KR101766814B1 - 단일입력 단일출력 간섭 제거 중계 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 중계 장치는, 인접한 중계 장치와 커플링되며 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제1 채널을 구비하는 중계 장치로, 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 채널을 거쳐 방사된 신호에 의한 제1 간섭 신호 및 상기 커플링된 중계 장치로부터 방사된 신호에 의한 제2 간섭 신호를 제거하여 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력하는 간섭 제거부, 및 상기 커플링된 중계 장치로 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 전송하고, 상기 커플링된 중계 장치로부터 상기 커플링된 중계 장치의 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 제2 간섭 제거 처리 신호를 입력받는 신호 공유부를 포함한다.

Description

단일입력 단일출력 간섭 제거 중계 장치{SISO INTERFERENCE CANCELLATION SYSTEM REPEATER}
본 발명은 단일입력 단일출력(single-input single-output, SISO) 간섭 제거 중계 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다른 SISO 간섭 제거 중계 장치와 커플링되어 다중입력 다중출력(multiple-input multiple-output, MIMO) 방식으로 운용될 수 있는 SISO 간섭 제거 중계 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기지국과 단말간에 신호를 전송하고 전파 음영지역의 서비스 확장이나 품질의 향상을 위하여 중계 장치가 사용된다. 중계 장치는 기지국 또는 단말로부터 전송되는 신호를 수신 안테나를 통해 수신하고, 이를 증폭하여 송신 안테나를 통해 단말 또는 기지국으로 송신하는 통신 서비스를 제공한다.
최근 데이터 용량의 증가와 고속화 요구에 따라 제한된 주파수 자원의 한계를 극복하고 높은 주파수 효율(spectral efficiency)을 달성하기 위해 다중 안테나를 이용하는 MIMO 방식이 중계 장치에 채용되고 있으며, 상기 MIMO 방식은 송신 신호들에 의한 피드백 신호들, 즉 송신 안테나를 통해 송출된 신호들이 여러 경로를 통해 수신 안테나로 입력되는 간섭 신호들을 제거하여 발진 및 성능 저하 문제를 해결하기 위한 간섭 제거(interference cancellation system) 중계 장치에도 확대 적용되고 있는 추세이다.
하지만, MIMO 방식이 적용된 간섭 제거 중계 장치의 경우, 각각의 채널마다 증폭기와 간섭 제거부 등이 구비됨에 따라 간섭 제거 중계 장치의 크기가 증가되고 제조 비용이 증가되며 소비 전력이 증가되어, 서비스 제공업자의 간섭 제거 장치 운용에 있어서 경제적 부담과 관리상의 어려움을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, MIMO 방식의 직접적인 채용없이 인접한 SISO 간섭 제거 중계 장치와 상호 커플링되어 MIMO 방식으로 운용됨에 따라 서비스 제공업자가 경제적 부담없이 간편하게 높은 주파수 효율을 달성할 수 있도록 하는 SISO 간섭 제거 중계 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 중계 장치는, 인접한 중계 장치와 커플링되며 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제1 채널을 구비하는 중계 장치로, 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 채널을 거쳐 방사된 신호에 의한 제1 간섭 신호 및 상기 커플링된 중계 장치로부터 방사된 신호에 의한 제2 간섭 신호를 제거하여 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력하는 간섭 제거부, 및 상기 커플링된 중계 장치로 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 전송하고, 상기 커플링된 중계 장치로부터 상기 커플링된 중계 장치의 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 제2 간섭 제거 처리 신호를 입력받는 신호 공유부를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 간섭 제거부는, 피드백되는 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제1 간섭 신호에 상응하는 제1 추정 신호를 생성할 수 있고, 상기 신호 공유부로부터 전송되는 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제2 간섭 신호에 상응하는 제2 추정 신호를 생성할 수 있고, 상기 제1 및 제2 추정 신호를 기초로 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 중계 장치는, 기준 클록 신호를 생성하는 클록 신호 생성부를 더 포함할 수 있고, 상기 간섭 제거부는, 상기 기준 클록 신호에 응답하여 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 채널에 대한 수신 안테나와 송신 안테나는, SISO(single-input single-output) 구조를 갖도록 각각 1개로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 중계 장치는, 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제1 채널을 구비하는 인접한 중계 장치와 커플링되며 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제2 채널을 구비하는 중계 장치로, 상기 커플링된 중계 장치로부터 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 커플링된 중계 장치로부터 방사된 신호에 의한 제1 간섭 신호 및 상기 제2 채널을 거쳐 방사된 신호에 의한 제2 간섭 신호가 제거된 제1 간섭 제거 처리 신호를 입력받는 신호 공유부, 상기 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 제2 간섭 제거 처리 신호를 출력하는 간섭 제거부, 및 상기 제1 간섭 제거 처리 신호로부터 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호를 복원하고, 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호에 동기화된 클록 신호를 생성하는 동기화 클록 신호 생성부를 포함하고, 상기 간섭 제거부는, 상기 클록 신호에 응답하여 상기 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하고 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 출력한다.
일부 실시예에서, 상기 클록 신호 생성부는, 상기 제1 간섭 제거 처리 신호로부터 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호를 복원하는 복원부, 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호를 이용하여 제어 신호를 생성하는 제어부, 및 상기 제어 신호에 응답하여 상기 클록 신호를 생성하는 생성부를 포함할 수 있고, 상기 제어부는, 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호와 생성되는 상기 클록 신호를 비교하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 간섭 제거부는, 상기 신호 공유부로부터 전송되는 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제1 간섭 신호에 상응하는 제1 추정 신호를 생성할 수 있고, 피드백되는 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제2 간섭 신호에 상응하는 제2 추정 신호를 생성할 수 있고, 상기 제1 및 제2 추정 신호를 기초로 상기 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제2 채널에 대한 수신 안테나와 송신 안테나는, SISO 구조를 갖도록 각각 1개로 구성될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 SISO 간섭 제거 중계 장치는, 다른 SISO 간섭 제거 중계 장치와 커플링되어 MIMO 방식으로 운용될 수 있다.
이에 따라, 서비스 제공업자가 SISO 간섭 제거 중계 장치에 비하여 다수의 안테나, 다수의 간섭 제거부, 다수의 증폭부 등으로 인한 제조 비용 및 소비 전력 증가가 요구되는 MIMO 간섭 제거 중계 장치를 직접 이용하지 않고도 SISO 간섭 제거 중계 장치들을 이용하여 높은 데이터 전송률을 보장하고 고품질의 서비스를 제공할 수 있어, 서비스 제공업자의 경제적 부담 및 관리의 어려움이 저감될 수 있다.
또한, 높은 데이터 전송률을 요구하는 환경에서는 두 개의 SISO 간섭 제거 중계 장치를 커플링시켜 MIMO 방식으로 운용하고, 비교적 낮은 데이터 전송률을 요구하는 환경에서는 각각의 SISO 간섭 제거 중계 장치를 독립적으로 운용할 수 있어, 서비스 제공업자가 다양한 서비스 환경에 유연하게 대응할 수 있게 된다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 커플링된 중계 장치들의 중계 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 커플링된 중계 장치들을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 제1 중계 장치에서 간섭 제거부의 일 구현예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 도 2의 제2 중계 장치에서 동기화 클록 신호 생성부의 일 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~자", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
그리고 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 차례로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 커플링된 중계 장치들의 중계 환경을 나타내는 도면이다. 도 1을 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 기지국(BTS)의 다운링크 신호가 커플링된 중계 장치들(10, 20)를 통해 단말(MS)로 전송되는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 중계 장치들(10, 20)을 각각 제1 중계 장치와 제2 중계 장치로 칭하고, 기지국(BTS)과 신호를 송수신하는 중계 장치들(10, 20)의 도너 안테나(RX1, RX2)를 수신 안테나로 단말(MS)과 신호를 송수신하는 중계 장치들(10, 20)의 서비스 안테나(TX1, TX2)를 송신 안테나로 설명한다. 이하 도 2 내지 도 5에서도 마찬가지이다. 한편, 도 1에서는 예시적으로 두 개의 중계 장치가 커플링된 것으로 도시되고 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 세 개 이상의 중계 장치가 커플링될 수 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, SISO 방식의 제1 중계 장치(10)와 SISO 방식의 제2 중계 장치(20)가 커플링되어 MIMO 방식의 중계 장치와 같이 동작할 수 있다. 즉, 기지국(BTS)의 다운링크 신호들이 제1 중계 장치(10)에서 수신 안테나(RX1)와 송신 안테나(TX1) 사이에 형성된 제1 채널 및/또는 제2 중계 장치(20)에서 수신 안테나(RX2)와 송신 안테나(TX2) 사이에 형성된 제2 채널을 거쳐 단말(MS)로 송신될 수 있다.
이 때, 제1 중계 장치(10)의 송신 안테나(TX1)를 통해 송출된 신호들이 무선 환경을 통하여 제1 중계 장치(10)의 수신 안테나(RX1) 및 제2 중계 장치(20)의 수신 안테나(RX2) 중 적어도 하나로 입력되어 제1 간섭 신호(IS1)를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 중계 장치(20)의 송신 안테나(TX2)를 통해 송출된 신호들이 무선 환경을 통하여 제1 중계 장치(10)의 수신 안테나(RX1) 및 제2 중계 장치(20)의 수신 안테나(RX2) 중 적어도 하나로 입력되어 제2 간섭 신호(IS2)를 형성할 수 있다. 이로 인해, 각각의 수신 안테나(RX1, RX2)로 입력되는 원 신호인 상기 기지국(BTS)의 다운링크 신호에 제1 및 제2 간섭신호(IS1, IS2) 중 적어도 하나가 합쳐져 증폭되면서 제1 및 제2 중계 장치(10, 20)는 발진할 수 있게 된다. 이러한 발진 문제를 해결하기 위하여, 제1 중계 장치(10)는 제1 및 제2 간섭 신호(IS1, IS2)를 제거할 수 있는 간섭 제거부(130, 도 2 참조)를 구비하고, 제2 중계 장치(20)는 제1 및 제2 간섭 신호(IS1, IS2)를 제거할 수 있는 간섭 제거부(230, 도 2 참조)를 구비한다.
제1 및 제2 중계 장치(10, 20)는, 간섭 제거부(130, 230)의 출력 신호(S1, S2)를 상호 공유하며, 각각 공유된 간섭 제거부(130, 230)의 출력 신호(S1, S2)를 기초로 서로 동기될 수 있고 제1 및 제2 간섭 신호(IS1, IS2)를 제거할 수 있다. 이에 대해서는, 이하에서 도 2를 참조하여 더 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 커플링된 중계 장치들을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 2를 설명함에 있어서, 도 1에서와 마찬가지로 설명의 편의를 위해, 제1 및 제2 중계 장치(10, 20) 각각이 기지국(BTS, 도 1 참조)의 다운링크 신호를 단말(MS, 도 1 참조)로 전송하기 위한 구성들만을 도시하였다. 단말(MS, 도 1 참조)의 업링크 신호를 기지국(BTS, 도 1 참조)으로 전송하기 위한 구성들은, 다운링크 신호의 전송을 위한 구성들에 대응될 수 있으므로, 이하에서는 업링크 신호의 전송을 위한 구성들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 중계 장치(10)는 하나의 수신 안테나(RX1)와 하나의 송신 안테나(TX1) 사이에 형성된 제1 채널에 구비되는 아날로그/디지털 변환부(110), 간섭 제거부(130), 기준 클록 신호 생성부(150), 신호 공유부(170) 및 디지털/아날로그 변환부(190)를 포함할 수 있다.
아날로그/디지털 변환부(110)는 수신 안테나(RX1)와 접속될 수 있다. 아날로그/디지털 변환부(110)는 수신 안테나(RX1)를 통해 상기 제1 채널로 입력되는 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 상기 제1 채널로 입력되는 신호(이하, 제1 수신 신호)는, 기지국(BTS, 도 1 참조)의 다운링크 신호와, 상기 제1 채널을 거쳐 송출된 신호, 예컨대 송신 안테나(TX1)를 통해 방사된 신호에 의한 제1 간섭 신호, 및 제2 중계 장치(20)의 제2 채널을 거쳐 송출된 신호, 예컨대 송신 안테나(TX2)를 통해 방사된 신호에 의한 제2 간섭 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 수신 안테나(RX1)와 아날로그/디지털 변환부(110) 사이에는 상기 제1 수신 신호의 잡음을 최소화하여 증폭하는 저잡음 증폭기(low noise amplifier), 및 상기 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 제1 수신 신호를 무선 주파수 대역(RF Band)의 신호에서 중간 주파수 대역(Intermediate Frequency Band)의 신호로 변환하는 주파수 하향 변환기(down converter)가 배치될 수 있다. 단, 상기 주파수 하향 변환기는 선택적으로 생략될 수 있다.
간섭 제거부(130)는 아날로그/디지털 변환부(110)와 접속될 수 있다. 간섭 제거부(130)는 아날로그/디지털 변환부(110)로부터 디지털 신호로 변환된 제1 수신 신호를 수신할 수 있다.
간섭 제거부(130)는 자신의 출력 신호(이하, 제1 간섭 제거 처리 신호(S1))를 수신할 수 있다. 여기서, 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)는, 상기 디지털 변환된 제1 수신 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 원 신호, 즉 상기 제1 채널로 입력되는 기지국(BTS, 도 1 참조)의 다운링크 신호일 수 있다.
간섭 제거부(130)는 기준 클록 신호 생성부(150)로부터 기준 클록 신호(RCK)를 수신할 수 있다. 또한, 간섭 제거부(130)는 신호 공유부(130)로부터 제2 중계 장치(20)의 간섭 제거부(230)의 출력 신호(이하, 제2 간섭 제거 처리 신호(S2))를 수신할 수 있다. 여기서, 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)는, 제2 중계 장치(20)의 상기 제2 채널로 입력되는 신호(이하, 제2 수신 신호)에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 원 신호, 즉 상기 제2 채널로 입력되는 기지국(BTS, 도 1 참조)의 다운링크 신호일 수 있다.
간섭 제거부(130)는, 기준 클록 신호(RCK)에 응답하여, 제1 및 제2 간섭 제거 처리 신호(S1, S2)를 기초로 상기 디지털 변환된 제1 수신신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 출력할 수 있다. 상세하게는, 간섭 제거부(130)는, 피드백되는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 기초로 상기 제1 간섭 신호에 상응하는 제1 추정 신호를 생성하고, 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 기초로 상기 제2 간섭 신호에 상응하는 제2 추정 신호를 생성하고, 상기 제1 및 제2 추정 신호를 이용하여 상기 디지털 변환된 제1 수신 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 출력할 수 있다.
기준 클록 신호 생성부(150)는 인가되는 기준 전압을 기초로 기준 클록 신호(RCK)를 생성하여 간섭 제거부(130)로 전송할 수 있다. 기준 클록 신호 생성부(150)는, 예컨대 전압 제어 크리스탈 발진기(voltage controlled crystal oscillator)로 구성될 수 있다.
신호 공유부(170)는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 수신하여 제2 중계 장치(20)로 전송할 수 있고, 제2 중계 장치(20)로부터 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 입력받아 간섭 제거부(130)로 전송할 수 있다. 상세하게는, 신호 공유부(170)는, 제2 중계 장치(20)의 신호 공유부(270)와 전송 매체, 예컨대 케이블을 통해 상호 연결될 수 있으며, 상기 전송 매체를 통해 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 신호 공유부(270)로 전송할 수 있고, 상기 전송 매체를 통해 신호 공유부(270)로부터 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 입력받아 간섭 제거부(130)로 전송할 수 있다.
디지털/아날로그 변환부(190)는 간섭 제거부(130)와 접속될 수 있다. 디지털/아날로그 변환부(190)는 간섭 제거부(130)로부터 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 수신하여 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 디지털/아날로그 변환부(190)는 송신 안테나(TX1)와 접속될 수 있으며, 송신 안테나(TX1)를 통해 상기 아날로그 변환된 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 단말(MS, 도 1 참조)로 송출할 수 있다.
한편, 도 2에 도시되지는 않았으나, 간섭 제거부(130)와 디지털/아날로그 변환부(190) 사이에는, 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)의 이득을 제어하는 이득 제어부 및 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 전치 왜곡시키는 전치 왜곡기(pre-distorter)가 배치될 수 있다. 또한, 디지털/아날로그 변환부(190)와 송신 안테나(TX1) 사이에는, 상기 아날로그 변환된 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 무선 주파수 대역의 신호로 변환하는 주파수 상향 변환기(up converter) 및 상기 주파수 상향 변환기에 의해 주파수 상향 변환된 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 증폭하여 출력하는 전력 증폭기(power amplifier)가 배치될 수 있다. 단, 상기 주파수 상향 변환기는 선택적으로 생략될 수 있다.
제2 중계 장치(20)는 하나의 수신 안테나(RX2)와 하나의 송신 안테나(TX2) 사이에 형성된 상기 제2 채널에 구비되는 아날로그/디지털 변환부(210), 간섭 제거부(230), 동기화 클록 신호 생성부(250), 신호 공유부(270) 및 디지털/아날로그 변환부(290)를 포함할 수 있다.
아날로그/디지털 변환부(210)는 수신 안테나(RX2)와 접속될 수 있다. 아날로그/디지털 변환부(210)는 수신 안테나(RX2)를 통해 상기 제2 수신 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 상기 제2 수신 신호는, 기지국(BTS, 도 1 참조)의 다운링크 신호, 상기 제1 및 제2 간섭 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 제1 중계 장치(10)에서와 마찬가지로, 수신 안테나(RX2)와 아날로그/디지털 변환부(210) 사이에는 저잡음 증폭기(low noise amplifier) 및 주파수 하향 변환기(down converter)가 배치될 수 있다. 단, 상기 주파수 하향 변환기는 선택적으로 생략될 수 있다.
간섭 제거부(230)는 아날로그/디지털 변환부(210)와 접속될 수 있다. 간섭 제거부(230)는 아날로그/디지털 변환부(210)로부터 디지털 신호로 변환된 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
간섭 제거부(230)는 자신의 출력 신호, 즉 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 수신할 수 있다. 간섭 제거부(230)는 동기화 클록 신호 생성부(250)로부터 기준 클록 신호(RCK)에 동기화되어 생성된 클록 신호(SRCK)를 수신할 수 있다. 간섭 제거부(230)는 신호 공유부(270)부터 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 수신할 수 있다.
간섭 제거부(230)는, 클록 신호(SRCK)에 응답하여, 제1 및 제2 간섭 제거 처리 신호(S1, S2)를 기초로 상기 디지털 변환된 제2 수신 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 출력할 수 있다. 상세하게는, 간섭 제거부(230)는, 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 기초로 상기 제1 간섭 신호에 상응하는 제1 추정 신호를 생성하고, 피드백되는 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 기초로 상기 제2 간섭 신호에 상응하는 제2 추정 신호를 생성하고, 상기 제1 및 제2 추정 신호를 이용하여 상기 디지털 변환된 제2 수신 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 출력할 수 있다.
동기화 클록 신호 생성부(250)는 입력되는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)로부터 기준 클록 신호(RCK)를 복원하고, 기준 클록 신호(RCK)에 동기화된 클록 신호(SRCK)를 생성하여 간섭 제거부(230)로 전송할 수 있다. 동기화 클록 신호 생성부(250)에 대해서는 이하에서 도 6을 참조하여 더 상세히 설명한다.
신호 공유부(270)는 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 수신하여 제1 중계 장치(10)로 전송할 수 있고, 제1 중계 장치(10)로부터 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 입력받아 간섭 제거부(230)로 전송할 수 있다. 상세하게는, 신호 공유부(270)는 제1 중계 장치(10)의 신호 공유부(170)와 전송 매체, 예컨대 케이블을 통해 상호 연결될 수 있으며, 상기 전송 매체를 통해 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 신호 공유부(170)로 전송할 수 있고, 상기 전송 매체를 통해 신호 공유부(170)로부터 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 입력받아 간섭 제거부(230)로 전송할 수 있다.
디지털/아날로그 변환부(290)는 간섭 제거부(230)와 접속될 수 있다. 디지털/아날로그 변환부(290)는 간섭 제거부(230)로부터 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 수신하여 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 디지털/아날로그 변환부(290)는 송신 안테나(TX2)와 접속될 수 있으며, 송신 안테나(TX2)를 통해 상기 아날로그 변환된 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 단말(MS, 도 1 참조)로 송출할 수 있다.
한편, 도 2에 도시되지는 않았으나, 제1 중계 장치(10)에서와 마찬가지로, 간섭 제거부(230)와 디지털/아날로그 변환부(190) 사이에는 이득 제어부 및 전치 왜곡기(predistorter)가 배치될 수 있으며, 디지털/아날로그 변환부(190)와 송신 안테나(TX1) 사이에는 주파수 상향 변환기(up converter) 및 전력 증폭기(power amplifier)가 배치될 수 있다. 단, 상기 주파수 상향 변환기는 선택적으로 생략될 수 있다.
이와 같이, 제1 중계 장치(10)와 제2 중계 장치(20)는, 커플링되어 하나의 MIMO 중계 장치와 유사하게 MIMO 방식으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 제조 비용 및 소비 전력 증가가 요구되는 MIMO 중계 장치를 직접 이용하지 않고도 SISO 중계 장치들로 MIMO 방식을 구현할 수 있어 서비스 제공업자의 경제적 부담 및 운영상의 어려움을 줄여줄 수 있다. 또한, 높은 데이터 전송률을 요구하는 환경에서는 제1 및 제2 중계 장치(10, 20)를 커플링시켜 MIMO 방식으로 운용하고, 비교적 낮은 데이터 전송률을 요구하는 환경에서는 제1 및 제2 중계 장치(10, 20) 각각을 독립적으로 운용할 수 있어, 서비스 제공업자가 다양한 서비스 환경에 유연하게 대응할 수 있도록 한다.
도 3 및 도 4는 도 2의 제1 중계 장치(10)에서 간섭 제거부(130)의 일 구현예를 설명하기 위한 도면들이다. 도 3은 간섭 제거부(130)를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 4는 제1 처리부(PU1)에서 제1 추정 신호 생성부(131_1)를 더 상세히 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4를 설명함에 있어서, 간섭 제거부(130)의 각 구성들은 기준 클록 신호(RCK)에 응답하여 동작하는데, 각 구성들이 기준 클록 신호(RCK)에 동기되어 동작하는 내용은 본 발명의 출원 시점에 공지된 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 간섭 제거부(130)는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 기초로 제1 추정 신호를 생성하여 입력되는 신호로부터 제1 간섭 신호를 제거하는 제1 처리부(PU1) 및 제2 간섭 제거 처리 신호(S2)를 기초로 제2 추정 신호를 생성하여 입력되는 신호로부터 제2 간섭 신호를 제거하는 제2 처리부(PU2)를 구비할 수 있다.
제1 및 제2 처리부(PU1, PU2)는 상호 직렬적으로 연결될 수 있으며, 제1 및 제2 처리부(PU1, PU2)는 각각 추정 신호 생성부 및 제거부로 구성될 수 있다. 제1 및 제2 처리부(PU1, PU2)는 실질적으로 동일하게 구성되므로, 설명의 편의를 위해 제1 처리부(PU1)만을 예로 들어 설명한다.
제1 처리부(PU1)는 제1 추정 신호 생성부(131_1) 및 제1 제거부(133_1)로 구성될 수 있다.
제1 추정 신호 생성부(131_1)는 지연부(131_1a), 필터계수 생성부(131_1b), 및 모델링부(131_1c)를 포함할 수 있다.
지연부(131_1a)는, 상기 제1 간섭 신호가 송신 안테나(TX1)로부터 방사된 후 피드백되어 수신 안테나(RX1)로 입력되기까지의 딜레이를 보상하기 위한 것으로, 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 지연시켜 출력할 수 있다.
필터계수 생성부(131_1b)는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1) 및 지연부(131_1a)에 의해 지연된 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 수신할 수 있고, 이들을 기초로, 예컨대 LMS(least mean square) 또는 RLS(recursive least square)와 같은 적응형 필터 알고리즘을 이용하여 필터계수를 생성할 수 있다.
모델링부(131_1c)는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1) 및 상기 필터계수를 수신할 수 있고, 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)와 상기 필터계수를 이용하는 컨벌루션 연산을 통해 상기 제1 추정 신호를 생성할 수 있다. 모델링부(131_1c)는 예컨대, FIR(finite impulse response) 필터로 구성될 수 있다. 한편, 상기 제1 추정 신호는, 이상적일 때 상기 제1 간섭 신호와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 제거부(133_1)는 상기 제1 추정 신호의 역위상 신호를 생성할 수 있고, 생성된 역위상 제1 추정 신호와 상기 제1 수신 신호를 합함으로써 상기 제1 수신 신호에서 상기 제1 간섭 신호를 제거할 수 있다. 제1 제거부(133_1)는 예컨대, 감산기로 구성될 수 있다.
이와 같이, 간섭 제거부(130)는 상기 제1 수신 신호로부터 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 순차적으로 제거하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 제1 및 제2 간섭 신호의 제거를 위한 연산 리소스가 작고 구현이 용이한 측면에서 유리하다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 도시되지는 않았으나, 간섭 제거부(130)는 제1 처리부(PU1)와 제2 처리부(PU2)가 병렬적으로 연결되어 상기 제1 수신 신호로부터 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 동시에 제거하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하여, 제1 중계 장치(10)의 간섭 제거부(130)의 일 구현예만을 설명하였으나, 제2 중계 장치(20)의 간섭 제거부(230)는 간섭 제거부(130)와 대응되는 구성을 가질 수 있으므로, 간섭 제거부(230)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 도 2의 제2 중계 장치(20)에서 동기화 클록 신호 생성부(250)의 일 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 동기화 클록 신호 생성부(250)는 복원부(271), 제어부(272) 및 생성부(273)를 포함할 수 있다.
복원부(271)는 제1 중계 장치(10)로부터 전송되는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)로부터 제1 중계 장치(10)의 클록 신호, 즉 기준 클록 신호(RCK)를 복원할 수 있다. 복원부(271)는 제1 간섭 제거 처리 신호(S1)를 구성하는 비트 스트림의 천이 구간들을 기초로 기준 클록 신호(RCK)를 복원할 수 있다.
제어부(272)는 복원된 기준 클록 신호(RCK)를 이용하여 제어 신호(CP)를 생성할 수 있다. 상세하게는, 제어부(272)는 복원된 기준 클록 신호(RCK)와 생성부(273)로부터 출력되는 클록 신호(SRCK)의 주파수 및 위상을 비교할 수 있고, 비교 결과를 기초로 기준 클록 신호(RCK)에 동기된 클록 신호를 생성하기 위한 제어 신호(CP)를 생성할 수 있다.
생성부(273)는 OP-AMP(274), 전압 제어 크리스탈 발진기(VCXO, 275) 및 지터 클리너(276)로 구성될 수 있으며, 제어 신호(CP)에 응답하여 기준 클록 신호(RCK)에 동기화된 클록 신호(SRCK)를 생성할 수 있다. 상세하게는, OP-AMP(274)가 적분기로 기능하여 제어 신호(CP)를 기준 전압으로 변환할 수 있고, 상기 기준 전압을 기초로 전압 제어 크리스탈 발진기(275)가 예비 클록 신호를 생성할 수 있다. PLL(277) 및 루프 필터(278)로 구성되는 지터 클리너(276)가 상기 예비 클록 신호의 지터(jitter)를 최소화하여 클록 신호(SRCK)를 생성할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
10, 20: 중계 장치
110, 210: 아날로그/디지털 변환부
130, 230: 간섭 제거부
150: 기준 클록 신호 생성부
250: 동기화 클록 신호 생성부
170, 270: 신호 공유부
190, 290: 디지털/아날로그 변환부

Claims (8)

  1. 인접한 중계 장치와 커플링되며 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제1 채널을 구비하는 중계 장치로,
    상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 채널을 거쳐 방사된 신호에 의한 제1 간섭 신호 및 상기 커플링된 중계 장치로부터 방사된 신호에 의한 제2 간섭 신호를 제거하여 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력하는 간섭 제거부;
    상기 커플링된 중계 장치로 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 전송하고, 상기 커플링된 중계 장치로부터 상기 커플링된 중계 장치의 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호가 제거된 제2 간섭 제거 처리 신호를 입력받는 신호 공유부; 및
    기준 클록 신호를 생성하는 클록 신호 생성부;를 포함하되,
    상기 간섭 제거부는, 상기 기준 클록 신호에 응답하여 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력하는, 중계 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 간섭 제거부는,
    피드백되는 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제1 간섭 신호에 상응하는 제1 추정 신호를 생성하고,
    상기 신호 공유부로부터 전송되는 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제2 간섭 신호에 상응하는 제2 추정 신호를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 추정 신호를 기초로 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 출력하는, 중계 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 채널에 대한 수신 안테나와 송신 안테나는, SISO(single-input single-output) 구조를 갖도록 각각 1개로 구성되는, 중계 장치.
  5. 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제1 채널을 구비하는 인접한 중계 장치와 커플링되며 대응되는 수신 안테나와 송신 안테나 사이에 형성된 제2 채널을 구비하는 중계 장치로,
    상기 커플링된 중계 장치로부터 상기 제1 채널로 입력되는 신호에서 상기 커플링된 중계 장치로부터 방사된 신호에 의한 제1 간섭 신호 및 상기 제2 채널을 거쳐 방사된 신호에 의한 제2 간섭 신호가 제거된 제1 간섭 제거 처리 신호를 입력받는 신호 공유부;
    상기 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 제2 간섭 제거 처리 신호를 출력하는 간섭 제거부; 및
    상기 제1 간섭 제거 처리 신호로부터 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호를 복원하고, 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호에 동기화된 클록 신호를 생성하는 동기화 클록 신호 생성부;를 포함하되,
    상기 간섭 제거부는, 상기 클록 신호에 응답하여 상기 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하고 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 출력하는, 중계 장치.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 클록 신호 생성부는,
    상기 제1 간섭 제거 처리 신호로부터 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호를 복원하는 복원부;
    상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호를 이용하여 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어 신호에 응답하여 상기 클록 신호를 생성하는 생성부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 커플링된 중계 장치의 기준 클록 신호와 생성되는 상기 클록 신호를 비교하여 상기 제어 신호를 생성하는, 중계 장치.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 간섭 제거부는,
    상기 신호 공유부로부터 전송되는 상기 제1 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제1 간섭 신호에 상응하는 제1 추정 신호를 생성하고,
    피드백되는 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 기초로 상기 제2 간섭 신호에 상응하는 제2 추정 신호를 생성하고,
    상기 제1 및 제2 추정 신호를 기초로 상기 제2 채널로 입력되는 신호에서 상기 제1 및 제2 간섭 신호를 제거하여 상기 제2 간섭 제거 처리 신호를 출력하는, 중계 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 채널에 대한 수신 안테나와 송신 안테나는, SISO 구조를 갖도록 각각 1개로 구성되는, 중계 장치.
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