KR20040083291A - Interference signal Elimination Circuit of Radio Relay Apparatus using In-phase Elimination Form - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반 무선통신시스템(즉, CDMA. PCS. TRS. GSM방송용 등)에서 무선으로 수신되는 주파수와 동일 주파수로 중계하는 무선중계장치에 노치 필터(Notch Filter) 및 무선주파수(RF)의 합성회로를 제공하고, 이를 이용한 동위상 주파수 합성을 통해 간섭신호의 제거능력을 극대화 시키도록 한 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 관한 것이다.The present invention relates to an interference signal cancellation circuit of a wireless repeater using an in-phase cancellation method, and more particularly, to the same frequency as that received wirelessly in a general wireless communication system (ie, CDMA, PCS, TRS, GSM broadcasting, etc.). It provides a notch filter and radio frequency (RF) synthesis circuit to the radio repeater relayed by frequency, and in-phase elimination method to maximize the elimination of interference signal through in-phase frequency synthesis. It relates to an interference signal cancellation circuit of a wireless repeater used.
주지된 바와 같이, 무선중계시스템에서의 간섭제거 중계장치는 기지국이나 휴대무선장치로부터 수신되는 낮은 전력레벨의 원신호(즉, 기지국 또는 휴대무선장치의 송신신호)와 중계장치 자체의 송신안테나에서 되돌아오는 높은 전력레벨의 간섭신호를 수신하는 수신안테나로 수신된 신호 중에서 상기 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부가 필수적으로 장착되며, 상기 낮은 전력레벨의 원신호를 증폭하는 증폭부, 그 증폭부의 출력신호를 송신하는 송신안테나 및 부가적인 회로가 추가되어 구성된다.As is well known, the interference elimination repeater in a wireless relay system is returned from a low power level original signal (i.e., a transmission signal of a base station or a portable radio device) received from a base station or a portable radio device and a transmission antenna of the relay device itself. An interference signal removing unit for removing the interference signal from among the signals received by the receiving antenna for receiving the interference signal of the high power level is essentially provided, and an amplifying unit for amplifying the low power level original signal, the output signal of the amplifying unit A transmission antenna and an additional circuit for transmitting the signal are added and configured.
상기 간섭신호 제거부는 상기 간섭신호만을 제거하고 원신호를 최대한 보호하는 기능을 제공하는데, 그 방식과 수신 신호의 특성에 따라 여러 가지의 간섭 제거구조가 실시되고 있으며, 그 간섭제거 구조에 따라 다양한 특성 및 성능 등이 나타난다.The interference signal canceling unit provides a function of removing only the interference signal and protecting the original signal as much as possible. Various interference cancellation structures are implemented according to the scheme and characteristics of the received signal, and various characteristics according to the interference cancellation structure. And performance.
그런데, 상기 간섭신호 제거방식은 단순히 안테나에서 수신된 안테나 채널별 수신신호를 간섭 제거부를 통해 간섭 신호를 제거하고 있기 때문에, 각 채널별 신호의 크기와 위상이 환경에 따라 상이하게 변하는 무선중계시스템에서는 간섭신호의 제거비가 현저히 감소할 뿐만 아니라 원신호 성분까지 부분적으로 제거되어 통화품질이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the interference signal canceling method simply removes the interference signal through the interference canceling unit, the received signal for each antenna channel received from the antenna, in the wireless relay system in which the magnitude and phase of the signal for each channel changes differently according to the environment. In addition to the significant reduction of the interference signal elimination ratio, there was a problem in that the call quality was degraded by partially removing the original signal components.
즉, 종래 간섭제거 기술을 적용한 무선중계시스템에서 수신 안테나 간섭신호의 세력 및 위상의 오차범위가 동위상에 가까울수록 간섭제거 성능이 우수하나, 실제로 간섭신호의 크기 및 위상의 차가 수신 채널별로 상이하게 나타나기 때문에, 간섭 제거성능이 급격히 저하된다는 것이다.That is, in the wireless relay system to which the conventional interference cancellation technology is applied, the closer the error range of the power and phase of the receiving antenna interference signal is in phase, the better the interference cancellation performance, but the difference in the magnitude and phase of the interference signal is different for each receiving channel. It appears that the interference cancellation performance is drastically degraded.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 노치 필터(Notch Filter) 및 무선주파수(RF)의 합성회로를 무선중계장치 내에 제공하여 간섭신호를 효과적으로 제거할 수 있도록 한 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by providing a notch filter and a combination circuit of a radio frequency (RF) in the wireless relay device to remove the in-phase effectively to remove the interference signal It is an object of the present invention to provide an interference signal canceling circuit of a wireless relay apparatus using the scheme.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로는, 수신 안테나의 채널 별로 수신된 각 신호가 한 개의 신호로 혼합된 상태에서, 그 혼합된 상태의 수신신호를 인가받고 이를 동일 위상으로 분배하도록 동위상 분배기가 구비된 신호입력부와, 상기 동위상 분배기로부터 출력되는 각각의 합성신호에 대해 위상변환기에서 위상변위를 행한 후 상기 신호입력부에 입력된 수신신호 성분과 상기 수신신호 성분중에서 원신호 성분이 소정 레벨만큼 제거된 상태로 각각 출력하는 신호분리부와, 상기 신호분리부의 출력 신호를 인가받고 역위상 합성에 의해 원신호 성분만을 출력하는 간섭신호제거부로 구성되는 것을 특징으로 한다.In the interference signal cancellation circuit of the wireless repeater using the in-phase cancellation method of the present invention for achieving the above object, in the state in which each signal received for each channel of the receiving antenna is mixed into one signal, A signal input unit provided with a phase divider for receiving a received signal and distributing it in the same phase; and a received signal input to the signal input unit after phase shifting in a phase shifter for each synthesized signal output from the in-phase divider; A signal separator for outputting each of the components and the received signal components with the original signal components removed by a predetermined level, and an interference signal canceller for outputting only the original signal components by anti-phase synthesis upon receiving the output signal of the signal separator; Characterized in that consists of.
바람직하게, 상기 간섭신호제거부는 상기 신호분리부에서 소정 레벨 제거된 원신호 성분을 인가받고 그 원신호 성분을 제거한 후 간섭신호 성분만을 추출하기 위해 대역내의 신호를 통과시키는 대역필터, 상기 대역필터를 통과한 대역내의 신호를 약 10~15dBm 의 신호만 제거한 후 통과시키며 역위상 신호를 생성하는 노치필터, 상기 노치필터의 출력신호를 증폭하는 증폭부, 및 필터부로 구비되는 원신호 성분 제거부와; 상기 원신호 성분이 제거된 상태의 간섭신호 성분과 상기 신호분리부에서 출력된 수신신호를 인가받고 180。 역위상 합성으로 순수한 원신호 성분만을 검출하는 역위상 합성부로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the interference signal removing unit receives the original signal component removed by a predetermined level from the signal separation unit, removes the original signal component, and then passes the band filter to pass the signal in the band to extract only the interference signal component, the band filter. A notch filter which removes only a signal of about 10 to 15 dBm after passing, and generates an antiphase signal, an amplifier for amplifying an output signal of the notch filter, and an original signal component removing unit including a filter unit; It characterized in that it comprises an anti-phase synthesis unit for detecting only the original signal component by 180 ° out-phase synthesis by receiving the interference signal component and the received signal output from the signal separation unit in the state that the original signal component is removed.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로를 보인 블록 구성도1 is a block diagram showing an interference signal cancellation circuit of a wireless repeater using an in-phase cancellation method according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 동위상 제거방식을 이용한 간섭신호 제거회로가 무선통신시스템에 적용된 실시예 구성도2 is a block diagram of an embodiment in which an interference signal cancellation circuit using the in-phase cancellation scheme of the present invention is applied to a wireless communication system.
도 3은 본 발명에 따른 동위상 제거방식을 이용한 간섭신호 제거회로가 내장된 무선통신시스템의 동작 흐름도3 is a flowchart illustrating an operation of a wireless communication system in which an interference signal cancellation circuit using an in-phase cancellation scheme according to the present invention is incorporated.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of the drawing
100a : 동위상 분배기 110 : 신호분리부100a: in-phase divider 110: signal separation unit
114, 116 : 위상변환기 120 : 간섭신호제거부114, 116: phase shifter 120: interference signal canceller
122 : 대역필터 124 : 노치필터122: band filter 124: notch filter
126 : 증폭부 130 : 역위상 합성부126 amplification section 130: anti-phase synthesis section
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로를 보인 블록 구성도, 도 2는 본 발명의 동위상 제거방식을 이용한 간섭신호 제거회로가 무선통신시스템에 적용된 실시예 구성도이다.1 is a block diagram showing an interference signal cancellation circuit of a wireless repeater using an in-phase cancellation method according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a wireless communication of an interference signal cancellation circuit using an in-phase cancellation method of the present invention. An embodiment configuration diagram applied to the system.
이에 도시된 바와 같이, 안테나 채널 별로 수신된 각 신호가 한 개의 신호로혼합된 상태에서, 그 혼합된 상태의 수신신호를 인가받고 이를 동일 위상으로 분배하도록 동위상 분배기(100a)가 구비된 신호입력부(100)와, 상기 동위상 분배기(100a)로부터 출력되는 각각의 합성신호에 대해 위상변위를 행한 후 상기 신호입력부(100)에 입력된 수신신호 성분 및, 합성신호중에서 낮은 전력레벨의 원신호 성분이 소정 dBm(에컨대, 30dBm)이 제거된 상태로 출력시키는 신호분리부(110)와; 상기 신호분리부(110)의 출력 신호를 인가받고 180。역위상으로 합성하여 간섭신호를 제거하고 원신호 성분만을 출력하는 간섭신호제거부(120)로 구성된다.As shown in the drawing, in the state where each signal received for each antenna channel is mixed into one signal, a signal input unit provided with an in-phase divider 100a to receive the received signals in the mixed state and distribute them in the same phase. And a received signal component inputted to the signal input unit 100 after phase shifting of each synthesized signal output from the in-phase divider 100a and an original signal component having a low power level among the synthesized signals. A signal separation unit 110 for outputting the predetermined dBm (eg, 30 dBm) in a removed state; The interference signal removing unit 120 receives the output signal of the signal separation unit 110 and combines the signal 180 degrees out of phase to remove the interference signal and outputs only the original signal component.
상기 신호분리부(110)는, 상기 원신호 성분과 간섭신호 성분을 각각 위상변위 시키기 위한 위상변환기(114,116)가 제공된다.The signal separation unit 110 is provided with phase shifters 114 and 116 for phase shifting the original signal component and the interference signal component, respectively.
상기 간섭신호제거부(120)는, 상기 신호분리부(110)에서 소정 레벨 제거된 원신호 성분을 인가받고 그 원신호 성분을 제거한 후 간섭신호 성분만을 추출하기 위해 대역내의 신호를 통과시키는 대역필터(122), 상기 대역필터(122)를 통과한 대역내의 신호를 약 10~15dBm 의 신호만 제거한 후 통과시키며 역위상 신호를 생성하는 노치필터(124), 상기 노치필터(124)의 출력신호를 증폭하는 증폭부(126), 및 필터부(128)로 구비되는 원신호 성분 제거부와; 상기 원신호 성분이 제거된 상태의 간섭신호 성분과 상기 신호분리부(110)에서 출력된 수신신호(원신호 성분 + 간섭신호 성분)를 인가받고 역위상 합성에 의해 순수 원신호 성분만을 검출하는 역위상 합성부(130)가 포함되어 구성된다.The interference signal removing unit 120 receives the original signal component removed by a predetermined level from the signal separation unit 110, removes the original signal component, and passes a signal in a band to extract only the interference signal component. (122), the notch filter 124 and the output signal of the notch filter 124 to remove the signal in the band passing through the band filter 122 only after removing the signal of about 10 ~ 15dBm and generate an antiphase signal An original signal component removing unit including an amplifying unit 126 to amplify and a filter unit 128; The inverse signal component of the state in which the original signal component is removed and the received signal (original signal component + interference signal component) output from the signal separation unit 110 are applied, and the inverse phase synthesis detects only the pure original signal component. The phase synthesizer 130 is configured to be included.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 무선통신시스템의 수신단에는 동일 주파수의 무선 중계를 위한 4개 이상의 안테나의 출력 경로에 대하여 각각의 안테나 소자성분을 합성하는 합성부(A1), 일정 레벨이상의 신호를 감쇠하고 원하는 신호분포대역만의 신호를 통과시키는 RF신호에서의 대역필터(A2), 저잡음 저전력증폭부(A3), 주파수 간섭신호제거회로(10)잡음 대전력증폭부(A4), 밴드패스 필터(A5)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the receiving end of the wireless communication system combines each antenna element component with respect to an output path of four or more antennas for wireless relay of the same frequency, and outputs a signal of a predetermined level or more. Band filter (A2), low noise low power amplifier (A3), frequency interference signal cancellation circuit (10) noise large power amplifier (A4), bandpass filter in RF signal that attenuates and passes signals of only desired signal distribution band It consists of (A5).
그와 같이 구성된 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 신호입력단을 통해 무선통신시스템에서 수신되는 원 신호 성분 및 무선중계장치 자체의 송신안테나에서 궤환되는 간섭신호 성분을 갖는 수신 신호가 안테나 채널별로 인가되면 합성부(A1)에서 이를 한 개의 신호로 혼합하고, 일정 레벨이상의 신호를 감쇠하고 원하는 신호분포대역만의 신호를 통과시키는 RF신호에서의 대역필터(A2)와 저잡음 저전력증폭부(A3)를 통해 신호입력부(100)에 제공된다.First, when a received signal having an original signal component received from a wireless communication system through a signal input terminal and an interference signal component fed back from a transmission antenna of the wireless relay itself is applied for each antenna channel, the synthesizer A1 converts the received signal into a single signal. The signal input unit 100 is provided to the signal input unit 100 through a band filter A2 and a low noise low power amplifier A3 in the RF signal for mixing, attenuating a signal of a predetermined level or more, and passing a signal of only a desired signal distribution band.
그러면, 상기 신호입력부(100)의 동위상분배기(100a)에 의해 동일 위상으로 분배된 후, 신호분리부(110)에 공급된다.Then, after being distributed in the same phase by the in-phase divider 100a of the signal input unit 100, it is supplied to the signal separation unit 110.
상기 신호분리부(110)에서의 합성신호는 높은 전력레벨의 간섭신호 성분과 낮은 전력레벨의 원신호 성분이 모두 합성된 상태로서, 상기 합성된 신호는 신호분리부(110)에 제공된 위상변환기(114, 116)에서 위상변위 과정을 거친 다음 상기 신호분리부(110)의 'b'지점과 'c'지점으로 출력된다.The synthesized signal in the signal separator 110 is a state in which both the interference signal component of the high power level and the original signal component of the low power level are synthesized, and the synthesized signal is provided with a phase shifter provided to the signal separator 110. After the phase shifting process at 114 and 116, the signal is output to the 'b' and 'c' points of the signal separation unit 110.
이때, 상기 'b'지점의 신호성분은 상기 신호입력부(100)에 인가되는 수신신호 성분 즉, 원신호 성분과 간섭신호 성분이 합성된 신호성분과 동일하며, 상기 'c'지점의 신호성분은 원신호성분에서 소정레벨 예컨대 약 30dBm이 제거된 상태를 가지게 된다.In this case, the signal component of the 'b' point is the same as the signal component of the received signal component, that is, the original signal component and the interference signal component applied to the signal input unit 100, and the signal component of the 'c' point is A predetermined level, for example, about 30 dBm is removed from the original signal component.
그리고, 상기 신호분리부(110)의 출력 신호는 각각 간섭신호제거부(120)에 각각 인가되는 바, 상기 'b'지점으로부터 출력된 수신신호는 곧바로 역위상합성부(130)에 인가되며, 상기 'c'지점의 신호성분은 원신호성분 제거부에 인가되게 된다.In addition, the output signals of the signal separation unit 110 are respectively applied to the interference signal removing unit 120, and the received signal output from the 'b' point is immediately applied to the anti-phase synthesis unit 130, The signal component at the 'c' point is applied to the original signal component removing unit.
상기 원신호성분 제거부에 인가된 신호성분은 대역필터(122)와 노치필터(124)에서 다시 10~15dBm만큼 제거된 후 통과되며, 노치필터(124)를 통과하면서 역위상 변환된 신호로 생성되고, 이는 증폭부(120) 및 필터(128)를 통해 원신호가 제거된 상태로 역위상합성부(130)에 인가된다.The signal components applied to the original signal component removing unit are removed by the band filter 122 and the notch filter 124 again by 10 to 15 dBm, and then passed. The signal components are passed through the notch filter 124 and generated as an out-phase converted signal. This is applied to the antiphase synthesizer 130 in a state where the original signal is removed through the amplifier 120 and the filter 128.
그러면, 상기 신호혼합부(120)의 역위상합성부(130)는 상기 'b'지점의 신호성분 즉, 상기 신호입력부(100)에 인가된 수신신호와 동일한 신호성분과, 상기 원신호성분이 제거된 순수한 간섭신호 성분만을 전달받은 상태에서, 상기 두 신호를 180°역위상으로 합성하여 간섭신호가 제외된 원신호 성분만을 검출하게 된다(g).Then, the inverse phase combining unit 130 of the signal mixing unit 120 has a signal component at the 'b' point, that is, the same signal component as the received signal applied to the signal input unit 100 and the original signal component. In the state where only the pure interference signal component is removed, the two signals are synthesized 180 degrees out of phase to detect only the original signal component from which the interference signal is excluded (g).
한편, 본 발명의 간섭신호제거회로(10)를 통해 합성된 신호는 각 안테나 채널에 대한 동위상 신호로서 역위상 합성경로에 의하여 합성부 출력신호 사이에 원신호의 제거유무의 차이가 있지만 상기 원신호의 전력레벨은 간섭신호에 비하여 상대적으로 매우 낮기 때문에 전체적인 합성신호의 주파수에 따른 위상차와 크기는 광대역에 걸쳐 유사한 특성을 가지게 된다.On the other hand, the signal synthesized through the interference signal cancellation circuit 10 of the present invention is an in-phase signal for each antenna channel, but there is a difference in whether or not the original signal is removed between the output signals of the synthesizer by an inverse phase synthesis path. Since the power level of the signal is relatively low compared to the interference signal, the phase difference and magnitude according to the frequency of the overall synthesized signal have similar characteristics over a wide bandwidth.
이에 따라, 안테나 채널별 수신 신호의 위상이나 세력의 크기가 동일하지 않는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 초기 전파환경에 대한 간섭신호의 크기와 위상이 합성된 참조정보를 측정하고 그 측정 결과에 따른 실시간 레벨 측정에 따라 크기와 위상을 변위시킨 후, 실시간 레벨 감시에 따라 감시와 보정동작이 행해짐과 아울러 보정 한계범위를 벗어나 발진할 경우에는 상기 참조정보(즉, 간섭신호의 크기와 위상정보)를 측정하여 보정하도록 하는 것이다(단계 200 내지 단계 210).Accordingly, when the phase or the strength of the received signal for each antenna channel is not the same, as shown in FIG. 3, the reference information synthesized with the magnitude and phase of the interference signal for the initial propagation environment is measured, and the measurement result is After shifting the magnitude and phase in accordance with the real-time level measurement according to the measurement, the monitoring and correction operations are performed in accordance with the real-time level monitoring, and when oscillating out of the correction limit range, the reference information (that is, the magnitude and phase information of the interference signal) It is to measure and correct (step 200 to step 210).
한편, 본 발명에 따른 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로는 무선중계장치와 마찬가지로 기지국으로부터 전파를 수신하여 원하는 신호로 증폭한 후 전파가 미약한 지역으로 신호를 방사하는 순방향 방식에 의한 동작 원리만을 설명하고 있으나, 휴대장치의 미약한 전파를 수신한 후 원하는 신호로 증폭하고 기지국으로 신호를 전송하는 역방향 방식에서의 동작 원리와 동일하기 때문에, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위안에 속한다 해야 할 것이다.On the other hand, the interference signal cancellation circuit of the wireless repeater using the in-phase cancellation method according to the present invention, like the wireless repeater, the forward method of receiving a radio wave from a base station and amplifying the signal to a desired signal and then radiating the signal to a region with weak radio waves Although only the operation principle of the present invention is described, since it is the same as the operation principle of the reverse method of receiving a weak radio wave of the portable device and then amplifying the signal into a desired signal and transmitting the signal to the base station, it is different from the contents described in the present invention. Even if the embodiments protrude, they should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.
또한, 본 발명은 RF 대역합성의 광대역 무선중계장치 및 증폭수단 등에 적용 가능하다.In addition, the present invention can be applied to a wideband wireless repeater and amplifying means for RF band synthesis.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 따르면, 수신안테나의 채널별 수신 신호파형의 특성상 전파환경에 따라 각 채널별 신호의 크기와 위상이 매우 상이하여 발생되는 간섭 제거 효과 감소를 방지할 수 있다.As described above, according to the interference signal cancellation circuit of the wireless repeater using the in-phase cancellation method of the present invention, the size and phase of the signal for each channel are very high depending on the propagation environment due to the characteristics of the reception signal waveform for each channel of the reception antenna. It is possible to prevent the reduction of the interference canceling effect that is generated differently.
또한, 무선 중계장치의 안테나 방향 등의 설치 환경 변화나 주위 환경변화에있어서 각 안테나 경로에 대한 신호를 유사하게 유지시킬 수 있어 환경 변화에 대한 적응력을 갖출 수 있다.In addition, the signal for each antenna path can be similarly maintained in the installation environment change such as the direction of the antenna of the wireless repeater or the change in the surrounding environment, thereby making it possible to adapt to environmental changes.
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2003
- 2003-03-21 KR KR1020030017899A patent/KR20040083291A/en active IP Right Grant
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