KR101378370B1 - Pimd 제거 장치 및 방법 - Google Patents

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윤종노
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세원텔레텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 이동통신 기지국 또는 중계기 시스템의 듀플렉서에서 발생하는 PIMD(Passive IMD) 성분을 보상하는 장치와 그 방법을 제공하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명에서는 전력증폭기에서 듀플렉서로 인가되는 신호를 커플링하여 중간주파수로 변환하고, 샘플링을 수행하여 디지털화한 후, 듀플렉서의 업링크 신호를 중간주파수 변환 및 샘플링 수행하여 디지털화를 수행하고, 수신한 신호를 처리하여 PIMD 모델링에 사용되는 계수를 추정함으로써 PIMD 성분을 제거할 수 있는 장치를 개시한다.

Description

PIMD 제거 장치 및 방법{Apparatus and method for cancelling passive intermodulation distortion}
본 발명은 이동통신 기지국 또는 중계기 시스템에 관한 것으로서, 특히 다운링크(Downlink)로 2개 이상의 주파수를 사용하는 경우에 듀플렉서(Duplexer)에서 발생하는 PIMD(Passive InterModulation Distortion) 성분을 제거함으로써 업링크(Uplink) 신호의 노이즈(Noise)를 개선하기 위한 PIMD 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 중계기에서는 시스템의 사이즈(Size)나 가격 등의 제약으로 인해 여러 주파수를 듀플렉서에 인가하고, 공통된 안테나를 통해 출력을 방사하며, 단말기로부터의 신호를 수신하게 된다.
예를 들면, 도 1과 같이 LGU+의 경우 800MHz대역(Downlink: 884~894MHz, Uplink: 839~849MHz), 1800MHz 대역(Downlink: 1860~1870MHz, Uplink: 1770~1780MHz), 2.1GHz 대역(Downlink: 2110~2120MHz, Uplink: 1920~1930MHz)의 신호를 듀플렉서에서 묶어서 사용할 수 있다.
이러한 경우, 800MHz대역(884~894MHz)의 신호가 듀플렉서에 인가되어 원 신호의 2배가 되는 주파수(1768~1788MHz)에서 2차 고조파(2nd Harmonic)에 의한 PIMD가 발생하게 된다. 이 주파수는 1800MHz 대역의 업링크 경로와 중첩되어 생성되므로, PIMD는 노이즈가 된다.
이러한 현상으로 인한 노이즈를 줄이기 위하여 듀플렉서 개발 시 주파수 제거(Rejection) 특성에 제약을 두고 있다. 하지만 이러한 규격에도 불구하고 듀플렉서에서 발생하는 PIMD가 시스템 특성에 열화를 초래하고 있다.
일례로, 주파수 제거 특성을 144dB, 884~894MHz 출력이 42dBm, NF 3dB, Reverse gain 55dB인 경우에 노이즈는 2.54dB 증가하게 된다. 이로 인하여 1800MHz 시스템의 수신감도가 열화되어 성능 및 서비스 반경(Throughput/Coverage)의 열화가 발생하게 된다.
한편, SKT의 시스템의 경우 2.1GHz, 2.3GHz 다운링크 신호로부터 발생하는 PIMD 신호가 2.1GHz의 업링크 신호에서 발생한다.
일명 차세대 기지국으로 불리는 RRH(Remote Radio Head)는 제어부문(Baseband)과 무선부문(RF)로 나뉘는 기지국에서 무선부문만 따로 분리한 것으로, 일반적으로 한 개의 대역을 지원하지만 하나의 제어부문에 2개 이상의 주파수가 다른 RRH 장비를 두어 여러 개의 대역을 지원하는 경우에 위와 같은 문제가 동일하게 발생할 수 있다.
따라서 PIMD성분에 대한 보정을 디지털 처리함으로써 수신감도를 개선할 수 있도록 하는 PIMD 제거(Cancellation) 방안이 요망된다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 듀플렉서의 PIMD 특성을 보상함으로써 노이즈 플로어(Noise Floor) 특성을 개선할 수 있도록 하는 PIMD 제거 장치 및 방법을 제공하는 데 있는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치는, 이동통신 기지국 또는 중계기 시스템의 PIMD(Passive InterModulation Distortion) 성분을 제거하기 위한 장치에 있어서, 상기 PIMD 성분을 보상하기 위한 PIMD 커널(Kernel); 다운링크 경로(Downlink Path)의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(Digital-to-Analog Converter); 상기 아날로그 신호를 무선(RF) 신호로 변경하기 위한 믹서(Mixer) 및 모듈레이터(Modulator) 중 어느 하나; 상기 무선 신호를 받아 증폭하는 전력증폭기; 복수의 주파수를 묶기 위한 듀플렉서; 업링크 경로(Uplink Path)의 신호를 아날로그 신호로 변경하기 위한 믹서 및 모듈레이터 중 어느 하나; 상기 업링크 경로의 신호가 변경된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog-to-Digital Converter); 및 송수신된 신호를 분석하여 PIMD 제거 계수(Cancellation coefficient)를 추출하는 연산처리부;를 포함하는 PIMD 제거 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치의 상기 PIMD 커널(Kernel)은, 상기 듀플렉서에 인가되는 신호를 중간주파수 변환(RF-to-IF Conversion) 및 디지털 신호로 변환한 신호가 갖는 높은 클럭 주파수를 낮추는 다운컨버터(Down-Converter)와, 상기 다운컨버터에서 생성된 신호에 포함된 이미지(Image) 성분을 제거하는 필터(Filter)와, 상기 필터를 통과한 신호로부터 하기의 수학식에 따른 신호를 생성하기 위한 PIMD 생성부와, 상기 PIMD 생성부를 통과한 신호를 하기의 수학식 2의 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위한 업컨버터(Up-Converter)와, 상기 업컨버터를 통과한 신호를 상기 y[n]신호와의 샘플링 레이트(Sampling Rate)를 일치시키는 리샘플러(Resampler) 및, 상기 리샘플러를 통과한 신호가 상기 y[n]에서 차감하여 제거하는 감산기(Subtractor)를 포함하는 것을 특징으로 한다
Figure 112013115242913-pat00001

여기서, y[n]은 상기 필터의 출력을 나타내고, Q는 상기 필터의 메모리 효과(memory effect)를 나타내고, K는 상기 필터의 비선형(nonlinear) 차수를 나타내고, Ckq는 상기 필터의 메모리 효과(memory effect)와 비선형(nonlinear) 차수에 따른 계수를 나타내며, n은 시간성분을 나타낸다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법은, 이동통신 기지국 또는 중계기 시스템의 PIMD(Passive InterModulation Distortion) 성분을 제거하기 위한 방법에 있어서, 다운링크(Downlink)의 증폭기(Amplifier)에서 듀플렉서(Duplexer)로 인가되는 신호를 모니터링하여, 상기 신호가 DPD(Digital PreDistortion)된 신호이면 상기 신호를 커플링(Coupling) 및 중간주파수(RF-to-IF) 변환 후 디지털(Analog-to-Digital) 변환을 수행하여 DPD 피드백 경로(Feedback Path)로 보내는 단계; 상기 DPD 피드백 경로(Feedback Path)의 상기 중간주파수 변환 및 디지털 신호로 변환한 신호를 다운컨버팅(Down-Converting)하고, 상기 다운컨버팅된 신호에 포함된 이미지(Image) 성분을 제거하여, 필터를 통과한 신호로부터 하기의 수학식에 따른 신호를 생성하는 단계; 상기 PIMD 생성부를 통과한 신호를 상기 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위해 업컨버팅(Up-Converting)하고, 상기 업컨버팅된 신호가 상기 y[n]신호의 샘플링 레이트(Sampling Rate)와 일치하도록 리샘플링(Resampling)하며, 상기 리샘플링된 신호를 상기 y[n]에서 차감하여 제거하는 단계; 상기 y[n]과 상기 PIMD 생성부의 출력 신호 z[n]의 차이인 에러(Error)신호를 최소로 하는 계수(Coefficient)인 하기의 수학식의
Figure 112013115242913-pat00002
를 구하고, 이를 상기 PIMD 생성부에 적용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다
Figure 112012101218976-pat00003
.
또한, 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법은, 업링크(Uplink)에서는, 상기 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]를 중간주파수 변환 후 디지털 변환하고, 복수의 적응형 필터 알고리즘을 통해 송수신 신호를 분석하여, 듀플렉서의 PIMD 성분을 추정 및 제거하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법에 있어서 상기 적응형 필터 알고리즘은, 상기 y[n]를 다운컨버팅하고, 상기 다운컨버팅된 신호에 포함된 이미지(Image) 성분을 제거하여, 상기 필터를 통과한 신호로부터 상기 수학식 2에 따른 신호를 생성하고, 상기 PIMD 생성부를 통과한 신호를 상기 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위해 업컨버팅하고, 상기 업컨버팅된 신호가 상기 y[n]신호의 샘플링 레이트와 일치하도록 리샘플링하며, 상기 리샘플링된 신호를 상기 y[n]에서 차감하여 제거하며, 상기 y[n]과 상기 PIMD 생성부의 출력 신호 z[n]의 차이인 에러신호를 최소로 하는 계수인 상기 수학식의
Figure 112012101218976-pat00004
를 구하고, 이를 상기 PIMD 생성부에 적용하는 단계;인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 PIMD 커널에 의해 듀플렉서의 PIMD 성분을 추정하여 제거함으로써 WCDMA, Wibro, Wimax, LTE 등과 같은 이동통신 시스템의 고품질 통신서비스를 실현할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 중계기 및 RRH의 노이즈 특성이 좋아지므로 서비스 반경, 데이터 성능, 단말기의 배터리 사용 시간(Coverage, Data throughput, UE Battery time) 등을 고르게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 중계기에서의 신호처리 방식의 실시 예를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록구성도,
도 3은 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법이 적용된 LGU+ 시스템의 실시 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법이 적용된 SKT 시스템의 실시 예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치의 PIMD 커널의 블록구성도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 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.
먼저, 수학식 1 내지 수학식 6을 이용하여, 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법의 원리에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 디지털 PIMD 제거방법은 듀플렉서의 PIMD 성분을 추출하여 제거함으로써 수신기의 특성을 개선할 수 있다.
일반적으로 메모리리스 비선형 디바이스(Memoryless Nonlinear Device)의 특성은 하기의 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112012101218976-pat00005
수학식 1과 같이, 메모리 효과(Memory Effect)가 고려되지 않고 비선형 특성만 고려하여 PIMD 제거 기능을 수행한 경우에는 디바이스의 메모리 효과를 개선할 수 없다. 따라서 메모리 효과를 고려하여 PIMD를 하기의 수학식 2와 같이 모델링 한다.
Figure 112012101218976-pat00006
입력신호 x[n]가 PIMD 커널을 통과하면 하기의 수학식 3과 같이 z[n]이 생성된다. 본 발명에서는 메모리 효과를 개선할 수 있는 보다 범용적인 PIMD 제거 방법을 제공한다.
Figure 112013115242913-pat00007
여기서, z[n]은 PIMD 커널(Kernel)의 출력을 나타내고, Q는 필터의 메모리 효과(memory effect)를 나타내고, K는 필터의 비선형(nonlinear) 차수를 나타내고, Ckq는 필터의 메모리 효과(memory effect)와 비선형(nonlinear) 차수에 따른 계수를 나타내며, n은 시간성분을 나타낸다.
상기 수학식 3에서 업링크에 영향을 주는 항목만 선택하는 것이 시스템 복잡성을 낮추고, 가격을 낮추는데 유리하다.
이하, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록구성도로서, 2개의 다운링크를 갖는 시스템에서 범용적으로 적용할 수 있는 블록도를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법을 설명하면, 프레임부(110, Framer/Defarmer)는 상위시스템과 데이터 통신을 위해 사용된다. 프레임부(110)는 다운링크에서는 상위시스템에서 보내준 데이터를 재생하기 위해 Defarmer로 동작한다. 상기 프레임부(110)에서 디프레임(Deframe)된 데이터는 CRF(Crest Factor Reduction)/DPD(Digital PreDistortion)부(120)를 통과한다. 상기 CRF/DPD부(120)를 통과한 신호는 DAC(130, Digital-to-Analog Converter)를 통과 후 아날로그 신호로 변환되고, Trx(140, Transceiver)를 통과 후 RF 신호로 주파수 변환된다. 상기 주파수 변환된 신호는 PA(150, Power Amplifier)를 통해 증폭한 후 듀플렉서(160)로 인가된다.
위의 동작이 주파수 대역별로 이루어지므로 2개의 블록이 존재한다. 증폭된 2개의 주파수 대역은 듀플렉서(160)에서 합해져서 안테나(Antenna)로 출력된다.
업링크에서는 안테나로부터 받은 신호를 듀플렉서(160)에서 주파수 별로 분기한 후, 각 주파수대역 신호는 Trx(140)에서 증폭 및 주파수 변환된다. 상기 신호는 ADC(170, Analog-to-Digital Converter)를 통과하여 디지털화한다.
이후, 각 주파수대역의 신호를 받아서 PIMD 커널(180)에서 PIMD 개선된 신호를 생성한다. 상기 신호는 프레임부(110)에서 상위시스템으로 데이터를 보내주기 위하여 약속된 형태로 데이터를 직렬화(Serialize) 한다.
LGU+의 경우에 800Mz 및 1800MHz신호에 의하여 1800MHz 대역의 수신기에는 2800MHz(3차 성분)와, 1700MHz(800MHz의 2차 하모닉 성분)과, 3600MHz(1800MHz의 2차 하모닉 성분)이 발생하지만, 1800MHz 대역의 수신기만 800MHz대역의 하모닉 성분에 의해 영향을 받는다.
따라서 상기의 수학식 3을 하기의 수학식 4와 같이 간략화하여, 1800MHz의 수신기에만 보상기능을 적용한다.
Figure 112013115242913-pat00008
여기서, z[n]은 PIMD 커널(Kernel)의 출력을 나타내고, Q는 필터의 메모리 효과(memory effect)를 나타내고, K는 필터의 비선형(nonlinear) 차수를 나타내고, Ckq는 필터의 메모리 효과(memory effect)와 비선형(nonlinear) 차수에 따른 계수를 나타내며, n은 시간성분을 나타낸다.
이를 LGU+ 시스템에 구현하고자 하는 경우의 상세한 블록은 도 3과 같이 구현할 수 있다. 도 3은 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법이 적용된 LGU+ 시스템의 실시 예를 나타낸 도면이다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법이 적용된 SKT 시스템의 실시 예를 나타낸 도면으로서, SKT 시스템에서 구현하고자 하는 경우에 도4와 같이 구현할 수 있다. SKT 시스템의 경우에는 3차 성분에 의한 비선형 성분만 수신기 성능에 영향을 주기 때문에 상기의 수학식 3을 하기의 수학식 5와 같이 간략화할 수 있다.
Figure 112013115242913-pat00009
여기서, z[n]은 PIMD 커널(Kernel)의 출력을 나타내고, Q는 필터의 메모리 효과(memory effect)를 나타내고, K는 필터의 비선형(nonlinear) 차수를 나타내고, Ckq는 필터의 메모리 효과(memory effect)와 비선형(nonlinear) 차수에 따른 계수를 나타내며, n은 시간성분을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치의 PIMD 커널의 블록구성도로서, x[n]은 듀플렉서에 인가되는 신호를 중간주파수 변환(RF-to-IF Conversion) 및 디지털 신호로 변환한 신호이다.
도 5의 ADC 변환한 신호를 주파수 측면에서 관측하면, 0Hz가 아닌 수십 10MHz대역에 중간주파수(IF)로 존재할 수 있다. 이런 경우에는 전술한 PIMD 수학식에 따른 변환 시에 상당히 높은 클럭(Clock) 주파수를 필요로 한다. 따라서 필요한 클럭 주파수를 낮추기 위해 다운컨버터(210, Down-Converter)를 통해 0Hz 또는 0Hz에 가까운 신호를 발생시킨다.
다음으로, 다운컨버터(210)에서 생성된 신호는 이미지(Image) 성분을 갖고 있으므로, 이를 제거하기 위해 필터(220, Filter)를 통과한다. 이어, 수학식 2에 따른 신호를 생성하기 위하여, 필터(220)를 통과한 신호는 PIMD 생성부(230, PIMD Generator)를 통과하고, 통과된 신호는 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위하여 업컨버터(240, Up-Converter)를 통과한다.
상기 업컨버터(240)를 통과한 신호는 y[n]신호와의 샘플링 레이트(Sampling Rate)를 일치시키기 위하여 리샘플러(250, Resampler)를 통과하고, 리샘플러(250)를 통과한 신호는 y[n]에서 차감하여 제거될 수 있도록 감산기(260, Subtractor)를 통과한다.
이에 따라, 하기의 수학식 6에 따라 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]과 PIMD 커널(180)을 지난 신호 z[n]의 차이인 에러(Error)신호를 최소로 하는 계수(Coefficient)를 구함으로써 PIMD커널(180)에 필요한 계수인, 수학식 2의
Figure 112012101218976-pat00010
를 얻는다.
Figure 112013115242913-pat00011
여기서, z[n]은 PIMD 커널(Kernel)의 출력을 나타내고, y[n]은 필터의 출력을 나타내고, e[n]은 PIMD 커널(Kernel)의 출력과 필터의 출력 오차를 나타낸다.
이때, 본 발명에 따른 PIMD 제거 장치 및 방법에 적용할 수 있는 알고리즘에는 RLS(Recursive Least Square), LMS(Least Mean Square), NLMS(Normalized Least Mean Square) 등의 다양한 알고리즘이 있으며, 각각의 장단점이 있으므로 선택적으로 사용할 수 있으며, 수렴속도, 노이즈 강건(Noise Robust) 특성 및 복잡성을 고려해야 한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프로서, 본 발명에 따른 PIMD 제거 방법의 적용 전후 특성을 시뮬레이션 한 결과이다. 도 6a는 SNR 0dB에서 PIMD 신호가 20dB 개선된 것을 나타내고, 도 6b는 SNR 6dB에서 PIMD 신호가 30dB 개선된 것을 나타내며, 도 6c는 SNR 12dB에서 PIMD 신호가 30dB 개선된 것을 보여준다.
도 6a 내지 도 6c의 그래프에서, 파란색은 듀플렉서(160)에 의해 발생되는 PIMD 성분이고, 갈색은 단말기에서 올라오는 신호 또는 터미널 노이즈 신호이며, 빨간색은 PIMD 커널(180)에서 PIMD 제거를 통해 개선된 PIMD 성분이다.
전술한 바와 같이, 도 6a 내지 도 6c의 그래프는 PIMD 신호대비 단말기에서 보내는 업링크 신호의 비율에 따른 PIMD 제거 특성을 나타낸 것으로, 업링크에서 보내는 신호가 작을수록 PIMD 개선량이 많아짐을 확인할 수 있으며, 이러한 특성으로 인해, 업링크 신호가 작을수록 PIMD가 개선됨으로써 업링크에 끼치는 영향을 감소시킴을 확인할 수 있다.
전술한 결과를 토대로, 업링크 신호대비 PIMD 신호가 일정 값보다 큰 경우에만 계수를 추출함으로써 더욱 개선된 특성을 얻을 수 있다.
이와 같은 시뮬레이션 결과를 얻음으로써 수신단의 노이즈 플로어를 낮출 수 있고, 이로 인하여 서비스 반경 확대 및 성능과 효율 증가, 그리고 단말기의 배터리 유지 시간이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
특히, 기존에 많이 사용되는 DPD 방식을 이용한 전력증폭기의 상태를 모니터링 하기 위해 구비되는 커플러, 중간주파수 변환기, 아날로그-디지털 컨버터들을 PIMD 제어부와 공동으로 사용할 수 있으며, 본 발명에 따라 이를 구현함으로써 사이즈의 변화 없이 원하고자 하는 목적을 달성할 수 있다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (5)

  1. 이동통신 기지국 또는 중계기 시스템의 PIMD(Passive InterModulation Distortion) 성분을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    상기 PIMD 성분을 보상하기 위한 PIMD 커널(Kernel);
    다운링크 경로(Downlink Path)의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(Digital-to-Analog Converter);
    상기 아날로그 신호를 무선(RF) 신호로 변경하기 위한 믹서(Mixer) 및 모듈레이터(Modulator) 중 어느 하나;
    상기 무선 신호를 받아 증폭하는 전력증폭기;
    복수의 주파수를 묶기 위한 듀플렉서;
    업링크 경로(Uplink Path)의 신호를 아날로그 신호로 변경하기 위한 믹서 및 모듈레이터 중 어느 하나;
    상기 업링크 경로의 신호가 변경된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog-to-Digital Converter); 및
    송수신된 신호를 분석하여 PIMD 제거 계수(Cancellation coefficient)를 추출하는 연산처리부;를 포함하는 PIMD 제거 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 PIMD 커널(Kernel)은,
    상기 듀플렉서에 인가되는 신호를 중간주파수 변환(RF-to-IF Conversion) 및 디지털 신호로 변환한 신호가 갖는 높은 클럭 주파수를 낮추는 다운컨버터(Down-Converter)와,
    상기 다운컨버터에서 생성된 신호에 포함된 이미지(Image) 성분을 제거하는 필터(Filter)와,
    상기 필터를 통과한 신호로부터 하기 수학식에 따른 신호를 생성하기 위한 PIMD 생성부와,
    상기 PIMD 생성부를 통과한 신호를 하기 수학식의 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위한 업컨버터(Up-Converter)와,
    상기 업컨버터를 통과한 신호를 상기 y[n]신호와의 샘플링 레이트(Sampling Rate)를 일치시키는 리샘플러(Resampler) 및,
    상기 리샘플러를 통과한 신호가 상기 y[n]에서 차감하여 제거하는 감산기(Subtractor)를 포함하는 PIMD 제거 장치.
    Figure 112013115242913-pat00012

    여기서, y[n]은 상기 필터의 출력을 나타내고, Q는 상기 필터의 메모리 효과(memory effect)를 나타내고, K는 상기 필터의 비선형(nonlinear) 차수를 나타내고, Ckq는 상기 필터의 메모리 효과(memory effect)와 비선형(nonlinear) 차수에 따른 계수를 나타내며, n은 시간성분을 나타낸다.
  3. 이동통신 기지국 또는 중계기 시스템의 PIMD(Passive InterModulation Distortion) 성분을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    다운링크(Downlink)의 증폭기(Amplifier)에서 듀플렉서(Duplexer)로 인가되는 신호를 모니터링하여, 상기 신호가 DPD(Digital PreDistortion)된 신호이면 상기 신호를 커플링(Coupling) 및 중간주파수(RF-to-IF) 변환 후 디지털(Analog-to-Digital) 변환을 수행하여 DPD 피드백 경로(Feedback Path)로 보내는 단계;
    상기 DPD 피드백 경로(Feedback Path)의 상기 중간주파수 변환 및 디지털 신호로 변환한 신호를 다운컨버팅(Down-Converting)하고, 상기 다운컨버팅된 신호에 포함된 이미지(Image) 성분을 제거하여, 필터를 통과한 신호로부터 하기 수학식에 따른 신호를 생성하는 단계;
    상기 PIMD 생성부를 통과한 신호를 상기 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위해 업컨버팅(Up-Converting)하고, 상기 업컨버팅된 신호가 상기 y[n]신호의 샘플링 레이트(Sampling Rate)와 일치하도록 리샘플링(Resampling)하며, 상기 리샘플링된 신호를 상기 y[n]에서 차감하여 제거하는 단계;
    상기 y[n]과 상기 PIMD 생성부의 출력 신호 z[n]의 차이인 에러(Error)신호를 최소로 하는 계수(Coefficient)인 하기 수학식의
    Figure 112013115242913-pat00013
    를 구하고, 이를 상기 PIMD 생성부에 적용하는 단계;를 포함하는 PIMD 제거 방법.
    Figure 112013115242913-pat00014

    여기서, y[n]은 상기 필터의 출력을 나타내고, Q는 상기 필터의 메모리 효과(memory effect)를 나타내고, K는 상기 필터의 비선형(nonlinear) 차수를 나타내고, Ckq는 상기 필터의 메모리 효과(memory effect)와 비선형(nonlinear) 차수에 따른 계수를 나타내며, n은 시간성분을 나타낸다.
  4. 제 3항에 있어서,
    업링크(Uplink)에서는, 상기 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]를 중간주파수 변환 후 디지털 변환하고, 복수의 적응형 필터 알고리즘을 통해 송수신 신호를 분석하여, 듀플렉서의 PIMD 성분을 추정 및 제거하는 것을 특징으로 하는 PIMD 제거 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 적응형 필터 알고리즘은,
    상기 y[n]를 다운컨버팅하고, 상기 다운컨버팅된 신호에 포함된 이미지(Image) 성분을 제거하여, 상기 필터를 통과한 신호로부터 상기 수학식에 따른 신호를 생성하고,
    상기 PIMD 생성부를 통과한 신호를 상기 듀플렉서의 업링크 출력신호 y[n]에서 발생하는 주파수 대역과 일치시키기 위해 업컨버팅하고, 상기 업컨버팅된 신호가 상기 y[n]신호의 샘플링 레이트와 일치하도록 리샘플링하며, 상기 리샘플링된 신호를 상기 y[n]에서 차감하여 제거하며,
    상기 y[n]과 상기 PIMD 생성부의 출력 신호 z[n]의 차이인 에러신호를 최소로 하는 계수인 상기 수학식의
    Figure 112012101218976-pat00015
    를 구하고, 이를 상기 PIMD 생성부에 적용하는 단계;인 것을 특징으로 하는 PIMD 제거 방법.
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