KR101217885B1 - 간섭 제거 시스템에서 ｆａ자동 설정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간섭 제거 시스템에서 ＦＡ자동 설정 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 시스템(ICS)에 있어서, FA를 자동으로 설정하는 방법은 (a) 상기 안테나로부터 무선 신호를 입력받는 단계; (b) 상기 무선 신호를 필터부에 제공하는 단계; (c) 상기 필터부에서 상기 무선 신호의 FA 별로 각각의 전력을 검출하는 단계; 및 상기 (c) 단계에서 검출된 최대 전력의 FA를 운용 중인 FA로 설정하는 단계를 포함한다.

간섭, 제거, FA, DSP

Description

간섭 제거 시스템에서 ＦＡ자동 설정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF AUTOMATICALLY ALLOCATING FREQUENCY IN A INTERFERENCE CANCELLATION SYSTEM}

도 1 은 종래의 디지털 신호 처리에 의한 간섭 제거 시스템을 설명하는 개략도이다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 간섭 제거 시스템에 FA 자동 설정 장치를 추가한 시스템을 설명하는 개략도이다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 간섭 제거 시스템에서 FA를 자동으로 설정하는 방법을 설명하는 블록도이다.

이동통신이 발달과 함께 이용자들이 이용 형태와 요구 또한 다양해져 시간과 공간에 제약을 받지않고 통신하기를 원한다. 그런데 기지국에서 발사되는 전파는 대형빌딩의 내부, 혹은 산이나 언덕의 뒤편, 터널이나 지하철 등의 지역에는 도달하기 어려워 불통지역이 되기 쉽다. 또한, 기지국의 위치나 지형 등의 문제도 음영지역을 유발시킨다. 이와 같은 음영지역을 해소하기 위한 방안으로서 저렴한 가격으로 소정의 효과를 얻을 수 있는 중계기가 공급되고 있다.

이러한 목적으로 설치되는 중계시스템의 종류는 상당히 많이 있으며 특히 기지국으로부터의 입력 신호를 무선 채널을 통해 직접 받는 RF 중계시스템 설치 시에는 반드시 서비스 안테나에서 방사되는 출력성분이 도너 안테나로 유입되어 방사되지 않게 안테나 간 이격을 충분히 확보해야 한다. 만약 안테나 간 이격이 충분히 확보되지 않는다면 방사된 신호가 궤환(feedback) 되어 다시 증폭됨으로써 시스템 발진 현상이 발생할 수 있다.

일반적으로 RF 중계기는 기지국의 서비스 영역 내의 음영지역에 설치하여 운용하는데, 궤환 경로에 의해 간섭신호가 혼입됨으로써 발진현상이 나타나 시스템 성능을 저하하는 요인이 된다. 이와 같은 발진을 방지하기 위해 종래에는 안테나와 안테나의 수평 거리를 이격시키는 방법, 건물의 구조를 최대한 이용하여 설치하는 방법, 안테나를 수직으로 이격하여 분리도를 향상시키는 방법, 주파수 변환 방식의 중계기를 사용하는 방법, 기지국과 중계기를 광케이블로 연결하는 방법 등 다양한 방식이 사용되어 왔다.

그러나 상기와 같은 방법들은 각각 안테나를 충분히 이격시킬 수 있는 공간확보가 용이하지 않고, 충분한 수직 분리도를 갖기 위한 강관주 등 대규모의 공사가 필요하며, 주파수 자원 이용이 비효율적이고, 광 선로 임대비용 등 고정비가 과다하게 지출된다고 하는 단점을 가진다.

ICS(Interference Cancellation System) 중계시스템은 출력신호가 다시 입력 안테나로 수신되어 발생할 수 있는 궤환 성분을 자체적으로 제거함으로써 기존 RF 중계기보다 높은 출력을 방사(radiation)할 수 있다. 또한, 상기 ICS 중계시스템 은 지상 무선구간에서 데이터 송수신 간에 궤환되는 신호를 DSP(Digital Signal Processing) 기술을 이용해 간섭량을 찾아 간섭신호를 제거하는 중계장치이며, 도심지 외곽 및 교외지역과 고속도로나 지방도로 등에 폭넓게 적용할 수 있는 중계 시스템이다.

종래의 간섭 제거 시스템(ICS)은 궤환 간섭 신호를 제거하기 위해 디지털 신호 처리부를 사용하고 있다. 즉, 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 DSP에서 간섭 신호를 제거하고, 이 디지털 신호를 다시 아날로그로 변환하여 출력을 방사하는 방식이다. 그러나, 이렇게 신호를 아날로그에서 디지털로, 또는 디지털에서 아날로그로 변환하는 과정에서 발생하는 잡음 때문에, 일반 RF 중계기보다 신호대 잡음 비의 열화가 크다. 또한, 타 중계기에 비해 시스템 이득이 높기 때문에 신호대 잡음 비 특성 구현이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로, ICS 시스템의 신호대 잡음 비 특성을 개선하기 위해 FA 자동 설정 방법 및 장치를 제공하여, ICS 중계시스템을 효율적으로 운용하여 안정적으로 이동통신 서비스를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 시스템(ICS)에 있어서, FA를 자동으로 설정하는 방법은 (a) 상기 안테나로부터 무선 신호를 입력받는 단계; (b) 상기 무선 신호를 필터 부에 제공하는 단계; (c) 상기 필터부에서 상기 무선 신호의 FA 별로 각각의 전력을 검출하는 단계; 및 상기 (c) 단계에서 검출된 최대 전력의 FA를 운용 중인 FA로 설정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 이동통신망의 음영지역을 중계하기 위한 무선 중계기는, 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 시스템(ICS)을 포함하는 무선 중계기로서, 상기 간섭제거 시스템은 상기 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터; 상기 A/D컨버터를 통해 변환된 디지털 무선 신호를 각각의 FA 별로 입력받아 각각의 FA별로 전력을 검출하는 필터부; 상기 필터부로부터 최대 전력의 FA의 디지털 무선 신호를 입력받아 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 모듈; 및 상기 간섭 제거 모듈로부터 간섭 신호가 제거된 디지털 무선 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A컨버터를 포함한다.

본 발명에 따른 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 시스템(ICS)에 있어서, FA를 자동으로 설정하는 장치는 디지털 신호로 변환된 무선 신호를 입력받아 각각의 FA 별로 디지털 밴드 패스(Band pass) 필터링하는 적어도 하나 이상의 필터; 및 상기 필터링된 신호의 각각의 FA 별로 전력을 검출하여 최대 전력의 FA를 설정하고, 상기 최대 전력의 FA 신호를 간섭 제거 모듈에 전달하는 비교기를 포함한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1 은 종래의 디지털 신호 처리(DSP)를 이용한 간섭 제거 시스템을 설명하는 개략도이다.

도 1 을 참조하면, 상기 시스템은 A/D 컨버터, 간섭 제거 모듈 및 D/A 컨버터를 포함하는 DSP부(100), 송수신 안테나(110), 듀플렉서(120), 저잡음 증폭기(130), 다운 컨버터(140), 업 컨버터(150), 고출력 증폭기(160)를 포함한다.

상기 DSP부(100)는 안테나(110)를 통해 수신한 무선신호를 디지털 신호로 변환하여 궤환 간섭 신호를 제거하여 다시 아날로그 신호로 변환한다.

상기 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA(130))는 무선 시스템에서 수신되는 신호를 저잡음 증폭시키기 위한 장치로서 CDMA, PCS, IMT-2000 용 중계기 및 기지국 장비에 사용되며, 공기 중의 잡음이 잔뜩 묻어온 수신 신호의 잡음까지 증폭되는 것을 최대한 억제하면서 신호가 증폭될 수 있도록 한다.

상기 듀플렉서(Duplexer:120)는 송수신단이 같은 안테나를 이용하면서 송신단과 수신단을 분기한다. 송신단 주파수만 통과시키는 대역통과 필터(BPF)와 수신단 주파수만 통과시키는 대역통과필터(BPF)를 붙인 후, 그 중간을 안테나와 적절히 매칭한다.

상기 다운 컨버터(Down Converter:140)는 수신된 RF 신호를 중간주파수(IF) 혹은 기저대역 주파수(base band) 주파수로 낮추어 준다. 기본적으로 주파수 하향 변환을 위한 믹서(Mixer) 회로부를 다운 컨버터라 부르며, 입력에 신호에 LO(국부발진기)의 신호를 합치면 두 신호주파수의 차에 해당하는 IF 또는 base band 신호가 발생한다.

상기 업 컨버터(Up Converter:150)는 전송을 위해 신호주파수를 높게 올려준다. 기본적으로 주파수 상향 변환을 위한 믹서(Mixer) 회로부를 업 컨버터라 부르며, 입력에 신호에 LO(국부발진기)의 신호를 합치면 두 신호주파수의 합에 해당하는 RF신호가 발생한다.

고출력 증폭기(High Power Amplifier:HPA(160))는 무선 시스템에서 출력되는 신호를 크게 증폭하기 위한 증폭기로서 AMPS, TDMA, GSM, CDMA 및 W-CDMA 전송 대역에 응용된다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 간섭 제거 시스템에 FA 자동 설정 장치를 추가한 시스템을 설명하는 개략도이다.

도 2 를 참조하면, 상기 DSP부(200)는 A/D컨버터(210), 필터부(220), 간섭 제거 모듈(230) 및 D/A컨버터(240)를 포함한다.

상기 필터부(220)는 상기 A/D컨버터(210)를 통해 변환된 디지털 무선 신호를 각각의 FA 별로 입력받아 각각의 FA별로 전력을 검출하며, 디지털 무선 신호를 입력받아 각각의 FA 별로 디지털 밴드 패스(Band pass) 필터링하는 적어도 하나 이상의 필터(도면에 도시된 FA1, FA2,....FA20)와 상기 필터링된 신호의 각각의 FA 별로 전력을 검출하여 최대 전력의 FA를 설정하는 비교기로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 다른 사용 중인 FA를 설정하기 위해서 ICS 시스템은 각 FA별 입력 전력을 검출하며, 가장 큰 전력이 수신된 FA를 현재 사용 중인 것으로 판단한다. 필터부(220)의 각각의 필터(FA1, FA2..)에서는 각 FA의 중심 주파수를 이용하여 디지털 대역 통과 필터링(Digital Band pass Filtering)하여 비교기에 서 각 FA 별 전력을 검출하고, 이 중 가장 큰 전력 값을 가지고 있는 FA를 현재 사용중인 FA로 설정한다. 이렇게 설정된 FA 신호의 필터 출력신호만을 골라 간섭신호제거모듈(ICM)에 전달함으로써 설정 FA 이외의 FA 신호를 30dB 이상 억압하여 신호대 잡음 비를 향상시킨다.

결과적으로, 현재 운용 중인 FA만을 간섭신호제거모듈(ICM)에 제공하여 간섭신호를 제거함으로써, 설정된 FA이외의 FA신호가 간섭신호제거모듈(ICM)과 D/A컨버터 등을 거치지 않으므로 현재 운용 중이지 않은 FA신호를 30dB이상 억압할 수 있게 된다.

상기 실시예에서는 순방향 만을 설명하고 있지만, 설정된 순 방향 FA를 기준으로 역방향 FA도 동일하게 결정하게 된다.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 간섭 제거 시스템에서 FA를 자동으로 설정하는 방법을 설명하는 블록도이다.

도 3 을 참조하면, 먼저 안테나로부터 무선 신호를 입력받고(S300), A/D컨버터에서 상기 무선 신호를 디지털 신호로 변환한다(S302). 이어, 필터부에서 각각의 FA 별로 전력을 검출하여(S304), 상기 검출결과, 가장 큰 전력의 FA를 현재 사용중인 FA로 설정하고(S306), 상기 FA의 출력 신호만을 간섭 신호 제거 모듈에 입력하여(S308), 상기 간섭신호 제거 모듈에서 간섭 신호를 제거한 후 D/A컨버터를 거쳐 아날로그 신호로 변환한 후 송출 안테나를 통해 공중으로 방사한다(S310).

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 설명되었지만, 당업자들은 본 발명이 속하는 기술분야의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구 체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 한정되며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 간섭 제거 시스템에서 FA 자동 설정 방법 및 장치를 사용함으로써 운용중인 FA 이외의 타 FA 신호를 30dB 이상 억압할 수 있는 효과가 있으며, 이를 통해 ICS 시스템의 신호대 잡음 비를 향상시켜 전체적인 성능 향상을 져올 수 있고, 불요파 규격을 용이하게 만족시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 시스템(ICS)에 있어서, FA를 자동으로 설정하는 방법으로서,

   (a) 상기 안테나로부터 무선 신호를 입력받는 단계;

   (b) 상기 무선 신호를 필터부에 제공하는 단계;

   (c) 상기 필터부에서 상기 무선 신호의 FA 별로 각각의 전력을 검출하는 단계; 및

   (d) 상기 (c) 단계에서 검출된 최대 전력의 FA를 운용 중인 FA로 설정하는 단계를 포함하며,

   상기 (d) 단계 다음에,

   (e) 상기 설정된 최대 전력의 FA를 간섭 제거 모듈에 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FA 자동 설정 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

   (c1) 상기 필터부의 각각의 FA의 필터에서 상기 각각의 FA의 중심주파수를 이용하여 상기 무선 신호를 디지털 밴드 패스 필터링하는 단계; 및

   (c2) 상기 필터부의 비교기에서 각각의 FA 별로 전력을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FA 자동 설정 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 (e) 단계 다음에,

   (f) 상기 간섭신호 제거 모듈에서 상기 최대 출력의 FA의 무선 신호에 대해서 간섭신호를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FA 자동 설정 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 (a) 단계 다음에,

   (a1) 상기 무선신호가 저잡음 증폭기, 다운 컨버터를 거쳐서 A/D컨버터에 입력되어 디지털 신호로 변환되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FA 자동 설정 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 (f) 단계 다음에,

   (f1) 상기 간섭신호가 제거된 후, D/A 컨버터에 입력되어 아날로그 신호로 변환되는 단계; 및

   (f2) 상기 아날로그 신호로 변환된 무선 신호가 업 컨버터, 고출력증폭기를 거쳐서 안테나를 통해 방사되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FA 자동 설정 방법.
7. 이동통신망의 음영지역을 중계하기 위한 무선 중계기에 있어서, 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 시스템(ICS)을 포함하는 무선 중계기로서, 상기 간섭제거 시스템은,

   상기 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터;

   상기 A/D컨버터를 통해 변환된 디지털 무선 신호를 각각의 FA 별로 입력받아 각각의 FA별로 전력을 검출하는 필터부;

   상기 필터부로부터 최대 전력의 FA의 디지털 무선 신호를 입력받아 간섭신호를 제거하는 간섭 제거 모듈; 및

   상기 간섭 제거 모듈로부터 간섭 신호가 제거된 디지털 무선 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A컨버터를 포함하며,

   상기 간섭 제거 모듈은,

   상기 최대 전력의 FA 신호의 간섭신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 필터부는,

   상기 디지털 무선 신호를 입력받아 각각의 FA 별로 디지털 밴드 패스(Band pass) 필터링하는 적어도 하나 이상의 필터; 및

   상기 필터링된 신호의 각각의 FA 별로 전력을 검출하여 최대 전력의 FA를 설정하는 비교기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
9. 삭제
10. 안테나로부터 수신한 무선 신호를 디지털 신호 처리하여 간섭신호를 제거하 는 간섭 제거 시스템(ICS)에 있어서, FA를 자동으로 설정하는 장치로서,

    디지털 신호로 변환된 무선 신호를 입력받아 각각의 FA 별로 디지털 밴드 패스(Band pass) 필터링하는 적어도 하나 이상의 필터; 및

    상기 필터링된 신호의 각각의 FA 별로 전력을 검출하여 최대 전력의 FA를 설정하고, 상기 최대 전력의 FA 신호를 간섭 제거 모듈에 전달하는 비교기를 포함하는 FA 자동 설정 장치.

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