓨리에 변환하는 고속 퓨리에 변환부와,
    상기 퓨리에 변환된 신호들의 에너지 크기들을 소정 임계값과 각각 비교하여 상기 임계값보다 큰 에너지 크기를 가지는 신호들을 상기 협대역 간섭 신호들로 판단하는 결정부와,
    상기 비교기로부터의 상기 협대역 간섭 신호들을 크기 순서대로 정렬하는 정렬부와,
    상기 정렬부에서 정렬된 협대역 간섭 신호들중 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부에서 제거할 필요가 있는 간섭 신호들을 결정하는 제거 목록부와,
    상기 제거 목록부에 의해 결정된 협대역 간섭신호들을 제1 협대역 간섭 신호들과 제2 협대역 간섭 신호들로 구분하여 해당하는 중심 주파수들과 제어신호들을 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부로 출력하는 선택부를 포함하는 것을 특징을 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제거 목록부는 인접한 다른 검출된 간섭 신호들에 대해 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부를 적용함으로써 제거될 수 있는 적어도 하나의 간섭 신호를 제거하여 상기 제거할 필요가 있는 협대역 간섭신호들을 결정함을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 선택부는 상기 정렬된 간섭 신호들 중에서 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부에 포함된 간섭제거 필터들의 개수만큼의 제1 및 제2 협대역 간섭 신호들을 큰 순서대로 선택하는 것을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제거 목록부는 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부의 대역의 필터링 특성을 이용하여 상기 간섭신호들을 제거하는 것을 특징으로 하는 상기 간섭 제거 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1간섭제거 필터는 적응형 디지털 유한 길이 임펄스 반응 필터들로 구성됨을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 간섭제거 필터는 적응형 디지털 무한 길이 임퍼스 반응 필터들로 구성됨을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  8. 협대역 간섭을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    디지털 수신 신호에 포함된 협대역 간섭 신호들을 검출하는 과정과,
    상기 검출된 협대역 간섭 신호들을 소정의 기준값에 따라 제1 협대역 간섭 신호들 및 제2 협대역 간섭 신호들로 구분하는 과정과,
    상기 검출기에서 상기 구분된 간섭 신호들에 따른 제어 신호들 및 대응되는 중심 주파수들을 출력하는 과정과,
    상기 제어 신호들에 따라 상기 구분된 제1 및 제2 협대역 간섭 신호들을 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어 신호를 출력하는 과정은,
    상기 디지털 수신 신호를 고속 퓨리에 변환하는 단계와,
    상기 퓨리에 변환된 신호들의 에너지 크기들을 소정 임계값과 각각 비교하여 상기 임계값보다 큰 에너지 크기를 가지는 신호들을 상기 협대역 간섭 신호들로 판단하는 단계와,
    상기 협대역 간섭 신호들을 크기 순서대로 정렬하는 단계와,
    상기 정렬된 협대역 간섭 신호들중 실제로 제거할 협대역 간섭 신호들을 결정하는 단계와,
    상기 결정된 협대역 간섭신호들을 제1 및 제2 협대역 간섭 신호로 구분하여 해당하는 중심 주파수들과 제어신호들을 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징을 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 협대역 간섭신호들을 결정하는 단계는 인접한 다른 검출된 간섭 신호들에 대해 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부를 적용함으로써 제거될 수 있는 적어도 하나의 간섭 신호를 제외하여 상기 제거할 필요가 있는 협대역 간섭신호들을 결정함을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 정렬된 신호들 중에서 상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부에 포함된 간섭제거 필터들의 개수만큼의 제1 및 제2 협대역 간섭 신호들을 큰 순서대로 선택하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 협대역 간섭 신호를 구분하는 과정은 각 간섭 제거 필터들의 대역 필터링 특성을 이용하여 상기 간섭 신호들을 제거함을 특징으로 하는 상기 간섭 제거 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 간섭제거 필터부들은 적응형 디지털 유한 길이 임펄스 반응 필터들과 적응형 디지털 무한 길이 임퍼스 반응 필터들로 구성됨을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호들은 중심 주파수, 온/오프 플래그 및 전력 레벨 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제거된 제1 및 제2 협대역 간섭 신호들은 중심 주파수에 의해 제거됨을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제어 신호들은 중심 주파수, 온/오프 플래그 및 전력 레벨 정보를 포함함을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 제거된 제1 및 제2 협대역 간섭 신호들은 중심 주파수에 의해 제거됨을 특징으로 하는 상기 협대역 간섭 제거 방법.
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