KR20000074437A

KR20000074437A - 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치

Info

Publication number: KR20000074437A
Application number: KR1019990018360A
Authority: KR
Inventors: 백락준; 최두헌; 황인수
Original assignee: 구관영; 주식회사 에이스테크놀로지
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-12-15

Abstract

본 발명은 무선통신용 송수신 시스템에 있어서 신호의 간섭 성분을 제거하기 위한 간섭 제거장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 수신 신호에 나타나는 간섭 성분을 제거하기 위하여 기준(Pilot) 신호를 발생시키고, 수신된 신호의 성분을 검출하여 지연 시간을 보상하며 위상과 진폭을 조절하여 기준 신호를 근거로 수신된 신호와 동위상, 동진폭의 신호를 만들어 원래 신호와 합성함으로써 간섭을 제거하여 통신 시스템, 특히 수신부의 성능을 향상시킬 수 있는 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거장치에 관한 것이다.

본 발명은 기준 신호를 발생시키는 기준 신호 발생기, 수신된 신호의 성분을 검출하기 위한 방향성 결합기, 지연 시간을 보상하기 위한 위상 보상 회로, 상기 수신 신호와 동진폭, 동위상의 신호를 만들기 위한 가변 감쇠기와 위상 조절기 및 수신 신호를 소정의 값만큼 지연시키기 위한 지연 선로(Delay Line)를 구비하여 무선통신 시스템의 수신단에 나타나는 간섭 성분을 효과적으로 제거함으로써 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치{Interference cancellation system with phase compensation circuitry}

종래 기술에 따른 송수신 장치는 송신 안테나와 수신 안테나가 서로 인접하여 설치됨으로써 송신부로부터 전송된 송신 신호의 일부가 수신 안테나에 유입되어 수신부에는 원래의 수신 신호에 유입된 신호가 더해져서 나타나는 현상이 발생하며, 이와같은 현상은 수신부에 대한 간섭 요인이 되므로 수신 시스템의 성능을 저하시키게 된다. 특히, 수신부에는 잡음 및 간섭을 최대한 억제하기 위하여 잡음지수(NF;Noise Figure)가 우수한 저잡음 증폭기를 사용하고 있는데, 상기와 같이 잡음 또는 간섭이 수신기에 혼입되는 경우 원신호와 함께 잡음 및 간섭도 증폭되므로 수신 시스템의 성능을 저하시키게 된다. 즉, 입력신호를 일정한 증폭도를 가지고 증폭하는 증폭기가 입력신호를 선형적으로 증폭하여 출력할 수 있는 범위를 1dB 압축포인트(1dB Compression Point)라 하는데 입력에 과다하게 큰 신호가 입력되어 이 범위를 넘게 되면 증폭기는 비선형 영역에서 동작하게 되므로 신호의 왜곡이 생기고, 따라서 이로 인하여 시스템의 성능이 저하된다.

이러한 영향을 최소화하기 위한 하나의 방안으로서 시스템 설계시에 송신부와 수신부를 서로 이격시켜 충분한 분리도(Isolation)를 갖도록 설치하는 방법이 있으나, 실제로 송신부와 수신부를 일정 거리만큼 분리하여 설치하는 것은 공간상의 제약이 있으므로 구현이 어렵고, 또한 이격되는 거리만큼 케이블의 길이가 길어지므로 케이블 손실에 의해 신호레벨이 저하된다고 하는 또다른 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 무선통신용 송수신 시스템에 있어서 수신 신호에 나타나는 간섭 성분을 제거하기 위하여 기준(Pilot) 신호를 발생시키고, 수신된 신호의 성분을 검출하여 지연 시간을 보상하며 위상과 진폭을 조절하여 기준 신호를 근거로 수신된 신호와 동위상, 동진폭의 신호를 만들어 원래 신호와 합성함으로써 간섭을 제거하여 통신 시스템, 특히 수신부의 성능을 향상시킬 수 있는 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 송수신 시스템에 있어서 무선 주파수간의 간섭 현상이 나타나는 인접한 송수신 시스템의 블록도.

도2는 본 발명에 따른 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치의 블록도.

도3은 본 발명에 따른 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치의 제어부의 바람직한 일실시예를 나타내는 블록도.

도4는 본 발명에 따른 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치의 제어부의 또다른 일실시예를 나타내는 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11. 송신 안테나 12. 수신 안테나

13. 송신부 14. 수신부

211. 기지국 212. 안테나 1

213. 방향성 결합기 1 214. 지연 선로

215. 위상 조절기 216. 가변 감쇠기

217. 위상 보상 회로 218. 간섭 제거장치

219. 제어부 220. 기준 신호 발생기

221. 방향성 결합기 2 222. 안테나 2

223. 단말기 31, 41. 필터 1

32, 42. 혼합기 33. 필터 2

34. 로그앰프 35. 에이디 컨버터

36. 주제어장치 37. 오실레이터

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기준(Pilot) 신호를 발생시키는 기준 신호 발생기; 수신된 신호의 성분을 검출하기 위한 방향성 결합기; 지연 시간을 보상하기 위한 위상 보상 회로; 상기 수신 신호와 동진폭, 동위상의 신호를 만들기 위한 가변 감쇠기와 위상 조절기; 및 수신 신호를 소정의 값만큼 지연시키기 위한 지연 선로(Delay Line)를 구비하여 무선통신 시스템의 수신단에 나타나는 간섭 성분을 효과적으로 제거함으로써 통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명의 각부 특성 및 동작 원리를 상세히 설명한다. 도1은 종래 기술에 따른 송수신 시스템에 있어서 무선 주파수간의 간섭 현상이 나타나는 인접한 송수신 시스템의 블록도로서 송신 안테나와 수신 안테나가 서로 인접하여 설치됨으로써 송신부로부터 전송된 송신 신호의 일부가 수신 안테나에 유입되어 수신부에는 원래의 수신 신호에 유입된 신호가 더해져서 수신부에 대한 간섭 요인이 되어 수신 시스템의 성능을 저하시키게 된다. 즉, 도1에서 송신부(13)로부터 전송되어 송신 안테나(11)를 통하여 공간으로 복사되는 무선(RF) 신호를 Tx라 하고 수신 안테나(12)에 의해 수신되어 수신부(14)로 전달되는 신호를 Rx라 하면, 상기 수신부(14)에는 전술한 바와 같이 수신된 신호 Rx와 송신 안테나(11)로부터 수신 안테나(12)로 유입된 송신 신호 Tx'가 합해져 Rx+Tx'가 수신된다. 이때, Tx와 Tx'는 도1에서 알 수 있는 바와 같이 동일한 송신부(13)에서 발생된 신호로서 동일한 신호이며 그 크기와 위상이 다를 뿐이므로 상기 Tx를 취하여 Tx'와동진폭, 역위상의 신호인 -Tx'를 발생시켜 이 Tx'와 -Tx'를 합성하면 효과적으로 간섭을 제거할 수 있게 된다.

도2는 본 발명에 따른 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치의 블록도로서 기지국(211)으로부터 전송된 f₁신호는 안테나 1(212)에 의해 수신되며, 상기 안테나 1(212)의 다음 단에 구비된 방향성 결합기 1(213)에 의해 수신된 신호 성분을 검출하여 간섭 제거장치(218) 내의 지연 선로(214)에 전달된다. 이 지연 선로(214)는 기지국 방향의 안테나 1(212)과 단말기 방향의 안테나 2(222) 사이에서 생기는 f₁신호의 지연을 보상하기 위한 것이며, 실제 공기중에서 생기는 지연만큼 지연 선로(214)의 길이를 결정한다.

또한, 기준(Pilot) 신호(220) f₃는 f₁또는 f₂에 근접하고 위상 보상회로가 갖는 대역폭(Bandwidth)의 범위내에 존재하며, 신호의 크기는 전파규격 이하를 사용한다(CDMA의 경우 -13dBm/30kHz 이하). 따라서, 기지국(211)에서 f₁의 신호를 받아 중계기에서 f₁+f₃신호를 단말기(223)로 보내는 경우 상기 f₃신호는 전파규격 이하로 매우 작으므로 서비스하는데 방해가 안되며, 이 f₁+f₃신호를 검출하여 제어부(219)를 통해 간섭 제거장치(218)로 보내어 위상 조절기(Phase Shifter)(215)와 가변 감쇠기(Variable Attenuator)(216)에 의해 그 크기와 위상을 조절하는데 크기가 동일하고 위상은 180°차이가 나게 한다. 상기 위상 조절기(215)와 가변 감쇠기(216)의 제어는 상기 제어부(219)에서 조정하게 되며, 조정하는 방법은 공기중에서 궤환(Feedback)되어 입력되는 신호와 간섭 제거장치(218)에서 입력되는 신호가 합쳐져서 상기 기준 신호(220)가 제거(Cancellation)되는 양을 보고 제어기에서 위상 조절기(215)와 가변 감쇠기(216)를 조절한다.

이와같은 시스템에서 간섭을 제거하는 대역폭의 특성은 위상 보상 회로(217)의 대역폭 특성에 좌우된다. 일반적으로 지연 선로(214)는 길이가 결정되면 단일 주파수에서는 위상이 동일하지만 소정 대역내에서는 각 주파수마다 위상에 차이가 있다. 그러나, 상기 위상 조절기(215)의 대역폭이 지연 선로(214)보다 매우 넓기 때문에 대역내에서 지연 선로와 위상 조절기만으로는 공기중에서 궤환되는 신호의 모든 대역에서 역위상으로 할 수 없으며, 이러한 이유로 인해 위상 보상 회로(217)가 필요하게 된다. 상기 위상 보상 회로(217)는 지연 선로에서 생기는 위상 변화와 반대되는 특성을 가져야 하며, 이러한 위상보상특성은 대역내 모든 주파수에 있어서 공기중에서 발생되는 위상 변화의 특성에 맞는 위상 성분이 중계기내로 입력되어 전대역에서 신호가 상쇄되기 위한 성능을 가진다.

도2로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이 상기와 같은 구성은 단말기(223)에서 f₂의 신호를 받아 중계기에서 f₂+f₄신호를 기지국(211)으로 보내는 경우에도 동일한 구성과 원리에 의해 동작하게 되는 양방향성을 가진다.

도3은 본 발명에 따른 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치의 제어부의 바람직한 일실시예를 나타내는 블록도로서, 상기 제어부에 입력되는 신호는 필터 1(31)에 의해 기준 신호만 통과된 다음 혼합기(Mixer)(32)에 의해 중간 주파수(IF;Intermediate Frequency) 신호로 주파수 변환을 하고 다시 30kHz 대역폭의 필터 2(33)를 통과한 후 로그앰프(Log Amp.)(34)와 에이디 컨버터(A/D Converter) (35)를 거쳐 주제어장치(MCU;Main Control Unit)(36)에 전달된다. 이와같이 전달된 신호는 주제어장치(36)에서 입력신호의 크기를 검출하여 기준 레벨과 비교하여 그 차이만큼을 상기 간섭 제거장치(218)의 위상 조절기(215)와 가변 감쇠기(216)에 의해 원하는 레벨로 만든다. 이 경우에 있어서 상기 혼합기(32)에 입력되는 오실레이터(PLO;Phase Locked Oscillator)(37)의 주파수는 제어부에 입력되는 신호의 주파수에 의하여 결정되는데 예를들면 입력 주파수-중간 주파수, 또는 입력 주파수+중간 주파수이다.

도4는 본 발명에 따른 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거 장치의 제어부의 또다른 일실시예를 나타내는 블록도로서 중계기의 입출력 신호를 각각 입력으로 받는다. 기지국(211)에서 f₁의 신호를 받아 중계기를 거쳐 f₁신호를 단말기(223)로 보내는 경우 기지국으로부터의 f₁신호를 f₁입력, 단말기로의 f₁신호를 f₁출력이라 하면, f₁입력 신호와 f₁출력 신호가 각각 제어부의 입력이 되며 이들 두 입력 신호에서 기준 신호만을 남기기 위하여 각각 필터 1(41)을 통과한 후 혼합기(42)에 입력시킨다. 이때, 두 신호는 동일한 주파수이므로 상기 혼합기(42)의 출력은 직류 성분으로 검출되며 두 입력신호의 크기에 따라 출력 레벨이 결정되는데 그 크기를 기준레벨과 비교하여 그 차이만큼을 상기 간섭 제거장치(218)의 위상 조절기(215)와 가변 감쇠기(216)에 의해 원하는 레벨로 만든다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무선통신용 송수신 시스템에 있어서 수신 신호에 나타나는 간섭 성분을 제거하기 위하여 기준(Pilot) 신호를 발생시키고, 수신된 신호의 성분을 검출하여 지연 시간을 보상하며 위상과 진폭을 조절하여 기준 신호를 근거로 수신된 신호와 동위상, 동진폭의 신호를 만들어 원래 신호와 합성함으로써 간섭을 제거하는 것으로서, 기준 신호를 발생시키는 기준 신호 발생기, 수신된 신호의 성분을 검출하기 위한 방향성 결합기, 지연 시간을 보상하기 위한 위상보상 회로, 상기 수신 신호와 동진폭, 동위상의 신호를 만들기 위한 가변 감쇠기와 위상 조절기 및 수신 신호를 소정의 값만큼 지연시키기 위한 지연 선로를 구비하여 무선통신 시스템의 수신단에 나타나는 간섭 성분을 효과적으로 제거함으로써 통신시스템, 특히 수신부의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

무선통신용 송수신 시스템에 있어서,

수신된 신호의 성분을 검출하기 위한 방향성 결합기;

기준 신호를 발생시키는 기준 신호 발생기;

상기 수신 신호와 기준 신호를 이용하여 간섭을 제거하기 위한 간섭 제거장치; 및

상기 수신 신호와 기준 신호를 비교하여 간섭 제거장치를 제어하기 위한 제어부를 구비함으로써 수신부에 혼입되는 송신 신호와 동진폭, 역위상의 신호를 발생시켜 간섭 성분을 제거하되,

상기 구성요소들을 기지국에서 단말기로의 방향과 단말기에서 기지국으로의 방향에 각각 구비하여 양방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거장치
제1항에 있어서,

상기 간섭 제거장치는,

수신 신호를 소정의 값만큼 지연시키기 위한 지연 선로;

수신부에 혼입된 간섭 신호와 역위상의 신호를 만들어 주기 위한 위상 조절기;

수신부에 혼입된 상기 간섭 신호와 동진폭의 신호를 만들어 주기 위한 가변 감쇠기; 및

지연 시간을 보상하고 상기 위상 조절기의 주파수 특성을 광대역으로 하기 위한 위상 보상 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거장치
제1항에 있어서,

상기 제어부는 바람직한 일실시예로써,

기준 신호만 통과시키기 위한 필터 1;

주파수 변환을 하기 위한 오실레이터 및 혼합기;

입력 신호의 크기를 검출하기 위한 필터 2 및 로그앰프; 및

기준 신호와 입력 신호의 크기를 비교하여 간섭 성분과 동진폭, 동위상의 신호를 만들기 위해 가변 감쇠기와 위상 조절기를 제어하는 주제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거장치
제1항에 있어서,

상기 제어부는 또다른 일실시예로써,

중계기의 입력 신호와 출력 신호를 각각 입력으로 하여 기준 신호만 통과시키기 위한 두 개의 필터 1; 및

상기 두 입력 신호의 크기를 비교하고 그 출력 레벨과 기준 레벨의 차를 이용하여 간섭 성분과 동진폭, 동위상의 신호를 만들기 위해 가변 감쇠기와 위상 조절기를 제어하는 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 보상 회로를 갖는 간섭 제거장치