KR20050010663A - 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계장치 및 간섭신호를 제거하는 방법 - Google Patents

주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계장치 및 간섭신호를 제거하는 방법 Download PDF

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KR20050010663A KR1020030050044A KR20030050044A KR20050010663A KR 20050010663 A KR20050010663 A KR 20050010663A KR 1020030050044 A KR1020030050044 A KR 1020030050044A KR 20030050044 A KR20030050044 A KR 20030050044A KR 20050010663 A KR20050010663 A KR 20050010663A
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이노에이스(주)
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    • H04B7/14—Relay systems

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Abstract

본 발명은 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭신호를 제거하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 2개의 경로에 대한 궤환 간섭 신호와 원하는 신호가 입력부를 통해 입력된 신호를 중간주파수로 하향변환시키는 주파수 대역 변환부와; 상기 주파수 대역 변환부를 통한 신호를 필터링 및 증폭시킨 후, 180도의 차로 위상을 변환시키는 위상변환부와; 상기 위상변환부를 통해 궤환 간섭의 두 신호를 역위상으로 합성시켜 간섭 신호를 제거시키고, 원하는 신호만이 분리되는 주파수 합성부와; 상기 분리된 원하는 신호는 필터링 후, 무선 주파수 대역으로 상향 변환시키는 주파수 대역 변환부와; 상기 주파수 대역 변환부를 통해 상향 변환된 원하는 신호를 필터링 및 증폭시킨 후, 출력시키는 출력부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭신호를 제거하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 광대역으로 중계 서비스를 수행할 수 있어 모든 무선 통신망에 적용 가능하여 무선 통신 기지국의 수를 줄일 수 있으므로, 운용비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭신호를 제거하는 방법 {Apparatus of radio relay for removes interference signal using Frequency Synthesizer and method for removes interference signal}
본 발명은 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭 신호 제거 방법에 관한 것으로, 특히 송신안테나부에서 2개이상의 경로로 궤환되는 간섭신호를 검출부에 의해 레벨 및 위상 검출과 위상변환부를 통해 간섭의 두 신호를 180도 차로 위상을 변환한 후, 상기 주파수 합성부를 통하여 합성하도록 하여 간섭신호를 제거하도록 구성된 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 통신기술이 급속도로 발전하면서 이동통신시스템, 무선호출시스템, 무선가입자망(WLL), 주파수공용통신(TRS), IMT-2000 시스템 등의 무선통신시스템이 개발되어 보편화되고 있다.
일반적으로 이동통신 및 무선통신시스템은 소정 통신 셀(cell) 영역을 관할하는 다수의 기지국에서 자신의 관할 셀 영역에 존재하는 다수의 무선통신단말기에 대한 통신서비스를 제공하도록 구성된다. 이 때 기지국의 관할 셀 영역에는 그 위치에 따라 산악지역 또는 큰 빌딩 등의 밀집위치 등으로 인해 소정의 통신음역지역이 형성되게 되는데, 기지국 장비는 그 중량과 부피가 크기 때문에 기지국은 아무곳에나 설치될 수 없는 문제점이 있었다.
즉, 페이딩을 최소화하면서 넓은 지역을 가시영역으로 하는 최적의 지점이 발견되었다 해도 기지국 장비의 중량과 부피를 고려할 때 기지국을 신설하는 것은 곤란하고, 단지 소형 안테나만을 설치하는 것이 가능한 지점이 종종 발견될 수 있다. 아울러, 트래픽이 분포가 지역마다 불균일한 경우가 많고, 지역에 따라서는 트랙픽의 시간적 또는 요일간 변동이 극심한 경우가 많기 때문에 모든 지점에 고가의 기지국을 증설하는 것은 경제적으로 낭비라고 할 수 있다.
상기한 투자 부담과 기지국 설치 공간의 문제 등을 해결하기 위하여 통신 음영지역 형성에 따른 통신서비스의 질 저하를 방지하기 위해 기지국으로부터 수신되는 신호를 증폭하여 무선통신 단말기로 송출하고, 상기 무선통신단말기로부터 수신되는 신호를 증폭하여 기지국으로 다시 송출하는 무선 중계 장치가 개발되어 도입 운영되고 있는데, 이를 위해서는 별도의 수신안테나와 송신안테나가 필요하다.
이와 같은 중계장치를 통해 동일 주파수로 송신할 때, 강한 송신신호가 수신안테나로 인가되면, 원래의 미약한 수신신호와 합쳐짐으로 인해 중계 장치가 제대로 동작하지 못하게 되었다.
즉, 수신안테나를 통해 들어오는 신호 중에서 중계 장치 자체의 송신신호 증폭에 의하여 유입된 송신신호가 다시 증폭되어 중계 장치의 발진 등으로 문제가 발생하게 되면서 수신안테나를 통해 들어오는 신호 중에서 송신신호에 의한 간섭신호를 제거하는 것은 중계 장치에서 반드시 해결해야 할 중요한 문제로 대두되었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 단일 경로에 의한 주파수 하향변환 및 상향변환을 통한 중계장치를 사용하였다.
도 1은 종래의 일반 무선 주파수 중계 장치에 사용되는 주파수 상향 변환기의 기본 구성 블록도를 나타낸 것으로, 도 1에서 도시된 바와 같이 종래의 중계 장치는 안테나를 통해 국부발진파(LO)를 곱하여 입력된 신호의 대역을 중간주파수 대역으로 하향변환을 수행하는 주파수대역변환부(10), 상기 주파수대역변환부(10)를 통해 대역변환된 신호를 필터링하는 필터부(12), 상기 필터부(12)를 통과한 대역변환된 신호를 증폭하는 증폭부(14), 상기 증폭부를 통해 증폭된 신호 중 원하는 신호만을 추출하는 필터부(16), 상기 필터부(16)에서 추출된 신호를 증폭하는 증폭부(18), 상기 증폭부(18)를 통과한 신호를 필터링하는 필터부(20), 상기 필터부(20)를 통과한 신호는 국부발진파(LO)를 곱하여 수신된 신호의 대역을 다시 이동통신 주파수 대역으로 상향변환하는 주파수대역 변환부(22), 상기 주파수대역 변환부(22)를 통해 대역변환된 신호를 필터링하는 필터부(24), 상기 필터부(24)를 통한 신호를 증폭하는 증폭부(26)를 포함하여 구성되며, 상기 증폭부(26)를 통해 증폭된신호를 기지국으로 출력하는 단일 경로에 의해 이루어졌다.
여기서, 주파수 하향 변환기의 기본 구성은 상기 도 1에서 도시한 상향 변환기와 동일하게 구성되므로, 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 중계 장치에서는 송수신안테나들 간에 일정거리(수직이격거리 약 10m 또는 수평이격거리 약 100m)를 유지시키거나, 송수신안테나들 사이에 존재하는 지형이나 지물을 이용함으로써 송신신호를 감소시켜 궤한 간섭을 억제하였는데, 이는 궤환 간섭 현상이 최소화되도록 송수신 안테나들을 설치하는데 필요한 안테나 철탑 비용이 과다하게 소요되며, 철탑 구조물이 거대해짐으로 인해 적용환경이 제한되어 실제로 사용하는데 매우 어려운 문제점이 있었다.
또한, 다른 방법으로 송수신 안테나를 가까이 거치시키고, 수신안테나로 수신되는 궤환 간섭신호를 제거하는 간섭제거 회로를 중계 장치 내부에 설치하여 간섭신호를 억제시킴으로써 중계가 가능한 중계 장치를 구현할 수 있는데, 현재의 간섭제거회로를 구현한 기술은 시간영역 신호처리 간섭제거기술로, 이는 이미 실용화되어 국내외에서 사용(한국공개특허공보 공개번호 제 특1999-008893, 미국 ANC사, 독독일 MIKOM사 등)되고 있으나, 협대역 특성을 지니고 있기 때문에 광대역 특성을 요구하는 CDMA 셀룰라 이동통신망이나 CDMA PCS이동통신망, B-WLL망 및 향후 IMT-2000서비스망에는 구현하기 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로,
본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 무선 수신된 주파수와 동일한 주파수로 중계하는 무선 중계 장치에서 송신안테나부에서 궤환되는 간섭 신호 및 원하는 신호를 수신하여 주파수 하향 변환하고, 0도 및 180도로 위상 변환하여 신호를 역위상으로 합성하여 간섭신호를 제거한 후, 제거되지 않은 원하는 신호만을 상향변환하여 필터링 및 증폭하여 출력시켜 음영지역에서도 원활하게 무선 중계 처리를 수행할 수 있도록 2개의 이상의 경로를 통해 들어온 신호에 대해 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭신호 제거 방법을 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 협대역의 특성을 지니고 있는 무선 중계 장치의 특성을 보완하여 CDMA 셀룰라 이동통신망이나 CDMA PCS이동통신망, B-WLL망 및 향후 IMT-2000서비스망에도 적용하여 광대역으로 중계 서비스를 수행할 수 있는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭신호 제거 방법을 제공하고자 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존의 광대역 이동통신망을 위한 간섭 제거 중계 장치에 추가하여 궤환 간섭 신호를 제거하고, 원하는 신호만의 복원을 용이하도록 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭신호 제거 방법을 제공하고자 하는 데 있다.
도 1은 종래의 일반 무선 주파수 중계 장치에 사용되는 주파수 상향/하향 변환시의 기본 구성도.
도 2는 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선중계장치에서 주파수 대역 변환부에 의해 하향/상향변환이 이루어질 경우의 구성도.
도 3은 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선중계장치에서 상향/하향변환하지 않을 경우의 구성도.
도 4는 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선중계장치에서 검출부에 의해 레벨 및 위상 검출을 도시한 구성도.
도 5는 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법에 따른 주파수 합성부 전단에 위치한 검출부의 적용 흐름도.
도 7은 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법에 따른 주파수 합성부 후단에 위치한 검출부의 적용 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
202: 입력부 204: 스위치부
206, 232: 주파수 대역 변환부 212, 230, 238: 필터부
214, 240: 증폭부 216, 242: 검출부
216a, 424a: 레벨검출부 216b, 242b: 위상검출부
218: 위상변환부 220: 주파수 합성부
250: 출력부
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주파수 합성부를 이용한 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치 및 간섭 신호 제거 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 간섭 제거 기술을 이용한 무선 중계 장치는 2개 이상의 경로에 대한 궤환 간섭 신호와 원하는 신호가 입력되는 입력부와; 상기 각 경로 중 소정 위치에 해당하는 경로를 연결 또는 끊음을 위한 스위치부와; 상기 입력부를 통해 입력된 신호의 대역을 중간주파수로 하향변환시키는 주파수 대역 변환부와; 상기 주파수 대역 변환부를 통해 하향변환된 신호를 필터링 및 증폭시킨후, 트랜스포머 또는 위상변환 소자를 이용하여 0도 또는 180도의 차로 위상을 변환시키는 위상변환부와; 상기 위상변환부를 통해 궤환 간섭의 두 신호를 역위상으로 합성시켜 간섭 신호의 두 신호가 제거되고, 제거되지 않은 원하는 신호만을 출력시키는 주파수 합성부와; 상기 주파수 합성부를 통해 출력된 원하는 신호는 필터링 후, 중간주파수 대역을 무선 주파수 대역으로 상향 변환시키는 주파수 대역 변환부와; 상기 주파수 대역 변환부를 통해 상향 변환된 신호는 필터링 및 증폭 후, 송신안테나를 통해 원하는 신호만이 출력되는 출력부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게는 주파수 합성부 전단으로 입력되는 입력신호 및 주파수 합성부 후단으로부터 출력되는 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 검출하기 위해 상기 주파수 합성부 및 위상변환부 전단 또는 주파수 합성부 후단 및 출력부 전단에 위치된 검출부와; 상기 검출부를 통해 검출된 레벨 및 위상을 보정하기 위한 보정부;를 더 포함하여 구성됨을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법은 궤환 간섭 신호와 원하는 신호가 입력부를 통해 2개이상의 경로로 입력되는 단계와;상기 입력부를 통해 입력된 신호를 주파수 대역 변환부를 통해 중간주파수로 하향변환하는 단계와; 상기 하향변환된 신호 중 궤환되는 간섭신호에 대한 주파수 합성부 전단 또는 주파수 합성부 후단의 검출부를 통해 주파수 레벨 및 위상을 검출하고, 수신측 및 송신측의 신호와 각각 비교한 후 보정하여 주파수 합성부 전단에서 또는 주파수 합성부 후단에서의 검출/보정을 수행하는 단계와; 상기 검출 및 보정 완료된 2개이상의 경로에 대한 간섭 신호에 대해 180도의 차로 위상을 변환하는 단계와; 상기 위상변환된 2개 이상의 경로에 대해 2개의 경로를 한쌍으로 하여 주파수 합성부를 통해 각각 궤환 간섭의 두 신호를 역위상으로 합성시키는 단계와; 상기 역위상 합성되어 궤환되는 간섭신호만 제거하고, 원하는 신호만을 분리하는 단계와; 상기 주파수 합성부를 통해 원하는 신호만을 분리시켜 출력시킨 신호의 주파수를 주파수 대역 변환부를 통해 무선 주파수로 상향변환하는 단계와; 상기 무선 주파수로 변환된 신호를 출력시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 그 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치에서 상향/하향 변환을 위한 주파수 대역 변환부를 가진 전체 구성도이며, 도 3은 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치에서 상향/하향 변환을 하지 않을 경우를 도시한 구성도이다.
본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치는기지국으로부터 원하는 신호를 추출한 후 증폭하여 서비스 하고자 하는 음영지역으로 신호를 방사하는 장치이며, 기지국으로부터 신호를 수신한 후 음영지역으로 신호를 송출하는 것을 "순방향링크"라고 하며, 역으로 단말기의 미약전파를 수신 후, 원하는 신호로 증폭하여 기지국으로 신호를 보내는 것을 "역방향링크"라고 한다.
상기 "역방향링크"의 경우에도 "순방향링크"와 동일한 구조 및 동작원리를 가지므로, 본 발명에서는 "순방향링크"에서의 구조 및 동작 원리를 설명하기로 한다.
도 2에서 도시된 바와 같이 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치는 수신 안테나 및 입력부(202), 스위치부(204), 주파수 대역 변환부(206, 232), 필터부(212, 230, 240), 증폭부(214, 240), 위상변환부(218), 주파수 합성부(220), 검출부(216, 242), 송신안테나 및 출력부(250)를 포함하여 구성된다.
수신 안테나를 통해 수신된 신호를 저잡음 증폭부를 통해 증폭하고, 2개 이상의 경로에 대해 궤환되는 간섭 신호와 원하는 신호가 입력부(202)를 통해 입력되면, 상기 입력부(202)를 통해 입력된 신호는 믹서부(208)를 통해 국부발진파(LO)(210)를 곱하여 수신된 2개 이상의 경로에 대한 신호 대역을 주파수 대역 변환부(206)을 통해 중간주파수로 하향변환시킨다.
상기 주파수 대역 변환부(206)를 통해 하향변환된 신호는 필터부(212)를 통해 불요파를 제거하여 혼신과 잡음을 방지한다.
상기 필터부(206)를 통과하여 감쇄된 미약한 신호를 증폭부(214)를 통해 증폭시킨 후, 상기 증폭된 신호를 트랜스포머 또는 Phase Shifter 등의 위상변환 소자를 이용하여 2개 이상의 경로에 대해 광대역 합성을 위하여 위상변환부(218)을 통해 각 경로에 대해 0도 또는 180도를 갖도록 하여 180도의 차로 신호를 변환시킨다.
상기 위상변환부(218)를 통해 서로 180도의 위상차를 가지는 궤환 간섭의 두 신호는 각각 주파수 합성부(220)를 통해 합성되며, 합성 된 후 상기 궤환 간섭의 두신호는 위상차가 180도이며, 레벨을 동일하여 서로 상쇄되어 제거되는 것이다.
상기 주파수 합성부(220)를 통해 간섭신호는 제거되고, 원하는 신호는 상쇄되지 않고 출력된다.
상기 주파수 합성부(220)를 통해 출력된 원하는 신호는 필터부(230)를 통해 불요파를 제거한 후, 믹서부(234)를 통해 국부발진파(LO)(236)를 곱하여 주파수 대역 변환부(232)을 통해 무선 주파수 신호 대역으로 상향변환된 후, 필터부(238)를 통해 불요파를 제거하고, 그로 인해 감쇄된 미약한 신호를 증폭시키기 위해 증폭부(240)를 통과한 후, 출력부(250)를 통해 출력시킨다.
상기 2개 이상의 경로로 입력되는 신호의 레벨 및 위상을 검출하고 비교하기 위해 검출부(216, 242)를 위상변환부(216)나 주파수 합성부(220)전단 또는 주파수 합성부 후단이나 출력부(240) 전단에 위치시키며, 여기서 레벨 및 위상 오차는 외부 또는 내부의 조절을 통해 동일하게 보정이 이루어지기 위하여 각 경로의 소정 위치에 보정부(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 검출부를 통해 각 입력 신호에 대한 레벨 및 위상을 확인할 수 있으며,보정부를 통해 보정도 이루어진다.
또한, 상기 각 경로 중 소정 위치에 해당하는 경로를 연결 또는 끊음을 위한 스위치부(204)를 각 경로의 소정 위치에 구성시킨다.
여기서, 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치는 상기 주파수 대역 변환부(206, 232)에서 하향변환 또는 상향변환하지 않고도 구현이 가능하므로, 도 3에서 도시되어진 바와 같이 구성되어 질 수 있다.
수신 안테나를 통해 2개 이상의 경로를 통해 궤환 간섭 신호와 원하는 신호가 입력되는 입력부(202)와, 상기 각 경로 중 소정 위치에 해당하는 경로를 연결 또는 끊음을 위한 스위치부(204)와, 상기 입력부를 통해 입력된 신호는 필터부(212)를 통해 불요파를 제거하고, 상기 필터부(212)를 통과한 신호는 증폭부(214)를 통해 증폭시킨 후, 상기 증폭된 궤환 간섭신호를 트랜스포머 또는 위상변환 소자를 이용하여 0도 또는 180도의 차로 위상을 변환시키는 위상변환부(218)와 상기 위상변환부(218)를 통해 변환된 위상을 합성시켜 궤환 간섭 신호 두 신호가 제거되고, 제거되지 않은 원하는 신호만을 분리시키는 주파수 합성부(220)와 상기 주파수 합성부(220)를 통해 출력된 원하는 신호는 필터부(230)를 통해 불요파를 제거한 후, 증폭부(240)를 통해 감소된 신호를 증폭한 후, 송신안테나를 통해 출력되는 출력부(250)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 주파수 대역 변환부(206, 232)를 통해 무선 주파수를 하향 또는 상향 변환하지 않을 경우에는 상기 주파수 합성부(220)는 중간주파수를 거치지 않고 무선주파수로 합성이 이루어지기 때문에 상기 주파수 합성부를 통해 합성된 주파수는 무선 주파수 대역으로 된다.
도 2와 도 3과 구성된 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치는 2개 또는 4개 이상의 경로를 이용하여 2개의 경로를 하나의 쌍으로 역위상으로 합성하는 형태로 중계 장치 내부에 구성시킨 것이며, 기존의 이동통신망용 간섭 제거 중계 장치에 추가하거나 다른 방식의 간섭 제거 회로와 연동시켜 간섭신호를 제거하는 능력을 극대화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선중계장치에서 검출부에 의해 레벨 및 위상 검출을 도시한 구성도를 나타낸 것으로, 주파수 합성부(220) 전단 또는 위상변환부(218) 전단의 검출부(216)를 통해 2개 이상의 경로에 대한 입력신호의 성분을 검출할 수 있고, 주파수 합성부(220) 후단 또는 출력부 전단의 검출부(242)를 통해 주파수 합성부의 출력신호의 성분을 검출할 수 있다.
보다 바람직하게는 도 4에서 도시된 바와 같이 상기 검출부(216, 242)는 위상 검출부(216b, 242b)와 레벨 검출부(216a, 242a)로 구성된다.
즉, 합성부 전단 또는 합성부 후단의 검출부를 이용하여 신호에 대한 레벨 및 위상을 조정한다.
도 5는 본 발명에 따른 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법에 따른 전체 흐름도를 나타낸 것이다.
본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법은 송신 안테나를 통하여 방사되어 수신 안테나로 인입되는 궤환 간섭 신호와 원하는 신호는 수신안테나, 저잡음 증폭부 및 입력부를 통해 2개 이상의 경로로 입력(S00)되면, 상기 입력된 신호는 필터부를 통과시켜 불요파를 제거하고, 상기 필터링된 주파수를 주파수 대역 변환부를 통해 중간주파수로 변환(S302)되고, 상기 하향변환된 미약한 신호는 증폭부를 통해 증폭한 후, 검출부를 통해 신호에 대한 레벨과 위상을 검출하고 보정(S304)한다.
상기 주파수 합성부 전단에서의 검출부를 이용하거나, 주파수 합성부 후단에서의 검출부를 이용한 검출 및 보정(S304)은 상기 검출부의 위치에 따라서 신호의 레벨 및 위상을 동일하게 조정하기 위한 방법에서 소정의 차이가 있으며, 주파수 합성부 전단에 위치한 검출부를 동작시키거나 또는 주파수 합성부 후단에 위치한 검출부를 동작시켜 신호의 레벨 및 위상을 검출한다.
즉, 합성부 전단에서는 2개 이상의 경로에 대한 입력신호에 대해 합성부 전단에서의 검출부를 통해 레벨 및 위상을 검출 및 보정을 수행하며, 합성부 후단에서는 상기 2개 이상의 경로에 대해 합성부 후단의 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 검출 및 보정한다.
바람직하게는 주파수 합성부 전단이나 후단에 위치한 검출부를 동시 또는 병행하여 모두 동작시켜 보다 효과적으로 간섭 신호를 제거할 수 있도록 한다.
상기 신호의 레벨 및 위상을 검출하고, 비교한 후 보정이 완료되었는지를 판단(S306)한 후, 검출 및 보정 완료된 2개 이상의 경로에 대한 간섭 신호를 트랜스포머 또는 위상변환 소자를 이용하여 0도 또는 180도로 각각 위상을 변환시켜 180도의 위상차를 갖도록 위상 변환(S308)후, 상기 2개 이상의 경로에 대해서는 2개의경로를 한쌍으로 하여 180도의 차로 위상변환(S308)된 신호를 주파수 합성부를 통해 각각 궤환 간섭의 두 신호를 역위상으로 합성(S310)시킨다.
상기 주파수 합성부를 통해 역위상으로 합성(S310)이 완료되었는지를 판단(S312)한 후, 합성이 완료되면 상기 주파수 합성부를 통해 궤환 간섭의 두 신호는 위상차가 180도이고 레벨이 동일하여 서로 제거되고, 원하는 신호만이 분리(S314)된다.
만약, 상기 역위상으로 합성이 제대로 이루어지지 않았을 경우는 검출부를 통해 신호의 성분을 다시 검출 및 보정(S304)한다.
상기 주파수 합성부를 통해 원하는 신호만을 분리(S314)되어 출력되며, 상기 출력된 신호의 주파수는 주파수 대역 변환부를 통해 무선 주파수 대역으로 상향변환(S316)되어 필터부를 통해 불요파를 제거한 후, 상기 각 단계들을 거치면서 감쇄되어 미약해진 신호를 증폭부를 통해 증폭시킨 후, 출력부를 통해 송신안테나로 출력(S318)시킨다.
여기서, 하향 변환 또는 상향 변환으로 인해 중간주파수로 변환되지 아니하는 경우에는 주파수 합성부는 중간주파수를 거치지 않고 무선 주파수로 합성되는 무선 주파수 합성부의 역할을 수행한다.
상기 검출부의 위치에 따라서 신호의 레벨 및 위상을 동일하게 조정하기 위한 방법에 검출부의 위치에 따라서 동작하는 레벨 및 검출 방법에 대해 도 5와 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법에따른 주파수 합성부 전단에 위치한 검출부의 적용 흐름도를 나타낸 것으로,
주파수 합성부 전단에서 각 경로로 입력되는 신호의 검출 및 보정은 2개 이상의 경로로 입력된 신호에 대해 주파수 합성부 전단에서 레벨을 검출(S600)하여 상기 검출된 레벨을 비교한 후, 각 경로별 레벨을 보정(S602)한다.
위상의 검출 및 보정도 레벨의 검출 및 보정과 같이 각 경로의 입력신호를 주파수 합성부 전단에서 위상을 검출(S604)한 후, 각 경로별 위상을 보정(S606)한다.
그런 후에, 보정이 완료되면, 주파수 합성부를 통해 역위상으로 합성(S608)하여 궤환되는 간섭신호 제거 및 원하는 신호가 정상적으로 출력되는지를 판단(S610)하고, 합성이 완료되면, 궤환되는 간섭신호는 제거되고 원하는 신호만이 정상적으로 출력(S612)된다.
상기 입력신호의 주파수 합성부 전단에서 레벨 및 위상을 보정함에 있어 발생할 수 있는 레벨 및 위상의 상호 관계를 다시 보정하기 위해 두 번 이상의 보정을 반복적으로 수행함이 바람직하며, 상기 레벨 검출 및 보정(S600~S602)과 상기 위상 검출 및 보정(S604~S606)은 그 순서에 상관없이 적용될 수 있으며, 안정적인 성능 구현을 위해 검출 및 보정을 다단으로 수회이상 반복하여 적용하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명인 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법에 따른 주파수 합성부 후단에 위치한 검출부의 적용 흐름도를 나타낸 것으로,
2개 이상의 각 경로의 주파수 합성부 후단의 출력신호에 대한 신호의 검출및 보정은 우선, 상기 2개 이상의 경로로 입력된 신호에 대해 주파수 합성부 후단에서의 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 각 경로별로 검출해 내기 위해 각 경로별로 구비된 스위치를 온/오프(S500)동작을 수행해야 한다.
그 이유는 주파수 합성부 전단에서는 2개 이상의 경로로 신호가 입력되지만 주파수 합성부를 통과한 신호는 단일 경로가 되기 때문이다.
즉, 첫번째 경로에 대한 신호의 성분을 검출하고자 할 경우는 첫번째 경로를 제외하고 모든 경로에 대한 스위치를 오프하고, 첫번째 경로에 대한 스위치만을 온(S700)시킨 후, 첫번째 경로의 합성부 후단의 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 검출(S702)한다.
상기(S700~S702)와 같이 해당 경로에 대한 스위치를 온한 후, 해당 경로를 제외한 경로의 스위치를 모두 오프한 후, 해당 경로에 대한 합성부 후단 출력신호의 레벨 및 위상을 검출한다.
따라서, N번째 경로의 스위치를 온시키고, 그 외 경로의 스위치를 오프(S704)하여 N번째 경로의 합성부 후단 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 검출(S706)하고, 상기 검출된 레벨 및 위상을 토대로 상기 N개의 경로에 대한 합성부 후단 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 보정(S708)한다.
그런 후에, 보정이 완료되면, 위상변환부를 통해 궤환되는 간섭의 두신호의 위상차가 180도차가 되어 주파수 합성부를 통해 역위상으로 합성(S710)하여 궤환되는 간섭신호는 제거되고, 원하는 신호가 정상적으로 출력되는지를 판단(S712)한다.
상기 판단(S712)결과 합성이 완료되면, 궤환되는 간섭신호는 제거되고 원하는 신호만이 정상적으로 출력(S714)된다.
상기 주파수 합성부 후단의 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 보정함에 있어 발생할 수 있는 레벨 및 위상의 상호 관계를 다시 보정하기 위해 두 번 이상의 보정을 반복적으로 수행함이 바람직하며 안정적인 성능 구현을 위해 검출 및 보정을 다단으로 수회이상 반복하여 적용하는 것도 가능하다.
본 발명인 간섭 제거 기술을 이용한 무선 중계 장치 및 방법은 3개 이상의 경로에 대해서는 2개의 경로를 하나의 쌍으로 합성한 후, 다단계로 합성함으로써 그 구현이 가능하도록 구성된 것이다.
이상의 실시예들은 본원 발명을 설명하기 위한 것으로, 본원 발명의 범위는 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구 범위에 의거하여 정의되는 본원 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다. 예를 들면 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다는 것이다.
본 발명에 의하면, 기존의 무선 중계 장치에 추가적으로 삽입하여 설치되는 것이 가능하여 무선 중계 장치에서 요구되는 송수신 안테나간 분리도를 확보하기 위하여 요구되는 과도한 철탑비용과, 고출력의 방사가 가능하여 훨씬 큰 커버리지를 확보할 수 있어 광중계 장치 대체용으로 사용할 수 있어 그에 따른 광선로의 회선 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 광대역으로 중계 서비스를 할 수 있으므로, 현재의 셀룰라망, 개인휴대통신망, WLL망, 주파수 공용 통신망, GSM망, 방송 및 향후 IMT-2000망 등의 모든 무선 통신망에 적용하여 기지국 수를 줄여서 운용비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 대전력 선형 증폭기(LPA) 등의 혼 변환에 의한 노이즈 성분을 제거하는 데 활용할 수도 있다.

Claims (14)

  1. 무선 수신된 신호를 증폭하여 동일 주파수로 중계하는 무선 중계 장치에 있어서,
    수신 안테나를 통해 2개 이상의 경로를 통해 궤환 간섭 신호와 원하는 신호가 입력되는 입력부와;
    상기 각 경로 중 소정 위치에 해당하는 경로를 연결 또는 끊음을 위한 스위치부와;
    상기 입력부를 통해 입력된 신호는 믹서부를 통해 국부발진파(LO)를 곱하여 수신된 신호의 대역을 중간주파수로 하향변환시키는 2개 이상의 경로에 대한 주파수 대역 변환부와;
    상기 주파수 대역 변환부를 통한 신호는 필터부를 통해 불요파를 제거하고, 상기 필터부를 통과한 신호는 증폭부를 통해 증폭시킨 후, 상기 증폭된 궤환 간섭신호를 트랜스포머 또는 위상변환 소자를 이용하여 0도 또는 180도의 차로 위상을 변환시키는 위상변환부와;
    상기 위상변환부를 통해 역위상으로 합성시켜 궤환 간섭 신호 두 신호가 제거되고, 제거되지 않은 원하는 신호만을 분리시켜 출력하는 주파수 합성부와;
    상기 주파수 합성부를 통해 출력된 원하는 신호는 필터부를 통해 불요파를 제거하고, 상기 필터부를 통과한 원하는 신호는 믹서부를 통해 국부발진파(LO)를 곱하여 출력된 신호의 중간주파수 대역을 무선 주파수 대역으로 상향 변환시키는 주파수 대역 변환부와;
    상기 주파수 대역 변환부를 통해 상향 변환된 신호는 필터부를 거쳐 불요파를 제거한 후, 증폭부를 통해 감소된 신호를 증폭한 후, 송신안테나를 통해 출력되는 출력부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 및 위상변환부 전단 또는 합성부 후단 및 출력부 전단에 위치시켜 상기 입력부를 통해 2개 이상의 경로별로 입력된 궤환 간섭 신호에 대한 레벨 및 위상을 검출하기 위해 검출부와;
    상기 검출부를 통해 검출된 레벨 및 위상을 보정하기 위한 보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선중계 장치.
  3. 무선 수신된 신호를 증폭하여 동일 주파수로 중계하는 무선 중계 장치에 있어서,
    수신 안테나를 통해 2개 이상의 경로를 통해 궤환 간섭 신호와 원하는 신호가 입력되는 입력부와;
    상기 각 경로 중 소정 위치에 해당하는 경로를 연결 또는 끊음을 위한 스위치부와;
    상기 입력부를 통해 입력된 신호는 필터부를 통해 불요파를 제거하고, 상기 필터부를 통과한 신호는 증폭부를 통해 증폭시킨 후, 상기 증폭된 궤환 간섭신호를 트랜스포머 또는 위상변환 소자를 이용하여 0도 또는 180도의 차로 위상을 변환시키는 위상변환부와;
    상기 위상변환부를 통해 변환된 위상을 합성시켜 궤환 간섭 신호 두 신호가 제거되고, 제거되지 않은 원하는 신호만을 분리시키는 주파수 합성부와;
    상기 무선 주파수 합성부를 통해 출력된 원하는 신호는 필터부를 통해 불요파를 제거한 후, 증폭부를 통해 감소된 신호를 증폭한 후, 송신안테나를 통해 출력되는 출력부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 및 위상변환부 전단 또는 합성부 후단 및 출력부 전단에 위치시켜 상기 입력부를 통해 2개 이상의 경로별로 입력된 궤환 간섭 신호에 대한 레벨 및 위상을 검출하기 위해 검출부와;
    상기 검출부를 통해 검출된 레벨 및 위상을 보정하기 위한 보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 무선 중계 장치.
  5. 무선 수신된 신호를 증폭하여 동일 주파수로 중계하는 무선 중계 방법에 있어서,
    송신 안테나를 통하여 방사되어 수신 안테나로 인입되는 궤환 간섭 신호와 원하는 신호는 수신안테나, 저잡음 증폭부 및 입력부를 통해 2개 이상의 경로로 입력되는 단계와;
    상기 입력부를 통해 입력된 신호를 필터링하고, 상기 필터링된 주파수를 주파수 대역 변환부를 통해 중간주파수로 하향변환하는 단계와;
    상기 하향변환된 신호를 증폭한 2개 이상의 경로에 대한 입력신호에 대해 주파수 합성부 전단에서의 검출부를 통해 레벨 및 위상을 검출 및 보정하는 단계; 또는 상기 2개 이상의 경로에 대해 주파수 합성부 후단의 출력신호에 대해 레벨 및위상을 검출 및 보정하는 단계를 수행하는 검출/보정 단계와;
    상기 검출 및 보정 완료된 2개 이상의 경로에 대한 간섭 신호를 위상변환부를 통해 0도 또는 180도로 위상을 변환하는 단계와;
    상기 위상변환된 2개 이상의 경로에 대해 2개의 경로를 한쌍으로 하여 주파수 합성부를 통해 각각 궤환 간섭의 두 신호를 역위상으로 합성시키는 단계와;
    상기 역위상 합성되어 궤환되는 간섭신호만 제거하고, 원하는 신호만을 분리하는 단계와;
    상기 주파수 합성부를 통해 원하는 신호만을 분리시켜 출력시킨 신호의 주파수를 주파수 대역 변환부를 통해 무선 주파수로 상향변환하는 단계와;
    상기 무선 주파수로 변환된 신호를 필터링한 후, 증폭하여 출력부 및 송신안테나를 통해 출력시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 전단에서 궤환 간섭 신호를 검출 및 보정하는 단계는
    상기 2개 이상의 경로로 입력된 신호에 대해 주파수 합성부 전단에서 레벨을 검출하는 단계와;
    상기 각 경로에 대한 신호의 레벨을 검출한 후, 상기 각 경로별 레벨을 보정하는 단계와;
    상기 각 경로로 입력된 신호에 대해 주파수 합성부 전단에서 위상을 검출하는 단계와;
    상기 각 경로에 대한 신호의 위상을 검출한 후, 상기 각 경로별 위상을 보정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 후단에서 궤환 간섭신호를 검출하고 보정하는 단계는
    상기 2개 이상의 경로의 합성부 후단 출력신호호에 대해 레벨 및 위상을 각 경로별로 검출해 내기 위해 각 경로별로 구비된 스위치부에 있어 해당 경로에 대한 스위치를 온하고, 그 외에 해당하는 경로를 오프시키는 스위치 온/오프하는 단계와;
    상기 2개 이상의 경로에 대해 각각 스위치부를 온/오프시켜 각 경로의 주파수 합성부 후단의 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 검출하는 단계와;
    상기 합성부 후단의 출력신호에 대해 N번째 경로까지 레벨 및 위상을 검출한 후, 상기 각 경로에 대한 레벨 및 위상을 보정하는 단계를 포함하여 이루어진 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 궤환 간섭신호 및 원하는 신호가 입력부를 통해 2개이상의 경로로 입력되는 단계는 2개를 한쌍으로 한 후 합성시키며, 3개 이상의 경로가 입력되었을 경우, 각 2개의 경로를 하나의 쌍으로 합성한 후, 다단계로 합성하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  9. 제 5항 내지 제 7항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 전단에서 각 경로에 대한 입력신호를 검출 및 보정하는 단계 및 상기 주파수 합성부 후단에서의 출력신호를 검출 및 보정하는 단계는 동시 또는 병행하여 적용 가능한 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  10. 무선 수신된 신호를 증폭하여 동일 주파수로 중계하는 무선 중계 방법에 있어서,
    송신 안테나를 통하여 방사되어 수신 안테나로 인입되는 궤환 간섭 신호와 원하는 신호는 수신안테나, 저잡음 증폭부 및 입력부를 통해 2개 이상의 경로로 입력되는 단계와;
    상기 입력부를 통해 입력된 2개 이상의 경로에 대한 입력신호를 필터링 및증폭하고, 주파수 합성부 전단에서의 검출부를 통해 레벨 및 위상을 검출 및 보정하는 단계; 또는 상기 2개 이상의 경로에 대해 주파수 합성부 후단의 출력신호에 대해 레벨 및 위상을 검출 및 보정하는 단계를 수행하는 검출/보정 단계와;
    상기 검출 및 보정 완료된 2개 이상의 경로에 대한 간섭 신호를 위상변환부를 통하여 0도 또는 180도로 위상을 변환하는 단계와;
    상기 위상변환된 2개 이상의 경로에 대해 2개의 경로를 한쌍으로 하여 주파수 합성부를 통해 각각 궤환 간섭의 두 신호를 역위상으로 합성시키는 단계와;
    상기 역위상 합성되어 궤환되는 간섭신호만 제거하고, 원하는 신호만을 분리하는 단계와;
    상기 주파수 합성부를 통해 원하는 신호만을 분리시켜 출력시킨 무선 주파수 신호를 필터링한 후, 증폭하여 출력부 및 송신안테나를 통해 출력시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 전단에서 궤환 간섭 신호를 검출 및 보정하는 단계는
    상기 2개 이상의 경로로 입력된 신호에 대해 주파수 합성부 전단에서 레벨을 검출하는 단계와;
    상기 각 경로에 대한 신호의 레벨을 검출한 후, 상기 각 경로별 레벨을 보정하는 단계와;
    상기 각 경로로 입력된 신호에 대해 주파수 합성부 전단에서 위상을 검출하는 단계와;
    상기 각 경로에 대한 신호의 위상을 검출한 후, 상기 각 경로별 위상을 보정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 후단에서 궤환 간섭신호를 검출하고 보정하는 단계는
    상기 2개 이상의 경로의 합성부 후단 출력신호호에 대해 레벨 및 위상을 각 경로별로 검출해 내기 위해 각 경로별로 구비된 스위치부에 있어 해당 경로에 대한 스위치를 온하고, 그 외에 해당하는 경로를 오프시키는 스위치 온/오프하는 단계와;
    상기 2개 이상의 경로에 대해 각각 스위치부를 온/오프시켜 각 경로의 주파수 합성부 후단의 출력신호에 대한 레벨 및 위상을 검출하는 단계와;
    상기 합성부 후단의 출력신호에 대해 N번째 경로까지 레벨 및 위상을 검출한 후, 상기 각 경로에 대한 레벨 및 위상을 보정하는 단계를 포함하여 이루어진 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 궤환 간섭신호 및 원하는 신호가 입력부를 통해 2개이상의 경로로 입력되는 단계는 2개를 한쌍으로 한 후 합성시키며, 3개 이상의 경로가 입력되었을 경우, 각 2개의 경로를 하나의 쌍으로 합성한 후, 다단계로 합성하는 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
  14. 제 10항 내지 제 12항에 있어서,
    상기 주파수 합성부 전단에서 각 경로에 대한 입력신호를 검출 및 보정하는 단계 및 상기 주파수 합성부 후단에서의 출력신호를 검출 및 보정하는 단계는 동시 또는 병행하여 적용 가능한 것을 특징으로 하는 주파수 합성부를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법.
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