KR100954141B1 - 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 그것을 이용한 다단 중계시스템 - Google Patents

궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 그것을 이용한 다단 중계시스템 Download PDF

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허재용
류장희
이대성
김철민
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주식회사 이알에이와이어리스
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Abstract

본 발명은 도너안테나를 통해 기지국으로부터 수신되는 고주파 신호를 중간주파수 신호로 변환하는 다운 컨버터부, 중간주파수 신호를 고주파 신호로 변환하는 업 컨버터부, 듀플렉서로 구성되는 RF 모듈부, 기저대역의 신호를 처리하여 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부 및 상기 업 컨버터부를 통하여 고주파 신호로 변환하여 서비스안테나를 통해 이동국으로 송출하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기에 있어서, 상기 도너안테나는 대응되는 4개의 제1,제2,제3,제4 방사소자, 일단은 상기 제1,제2,제3,제4 방사소자 각각의 좌면과 우면에 연결되며 타단은 기지국단 듀플렉서와 연결되는 마이크로스트립형태의 급전선을 포함하여 이루어져 중계기 본체기판을 중심으로 하우징의 내부 일면에 부착되어 수평 편파를 발생시키는 도너안테나, 상기 서비스안테나는 대응되는 4개의 제5,제6,제7,제8 방사소자, 일단은 상기 제5,제6,제7,제8 방사소자의 상면과 하면에 연결되며 타단은 이동국단 듀플렉서와 연결되는 마이크로스트립형태의 급전선을 포함하여 이루어져 중계기 본체기판을 중심으로 하우징의 내부 타면에 부착되어 수직 편파를 발생시키는 서비스안테나, 상기 도너안테나 및 서비스안테나와 각 듀플렉서 사이에 위치한 RF 스위치를 통하여 확장 안테나와 연결하는 외부확장용 도너안테나 포트 및 서비스안테나 포트, 및 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부에 연결되어 설치시 고주파신호의 전파방향에 따라 안테나의 지향 방향을 조정하기 위한 입력 레벨 및 격리도 인디케이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징 으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 제공한다.
본 발명에 따른 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 그것을 이용한 다단 중계시스템에 의하면, 도너안테나와 서비스안테나간에 서로 다른 편파를 사용함으로써 격리도를 확보하고, 궤환신호를 제거함으로써 중계품질을 향상시키며, 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 상호간을 연결하는 다단 중계시스템을 구성함에 있어서도 상기 서로 다른 편파를 방사하는 안테나 특징에 따라 수직방향 또는 수평방향으로 설치함으로서 무선중계기 설치시 최적의 전파특성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
일체형 중계기, cascade, 무선중계기, ICS, 궤환간섭제거

Description

궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 그것을 이용한 다단 중계시스템{unified communication repeater with Cancelling Interference signal and cascade relay system using thereof}
본 발명은 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 그것을 이용한 다단 중계시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도너안테나와 서비스안테나의 서로 다른 편파특성을 이용하여 안테나 상호간의 격리도를 확보하고, 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 다수개의 상기 일체형 중계기를 다단으로 구성하여 전파음영지역에 최적의 통신품질을 제공할 수 있는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템에 관한 것이다.
무선중계기는 기지국을 설치하기 어려운 전파 음영 지역에 설치되어 기지국과 이동 단말기 사이의 신호를 중계해서, 전파 음영지역에서도 이동 단말기의 통화를 가능하게 한다. 무선중계기는 운용시 서비스영역내의 건물, 지하, 터널등에서 전파음영지역을 해소 시키기 위해서 사용되고 있다. 상대적으로 작은 전파 음영지 역을 해결하기 위해서는 기지국보다 중계기를 설치하는 것이 비용 및 성능 측면에서 우수하다.
도 1은 일반적인 중계기 회로를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
일반적인 중계기는 안테나(ANT)를 중심으로 양쪽에 구비되는 송신단(Tx)과 수신단(Rx)이 구비되는 2개의 듀플렉서(10,20), 이 듀플렉서 중 하나(10)의 수신단(Rx)으로부터 수신된 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(11), 저잡음 증폭기(11)로부터의 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 다운 컨버트하여 스커트 특성을 개선한 후, 업 컨버트하여 본래의 RF신호로 복구하는 다운 앤드 업 컨버터부 (DUC1:down and up converter), 이 다운 앤드 업 컨버터부로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기(12:drive amp) 및 고전력 증폭기(13:high power amp)를 구비하여 구성된다.
여기서, 다운 앤드 업 컨버터부(DUC1)는 저잡음 증폭기(11)로부터 입력된 RF신호의 스커트 특성을 일차적으로 개선하는 제1 RF SAW필터(14), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 필터(14)를 통과한 신호를 다운 믹싱하여 중간 주파수를 생성하는 제1믹서(15), 이 제1믹서(15)로부터의 신호를 증폭하는 라인 증폭기(16)와 이 라인 증폭기(16)로부터의 중간주파수 신호의 스커트 특성을 개선하는 제2 RF SAW필터(14a)로 이루어지는 다운컨버터부(18) 및 제2 RF SAW필터(14a)로부터의 중간주파수 신호를 증폭하는 라인 증폭기(16a), 증폭된 주파수 신호의 스커트주파수 특성을 개선하는 제3 RF SAW필터(17), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 제3 RF SAW필터(17)로부터의 신호를 업 믹싱하여 본래 크기의 RF신호를 생성하는 제2믹서(15a)와 이 제2믹서(15a)에서 업 믹싱된 RF신호의 스커트 특성을 다시 개선하는 제4 RF SAW필터(17a)로 이루어지는 업 컨버터부(19)를 구비하여 구성된다.
이와 같은 구성에 의해, 한쪽 듀플렉서(10)의 수신단(Rx)에 입력된 특정 RF신호는 저잡음증폭기(11)와 다운 앤드 업 컨버터(DUC1)를 경유하며 스커트특성이 향상되고, 구동증폭기(12) 및 고전력증폭기(13)를 경유하여 본래의 RF신호 크기로 복원되고, 다른쪽 듀플렉서(20)의 송신단(Tx)에 입력된 후 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.
한편, 듀플렉서(20)의 수신단(Rx)으로부터 수신된 RF 신호는 신호 중의 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(21)와 이 저잡음 증폭기(21)로부터의 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 다운 컨버트하여 스커트 특성을 개선한 후, 업 컨버트하여 본래의 RF신호로 복구하는 제2 다운 앤드 업 컨버터부(DUC2:down and up converter), 이 다운 앤드 업 컨버터로부터의 RF신호를 증폭하는 구동 증폭기(22:drive amp) 및 고전력 증폭기(23:high power amp)를 경유하여 상기 듀플렉서(10)의 송신단(Tx)에 입력된 후 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.
여기서, 제2다운 앤드 업 컨버터부(DUC2)는 상기된 컨버터(DUC1)와 마찬가지 로, 저잡음 증폭기(21)로부터의 주파수 신호의 스커트 특성을 일차적으로 개선하는 제1 RF SAW필터(24), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 필터(24)를 통과한 신호를 다운 믹싱하여 중간 주파수를 생성하는 제1믹서(25), 이 제1믹서(25)로부터의 신호를 증폭하는 라인 증폭기(26)와 이 라인증폭기(26)로부터의 중간주파수 신호의 스커트 특성을 개선하는 제2RF SAW필터(24a)로 이루어지는 다운 컨버터부(28) 및 상기 제2 RF SAW필터(24a)로부터의 중간주파수 신호를 증폭하는 라인 증폭기(26a), 증폭된 주파수 신호의 스커트 주파수특성을 개선하는 제3 RF SAW필터(27), 국부 발진기(LO)로부터의 발진 신호와 제3 RF SAW필터(27)로부터의 신호를 업믹싱하여 본래 크기의 RF신호를 생성하는 제2믹서(25a)와 이 제2믹서(25a)에서 업믹싱된 RF신호의 스커트 특성을 개선하는 제4 RF SAW필터(27a)로 이루어지는 업컨버터부(29)로 구성된다.
상기 무선중계기들의 증가로 인해 역방향으로 인입되는 잡음도 증가하였으며, 무선중계기들의 설치 장소 또는 환경에 따라 발진현상이 발생한다는 문제점이 있다. 무선중계기에서 수신부의 RF단과 송신부의 RF단은 신호의 세기가 일정수준 이상이면 서비스안테나의 신호가 궤환되어 도너안테나로 유입되므로 무선중계기의 중계품질이 급격히 저하된다. 즉 도너안테나와 서비스안테나간의 격리도 확보가 반드시 필요하다.
또한 무선중계기간의 다단으로 연결하는 경우에 있어서도 상기와 같은 격리 도 확보를 통한 중계기 품질을 확보해야 할 필요성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도너안테나와 서비스안테나의 서로 다른 편파특성을 이용하여 안테나 상호간의 격리도를 확보하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 다수개의 상기 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 다단으로 구성하여 전파음영지역에 최적의 통신품질을 제공할 수 있는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기는 도너안테나를 통해 기지국으로부터 수신되는 고주파 신호를 중간주파수 신호로 변환하는 다운 컨버터부, 중간주파수 신호를 고주파 신호로 변환하는 업 컨버터부, 듀플렉서로 구성되는 RF 모듈부, 기저대역의 신호를 처리하여 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부 및 상기 업 컨버터부를 통하여 고주파 신호로 변환하여 서비스안테나를 통해 이동국으로 송출하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기에 있어서,
상기 도너안테나는 대응되는 4개의 제1,제2,제3,제4 방사소자, 일단은 상기 제1,제2,제3,제4 방사소자 각각의 좌면과 우면에 연결되며 타단은 기지국단 듀플렉서와 연결되는 마이크로스트립형태의 급전선을 포함하여 이루어져 중계기 본체기판 을 중심으로 하우징의 내부 일면에 부착되어 수평 편파를 발생시키는 도너안테나, 상기 서비스안테나는 대응되는 4개의 제5,제6,제7,제8 방사소자, 일단은 상기 제5,제6,제7,제8 방사소자의 상면과 하면에 연결되며 타단은 이동국단 듀플렉서와 연결되는 마이크로스트립형태의 급전선을 포함하여 이루어져 중계기 본체기판을 중심으로 하우징의 내부 타면에 부착되어 수직 편파를 발생시키는 서비스안테나, 상기 도너안테나 및 서비스안테나와 각 듀플렉서 사이에 위치한 RF 스위치를 통하여 확장 안테나와 연결하는 외부확장용 도너안테나 포트 및 서비스안테나 포트, 및 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부에 연결되어 설치시 고주파신호의 전파방향에 따라 안테나의 지향 방향을 조정하기 위한 입력 레벨 및 격리도 인디케이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부는
A/D변환기의 출력신호와 D/A변환기의 입력신호의 상관관계를 이용하여 구한 궤환신호의 지연시간 및 진폭을 이용하여 초기 탭계수를 설정하고, 상기 초기 탭계수의 수렴상태를 판단하여 격리도를 검출하는 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부, 상기 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부에서 검출된 각 궤환신호의 지연시간을 갖는 기준신호를 생성하여 적응형 필터 서브 블록 연산부에 출력함으로써 궤환신호가 있는 지연시간에만 적응형 필터의 서브 블록을 할당하는 출력신호 지연부, 상기 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부의 초기 탭계수를 서브블록의 탭계수로 설정한 후 적응형 필터계수를 갱신하는 적응형 필터 서브 블록 갱신부, 상기 적응형 필터 서브 블록 갱신부에서 갱신된 필터계수와 상기 출력신호 지연부에서 출력되는 기준신호를 승산하여 할당된 서브 블록별로 궤환신호를 생성하는 적응형 필터 서브 블록 연산부, 상기 적응형 필터 서브 블록 연산부에서 서브 블록별로 생성된 상기 궤환 신호들을 가산하여 최종 궤환신호를 생성하는 궤환신호 생성부, 및 상기 궤환신호 생성부에서 생성된 최종 궤환신호와 상기 A/D변환기의 출력신호를 감산하여 원신호를 검출하는 원신호 검출부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 구현하기 위한 본 발명의 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템은 중계기 본체기판을 보호하기 위한 하우징의 외부는 중계기 설치물에 중계기를 수평방향으로 고정시킬 수 있는 제1브라킷 또는 설치물에 중계기를 수직방향으로 고정시킬 수 있는 제2브라킷 이용하여 수평 또는 수직으로 설치되는 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기,설치된 상기 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기와 수평 또는 수직이 교차되도록 설치되는 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기, 및 상기 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 상기 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기가 수평 또는 수직이 교차되도록 반복 설치되어 도너안테나와 서비스안테나간 격리도를 확보하고 전파음영지역을 해소하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 그것을 이용한 다단 중계시스템에 의하면, 도너안테나와 서비스안테나간에 서로 다른 편파를 사용함으로써 격리도를 확보하고, 궤환신호를 제거함으로써 중계품질을 향상시키며, 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 상호간을 연결하는 다단 중계시스템을 구성함에 있어서도 상기 서로 다른 편파를 방사하는 안테나 특징에 따라 수직방향 또는 수평방향으로 설치함으로서 무선중계기 설치시 최적의 전파특성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 블록도이다.
여기서 기지국 신호를 기저대역으로 변환하는 업링크 또는 다운링크측의 컨버터부(300a,300b,400a,400b)에 대한 설명은 배경기술란에서 설명하였으므로 생략한다.
본 발명의 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기는 마이크로스트립형태의 4개의 방사소자로 구성되어 수평 편파를 발생시키는 도너안테나(100), 마이크로스 트립형태의 4개의 방사소자로 구성되어 수직 편파를 발생시키는 서비스안테나(200), 도너안테나와 기지국단 듀플렉서 사이에 위치한 기지국단 RF스위치(190) 및 서비스안테나와 이동국단 듀플렉서 사이에 위치한 이동국단 RF스위치(290)를 이용하여 외부 확장 안테나와 연결할 수 있는 외부확장용 도너안테나 포트(180) 및 서비스안테나 포트(280) 및 고주파신호의 전파방향에 따라 안테나의 지향 방향을 조정하기 위한 입력 레벨 및 격리도 인디케이터(900)를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 도너안테나 구성도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 도너안테나(100)는 대응되는 4개의 원형의 제1,제2,제3,제4방사소자(110,120,130,140), 상기 제1,제2,제3,제4방사소자(110,120,130,140)에 급전하기 위한 급전선(111,112,121,122,131,132,141,142) 및 기지국단의 듀플렉서와 연결되어 있는 제1급전부(150)를 포함한다. 제2,3,4방사소자(120,130,140)의 형태와 제1방사소자(110)의 형태가 대응하므로 여기서는 제1방사소자에 대해서만 자세하게 설명한다.
상기 제1방사소자(110)는 제1방사소자(110)의 좌측에는 제1급전선(111)이, 우측에는 제2급전선(112)이 연결되어 있다. 따라서 제1,제2,제3,제4 방사소자에 의하여 방사되는 전파특성은 수평 편파특성을 갖는다.
기지국단의 듀플렉스에 연결되어 있는 제1급전부(150)로부터 급전되면, 먼저 제1분배기(160)에서 제1,제2방사소자(110,120)와 제3,제4방사소자(130,140)로 분기되고, 제2분배기(161)에서 제1방사소자(110)와 제2방사소자(120)가 분기되며, 마지막으로 제3분배기(162)에서 제1급전선(111)과 제2급전선(112)으로 분기되어 제1방사소자(110)에 급전된다.
여기서 제3분배기(162)로부터 제1방사소자(110)에 연결되는 제1급전선(111)과 제2급전선(112)의 길이를 다르게(즉 제2급전선의 길이를 λ/4라 하면, 제1급전선의 길이는 3λ/4)하여 180도 위상 전이를 이루도록 함으로써 이중편파 안테나를 제작한다. 따라서 이중편파안테나의 상호분리도를 개선하고, 또한 4개의 방사소자를 구성한 어레이 구조를 가짐으로써 지향성 및 안테나 효율을 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 서비스안테나 구성도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 서비스안테나(200)는 대응되는 4개의 원형의 제5,제6,제7,제8방사소자(210,220,230,240), 상기 제5,제6,제7,제8방사소자(210,220,230,240)에 급전하기 위한 급전선(211,212,221,222,231,232,241,242) 및 이동국단의 듀플렉서와 연결되어 있는 제2급전부(250)를 포함한다. 제6,7,8방사소자(220,230,240)의 형태와 제5방사소자(210)의 형태가 대응하므로 여기서는 제5방사소자에 대해서만 자세하게 설명한다.
상기 제5방사소자(210)는 제5방사소자(210)의 상면에는 제4급전선(212)이, 하면에는 제3급전선(211)이 연결되어 있다. 따라서 제5,제6,제7,제8 방사소자에 의하여 방사되는 전파특성은 수직 편파특성을 갖는다.
이동국단의 듀플렉스에 연결되어 있는 제2급전부(250)로부터 급전되면, 먼저 제4분배기(260)에서 제5,제6방사소자(210,220)와 제7,제8방사소자(230,240)로 분기되고, 제5분배기(261)에서 제1방사소자(110)와 제2방사소자(120)가 분기되며, 마지막으로 제6분배기(262)에서 제3급전선(211)과 제4급전선(212)으로 분기되어 제5방사소자(210)에 급전된다.
여기서 제6분배기(262)로부터 제5방사소자(210)에 연결되는 제3급전선(211)과 제4급전선(212)의 길이를 다르게(즉 제4급전선의 길이를 λ/4라 하면, 제3급전선의 길이는 3λ/4)하여 180도 위상 전이를 이루도록 함으로써 이중편파 안테나를 제작한다. 따라서 이중편파안테나의 상호분리도를 개선하고, 또한 4개의 방사소자를 구성한 어레이 구조를 가짐으로써 지향성 및 안테나 효율을 증가시킬 수 있다.
상기 도너안테나(100)와 서비스안테나(200)는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 본체기판을 중심으로 하우징의 내부 일면 및 타면에 부착된다.
이하 궤환간섭신호를 제거하는 디지털신호처리부(도 2의 500)에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 적응형 필터 서브 블록을 할당 또는 해지하는 디지털신호처리를 이용하여 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 디지털 신호처리부의 블록도이다.
A/D변환기는 도너안테나측에 입력된 아날로그 신호를 특정 샘플링 주파수로 샘플링하여 디지털 신호를 출력하는 기능을 한다.
궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부(510)는 상기 A/D변환기의 출력신호[Xin(t)]와 원신호 검출부(560)의 출력신호[Xout(t)]의 상관관계를 통하여 궤환신호의 지연시간 및 진폭를 검출한다.
하기의 수학식1은 Xin(t),Xout(t)의 상관관계를 보여준다.
[수학식1]
Figure 112009062361236-pat00001
로 나타나며, 여기서 n은 다중 경로 수, ai는 i번째 경로의 수신된 임펄스의 진폭, Ti는 i번째 도착한 임펄스의 지연시간이다.
상기 수학식1에서 구한 지연시간(Ti)과 진폭(ai)을 이용하여 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부(510)에 포함된 초기 적응형 필터(도시하지는 않음)의 초기 탭계수 및 지연시간을 설정한다. 이 후 상기 초기 적응형 필터는 수학식1의 상관관계가 최소가 되도록 연산을 수행하여 필터 탭계수값은 특정한 값으로 수렴하게 된다.
이후 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부(510)에서는 상기 수렴된 필터 계수값으로부터 시스템의 격리도를 검출하고, 상기 검출된 격리도를 기준값과 비교, 판단한다.
격리도가 양호한 경우 출력시간지연부(550)의 초기 설정된 지연시간을 시스템이 허용하는 최대 지연시간까지 순차적으로 변경함으로써 다중경로를 통하여 수신안테나로 들어오는 여러 궤환신호의 지연시간 분포를 측정(스캔) 한다.
또한 격리도가 양호하지 않는 경우 상기 측정된 각 궤환신호의 지연시간 분포에 따라 각 출력시간지연부(550)를 동작시킴으로써 적응형 필터부(540)의 서브 블록을 할당할 지를 결정한다.
출력신호 지연부(550)는 원신호 검출부(560)의 출력신호[Xout(t)]에 상기 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부(510)에서 출력되는 다중경로를 통하여 수신안테나로 들어오는 여러 궤환신호의 각자의 지연시간을 갖는 각각의 기준신호[X(n)]를 생성하여 적응형 필터 서브 블록 연산부(520)의 각 서브 블록별에 출력한다.
다음으로 적응형 필터부(540)는 적응형 필터 서브 블록 갱신부(530)와 적응형 필터 서브 블록 연산부(520)로 구성되며, 할당된 적응형 필터 서브 블록은 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부(510)에서 검출된 초기 필터 탭계수에 대한 정보를 입력받는다.
또한 적응형 필터부(540)는 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부(510)로부터 적응형 필터부에서 할당된 각 서브 블록의 출력값을 궤환신호 생성부(570)에 전달하도록 명령받는다.
상기 적응형 필터 서브 블록 갱신부(530)는 궤환신호의 환경 변화율 및 서비스 신호의 크기에 따라 수렴 속도를 제어하는 구조를 가지고 적응형 필터의 계수를 갱신한다. 즉 원신호 검출부(560)의 출력신호[Xout(t)]에서 출력신호 지연부(550)에서 출력되는 기준신호[X(n)]에 필터 탭계수를 승산한 신호를 감산한 결과값을 이용하여 필터 계수값을 갱신하는 알고리즘으로 구성된다.
여기서 적응형 필터의 계수를 갱신하는 적응형 필터 서브 블록 갱신부(530)에 적용되는 상기 알고리즘은 LMS(Least Mean Square) 알고리즘 및 MNSE(Minimun Mean Square Error) 알고리즘 등 다양한 방식의 알고리즘을 사용할 수 있다.
상기 적응형 필터 서브 블록 연산부(520)는 각 서브 블록별로 출력신호 지연부(520)에서 출력되는 기준신호[X(n)]와 상기 적응형 필터 서브 블록 갱신부(530)에 의하여 생성된 필터계수(W)를 승산하는 내부 알고리즘에 의하여 각 서브 블록별로 궤환신호를 생성한다.
다음으로 궤환신호 생성부(570)는 상기 적응형 필터 서브 블록 연산부(520)에서 각 서브 블록 별로 생성된 궤환신호를 가산하여 전체 궤환신호를 생성한다.
다음으로 원신호 검출부(560)는 궤환신호 생성부(570)에서 생성된 전체 궤환신호와 A/D변환기의 원신호에 궤환신호가 간섭되어진 출력신호를 감산하여 원신호를 검출한다.
여기서 원신호 검출부(560)에서 출력되는 원신호는 순시 오차 성분 또는 서비스 대역의 미세한 오차 등으로 인해 원하지 않는 주파수 대역에 잡음 성분이 발생한다. 따라서 원신호 검출부(560) 다음에 디지털 채널필터(도시하지는 않음)를 추가하여 상기 잡음 성분을 제거할 수 있다.
여기에서 상기 서브 블록은 적응형 필터의 탭 수를 8개 이하를 가진 하나의 블록으로 정의되며, 서브 블록단위로 궤환신호를 복원하여 궤환신호를 제거한다. 일실시예로 적응형 필터 하나의 탭은 수용할 수 있는 전파 지연시간 20나노-초(nano-second)를 기준으로 8개의 탭으로 구성되어 이동체의 움직임을 수용할 수 있는 능력은 시간상으로 160 나노초, 거리상으로는 약 50미터의 범위 내에서 궤환신호를 제거할 수 있다. 물론 본 발명은 적응형 필터의 탭수를 한정하지 하지 않으나 적응형 필터의 서브블록을 구성하는 탭수는 8개로 구성함이 바람직하다.
일반적으로 시스템 궤환신호가 환경에 따라 연속되지 않고 다중 경로를 통해 각기 다른 지연시간 및 환경을 형성하기 때문에 연속적인 필터 탭을 사용하더라도 궤환신호가 없거나 미약한 부분에 해당하는 탭 계수는 매우 작은 값으로 형성되어 시스템 성능에는 별 영향을 미치지 못한다.
따라서 본 발명은 궤환신호가 있는 지연시간에만 적응형 필터의 서브 블록을 할당함으로써 전체적인 시스템 구성에 보다 효율적인 구조를 형성하고 연속적인 필터 탭을 사용하므로써 생성될 수 있는 불필요한 잡음을 제거한다.
도 6은 본 발명에 따른 제1브라킷 및 제2브라킷을 구비한 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 외관도이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 중계기를 설치하고자 하는 구조물(도시하지 않음)에 중계기를 수평방향으로 고정시킬 수 있도록 중계기에 제1브라킷(610)을 연결한다. 또는 중계기를 수직방향으로 고정시킬 수 있도록 중계기에 제2브라킷(620)연결 한다. 이는 다음의 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템을 구성하기 위함이다.
도 7은 본 발명에 따른 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템의 구성도이다. 도 7에서 보는 바와 같이, 최초 기지국으로부터 고주파신호를 송신받은 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(a)를 설치하고자 하는 구조물에 제1브라킷을 이용하여 수평방향으로 설치한다. 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(a)의 서비스안테나는 기본적으로 수직편파를 발생하나, 제1브라킷을 이용하여 수평방향으로 설치되어 있음으로 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(a)의 서비스 안테나는 수평 편파를 송신하게 된다.
다음으로 상기 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(b)를 설치하고자 하는 구조물에 제2브라킷을 이용하여 수직방향으로 설치한다. 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(b)의 도너안테나는 수평 편파를 수신하게 되고 서비스안테나는 수직 편파를 송신하게 된다.
다음으로 제3궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(c)를 제1브라킷을 이용하여 수평방향으로 설치하여 전단의 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기(b)와 90도 교차되도록 설치한다.
즉 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 도너안테나와 서비스안테나는 서로 다른 편파를 발생하므로 다단으로 상기 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 연결하는 다단 중계시스템을 구성하는 경우 도너안테나와 서비스안테나간 격리도를 확보하기 위하여 상기 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 상기 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기가 수평 또는 수직이 교차되도록 반복적으로 설치하여 최적의 전파환경을 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 외부확장 안테나 포트를 이용하여 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템을 구성하는 개략도이다.
제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기와 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 설치함에 있어, 전파 가시거리(Line Of Sight)가 확보되지 않은 경우 외부확장용 도너안테나 포트 또는 서비스안테나 포트를 이용하여 전파 가시거리를 확보할 수 있다.
즉 도 8에서 보는 바와 같이, 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 이동국단에 위치한 RF스위치를 외부 확장용 서비스안테나 포트와 연결한 후 상기 서비스안테나 포트에 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 도너안테나와 전파 가시거리를 확보할 수 있는 위치에 수직 또는 수평 편파를 발생하는 확장 안테나(280)를 연결함으로서 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 서비스영역을 넓힐 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 입력 레벨 및 격리도 인디케이터의 개략도이다.
도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 다단으로 연결하는 다단 중계시스템을 구성할 경우 전파환경에 따른 입력레벨 및 격리도가 외부로 표시되는 인디케이터를 직접 확인함으로써, 중계기 설치시 즉각적으로 설치되는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 환경에 적응하도록 최적화된 설치가 가능하다.
따라서 도너안테나와 서비스안테나간에 서로 다른 편파를 사용함으로써 격리도를 확보하고, 궤환신호를 제거함으로써 중계품질을 향상시키며, 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 상호간을 연결하는 다단 중계시스템을 구성함에 있어서도 상기 서로 다른 편파를 방사하는 안테나 특징에 따라 수직방향 또는 수평방향으로 설치함으로서 무선중계기 설치시 최적의 전파특성을 확보할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
도 1은 일반적인 중계기 회로를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 도너안테나 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 서비스안테나 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 적응형 필터 서브 블록을 할당 또는 해지하는 디지털신호처리를 이용하여 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기의 디지털 신호처리부의 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1브라킷 및 제2브라킷을 구비한 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 외관도,
도 7은 본 발명에 따른 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템의 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 외부확장 안테나 포트를 이용하여 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템을 구성하는 개략도,
도 9은 본 발명에 따른 입력 레벨 및 격리도 인디케이터의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100:도너안테나 110,120,130,140:도너안테나 방사소자
111,112,121,122,131,132,141,142:도너안테나 급전선
150:제1급전부 160,161,162:도너안테나 분배기
180:외부확장용 도너안테나 포트
190:기지국단 RF스위치 200:서비스안테나
210,220,230,240:서비스안테나 방사소자
211,212,221,222,231,232,241,242:도너안테나 급전선
250:제2급전부 260,261,262:도너안테나 분배기
280:외부확장용 서비스안테나 포트
290:이동국국단 RF스위치 140,150,160,170,240,250:급전선
300a:다운링크 다운컨버터부 400b:다운링크 업컨버터부
400a:업링크 다운컨버터부 400b:업링크 업컨버터부
500:디지털신호처리부
510:궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부
520:적응형 필터 서브 블록 연산부
530:적응형 필터 서브 블록 갱신부
540:적응형 필터부 550:출력신호 지연부
560:원신호 검출부 570:궤환신호 생성부
610:제1브라킷 620:제2브라킷
900:인디케이터

Claims (8)

  1. 도너안테나를 통해 기지국으로부터 수신되는 고주파 신호를 중간주파수 신호로 변환하는 다운 컨버터부, 중간주파수 신호를 고주파 신호로 변환하는 업 컨버터부, 듀플렉서로 구성되는 RF 모듈부, 기저대역의 신호를 처리하여 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부 및 상기 업 컨버터부를 통하여 고주파 신호로 변환하여 서비스안테나를 통해 이동국으로 송출하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기에 있어서,
    상기 도너안테나는 대응되는 4개의 제1,제2,제3,제4 방사소자, 일단은 상기 제1,제2,제3,제4 방사소자 각각의 좌면과 우면에 연결되며 타단은 기지국단 듀플렉서와 연결되는 마이크로스트립형태의 급전선을 포함하여 이루어져 중계기 본체기판을 중심으로 하우징의 내부 일면에 부착되어 수평 편파를 발생시키는 도너안테나,
    상기 서비스안테나는 대응되는 4개의 제5,제6,제7,제8 방사소자, 일단은 상기 제5,제6,제7,제8 방사소자의 상면과 하면에 연결되며 타단은 이동국단 듀플렉서와 연결되는 마이크로스트립형태의 급전선을 포함하여 이루어져 중계기 본체기판을 중심으로 하우징의 내부 타면에 부착되어 수직 편파를 발생시키는 서비스안테나,
    상기 도너안테나 및 서비스안테나와 각 듀플렉서 사이에 위치한 RF 스위치를 통하여 확장 안테나와 연결하는 외부확장용 도너안테나 포트 및 서비스안테나 포트, 및
    궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부에 연결되어 설치 시 고주파신호의 전파방향에 따라 안테나의 지향 방향을 조정하기 위한 입력 레벨 및 격리도 인디케이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,제2,제3,제4 방사소자 및 제5,제6,제7,제8 방사소자의 형태는 원형인 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 도너안테나 및 서비스안테나의 각 방사소자에 연결되는 급전선의 길이를 달리하여 180도 위상전이 시킴으로서 안테나간 격리도를 확보하는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 궤환간섭신호를 제거하는 수단을 구비한 디지털 신호처리부는
    A/D변환기의 출력신호와 D/A변환기의 입력신호의 상관관계를 이용하여 구한 궤환신호의 지연시간 및 진폭을 이용하여 초기 탭계수를 설정하고, 상기 초기 탭계수의 수렴상태를 판단하여 격리도를 검출하는 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부,
    상기 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부에서 검출된 각 궤환신호의 지연시간을 갖는 기준신호를 생성하여 적응형 필터 서브 블록 연산부에 출력함으로써 궤환신호가 있는 지연시간에만 적응형 필터의 서브 블록을 할당하는 출력신호 지연부,
    상기 궤환신호 지연시간 및 격리도 검출부의 초기 탭계수를 서브블록의 탭계수로 설정한 후 적응형 필터계수를 갱신하는 적응형 필터 서브 블록 갱신부,
    상기 적응형 필터 서브 블록 갱신부에서 갱신된 필터계수와 상기 출력신호 지연부에서 출력되는 기준신호를 승산하여 할당된 서브 블록별로 궤환신호를 생성하는 적응형 필터 서브 블록 연산부,
    상기 적응형 필터 서브 블록 연산부에서 서브 블록별로 생성된 상기 궤환 신호들을 가산하여 최종 궤환신호를 생성하는 궤환신호 생성부, 및
    상기 궤환신호 생성부에서 생성된 최종 궤환신호와 상기 A/D변환기의 출력신호를 감산하여 원신호를 검출하는 원신호 검출부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기.
  5. 제 1항에 있어서,
    중계기 본체기판을 보호하기 위한 상기 하우징의 외부는 중계기 설치물에 중 계기를 수평방향으로 고정시킬 수 있는 제1브라킷, 및 설치물에 중계기를 수직방향으로 고정시킬 수 있는 제2브라킷을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기.
  6. 중계기 본체기판을 보호하기 위한 하우징의 외부는 중계기 설치물에 중계기를 수평방향으로 고정시킬 수 있는 제1브라킷 또는 설치물에 중계기를 수직방향으로 고정시킬 수 있는 제2브라킷 이용하여 수평 또는 수직으로 설치되는 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기,
    설치된 상기 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기와 수평 또는 수직이 교차되도록 설치되는 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기, 및
    상기 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 및 상기 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기가 수평 또는 수직이 교차되도록 반복 설치되어 도너안테나와 서비스안테나간 격리도를 확보하고 전파음영지역을 해소하는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기와 상기 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 사이에 전파 가시거리(Line Of Sight)가 확보되지 않은 경우 외부확장용 도너안테나 포트 또는 서비스안테나 포트를 이용하여 수직 또는 수평 편파를 발생하는 확장 안테나를 연결함으로써 전파 가시거리를 확보하는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제1, 제2궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기 설치시 고주파신호의 전파방향에 따라 안테나의 지향 방향을 조정하기 위한 입력 레벨 및 격리도 인디케이터로 표시되는 정보를 이용하는 것을 특징으로 하는 궤환간섭신호를 제거하는 일체형 중계기를 이용한 다단 중계시스템.
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