KR101537416B1 - 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이동통신 시스템에서 급전선 공유로 인해 발생하는 PIMD 성분을 수학적으로 분석해 인위적으로 발생시키고 PIMD 레벨을 검출한 후, PIMD 성분을 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에 PIMD 성분의 역위상을 인가해 PIMD를 제거하기 위한, 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 이용하여 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하기 위한 간섭 추출 수단; 간섭신호를 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에서 간섭신호의 레벨성분에 대응되는 신호레벨을 검출하기 위한 레벨 검출 수단; 상기 검출된 신호레벨에 따라 상기 추출된 간섭 제거용 신호의 레벨성분을 제어하기 위한 레벨 제어 수단; 상기 레벨 제어 수단으로부터의 간섭 제거용 신호를 위상반전시키기 위한 위상 지연 수단; 및 상기 수신신호와 상기 위상반전된 간섭 제거용 신호를 결합하여 간섭신호를 제거하기 위한 간섭신호 제거 수단을 포함한다.
이동통신 시스템, PIMD, 간섭, 인빌딩 중계기, 급전선 공유, 역위상

Description

이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING A PASSIVE INTERMODULATION DISTORTION OF TELECOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 시스템에서 급전선 공유로 인해 발생하는 PIMD 성분을 수학적으로 분석해 인위적으로 발생시키고 PIMD 레벨을 검출한 후, PIMD 성분을 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에 PIMD 성분의 역위상을 인가해 PIMD를 제거하기 위한, 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 사업자는 서비스 커버리지 내 어디에서나 양질의 무선품질을 제공할 수 있는 이동통신망을 구축한다. 그런데, 이동통신 사업자에 의해 다수의 지상광중계기나 기지국이 설치되더라도, 일부 이동통신망에서는 전파가 도달되지 않는 음영지역이 발생한다. 특히, 지상광중계기나 기지국의 안테나는 도로를 지향하여 설치되는 경향이 있으므로, 고층 빌딩 내부는 전파의 음영지역이 될 확률이 매우 높다. 이는 빌딩이 높기도 하고 빌딩의 외벽을 통해 전파가 용이하게 투과하기 어렵기 때문이다.
이를 해결하기 위해, 이동통신 사업자들은 일반적으로 인빌딩 중계 시스템을 설치하여 빌딩 내 전파의 음영지역을 해소한다. 예를 들어, WCDMA 사업자는 WCDMA 인빌딩 중계 시스템을 도 1a와 같이 구축한다. 즉, WCDMA 사업자는 WCDMA 전파가 투과되지 않는 빌딩 내에 인빌딩 중계기를 설치한 후, 추가적으로 인빌딩 중계기에 분배기, 급전선 및 옴니 안테나(또는 패치 안테나) 등을 설치하여 빌딩 내 전파의 음영지역을 해소한다. 마찬가지로, 휴대인터넷(WIBRO) 사업자는 휴대인터넷(WIBRO) 인빌딩 중계 시스템을 도 1b와 같이 구축한다. 여기서, 도 1a는 WCDMA 인빌딩 중계 시스템에 대한 일실시예 구성도이고, 도 1b는 휴대인터넷(WIBRO) 인빌딩 중계 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.
그런데, 이동통신 사업자는 일반적으로 하나의 이동통신 서비스를 제공하는 것이 아니라 다수의 이동통신 서비스(예를 들어, 셀룰라, PCS, WCDMA, WIBRO, TRS 등)를 제공하므로, 특정 빌딩에서는 모든 이동통신 서비스에 대한 음영지역이 발생한다. 이러한 음영지역을 해소하기 위해서는 해당 서비스별로 급전선 및 안테나를 포설해야 하는데, 이때 빌딩 내 이동통신 서비스를 위해 필요한 인빌딩 중계기의 설치비용보다 더 많은 설치비용이 필요하게 된다.
이에 따라, 적어도 두 개 이상의 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 사업자는, 급전선 포설비용을 절감하고 음영 건물 내 서비스 커버리지를 확보하기 위한 다양한 노력을 기울여 왔다. 그 중에서 대표적인 방식으로는 도 2a와 같이 급전선 공유기를 이용하여 급전선을 공유하는 방식이 있다. 이는 두 이동통신 서비스의 사 용 주파수 대역이 상이하므로(즉, WCDMA의 경우 2.1㎓, PCS의 경우 1.8㎓), 해당 주파수 대역의 필터 특성을 조합한 급전선 공유기를 사용하여 급전선 포설비용을 절반으로 줄일 수 있다. 다만, 이때에는 IM(Intermodulation) 간섭이 없어야 한다. 여기서, 도 2a는 WCDMA 및 PCS 간 급전선 공유방식에 대한 일실시예 구성도이다.
특히, 휴대인터넷(WIBRO) 및 WCDMA 간 급전선 공유 시에는 WCDMA 상향 주파수 대역에 심각한 간섭이 발생한다. 이때, WCDMA의 두 번째 고조파 성분에서 휴대인터넷(WIBRO) 성분을 뺀 고조파 성분이 WCDMA 상향 주파수 대역과 일치한다(즉, 2.1㎓×2―2.3㎓＝1.9㎓). 여기서, WCDMA 상향 주파수 대역과 동일한 주파수 대역에서 발생되는 간섭의 주원인은 PIMD(Passive Intermodulation Distortion)로 알려져 있다. 신호대역 내에서 발생하는 PIMD는 필터로 제거할 수 없는 성분으로서, 도체들 사이의 얇은 산화층, 금속들 사이의 빈 공간과 미소균열에 의한 미소방전(microdischarge), 금속표면의 먼지와 금속 입자들에 연관된 비선형성 등이 원인이다. 이러한 PIMD는 RF 소자의 구조 및 특성에 의해 주로 발생되지만 건물 내의 진동, 먼지 등에 의한 환경적 요인에 기인하는 케이블 커넥터 접촉면의 불순물의 흡착, 기계적인 파열, 비균일성 등에 의해서 발생될 수도 있다. 여기서, 도 2b는 휴대인터넷(WIBRO) 및 WCDMA 간 급전선 공유방식에 대한 일실시예 구성도이다.
따라서 종래의 인빌딩 중계 시스템에서는 적어도 두 개 이상의 이동통신망을 위한 급전선 공유방식을 적용함으로 인해 발생되는 간섭(일례로, PIMD)을 제거할 수 있는 기술이 절실히 필요하다.
따라서 상기와 같은 종래 기술은 적어도 두 개 이상의 이동통신망을 위한 급전선 공유방식을 적용함에 따라 간섭(일례로, PMID)이 발생되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서 본 발명은 이동통신 시스템에서 급전선 공유로 인해 발생하는 PIMD 성분을 수학적으로 분석해 인위적으로 발생시키고 PIMD 레벨을 검출한 후, PIMD 성분을 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에 PIMD 성분의 역위상을 인가해 PIMD를 제거하기 위한, 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 간섭 제거 장치에 있어서, 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 이용하여 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하기 위한 간섭 추출 수단; 간섭신호를 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에서 간섭신호의 레벨성분에 대응되는 신호레벨을 검출하기 위한 레벨 검출 수단; 상기 검출된 신호레벨에 따라 상기 추출된 간섭 제거용 신호의 레벨성분을 제어하기 위한 레벨 제어 수단; 상기 레벨 제어 수단으로부터의 간섭 제거용 신호를 위상반전시키기 위한 위상 지연 수단; 및 상기 수신신호와 상기 위상반전된 간섭 제거용 신호를 결합하여 간섭신호를 제거하기 위한 간섭신호 제거 수단을 포함하되, 상기 간섭 추출 수단은, 상기 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 믹싱하여 비선형 영역에서 증폭시켜 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 간섭 제거 방법에 있어서, 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 이용하여 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하는 추출 단계; 간섭신호를 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에서 간섭신호의 레벨성분에 대응되는 신호레벨을 검출하는 검출 단계; 상기 검출된 신호레벨에 따라 상기 추출된 간섭 제거용 신호의 레벨성분을 제어하는 제어 단계; 및 상기 제어된 간섭 제거용 신호를 위상반전시킨 후 상기 수신신호와 결합하여 상기 간섭신호를 제거하는 제거 단계를 포함하되, 상기 추출 단계는, 상기 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 믹싱하여 비선형 영역에서 증폭시켜 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출한다.
상기와 같은 본 발명은, 적어도 두 개 이상의 이동통신망을 위한 급전선 공유방식을 적용함으로 인해 발생되는 간섭(일례로, PIMD)을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 적어도 두 개 이상의 이동통신망을 위한 급전선 공유로 인한 간섭을 제거할 수 있음으로 인해, 해당 급전선 공유방식을 상용망에 적용하여 각각의 이동통신망을 위한 급전선 설치비용을 절감하고 궁극적으로 망구축 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 설명하기에 앞서, 본 발명에서는 설명의 편의상 WCDMA 인빌딩 중계 시스템과 휴대인터넷(WIBRO) 인빌딩 중계 시스템의 급전선을 공유할 때 발생되는 PIMD를 제거하는 경우에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO)의 급전선을 공유할 때 발생되는 PIMD를 제거하는 경우에 한정되어 해석되지 않으며, 당업자라면 본 발명이 적어도 두 개 이상의 이동통신망을 위한 급전선을 공유할 때 발생되는 소정의 간섭에 대해서도 적용될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치에 대한 일실시예 구성도이고, 도 4a는 비선형소자의 특성에 대한 일실시 예시도이고, 도 4b는 WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO) 급전선 공유로 인해 발생하는 3차 PIMD 주파수에 대한 그래프이고, 도 4c는 WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO) 급전선 공유로 인해 발생하는 PIMD 주파수의 파형에 대한 그래프이다.
도 3의 본 발명에 따른 이기종 이동통신망의 급전선 공유로 인한 간섭 제거 장치(이하 "간섭 제거 장치"라 함)는, WCDMA 인빌딩 중계 시스템 및 휴대인터넷(WIBRO) 인빌딩 중계 시스템의 급전선 공유로 인해 발생하는 PIMD 성분을 수학적으로 분석해 인위적으로 발생시키고 PIMD 레벨을 검출한 후, WCDMA 수신신호에 PIMD 성분의 역위상을 인가해 PIMD를 제거한다. 여기서는 먼저 도 4a 및 도 4b를 참조해 제거가 필요한 PIMD 성분에 대해 수학적으로 분석한 후 도 3의 구성요소에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서는 PIMD 성분을 수학적으로 분석하기 위해 비선형소자의 특성을 도 4a와 같이 정의하고, 그에 따라 비선형소자의 특성이 하기 [수학식 1]과 같이 모델링된다.
Figure 112009016453912-pat00001
이때, 비선형소자의 입력신호를 2개로 가정하는 경우에 IM 성분이 발생한다. 여기서, IM 성분을 현실적으로 알아보기 위해 WCDMA의 송신신호를
Figure 112009016453912-pat00002
, WCDMA의 수신신호를
Figure 112009016453912-pat00003
, 휴대인터넷(WIBRO)의 송신신호를
Figure 112009016453912-pat00004
로 가정하면, 비선형소자의 입력성분은
Figure 112009016453912-pat00005
가 된다. 비선형소자의 입력성분을 나타내는 신호가 비선형소자를 통과하면, 하기의 [수학식 2]와 같이 나타난다.
Figure 112009016453912-pat00006
구체적으로, 상기 [수학식 2]에서 2제곱항을 풀어쓰면 하기의 [수학식 3]과 같다.
Figure 112009016453912-pat00007
구체적으로, 상기 [수학식 3]에서 3제곱항을 풀어쓰면 하기의 [수학식 4]와 같다.
Figure 112009016453912-pat00008
상기 [수학식 2] 내지 상기 [수학식 4]에서 혼변조 신호의 대부분은 대역 외 신호이므로 수신신호의 품질에 미치는 영향이 없으나, 상기 [수학식 4]의 7번째 항은 정확히 WCDMA의 수신신호의 주파수 대역이 된다. 이는 PIMD 성분에 해당된다. 여기서, 상기 [수학식 4]의 7번째 항은 하기의 [수학식 5]와 같다.
Figure 112009016453912-pat00009
구체적으로, WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO) 주파수, WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO)에 의한 3차 PIMD 주파수는 하기의 [표 1]에 나타낸 바와 같고, 특히, WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO)에 의한 3차 PIMD 주파수는 도 4c와 같이 나타난다.
구분 주파수 2f1―f3(3차 PIMD 주파수)
WCDMA 송신신호(f1) 2130∼2170㎒ 2160*2―2345＝1975㎒
WCDMA 3번째 FA: 2160㎒
WIBRO 2번째 FA: 2345㎒
WCDMA 수신신호(f2) 1940∼1980㎒
WIBRO 송수신신호(f3) 2300∼2370㎒
상기 [표 1]에서, WCDMA 수신신호의 주파수 대역에서 발생되는 PIMD 성분은, WCDMA 송신신호의 주파수 대역의 2배 대역폭에서 휴대인터넷(WIBRO) 송신신호의 대역폭을 뺀 상태가 된다. 따라서 도 4c에 나타난 바와 같이 PIMD는 WCDMA의 대역폭보다 넓은 범위에서 발생된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 간섭 제거 장치는 간섭 추출부(distortion generator, 310), 레벨 검출부(level detector, 320), 레벨 제어부(level controller, 330), 위상 지연부(phase delay, 340), 신호상쇄용 믹서(mixer, 350)를 포함한다.
먼저, 간섭 추출부(310)는 'WCDMA 장비의 모니터링 단자(301)에서 추출된 WCDMA 송신신호 성분'과 '휴대인터넷(WIBRO) 장비의 모니터링 단자(302)에서 추출된 휴대인터넷(WIBRO) 송신신호 성분'을 믹서(311)를 이용해 믹싱한 후, 증폭기(312)를 비선형 영역에서 동작시켜 강제로(인위적으로) IM 성분을 생성하고, 필터(313)를 이용하여 3차 PIMD 성분만을 추출한다. 이러한 3차 PIMD 성분은 수동소자(passive component)나 능동소자(active component)에 관련 없이 왜곡 성분에 기인하므로, 간섭 추출부(310)에서는 WCDMA 장비 및 휴대인터넷(WIBRO) 장비 각각의 모니터링 단자(301, 302)로부터 WCDMA 송신신호 성분과 휴대인터넷(WIBRO) 송신신호 성분에서 3차 PIMD 성분만을 추출한다. 이때, 간섭 추출부(310)에서 추출된 3차 PIMD 성분은 급전선에서 발생하는 PIMD 성분과 주파수 성분만 동일 또는 유사할 뿐이지 레벨이 상이할 수 있다. 따라서 WCDMA 수신단에서 PIMD 성분을 제거하기 위해서는, PIMD 성분의 정확한 레벨을 검출한 후 이를 간섭 추출부(310)에서 추출된 3차 PIMD 성분에 적용할 필요가 있다[후술할 레벨 검출부(320) 참조].
다음으로, 레벨 검출부(320)는 전술한 바와 같이 간섭 추출부(310)에 의해 추출된 3차 PIMD 성분에 적용할 정확한 레벨을 검출한다. 이를 위해, 레벨 검출부(320)는 분배기(321)를 이용해 급전선 공유기(303)로부터 신호를 일부 추출한다. 여기서, 급전선 공유기(303)로부터 추출된 신호에는, 순수한 WCDMA 상향 성분(즉, WCDMA 수신신호 성분)뿐만 아니라 빌딩 내 공중선계(즉, 급전선, 분배기, 안테나 등)에 의한 PIMD 성분이 포함된다. 즉, 급전선 공유기(303)로부터 추출된 신호는 하기의 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다. 그리고 급전선 공유기(303)로부터의 WCDMA 수신신호는, 후술할 WCDMA 듀플렉서(duplexer, 304)와 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA, 305)를 거쳐 신호상쇄용 믹서(350)로 인가된다.
Figure 112009016453912-pat00010
상기 [수학식 6]에서,
Figure 112009016453912-pat00011
는 WCDMA 상향 성분이고,
Figure 112009016453912-pat00012
는 빌딩 내 공중선계에 의한 PIMD 성분이다. 이때, 레벨 검출부(320)는 필터(322)를 이용하여 WCDMA 상향 성분의 주파수 대역 이외의 신호(즉, PIMD 성분)를 분리하고, 증폭기(323)를 이용해 WCDMA 상향 성분의 주파수 대역 이외의 신호로부터 직류(DC) 성분(즉,
Figure 112009016453912-pat00013
)의 레벨을 검출한다.
다음으로, 레벨 제어부(330)는 일종의 감쇄기로서, 레벨 검출부(320)에 의해 검출된 소정의 레벨에 따라 간섭 추출부(310)로부터 추출된 3차 PIMD 성분의 적정 레벨을 유지할 수 있도록 한다. 다시 말하면, 레벨 제어부(330)는 WCDMA 수신신호에서 PIMD 성분의 주파수 성분만 동일 또는 유사했던 3차 PIMD 성분[즉, 간섭 추출부(310)로부터 추출된 3차 PIMD 성분]의 레벨도 WCDMA 수신신호에서 PIMD 성분의 레벨 성분과 동일 또는 유사하게 제어함으로써, WCDMA 수신신호의 PIMD 성분과 주파수 성분뿐만 아니라 레벨 성분도 동일 또는 유사한 3차 PIMD 성분을 만들어 낸다.
다음으로, 위상 지연부(340)는 전술한 WCDMA 수신신호의 PIMD 성분과 주파수 성분 및 레벨 성분이 동일 또는 유사한 3차 PIMD 성분을 180°로 지연함으로써 위상을 반전시켜, 신호상쇄용 믹서(350)로 인가한다. 즉, 위상 지연부(340)는 3차 PIMD 성분의 역위상을 신호상쇄용 믹서(350)로 인가한다. 이때, 신호상쇄용 믹서(350)는 위상 반전된 3차 PIMD 성분을 저잡음 증폭기(305) 후단에서 전술한 급전선 공유기(303)로부터의 WCDMA 수신신호(순수한 WCDMA 상향 성분과 빌딩 내 공중선계에 의한 PIMD 성분이 포함된 신호)와 결합함으로써 공중선계에 의한 PIMD 성분을 상쇄(제거)한다.
본 발명에 따른 이동통신 시스템의 간섭 제거 방법은 도 3의 간섭 제거 장치에 대한 설명에 갈음하여 도면에 도시하지 않고 간략히 설명한다. 본 발명의 간섭 제거 장치는, 우선 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 이용하여 간섭신호의 주파수성분에서 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출한다. 이후, 간섭 제거 장치는 간섭신호를 제거할 이동통신 시스템의 송신신호에 대한 수신신호에서 간섭신호의 레벨성분에 대응되는 신호레벨을 검출한 후, 신호레벨에 따라 간섭 제거용 신호의 레벨성분을 제어한다. 이후, 간섭 제거 장치는 간섭 제거용 신호를 위상반전시킨 후 수신신호에 결합하여 상기 간섭신호를 제거한다.
한편, 빌딩 내 공중선계(급전선, 분배기, 안테나)는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 급전선 공유로 인해 발생하는 빌딩 내 공중선계에 의한 PIMD 성분은, 커넥터 접촉 부분과 일반적으로 분배기(306 내지 309)에 사용되는 윌킨슨 분배기에서 주로 발생된다. 여기서, 윌킨슨 분배기는 내부 저항성분에 의한 PIMD 억압 기능이 떨어진다. 즉, 도 3에서 신호원으로부터 다양한 거리에 배치된 분배기(306 내지 309)에서 다양한 위상의 PIMD 성분이 발생된다. 이러한 특성으로 본 발명의 간섭 제거 장치는 PIMD의 주성분만 제거할 수 있게 된다.
본 발명에서는 윌킨스 분배기 대신에 PIMD 억압 기능이 우수한 "U-junction" 또는 "T-junction" 분배기로 대체하여 사용한다.
이때, 본 발명에서는 분배기(306 내지 309)에 대해 "U-junction" 또는 "T-junction" 분배기로 대체할 수 있으나, 급전선 초단에 사용되는 분배기(306)만을 "U-junction" 또는 "T-junction" 분배기로 대체하더라도 모든 분배기를 대체하는 것과 동일 또는 유사한 효과를 얻을 수 있다. 이는 급전선 초단에 사용되는 분배기(306)에서 최대의 PIMD 성분이 발생되기 때문이다.
따라서 본 발명에서는 급전선 초단에 사용되는 분배기(306)를 윌킨스 분배기에서 "U-junction" 또는 "T-junction" 분배기로 대체하면 PIMD 레벨의 주성분이 두 번째 분배기에서 발생하는데, 이렇게 함으로써 PIM의 위상성분이 좀 더 단순화되고 첫 번째 분배기까지의 급전선 손실 및 분배기 손실이 줄어들게 되어 PIMD 성분을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 간섭 제거 장치는 전술한 바와 같이 이기종 이동통신망에서 발생하는 PIMD를 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 동일 서비스 내에 다수의 FA를 사용하여 발생하는 IM 성분을 제거할 수도 있다.
도 5a는 동일 서비스 내의 FA간에 발생하는 IM 성분에 대한 일실시 예시도이다.
예를 들어, 셀룰라 서비스의 경우에는 다수의 FA를 사용하므로 FA 간의 IM 성분이 수신 주파수 대역에서 발생할 수 있다. 구체적으로는 하기의 [표 2]와 같다.
구분 주파수 IMD
셀룰라 송신 869∼894㎒ 869*2―894＝844㎒
셀룰라 수신 824∼849㎒
상기 [표 2]에서 동일 셀룰라 서비스 내에서 FA간에 발생하는 IM 성분을 확인할 수 있다.
이렇게 발생하는 IM 성분을 제거하기 위해 송수신을 분리하는 방식이 있을 수 있다. 도 5b는 송수신 분리 방식에 대한 일실시예 구성도이다. 도 5b의 송수신 분리 방식은 송신 출력단의 급전선 및 안테나를 분리하여 송신단 앰프의 비선형성으로 인해 발생하는 IM 성분이 수신대역으로 유기되는 것을 근본적으로 차단한다. 이는 비교적 간단한 방식이나 급전선 및 안테나 공사비가 증가하고, 현실적으로 안테나의 설치공간이 여유롭지 못해 IM 영향을 최소화하기 위한 적용 장소가 제한될 수 있다. 도 5b의 송수신 분리 방식은 기지국 및 지상광중계기에 일부 적용될 수 있으나, 빌딩 내에서 급전선의 활용이 다수 필요하면 적용하기 어려울 수도 있다.
다른 방식으로, 빌딩 내의 음영지역을 해소하기 위해 급전선에 인가되는 출력을 다수의 포트로 분리하여 발생되는 IM 성분의 레벨을 떨어뜨리는 방식(즉, 출력 분리 방식)이 있다. 도 5c는 출력 분리 방식에 대한 일실시예 구성도이다. 이는 현실적으로 구현할 수 있지만 설계 자체가 복잡해 운영 및 관리가 어려운 단점이 있다.
이에, 전술한 바와 같은 본 발명의 간섭 제거 장치를 도 5d에 도시된 바와 같이 동일 서비스 내에서도 적용할 수 있다.
도 5d는 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치에 대한 다른 실시예 구성도이다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 간섭 제거 장치는, 동일 서비스 내에서 하나의 모니터링 포트에서 송신신호 성분을 비선형대역에서 증폭하여 3차 IM 성분을 추출하고 수신대역 외에서 PIMD 성분의 레벨을 추출하여 상기 추출된 3차 IM 성분의 레벨을 조정한 후에 위상반전시켜 셀룰라 수신대역에서 PIMD 성분을 제거한다(전술한 도 3 참조).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1a는 WCDMA 인빌딩 중계 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 1b는 휴대인터넷(WIBRO) 인빌딩 중계 시스템에 대한 일실시예 구성도,
도 2a는 WCDMA 및 PCS 간 급전선 공유방식에 대한 일실시예 구성도,
도 2b는 휴대인터넷(WIBRO) 및 WCDMA 간 급전선 공유방식에 대한 일실시예 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 4a는 비선형소자의 특성에 대한 일실시 예시도,
도 4b는 WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO) 급전선 공유로 인해 발생하는 3차 PIMD 주파수에 대한 그래프,
도 4c는 WCDMA 및 휴대인터넷(WIBRO) 급전선 공유로 인해 발생하는 PIMD 주파수의 파형에 대한 그래프,
도 5a는 동일 서비스 내의 FA간에 발생하는 IM 성분에 대한 일실시 예시도,
도 5b는 송수신 분리 방식에 대한 일실시예 구성도,
도 5c는 출력 분리 방식에 대한 일실시예 구성도,
도 5d는 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 간섭 제거 장치에 대한 다른 실시예 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
310 : 간섭 추출부(distortion generator)
320 : 레벨 검출부(level detector) 330 : 레벨 제어부(level controller)
340 : 위상 지연부(phase delay) 350 : 신호상쇄용 믹서(mixer)

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 간섭 제거 장치에 있어서,
    각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 이용하여 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하기 위한 간섭 추출 수단;
    간섭신호를 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에서 간섭신호의 레벨성분에 대응되는 신호레벨을 검출하기 위한 레벨 검출 수단;
    상기 검출된 신호레벨에 따라 상기 추출된 간섭 제거용 신호의 레벨성분을 제어하기 위한 레벨 제어 수단;
    상기 레벨 제어 수단으로부터의 간섭 제거용 신호를 위상반전시키기 위한 위상 지연 수단; 및
    상기 수신신호와 상기 위상반전된 간섭 제거용 신호를 결합하여 간섭신호를 제거하기 위한 간섭신호 제거 수단을 포함하되,
    상기 간섭 추출 수단은,
    상기 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 믹싱하여 비선형 영역에서 증폭시켜 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하는, 간섭 제거 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레벨 검출 수단은,
    급전선을 통해 추출된 수신신호에서 간섭신호에 해당되는 부분을 분리하여 직류 성분의 신호레벨을 검출하는, 간섭 제거 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 레벨 검출 수단은,
    분배기를 이용하여 공중선계의 급전선 공유기로부터 수신신호를 추출하는, 간섭 제거 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 장치는,
    상기 급전선의 초단의 분배기로 "U-junction" 또는 "T-junction" 분배기를 사용하는, 간섭 제거 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 위상 지연 수단은,
    상기 레벨 제어 수단으로부터의 간섭 제거용 신호를 지연시켜 180°로 위상반전시키는, 간섭 제거 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 간섭신호는,
    상기 이동통신 시스템 및 타 이동통신 시스템에 의해 급전선이 공유되고, 상기 이동통신 시스템의 송신신호의 두 번째 고조파 성분과 상기 타 이동통신 시스템의 송신신호의 고조파 성분에 대한 차이가 상기 이동통신 시스템의 상향 주파수 대역에 포함되어 발생되는 PIMD(Passive Intermodulation Distortion) 성분을 포함하는 신호인, 간섭 제거 장치.
  8. 삭제
  9. 간섭 제거 방법에 있어서,
    각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 이용하여 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하는 추출 단계;
    간섭신호를 제거할 이동통신 시스템의 수신신호에서 간섭신호의 레벨성분에 대응되는 신호레벨을 검출하는 검출 단계;
    상기 검출된 신호레벨에 따라 상기 추출된 간섭 제거용 신호의 레벨성분을 제어하는 제어 단계; 및
    상기 제어된 간섭 제거용 신호를 위상반전시킨 후 상기 수신신호와 결합하여 상기 간섭신호를 제거하는 제거 단계를 포함하되,
    상기 추출 단계는,
    상기 각 이동통신 시스템별로 추출된 송신신호 성분을 믹싱하여 비선형 영역에서 증폭시켜 간섭신호의 주파수성분에 대응되는 간섭 제거용 신호를 추출하는, 간섭 제거 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 검출 단계는,
    급전선을 통해 추출된 수신신호에서 간섭신호에 해당되는 부분을 분리하여 직류 성분의 신호레벨을 검출하는, 간섭 제거 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 간섭신호는,
    상기 이동통신 시스템 및 타 이동통신 시스템에 의해 급전선이 공유되고, 상기 이동통신 시스템의 송신신호의 두 번째 고조파 성분과 상기 타 이동통신 시스템의 송신신호의 고조파 성분에 대한 차이가 상기 이동통신 시스템의 상향 주파수 대역에 포함되어 발생되는 PIMD(Passive Intermodulation Distortion) 성분을 포함하는 신호인, 간섭 제거 방법.
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