KR20090081643A - 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱장치 및 안테나 장치 - Google Patents

수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱장치 및 안테나 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치 및 안테나 장치에 관한 것이다.
본 발명은 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 있어서, 입력된 송신신호로부터 송신주파수 성분만을 필터링하는 송신필터; 필터링된 송신신호를 커플링하여 제 1 커플링 신호 및 제 2 커플링 신호를 출력하는 커플러; 제 1 커플링 신호로부터 상호변조 신호를 발생시키는 상호변조 발생부; 제 2 커플링 신호를 복수의 증폭기로 통과시켜 수동상호변조 신호를 제어하여 출력하는 안테나 장치; 및 수신 안테나로 유입되는 수동상호변조 신호를 상호변조 발생부에서 발생한 상호변조 신호를 이용하여 제거하는 수동상호변조 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 다수의 저출력 증폭기를 포함하는 안테나 장치를 사용하여 수동상호변조 신호가 감소하도록 제어하고 남은 수동상호변조 신호는 제거함으로써, 주파수 이용 효율 및 통신 서비스 품질을 향상시키는 효과가 있다.
주파수 분할 듀플렉싱, 안테나, 증폭기, 수동상호변조

Description

수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치 및 안테나 장치{Antenna Apparatus and Frequency Division Duplexing Apparatus for Reducing and Cancelling Intermodulation Generated Passive Devices}
본 발명은 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치 및 안테나 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 다수의 저출력 증폭기를 포함하는 안테나 장치를 사용하여 수동상호변조 신호가 감소하도록 제어하고 남은 수동상호변조 신호는 제거함으로써, 주파수 이용 효율 및 통신 서비스 품질을 향상시키는 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치 및 안테나 장치에 관한 것이다.
이동통신 사업자는 양방향 통신 서비스를 제공하기 위해 송수신 채널을 분리하여야 하며, 송수신 채널 분리 방식은 크게 주파수 분할 듀플렉싱(Frequency Division Duplexing: FDD) 방식과 시분할 듀플렉싱(Time Division Duplexing: TDD) 방식으로 구분된다.
그러나, 송수신 채널 분리 방식은 사전에 규약으로 정의되어 결정되면, 단말기와의 호환성 문제 등으로 인해 변경하는 것이 거의 불가능하였을 뿐 아니라, 주 파수, 시간 등 무선 자원의 효율적인 사용에 있어 제약이 되어 왔다.
특히, 주파수 분할 듀플렉싱 방식의 경우, 한 이동통신 사업자가 송수신 대역이 서로 상이한 대역이 아니라 송신 대역과 수신 대역이 연속된 대역을 사용할 경우에는 급전선, 분배기 및 안테나 등의 수동소자에서 발생하는 수동상호변조(Passive Intermodulation: PIM) 문제, 특히 3차 수동상호변조 문제로 인해, 수신 신호 대역에 3차 수동상호변조 신호가 발생하지 않게 하기 위해서는, 송신 신호 대역과 수신 신호 대역이 송신 신호 대역만큼의 보호 구역(Guard Band)를 가져야한다. 이로 인해 주파수 이용의 효율성이 크게 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 수동상호변조 신호를 제거할 수만 있다면, 보호 밴드를 최소화하여 송수신 대역 간의 이격 주파수를 좁힐 수 있으므로 주파수 이용의 효율성을 향상시킬 수 있다.
하지만, 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서는 장치 내 급전선, 분배기 및 안테나 등의 수동소자에서 많은 수동상호변조 신호가 발생하여 주파수 이용 효율이 저하되는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 주파수 분할 듀플렉싱 장치의 안테나 장치에 다수의 저출력 증폭기를 적절히 구비함으로써, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호가 감소하도록 제어하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 수동상호변조 신호가 수신 안테나로 유입되면, 임의로 발생한 상호변조 신호를 이용하여 유입된 수동상호변조 신호를 제거하 는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 따르면, 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 있어서, 입력된 송신신호로부터 송신주파수 성분만을 필터링하는 송신필터; 필터링된 송신신호를 커플링하여 제 1 커플링 신호 및 제 2 커플링 신호를 출력하는 커플러; 제 1 커플링 신호로부터 상호변조 신호를 발생시키는 상호변조 발생부; 제 2 커플링 신호를 복수의 증폭기로 통과시켜 수동상호변조 신호를 제어하여 출력하는 안테나 장치; 및 수신 안테나로 유입되는 수동상호변조 신호를 상호변조 발생부에서 발생한 상호변조 신호를 이용하여 제거하는 수동상호변조 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 한 측면에 따르면, 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 포함된 안테나 장치에 있어서, 입력된 신호를 복수의 증폭기를 통하여 출력하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어하는 안테나 장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 한 측면에 따르면, 증폭기의 개수를 조절하여, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어하는 안테나 장치를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 한 측면에 따르면, 증폭기에 대한 증폭기 이득을 조절하여, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제 어하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어하는 안테나 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주파수 분할 듀플렉싱 장치의 안테나 장치에 다수의 저출력 증폭기를 적절히 구비함으로써, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호가 감소하도록 제어하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 수동상호변조 신호가 수신 안테나로 유입되면, 임의로 발생한 상호변조 신호를 이용하여 유입된 수동상호변조 신호를 제거하는 효과가 있다.
전술한 수동상호변조 신호의 제어 및 제거 기능을 통해 주파수 이용 효율 및 통신 서비스 품질을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 수동상호변조(Passive Intermodulation: PIM)를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱(Frequency Division Duplexing: FDD) 장치(10) 에 대한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)는 입력된 송신신호로부터 송신주파수 성분만을 필터링하는 송신필터(120), 필터링된 송신신호를 커플링하여 제 1 커플링 신호 및 제 2 커플링 신호를 출력하는 커플러(130), 제 1 커플링 신호로부터 상호변조(Intermodulation: IM) 신호를 발생시키는 상호변조 발생부(140), 제 2 커플링 신호를 복수의 증폭기(110)로 통과시켜 수동상호변조 신호를 제어하여 출력하는 안테나 장치(100) 및 수신 안테나로 유입되는 수동상호변조 신호를 상호변조 발생부(140)에서 발생한 상호변조 신호를 이용하여 제거하는 수동상호변조 제거부(200)를 포함하며, 제 1 수신필터(150), 제 1 A/D 변환기(160), 제 2 수신필터(170), 저잡음 증폭기(180) 및 제 2 A/D 변환기(190)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)는 수동상호변조 신호를 감소시키는 수동상호변조 신호 제어 기능과 유입된 수동상호변조 신호를 제거하는 기능을 수행한다.
도 1을 참조하면, 수동상호변조 신호 제어 기능은 송신필터(120), 커플러(130) 및 안테나 장치(100)에 의한 신호 송신 처리 과정에서 수행되며, 수동상호변조 신호 제거 기능은 상호변조 발생부(140), 제 1 수신필터(150), 제 1 A/D 변환기(160), 제 2 수신필터(170), 저잡음 증폭기(180) 및 제 2 A/D 변환기(190) 및 수동상호변조 제거부(200)에 의한 신호 수신 처리 과정에서 수행된다.
먼저, 본 발명에 따른 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에 의한 수동상호변조 신호를 제어하는 기능을 아래에서 설명한다.
본 발명에 따른 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에서는 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서 사용되었던 고출력 증폭기가 사용되지 않는 것을 확인할 수 있다. 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서의 고출력 증폭기는 송신단으로부터 입력되는 송신신호를 큰 출력으로 증폭하여 송신필터(120)로 전달한다. 본 발명에서의 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)는 이러한 고출력 증폭기를 사용하지 않는 대신, 안테나 장치(100)에서 최종적으로 출력되는 신호의 출력 값을 고출력 증폭기를 사용하는 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 포함된 안테나 장치에서의 출력 값과 비슷하게 유지하기 위해 안테나 장치(100) 내부에 저출력으로 조절할 수 있는 증폭기(110)를 다수 포함하게 된다.
전술한 커플러(130)는 송신필터(120)에 의해 필터링된 송신신호의 전력을 소정의 전력 배분 비율로 나누어 제 1 커플링 신호 및 제 2 커플링 신호를 출력한다. 이렇게 출력된 제 1 커플링 신호 및 제 2 커플링 신호는 상호변조 발생부(140) 및 안테나 장치(100)로 각기 입력된다.
안테나 장치(100)는 커플러(130)로부터 제 2 커플링 신호를 입력받아 수동상호변조 신호를 제어하여 출력하는데, 이때 수동상호변조 신호를 제어하기 위한 원리는 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.
종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치와 본 발명의 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)의 각각의 안테나 장치에서 출력되는 신호의 출력 값은 종래 시스템에서의 고출력 증폭기의 역할을 본 발명의 시스템에서의 다수의 저출력 증폭기 나누어 가 지게 때문에 비슷하게 된다. 하지만, 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치와 본 발명의 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)의 각각의 안테나 장치에서 출력되는 신호에 포함되고 수동소자에서 발생하는 상호변조 신호인 수동상호변조 신호는 큰 차이를 보이게 되는 데, 이러한 이유는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 제 1 주파수(f1) 성분의 신호와 제 2 주파수(f2) 성분의 신호가 상호변조(Intermodulation)된 경우에서, 기본 주파수(f1, f2) 성분의 원 신호들과 2f1-f2 성분과 2f2-f1 성분의 3차 상호변조 신호에 대한 세기를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 개별 증폭기에 입력되는 신호에는 기본 주파수(f1, f2) 성분의 원 신호들과 3차 상호변조 신호가 포함되어 있으며, 안테나 장치(100) 내부에 포함된 개별 증폭기를 통과하여 출력된 신호는 신호 세기가 변화된 기본 주파수(f1, f2) 성분의 원 신호들, 2f1-f2 성분과 2f2-f1 성분의 3차 상호변조 신호가 포함되어 있다. 기본 주파수(f1)성분의 원 신호들의 세기인 계수(500)와 2f1-f2 성분의 3차 상호변조 신호에 대한 세기인 계수(510)를 비교하여 보면, 개별 증폭기의 출력을 저출력으로 낮추게 되었을 때, 3차 상호변조 신호의 세기(510)가 기본 주파수(f1) 성분의 원 신호들의 세기(500)보다 훨씬 더 감소함을 확인할 수 있다. 따라서, 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치와 본 발명의 주파수 분할 듀플렉싱 장치의 각각의 안테나 장치에서 출력되는 신호의 출력 값은 종래 시스템에서의 고출력 증폭기의 역할을 본 발명의 시스템에서의 다수의 저출력 증폭기 나누어 가지게 때문에 비슷 하게 되지만, 본 발명의 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서의 안테나 장치에서 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호(Passive InterModulation: PIM)는 종래의 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서보다 훨씬 더 감소한다는 것을 알 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 안테나 장치(100)는 다수의 증폭기(110)를 구비한다. 안테나 장치(100)에 포함된 증폭기(110)에 대한 증폭기 이득(Gain)은 각기 다를 수도 있고, 같을 수도 있다. 또한, 안테나 장치(100)에 포함된 증폭기(110)의 전체 개수는 조절이 가능하다. 이러한 증폭기(110)의 개수 또는 증폭기 (110) 마다의 증폭기 이득은 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에서 목표로 하는 유효 방사전력(Effective Isotropically Radiated Power: EIRP)를 고려하여 조절될 수 있다.
목표로 하는 유효 방사전력은 구비된 증폭기들 중에서의 마지막 증폭기(110)의 출력과 안테나 이득의 합이 되며, 증폭기(110)의 출력은 증폭기 이득에 의해 조절될 수 있다. 이러한 목표 유효 방사전력은 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10) 또는 이를 포함하는 통신장비의 환경에 적합하도록 설계된 값으로서, 시스템에서 변경되지 않는 이상 일정한 값을 가지게 된다. 따라서, 안테나 장치(100)에 많은 증폭기(110)를 사용하려면, 작은 증폭기 이득을 가지는, 즉 저출력의 개별 증폭기를 사용해야만 한다.
안테나 장치(100)에 증폭기 이득이 작은 증폭기(110)를 많이 사용하면 할수록, 개별 증폭기(110)에서 출력되는 기본 주파수 성분의 신호 세기 감소보다 수동상호변조 신호 세기 감소가 상대적으로 더욱 크게 되어, 안테나 장치(100)에서 최종적으로 출력되는 수동상호변조 신호를 더욱더 감소시킬 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)는 안테나 장치(100)에 포함된 증폭기(110)의 개수를 조절하여 안테나 장치(100)에서 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제어할 수 있다. 또한, 증폭기(110)에 대한 증폭기 이득(Gain)을 조절하여 안테나 장치(100)에서 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제어할 수 있다. 일반적으로, 안테나 장치(100)에 포함된 증폭기의 개수가 많아질수록, 수동상호변조 신호를 더욱더 많이 감소시킬 수 있다. 하지만, 증폭기 개수가 늘어나게 되면, 안테나 장치(100)의 부피나 비용이 증가함으로 이에 대한 적절한 조율이 필요하다.
결론적으로, 본 발명에 따른 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)는 수동소자에서 발생하는 수동상호변조 신호의 발생을 감소시켜서, 수동상호변조 신호에 의한 신호 왜곡 및 통신 품질 저하의 영향을 줄이고, 이하에서 설명할 수동상호변조 신호 제거를 용이하게 할 수 있다. 또한, 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에 포함된 고출력 증폭기를 제거하고 다수의 저출력 증폭기를 포함하는 안테나 장치(100)를 사용함으로써, 안테나 장치(100)에서의 유효 방사전력은 유지하면서도 수동상호변조 신호를 감소시킨다.
이상의 설명은, 수동상호변조 신호의 발생을 줄여주는 측면에서의 안테나 장치(100) 및 그를 구비한 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에 대한 것이고, 이렇게 감소하여 발생한 수동상호변조 신호가 수신신호에 포함되어 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에 입력되었을때 수동상호변조 신호를 제거하는 방식은 아래에서 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)에 의해 수행되는 수동상호변조 신호 제거 기능은 상호변조 발생부(140), 제 1 수신필터(150), 제 1 A/D 변환기(160), 제 2 수신필터(170), 저잡음 증폭기(180) 및 제 2 A/D 변환기(190) 및 수동상호변조 제거부(200)에 의한 신호 수신 처리 과정에서 수행된다.
상호변조 발생부(140)는 커플러(130)로부터 소정의 전력 배분 비율로 커플링된 제 1 커플링 신호를 입력받고, 안테나 장치(100)에서 제어되어 발생한 수동상호변조 신호와 유사한 상호변조(Intermodulation: IM) 신호를 발생시킨다.
제 1 수신필터(150)는 상호변조 발생부(140)로부터 상호변조 신호가 포함된 신호를 수신하여 수신주파수 성분만을 필터링한다.
제 1 A/D 변환기(160)는 제 1 수신필터(150)에서 수신주파수 성분만 필터링된 신호를 디지털화하여 제 1 신호를 출력한다.
제 2 수신필터(170)는 수신 안테나로부터 입력된 수신신호로부터 수신주파수 성분만을 필터링한다. 이때, 수신 안테나로부터 입력된 수신신호에는 안테나 장치(100)에서 제어되어 발생한 수동상호변조 신호가 포함될 수 있다.
저잡음 증폭기(180)는 제 2 수신필터(170)에서 필터링된 신호를 증폭한다.
제 2 A/D 변환기(190)는 저잡음 증폭기(180)에서 증폭된 신호를 디지털화하여 제 2 신호를 출력한다.
수동상호변조 제거부(200)는 제 1 A/D 변환기(160)에서 출력된 제 1 신호와 제 2 A/D 변환기(190)에서 출력된 제 2 신호를 입력받아 제 2 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제거한다.
수동상호변조 제거부(200)는 임의로 생성된 잡음으로서의 상호변조 신호를 이용하여 제 2 신호에 포함된 잡음으로서의 수동상호변조 신호를 제거한다.
이러한 수동상호변조 신호 제거 방식에는 제 1 신호(상호변조 신호) 및 수동상호변조 신호가 포함된 제 2 신호의 상관성을 이용하여 제 2 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제거하는 방식과 제 1 신호와 제 2 신호의 평균 제곱 오차를 최소화하는 방식을 포함한 여러 가지 방식이 있을 수 있다.
먼저, 수동상호변조 제거부(200)가 제 1 신호와 제 2 신호의 상관성을 이용하여 제 2 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제거하는 방식을 도 2를 참조하여 설명하면, 수동상호변조 제거부(200)는 제 1 신호와 제 2 신호의 상관성을 검출하여, 제 1 신호의 역위상 신호를 생성하고, 이렇게 생성된 역위상 신호와 제 2 신호를 결합하여 수동상호변조 신호를 제거한다. 이러한 수동상호변조 신호 제거 방식은 역위상 결합기(210)에 의해 수행되고, 수동상호변조 제거부(200)는 역위상 결합기(210)를 포함할 수 있다.
다음으로, 수동상호변조 제거부(200)가 제 1 신호와 제 2 신호의 평균 제곱 오차를 최소화하는 방식으로 수동상호변조 신호를 제거하는 방식은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 이러한 제 1 신호와 제 2 신호의 평균 제곱 오차를 최소화하는 방식으로 수동상호변조 신호를 제거하는 것은 제 1 신호와 제 2 신호의 평균 제곱 오차가 최소가 되도록 제 1 신호를 보정하고, 보정된 제 1 신호와 제 2 신호를 결합하여 수동상호변조 신호를 제거하고, 수동상호변조 신호가 제거된 제 2 신호를 출력하는 방식으로서, 도 3에서와 같이 위너 필터(220)를 이용할 수도 있고, 도 4 에서처럼, 적응 필터(230)를 이용할 수도 있다.
도 3에서의 위너 필터(220)는 입력단에 신호(제 2 신호)와 잡음(제 1 신호)이 공존하는 경우 잡음 성분과의 차이의 제곱을 최소화하는 위너 알고리즘을 이용하고, 주로 시간 불변 시스템에서 많이 적용되며, 보정된 제 1 신호와 제 2 신호와의 평균 제곱 오차가 최소가 되도록 하는 필터 계수를 소정의 시간 간격을 두고 결정하여 이를 이용해 제 1 신호(잡음)을 필터링한다.
한편, 본 발명의 경우 무선 통신 장치에 이용되거나 안테나가 옥외 등에 설치되는 경우 주변의 이동체로 인한 도플러 효과가 발생할 수 있다. 따라서, 위너 필터(220)보다 시간 변화에 적합한 적응 필터(Adaptive Filter)(230)를 사용하여 수동상호변조 제거부(200)를 구현할 수도 있다.
도 4에서의 적응 필터(230)는 보정된 제 1 신호와 제 2 신호와의 평균 제곱 오차가 최소가 되도록 하는 필터 계수를 이용하여 제 1 신호(잡음)을 필터링하는 부분에서는 위너 필터(220)와 동일하다. 하지만, 위너 필터(220)의 경우 어느 정도의 시간 간격을 두고 필터 계수를 결정하는 반면, 적응 필터(230)는 제 1 신호와 제 2 신호의 평균 제곱 오차를 최소로 하는 필터계수를 샘플단위로 계산하여 결정함으로써 시간 변화에 대해 적응적인 필터링을 수행한다.
결론적으로, 본 발명에 따른 주파수 분할 듀플렉싱 장치(10)의 안테나 장치(100)에 다수의 저출력 증폭기(110)를 구비함으로써, 수동상호변조 신호가 감소하도록 제어할 수 있다. 또한, 다수의 저출력 증폭기를 포함하는 안테나 장치(100)에 의해 제어된 수동상호변조 신호가 수신 안테나로 유입되면, 수동상호변조 제거 부(200)는 상호변조 발생부(140)에서 발생한 상호변조 신호를 이용하여 수신 안테나로 유입된 수동상호변조 신호를 제거할 수 있다. 전술한 수동상호변조 신호의 제어 및 제거 기능을 통해서 주파수 이용 효율 및 통신 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 주파수 분할 듀플렉싱 장치 및 수동상호변조 제거 기술에 적용되어, 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 다수의 저출력 증폭기를 포함하는 안테나 장치를 사용하여 수동상호변조 신호가 감소하도록 제어하고 남은 수동상호변조 신호는 제거함으로써, 주파수 이용 효율 및 통신 서비스 품질을 향상시키는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 수동상호변조를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 대한 도면,
도 2는 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서의 수동상호변조 제거부의 제 1 일시예를 나타낸 도면,
도 3은 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서의 수동상호변조 제거부의 제 2 일시예를 나타낸 도면,
도 4는 주파수 분할 듀플렉싱 장치에서의 수동상호변조 제거부의 제 3 일시예를 나타낸 도면,
도 5는 기본 주파수(f1, f2) 성분의 원 신호들과 2f1-f2 성분과 2f2-f1 성분의 3차 상호변조 신호에 대한 세기를 보여주는 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 주파수 분할 듀플렉싱 장치 100: 안테나 장치
110: 증폭기 120: 송신필터
130: 커플러 140: 상호변조 발생부
150: 제 1 수신필터 160: 제 1 A/D 변환기
170: 제 2 수신필터 180: 저잡음 증폭기
190: 제 2 A/D 변환기 200: 수동상호변조 제거부

Claims (13)

  1. 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 있어서,
    입력된 송신신호로부터 송신주파수 성분만을 필터링하는 송신필터;
    상기 필터링된 송신신호를 커플링하여 제 1 커플링 신호 및 제 2 커플링 신호를 출력하는 커플러;
    상기 제 1 커플링 신호로부터 상호변조 신호를 발생시키는 상호변조 발생부;
    상기 제 2 커플링 신호를 복수의 증폭기로 통과시켜 수동상호변조 신호를 제어하여 출력하는 안테나 장치; 및
    수신 안테나로 유입되는 상기 수동상호변조 신호를 상기 상호변조 발생부에서 발생한 상기 상호변조 신호를 이용하여 제거하는 수동상호변조 제거부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 장치는,
    상기 증폭기의 개수를 조절하여, 출력되는 신호에 포함된 상기 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 장치는,
    상기 증폭기에 대한 증폭기 이득(Gain)을 조절하여, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플러는,
    상기 필터링된 송신신호의 전력을 소정의 전력 배분 비율로 나누어 상기 제 1 커플링 신호 및 상기 제 2 커플링 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상호변조 발생부로부터 상기 상호변조 신호가 포함된 신호를 수신하여 수신주파수 성분만을 필터링하는 제 1 수신필터;
    상기 제 1 수신필터에서 필터링된 신호를 디지털화하여 제 1 신호를 출력하는 제 1 A/D 변환기;
    상기 수신 안테나로부터 입력된 수신신호로부터 상기 수신주파수 성분만을 필터링하는 제 2 수신필터;
    상기 제 2 수신필터에서 필터링된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기; 및
    상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 디지털화하여 제 2 신호를 출력하는 제 2 A/D 변환기
    를 추가로 포함하되,
    상기 수동상호변조 제거부는 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호를 입력받아 상기 제 2 신호에 포함된 상기 수동상호변조 신호를 제거하여 출력하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 수동상호변조 제거부는,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상관성을 이용하여 상기 제 2 신호에 포함된 상기 수동상호변조 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수동상호변조 제거부는,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상관성을 검출하여, 상기 제 1 신호의 역위상 신호를 생성하고, 상기 생성된 역위상 신호와 상기 제 2 신호를 결합하여, 상기 수동상호변조 신호가 제거된 제 2 신호를 출력하는 역위상 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 수동상호변조 제거부는,
    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 평균 제곱 오차가 최소가 되도록 상기 제 1 신호를 보정하고, 상기 보정된 제 1 신호와 상기 제 2 신호를 결합하여 상기 제 2 신호에 포함된 상기 수동상호변조 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 수동상호변조 제거부는,
    상기 보정된 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상기 평균 제곱 오차를 최소로 하는 필터 계수를 소정의 시간 간격을 두고 결정하는 위너 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 수동상호변조 제거부는,
    상기 보정된 제 1 신호와 상기 제 2 신호의 상기 평균 제곱 오차를 최소로 하는 필터 계수를 샘플 단위로 계산하여 결정하는 적응 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어 및 제거하는 주파수 분할 듀플렉싱 장치.
  11. 주파수 분할 듀플렉싱 장치에 포함된 안테나 장치에 있어서,
    입력된 신호를 복수의 증폭기를 통하여 출력하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어하는 안테나 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 증폭기의 개수를 조절하여, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어하는 안테나 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 증폭기에 대한 증폭기 이득을 조절하여, 출력되는 신호에 포함된 수동상호변조 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 수동상호변조 신호를 제어하는 안테나 장치.
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