KR20090019463A - 동일 채널 중계 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동일 채널 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 주 송신기나 다른 중계 장치로부터 수신된 신호에서 궤환 신호의 레플리카를 감산한 뒤, 복조 및 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거하고, 상관 특성이 우수한 식별 신호를 삽입한 뒤 변조하여 송출하는 동일 채널 중계 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 주 송신기나 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 소정 대역으로 변환하는 수단; 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 수단; 소정 대역의 신호와 식별 신호로부터 레플리카를 산출하여 궤환 신호를 제거하는 수단; 궤환 신호가 제거된 신호를 복조하는 수단; 복조된 신호를 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거하는 수단; 식별 신호를 등화된 신호에 삽입하는 수단; 및 식별 신호가 삽입된 신호를 변조하여 송출하는 수단을 포함하는 동일 채널 중계 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 중계 장치에서 시간 지연이 작고, 왜곡이 보정된 출력 신호를 중계함에 따라, 한정된 주파수 자원의 이용 효율을 증대화시키고, 중계 장치 구현을 위한 투자비가 적게 소요되는 효과가 있다.
동일 채널, 중계, 궤환 신호

Description

동일 채널 중계 장치 및 방법{Apparatus and Method for On-Channel Repeating}
본 발명은 동일 채널 중계 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 입력 신호와 동일한 출력 신호를 동일 채널로 중계하는 동일 채널 중계 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-016-02, 과제명: 지상파 DTV 분산 중계 기술 개발].
중계 장치는 주 송신기에서 송출된 신호가 약해지는 지역에 설치되어, 주 송신기로부터 수신된 신호를 증폭하여 재송출함으로써, 수신 불안을 해소하고, 주 송신기 신호의 전송 영역을 확장시키는 역할을 한다.
도 1은 중계 장치 상호 간에 다른 주파수가 이용되는 종래 중계 시스템의 구성도이다.
주 송신기가 주파수 A의 신호를 송출하면, 각 중계 장치(제1 중계기 내지 제4 중계기)는 주파수 A와 다른 주파수(주파수 B 내지 주파수 E)를 이용하여 신호를 중계한다. 이와 같은 종래의 중계 시스템은 각 중계 장치마다 각각 상이한 주파수의 신호를 이용하므로, 복수의 주파수 대역이 사용되어 주파수 자원이 많이 소모되는 비효율성의 문제점이 있다.
도 2는 중계 장치 상호 간에 동일한 주파수가 이용되는 종래 중계 시스템의 구성도이다.
주 송신기가 주파수 A의 신호를 송출하면, 각 중계 장치(제1 중계기 내지 제4 중계기)도 주파수 A를 이용하여 신호를 중계한다. 이와 같은 동일 채널 중계를 위하여, 주 송신기 및 각 중계 장치로부터 전송되는 동일 주파수의 신호는 각기 식별될 수 있어야 한다.
동일한 주파수 대역의 신호가 서로 동일하지 않은 신호라면, 각 중계 장치에서는 동일 채널 간섭 신호로서 등화기 또는 다른 장치를 이용하여 제거할 수 없다. 또한, 주 송신기와 각 중계 장치로부터 전송되는 신호가 소정 기준 이상의 시간적 지연을 갖게 되면 등화기는 지연 신호를 제거하지 못한다. 따라서, 동일 채널 중계를 위하여, 중계 장치의 출력 신호는 주 송신기의 출력 신호와 동일해야하며, 중계 장치의 출력 신호와 주 송신기의 출력 신호 사이의 시간 지연은 작아야한다.
이와 같은 종래의 중계 장치로서, RF 증폭 동일 채널 중계 장치, IF 변환 동일 채널 중계 장치, SAW(Surface Acoustic Wave) 필터 동일 채널 중계 장치, 변복조 동일 채널 중계 장치 및 등화형 동일 채널 중계 장치가 사용되며, 각 동일 채널 중계 장치에서 발생되는 문제점은 도 3 내지 도 7을 통하여 설명할 수 있다.
도 3은 RF 증폭 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이 다.
RF 증폭 동일 채널 중계 장치의 수신 안테나 및 RF 수신 모듈은 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신하고, RF 대역 통과 필터는 수신된 RF 신호에서 소정 신호 대역만을 필터링한다. 필터링된 RF 신호는 고전력 증폭 모듈에 의해 증폭된 뒤, 송신 안테나를 통하여 동일 채널로 송출된다.
도 4는 IF 변환 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
IF 변환 동일 채널 중계 장치의 수신 안테나 및 RF 수신 모듈은 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신하고, IF 하향 변환 모듈은 국부 발진기로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 수신된 RF 신호를 중간 주파수 신호(이하, 'IF 신호'라 칭함)로 변환한다. IF 신호로 변환된 신호는 IF 대역 통화 필터에 의해 필터링된다. 그리고, RF 상향 변환 모듈은 IF 대역 통화 필터에 의해 필터링된 IF 신호를 국부 발진기로부터 제공된 기준 주파수에 기초하여 RF 신호로 변환한다. 변환된 RF 신호는 고전력 증폭 모듈에 의해 증폭된 뒤, 송신 안테나를 통하여 동일 채널로 송출된다.
도 5는 SAW 필터 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
SAW 필터 동일 채널 중계 장치의 수신 안테나 및 RF 수신 모듈은 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신하고, IF 하향 변환 모듈은 국부 발진기로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 수신된 RF 신호를 IF 신호로 변환한다. IF 신호는 SAW 필터에 의해 필터링되며, RF 상향 변환 모듈은 SAW 필터에 의해 필터링된 IF 신호를 국부 발진기로부터 제공된 기준 주파수에 기초하여 RF 신호로 변환한다. 변환된 RF 신호는 고전력 증폭 모듈에 의해 증폭된 뒤, 송신 안테나를 통하여 동일 채널로 송출된다.
이와 같이 도 3 내지 도 5에 따른 RF 증폭 동일 채널 중계 장치, IF 변환 동일 채널 중계 장치 및 SAW 필터 동일 채널 중계 장치는 주 송신기와 동일 채널 중계 장치 사이에 전송로에 의해 발생된 잡음, 다중 경로 신호와 송수신 안테나의 낮은 격리로 인해 발생된 궤환 신호 및 중계 시스템에서 발생되는 시스템 잡음 등을 제거할 수 없으므로, 출력 신호의 특성이 입력 신호보다 열악해지는 문제점이 있다. 또한, 송수신 안테나의 낮은 격리로 인하여 발생된 궤환 신호 때문에 중계 장치의 송신 출력이 제한되는 문제점이 발생한다.
도 6은 변복조 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
변복조 동일 채널 중계 장치의 수신 안테나 및 RF 수신 모듈은 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신하고, IF 하향 변환 모듈은 국부 발진기로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 수신된 RF 신호를 IF 신호로 변환한다.
복조 모듈은 IF 신호를 기저 대역 신호로 복조하고, 등화 및 FEC(Forward Error Correction) 복호 모듈은 복조된 기저 대역 신호로부터 주 송신기와 변복조 동일 채널 중계 장치 사이의 전송로에 의해 발생된 잡음 및 다중 경로 신호, 송수신 안테나의 낮은 격리에 의해 발생된 궤환 신호 등을 제거한다.
FEC 부호화 모듈은 등화 및 FEC 복호 모듈의 출력 신호를 오류 정정 부호화(FEC 부호화)하고, 변조 모듈은 FEC 부호화된 신호를 IF 대역의 신호로 변환한다. RF 상향 변환 모듈은 국부 발진기로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 IF 신호를 RF 신호로 변환한다. 변환된 RF 신호는 고전력 증폭 모듈에 의해 증폭된 뒤, 송신 안테나를 통하여 동일 채널로 송출된다.
이와 같은 변복조 동일 채널 중계 장치는 등화 및 FEC 복호 모듈에 의하여, 도 3 내지 도 5에 따른 중계 장치에서 발생되는 다중 경로 및 잡음 제거 능력의 문제점이 해결된다. 그러나, FEC 부호화 모듈 및 FEC 복호 모듈의 동작에 따라 마이크로 초(Micro-second) 단위에서 밀리 초(Milli-second) 단위의 시간 지연이 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, FEC 부호화 모듈의 표준 트렐리스(Trellis) 부호기의 모호성(Ambiguity)으로 인하여 발생되는 궤환 신호가 중계 장치에서 제거되지 못함에 따라 송신 출력이 제한되는 문제점이 발생한다.
도 7은 등화형 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
등화형 동일 채널 중계 장치의 수신 안테나 및 RF 수신 모듈은 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신하고, IF 하향 변환 모듈은 국부 발진기로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 수신된 RF 신호를 IF 신호로 변환한다.
복조 모듈은 IF 신호를 기저 대역 신호로 복조하고, 등화 모듈은 복조된 기저 대역 신호로부터 주 송신기와 등화형 동일 채널 중계 장치 사이의 전송로에 의해 발생된 잡음 및 다중 경로 신호, 송수신 안테나의 낮은 격리에 의해 발생된 궤 환 신호 등을 제거한다.
변조 모듈은 잡음, 다중 경로 신호 및 궤환 신호가 제거된 기저 대역 신호를 IF 신호로 변환하고, RF 상향 변환 모듈은 IF 신호를 국부 발진기로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 RF 신호로 변환한다. 변환된 RF 신호는 고전력 증폭 모듈에 의해 증폭된 뒤, 송신 안테나를 통하여 동일 채널로 송출된다.
이와 같은 등화형 동일 채널 중계 장치는 입력 신호의 전계 강도보다 높은 전계 강도를 갖는 궤환 신호가 전송되면, 등화 모듈에서 궤환 신호를 제거하지 못할 뿐 아니라, 등화 모듈이 발산하여 중계 장치가 오작동하는 문제점이 발생할 수 있다.
이상에서 설명한 도 3 내지 도 7에 따른 동일 종래의 채널 중계 장치는 궤환 신호 제거 능력의 한계로 인하여 활용도가 낮고, 많은 투자비가 소요되는 등의 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동일 채널 중계 장치의 출력 신호가 주 송신기의 출력 신호와 동일하고, 두 출력 신호의 지연 시간이 작으며, 주 송신기와 동일 채널 중계 장치 사이의 잡음 및 다중 경로 신호가 제거되는 동일 채널 중계 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치는 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 장치로서, 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 식별 신호 생성 수단; 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터의 수신 신호 및 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 궤환 신호 제거 수단; 궤환 신호 제거 수단으로부터 수신되는 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 복조 수단; 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 기저 대역 신호에 삽입하는 식별 신호 삽입 수단; 및 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호를 변조하여 송출하는 전송 수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치는 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 장치로서, 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 식별 신호 생성 수단; 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 복조 수단; 기 저대역 신호 및 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 궤환 신호 제거 수단; 궤환 신호가 제거된 출력 신호에 식별 신호를 삽입하는 식별 신호 삽입 수단; 및 식별 신호가 삽입된 신호를 변조하여 송출하는 전송 수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치는 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 장치로서, 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 RF 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 수신 수단; 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 식별 신호 생성 수단; 기저대역 신호 및 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 궤환 신호 제거 수단; 궤환 신호 제거 수단으로부터 수신되는 신호의 주파수 및 타이밍 동기화 절차를 수행하고, 반송파 주파수 옵셋을 생성하는 복조 수단; 복조된 신호에 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 삽입하는 식별 신호 삽입 수단; 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호를 RF 신호로 변조하여 송출하는 전송 수단; 및 수신 수단 및 전송 수단에서 RF 신호와 기저 대역 신호 사이의 상호 변환을 위한 기준 주파수를 제공하는 국부 발진기를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 방법은 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 방법으로서, (a) 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호로부터 궤환 신호의 레플리카를 감산하는 단계; (b) 궤환 신호의 레플리카가 감산된 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 단계; (c) 기저 대역 신호를 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거하는 단계; (d) 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하고 생성된 식별 신호를 등화된 기저 대역 신호에 삽입하는 단계; 및 (e) 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호를 변조하여 송출하는 단계를 포함한다.
중계 장치에서 주 송신기의 출력 신호와 동일하며, 시간 지연이 작고, 전송 채널 상에서 발생되는 왜곡이 보정된 출력 신호를 중계함에 따라, 출력 신호를 증폭시켜 한정된 주파수 자원의 이용 효율을 증대시키는 것이 가능하며, 이에 따라 중계 장치 구현을 위한 투자비가 적게 소요되는 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이 는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치는 수신 안테나(800), 수신 모듈(802), 궤환 신호 제거 모듈(804), 복조 모듈(806), 등화 모듈(808), 식별 신호 생성 모듈(810), 식별 신호 삽입 모듈(812), 변조 모듈(814), RF 전송 모듈(816) 및 송신 안테나(818)를 포함한다.
수신 안테나(800)는 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 전송되는 신호를 수신하는 부분이며, 수신 모듈(802)은 수신 안테나(800)를 통하여 수신된 신호를 소정 대역의 신호로 하향 변환하는 역할을 수행하는 부분이다.
궤환 신호 제거 모듈(804)은 수신 모듈(802)에 의해 소정 대역으로 하향 변환된 신호와 식별 신호 생성 모듈(810)에 의해 생성된 식별 신호로부터 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 부분이다. 이를 위하여, 궤환 신호 제거 모듈(804)은 감산 모듈(820) 및 레플리카 생성 모듈(822)을 포함한다.
감산 모듈(820)은 수신 모듈(802)에 의해 소정 대역으로 하향 변환된 신호에서 궤환 신호의 레플리카(Replica)를 감산하여 궤환 신호를 일차적으로 제거하는 부분이다. 이를 위하여 감산 모듈(820)은 레플리카 생성 모듈(822)로부터 레플리카를 수신한다.
레플리카 생성 모듈(822)은 감산 모듈(820)의 입력 신호, 감산 모듈(820)에 의해 감산됨에 따라 궤환 신호가 일차적으로 제거된 신호, 식별 신호 생성부(810)에서 생성된 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 감산 모듈(820)로 피드백시키는 역할을 수행한다.
복조 모듈(806)은 궤환 신호 제거 모듈(804)로부터 전달되는 신호를 복조하여 기저 대역 신호로 변환하는 부분이다.
등화 모듈(808)은 복조 모듈(806)에 의해 복조된 신호를 등화함으로써, 중계기 수신 채널의 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존하는 궤환 신호를 제거하는 기능을 수행한다.
식별 신호 생성 모듈(810)은 다수의 송신기 또는 중계기의 식별 및 망 조절을 위하여 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 부분이다.
여기서, 상관 특성이 우수한 식별 신호인 ν⒤ 및 t⒤는 자기 수열과의 상관 관계를 나타내는 자기 상관(Auto-Correlation, R υ (τ)) 특성이 있으며, 이는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007060343096-PAT00001
Figure 112007060343096-PAT00002
(여기서, M은 신호 ν⒤의 길이임)
그리고, 다른 수열과의 상관 관계를 나타내는 상호 상관(Cross-Correlation, R υ·t (τ)) 특성은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112007060343096-PAT00003
Figure 112007060343096-PAT00004
(여기서, M은 신호 ν⒤, t⒤의 길이임)
즉, 수열의 동기가 일치할 때(τ=0)의 자기 상관값(R υ (0)=N)이, 동기가 일치하지 않을 때의 자기 상관값(R υ (τ), τ≠0) 및 상호 상관값(R υ (τ), all τ)보다 충분히 큰 값을 가짐에 따라, 신호 검출을 용이하게 수행할 수 있는 신호를 상관 특성이 우수한 신호로 판단할 수 있다.
여기서, 상관 특성이 우수한 수열로서 M-수열, Kasami 수열, Gold 수열 등이 사용될 수 있다. 특히, ATSC DTV(Advanced Television System Committee Digital TV) 표준에서는 상관 특성이 우수한 수열로서 길이가 65535인 Kasami 수열을 사용한다. 이와 같은 Kasami 수열을 생성하는 식별 신호 생성 모듈(810)의 구성은 도 15를 통하여 상세하기 설명하기로 한다.
식별 신호 삽입 모듈(812)은 수학식 3에 따라, 식별 신호 생성 모듈(810)에 의해 생성된 상관 특성이 우수한 식별 신호를 등화 모듈(810)의 출력 신호에 삽입 한 뒤, 변조 모듈(814)로 제공하는 역할을 수행한다.
Figure 112007060343096-PAT00005
(여기서,
Figure 112007060343096-PAT00006
은 시간 인덱스 n에서의 식별 신호 삽입 모듈(812)의 출력 신호, ν(n)은 시간 인덱스 n에서의 상관 특성이 우수한 신호, eq(n)은 시간 인덱스 n에서의 등화 모듈(808)의 출력 신호, α는 식별 신호의 삽입 크기를 결정하는 상수임)
변조 모듈(814)은 식별 신호 삽입 모듈(812)로부터 출력된 신호를 IF 신호로 변환하는 기능을 수행한다.
RF 전송 모듈(816)은 변조 모듈(814)을 통해 변조된 IF 신호를 RF 신호로 변환하고, 송신 안테나(818)를 통하여 무선 전송하는 기능을 수행한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치에서의 신호 중계 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
주 송신기 또는 다른 인접한 중계 장치로부터 전송된 신호가 수신 안테나(800)를 통하여 수신되면, 수신 모듈(802)에서는 수신된 신호를 소정 대역의 신호로 하향 변환한다(S910).
감산 모듈(820)은 수신 모듈(802)로부터 출력된 신호에서, 레플리카 생성 모듈(822)로부터 생성된 궤환 신호의 레플리카를 감산함으로써, 수신 모듈(802)의 출력 신호에서 궤환 신호를 일차적으로 제거한다(S920).
궤환 신호가 일차적으로 제거된 수신 모듈(802)의 출력 신호는 복조 모듈(806)에 의하여 복조된 기저 대역 신호로 변환되고(S930), 등화 모듈(808)은 중계 장치 간 전송 중에 발생되는 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거하기 위하여, 복조된 기저 대역 신호를 등화한다(S940).
식별 신호 생성 모듈(810)은 다수의 송신기 또는 중계기의 식별 및 망 조절을 수행하기 위하여, 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하고, 생성된 식별 신호를 식별 신호 삽입 모듈(812)로 전달한다(S950).
그리고, 식별 신호 삽입 모듈(812)은 식별 신호 생성 모듈(810)로부터 전달된 식별 신호를 등화 모듈(808)의 출력 신호에 삽입한다(S960).
상관 특성이 우수한 식별 신호가 삽입된 출력 신호는 변조 모듈(814)에 의해 IF 신호로 변조된 후(S970), RF 전송 모듈(816)에 의하여 RF 신호로 상향 변환된다. 그리고, 상향 변환된 RF 신호는 송신 안테나(818)를 통하여 무선 송출된다(S980).
여기서, S950 단계에서 식별 신호 생성 모듈(810)에 의해 생성된 상관 특성이 우수한 식별 신호는 레플리카 생성 모듈(822)로 전달되고, 레플리카 생성 모듈(822)은 수신 모듈(802)의 출력 신호, 감산 모듈(820)에 의해 궤환 신호가 일차적으로 제거된 출력 신호 및 식별 신호 생성 모듈(810)로부터 전달된 상관 특성이 우수한 식별 신호에 기초하여 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 감산 모듈(820)로 피드백한다. 이에 따라, 감산 모듈(820)은 피드백된 레플리카를 이용하여 S920 단계를 수행하게 된다(S952).
이와 같은 방법을 반복하여 수행함으로써, 동일 채널 중계 장치에서는 주 송신기 또는 다른 중계기로부터 수신되는 신호를 동일한 채널을 이용하여 중계할 수 있다.
도 10은 레플리카 생성 모듈을 상세하게 나타낸 동일 채널 중계 장치의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 레플리카 생성 모듈(822)은 채널 추정 모듈(8220)과 적응 필터링 모듈(8222)을 포함하여 구성된다.
채널 추정 모듈(8220)은 식별 신호 생성 모듈(810)에서 생성된 식별 신호 및 수신 모듈(802)의 출력 신호에 기초하여 필터 탭 계수를 생성하는 부분이다.
적응 필터링 모듈(8222)은 채널 추정 모듈(8220)에서 생성된 필터 탭 계수를 이용하여 감산 모듈(820)의 출력 신호를 필터링함으로써, 궤환 신호의 레플리카를 생성하는 부분이다.
적응 필터링 모듈(8222)은 채널 추정 모듈(8220)로부터 출력된 시간 인덱스 n에서의 필터 탭 계수 벡터(
Figure 112007060343096-PAT00007
) 및 시간 인덱스 n에서 감산 모듈(820)로부터 출력된 신호 벡터(
Figure 112007060343096-PAT00008
)에 기초하여 수학식 4에 따라 궤환 신호의 레플리카(
Figure 112007060343096-PAT00009
)를 산출한다.
Figure 112007060343096-PAT00010
(여기서, T는 전치(Transpose)를 나타냄)
감산 모듈(820)은 수학식 5에 따라, 수신 모듈(802)의 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00011
)에서 적응 필터링 모듈(8222)로부터 출력된 궤환 신호의 레플리카(
Figure 112007060343096-PAT00012
)를 감산함으로써, 송신 안테나 및 수신 안테나의 낮은 격리로 인해 발생되는 궤환 신호를 일차적으로 제거한다.
Figure 112007060343096-PAT00013
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 복조 모듈과 상관 모듈을 이용하여 구현한 동일 채널 중계 장치의 채널 추정 모듈의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 채널 추정 모듈(8220)은 복조 모듈(82202) 및 상관 모듈(82204)로 구성된다.
복조 모듈(82202)은 수신 모듈(802)의 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00014
)를 동기(주파수 동기 및 타이밍 동기) 복원 과정을 통해 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00015
)로 변환한다.
상관 모듈(82204)은 복조 모듈(82202)을 통해 복조된 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00016
)와 식별 신호 생성 모듈(810)에 의해 생성된 식별 신호(
Figure 112007060343096-PAT00017
)를 바탕으로 수학식 6에 따른 직접적인 상관 알고리즘을 통해 적응 필터링 모듈(8222)의 필터 탭 계수 벡터(
Figure 112007060343096-PAT00018
)를 산출한다.
Figure 112007060343096-PAT00019
(여기서, PM(≤M)은 상관을 위하여 사용된 신호의 길이,
Figure 112007060343096-PAT00020
는 신호의 초기 시작 위치임)
여기서, 도 11에서와 같이 복조 모듈(82202)과 상관 모듈(82204)을 이용하여 채널 추정 모듈(8220)을 구현할 수 있으나, 상관 모듈과 변조 모듈을 이용하여 채널 추정 모듈(8220)을 구현할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 변조 모듈과 상관 모듈을 이용하여 구현한 동일 채널 중계 장치의 채널 추정 모듈의 구성도이다.
변조 모듈(82206)은 식별 신호 생성 모듈(810)에 의해 생성된 식별 신호(
Figure 112007060343096-PAT00021
)를 변조하여 수신 모듈(802)의 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00022
)와 동일한 대역의 신호(
Figure 112007060343096-PAT00023
)로 변환한다.
상관 모듈(82208)은 변조 모듈(82206)을 통해 변환된 소정의 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00024
)와 수신 모듈(802)의 출력 신호 (
Figure 112007060343096-PAT00025
)를 바탕으로, 수학식 7에 따른 직접적인 상관 알고리즘을 통해 적응 필터링 모듈(8222)의 필터 탭 계수 벡 터(
Figure 112007060343096-PAT00026
)를 산출한다.
Figure 112007060343096-PAT00027
(여기서, PM(≤M)은 상관을 위하여 사용된 신호의 길이,
Figure 112007060343096-PAT00028
는 신호의 초기 시작 위치,
Figure 112007060343096-PAT00029
은 변조 모듈의 오버 샘플링(Over-sampling) 비율임)
또한, 본 발명에 따른 동일 채널 중계 장치를 구현함에 있어서, 복조 모듈(806)을 감산 모듈(820)의 앞에 배치하여 동일 채널 중계 장치를 구현할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 구성도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치는 수신 안테나(1300), 수신 모듈(1302), 복조 모듈(1304), 궤환 신호 제거 모듈(1306), 등화 모듈(1308), 식별 신호 생성 모듈(1310), 식별 신호 삽입 모듈(1312), 변조 모듈(1314), RF 전송 모듈(1316) 및 송신 안테나(1318)를 포함하며, 궤환 신호 제거 모듈(1306)은 감산 모듈(1320)과 레플리카 생성 모듈(1322)을 포함한다. 또한, 레플리카 생성 모듈(1322)은 상관 모듈(13220)과 적응 필터링 모듈(13222)을 포함한다.
여기서, 수신 안테나(1300), 수신 모듈(1302), 등화 모듈(1308), 식별 신호 생성 모듈(1310), 식별 신호 삽입 모듈(1312), 변조 모듈(1314), RF 전송 모듈(1316), 송신 안테나(1318), 감산 모듈(1320) 및 레플리카 생성 모듈(1322)의 적응 필터링 모듈(13222)은, 제1 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 수신 안테나(800), 수신 모듈(802), 등화 모듈(808), 식별 신호 생성 모듈(810), 식별 신호 삽입 모듈(812), 변조 모듈(814), RF 전송 모듈(816), 송신 안테나(818), 감산 모듈(820) 및 레플리카 생성 모듈(822)의 적응 필터링 모듈(8222)과 그 기능이 각각 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
복조 모듈(1304)은 수신 모듈(1302)로부터 수신되는 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00030
)를 동기 복원 과정을 통해 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00031
)로 변환한다. 변환된 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00032
)는 감산 모듈(1320)에 의해 궤환 신호의 레플리카가 감산된다.
상관 모듈(13220)은 복조 모듈(1304)에 의해 복조된 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00033
)와 식별 신호 생성 모듈(1310)에서 생성된 식별 신호(
Figure 112007060343096-PAT00034
)를 바탕으로, 수학식 6에 따른 직접적인 상관 알고리즘에 이용하여, 적응 필터링 모듈(13222)에서 사용되는 필터 탭 계수 벡터(
Figure 112007060343096-PAT00035
)를 산출한다.
적응 필터링 모듈(13222)은 상관 모듈(13220)로부터 생성되는 필터 탭 계수를 이용하여 감산 모듈(1320)로부터 출력되는 신호를 필터링함으로써, 궤환 신호의 레플리카를 생성할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 구성도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치는 수신 안테나(1400), 수신 모듈(1402), IF 하향 변환 모듈(1404), 아날로그-디지털 변환 모듈(1406), 기저 대역 변환 모듈(1408), 궤환 신호 제거 모듈(1410), 복조 모듈(1412), 등화 모듈(1414), 식별 신호 생성 모듈(1416), 식별 신호 삽입 모듈(1418), 변조 모듈(1420), 디지털-아날로그 변환 모듈(1422), RF 상향 변환 모듈(1424), 고전력 증폭 모듈(1426), 국부 발진기(1428) 및 송신 안테나(1430)를 포함한다.
수신 모듈(1402)은 수신 안테나(1400)를 통하여 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 전송되는 신호를 수신하는 부분이며, IF 하향 변환 모듈(1404)은 국부 발진기(1428)로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여 수신된 신호를 IF 신호로 하향 변환하는 부분이다.
아날로그-디지털 변환 모듈(1406)은 IF 하향 변환 모듈(1404)로부터 출력된 아날로그 IF 신호를 디지털 IF 신호로 변환하는 부분이며, 기저 대역 변환 모듈(1408)은 아날로그-디지털 변환 모듈(1406)로부터 출력된 디지털 IF 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 부분이다.
궤환 신호 제거 모듈(1410)은 기저 대역 변환 모듈(1408)을 통하여 변환된 기저 대역 신호와 식별 신호 생성 모듈(1416)에 의해 생성된 식별 번호로부터 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 부분이다. 이를 위하여, 궤환 신호 제거 모듈(1410)은 감산 모듈(1432) 및 레플리카 생성 모듈(1434)을 포함한다.
감산 모듈(1432)은 기저 대역 변환 모듈(1408)을 통하여 변환된 기저 대역 신호에서 궤환 신호의 레플리카를 감산하여, 궤환 신호를 일차적으로 제거하는 부분이다.
레플리카 생성 모듈(1434)은 감산 모듈(1432)의 입력 신호, 감산 모듈(1432)에 의해 감산됨에 따라 궤환 신호가 일차적으로 제거된 신호, 식별 신호 생성 모듈(1416)에서 생성된 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 감산 모듈(1432)로 피드백시키는 역할을 수행하는 부분으로서, 채널 추정 모듈(14342)과 적응 필터링 모듈(14344)을 포함한다.
이와 같은, 레플리카 생성 모듈(1434)의 구성 및 기능은 도 8 내지 도 12를 통하여 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치에서의 레플리카 생성 모듈(822)의 구성 및 기능과 동일하다.
복조 모듈(1412)은 궤환 신호 제거 모듈(1410)로부터 출력된 신호에 대해 주파수 및 타이밍 동기화 과정을 거쳐 복조를 수행하고, 반송파 주파수 옵셋(Offset)을 생성하는 부분이다. 이 때, 생성된 반송파 주파수 옵셋은 변조 모듈(1420)로 전달된다.
등화 모듈(1414)은 복조 모듈(1412)에 의해 주파수 및 타이밍 동기화가 수행된 신호로부터 중계기 수신 채널의 잡음, 다중 경로 신호 및 일차 제거 후에 잔존하는 궤환 신호를 제거하는 부분이다.
식별 신호 생성 모듈(1416)은 다수의 송신기 또는 중계기의 식별 및 망 조절을 위하여 수학식 1 및 수학식 2의 특성을 갖는 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 부분이며, 식별 신호 삽입 모듈(1418)은 수학식 3에 따라, 식별 신호 생 성 모듈(1416)에 의해 생성된 식별 신호를 등화 모듈(1414)의 출력 신호에 삽입한 후, 변조 모듈(1420)로 전달하는 부분이다.
변조 모듈(1420)은 복조 모듈(1412)로부터 전달되는 반송파 주파수 옵셋을 이용하여, 식별 신호 삽입 모듈(1418)로부터 전달되는 출력 신호를 디지털 IF 신호로 변환하는 기능을 수행하며, 디지털-아날로그 변환 모듈(1422)은 변조 모듈(1420)로부터 전달되는 디지털 IF 신호를 아날로그 IF 신호로 변환하는 기능을 수행한다.
RF 상향 변환 모듈(1424)은 국부 발진기(1428)로부터 제공되는 기준 주파수에 기초하여, 디지털-아날로그 변환 모듈(1422)로부터 전달되는 아날로그 IF 신호를 RF 신호로 상향 변환하는 부분이며, 고전력 증폭 모듈(1426)은 상향 변환된 RF 신호를 증폭하여, 송신 안테나(1430)를 통해 무선 전송하는 부분이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 식별 신호 생성 모듈을 간략하게 나타낸 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 식별 신호 생성 모듈(810, 1416)은 다수의 시프트 레지스터(Shift Register)와 다수의 XOR(Exclusive OR) 회로로 구성된다. 도 15에 도시된 식별 신호 생성 모듈(810, 1416)의 구조는 ATSC DTV 표준에서 식별 신호로 사용되는 Kasami 수열의 생성 모듈의 구성으로서, 수학식 8과 같은 특징을 갖는다.
Figure 112007060343096-PAT00036
(여기서, ｜K L ｜은 Kasami 수열의 개수, M은 Kasami 수열의 길이임)
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 등화 모듈을 나타낸 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 등화 모듈(808, 1414)은 메인 필터 모듈(1610), 입력 신호 저장 모듈(1620), 비터비 복호(Viterbi Decoding) 모듈(1630), 통계 데이터 산출 모듈(1640), 에러 신호 계산 모듈(1650), 피드 포워드 필터(FFF: Feed Forward Filter, 이하 'FFF'라 칭함) 탭 계수 갱신 모듈(1660), 피드백 필터(FBF: Feed Back Filter, 이하 'FBF'라 칭함) 탭 계수 갱신 모듈(1670)을 포함한다.
이하의 설명에 있어서는 기저 대역으로 변환된 신호를 등화하는 제1 실시예의 등화 모듈(808)을 기준으로 설명하기로 한다.
메인 필터 모듈(1610)은 복조 모듈(806)로부터 출력되는 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00037
)의 반복적인 필터링을 통해 채널 등화를 수행하여 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00038
)를 출력하는 부분으로서, FFF 모듈(1612), FBF 모듈(1614) 및 탭 계수 감산 모듈(1616)을 포함한다.
입력 신호 저장 모듈(1620)은 복조 모듈(806)로부터 출력되는 기저 대역 신 호(
Figure 112007060343096-PAT00039
)를 저장하는 부분이다.
비터비 복호 모듈(1630)은 메인 필터 모듈(1610)로부터 출력되는 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00040
)를, 역추적 거리(Tracd Back Depth)가 1인 비터비 복호 알고리즘을 이용하여 심볼(
Figure 112007060343096-PAT00041
)을 출력하는 부분이다. 이 때, 출력되는 심볼(
Figure 112007060343096-PAT00042
)은 판정 의거 모드 출력 신호로 사용된다.
이 때, 비터비 복호 모듈(1630)로서 SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm) 복호기 또는 단순 판정기(Slicer) 등이 사용될 수 있다.
통계 데이터 산출 모듈(1640)은 통계적인 에러 데이터를 저장하여 제공하는 부분으로서 통계 에러 심볼(
Figure 112007060343096-PAT00043
)을 출력하며, 이 때 출력되는 통계 에러 심볼(
Figure 112007060343096-PAT00044
)은 블라인드 모드 출력 신호로 사용된다.
에러 신호 계산 모듈(1650)은 판정 의거 모드 또는 블라인드 모드 여부에 따라 비터비 복호 모듈(1630)로부터 출력된 판정 의거 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00045
) 또는 통계 데이터 산출 모듈(1640)로부터 출력된 블라인드 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00046
) 중 하나를 선택하고, 메인 필터 모듈(1610)로부터 출력된 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00047
)와 비교하여 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00048
)를 계산하는 부분이다.
FFF 탭 계수 갱신 모듈(1660)은 에러 신호 계산 모듈(1650)로부터 출력된 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00049
)와, 입력 신호 저장 모듈(1620)의 출력 신호를 이용하여, FFF(1612) 의 탭 계수(
Figure 112007060343096-PAT00050
)를 갱신하는 부분이다.
FBF 탭 계수 갱신 모듈(1670)은 에러 신호 계산 모듈(1650)로부터 출력된 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00051
)와, 비터비 복호 모듈(1630)로부터 출력된 판정 의거 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00052
)를 이용하여 FBF(1614)의 탭 계수(
Figure 112007060343096-PAT00053
)를 갱신하는 부분이다.
이와 같은 동일 채널 중계 장치의 등화 모듈(808)은 다음과 같은 동작을 수행한다.
메인 필터 모듈(1610)은 탭 계수 감산 모듈(1616)을 이용하여, 복조 모듈(806)로부터 출력되는 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00054
)에 대하여 채널 등화를 수행함으로써, FFF(1612)의 탭 계수(
Figure 112007060343096-PAT00055
)와 FBF(1614)의 탭 계수(
Figure 112007060343096-PAT00056
)의 차이(
Figure 112007060343096-PAT00057
)를 산출한다. 이 때, 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00058
)를 산출하기 위하여 수학식 9를 이용된다.
Figure 112007060343096-PAT00059
(여기서,
Figure 112007060343096-PAT00060
는 FFF의 탭 수,
Figure 112007060343096-PAT00061
는 FBF의 탭 수,
Figure 112007060343096-PAT00062
는 FBF의 탭 계수,
Figure 112007060343096-PAT00063
는 FFF의 탭 계수,
Figure 112007060343096-PAT00064
는 비터비 복호 모듈에 의해 출력되는 판정 의거 모드 신호임)
메인 필터 모듈(1610)로부터 출력되는 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00065
)를 수신한 비터비 복호 모듈(1630)은 역추적 거리가 1인 비터비 복호 알고리즘을 이용하여 심 볼(
Figure 112007060343096-PAT00066
)을 출력한다. 그리고, 통계 데이터 산출 모듈(1640)은 통계적인 에러 데이터로서, 블라인드 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00067
)를 출력한다.
에러 신호 계산 모듈(1650)에서는 판정 의거 모드 또는 블라인드 모드 여부에 따라, 스위치를 비터비 복호 모듈(1630)이나 통계 데이터 산출 모듈(1640)과 연결한다. 이에 따라, 에러 신호 계산 모듈(1650)은 판정 의거 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00068
) 또는 블라인드 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00069
)를 메인 필터 모듈(1610)로부터 출력된 기저 대역 신호(
Figure 112007060343096-PAT00070
)와 비교하여 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00071
)를 계산할 수 있다. 이와 같은 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00072
)는 다음과 같은 수학식 10에 의해 산출된다.
Figure 112007060343096-PAT00073
FFF 탭 계수 갱신 모듈(1660)은 에러 신호 계산 모듈(1650)에서 계산된 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00074
)와 입력 신호 저장 모듈(1620)의 출력 신호를 이용하여 FFF(1612)의 탭 계수(
Figure 112007060343096-PAT00075
)를 갱신하고, FBF 탭 계수 갱신 모듈(1670)은 비터비 복호 모듈(1630)에 의해 출력된 판정 의거 모드 출력 신호(
Figure 112007060343096-PAT00076
)와 에러 신호 계산 모듈(1650)에서 계산된 에러 신호(
Figure 112007060343096-PAT00077
)를 이용하여 FBF(1614)의 탭 계수(
Figure 112007060343096-PAT00078
)를 갱신한다.
여기서, FFF(1612)와 FBF(1614)에서의 탭 계수 갱신 방식은 수학식 11과 같다.
Figure 112007060343096-PAT00079
(여기서, μ는 스텝 크기(step size)로서, 수렴 속도와 정상 상태의 편승 오차(MSE: Mean Square Error)를 결정하는 값임)
즉, 스텝 크기(μ)가 크면 수렴 속도는 빨라지지만 정상 상태에서의 잔류 편승 오차가 커지는 반면, 스텝 크기(μ)가 작아지면 잔류 편승 오차는 작아지지만 수렴 속도는 느려지게 된다.
이와 같은 궤환 신호 제거 능력이 향상된 등화형 동일 채널 중계 방법 및 장치는 ATSC, DVB, DMB, ISDB-T 등의 방송 시스템이나 WiBro, CDMA 등의 통신 시스템 등 다양한 단일 주파수 망에 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 중계 장치 상호 간에 다른 주파수가 이용되는 종래 중계 시스템의 구성도,
도 2는 중계 장치 상호 간에 동일한 주파수가 이용되는 종래 중계 시스템의 구성도,
도 3은 RF 증폭 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 4는 IF 변환 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 5는 SAW 필터 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 6은 변복조 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 7은 등화형 동일 채널 중계 장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 구성도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치에서의 신호 중계 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 10은 레플리카 생성 모듈을 상세하게 나타낸 동일 채널 중계 장치의 구성도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 복조 모듈과 상관 모듈을 이용하여 구현한 동일 채널 중계 장치의 채널 추정 모듈의 구성도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 변조 모듈과 상관 모듈을 이용하여 구현한 동일 채널 중계 장치의 채널 추정 모듈의 구성도,
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 구성도,
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 구성도,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 식별 신호 생성 모듈을 간략하게 나타낸 구성도,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 동일 채널 중계 장치의 등화 모듈을 나타낸 구성도이다.

Claims (29)

  1. 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 장치에 있어서,
    상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 식별 신호 생성 수단;
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터의 수신 신호 및 상기 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 궤환 신호 제거 수단;
    상기 궤환 신호 제거 수단으로부터 수신되는 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 복조 수단;
    상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 상기 기저 대역 신호에 삽입하는 식별 신호 삽입 수단; 및
    상기 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호를 변조하여 송출하는 전송 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 소정 대역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 소정 대역의 신호를 상기 수신 신호로서 상기 궤환 신호 제거 수단으로 제공하는 수신 수단; 및
    상기 복조 수단에 의해 변환된 신호를 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔 존 궤환 신호를 제거한 후, 상기 식별 신호 삽입 수단으로 제공하는 등화 수단
    을 추가로 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 궤환 신호 제거 수단은,
    상기 수신 수단에 의해 변환된 상기 소정 대역의 신호로부터 궤환 신호의 레플리카를 감산하는 감산 수단; 및
    상기 수신 수단으로부터 출력된 신호, 상기 감산 수단에 의해 감산된 신호 및 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호에 기초하여 상기 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 상기 산출된 레플리카를 상기 감산 수단으로 피드백시키는 레플리카 생성 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레플리카 생성 수단은,
    상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호 및 상기 수신 수단으로부터 출력된 신호를 이용하여 필터 탭 계수를 생성하는 채널 추정 수단; 및
    상기 필터 탭 계수를 이용해서 상기 감산 수단에 의해 감산된 신호를 필터링하여 상기 궤환 신호의 레플리카를 산출하는 적응 필터링 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 채널 추정 수단은,
    상기 수신 수단으로부터 출력된 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 제1 수단; 및
    상기 제1 수단에 의하여 복조된 상기 기저 대역 신호와 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 바탕으로 필터 탭 계수 벡터를 산출하는 제2 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 동일 채널 중계 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 채널 추정 수단은,
    상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 변조하여, 상기 수신 수단으로부터 출력되는 신호와 동일한 대역의 신호로 변조하는 제1 수단; 및
    제1 수단에 의해 변조된 신호와 상기 수신 수단으로부터 출력되는 신호를 이용하여 상기 필터 탭 계수 벡터를 산출하는 제2 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 동일 채널 중계 장치.
  7. 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 장치에 있어서,
    상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 식별 신호 생성 수단;
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 복조 수단;
    상기 기저대역 신호 및 상기 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 산출된 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 궤환 신호 제거 수단;
    상기 궤환 신호가 제거된 출력 신호에 상기 식별 신호를 삽입하는 식별 신호 삽입 수단; 및
    상기 식별 신호가 삽입된 신호를 변조하여 송출하는 전송 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 송출된 신호를 수신하여 소정 대역의 신호로 변환하고, 상기 변환된 신호를 상기 복조 수단으로 제공하는 수신 수단; 및
    상기 궤환 신호 제거 수단으로부터 출력된 신호를 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거한 후, 상기 식별 신호 삽입 수단으로 제공하는 등화 수단
    을 추가로 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 궤환 신호 제거 수단은
    상기 복조 수단에 의해 변환된 상기 기저 대역 신호로부터 궤환 신호의 레플리카를 감산하는 감산 수단; 및
    상기 복조 수단에 의해 변환된 상기 기저 대역 신호, 상기 감산 수단에 의해 감산된 신호 및 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호에 기초하여 상기 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 상기 산출된 레플리카를 상기 감산 수단으로 피드백시키는 레플리카 생성 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레플리카 생성 수단은,
    상기 복조 수단에 의해 변환된 상기 기저 대역 신호 및 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 이용하여 필터 탭 계수를 생성하는 상관 수단; 및
    상기 필터 탭 계수를 이용해서 상기 감산 수단에 의해 감산된 신호를 필터링하여 상기 레플리카를 산출하는 적응 필터링 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  11. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 식별 신호 생성 수단은,
    하나 이상의 시프트 레지스터와 하나 이상의 XOR 회로를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동일 채널 중계 장치.
  12. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 식별 신호 생성 수단은,
    동기가 일치할 때의 자기 상관값이 동기가 일치하지 않을 때의 자기 상관값과 상호 상관값보다 큰 신호를, 상기 상관 특성이 우수한 식별 신호로서 생성하는 것을 특징으로 하는 동일 채널 중계 장치.
  13. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전송 수단은,
    상기 식별 신호가 삽입된 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 변조 모듈;
    상기 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하는 RF 전송 모듈; 및
    상기 RF 신호를 송출하는 송신 안테나
    를 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  14. 제2항 또는 제8항에 있어서,
    상기 수신 수단은,
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 송출된 RF 신호를 수신하는 수신 안테나; 및
    상기 수신 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 소정 대역의 신호로 변환하는 RF 수신 모듈
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  15. 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 장치에 있어서,
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 RF 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 수신 수단;
    상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하는 식별 신호 생성 수단;
    상기 기저대역 신호 및 상기 식별 신호에 기초하여 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 상기 레플리카를 이용하여 궤환 신호를 제거하는 궤환 신호 제거 수단;
    상기 궤환 신호 제거 수단으로부터 수신되는 신호의 주파수 및 타이밍 동기화 절차를 수행하고, 반송파 주파수 옵셋을 생성하는 복조 수단;
    상기 복조된 신호에 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 삽입하는 식별 신호 삽입 수단;
    상기 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호를 RF 신호로 변조하여 송출하는 전송 수단; 및
    상기 수신 수단 및 상기 전송 수단에서 RF 신호와 상기 기저 대역 신호 사이의 상호 변환을 위한 기준 주파수를 제공하는 국부 발진기
    를 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복조 수단에 의해 동기화된 신호를 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거한 후, 상기 식별 신호 삽입 수단으로 전달하는 등화 수단
    을 추가로 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 궤환 신호 제거 수단은,
    상기 기저 대역 신호로부터 궤환 신호의 레플리카를 감산하는 감산 수단; 및
    상기 수신 수단으로부터 전달되는 기저 대역 신호, 상기 감산 수단에 의해 감산된 신호 및 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호에 기초하여 레플리카를 산출하고, 상기 산출된 레플리카를 상기 감산 수단으로 피드백시키는 레플리카 생성 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 레플리카 생성 수단은,
    상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호 및 상기 수신 신호 변환 수단으로부터 전달되는 기저 대역 신호를 이용하여 필터 탭 계수를 생성하는 채널 추정 수단; 및
    상기 필터 탭 계수를 이용해서 상기 감산 수단에 의해 감산된 신호를 필터링 하여 상기 레플리카를 산출하는 적응 필터링 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 수신 수단은,
    상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 송출된 RF 신호를 수신하는 RF 수신 수단;
    상기 국부 발진기의 기준 주파수에 기초하여 상기 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 IF 하향 변환 수단;
    상기 IF 하향 변환 수단에 의해 변환된 아날로그 형태의 중간 주파수 신호를 디지털 형태의 중간 주파수 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환 수단; 및
    상기 디지털 형태의 중간 주파수 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 기저 대역 변환 수단
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  20. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 전송 수단은,
    상기 복조 수단에서 생성된 반송파 주파수 옵셋을 이용하여 상기 식별 신호가 삽입된 신호를 디지털 형태의 중간 주파수 신호로 변환하는 변조 수단;
    상기 디지털 형태의 중간 주파수 신호를 아날로그 형태의 중간 주파수 신호 로 변환하는 디지털-아날로그 변환 수단;
    상기 국부 발진기의 기준 주파수에 기초하여 상기 아날로그 형태의 중간 주파수 신호를 RF 신호로 상향 변환하는 RF 상향 변환 수단
    상기 RF 상향 변환 수단으로부터 전송된 RF 신호를 증폭하는 고전력 증폭 모듈; 및
    상기 증폭된 RF 신호를 송출하는 송신 안테나
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  21. 제2항, 제8항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 등화 수단은,
    상기 복조 수단 또는 상기 궤환 신호 제거 수단으로부터 전달되는 기저 대역 신호의 반복적인 필터링을 통해 등화를 수행하는 메인 필터 모듈;
    상기 복조 수단 또는 상기 궤환 신호 제거 수단으로부터 전달되는 기저 대역 신호를 저장하는 입력 신호 저장 모듈;
    비터비 복호 알고리즘을 이용하여 상기 메인 필터 모듈로부터 출력되는 기저 대역 신호의 심볼을 산출하고, 상기 심볼을 판정 의거 모드 출력 신호로 제공하는 비터비 복호 모듈;
    통계적으로 산출된 에러 데이터를 저장하고 있으며, 상기 저장된 에러 데이터를 블라인드 모드 출력 신호로 제공하는 통계 데이터 산출 모듈;
    상기 메인 필터 모듈로부터 산출된 기저 대역 신호를 상기 판정 의거 모드 출력 신호 또는 블라인드 모드 출력 신호를 비교하여 에러 신호를 계산하는 에러 신호 계산 모듈;
    상기 입력 신호 저장 모듈에 저장된 기저 대역 신호와 상기 에러 신호를 이용하여 피드 포워드 필터의 탭 계수를 갱신하는 FFF 탭 계수 갱신 모듈; 및
    상기 비터비 복호기로부터 전달되는 판정 의거 모드 출력 신호와 상기 에러 신호를 이용하여 피드 백 필터의 탭 계수를 갱신하는 FBF 탭 계수 갱신 모듈
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 메인 필터 모듈은,
    상기 복조 수단이나 상기 궤환 신호 제거 수단 또는 상기 FFF 탭 계수 갱신 모듈로부터 전달되는 피드 포워드 필터의 탭 계수를 수신 및 저장하는 피드 포워드 필터;
    상기 FBF 탭 계수 갱신 모듈로부터 전달되는 피드 백 필터의 탭 계수를 수신 및 저장하는 피드 백 필터; 및
    상기 피드 포워드 필터와 상기 피드 백 필터의 탭 계수 차이를 산출하고, 산출된 탭 계수 차이를 상기 비터비 복호 모듈 및 상기 식별 신호 삽입 수단으로 전달하는 탭 계수 감산 모듈
    을 포함하는 동일 채널 중계 장치.
  23. 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 동일 채널을 이용하여 송출하는 중계 방법에 있어서,
    (a) 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호로부터 궤환 신호의 레플리카를 감산하는 단계;
    (b) 상기 궤환 신호의 레플리카가 감산된 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 단계;
    (c) 상기 기저 대역 신호를 등화하여 잡음, 다중 경로 신호 및 잔존 궤환 신호를 제거하는 단계;
    (d) 상관 특성이 우수한 식별 신호를 생성하고 상기 생성된 식별 신호를 상기 등화된 기저 대역 신호에 삽입하는 단계; 및
    (e) 상기 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호를 변조하여 송출하는 단계
    를 포함하는 동일 채널 중계 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 단계 (e) 이후에,
    (f) 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호, 상기 궤환 신호의 레플리카가 감산된 신호 및 상기 식별 신호에 기초하여 상기 궤환 신호의 레플리카를 산출하고, 상기 산출된 레플리카를 이용하여 상기 단계 (a) 이후의 과정을 반복하는 단계
    를 추가로 포함하는 동일 채널 중계 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 단계 (f)는,
    (f1) 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호 및 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 이용하여 필터 탭 계수를 생성하는 단계;
    (f2) 상기 필터 탭 계수를 이용해서 상기 궤환 신호의 레플리카가 감산된 신호를 필터링하여 상기 궤환 신호의 레플리카를 산출하는 단계; 및
    (f3) 상기 산출된 레플리카를 이용하여, 상기 단계 (a) 이후의 과정을 반복하는 단계
    를 포함하는 동일 채널 중계 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 단계 (f1)은,
    (f11) 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 단계; 및
    (f12) 상기 기저 대역 신호와 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 바탕으로 필터 탭 계수 벡터를 산출하는 단계
    를 포함하는 동일 채널 중계 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 단계 (f1)은,
    (f11) 상기 식별 신호 생성 수단에 의해 생성된 식별 신호를 변조하여, 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호와 동일한 대역의 신호로 변조하는 단계; 및
    상기 변조된 신호와 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 수신된 신호를 이용하여 상기 필터 탭 계수 벡터를 산출하는 단계
    를 포함하는 동일 채널 중계 방법.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 단계 (a)는,
    (a1) 상기 주 송신기 또는 다른 중계 장치로부터 송출된 RF 신호를 수신하여 소정 대역의 신호로 변환하는 단계; 및
    (a2) 상기 변환된 상기 소정 대역의 신호로부터 상기 궤환 신호의 레플리카를 감산하는 단계;
    를 포함하는 동일 채널 중계 방법.
  29. 제23항에 있어서,
    상기 단계 (e)는,
    (e1) 상기 식별 신호가 삽입된 기저 대역 신호 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 단계;
    (e2) 상기 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하는 단계; 및
    (e3) 상기 변환된 RF 신호를 송출하는 단계
    를 포함하는 동일 채널 중계 방법.
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