KR100926827B1

KR100926827B1 - 이동통신 시스템에서 다중 ｐｎ을 제거하는 중계기 및 그방법

Info

Publication number: KR100926827B1
Application number: KR1020070035471A
Authority: KR
Inventors: 이희준; 서용창; 유성상; 강상용
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2009-11-12
Also published as: KR20080092078A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 PN을 제거하는 중계기 및 그 방법에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은, 무선 신호를 증폭하여 송출하는 중계기에 있어서, 수신안테나를 통해 수신된 무선 신호-여기서, 무선 신호는 다수의 기지국(이하, 다중 기지국이라 칭함) 신호를 포함하고 있음-를 이용하여 다중 PN(Pseudo Noise)를 검출하는 다중 PN 검출부; 및 다중 PN 신호를 이용하여 무선 신호로부터 다중 PN에 따른 다중 기지국의 파일럿 신호를 제거하는 다중 PN 제거부를 포함한다.

본 발명에 의하면, 수신되는 무선 신호로부터 다중 PN을 측정하고 무선 신호로부터 측정된 다중 PN을 제거함으로써, RF 중계기의 성능을 향상시키는 효과가 있고, 동일대역 증폭 무선 중계기의 옥외형 고출력 서비스를 가능하게 함으로써 이동통신 서비스 신뢰도를 높이는 효과가 있다.

중계기, 발진제거, 다중 PN, 다중 기지국, 피드백 신호

Description

이동통신 시스템에서 다중 ＰＮ을 제거하는 중계기 및 그 방법{A Repeater for Eliminating Multi-PN in Mobile Network System and Method Thereof}

도 1은 종래의 무선 중계기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 종래의 발진 제거 중계기의 구성 및 일반적인 다중 기지국 신호 수신 환경을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거 중계기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거부의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거 중계기의 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 PN(Pseudo Noise)을 제거하는 중계기 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 주기지국을 제외한 다수의 기지국으로부터 수신되는 다중 PN을 제거하는 중계기 및 그 방법에 관한 것이다.

통신기술이 발전함에 따라 이동통신 시스템이 개발되어 보편화되고 이를 이 용한 서비스 사업이 확장되고 있다. 이러한, 이동통신 시스템은 소정의 송신 매체로부터 관할 영역의 수신 매체에 단방향 또는 양방향 통신 서비스를 제공할 수 있도록 되어 있다. 하지만, 이러한 이동통신 시스템은 송신 매체와 수신 매체의 위치, 예를 들어, 산악지역, 큰 빌딩의 밀집지역 또는 지하 등과 같이 소정의 통신 음영지역이 형성되는 경우 통신 서비스 제공이 어려워진다.

이러한 통신 음영지역의 형성에 따른 통신 서비스의 질 저하를 방지하기 위해 송신 매체로부터 수신되는 신호를 증폭하여 수신 매체로 송출하는 무선(RF: Radio Frequency) 중계기가 개발되어 도입 운영되고 있다. 따라서, 무선 중계기는 송신 매체와 수신 매체 사이에서 신호를 증폭하는 역할을 담당하여, 양 매체 간 거리가 멀리 떨어져 있거나, 건물 등에 가려진 음역지역에 전파를 도달시킴으로써 양질의 서비스 품질을 제공하기 위한 장치이다.

도 1을 참조하면, 무선 중계기는 송신 매체와의 통신을 위한 수신 안테나, 수신 매체와의 통신을 수행하기 위한 송신 안테나 및 수신 안테나로부터 인가되는 신호를 소정의 레벨로 증폭하여 송신 안테나로 출력하는 증폭기를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 무선 중계기는 설치 시 안테나 간의 이격 거리를 충분히 확보하지 않는 경우, 증폭기를 통해 증폭 출력되는 증폭신호가 다시 무선 중계기의 입력으로 인가되는 피드백 루프가 형성되므로, 순간적으로 증폭기를 통해 피드백 신호가 반복하여 증폭되는 발진(Oscillation) 현상이 발생하게 된다.

좀 더 상세히 설명하면, 기지국 시스템에서 중계기로 전송되는 신호는 중계기 수신 안테나로 입력되며, 증폭기에 의해 이득(Gain) G만큼 신호가 증폭되고 송신 안테나에 의해 방사된다. 여기서, 송신 안테나에 의해 방사되는 신호 중 일부는 주변의 반사체 등을 경유하여 다시 수신 안테나로 인입되며, 중계기 이득 G만큼 증폭되는 피드백 루프가 형성된다. 송신안테나로부터 수신안테나까지의 피드백 신호의 경로 손실을 아이솔레이션(Isolation)이라고 하며, 아이솔레이션이 중계기 이득 G보다 일정값 이상 확보되지 않으면 피드백 루프에 의한 발진 현상이 일어난다.

따라서, 종래의 동일대역 증폭 무선 중계기는 위에서 언급한 발진 현상으로 인하여 중계기 이득을 낮추어 운용할 수 밖에 없었으며, 발진 현상을 피하기 위해서 건물지하 등의 제한적인 장소에서 저출력으로만 사용 가능하다는 문제가 있었다.

도 2는 발진의 원인이 되는 피드백 신호를 검출/제거하는 발진제거 중계기(ICS: Interference Cancellation System Repeater)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 발진제거 중계기는 수신신호의 상관값을 이용하여 피드백 신호를 검출하는 피드백 신호 검출기와 시간에 따라 변하는 피드백 신호의 특성을 실시간으로 추적하는 피드백신호 제거필터를 이용하여 발진의 원인이 되는 반사 신호를 제거한다.

그러나 발진제거 중계기도 무선 중계기의 일종이므로, 주변의 여러 기지국 신호가 수신안테나로 입력되는 다중 PN 환경에서는 해당 중계기 커버리지 내 단말 의 신호대 잡음비인 Ec/Io(Energy of carrier/Interference of other's)가 저하될 수 밖에 없다. 여기서, Ec/Io는 CDMA 시스템에서의 대표적인 수신 성능 지표로 파일롯 채널의 신호품질을 의미한다.

따라서 주변에 기지국이 많이 설치된 도심 지역이나, 우세한(Dominant) 신호세기의 기지국 신호가 없고 입력신호가 작은 외곽 지역과 같은 환경의 무선 중계기는 다중 PN 환경으로 모델이 되며, 해당 지역에는 무선 중계기의 성능이 저하되는 문제가 발생한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 여러 기지국 신호가 수신되는 다중 PN 환경에서 수신 신호로부터 주기지국 신호를 제외한 나머지 기지국의 다중 PN 신호를 제거하는 중계기 및 이를 위한 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 무선 신호를 증폭하여 송출하는 중계기에 있어서, 수신안테나를 통해 수신된 무선 신호-여기서, 무선 신호는 다수의 기지국(이하, 다중 기지국이라 칭함) 신호를 포함하고 있음-를 이용하여 다중 PN(Pseudo Noise)를 검출하는 다중 PN 검출부; 및 상기 다중 PN 신호를 이용하여 상기 무선 신호로부터 상기 다중 PN에 따른 다중 기지국의 파일럿 신호를 제거하는 다중 PN 제거부를 포함한다.

또한, 중계기에서 다중 PN을 제거하는 방법에 있어서, 수신된 무선 신호-여기서, 무선 신호는 다수의 기지국 신호를 포함하고 있음-를 이용하여 다중 PN(Pseudo Noise)을 검출하는 단계; 상기 검출된 다중 PN을 이용하여 다중 기지국-여기서, 다중 기지국은 상기 다수의 기지국중 상기 중계기에서 측정된 수신 신호 세기가 가장 큰 주기지국을 제외한 나머지 기지국임-의 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 다중 경로 무선 채널 추정값을 이용하여 상기 다중 기지국 파일럿 신호를 생성하고 상기 무선 신호로부터 상기 다중 기지국 파일럿 신호를 제거하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 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.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 실시예에서는 PN(Pseudo Noise) 코드를 이용하는 동기식 CDMA 이동통신 시스템을 가정하여 설명하고 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며 PSC(Primary Scrambling Code)를 이용하는 WCDMA 이동통신 시스템 모두에도 적용 가능하다. 즉, 이하 본 발명의 실시예에서 이용되는 PN 코드 대신 WCDMA 이동통신 시스템에서는 PSC로 바꾸어 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거 중계기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거부의 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거 중계기(이하, '중계기'라 칭함)는 수신안테나(310), 믹서(Mixer)(320), A/D 컨버터(330), 피드백 신호 제거부(340), 다중 PN 검출부(350), 다중 PN 제거부(360), 로컬주파수 생성기(370), D/A 컨버터(383), 증폭부(385) 및 송신안테나(390)를 포함한다.

수신안테나(310)는 기지국으로부터 원수신신호

를 수신하는 안테나이며, 일반적으로 원수신신호

에는 여러 기지국 신호가 포함되어 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 수신안테나(310)는 중계기의 송신안테나(390)로부터 무선 채널을 통해 수신되는 피드백 신호

도 함께 수신한다. 여기서, 본 발명의 실시예에서는 수신안테나(310)로 수신되는 총입력신호는 원수신신호

와 피드백 신호

의 합이 되며, 총입력신호는

로 나타낸다. 여기서, 총입력신호는 아날로그 신호이다.

믹서(320)는 로컬주파수 생성기(370)로부터 생성된 로컬주파수와 총입력신호

를 믹싱하여 총입력신호

를 저주파 형태로 변환한다.

A/D 컨버터(330)는 믹서(320)에서 주파수 변환된 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하며, 이때 생성된 디지털 신호를

로 나타낼 수 있다. 여기서, k는 칩인덱스이다.

피드백 신호 제거부(340)는 피드백 신호 검출기(341) 및 피드백 신호 제거 필터(343)를 포함하며, 디지털 신호화된 총입력신호

로부터 피드백 신호를 제거한다. 여기서, 피드백 신호 제거부(340)에서 피드백 신호를 제거한 신호는 새로운 총입력신호가 피드백 신호 제거 필터(343)에 의해서 피드백 신호가 제거될 때마다 새로 갱신되는 것이 바람직하다.

피드백 신호 검출기(341)는 변환된 총입력신호

와 이전에 생성된 피드백 신호 제거 신호와의 상관관계를 이용하여 상관도를 계산하고, 계산된 상관도를 통해 변화하는 피드백 신호의 시간 지연, 진폭 및 위상을 추정한다.

피드백 신호 제거 필터(343)는 피드백 신호 검출기(341)에서 추정된 시간 지연, 진폭 및 위상을 이용하여 피드백 신호의 역위상 신호를 생성하고, 생성된 역위상 신호를 총입력신호에 적용하여 총입력신호에서 피드백 신호를 제거하는 디지털 적응 필터(Adaptive Filter) 형태로 구성된다.

다중 PN 검출부(350)는 총입력신호로부터 다수의 기지국들의 PN을 검출하며, 셀 탐색기(351), 파일럿 채널 검출기(353) 및 AFC(자동주파수제어 : Automatic Frequency Control)(355)를 포함하여 구성된다. 이때, 본 발명의 실시예에서 다중 PN 검출부(350)는 피드백 신호 제거부(340)에 의해 피드백 신호가 제거된 총입력신호를 이용하여 다중 PN을 검출하는 것이 바람직하다.

셀 탐색기(351)는 셀 탐색(Cell Search) 기법을 이용하여 A/D 컨버터(330)로부터 수신되는 디지털 신호에서 기지국 신호의 타이밍, 기지국의 PN 코드의 위상 및 기지국의 PN 코드의 종류를 검출하여 파일럿 채널 검출기(353)로 전송한다. 또한, 셀 탐색기(351)는 기지국의 PN 코드의 위상 및 기지국의 PN 코드의 종류를 다중 기지국 채널 추정기(361)로 전송한다.

여기서, 다중 기지국은 다수의 기지국을 의미하며, 다중 PN은 다수의 기지국중 중계기에서 측정된 수신 신호 세기가 가장 큰 주기지국의 PN을 제외한 나머지 PN을 의미한다.

파일럿 채널 검출기(353)는 셀 탐색기(351)로부터 수신된 기지국 PN 코드의 위상, 코드의 종류에 대한 정보를 이용하여 피드백 신호가 제거된 총입력신호

로부터 파일럿 채널을 복조하고, 복조한 파일럿 채널 심볼을 AFC(355)로 송신한다.

AFC 모듈(355)은 파일럿 채널 검출기(353)로부터 수신한 기준 채널에 대한 파일럿 채널 심볼을 이용하여 로컬주파수 생성기(370)를 통해 안정된 로컬주파수를 생성한다.

다중 PN 제거부(360)는 다중 PN 검출부(350)로부터 수신된 다중 PN 정보를 이용하여 총입력신호로부터 다중 PN을 제거하며, 다중 기지국 채널 추정기(361), 다중 기지국 신호 생성기(363) 및 다중 기지국 파일럿 신호 제거기(365)를 포함하여 구성된다.

다중 기지국 채널 추정기(361)는 다중 PN 검출부(350)의 셀 탐색기(351)로부터 추정된 다중 PN 코드를 이용하여 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산하고, 계산된 다중 경로 무선 채널 추정값을 다중 기지국 신호 생성기(363)로 전송한다.

본 발명의 실시예에 따른 다중 기지국 채널 추정기(361)는 다수의 채널 추정기로 이루어지며, 그 중 일부의 채널 추정기를 이용하여 한개의 기지국에 대한 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산한다.

다중 기지국 신호 생성기(363)는 다중 기지국 채널 추정기(361)로부터 수신된 다중 경로 무선 채널 추정값을 이용하여 다중 기지국 파일럿 신호를 생성하고 다중 기지국 파일럿 신호 제거기(365)로 전송한다.

본 발명의 실시예에 따른 다중 기지국 신호 생성기(363)는 다수의 다중 기지국 신호 생성기로 이루어지며, 위에서 언급한 다중 기지국 채널 추정기(361)의 일부의 채널 추정기로부터 한개의 기지국에 대한 다중 경로 무선 채널 추정값을 한개의 기지국 신호 생성기에서 입력받아 기지국 파일럿 신호를 생성한다.

다중 기지국 파일럿 신호 제거기(365)는 A/D 컨버터(330)로부터 수신된 총입력신호로부터 다중 기지국 신호 생성기(363)로부터 수신한 다중 기지국 파일럿 신호를 제거한다.

본 발명의 실시예에 따른 다중 기지국 파일럿 신호 제거기(365)는 다수의 합산기로 이루어지며, 다중 기지국 신호 생성기(363)로부터 다중 기지국에 대한 다중 기지국 파일럿 신호를 이용하여 총입력신호에서 다중 PN을 제거한다.

다중 PN 검출부(350)와 다중 PN 제거부(360)에서 수행하는 다중 PN 제거 과정은 아래에서 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서는 다중 PN 검출부(350)와 다중 PN 제거부(360)는 기본적으로 피드백 신호 제거부(340)의 동작이 안정화된 후에 동작하여야 하며, 이후에 는 다중 PN이 제거된 수신 신호를 실시간 반영하고, 피드백 신호 제거부(340)와 연계/동작하여 간섭제거 성능을 향상시키는 것이 바람직하다.

로컬주파수 생성기(370)는 AFC(355)에 의해 제어되며, 고주파 패스밴드 신호인

를 저주파 형태로 바꿔주기 위한 로컬주파수를 생성한다.

D/A 컨버터(383)는 피드백 신호 제거부(340)에 의해 다중 PN이 제거된 신호인

를 아날로그 신호 형태인

로 변환한다.

증폭부(385)는 D/A 컨버터(383)에서 변환된 신호

를 이득 G만큼 증폭한다. 이때, 증폭부(385)에서 증폭된 신호는

로 나타낼 수 있다.

송신안테나(390)는 증폭부(385)에서 증폭된 신호

를 이동통신 단말기로 송신하는 안테나이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거 중계기의 동작 과정을 나타낸 흐름도이며, 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 PN 제거하는 과정을 설명한다.

먼저, 수신안테나(310)에서 다중 기지국으로부터 수신되는 원수신신호

및 송신안테나(390)로부터 수신되는 피드백 신호

를 포함하는 총입력신호

를 수신한다(S510). 여기서, 총입력신호

는 원수신신호

와 피드백 신호

의 합으로 나타낼 수 있으며, 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.

여기서,

는 중계기 주변의 M+1개의 다중 기지국 0 ~ M에서 송신한 신호가 혼합되어 수신안테나(310)로 수신되는 중계기 원수신신호,

는 중계기 주변 반사체에 의한 피드백 신호,

는 열잡음 항,

은 기지국 m의 송신 신호가 중계기 입력까지 수신되는 무선 경로에서 발생하는 다중경로의 개수 및

는 기지국 m의 PN 코드 및 는 기지국 m의 p번째 다중경로의 지연시간을 의미한다. 또한,

는 파일럿 채널 신호, 트래픽채널 신호 등 여러 종류의 물리채널 신호가 혼합되어 있는 각 기지국 송신 신호를 의미하고, 이때 각 채널은 직교부호를 통하여 구분되며 개별적으로 무선 다중경로 채널(Multi-Path Channel)을 겪게 된다. 또한,

는 m번째 기지국 신호가 겪는 시변 페이딩 채널을 의미하며 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.

여기서,

는 p번째 다중경로의 실수 진폭(Real Amplitude),

는 p번째 다중경로의 지연시간(Delay),

는 p번째 다중경로의 위상(Phase) 및

는 p번째 다중경로의 도플러천이(Doppler Shift)를 의미한다.

이어서, 믹서(320)는 총입력신호

를 로컬주파수 생성기(370)의 로컬주파수를 이용하여 저주파 신호로 변환하고, A/D 컨버터(330)에서 저주파 신호로 변환된 총입력신호를 디지털 신호로 변환한다(S520).

이하의 다중 PN 제거 과정은 A/D 컨버터(330)에서 디지털화된 신호가 이용되므로 이하에서는 디지털 신호로 표기하기로 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 위에서 언급한 시변 페이딩 채널

를 디지털 신호로 변환하면

로 표기하며, k는 칩(Chip) 샘플 인덱스 또는 칩의 배수로 샘플링한 샘플 인덱스이다.

총입력신호

를 디지털 신호로 변환하면 아래의 수학식으로 표현할 수 있다.

이어서, 피드백 신호 제거부(340)는 A/D 컨버터(330)로부터 디지털 신호화된 총입력신호로부터 피드백 채널에 의해 발생하는 피드백 신호를 검출 및 제거한다(S530). 이후, 본 발명의 실시예에서는 피드백 신호가 제거된 총입력신호를 입력신호로 이용하며, 피드백 신호 제거 과정은 새로운 총입력신호가 입력될 때마다 반복 수행되는 것이 바람직하다.

여기서, 송신안테나(390)와 수신안테나(310) 간의 피드백 채널은 무선 시변 다중경로 채널(Time-varying Multi-path Channel)로 모델링되며, 피드백 신호

는 피드백 신호 제거부에 의해 제거되므로 피드백 신호

가 1차적으로 제거된 총입력신호는 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.

이어서, 다중 PN 검출부(350)는 피드백 신호 제거부(340)에 의해 피드백 신호가 제거된 총입력신호를 이용하여 다중 PN을 검출한다(S540).

여기서, 셀 탐색기(351)는 피드백 신호가 1차적으로 제거된 총입력신호

로부터 셀 탐색할 수 있으며, 셀 탐색을 통하여 기지국 신호 타이밍 및 기지국의 PN 코드

뿐 아니라 각 기지국으로부터의 다중 경로 위치까지 탐색할 수 있다.

이때, 셀 탐색기(351)를 통하여 추정한 기지국 PN(또는 PSC) 코드 및 다중 경로 지연은 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.

동기식 CDMA의 경우는 기지국 구분이 PN 코드 및 지연 타이밍으로 나타나며, 비동기식 WCDMA의 경우는 기지국마다 고유의 PSC가 할당되므로 일반화하여 수학식 5로 표기 가능하다. 여기서,

는 기지국 m의 p번째 다중경로 지연에 해당한다.

이어서, 파일럿 채널 검출기(353)는 파일럿 채널 복조를 통해 AFC(355)를 제어한다(S550).

또한, 파일럿 채널 검출기(353)는 추정한 PN 코드를 이용하여 파일럿 채널을 복조할 수 있으며, 다중 기지국 채널 추정기(361)는 이를 통하여 각 기지국신호가 겪는 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산할 수 있다(S560).

여기서, 이동 평균(Moving Average)에 의한 m번째 기지국, p번째 다중 경로 무선 채널 추정값은 아래의 수학식으로 나타낼 수 있으며, 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산하기 위해서 아래의 수학식 이외에도 다양한 채널 추정 방식을 이용하 는 것도 가능하다.

여기서 이동 평균의 윈도우 크기는 2K+1이 된다. 단 본 발명의 채널 추정 방식은 이동 평균 방식에 국한되지는 않는다. 여기서 s는 기준신호인 파일럿 신호로, 통신 시스템 프로토콜에서 사전에 정의된 신호이다.

도 4에 도시한 것과 같이 다중 기지국 신호 생성기(363)는 다중 기지국 채널 추정기(361)로부터 수신된 다중 경로 무선 채널 추정값을 통하여 다중 기지국 파일럿 신호를 생성할 수 있으며(S570), 이때 무선 채널 특성이 포함된 다중 기지국 파일럿 신호는

로 표기하며 아래의 수학식으로 표현할 수 있다.

수학식 7에서 다중 기지국 파일럿 신호는 수신 신호 세기가 가장 큰 기지국 인덱스를 '0'으로 가정하였고, 기지국 인덱스 0번 이외의 1 ~ M까지의 기지국 신호를 다중 경로까지 고려하여 생성한 것이다.

따라서 다중 기지국 파일럿 신호에 다중 경로 무선 채널 추정값을 적용한 신호가

이므로, 수학식 7에는 트래픽 신호가 포함되지는 않는다. 만일, 트 래픽 신호까지 고려하려면 더욱 복잡한 복조 과정이 필요하므로 본 발명에서는 각 기지국의 파일럿 신호를 제거하는 방식만을 기술한다.

이어서, 다중 기지국 파일럿 신호 제거기(365)는 총입력신호

로부터 다중 기지국 파일럿 신호

를 제거한다(S580).

총입력신호

로부터 위의 과정을 통해 추정한 다중 기지국 파일럿 신호에 다중 경로 무선 채널 추정값을 적용한 다중 PN를 빼면 다중 기지국 신호를 제거할 수 있으며, 다중 PN이 제거된 총입력신호는 아래의 수학식으로 표시할 수 있다. 여기서 본 발명의 실시예처럼 다중 PN 제거부(360)를 피드백신호 제거부(340)와 연동하여 동작시키면 중계기의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이하의 과정은 피드백신호 제거부(340)와 다중 PN 제거부(360)가 서로 연동하여 동작하는 것이 바람직하며, 이 과정을 통해 중계기의 다중 PN 제거 효율이 크게 향상된다.

이어서, 다중 PN이 제거된 총입력신호

는 D/A 컨버터(383), 증폭부(385) 및 송신안테나(390)를 통해 외부로 송출된다(S590).

이후, 피드백 신호 제거 과정과 다중 PN 신호 제거 과정은 계산 반복적으로 수행된다.

이때, D/A 컨버터(383)는 피드백 신호가 제거된 총입력 신호를 아날로그 신호로 변환한다.

이어서, 증폭부(385)는 D/A 컨버터(383)에서 변환된 아날로그 신호를 이득 G만큼 증폭시켜 송신안테나(390)로 전송하고, 송신안테나(390)는 외부로 송출한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수신되는 무선 신호로부터 다중 PN을 측정하고 무선 신호로부터 측정된 다중 PN을 제거함으로써, RF 중계기의 성능을 향상시키는 효과가 있고, 동일대역 증폭 무선 중계기의 옥외형 고출력 서비스를 가능하게 함으로써 이동통신 서비스 신뢰도를 높이는 효과가 있다.

또한, 특히 주변에 기지국이 많이 설치된 도심 지역이나, 우세한(dominant) 신호세기의 기지국 신호가 없는 입력신호가 작은 외곽 지역의 RF 중계기 환경에서 특히 커버리지 내의 단말 수신 특성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 무선 중계기 고유의 문제인 다중 PN 문제를 해결하여 해당 중계기 커버리지 내의 이동통신 단말기의 신호대 간섭비(EC/IO : Energy of Carrier/Interference of Other's) 특성을 개선할 수 있다.

Claims

무선 신호를 증폭하여 송출하는 중계기에 있어서,

수신안테나를 통해 수신된 무선 신호-여기서 무선 신호는 다수의 기지국(이하, 다중 기지국이라 칭함) 신호를 포함하고 있음-에 피드백 신호-여기서 피드백 신호는 상기 중계기로부터 송출된 신호가 다시 상기 수신안테나를 통해 유입되는 신호임-가 포함되어 있는 경우, 상기 무선 신호로부터 상기 피드백 신호를 검출하여 제거하는 피드백 신호 제거부;

상기 피드백 신호 제거부에서 피드백 신호가 제거된 무선 신호를 이용하여 다중 PN(Pseudo Noise)를 검출하는 다중 PN 검출부; 및

상기 다중 PN 검출부에서 검출된 다중 PN의 신호를 이용하여 상기 무선 신호로부터 상기 다중 PN에 따른 다중 기지국의 파일럿 신호를 제거하는 다중 PN 제거부

를 포함하는 중계기.
제 1 항에 있어서,

상기 다중 PN은

상기 다수의 기지국중 상기 중계기에서 측정된 수신 신호 세기가 가장 큰 주기지국의 PN을 제외한 나머지 PN인 중계기.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 피드백 신호 제거부는

상기 무선 신호의 상관 관계를 이용하여 피드백 신호의 시간 지연, 진폭 및 위상을 추정하는 피드백 신호 검출기; 및

상기 피드백 신호 검출기에서 추정된 상기 피드백 신호의 시간 지연, 진폭 및 위상을 이용하여 상기 피드백 신호의 역위상 신호를 생성하고, 상기 생성된 역위상 신호를 상기 무선 신호에 적용하여 상기 피드백 신호를 제거하는 신호 제거 필터

를 포함하는 중계기.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 중계기는

상기 무선 신호를 저주파 형태로 변환하는 믹서(Mixer);

상기 믹서에서 저주파로 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터;

상기 믹서에서 상기 무선 신호를 저주파로 변환하기 위한 로컬주파수를 생성하는 로컬주파수 생성기;

상기 다중 PN 제거부로부터 상기 다중 PN이 제거된 무선 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터; 및

상기 아날로그 신호로 변환된 무선 신호를 사전에 설정된 이득만큼 증폭하여 송신안테나를 통해 송출하는 증폭부

를 추가로 포함하는 중계기.
제 5 항에 있어서,

상기 다중 PN 검출부는

상기 무선 신호를 수신한 후, 셀 탐색(Cell Searching) 기법을 이용하여 다중 기지국 신호 타이밍, 다중 기지국 PN 코드의 위상 및 코드의 종류를 찾는 셀 탐색기;

상기 셀 탐색기에서 찾은 다중 기지국 PN 코드의 위상 및 코드의 종류를 이용하여 파일럿 채널 심볼을 복조하는 파일럿채널 검출기; 및

상기 파일럿채널 검출기부터 복조한 파일럿 채널 심볼을 이용하여 상기 로컬주파수 생성기에서 안정된 로컬주파수를 생성할 수 있도록 제어하는 AFC (Automatic Frequency Control) 모듈

을 포함하는 중계기.
제 6 항에 있어서,

상기 무선 신호는

상기 중계기의 발진을 발생시킬 수 있는 상기 피드백 신호가 1차적으로 제거 된 신호인 중계기.
제 6 항에 있어서,

상기 다중 PN 제거부는

상기 무선 신호, 상기 셀 탐색기로부터 수신된 상기 다중 기지국 신호 타이밍, 다중 기지국 신호 PN 코드의 위상 및 코드의 종류를 이용하여 상기 다중 기지국의 다중 경로 채널 추정값을 계산하는 채널 추정기;

상기 채널 추정기에서 계산된 상기 다중 기지국의 다중 경로 채널 추정값을 이용하여 상기 다중 기지국의 파일럿 신호를 생성하는 다중 기지국 신호 생성기; 및

상기 무선 신호로부터 상기 다중 기지국의 파일럿 신호를 제거하는 다중 PN 제거기

를 포함하는 중계기.
중계기에서 다중 PN을 제거하는 방법에 있어서,

수신안테나를 통해 수신된 무선 신호-여기서 무선 신호는 다수의 기지국 신호를 포함하고 있음-에 상기 중계기의 발진을 일으키는 피드백 신호-여기서 피드백 신호는 상기 중계기로부터 송출된 신호가 다시 상기 수신안테나를 통해 유입되는 신호임-가 포함된 경우, 상기 무선 신호로부터 상기 피드백 신호를 검출하는 단계;

검출된 상기 피드백 신호를 상기 무선 신호로부터 제거하는 단계;

상기 제거 단계에서 상기 피드백 신호가 제거된 무선 신호를 이용하여 다중 PN(Pseudo Noise)을 검출하는 단계;

상기 검출된 다중 PN을 이용하여 다중 기지국-여기서, 다중 기지국은 상기 다수의 기지국중 상기 중계기에서 측정된 수신 신호 세기가 가장 큰 주기지국을 제외한 나머지 기지국임-의 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산하는 단계; 및

상기 계산된 다중 경로 무선 채널 추정값을 이용하여 상기 다중 기지국 파일럿 신호를 생성하고 상기 무선 신호로부터 상기 다중 기지국 파일럿 신호를 제거하는 단계

를 포함하는 다중 PN 제거 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 다중 PN은

상기 다수의 기지국중 상기 주기지국을 제외한 나머지 기지국들의 PN인 다중 PN 제거 방법.
삭제
제 9 항에 있어서,

상기 다중 기지국 파일럿 신호를 제거하는 단계는

상기 무선 신호를 이용하여 상기 다중 기지국의 다중 PN 코드를 찾는 단계;

상기 무선 신호와 상기 다중 PN 코드를 이용하여 상기 다중 기지국에 대한 다중 경로 무선 채널 추정값을 계산하는 단계;

상기 추정된 다중 경로 무선 채널 추정값을 이용하여 다중 기지국 파일럿 신호를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 다중 기지국 파일럿 신호를 상기 무선 신호에서 제거하는 단계

를 포함하는 다중 PN 제거 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 무선 신호는

(여기서,
는 무선 신호,
는 중계기 주변의 M+1개의 다중 기지국 0 ~ M에서 송신한 신호가 혼합되어 수신되는 원수신신호,
는 피드백 신호,
는 열잡음 항,
은 기지국 m의 송신 신호가 중계기 입력까지 수신되는 무선 경로에서 발생하는 다중경로의 개수,
는 기지국 m의 PN 코드,
는 기지국 m의 p번째 다중경로의 지연시간,
는 m번째 기지국 신호가 겪는 시변 페이딩 채널 및
는 파일럿 채널 신호, 트래픽채널 신호 등 여러 종류의 물리채널 신호가 혼합되어 있는 각 기지국 송신 신호를 의미한다.)

와 같이 표현되는 다중 PN 제거 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 피드백 신호를 상기 무선 신호로부터 제거하는 단계에서

상기 피드백 신호가 제거된 무선 신호는

와 같이 표현되는 다중 PN 제거 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 다중 기지국 무선 채널 추정값은

(여기서,
는 다중 기지국 무선 채널 추정값 및 s는 파일럿 심볼을 의미한다.)

와 같이 표현되는 다중 PN 제거 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 다중 기지국 파일럿 신호는

(여기서,
는 다중 기지국 파일럿 신호를 의미한다.)

와 같이 표현되는 다중 PN 제거 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 다중 기지국 파일럿 신호를 제거하는 단계에서

상기 무선 신호로부터 상기 다중 기지국 파일럿 신호를 제거된 신호는

(여기서,
는 상기 무선 신호로부터 상기 다중 기지국 파일럿 신호를 제거한 신호를 의미한다.)

와 같이 표현되는 다중 PN 제거 방법.