KR20030061711A - 보상필터를 사용하는 간섭제거 중계 방법과 장치 - Google Patents

Abstract

간섭제거 중계 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명은 보상필터를 사용하여 간섭을 제거하여 무선신호를 중계하는 중계 시스템 및 방법에 관한 것으로, 간섭제거 중계방법은 등화 수신단계 , 신호 합성단계, 송신 증폭단계, 송신필터링단계,송신출력단계로 이루어지며, 간섭제거 중계 시스템은 궤환신호를 제거하기 위하여 수신필터부와 보상필터부를 동일한 특성을 갖는 필터부로 구성하여 수신신호와 참조신호의 신호특성을 일치시키고, 수신신호와 참조신호를 합성 처리하여 간섭만을 상쇄시키며, 수신필터와 보상필터간의 특성 중 일치시키기 어려운 가장부분의 대역에 대하여 송신필터에서 저지함으로써 불필요한 발진의 출력을 억압 할 수 있다.

따라서 본 발명은 통신 시스템에서 부득이 사용하는 수신필터를 용이하게 사용할 수 있으면서도 궤환신호를 완벽히 제거하여 고출력의 간섭제거 중계 시스템을 제공하는 효과가 있다.

Description

보상필터를 사용하는 간섭제거 중계 방법과 장치{The method and Apparatus for Interference Cancellation repeater Using equalized filter}

본 발명 보상필터를 사용하는 간섭제거 중계 시스템 및 방법은 중계모국(Donor) 내지 단말국(Mobile)로부터 무선(Radio Frequency)신호를 입력받아 이를 다시 중계모국(Donor) 내지 단말국(Mobile)으로 전송을 하는 중계 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 간섭제거 시스템의 구성도에 도시한 바와 같이 종래의 간섭제거 중계 시스템은 중계모국과 송수신을 하는 수신안테나부(11), 단말국과 송수신을 하는 송신안테나부(12) 및 간섭신호를 제거하여 중계하는 간섭제거 중계기(13)로 구성되며, 상기 간섭제거 중계기(13)는 수신필터부(131),신호합성부(132),수신증폭부(133), 송신필터부(134), 출력검출부(135),참조신호 조정부(136) 등으로 구성된다.

상기 중계모국으로부터 단말국으로의 중계과정을 예를 들어 설명하면 상기 수신안테나부(11)로 수신되는 신호는 중계모국과 같은 중계기 외부에서 발생된 중계신호와 중계기의 자기 송신신호의 일부 즉, 송신안테나부(12)와 수신안테나부(11) 간의 직접적인 공간경로를 통한 직접 궤환신호가 수신된다.

따라서 상기 간섭제거 중계기(13)는 수신된 무선신호에 포함되어 있는 궤환신호를 제거하여 중계신호를 중계하기 위하여 상기 송신안테나부(12)로 송출되는 송출신호를 분기 검출하여 참조신호(Reference Signal)를 출력하는 출력검출부(135), 상기 출력검출부(135)에서 검출된 참조신호의 지연 및 레벨을 조정하고 지연 및 레벨이 조정된 참조신호를 180도로 위상을 반전하는 참조신호 조정부(136), 무선신호의 수신대역을 선택하여 통과시키는 수신필터부(131),상기 수신안테나부(11)에서 수신된 무선신호와 상기 참조신호 조정부(136)의 출력 신호와 합성하여 상기 수신된 무선신호에 포함되어 있는 궤환신호를 제거하는 신호 합성부(132), 상기 신호합성부(132)에서 간섭이 제거된 무선신호를 증폭하는 송신 증폭부(133), 상기 송신증폭부(133)의 신호 중 불요한 잡음을 억압하고 사용대역의 신호를 통과 시키는 송신 필터부(134)의 수신필터부(131)로 구성된다.

이때 상기 상기 참조신호조정부(120)는 적어도 하나 이상의 신호 지연요소, 레벨 제어요소 및 위상 제어요소를 포함하여 각각의 궤환신호에 대한 동일레벨의 반전신호를 발생한다.

이때, 상기 수신필터부(112)는 통신사업자간 간섭의 피해를 받지 않도록 엄격한 대역통과 필터를 사용하게 되고, 이에 따라서 통과대역 내에는 부득이 하게 궤환신호 전달특성(15)에서 보인 바와 같이 소정의 리플(Ripple)이 포함되어 있으며, 또한 상기 출력 검출부(135)에서 인출한 참조신호는 참조신호조정부(136)을 통과한 후 신호 합성부(132)에 전달 될 때 도면의 참조신호 전달특성(14)에서 보인 바와 같이 일반적으로 선형성을 유지 한다.

따라서, 종래의 간섭제어 중계장치(13)가 간섭을 제거할 때 상기 궤환신호 전달 특성(15)와 참조신호전달특성(14)의 차이로 인하여 대역 내 간섭제거 성능이 제한되어 고 이득의 간섭제거 중계장치 제조가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기 기술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로 보상필터부, 수신필터부,송신필터부 등을 이용하여 궤환신호를 정밀하게 제거하여 고 이득의 간섭제거 중계 시스템 장치와 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 간섭제거 중계 시스템의 구성도 및 신호합성 특성 .

도 2는 본 발명 간섭제거 중계 시스템의 구성도 및 신호합성 특성

도 3은 본 발명 가장대역의 발진발생 원리와 방지원리를 보인 도면.

도 4는 본 발명 보상필터를 사용한 간섭제거 방법의 단계를 보인 순서도.

상기 기술한 바와 같은 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 간섭제거 중계 시스템은 수신안테나부와 송신안테나부를 포함하며, 사용하지 않는 대역의 신호를 제거하는 수신필터부, 상기 수신필터부를 통과하여 수신주파수대역 이외의 주파수대역 신호가 제거된 수신신호와 참조신호조정부 출력신호와 합성되어 수신신호 중 간섭만이 상쇄시키는 신호합성부, 상기 간섭이 제거된 신호의 세기를 증폭하는 송신 증폭부, 상기 증폭된 신호 중 필요치 않는 대역의 신호를 억압하는 송신 필터부, 상기 송신 필터부를 통한 출력신호 중 일부를 참조신호로 분기하여 참조신호조정부로 보내는 출력 검출부, 상기 참조신호를 간섭의 신호와 레벨 및 지연이 동일하나 위상이 반전된 신호를 발생하는 참조신호 조정부를 포함하는 특징으로 한다.

이때 상기 참조신호 조정부는 참조신호를 적어도 1개 이상의 신호지연부 , 진폭조정부,위상제어부의 구성요소에 적용하여 각각 합성 및 출력함이 바람직하다.

특히, 상기 수신필터부와 보상필터부는 동일한 대역 내에 위상, 지연 및 이득이 동일한 전기적 특성을 갖고, 상기 송신필터부는 상기 수신필터부 및 보상필터부에 비하여 통과대역 및 트렌지션대역이 협대역인 것이 바람직하다.

또한, 무선신호를 중계하는 간섭제거 중계 방법에 있어서, (a) 수신안테나부를 통하여 입력된 수신신호와 출력검출부를 통하여 검출된 참조신호의 주파수를 사용대역 내 동일한 전달함수로 수신하는 등화(equalize) 수신단계; (b) 상기 (a)단계에서 등화되어 수신된 수신신호와 참조신호를 합성하여 수신신호에 포함되어 있는 궤환신호를 제거하는 신호 합성단계; (c) 상기 (b)단계를 거쳐서 궤환신호가 제거된 수신신호의 출력을 증폭하여 공중에 송출하는 송신증폭단계; (d) 상기 (b)내지 (c)단계의 과정 중에서 사용하지 않는 대역과 특히, 대역외의 가장자리 주파수에 대하여 신호의 통과를 저지하는 송신필터링단계 및 (e) 상기 (d)단계를 지난 송신신호를 송신안테나를 통하여 자유공간으로 방사하는 신호 송출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 보상필터를 사용한 간섭제거 중계 시스템 및 방법을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 보상필터를 사용한 간섭제거 중계시스템의 구성도이다. 상기 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 간섭제거 중계 시스템은 수신안테나부(21), 송신안테나부(22), 수신필터부(231), 출력검출부(235), 보상필터부(237), 신호합성부(232),송신 증폭부(233),참조신호 제어부(236) 및 송신필터부(234)를 포함하여 구성된다.

상기 수신안테나부(21)로 수신되는 무선신호는 중계모국(Donnor)에서 송출된 중계신호와 상기 송신안테나부(22)에서 송출되어 궤환되는 궤환신호로 이루어진다.상기 수신필터부(231)는 상기 수신안테나부(21)에서 수신된 상기 무선신호를 입력받아 수신신호의 대역을 선택하여 수신대역의 무선신호만을 통과시키고, 수신대역 이외의 수신된 무선신호를 제거한다.

상기 출력검출부(235)는 상기 송신안테나부(22)에서 송출되는 신호를 분기 검출하여 참조신호를 출력한다. 이때 검출된 참조신호는 송신안테나부(22)에서 송출되는 무선신호와 동일한 주파수를 갖는 신호로서 궤환신호를 제거하기 위한 신호로 이용된다. 즉 상기 송신안테나부(22)에서 송출되어 상기 수신안테나부(21)로 수신된 궤환신호는 상기 참조신호를 바탕으로 소정의 신호처리 과정을 거쳐 생성된 상기 궤환신호와 지연 및 레벨은 동일하고 위상이 반대인 신호에 의해 신호합성 과정에서 제거된다.

상기 보상필터부(237)는 상기 출력검출부(235)에서 검출된 참조신호를 입력받아 참조신호에 대한 지연, 레벨변화 및 위상변화의 특성이 상기 수신필터부(212)를 통과한 수신신호와 동일하도록 하기 위한 것으로 상기 수신안테나부(21)에서 수신된 무선신호가 상기 수신필터부(231)를 거치는 과정에서 수신필터부(231)의 전기적 특성에 의해 도면의 궤환신호전달특성(25)에서 보이듯이 궤환신호가 지연되고 레벨 및 위상이 변한다.

따라서 상기 송신안테나부(22)에서 송출된 무선신호를 검출한 참조신호와 상기 수신필터부(231)를 통과한 수신신호와는 수신필터부(231)의 전기적 특성에 의해 일치가 되지 않는다.

그러므로 상기 보상필터부(237)는 상기 수신필터부(231)와 지연, 레벨변화 및 위상변화의 특성이 동일한 필터부를 구성하여 궤환신호가 상기 수신필터부(231)의 전기적 특성에 의해 변화한 만큼 참조신호 역시 상기 보상필터부(237)를 거침으로 해서 도면의 보상필터를 통과한 참조신호 전달특성(24)은 도면의 궤환신호 전달 특성(25)과 동일한 전기적 특성에 의해 변화되도록 한다.

결국 상기 보상필터부(237)는 상기 수신필터부(231)와 동일한 전달함수 특성을 갖는 필터부를 이용하여 정확한 궤환신호의 상쇄가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 신호 합성부(232)는 상기 입력된 수신신호와 상기 참조신호 조정부의 출력 신호와 합성을 통하여 수신신호에 포함되어 있는 궤환신호를 상쇄시켜 제거한다.따라서 신호 합성부(232)는 궤환신호를 제거하고 중계신호만을 출력한다.

상기 송신증폭부(233)는 상기 간섭이 제거된 중계신호에 대하여 출력하기에 적정한 신호의 세기로 증폭한다.

상기 송신필터부(234)는 상기 송신증폭부(233)를 거쳐 출력이 증폭된 송신신호를 입력받아 중계과정 및 궤환신호 제거과정 등에서 발생한 스퓨리어스(spurious) 등 불요한 대역의 잡음신호를 제거하고 필요한 대역의 신호만을 통과시킨다. 이때 상기 송신필터부(234)는 통과대역(Passband) 및 트렌지션대역(Transitionband)이 상기 수신필터부(231) 및 보상필터부(235)에 비하여 협대역인 특성을 갖는 것이 바람직하다. 이는 비록 수신필터부(231)와 보상필터부(237)의 전달특성을 동일 또는 근사하게 제조한다고 하더라도 도3에서 보이듯이 대역 내보다 대역 외의 트렌지션 대역에서 월등히 상호 오차가 크게 발생하므로 인하여 트랜지션대역에서 특성이 일치하는 필터부를 구성하기가 현실적으로 어렵다.따라서 송신필터부(234)의 트렌지션대역을 상기 수신필터부(231) 및 보상필터부(235)의 트렌지션대역에 비해 상대적으로 협대역으로 하여 상기 수신필터부(231) 및 보상필터부(237)의 트렌지션대역 특성의 불일치로 인한 비 선형성 대역의 발진현상과 잡음신호의 출력을 방지하는 특징이 있다.

도 4는 본 발명 보상필터를 사용하는 간섭제거 중계 방법의 단계를 보인 순서도이다. 상기 도 4에 도시한 바와 같이 보상필터를 사용하여 간섭신호를 제거하여 무선신호를 중계하는 본 발명에 따른 중계 방법은 등화(equalize) 수신단계(S10), 신호 합성단계(S20), 송신증폭단계(S30),송신필터링단계(S40) 및 신호송출단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 등화(equalize) 수신단계(S10)는 수신안테나부를 통하여 수신된 무선신호 및 송신안테나부로 송출되는 무선신호의 분기 검출신호인 참조신호가 사용대역 내에서 동일한 전달함수 특성을 갖도록 한다.

상기 신호 합성단계(S20)는 상기 등화 수신단계에서 얻어진 수신신호와 적어도 1개이상의 레벨조정,지연조정,위상조정으로 조정된 참조신호를 합성하여 수신신호에 포함되어 있는 궤환신호를 제거한다.

상기 송신증폭단계(S30)는 상기 신호합성단계를 통한 중계신호가 무선신호의 중계과정에서 신호의 세기가 약해지는 것을 보강하기 위한 것이다.

상기 송신필터링단계(S40)는 상기 신호합성단계 및 송신 증폭단계에서 발생한 잡음을 제거하고 특히, 수신단계에서 사용하였던 수신필터와 보상필터보다도 통과 대역과 트랜지션대역을 협대역으로 처리하는 특징을 갖는 필터링을 수행한다.

상기 송신출력단계(S50)는 상기 송신필터링단계를 지난 송신신호를 송신안테나부를 통하여 자유공간으로 방사한다.

상기 서술한 발명의 방법과 응용은 일 실시 예로서 본 발명의 활용을 제한하고자 한 것이 아니고, 이해를 돕기 위한 설명이란 점에 유의하여야 하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

상기 기술한 바와 같이 본 발명은 수신신호 및 참조신호의 신호합성을 통하여 수신신호 내에 포함되어 있는 궤환신호를 정밀히 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한 송신필터부를 사용하여 트렌지션대역의 미제거 궤환신호에 의한 발진신호의 송출을 막을 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 수신안테나부와 송신안테나부를 포함하며 궤환된 신호를 제거하여 무선 신호를 중계하는 간섭제거 중계 시스템에 있어서,

   상기 수신안테나부를 통하여 수신된 궤환신호와 중계신호를 입력받아 원하는 수신주파수대역 이외의 주파수대역 신호를 제거하는 수신필터부

   상기 서비스안테나부를 통하여 송출되는 송출신호를 분기하여 검출하는 출력검출부

   상기 출력검출부에서 검출된 참조신호를 입력받아 상기 수신필터부의 전기적 특성에 따른 보상을 하는 보상필터부

   상기 보상필터부를 통과하여 전기적 특성이 보상된 참조신호에 적어도 1개이상의 레벨제어 및 위상제어 및 지연제어를 시행하여 상기 수신신호에 포함된 간섭신호와 반전된 신호로 변환하는 참조신호조정부

   상기 수신신호와 상기 변환된 참조신호를 합성하여 간섭신호를 제거하는 신호 합성부

   상기 신호합성부에서 중계신호를 입력받아 출력을 증폭하는 송신 증폭부 및

   상기 송신 증폭부의 신호 중 불요한 대역의 신호를 억압하고 다용대역의 신호를 통과시키는 송신 필터부 를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭제거 중계 시스템.
2. 제 1항에 있어서 상기 수신필터부와 궤환필터부는 동일한 대역 내에 위상, 지연 및 이득이 동일한 전기적 특성을 갖고, 상기 송신필터부는 상기 수신필터부 및 궤환필터부에 비하여 통과대역 및 트렌지션대역이 협대역인 것을 특징으로 하는 간섭제거 중계 시스템.
3. 간섭신호를 제거하여 무선신호를 중계하는 방법에 있어서,(a) 수신안테나부를 통하여 입력된 수신신호와 출력검출부를 통하여 검출된 참조신호의 주파수를 사용대역 내 동일한 전달함수로 수신하는 등화(equalize) 수신단계(b) 상기 (a)단계를 거쳐 수신신호 및 참조신호를 합성하여 수신신호에 포함되어 있는 궤환신호를 제거하는 신호 합성단계(c) 상기 신호합성단계에서 간섭이 제거된 중계신호를 무선신호의 중계과정에서 신호의 세기가 약해지는 것을 보강하기 위한 송신증폭단계(d) 상기 (c)의 송신 증폭단계 및 상기 신호 합성단계에서 발생한 잡음을 제거하고 수신필터와 보상필터간 특성을 일치시키기 어려운 가장자리의 대역에 대한 신호의 통과를 저지하는 것을 특징으로 하는 송신필터링단계(e) 상기 송신필터링단계를 지난 송신신호를 송신안테나부를 통하여 자유공간으로 방사하는 송신 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭제거 중계 방법.