KR20070106363A - 다중 유선궤환 신호를 이용한 다중경로 간섭신호 제거장치및 방법 - Google Patents

다중 유선궤환 신호를 이용한 다중경로 간섭신호 제거장치및 방법 Download PDF

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KR20070106363A
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Abstract

본 발명은 유선궤환 신호를 이용하여 다중경로 간섭신호를 추출 및 제거하는 다중경로 간섭신호 제거장치 및 방법에 관한 것이다.
한편, 본 발명은 간섭신호를 제거하는 방법으로서, 안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호로 변환된 신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출 단계, 상기 추출된 간섭신호를 이용하여 상기 수신신호로부터 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거단계를 포함한다. 또한, 상기 간섭신호가 제거된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계, 상기 아날로그 신호로 변환된 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 제2 궤환신호를 생성하는 단계, 및 상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호를 합성함으로써 합성 궤환신호를 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 간섭신호 추출단계는 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 가장 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다.
본 발명은 안테나를 통해 수신된 신호에서 다중경로 간섭신호를 실시간으로 추출 및 제거함으로써 송신안테나를 통해 전파된 무선신호가 수신안테나로 재유입됨으로 인해 발생하는 중계기 발진현상을 제거함과 동시에 종래 무선 중계기의 안테나 분리도에 따른 제한된 시스템 이득을 증가시킬 수 있다.
무선 중계기, 유선궤환 신호, 다중경로 간섭신호

Description

다중 유선궤환 신호를 이용한 다중경로 간섭신호 제거장치 및 방법{Apparatus and Method for Removing Multipath Interference Signal using Multiple Wire Feedback Signal}
도 1은 일반 무선중계기 망구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다중 유선궤환 신호를 이용한 중계기의 일실시예 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 순방향 디지털 신호처리부의 일실시예 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 순방향 간섭신호 추출/제거부의 일실시예 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 역방향 디지털 신호처리부의 일실시예 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 역방향 간섭신호 추출/제거부의 일실시예 구성도,
도 7은 본 발명에 따라 다중 궤환 신호를 이용하여 간섭신호를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다중경로 간섭신호 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 유선궤환 신호를 이용하여 다중경로 간섭신호를 추출 및 제거하는 다중경로 간섭신호 제거장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통용되는 중계기(120)란 도 1에서 보는 바와 같이 기지국(110)과 가입자 단말장치(130) 사이에 위치하여 기지국 신호가 가입자 단말장치까지 직접적으로 전파되기 힘든 경우에 기지국(110)의 미약한 전파를 다시 증폭하여 이동통신 사용자의 가입자 단말장치(130)로 전파함으로써 양질의 이동통신 서비스를 제공하는 무선 이동통신 보조 설비이다. 중계기는 기지국의 대체품으로서 기지국 신호가 미치지 못하는 음영지역의 이동통신 서비스 품질을 높여줄 뿐만 아니라 기지국에 비해 설치 및 유지보수 비용이 저렴하고 부지확보가 용이하기 때문에 이동통신 사업자의 투자비용을 최소화시킬 수 있는 무선장치이다.
중계기는 기지국과 중계기 사이를 어떠한 매체를 통해 전파하느냐에 따라 크게 광중계기와 무선중계기로 크게 나뉘어진다. 광중계기는 기지국과 중계기 사이를 유선인 광케이블을 이용하여 연결하기 때문에 무선중계기에 비해 양호한 이동통신 서비스 품질을 제공할 수 있다는 장점이 있지만 상대적으로 무선중계기에 비해 가격이 높고 광케이블 설치 및 임대에 따른 추가 비용이 높다는 단점이 있다.
무선 중계기는 광중계기와 같이 유선을 전파매체로 하는 중계기에 비해 설치가 용이하고 운용 및 유지보수 비용이 저렴하다는 장점을 가진다. 하지만 무선 중계기는 설치환경에 따라 송신 안테나를 통해 가입자 단말장치로 전파된 신호의 일부가 다양한 다중경로 페이딩 신호로 전환되어 다시 수신 안테나로 재입력되는 다 수의 무선궤환을 가질 수 있다. 이러한 무선궤환은 무선중계기의 이득이 증가함에 따라 수신안테나로 재유입되는 간섭성 다중경로 페이딩 신호의 크기를 증가시키고 지속적인 중계기의 간섭신호로 작용할 수 있으며, 중계기의 발진을 야기하거나 중계기의 고출력 중폭기를 동작 불능 상태로 만들 수 있는 심각한 문제점을 지니고 있다.
이러한 이유로 인하여 무선중계기는 기본적으로 송신안테나와 수신안테나 사이의 분리도보다 최소한 15 ~ 20dB 낮은 중계기 이득상태에서 운용해야만 다양한 간섭성 다중경로 페이딩 문제를 해결할 수 있다. 무선 중계기는 기존의 광중계기와 같이 유선 전파매체를 사용하는 유선중계기에 비해 설치 및 운용비용이 저렴하다는 장점을 지니고 있음에도 불구하고 위에서 언급한 문제로 인하여 지형지물을 이용한 송신안테나와 수신안테나 사이의 분리도 확보가 비교적 용이한 지하공간을 대상으로 이동통신 서비스를 제공하거나 송신안테나와 수신안테나의 분리도보다 충분히 낮은 중계기 이득을 갖는 소출력용으로만 사용되고 있는 것이 현재의 실정이다.
위에서 언급한 무선중계기의 문제점을 해결하기 위한 대표적인 방안은 크게 두 가지가 있다. 첫째는 송신안테나와 수신안테나를 물리적으로 수직 이격 또는 수평 이격하여 송신안테나와 수신안테나 사이의 분리도를 증가시켜 원하는 중계기 이득으로 운용하는 것이고, 둘째는 링크주파수와 서비스주파수를 서로 다르게 사용함으로써 동일 주파수에서 발생하는 간섭성 다중경로 페이딩의 유입을 최소화한 변파중계기를 사용하는 것이다.
우선 송신안테나와 수신안테나를 물리적으로 수직 이격 또는 수평 이격하여 두 안테나 사이의 분리도를 증가시키는 방안은 중계기 설치비용이 많이 들고 물리적으로 두 안테나 사이를 이격시켜 안정적으로 확보할 수 있는 분리도에 한계가 있다는 단점이 있다. 다음으로 변파중계기를 사용하는 방법은 사용하고자 하는 주파수대역 또는 타 주파수대역에 링크주파수로 사용할 수 있는 여분의 주파수 자원이 확보되어야 한다는 주파수적인 제약조건과 함께 일반 무선중계기와는 달리 도너중계기와 리모트중계기라는 두 대의 중계기가 설치되어야 하기 때문에 비용적인 문제가 추가로 발생한다는 단점이 있다.
본 발명은 연속적이고 실시간적으로 유입되는 다중경로 간섭신호를 디지털필터를 이용하여 추출 및 제거함으로써 간섭성 다중경로 무선궤환 신호에 의한 발진을 방지하고 무선 중계기를 종래보다 높은 중계기 이득으로 운용할 수 있도록 하는 다중경로 간섭신호 제거장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 시간지연과 크기를 달리하는 연속적인 간섭신호를 지속적으로 탐색 및 추출하여 제거함으로써 무선중계기의 정상상태를 유지하고 무선중계기 설치환경에 따른 다양한 전파환경 변화에 실시간적으로 대응할 수 있도록 하는 다중경로 간섭신호 제거장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다중경로 간섭신호 추출 및 제거에 기준이 되는 중계기 내 유선 궤환신호를 디지털 신호 및 아날로그 신호로 다중화함으로써 보다 안정적으로 다중경로 간섭신호를 추출 및 제거할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적 이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 간섭신호를 제거하는 중계기로서, 안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터, 상기 AD 컨버터의 출력신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출부, 및 상기 AD컨버터의 출력신호로부터 상기 추출된 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부를 포함한다. 상기 간섭신호 추출부는 상기 간섭신호 제거부의 출력신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다. 상기 중계기는 상기 간섭신호 추출부에서 추출된 간섭신호와 정합되도록 상기 AD 컨버터 출력신호의 시간 지연을 조정하는 수신신호 지연조정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 간섭신호를 제거하는 중계기로서, 안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 컨버터, 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출부, 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 상기 추출된 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부, 상기 간섭신호 제거부의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터; 상기 DA 컨버터의 출력신호를 커플 링하는 커플러, 및 상기 커플링된 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 컨버터를 포함한다. 상기 간섭신호 추출부는 상기 제2 AD 컨버터의 출력신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다. 상기 중계기는 상기 간섭신호 추출부에서 추출된 간섭신호와 정합되도록 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호의 시간 지연을 조정하는 수신신호 지연조정부를 더 포함할 수 있다. 상기 커플러는 상기 중계기의 송신 안테나와 연결된 어레스터에 구비된다.
또한, 본 발명은 간섭신호를 제거하는 중계기로서, 안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 컨버터, 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출부, 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 상기 추출된 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부, 상기 간섭신호 제거부의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터, 상기 DA 컨버터의 출력신호를 커플링하는 커플러; 상기 커플링된 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 컨버터, 상기 간섭신호 제거부로부터 출력된 제1 궤환신호 및 상기 제2 AD 컨버터로부터 출력된 제2 궤환신호를 합성함으로써 합성 궤환신호를 생성하는 궤환신호 합성부, 및 상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 간섭신호 추출에 이용할 궤환신호를 선택하는 궤환신호 선택부를 포함한다. 상기 간섭신호 추출부는 상기 궤환신호 선택부에서 선택된 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다. 상기 중계기는 상기 제2 궤환신호와의 정합되도록 상기 간섭신호 제거부로부터 출력된 제1 궤환신호의 시간 지연을 조정하는 제1 궤환신호 지연조정부, 및 상기 간섭신호 추출부에서 추출된 간섭신호와 정합되도록 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호의 시간 지연을 조정하는 수신신호 지연조정부를 더 포함할 수 있다. 상기 커플러는 상기 중계기의 송신 안테나와 연결된 어레스터에 구비된다. 상기 궤환신호 선택부는 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 가장 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호를 선택한다.
한편, 본 발명은 간섭신호를 제거하는 방법으로서, 안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호로 변환된 신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출 단계, 상기 추출된 간섭신호를 이용하여 상기 수신신호로부터 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거단계를 포함한다. 상기 간섭신호 추출단계는 상기 간섭신호 제거단계에서 간섭신호가 제거된 제1 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다.
또한, 본 발명의 간섭신호 제거 방법은 상기 간섭신호가 제거된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계, 및 상기 아날로그 신호로 변환된 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 제2 궤환신호를 생성하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 상기 간섭신호 추출단계는 상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 가운데 더 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다.
또한, 본 발명의 간섭신호 제거방법은 상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호의 지연시간 동기를 맞춰 합성함으로써 합성 궤환신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 간섭신호 추출단계는 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 가장 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출한다.
상술한 본 발명의 내용은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 유선궤환 신호를 이용한 중계기의 일실시예 구성도이다.
본 발명에 따른 중계기는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 어레스터(225), 제1 듀플렉서(210), 순방향 수신부(215), 제1 ADC(220), 디지털 신호처리부(225), 제1 DAC(230), 순방향 송신부(235), 제2 듀플렉서(240), 제2 어레스터(245), 역방향 수신부(250), 제2 ADC(255), 제2 DAC(260), 역방향 송신부(265), 제1 궤환신호 처리부(270), 제2 궤환신호 처리부(275), 제3 궤환신호 처리부(280), 및 제4 궤환신호 처리부(285)를 포함하여 구성된다. 디지털 신호처리부(225)는 순방향 디지털 신호처리부와 역방향 디지털 신호처리부를 포함하며, 제1 궤환신호 처리부(270)는 상기 순방향 디지털 신호처리부에서 제3 궤환신호 처리부(280)는 상기 역방향 디지털 신호처리부에서 각각 구현될 수 있다.
제1 어레스터(205) 및 제2 어레스터(245)는 낙뢰 및 과전압으로부터 장비를 보호한다. 상기 제1 어레스터(205)는 제1 듀플렉서(210)와 일체형으로 구현될 수 있으며, 상기 제2 어레스터(245)는 제2 듀플렉서(240)와 일체형으로 구현될 수 있다. 상기 제1 어레스터(205) 및 제2 어레스터(245)는 본 발명의 실시예에 따라 유선궤환 신호를 커플링하기 위한 커플러를 구비한다. 더 구체적으로 상기 제1 어레스터(205)는 제4 궤환신호를 커플링하여 역방향 수신부(250)로 전달하며, 상기 제2 어레스터(240)는 제2 궤환신호를 커플링하여 순방향 수신부(215)로 전달한다.
제1 듀플렉서(210) 및 제2 듀플렉서(240)는 무선 중계기의 순방향 경로 신호와 역방향 경로 신호를 구분하며 일정수준 이상의 분리도를 확보하여 안테나와 신호를 송수신한다. 제1 듀플렉서(210)는 순방향 경로로 입력되는 신호가 역방향 경로로 유입되지 않도록 하며 역방향 경로로 출력되는 신호가 순방향 경로로 유입되지 않도록 한다. 또한, 제2 듀플렉서(240)는 순방향 경로로 출력되는 신호가 역방향 경로로 유입되지 않도록 하며 역방향 경로로 입력되는 신호가 순방향 경로로 유입되지 않도록 한다.
순방향 수신부(215)는 기지국으로부터 수신된 순방향 신호 및 제2 어레스터(245)로부터 전달된 제2 궤환신호를 각각 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)를 이용하여 증폭하고 주파수 하향 변환기(DNC: Down Converter)를 이용하여 주파수 하향 변환한 후 신호 이득을 조정하여 제1 A/D 컨버터(제1 ADC)(220)로 전달한다. 또한, 역방향 수신부(250)는 가입자 단말장치로부터 수신된 역방향 신호 및 제1 어레스터(205)로부터 전달된 제4 궤환신호를 각각 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)를 이용하여 증폭하고 주파수 하향 변환기(DNC: Down Converter)를 이용하여 주파수 하향 변환한 후 신호 이득을 조정하여 제2 A/D 컨버터(제2 ADC)(255)로 전달한다.
한편 상기 제1 ADC(220)는 순방향 수신부(215)로부터 전달된 순방향 신호 및 제2 궤환신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 처리부(225)의 순방향 디지털 신호처리부로 전달하며, 상기 제2 ADC(255)는 역방향 수신부(250)로부터 전달된 역방향 신호 및 제4 궤환신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 처리부(255)의 역방향 디지털 신호처리부로 전달한다.
디지털 신호처리부(225)는 순방향 디지털 신호처리부와 역방향 디지털 신호처리부를 구비한다. 순방향 디지털 신호처리부는 제1 ADC(220)로부터 순방향 신호를 입력받아 유선궤환 신호를 이용하여 간섭신호를 추출 및 제거하며, 간섭신호가 제거된 순방향 신호를 제1 DAC(230)로 출력한다. 또한 역방향 디지털 신호처리부는 제2 ADC(255)로부터 역방향 신호를 입력받아 유선궤환 신호를 이용하여 간섭신호를 추출 및 제거하며, 간섭신호가 제거된 역방향 신호를 제2 DAC(260)로 출력한다. 본 발명의 중계기가 TDD(Time Division Duplex) 시스템에 사용되는 경우 상기 순방향 디지털 신호 처리부와 역방향 디지털 신호 처리부는 1개의 디지털 신호 처리부로 구현될 수 있으며, 이 경우 순방향 경로와 역방향 경로 처리를 위한 여러 스위칭 기법이 도입될 수 있다. 한편, 제1 궤환신호 처리부(270) 및 제3 궤환신호 처리부(280)는 상기 순방향 디지털 신호처리부 및 상기 역방향 디지털 신호 처리부에서 각각 구현될 수 있는바 도 3 및 도 5에서 후술한다.
제1 DAC(220)는 간섭신호가 제거된 순방향 신호를 아날로그 신호로 변환하여 순방향 송신부(235)로 전달하며, 제2 DAC(260)는 간섭신호가 제거된 역방향 신호를 아날로그 신호로 변환하여 역방향 송신부(265)로 전달한다.
순방향 송신부(235)는 제1 DAC(230)로부터 전달된 순방향 신호를 주파수 상향 변환기(UPC: Up Converter)를 이용하여 주파수 상향 변환하고 적정한 레벨로 신호 이득을 조정한 후 고출력 증폭기(HPA: High Power Amplifier)를 이용하여 증폭한다. 증폭된 순방향 신호는 제2 듀플렉서(240) 및 제2 어레스터(245)를 거쳐 안테나를 통해 가입자 단말장치로 송출된다.
역방향 송신부(265)는 제2 DAC(260)로부터 전달된 역방향 신호를 주파수 상향 변환기(UPC: Up Converter)를 이용하여 주파수 상향 변환하고 적정한 레벨로 신호 이득을 조정한 후 고출력 증폭기(HPA: High Power Amplifier)를 이용하여 증폭한다. 증폭된 역방향 신호는 제1 듀플렉서(210) 및 제1 어레스터(205)를 거쳐 안테나를 통해 기지국으로 송출된다.
제2 궤환신호 처리부(275)는 제2 어레스터(245)에서 커플링된 순방향 신호를 순방향 수신부(205)로 전달함으로써 유선 궤환을 구성한다. 한편, 상기 순방향 신호는 제2 듀플렉서(240)에서 커플링될 수 있으며, 이 경우 제2 궤환신호 처리부(275)는 제2 듀플렉서(240)에서 커플링된 순방향 신호를 순방향 수신부(205)로 전달한다.
제4 궤환신호 처리부(285)는 제1 어레스터(205)에서 커플링된 역방향 신호를 역방향 수신부(250)로 전달함으로써 유선 궤환을 구성한다. 한편, 상기 역방향 신호는 제1 듀플렉서(210)에서 커플링될 수 있으며, 이 경우 제4 궤환신호 처리 부(285)는 제1 듀플렉서(210)에서 커플링된 역방향 신호를 역방향 수신부(250)로 전달한다.
도 3은 본 발명에 따른 순방향 디지털 신호처리부의 일실시예 구성도이다. 도시된 바와 같이 순방향 디지털 신호 처리부(300)는 제1 궤환신호 처리부(315), 궤환신호 합성부(320), 수신신호 처리부(325), 순방향 간섭신호 추출/제거부(330), 및 이득조절부(335)를 포함하여 구성된다.
제1 궤환신호 처리부(315)는 간섭신호 추출/제거부(330)에서 간섭신호가 제거된 순방향 신호를 전달받아 궤환신호 합성부(320) 및 간섭신호 추출/제거부(330)로 전달함으로써 제1 유선 궤환을 구성한다. 상기 제1 궤환신호 처리부(315)는 제1 ADC(310)로부터 전달되는 제2 궤환신호와의 정합을 위하여 신호 진폭 및 시간 지연을 조정하는 역할을 수행한다.
궤환신호 합성부(320)은 제1 궤환신호 처리부(315)로부터 전달된 제1 궤환신호와 제1 ADC(310)로부터 전달된 제2 궤환신호의 평균을 취하여 합성 궤환신호를 생성하며, 생성된 합성 궤환신호를 간섭신호 추출을 위한 제3의 기준신호로서 간섭신호 추출/제거부(330)로 전달한다.
수신신호 처리부(325)는 제1 ADC(310)로부터 전달된 순방향 수신 신호를 간섭신호 추출/제거부(330)로 전달한다. 상기 수신신호 처리부(325)는 기지국으로부터 수신되어 디지털 변환된 순방향 신호를 간섭신호 추출/제거부(330)에 인가하기 위한 진폭 조정 등의 기능을 수행한다.
간섭신호 추출/제거부(330)는 제1 궤환신호 처리부(315)로부터 전달된 제1 궤환신호, 제1 ADC(310)로부터 전달된 제2 궤환신호, 및 궤환신호 합성부(320)에서 전달된 합성 궤환신호 가운데 하나의 신호를 기준 신호로 선택하여 수신신호 처리부(325)로부터 전달된 순방향 신호로부터 간섭신호를 추출 및 제거한다.
이득 조절부(335)는 간섭신호 추출/제거부(330)로부터 간섭신호가 제거된 순방향 신호를 전달받아 제1 DAC(340) 및 제1 궤환신호 처리부(315)로 전달한다. 이득 조절부(335)는 상기 순방향 신호를 제1 DAC(340)에 전달하기 위한 이득 조정을 수행한다.
도 4는 도 3의 간섭신호 추출/제거부(330)의 일실시예 구성도이다. 도시된 바와 같이 간섭신호 추출/제거부(330, 400)는 간섭신호 추출 합산기(410), 간섭신호 선택부(415), 간섭신호 필터(420), 수신신호 지연 조절기(425), 수신신호 필터(430), 및 간섭신호 제거 합산기(435)를 포함하여 구성된다.
궤환신호 선택부(415)는 제1 궤환신호 처리부(315)로부터 전달된 제1 궤환신호, 제1 ADC(310)로부터 전달된 제2 궤환신호, 및 궤환신호 합성부(320)에서 전달된 합성 궤환신호 가운데 최적의 간섭신호 추출 결과를 도출할 수 있는 기준 신호를 선택한다. 더 구체적으로 궤환신호 선택부(415)는 상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호를 이용한 간섭신호 추출 합산기(410)의 결과값을 참조하여 가장 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호, 즉 가장 오류 확률이 높은 궤환신호를 기준 신호로 선택한다.
간섭신호 추출 합산기(410)는 제1 궤환신호, 제2 궤환신호, 및 합성 궤환신호 가운데 궤환신호 선택부(415)에서 선택된 신호를 기준 신호로 이용하여 수신신호 처리부(405)에서 전달된 순방향 신호로부터 간섭신호를 추출하며, 상기 추출된 간섭신호를 간섭신호 필터(420)로 출력한다. 수신신호 처리부(405)에서 전달된 순방향 신호는 기지국으로부터 수신된 신호(S)와 다중경로 간섭신호(I)의 합이며, 궤환신호 선택부에서 선택된 궤환신호(S')는 간섭신호가 제거된 신호로서 기지국으로부터 수신된 신호(S)와 유사하다. 따라서 간섭신호 추출 합산기(410)은 아래의 [수학식 1]과 같이 간섭신호를 추출할 수 있다.
간섭신호 추출 합산기 출력 신호 = 수신신호 처리부 신호 - 궤환신호 선택부 신호 = [기지국 수신 신호(S) + 다중경로 간섭신호(I)] - [간섭신호가 제거된 순방향 신호(S')] = 간섭신호(I') ≒ 다중경로 간섭신호(I)
간섭신호 필터(420)는 간섭신호 추출 합산기(410)에서 출력된 간섭신호를 필터링하여 간섭신호 제거 합산기(435)로 출력한다.
수신신호 지연 조정기(425)는 수신신호 처리부(405)로부터 순방향 신호를 전달받으며, 간섭신호 추출 합산기(410)에서 출력된 간섭신호와의 정합을 위한 시간 지연 조정 등의 기능을 수행한다.
수신신호 필터(430)는 상기 수신신호 지연 조정기(425)에서 시간 지연이 조정된 순방향 신호를 필터링하여 간섭신호 제거 합산기(435)로 출력한다.
간섭신호 제거 합산기(435)는 간섭신호 필터(420)로부터 출력된 간섭신호를 이용하여 수신신호 필터(430)로부터 출력된 순방향 신호로부터 간섭신호를 제거하며, 상기와 같이 간섭신호가 제거된 순방향 신호를 이득 조절부(440)로 출력한다. 간섭신호 제거 합산기(435)에서의 간섭신호 제거는 [수학식 2]와 같이 이루어진다.
간섭신호 제거 합산기 출력신호 = 수신신호 처리부 신호 - 간섭신호 추출 합산기 신호 = [기지국 수신 신호(S) + 다중경로 간섭신호(I)] - [간섭신호(I')] ≒ 간섭신호가 제거된 순방향 신호(S') ≒ 기지국 수신 신호(S)
도 5은 본 발명에 따른 역방향 디지털 신호처리부의 일실시예 구성도이다. 도시된 바와 같이 역방향 디지털 신호 처리부(500)는 제3 궤환신호 처리부(515), 궤환신호 합성부(520), 수신신호 처리부(525), 역방향 간섭신호 추출/제거부(530), 및 이득조절부(535)를 포함하여 구성된다.
제3 궤환신호 처리부(515)는 간섭신호 추출/제거부(530)에서 간섭신호가 제거된 역방향 신호를 전달받아 궤환신호 합성부(520) 및 간섭신호 추출/제거부(530)로 전달함으로써 제3 유선 궤환을 구성한다. 상기 제3 궤환신호 처리부(515)는 제2 ADC(510)로부터 전달되는 제4 궤환신호와의 정합을 위하여 신호 진폭 및 시간 지연을 조정하는 역할을 수행한다.
궤환신호 합성부(520)은 제3 궤환신호 처리부(515)로부터 전달된 제3 궤환신 호와 제2 ADC(510)로부터 전달된 제4 궤환신호의 평균을 취하여 합성 궤환신호를 생성하며, 생성된 합성 궤환신호를 간섭신호 추출을 위한 제3의 기준신호로서 간섭신호 추출/제거부(530)로 전달한다.
수신신호 처리부(525)는 제2 ADC(510)로부터 전달된 역방향 수신 신호를 간섭신호 추출/제거부(530)로 전달한다. 상기 수신신호 처리부(525)는 가입자 단말장치로부터 수신되어 디지털 변환된 역방향 신호를 간섭신호 추출/제거부(530)에 인가하기 위한 진폭 조정 등의 기능을 수행한다.
간섭신호 추출/제거부(530)는 제3 궤환신호 처리부(515)로부터 전달된 제3 궤환신호, 제2 ADC(510)로부터 전달된 제4 궤환신호, 및 궤환신호 합성부(520)에서 전달된 합성 궤환신호 가운데 하나의 신호를 기준 신호로 선택하여 수신신호 처리부(525)로부터 전달된 역방향 신호로부터 간섭신호를 추출 및 제거한다.
이득 조절부(535)는 간섭신호 추출/제거부(530)로부터 간섭신호가 제거된 역방향 신호를 전달받아 제2 DAC(540) 및 제3 궤환신호 처리부(515)로 전달한다. 이득 조절부(535)는 상기 역방향 신호를 제2 DAC(540)에 전달하기 위한 이득 조정을 수행한다.
도 6은 도 5의 간섭신호 추출/제거부(530)의 일실시예 구성도이다. 도시된 바와 같이 간섭신호 추출/제거부(530, 600)는 간섭신호 추출 합산기(610), 간섭신호 선택부(615), 간섭신호 필터(620), 수신신호 지연 조절기(625), 수신신호 필터(630), 및 간섭신호 제거 합산기(635)를 포함하여 구성된다.
궤환신호 선택부(615)는 제3 궤환신호 처리부(515)로부터 전달된 제3 궤환신호, 제2 ADC(510)로부터 전달된 제4 궤환신호, 및 궤환신호 합성부(520)에서 전달된 합성 궤환신호 가운데 최적의 간섭신호 추출 결과를 도출할 수 있는 기준 신호를 선택한다. 더 구체적으로 궤환신호 선택부(615)는 상기 제3 궤환신호와 제4 궤환신호 및 합성 궤환신호를 이용한 간섭신호 추출 합산기(610)의 결과값을 참조하여 가장 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호, 즉 가장 오류 확률이 높은 궤환신호를 기준 신호로 선택한다.
간섭신호 추출 합산기(610)는 제3 궤환신호, 제4 궤환신호, 및 합성 궤환신호 가운데 궤환신호 선택부(615)에서 선택된 신호를 기준 신호로 이용하여 수신신호 처리부(605)에서 전달된 역방향 신호로부터 간섭신호를 추출하며, 상기 추출된 간섭신호를 간섭신호 필터(620)로 출력한다. 수신신호 처리부(605)에서 전달된 역방향 신호는 가입자 단말장치로부터 수신된 신호(S)와 다중경로 간섭신호(I)의 합이며, 궤환신호 선택부에서 선택된 궤환신호(S')는 간섭신호가 제거된 신호로서 가입자 단말장치로부터 수신된 신호(S)와 유사하다. 따라서 간섭신호 추출 합산기(610)는 아래의 [수학식 3]과 같이 간섭신호를 추출할 수 있다.
간섭신호 추출 합산기 출력 신호 = 수신신호 처리부 신호 - 궤환신호 선택부 신호 = [가입자 단말장치 수신 신호(S) + 다중경로 간섭신호(I)] - [간섭신호가 제거된 역방향 신호(S')] = 간섭신호(I') ≒ 다중경로 간섭신호(I)
간섭신호 필터(620)는 간섭신호 추출 합산기(610)에서 출력된 간섭신호를 필터링하여 간섭신호 제거 합산기(635)로 출력한다.
수신신호 지연 조정기(625)는 수신신호 처리부(605)로부터 역방향 신호를 전달받으며, 간섭신호 추출 합산기(610)에서 출력된 간섭신호와의 정합을 위한 시간 지연 조정 등의 기능을 수행한다.
수신신호 필터(630)는 상기 수신신호 지연 조정기(625)에서 시간 지연이 조정된 역방향 신호를 필터링하여 간섭신호 제거 합산기(635)로 출력한다.
간섭신호 제거 합산기(635)는 간섭신호 필터(620)로부터 출력된 간섭신호를 이용하여 수신신호 필터(630)로부터 출력된 역방향 신호로부터 간섭신호를 제거하며, 상기와 같이 간섭신호가 제거된 역방향 신호를 이득 조절부(640)로 출력한다. 간섭신호 제거 합산기(635)에서의 간섭신호 제거는 [수학식 2]와 같이 이루어진다.
간섭신호 제거 합산기 출력신호 = 수신신호 처리부 신호 - 간섭신호 추출 합산기 신호 = [가입자 단말장치 수신 신호(S) + 다중경로 간섭신호(I)] - [간섭신호(I')] ≒ 간섭신호가 제거된 역방향 신호(S') ≒ 가입자 단말장치 수신 신호(S)
도 7은 본 발명에 따른 다중 궤환 신호를 이용한 간섭신호 제거방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 ~ 도 6에서 설명한 바와 같이 순방향 경로 신호와 역방향 경로 신호에 대한 간섭신호 제거방법은 동일하다.
도 7에 도시된 바와 같이 안테나를 통해 수신된 신호(S+I)는 기지국 또는 가입자 단말장치로부터 송신된 신호(S)와 다중경로 간섭신호(I)의 합이다. 간섭신호 추출 합산기(710)은 상기 수신신호(S+I)로부터 궤환신호 선택부에서 선택된 궤환신호(S')를 이용하여 간섭신호(I')를 추출한다. 또한, 간섭신호 제거 합산기(720)은 상기 수신신호(S+I)와 상기 간섭신호 추출 합산기(710)에서 추출된 간섭신호(I')를 이용하여 간섭신호가 제거된 신호(S1)을 생성한다. 상기 간섭신호가 제거된 신호(S1)은 간섭신호 추출을 위한 제1 궤환신호(S1)로 궤환신호 선택부(770)에 입력된다.
상기 간섭신호가 제거된 신호(S1)은 송신부(730)에서 아날로그 신호로 변환 및 주파수 상향 변환되어 안테나를 통해 송신된다. 상기 송신부(730)의 출력 신호는 주파수 하향기(740)에서 다시 주파수 하향 변환되고 ADC(750)에서 디지털 신호로 변환되어 간섭신호 추출을 위한 제2 궤환신호(S2)로 궤환신호 선택부(770)에 입력된다. 한편, 궤환신호 합성부(760)는 간섭신호 제거 합산기(720)에서 출력된 제1 궤환신호(S1)과 ADC(750)에서 출력된 제2 궤환신호(S2)를 합성함으로써 간섭신호 추출을 위한 제3 궤환신호(S3)를 생성하여 궤환신호 선택부(770)에 입력한다. 상기 궤환신호 합성부(760)는 상기 제1 궤환신호(S1)와 제2 궤환신호(S2)의 평균값을 취함으로써 제3 궤환신호(S3)를 생성할 수 있다.
궤환신호 선택부(770)은 상기 제1 궤환신호(S1)와 제2 궤환신호(S2) 및 제3 궤환신호(S3) 가운데 가장 간섭신호가 높게 추출되는 궤환신호(S'), 즉 가장 오류 확률이 높은 궤환신호(S')를 간섭신호 추출을 위한 기준 신호로 선택하여 간섭신호 추출 합산기(710)로 입력한다. 따라서, 궤환신호 선택부(770)는 제1~제3 궤환신호(S1, S2, S3) 가운데 가장 안정적이고 최적의 결과를 도출할 수 있는 궤환신호를 기준신호로 선택함으로써 다양한 전파 환경 변화에 실시간적으로 대응할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 안테나를 통해 수신된 신호에서 다중경로 간섭신호를 실시간으로 추출 및 제거함으로써 송신안테나를 통해 전파된 무선신호가 수신안테나로 재유입됨으로 인해 발생하는 중계기 발진현상을 제거함과 동시에 종래 무선 중계기의 안테나 분리도에 따른 제한된 시스템 이득을 증가시키고 중계기 커버리지를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서 본 발명의 무선 중계기는 송수신 안테나간 신호 분리도가 비교적 나쁜 환경에서도 시스템 이득을 증가시킬 수 있기 때문에, 안테나를 설치하는데 소요되는 시설 투자비 및 운용 비용을 절감하고 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 다중경로 간섭이 제거된 디지털 신호인 제1 궤환신호와 송신부 종 단에서 커플링된 RF 신호인 제2 궤환신호를 다중화하여 간섭신호 추출을 위한 궤환신호를 선택하여 사용할 수 있도록 함으로써, 시스템의 안정성 및 효율성을 배가시킬 수 있다. 특히 기준신호를 제2 궤환신호 단독으로 사용할 경우에는 상기 제2 궤환신호 궤환 연결에 사용되는 RF 케이블이 외부 충격으로 인해 파손되거나 커넥터 부분에 접촉 불량이 발생함에 따라 중계기의 기본 동작이 이루어지지 않을 수 있다. 본 발명은 상기와 같이 제2 궤환신호를 연결하는 RF 케이블이 파손되거나 커넥터에 불량이 발생한 경우에도 제1 궤환신호를 기준신호로 이용할 수 있도록 함으로써 시스템 안정성을 유지하며 지속적으로 다중경로 간섭신호를 제거할 수 있다.

Claims (14)

  1. 간섭신호를 제거하는 중계기로서,
    안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터;
    상기 AD 컨버터의 출력신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출부; 및
    상기 AD컨버터의 출력신호로부터 상기 추출된 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부를 포함하며,
    상기 간섭신호 추출부는
    상기 간섭신호 제거부의 출력신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것
    을 특징으로 하는 중계기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭신호 추출부에서 추출된 간섭신호와 정합되도록 상기 AD 컨버터의 출력신호의 시간 지연을 조정하는 수신신호 지연조정부
    를 더 포함하는 중계기.
  3. 간섭신호를 제거하는 중계기로서,
    안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 컨버터; 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출부; 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 상기 추출된 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부; 상기 간섭신호 제거부의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터; 상기 DA 컨버터의 출력신호를 커플링하는 커플러; 및 상기 커플링된 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 컨버터를 포함하며,
    상기 간섭신호 추출부는
    상기 제2 AD 컨버터의 출력신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것
    을 특징으로 하는 중계기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 간섭신호 추출부에서 추출된 간섭신호와 정합되도록 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호의 시간 지연을 조정하는 수신신호 지연조정부
    를 더 포함하는 중계기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 커플러는
    상기 중계기의 송신 안테나와 연결된 어레스터에 구비된 것을 특징으로 하는
    중계기.
  6. 간섭신호를 제거하는 중계기로서,
    안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 AD 컨버터; 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출부; 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호로부터 상기 추출된 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부; 상기 간섭신호 제거부의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터; 상기 DA 컨버터의 출력신호를 커플링하는 커플러; 상기 커플링된 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 AD 컨버터; 상기 간섭신호 제거부로부터 출력된 제1 궤환신호 및 상기 제2 AD 컨버터로부터 출력된 제2 궤환신호를 합성함으로써 합성 궤환신호를 생성하는 궤환신호 합성부; 및 상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 간섭신호 추출에 이용할 궤환신호를 선택하는 궤환신호 선택부를 포함하며,
    상기 간섭신호 추출부는
    상기 궤환신호 선택부에서 선택된 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것을 특징으로 하는
    중계기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 궤환신호와의 정합되도록 상기 간섭신호 제거부로부터 출력된 제1 궤환신호의 시간 지연을 조정하는 제1 궤환신호 지연조정부
    를 더 포함하는 중계기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 간섭신호 추출부에서 추출된 간섭신호와 정합되도록 상기 제1 AD 컨버터의 출력신호의 시간 지연을 조정하는 수신신호 지연조정부
    를 더 포함하는 중계기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 커플러는
    상기 중계기의 송신 안테나와 연결된 어레스터에 구비된 것을 특징으로 하는
    중계기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 궤환신호 선택부는
    제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 가장 많은 간섭신호 를 추출하는 궤환신호를 선택하는 것을 특징으로 하는
    중계기.
  11. 간섭신호를 제거하는 방법으로서,
    안테나를 통해 수신된 수신신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 디지털 신호로 변환된 신호로부터 간섭신호를 추출하는 간섭신호 추출 단계; 상기 추출된 간섭신호를 이용하여 상기 수신신호로부터 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거단계를 포함하며,
    상기 간섭신호 추출단계는
    상기 간섭신호 제거단계에서 간섭신호가 제거된 제1 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것을 특징으로 하는
    간섭신호 제거방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 간섭신호가 제거된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 아날로그 신호로 변환된 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 제2 궤환신호를 생성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 간섭신호 추출단계는
    상기 제2 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것을 특징으로 하는
    간섭신호 제거방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 간섭신호 추출단계는
    상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호 가운데 더 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것을 특징으로 하는
    간섭신호 제거방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 궤환신호와 제2 궤환신호를 시간 동기를 맞추어 합성함으로써 합성 궤환신호를 생성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 간섭신호 추출단계는
    제1 궤환신호와 제2 궤환신호 및 합성 궤환신호 가운데 가장 많은 간섭신호를 추출하는 궤환신호를 이용하여 간섭신호를 추출하는 것
    을 특징으로 하는 간섭신호 제거방법.
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