KR100828989B1 - 선별적 피에이알 개선을 위한 다중 채널 중계 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 채널의 신호를 효율적으로 중계하기 위한 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PAR(Peak to Average Ratio)이 각기 다른 이종의 신호를 하나의 중계 시스템으로 중계하는 기술에 관한 것이다.

본 발명의 다중 채널을 사용하는 중계 시스템은 상기 다중 채널의 신호를 각 채널별로 필터링하는 디지털 필터부와 상기 각 채널별로 필터링된 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시키는 주파수 천이부와 상기 각 채널별로 주파수 천이된 신호의 CFR(Crest Factor Reduction) 적용 여부를 선택하는 스위칭부와 상기 스위칭부에 의해 CFR 적용이 선택된 채널 신호의 PAR을 감소시키는 CFR부 및 상기 스위칭부에 의해 CFR 미적용이 선택된 채널 신호를 상기 CFR부에서 출력되는 신호와 지연(Delay)을 맞추도록 지연시키는 지연부를 포함한다.

중계기, 다채널, PAR, CFR, WCDMA, OFDM

Description

선별적 피에이알 개선을 위한 다중 채널 중계 시스템 {MULTI-CHANNEL REPEATER FOR SELECTIVELY IMPROVING PAR}

도 1은 일반적인 디지털 신호 처리 기술이 적용된 중계 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 상세 블록도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 상세 블록도이다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디지털 신호 처리부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

510 : A/D 컨버터부

520a~520d : 디지털 필터부

530a~530d : 혼합부

540 : NCO부

550a~550d : 스위칭부

560a~560c : 다중 채널 콤바이너부

570 : CFR부

580 : 지연부

590 : D/A 컨버터부

본 발명은 다중 채널의 신호를 효율적으로 중계하기 위한 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PAR(Peak to Average Ratio)이 각기 다른 이종의 신호를 하나의 중계 시스템으로 중계하는 기술에 관한 것이다.

직교 주파수 분할 다중(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)시스템은 802.11 무선 LAN, 디지털 멀티미디어 방송(DMB), 전력선 통신(PLC), 각종 디지털 가입자 회선(xDSL), 4세대 이동 통신, 와이브로 등 많은 분야의 핵심 기술로 사용되고 있다. OFDM은 고속의 데이터를 각 반송파가 직교 관계에 있는 다수의 반송파에 나누어 실어 다중 전송하는 디지털 변조 방식으로서, 보통의 주파수 분할 다중(FDM)에 비해 훨씬 더 많은 반송파의 다중이 가능하므로, 주파수 이용 효율이 높고 멀티 패스에 의한 심벌 간 간섭(ISI)에 강한 특성이 있어 고속 데이터 전송에 적합하다.

하지만 이러한 OFDM 시스템에는 다중 반송파 변조로 인한 높은 신호 진폭의 최대값 대 평균값의 비(PAR: Peak to Average Ratio)가 유발되는 문제점이 존재한다. 즉, OFDM 방식이 다중 반송파들을 이용하여 데이터를 전송하므로, 최종 OFDM 신호는 진폭의 크기가 각 반송파의 진폭 크기의 합이 되어 진폭의 변화 폭이 심하며, 각 반송파들의 위상이 일치한다면 매우 큰 값을 가지게 된다.

따라서, 각 반송파들의 위상이 일치하여 진폭이 고출력 선형 증폭기(High Power Amplifier)의 선형 동작 범위를 벗어나게 되면, 고출력 선형 증폭기를 통과한 신호는 왜곡이 발생한다. 고출력 선형 증폭기(High Power Amplifier)는 최대 출력을 얻기 위해 디바이스를 비선형 영역에서 동작시켜야 하지만, 이에 따른 왜곡 때문에 입력 전력을 낮추어 선형 영역에서 동작시키는 백-오프(back-off) 방식을 이용한다. 백-오프의 값이 커질수록 전력 소모 또한 커지게 되어 증폭기의 효율이 매우 나빠진다.

최근 고화질 화상과 데이터의 고속 전송을 목적으로 하는 제 3 세대 통신 시스템인 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)는 OFDM과 같이 다중 변복조를 이용하는 통신 시스템이기 때문에 PAR을 줄여야 하는 문제가 시급하다.

높은 PAR을 갖는 신호는 선형 증폭기의 효율을 나쁘게 하며, 비선형 증폭기에서는 동작점을 비선형 영역에 위치하게 하여 비선형 왜곡이 되며, 반송파들 간의 상호 변조와 스펙트럼 방사를 일으키는 심각한 문제가 있기 때문이다.

따라서, WCDMA, OFDM 등 다중 변복조를 이용하는 통신 시스템의 경우 PAR을 줄이기 위하여 CFR(Crest Factor Reduction)을 사용한다. CFR 기술은 크게 원 신호를 변조하는 채널 카드 블록(Channel Card Block)이 포함되어 있는 기지국에서 적용되는 것이 일반적이고, 현재 데이터 통신을 위한 EV-DO(Evolution Data Optimized)나 고속 하향 패킷 접속(HSDPA: High Speed Downlink Packet Access) 등 일부 기지국에만 PAR 개선을 위한 CFR 기술이 적용되고 있다.

이하에서는 도 1을 참조하여, 일반적인 디지털 신호 처리 기술이 적용된 중 계 시스템을 설명하기로 한다. 도 1은 일반적인 디지털 신호 처리 기술이 적용된 중계 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1의 중계 시스템(100)은 필터부(Filter, 110), 저잡음 증폭부(120), 다운 컨버터부(Down Converter Block, 130), 디지털 신호 처리부(Digital Signal Processing, 140), 업 컨버터부(Up Converter Block, 150), NCO부(Numerically Controlled Oscillator, 160), 전력 증폭부(Power Amplifier, 170) 및 필터부(Filter, 180)를 포함한다.

필터부(110)는 중계하고자 하는 채널이 포함되어 있는 대역만 선택하는 필터 즉, 일정 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)이다. 전송된 신호가 필터부(110)를 거치면서 일정 주파수 대역의 신호로 송출된다.

한편, 외부로부터 저잡음 증폭부(Low Noise Amplifier, 120)로 수신되는 신호의 전력은 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력 레벨을 갖고 있기 때문에 반드시 증폭이 필요하다. 또한, 수신되는 신호는 이미 외부에서 많은 잡음을 포 함하고 있기 때문에 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭 기능이 필요하다.

따라서, 저잡음 증폭부(120)는 필터부(110)로부터 신호를 전달받아 미약한 신호를 증폭하면서, 증폭기 자체에서 추가되는 잡음은 최소화시키는 기능을 수행한다. 저잡음 증폭부(120)는 양질의 데이터 또는 화상을 얻기 위한 중요한 파라미터 중 하나인 잡음 특성에 가장 큰 영향을 미치는 부분이다.

다운 컨버터부(130)는 저잡음 증폭부(120)로부터 증폭된 고주파수(RF: Radio Frequency) 신호를 수신받아 주파수를 낮추어 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역 신호로 변환시킴으로써, 다음 단계인 디지털 신호 처리를 용이하게 한다.

디지털 신호 처리부(DSP: Digital Signal Processor, 140)는 중간 주파수 대역 아날로그 신호를 디지털 변환하여 얻어진 디지털 신호에 대수적인 연산으로 각 채널을 필터링, 주파수 천이, 혼합하는 등의 신호 처리를 한다. 디지털 신호 처리부(140)는 기본적으로 아날로그 신호의 고속 실시간 디지털 처리를 목적으로 한다.

업 컨버터부(150)는 다운 컨버터부(130)에서 중간 주파수(IF) 대역 신호로 변환시켰던 신호의 주파수를 다시 높여 고주파수(RF) 신호로 변환시킨다.

NC0부(Numerically Controlled Oscillator, 160)는 다운 컨버터부(130)와 업 컨버터부(150)에서 적용할 주파수의 오프셋을 결정하는 역할을 한다.

전력 증폭부(PA: Power Amplifier, 170)는 업 컨버터부(150)로부터 수신한 RF 신호를 중계기로부터 원거리까지 전송하기 위하여 신호를 고출력으로 선형화 증폭시킨다. 또한, 전력 증폭부(170)는 중계 신호의 질을 가능한 기지국의 전파 신호 와 동일하게 중계할 수 있도록 한다. 따라서, 중계기에서 적절한 최대 전력으로 신호를 방출해야 원하는 곳까지 신호가 도달할 수 있으므로, 최종적으로 얼마나 큰 전력으로 증폭시키느냐가 중요한 관건이다.

필터부(180)는 상기의 전력 증폭부(170)에서 증폭된 신호를 전송받아 다시 중계하고자 하는 채널이 포함되어 있는 대역만 선택하는 대역 통과 필터링을 한 후, 일정 주파수 대역의 신호를 송출한다.

하지만, 상기한 바와 같은 일반적인 디지털 신호 처리 기술이 적용된 중계 시스템에는 PAR 개선을 위한 CFR 장치가 적용되어 있지 않았기 때문에, 높은 PAR을 갖는 신호가 개선되지 못하여 선형 증폭기의 효율을 떨어뜨리고, 비선형 증폭기에서는 비선형 왜곡을 일으키며, 반송파들 간의 상호 변조와 스펙트럼 방사를 일으키는 문제점이 있었다.

따라서, 중계 시스템에서도 신호의 PAR을 개선하여 송출함으로써, 신호 품질을 높일 필요가 있었다.

본 발명의 일부 실시예들은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 다중 채널을 수용하는 중계 시스템에 CFR 기술을 적용함으로써 중계 신호의 PAR을 개선하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명의 일부 실시예들의 다른 목적은 각 채널에 따라 선별적으로 CFR 기술을 적용함으로써 다중 신호에 대한 최적의 중계 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 다중 채널을 수용하는 중계 시스템에 있어서, 상기 다중 채널의 신호를 각 채널별로 필터링하는 디지털 필터부와, 상기 각 채널별로 필터링된 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시키는 주파수 천이부와, 상기 각 채널별로 주파수 천이된 신호의 CFR(Crest Factor Reduction) 적용 여부를 선택하는 스위칭부와, 상기 스위칭부에 의해 CFR 적용이 선택된 채널 신호의 PAR(Peak to Average Ratio)을 감소시키는 CFR부 및 상기 스위칭부에 의해 CFR 미적용이 선택된 채널 신호를 상기 CFR부에서 출력된 신호와 지연(Delay)을 맞추도록 지연시키는 지연부를 포함하는 중계 시스템을 제공한다.

주파수 천이부는 각 채널에 해당하는 주파수 오프셋을 제공하는 NCO부와 상기의 주파수 오프셋에 기초하여 각 채널의 신호를 천이시키는 혼합부를 포함한다.

스위칭부는 주파수 천이된 신호의 PAR을 측정하여 측정된 PAR이 기준치보다 높은 채널 신호는 CFR부로 전송하고, 측정된 PAR이 기준치보다 낮은 채널 신호는 지연부로 전송한다.

디지털 필터부는, 예를 들어, 유한 임펄스 응답 필터(FIR: Finite Impulse Response Filter)일 수 있다.

한편, 본 발명의 제 2 측면은 다중 채널을 수용하는 중계 시스템에서 선별적 으로 PAR을 개선하는 방법에 있어서, 상기 다중 채널의 신호를 각 채널별로 필터링하는 제 1 단계와, 상기 필터링된 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시키는 제 2 단계와, 상기 각 채널별로 주파수 천이된 신호의 CFR 적용 여부를 선택하는 제 3 단계 및 CFR 적용이 선택된 신호의 PAR을 감소시키는 제 4 단계를 포함하는 선별적 PAR 개선 방법을 제공한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부를 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부(DSP: Digital Signal Processor)를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

디지털 신호 처리부(200)는 A/D 컨버터부(210), 필터부(220), 주파수 천이부(230), 다중 채널 콤바이너부(Combiner, 240), CFR부(Crest Factor Reduction, 250) 및 D/A 컨버터부(260)를 포함한다.

상기 A/D 컨버터부(210)가 전송받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 필터부(220)로 전달하고, 필터부(220)는 중계하고자 하는 채널이 포함되어 있는 대역만 선택하는 대역 통과 필터링을 한 후, 일정 주파수 대역의 신호를 주파수 천이부(230)로 전송한다.

주파수 천이부(230)는 전달된 신호를 각 채널별로 주파수 천이시켜 다중 채널 콤바이너부(240)로 전송한다. 다중 채널 콤바이너부(240)는 상기의 각 채널별로 주파수 천이된 신호를 모두 합산하고, 이를 CFR부(250)로 전송한다.

CFR부(250)는 모든 채널이 합산된 신호를 전달받아 PAR 개선을 위한 처리를 하고, 이를 D/A 컨버터부(260)로 전송한다. D/A 컨버터부(260)는 전송된 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환한다.

이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 상세한 기능을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부(DSP)의 상세 블록도이다.

도 3의 디지털 신호 처리부(300)는 A/D 컨버터부(310), 디지털 필터부(320a~320d), 혼합부(Mixer, 330a~330d), NCO부(340), 다중 채널 콤바이너(350), CFR부(360) 및 D/A 컨버터부(370)를 포함한다.

중계 시스템의 특성상 다중 채널을 동시에 중계할 수 있으나, 도 3에서는 4 채널(Channel) 시스템을 예를 들어 설명하기로 한다.

A/D 컨버터(310)는 4 채널이 혼합된 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환시킨 후 디지털 필터부(320a~320d)로 전달한다.

디지털 필터부(320a~320d)는 A/D 컨버터(310)로부터 수신한 4 채널을 각 채널별로 필터링시킨 후 혼합부(330a~330d)로 전달한다.

혼합부(330a~330d)는 디지털 필터부(320a~320d)로부터 수신한 4 채널의 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시킨 후 다중 채널 콤바이너(350)부로 전송한다.

NCO부(340)는 상기의 혼합부(330a~330d)에서 각 채널의 신호가 대응하는 주파수 대역으로 천이될 때, 4 채널의 각각에 해당하는 주파수 오프셋을 제공한다.

다중 채널 콤바이너(350)는 혼합부(330a~330d)에서 각 주파수 대역으로 천이된 4 채널을 전달받아 모두 합산한다. 다중 채널 콤바이너(350)는 합산한 4 채널의 신호를 CFR부(360)로 전달한다.

다채널을 수용하는 중계 시스템은 다채널의 수신 및 송신 중계를 위하여 다중 채널 콤바이너(350)를 이용함으로써, 개개의 수신 및 송신 안테나를 사용하여 오던 종래의 방식을 한 개의 수신 및 송신 안테나만으로 가능하도록 하였다.

CFR부(360)는 다중 채널 콤바이너(350)로부터 신호를 수신하여 신호의 주파수 스펙트럼의 모양을 유지하면서 PAR을 감소시킨 후 D/A 컨버터부(370)로 전달한다.

크레스트 팩터(Crest Factor)는 주어진 시간 간격 내 신호의 피크(Peak)값과 RMS(Root mean square)값의 비를 의미할 수 있으며, PAR과 의미가 상통하고, 수치가 작을수록 이상적이다.

D/A 컨버터부(370)는 CFR부(360)로부터 PAR이 개선된 4 채널의 디지털 신호를 수신하여, 다시 아날로그 신호로 변환시켜 송출한다.

이와 같이, 중계 시스템 내의 디지털 신호 처리부(300)에서 다중 채널 신호에 CFR을 적용함으로써 중계기에서도 신호의 PAR 개선을 도모할 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 기능을 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 개략적 구성을 나타낸 블록도이다.

디지털 신호 처리부(400)는 A/D 컨버터부(410), 필터부(420), 주파수 천이부(430), 스위칭부(440), CFR부(450), 지연부(Delay, 460) 및 D/A 컨버터부(470)를 포함한다.

상기 A/D 컨버터부(410)가 전송받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 필터부(420)로 전달하고, 필터부(420)는 중계하고자 하는 채널이 포함되어 있는 대역만 선택하는 대역 통과 필터링을 한 후, 일정 주파수 대역의 신호를 주파수 천이부(430)로 전송한다.

주파수 천이부(430)는 전달된 신호를 각 채널별로 주파수 천이시킨다. 스위칭부(440)는 각 채널 신호의 PAR에 따라 CFR을 선별적으로 적용시키기 위해 신호를 구분하여, CFR부(450) 또는 지연부(460)로 전송한다. CFR 처리된 신호와 CFR 처리를 거치지 않고 지연된 신호가 합산되어 D/A 컨버터부(470)로 인가됨으로써, 디지 털 신호가 다시 아날로그 신호로 변환된다.

이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 상세한 기능을 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 상세 블록도이다.

도 5의 디지털 신호 처리부(500)는 A/D 컨버터부(510), 디지털 필터부(520a~520d), 혼합부(Mixer, 530a~530d), NCO부(540), 스위칭부(550a~550d), 제 1 콤바이너(560a), 제 2 콤바이너(560b), 제 3 콤바이너(560c), CFR부(570), 지연부(580) 및 D/A 컨버터부(590)를 포함한다.

중계 시스템의 특성상 다중 채널을 동시에 중계할 수 있으나, 도 5에서는 4 채널(Channel) 시스템을 예를 들어 구성하였다.

A/D 컨버터(510)는 4 채널이 혼합된 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호로 변환시킨 후 디지털 필터부(520a~520d)로 전달한다.

디지털 필터부(520a~520d)는 A/D 컨버터(510)로부터 수신한 4 채널을 각 채널별로 필터링한 후 혼합부(530a~530d)로 전달한다. 디지털 필터부(520a~520d)는 중계하고자 하는 채널이 포함되어 있는 대역만 선택하는 필터 즉, 일정 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터(BPF: Band Pass Filter)일 수 있다.

예를 들어, 디지털 필터부(520a~520d)는 유한 임펄스 응답 필터(FIR: Finite Impulse Response Filter)를 사용할 수 있다. FIR 필터는 임펄스 응답의 수령이 유한한 필터로서, 출력의 귀환 없이 입력에 의해서만 출력이 결정되므로 안정성이 보장된다. 특히, 선형 위상 특성의 스펙을 만족하고, 구조가 간단하여 파형 전송 등 의 응용에 널리 이용되고 있다.

혼합부(530a~530d)는 디지털 필터부(520a~520d)로부터 수신한 4 채널의 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시킨 후 스위칭부(550a~550d)로 각각 인가한다.

NCO부(540)는 상기의 혼합부(530a~530d)에서 각 채널의 신호가 대응하는 주파수 대역으로 천이될 때, 4 채널의 각각에 해당하는 주파수 오프셋을 제공한다.

스위칭부(550a~550d)는 혼합부(530a~530d)로부터 신호를 수신하여 각 신호의 PAR에 기초하여 CFR 적용 여부를 선별한 후, 제 1 콤바이너(560a) 또는 제 2 콤바이너(560b)로 전달한다. 예를 들어, PAR이 소정의 기준치보다 큰 채널의 신호는 제 1 콤바이너(560a)로 인가하고, PAR이 기준치보다 작은 채널의 신호는 제 2 콤바이너(560b)로 인가한다.

도 5에는, 예를 들어, 혼합기(530a)와 혼합기(530d)에 의해 주파수 천이된 신호의 PAR은 기준치보다 크고, 혼합기(530b)와 혼합기(530c)에 의해 주파수 천이된 신호의 PAR은 기준치보다 작은 경우가 도시되어 있다.

따라서, 혼합기(530a)와 혼합기(530d)에 의해 주파수 천이된 대역 채널의 신호는 스위칭부(550a, 550d)에 의해 CFR 적용이 선택되어, 제 1 콤바이너(560a)로 전송된다.

한편, 혼합기(530b)와 혼합기(530c)에 의해 주파수 천이된 대역 채널의 신호는 스위칭부(550b, 550c)에 의해 CFR 미적용이 선택되어, 제 2 콤바이너(560b)로 전송된다.

제 1 콤바이너(560a)는 스위칭부(550a, 550d)로부터 수신한 두 신호를 합산하여 CFR부(570)로 전송한다.

제 2 콤바이너(560b)는 스위칭부(550b, 550c)로부터 수신한 두 신호를 합산하여 지연부(580)로 전송한다.

CFR부(570)는 제 1 콤바이너(560a)로부터 신호를 수신하여 신호의 PAR 향상을 위해 CFR을 적용한 후, 제 3 콤바이너(560c)로 전달한다.

CFR부(570)는, 예를 들어, 인가된 두 채널의 가장 큰 신호를 압축하거나 역 위상을 주어 일정 크기의 디지털 신호로 만들어 전송한다. 이는 종단 전력 증폭부의 PAR을 작게 만들어 주므로 전력 증폭부의 효율을 증대시켜 주는 효과가 있다.

지연부(580)는 제 2 콤바이너(560b)와 제 3 콤바이너(560c) 사이에 포함될 수 있고, 다른 두 채널이 CFR부(570)에서 소정의 처리 과정을 거치는 시간 동안, 제 2 콤바이너(560b)로부터 수신한 두 채널의 신호를 지연시킨다. 이로 인해, 상기 CFR부(570)에서 출력되는 신호와 CFR 미적용이 선택된 채널 신호의 지연(Delay)을 맞출 수 있다.

제 3 콤바이너(560c)는 CFR부(570)로부터 수신한 두 신호와 지연부(580)로부터 수신한 두 신호를 합산하여, 4 채널의 신호를 D/A 컨버터부(590)로 전달한다.

D/A 컨버터부(590)는 제 3 콤바이너(560c)로부터 수신한 디지털 신호 처리

과정을 마친 4 채널의 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환시켜 송출한다.

상기한 바와 같이 구성된 다중 채널 중계 시스템은 각 채널별로 CFR을 선별 적으로 적용하기 때문에, 모든 신호를 PAR에 따른 구분 없이 CFR 처리하는 것보다 신호를 최대한 보호함으로써 신호 품질을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 스위칭부(550a~550d)가 PAR을 기준으로 신호를 구분한 후, 제 1 콤바이너(560a)와 제 2 콤바이너(560b)가 구분된 신호를 나누어 합산하기 때문에, PAR이 서로 다른 이종의 신호들에 CFR을 선별적으로 적용시킬 수 있는 효과가 있다.

지금까지는, 4 채널을 수용하는 중계 시스템에 한해 본 발명을 설명하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 예일 뿐이고, 당업자라면 본 발명이 복수개의 채널을 수용하는 중계 시스템에 확장 적용될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 각 채널 신호의 PAR에 따라 CFR 적용 여부를 선별하는 것으로 본 발명을 설명하였지만, 중계 시스템의 운영자가 CFR 적용 여부를 임의로 선택할 수 있음은 물론이다.

또한, 채널별 CFR 적용 여부의 설정은 소프트웨어 애플리케이션 등을 통해 손쉽게 행해질 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다채널 중계 시스템의 디지털 신호 처리부는 CFR을 신호의 PAR에 따라 선별적으로 적용하기 때문에 전송 신호를 최대한 손상시키지 않음으로써 신호 품질을 유지할 수 있다.

또한, CFR을 통해 PAR을 향상시킴으로써 고출력 증폭기의 용량을 줄이고 다채널을 수용할 수 있기 때문에 고가의 선형성이 우수한 증폭기의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있어 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 방열 및 시스템 안정화를 도모할 수 있다.

이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중계 시스템의 디지털 신호 처리부의 동작을 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 디지털 신호 처리부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

단계(S10)에서는 디지털 신호 처리부는 다중 채널의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨 후 디지털 필터부로 전달한다.

단계(S20)에서는 디지털 필터가 디지털 신호를 수신하여 각 채널별로 필터링한 후 혼합부로 전달한다. 디지털 필터는 중계하고자 하는 채널이 포함되어 있는 대역만 선택하는 필터 즉, 일정 주파수 대역의 신호를 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)이다.

단계(S30)에서는 혼합부가 디지털 필터부로부터 수신한 채널의 신호를 연산 처리하여 각 채널에 해당하는 주파수 대역으로 천이시킨 후 스위칭부로 전달한다.

단계(S40)에서는 스위칭부가 혼합부로부터 수신한 신호의 CFR 적용 여부를 채널별로 선택한다. 예를 들어, 신호의 PAR이 기준치보다 큰 경우는 제 1 콤바이너로 전달하고, 신호의 PAR이 기준치보다 작은 경우는 제 2 콤바이너로 전달한다.

단계(S50)에서는 제 1 콤바이너가 스위칭부로부터 수신한 PAR이 기준치보다 큰 신호를 합산하여 CFR부로 전달한다.

단계(S60)에서는 CFR부가 제 1 콤바이너로부터 신호를 수신하여 소정의 CFR 적용을 통해 신호의 PAR을 향상시킨 후 제 3 콤바이너로 전달한다.

단계(S70)에서는 제 2 콤바이너가 스위칭부로부터 수신한 PAR이 기준치보다 작은 신호를 합산하여 지연부로 전달한다.

단계(S80)에서는 지연부가 제 2 콤바이너로부터 수신한 신호를 CFR부에서 출력되는 신호와 지연을 맞추도록 지연시킨 후 제 3 콤바이너로 전달한다.

단계(S90)에서는 제 3 콤바이너가 CFR부로부터 수신한 신호와 지연부로부터 수신한 신호를 합산하여 D/A 컨버터로 전달한다.

단계(S100)에서는 D/A 컨버터가 제 3 콤바이너로부터 수신한 디지털 신호를 다시 아날로그 신호로 변환하여 송출한다.

본 발명은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종의 다중 채널을 중계하는 중계 시스템은 원 신호의 채널별 PAR에 따라 CFR을 선별적으로 적용함으로써, 동일 중계 시스템으로 이종의 신호원을 지닌 다중 채널을 중계할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 특정 채널에 대하여 CFR 기능을 선별적으로 On/Off 제어함으로써, 각 채널마다 신호의 품질을 다르게 조절할 수 있으며, 따라서 특정 채널에서 고신호 품질을 원하는 경우 CFR OFF를 통해 높은 신호 품질의 서비스를 제공할 수 있다.

나아가, 서로 다른 이종의 PAR 특성을 지닌 신호를 단일 중계 시스템으로 중계함에 있어 기지국에서 이미 PAR이 개선된 채널 신호의 과다 PAR 개선을 통한 신호 품질의 저하를 막고 PAR이 개선되지 않은 채널 신호만을 개선함으로써, 단일 중 계 시스템을 이용한 다채널 신호의 PAR 개선을 통한 송신기 종단 증폭기의 효율을 극대화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 다중 채널을 수용하는 중계 시스템에 있어서,

   상기 다중 채널의 신호를 각 채널별로 필터링하는 디지털 필터부와,

   상기 각 채널별로 필터링된 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시키는 주파수 천이부와,

   상기 각 채널별로 주파수 천이된 신호의 CFR(Crest Factor Reduction) 기술의 적용 여부를 선택하는 스위칭부와,

   상기 스위칭부에 의해 CFR 기술을 적용하도록 선택된 채널 신호의 PAR(Peak to Average Ratio)을 감소시키는 CFR부 및

   상기 스위칭부에 의해 CFR 기술을 적용하지 않도록 선택된 채널 신호를 상기 CFR부에서 출력되는 신호와 지연(Delay)을 맞추도록 지연시키는 지연부

   를 포함하는 중계 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수 천이부는

   상기 각 채널에 해당하는 주파수 오프셋을 제공하는 NCO(Numerically Controlled Oscillator)부 및

   상기 각 채널별로 필터링된 신호를 상기 NCO부에서 제공하는 상기 주파수 오 프셋에 기초하여 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시키는 혼합부(Mixer)

   를 포함하는 중계 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위칭부는

   상기 각 채널별로 주파수 천이된 신호의 PAR을 측정하여 상기 측정된 PAR이 기준치보다 높은 채널 신호는 상기 CFR부로 전송하고, 상기 측정된 PAR이 기준치보다 낮은 채널 신호는 상기 지연부로 전송하는 중계 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 디지털 필터부는 유한 임펄스 응답 필터(FIR: Finite Impulse Response Filter)인 중계 시스템.
5. 다중 채널을 수용하는 중계 시스템에서 선별적으로 PAR을 개선하는 방법에 있어서,

   상기 다중 채널의 신호를 각 채널별로 필터링하는 제 1 단계와,

   상기 필터링된 신호를 각 채널에 대응하는 주파수 대역으로 천이시키는 제 2 단계와,

   상기 각 채널별로 주파수 천이된 신호의 CFR 기술의 적용 여부를 선택하는 제 3 단계 및

   CFR 기술을 적용하도록 선택된 신호의 PAR을 감소시키는 제 4 단계를 포함하는 선별적 PAR 개선 방법.

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