KR101761595B1 - 해상용 신호 간섭 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해상용 신호 간섭 제거 장치에 관한 것으로서, 복수의 안테나로부터 입력된 수신 신호 중 특정레벨 이상의 수신신호만을 선택적으로 채택함으로써 통화품질을 향상시킬 수 있는 해상용 신호 간섭 제거 장치에 관한 것이다. 이를 위해 복수의 안테나로부터 입력되는 RF신호를 제어신호에 따라 차단하도록 복수의 안테나와 대응되게 각각 접속되는 복수의 RF 스위치부, RF신호의 세기를 검출하도록 복수의 안테나와 복수의 RF 스위치부 경로상에 각각 RF신호를 커플링하는 복수의 검출부, 복수의 RF 스위치부를 통해 전송되는 각각의 RF신호를 결합하는 컴바이너부, 컴바이너부와 중계기 경로상에서 RF 송신신호와 RF 수신신호를 분기하는 듀플렉스부, 및 복수의 검출부로부터 입력된 RF신호의 세기를 각각 산출하고, RF신호의 세기에 따라 이에 대응하는 RF 스위치부를 제어하도록 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상용 신호 간섭 제거 장치가 개시된다.

Description

해상용 신호 간섭 제거 장치{Apparatus for interference cancellation}

본 발명은 해상용 신호 간섭 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 안테나로부터 입력된 수신 신호 중 특정레벨 이상의 수신신호만을 선택적으로 채택함으로써 통화품질을 향상시킬 수 있는 해상용 신호 간섭 제거 장치에 관한 것이다.

선박용 해상 중계기의 보급으로 육지에서 기존 20km에서 최장 95km 떨어진 해상까지 이동통신이 가능해지고 있으며, 연근해 어선과 여객선, 관공선 등 선박 9만여 척과 여객선 이용객, 선상낚시 이용객 등 연각 1200만명 가량이 혜택을 보게 된다.

한편, 운항하는 선박으로 육지의 전파신호 중 다수의 기지국 또는 중계기로 부터 낮은 레벨의 신호와 노이즈가 심한 신호가 동시에 선박에 수신되어 원활한 이동통신 서비스가 되지 못하고 통화품질이 저하되는 문제점이 있어 왔다.

대한민국 등록특허공보 제10-0744430(발명의 명칭 : 복수의 안테나를 구비하는 무선 중계기 및 무선 중계방법) 대한민국 등록특허공보 제10-1184756(발명의 명칭 : 통신 중계기의 간섭제거장치) 대한민국 공개특허공보 특2002-0017202(발명의 명칭 : 이동통신용 중계기)

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 복수의 경로로 수신된 수신신호 중 특정레벨 이상의 신호만을 선택적으로 제공함으로써 통화품질을 향상시킬 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 복수의 안테나로부터 입력되는 RF신호를 제어신호에 따라 차단하도록 복수의 안테나와 대응되게 각각 접속되는 복수의 RF 스위치부, RF신호의 세기를 검출하도록 복수의 안테나와 복수의 RF 스위치부 경로상에 각각 RF신호를 커플링하는 복수의 검출부, 복수의 RF 스위치부를 통해 전송되는 각각의 RF신호를 결합하는 컴바이너부, 컴바이너부와 중계기 경로상에서 RF 송신신호와 RF 수신신호를 분기하는 듀플렉스부, 및 복수의 검출부로부터 입력된 RF신호의 세기를 각각 산출하고, RF신호의 세기에 따라 이에 대응하는 RF 스위치부를 제어하도록 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상용 신호 간섭 제거 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 검출부는 RF신호를 전압으로 변환하며,

제어부는 복수의 검출부로부터 각각 입력된 전압 값에 따라 신호의 세기가 가장 큰 값을 분류하고, 신호의 세기가 가장 큰 값과 나머지 값을 서로 비교하여 상호간에 이득이 기 설정된 값 이상 차이가 나는 안테나로부터 입력된 RF신호를 차단하도록 RF 스위치부를 제어한다.

또한, 제어부는 신호의 세기가 가장 큰 값과 나머지 값을 서로 비교하여 상호간에 이득이 7dB 이상 차이가 나는 안테나로부터 입력된 RF신호를 차단하도록 RF 스위치부를 제어하며, 차단된 RF 스위치부에 상응하는 RF신호의 세기 값이 가장 큰 값 대비 이득이 3dB 이내로 회복되는 경우에는 차단된 RF 스위치부를 절환 또는 전환하도록 한다.

또한, 듀플렉스부는 수신단과 송신단을 분기하도록 하며, 수신단은 수신 주파수에 상응하는 신호를 필터링하는 제1 밴드패스필터부, 제1 밴드패스필터부로부터의 신호를 증폭하는 증폭부, 증폭부의 출력신호를 필터링하는 제2 밴드패스필터부를 포함하며, 송신단은 송신 주파수에 상응하는 신호를 필터링하는 제1 밴드패스필터부, 제1 밴드패스필터부로부터의 신호를 증폭하는 증폭부, 증폭부의 출력신호를 필터링하는 제2 밴드패스필터부를 포함한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 복수의 경로로 수신된 수신신호 중 특정레벨 이상의 신호만을 선택적으로 제공함으로써 통화품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해상용 신호 간섭 제거 장치의 전체 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 검출부, 제어부, 및 RF스위치부를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 듀플렉스를 자세히 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 해상용 신호 간섭 제거 장치는 복수의 안테나로 유입되는 RF신호 중 양호한 신호만을 선택하는 것으로서 일정레벨 이하의 신호세기를 가지는 RF신호는 차단하여 통화품질을 높이도록 한 장치이다. 이러한 해상용 신호 간섭 제거 장치는 일예로서 해상용 선박에 장착될 수 있다.

해상용 신호 간섭 제거 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 검출부, 복수의 RF스위치, 컴바이너, 및 듀플렉스로 대략 구성되며, 안테나와 중계기 사이에 구비되어 특정레벨 이상의 신호세기를 가지는 포트에서 입력되는 신호만을 선택하도록 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 안테나는 해상에서 선박의 이동경로에 따라 RF신호를 송신 또는 수신하는 장치이다. 특히, 선박에서 수신되는 RF신호는 인접 육상의 기지국 또는 중계기로부터 전송되는 신호일 수 있다. 복수의 안테나는 제1,2,3,4 안테나(110,120,130,140)를 예로 들어 설명하기로 하나 적어도 두개 이상의 안테나가 구비되는 경우에는 본 발명을 적용할 수 있을 것이다. 각각의 안테나(110,120,130,140)는 선박으로 전송되거나 선박으로부터 전송되는 RF신호를 수신 또는 송신한다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 해상용 신호 간섭 제거 장치를 선박용으로 설명하나 꼭 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 안테나로부터 입력된 신호를 신호의 세기에 따라 선택하는 장치에 모두 적용할 수 있다.

이때, 육상으로부터 수신되는 RF신호는 신호의 세기가 안테나의 방향 또는 위치에 따라 달라질 수 있으며, 또한 육상 기지국의 전송 위치 및 전송 거리에 따라 수신 감도가 달라질 수 있다. 즉, 제1,2,3,4 안테나(110,120,130,140)로 수신되는 RF신호의 감도가 서로 다를 수 있다. 이렇게 서로 다른 수신 감도를 가지는 RF신호가 안테나를 거쳐 선박용 중계기(500)에 전송되는 경우 통화품질이 떨어질 수 있다.

제1,2,3,4 RF스위치(210,220,230,240)는 각각 제1,2,3,4 안테나(110,120, 13 0,140)와 서로 대응되어 접속된다. 즉, 제1 안테나(110)는 제1 RF스위치(210)와 대응되어 접속되며 나머지도 동일하게 대응되어 접속된다. 복수의 RF스위치(210, 220,230,240)는 후술하는 제어부(20)의 제어신호에 따라 스위치를 on 또는 off 하게 된다. 스위치가 "on" 되면 안테나로부터 수신된 RF신호가 수신경로를 따라 입력되게 되며, 스위치가 "off" 되면 안테나로부터 수신된 RF신호가 수신경로를 따라 입력되지 못하고 차단되게 된다.

제1,2,3,4 RF스위치(210,220,230,240)는 각각 컴바이너(300)와 접속되며, 컴바이너(300)는 제1,2,3,4 RF스위치(210,220,230,240)로부터 입력된 RF신호를 결합하게 된다. 이때, 컴바이너(300)를 4way 컴바이너라 한다. 만약, 안테나로부터 입력되는 포트가 2개인 경우에는 2way 컴바이너라 할 수 있다. 전술한 RF스위치, 컴바이너 및 후술하는 듀플렉스는 각각 RF신호 로스가 발생되기 때문에 후술하는 증폭기에 의해 신호 로스를 보상하게 된다.

복수의 검출부(11,12,13,14)는 복수의 안테나와 복수의 RF스위치 경로상에 RF신호를 커플링 하도록 배치된다. 즉, 일예로서 제1 안테나(110)와 제1 RF스위치(210) 사이 경로상에 제1 검출부(11)가 RF신호를 커플링하여 이를 제어부(20)로 전송한다. 제2,3,4 검출부(12,13,14)도 동일한 원리를 적용하면 되므로 이하 설명을 생략하기로 한다. 복수의 검출부는 각각의 안테나 포트로부터 입력된 RF신호를 커플링하여 RF신호의 세기 값을 전압으로 변환한다. 이러한 RF신호의 세기를 전압으로 변환하는 예는 설명의 편의를 위하여 예시한 것일 뿐 검출부가 어떠한 값을 검출하더라도 제어부(20)에서 인식 가능한 값이면 아날로그 값이던 디지털 값이던 모두 채택될 수 있다. 물론 검출부와 제어부 사이에 아날로그 값을 디지털로 변환하는 컨버터가 필요할 수도 있다.

제어부(20)는 전술한 복수의 검출부(11,12,13,14)로부터 각각의 안테나 포트에서 수신된 RF신호의 세기 값을 입력받으며, 또한, 각각의 안테나 포트에서 수신된 RF신호의 세기 값에 따라 각각의 포트에 대응되는 RF스위치를 on 하거나 off 한다. 이하에서는 RF스위치의 on 또는 off의 일예를 설명하기로 한다.

(RF스위치 차단)

제어부(20)는 각각의 검출부(11,12,13,14)로부터 입력된 전압 값을 기초로 가장 신호의 세기가 큰 값을 분류한다. 즉, 만약에 제1 안테나(110)로부터 입력된 RF신호의 세기가 가장 크다고 가정하고 순차적으로 그 신호의 세기가 작아진다고 가정할 때 가장 큰 수신신호 레벨을 가지는 것은 제1 안테나(110)로부터 수신된 신호이다. 따라서 제어부(20)는 제1 안테나(110) 포트로부터 입력된 수신신호가 가장 크다고 가정하고 이를 기준신호로 한다. 그리고 나머지 비교대상 신호를 기준신호와 비교한다. 만약, 기준신호 대비 비교대상 신호의 이득이 -7dB 이상 차이가 나는 경우에는 노이즈 신호이거나 신호레벨이 너무 낮은 신호로서 이에 대응하는 RF스위치를 차단하도록 한다. 만약, 이때 -7dB 이상 차이가 나는 포트가 제3 안테나(130)로부터 유입된 신호라고 한다면 제어부(20)는 제3 RF스위치(230)를 "off" 하게 된다. 따라서 안테나로부터 수신된 신호의 레벨이 일정 크기 이상인 경우에만(즉, 양호한 신호만 통과되도록 하여) 수신경로를 따라 컴바이너(300)로 전송되도록 하여 통화품질을 높이도록 한다. 상술한 예에서 제4 안테나(140)로부터 유입된 수신신호도 기준신호 대비 -10dB의 이득 차이가 나는 것으로 가정하고, 제2 안테나(120)로부터 유입된 수신신호는 -3dB의 이득 차이가 나는 것으로 가정한다.

(RF스위치 회복)

제어부(20)는 각각의 검출부(11,12,13,14)로부터 입력된 신호의 크기 값을 지속적으로 모니터링하게 되며, 일정 시간 경과 후 기준신호 대비 -3dB의 이득 차이가 나는 경우에는 RF 스위치를 다시 "on" 하도록 한다. 즉, 상술한 예에서 제3 안테나(130)로부터 입력된 신호는 기준신호 대비 -7dB 이득 차이가 나고, 제4 안테나(140)로부터 입력된 신호는 기준신호 대비 -10dB 이득 차이가 났다. 이때, 일정 시간 경과 후 제3 안테나(130)로부터 입력된 신호는 기준신호 대비 -3dB 이득 차이가 나고, 제4 안테나(140)로부터 입력된 신호는 기준신호 대비 -7dB 이득 차이가 발생된 경우 제어부(20)는 제3 RF스위치(230)를 다시 "on"시키고 제4 RF스위치(240)는 계속 "off" 상태로 두도록 한다. 따라서 제3 RF스위치(230)가 "on" 됨으로써 제3 안테나(130)로부터 입력된 수신신호가 다시 컴바이너(300)로 전송된다.

상술한 바와 같이 제어부(20)는 각각의 검출부(11,12,13,14)로부터 입력된 신호 값에 기초하여 이에 대응되는 각각의 RF스위치(210,220,230,240)를 제어함으로써 양호한 신호 품질을 가지는 수신신호만을 선택적으로 공급하도록 한다.

상술한 예에서 만약 기준신호가 기 설정된 레벨의 신호크기에 합당하지 않다고 판단된 경우에는 제어부(20)는 기준신호를 정의할 수 없으며 모든 안테나 포트로부터 입력된 신호를 차단하도록 RF스위치를 제어할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 듀플렉스(400)는 동일한 안테나를 사용하는 경우 송신단과 수신단을 분기한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 듀플렉스는 컴바이너(300)와 중계기(500) 사이에서 송신경로와 수신경로를 분기하도록 한다. 수신경로는 단말기(600)로부터 전송된 신호가 중계기(500), 듀플렉스(400)를 거쳐 안테나를 통해 전송되는 경로이고, 송신경로는 안테나로부터 입력된 신호가 컴바이너(300) 및 듀플렉스(400)를 거쳐 중계기(500)로 전송되는 경로이다.

듀플렉스의 수신경로 상에는 각각 중계기(500)로부터 입력된 신호를 필터링하는 수신 밴드패스필터(430)가 구비된다. 수신 밴드패스필터(430) 다음 단에는 수신경로상의 이득을 맞추기 위한 저잡음증폭기(420)가 구비되며, 저잡음증폭기(420) 다음 단에는 다시 수신 밴드패스필터(410)가 구비되어 최종적으로 신호를 필터링한 후 컴바이너(300)로 신호를 전송한다.

듀플렉스의 송신경로 상에는 각각 안테나를 거쳐 컴바이너(300)로부터 입력된 신호를 필터링하는 송신 밴드패스필터(460)가 구비된다. 송신 밴드패스필터(460) 다음 단에는 송신경로상의 이득을 맞추기 위한 저잡음증폭기(470)가 구비되며, 저잡음증폭기(470) 다음 단에는 다시 송신 밴드패스필터(480)가 구비되어 최종적으로 신호를 필터링한 후 중계기(500)로 신호를 전송한다.

상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

11 : 제1 검출부(D1)
12 : 제2 검출부(D2)
13 : 제3 검출부(D3)
14 : 제4 검출부(D4)
20 : 제어부
110 : 제1 안테나
120 : 제2 안테나
130 : 제3 안테나
140 : 제4 안테나
210 : 제1 RF스위치
220 : 제2 RF스위치
230 : 제3 RF스위치
240 : 제4 RF스위치
300 : 컴바이너
400 : 듀플렉스
410 : 수신 밴드패스필터
420 : 수신 증폭기
430 : 수신 밴드패스필터
460 : 송신 밴드패스필터
470 : 송신 증폭기
480 : 송신 밴드패스필터
500 : 중계기
600 : 단말기

Claims (4)

1. 복수의 안테나,
   상기 복수의 안테나로부터 입력되는 RF신호를 제어신호에 따라 차단하도록 상기 복수의 안테나와 각각 전기적으로 직접 접속되는 복수의 RF 스위치부,
   서로 다른 안테나로부터 입력되는 각각의 RF신호의 세기를 검출하도록 상기 복수의 안테나와 상기 복수의 RF 스위치부 경로상에 각각 배치되는 복수의 검출부,
   상기 복수의 RF 스위치부와 전기적으로 접속되어 상기 복수의 RF 스위치부를 통해 전송되는 각각의 RF신호를 결합하는 컴바이너부,
   상기 컴바이너부와 중계기 경로상에서 RF 송신신호와 RF 수신신호를 분기하는 듀플렉스부, 및
   상기 복수의 검출부로부터 입력된 RF신호의 세기를 각각 산출하고, 상기 RF신호의 세기에 따라 이에 대응하는 RF 스위치부를 제어하도록 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하며,
   상기 복수의 안테나와 상기 복수의 RF 스위치부의 직접 접속에 의해 서로 다른 RF 신호를 수신하는 복수의 수신경로가 형성되고,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 검출부에서 각각 입력된 수신신호 중 수신신호의 세기가 가장 큰 값을 기준신호로 하고, 상기 기준신호의 세기와 나머지 수신신호의 세기를 서로 비교하여 기 설정값 이상 차이가 나는 신호의 상기 복수의 수신경로상 중 어느 하나의 경로상에 위치하는 RF 스위치부를 오프(OFF)하도록 하며, 상기 차단된 수신신호의 세기가 기 설정값 내로 회복하는 경우에는 상응하는 상기 RF 스위치부를 온(ON)하도록 하며,
   상기 복수의 검출부에서 각각 입력된 수신신호의 세기가 기 설정값에 합당하지 않은 경우에는 상기 기준신호를 설정하지 않고 상기 복수의 수신경로상에 위치하는 상기 복수의 RF 스위치부를 모두 차단하도록 하는 것을 특징으로 하는 해상용 신호 간섭 제거 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   검출부는,
   RF신호를 전압으로 변환하며,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 검출부로부터 각각 입력된 전압 값에 따라 신호의 세기가 가장 큰 값을 기준신호로 분류하고, 상기 신호의 세기가 가장 큰 값과 나머지 값을 서로 비교하여 상호간에 이득이 기 설정된 값 이상 차이가 나는 안테나로부터 입력된 RF신호를 차단하도록 RF 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 해상용 신호 간섭 제거 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 신호의 세기가 가장 큰 값과 나머지 값을 서로 비교하여 상호간에 이득이 7dB 이상 차이가 나는 안테나로부터 입력된 RF신호를 차단하도록 RF 스위치부를 제어하며,
   차단된 RF 스위치부에 상응하는 RF신호의 세기 값이 상기 가장 큰 값 대비 이득이 3dB 이내로 회복되는 경우에는 차단된 RF 스위치부를 절환 또는 전환하도록 하는 것을 특징으로 하는 해상용 신호 간섭 제거 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 듀플렉스부는,
   수신단과 송신단을 분기하도록 하며,
   상기 수신단은,
   수신 주파수에 상응하는 신호를 필터링하는 제1 밴드패스필터부,
   상기 제1 밴드패스필터부로부터의 신호를 증폭하는 증폭부,
   증폭부의 출력신호를 필터링하는 제2 밴드패스필터부를 포함하며,
   상기 송신단은,
   송신 주파수에 상응하는 신호를 필터링하는 제1 밴드패스필터부,
   상기 제1 밴드패스필터부로부터의 신호를 증폭하는 증폭부,
   증폭부의 출력신호를 필터링하는 제2 밴드패스필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상용 신호 간섭 제거 장치.

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