KR20100134942A - 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법 - Google Patents

무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법 Download PDF

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KR20100134942A
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김형호
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Abstract

본 발명은 무선 중계기에서 출력된 신호가 궤환되어 재입력되는 반향신호를 효과적으로 제거할 수 있는 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 반향신호 제거를 위해 무선 중계기로 입력되는 신호에 포함된 반향신호 성분을 복제하고 이를 입력 신호에서 제거해 줌으로서 고 품질의 통신 서비스를 제공할 수 있으며, 반향신호 성분이 제거된 입력 신호의 크기를 기준 신호의 크기로 제한함은 물론, 입력 신호의 크기에 따라 기준 신호의 크기 값을 가변하여 무선 중계기의 발진을 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법{RADIO REPEATER AND ECHO SIGNAL CANCELLER METHOD THEREOF}
본 발명은 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 중계기에서 출력된 신호가 궤환되어 재입력되는 반향신호를 효과적으로 제거할 수 있는 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법에 관한 것이다.
일반적으로, 기지국과 단말기간에 신호를 전송하고 전파 음영지역의 서비스 확장이나 품질의 향상을 위하여 중계기를 사용한다. 이런 중계기 중 하나인 무선 중계기는 기지국 또는 단말기로부터 전송되는 신호를 수신 안테나를 통해 수신하고, 이를 증폭하여 송신 안테나를 통해 단말기 또는 기지국으로 송신하는 통신 서비스를 수행한다.
그러나, 무선 중계기의 경우 수신 안테나를 통해 수신하는 신호와 송신 안테나를 통해 송신하는 신호의 주파수가 동일하기 때문에 송신 안테나를 통해 송신된 신호의 일부가 무선 환경을 통하여 수신 안테나를 통해 반향신호(echo signal)의 형태로 입력되고, 입력된 반향신호는 기지국 또는 단말기로부터 수신되는 원래의 신호(이하, 원 신호라 한다)와 합쳐져 증폭된 후 송신 안테나를 통해 다시 송신된 다. 이러한 과정들이 반복되면 무선 중계기가 발진(oscillation)을 일으키게 되어 증폭을 하는데 제한적이므로 무선 중계기의 성능을 저하시킨다.
이러한 반향신호에 의한 발진 문제를 해결하기 위해 기지국 또는 단말기로부터 수신되는 원 신호에서 반향신호를 제거하는 ICS(Interference Canceller System) 중계기를 이용하며, ICS 중계기는 반향신호 제거를 위해 통상 LMS(Least Mean Square) 계열의 적응 알고리즘을 사용한다.
본 발명은 반향신호 제거를 위해 무선 중계기로 입력되는 신호에 포함된 반향신호 성분을 복제하고, 이를 입력 신호에서 제거해 줌으로서 고 품질의 통신 서비스를 제공할 수 있는 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법을 제시하고자 한다.
또한, 본 발명은 반향신호 성분이 제거된 입력 신호의 크기를 기준 신호의 크기로 제한함은 물론, 입력 신호의 크기에 따라 기준 신호의 크기 값을 가변하여 무선 중계기의 발진을 효과적으로 억제할 수 있는 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법을 제시하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 실시예는 기지국 또는 단말기로부터 전송되는 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신되는 입력 신호에 포함된 반향신호 성분을 제거하는 신호 제거부; 상기 반향신호 성분이 제거된 중계 신호의 크기를 기준 신호 크기로 제한하는 리미터; 상기 기준 신호 크기로 제한된 중계 신호를 상기 단말기 또는 기지 국으로 송신하는 송신부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 반향신호가 발생하는 무선 환경을 추정하여 상기 반향신호 성분과 일치하는 반향 복제신호를 생성하는 신호 생성부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 중계 신호의 출력을 상기 신호 생성부에 지연시켜 입력하는 신호 지연부를 더 포함하고, 상기 신호 생성부는 상기 입력되는 지연 궤환 신호와 상기 중계 신호의 복소 적응 알고리즘을 이용하여 상기 무선 환경을 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 제거부는 상기 수신되는 입력 신호에서 상기 반향 복제신호를 감산하여 상기 반향신호 성분이 제거된 상기 중계 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신되는 입력 신호는 상기 기지국 또는 단말기로부터 수신되는 원 신호와 상기 무선 환경을 통하여 재입력되는 상기 반향신호 성분이 합쳐진 신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 리미터로 입력되는 중계 신호의 크기를 측정하는 신호 측정부를 더 포함하고, 상기 리미터는 상기 중계 신호의 크기에 따라 상기 기준 신호의 크기 값을 가변하여 출력 신호의 크기를 제한하는 가변 리미터인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 리미터에 의해 상기 출력 신호의 크기를 상기 기준 신호 크기로 제한함에 따라 발생하는 불요파를 제거하는 필터를 더 포함한 다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예는 기지국 또는 단말기로부터 전송되는 신호를 수신하는 단계; 상기 수신되는 입력 신호에 포함된 반향신호 성분을 제거하는 단계; 상기 반향신호 성분이 제거된 중계 신호의 크기를 기준 신호 크기로 제한하는 단계; 상기 기준 신호 크기로 제한된 중계 신호를 상기 단말기 또는 기지국으로 송신하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 상기 반향신호가 발생하는 무선 환경을 추정하여 상기 반향신호 성분과 일치하는 반향 복제신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 상기 중계 신호의 출력을 복소 적응 알고리즘에 지연시켜 입력하는 단계를 더 포함하고, 상기 무선 환경을 추정하는 것은, 상기 입력되는 지연 궤환 신호와 상기 중계 신호의 복소 적응 알고리즘을 이용하여 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 제거단계는 상기 수신되는 입력 신호에서 상기 반향 복제신호를 감산하여 상기 반향신호 성분이 제거된 상기 중계 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 상기 반향신호 성분이 제거된 상기 중계 신호의 크기를 측정하는 단계; 상기 측정된 중계 신호의 크기에 따라 상기 기준 신호의 크기 값을 가변하여 출력 신호의 크기를 제한하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 상기 출력 신호의 크기를 상기 기준 신호 크 기로 제한함에 따라 발생하는 불요파를 제거하는 단계를 더 포함한다.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면 반향신호 제거를 위해 무선 중계기로 입력되는 신호에 포함된 반향신호 성분을 ICS 중계기의 LMS 적응 알고리즘 중에서 리소스가 적게 드는 CSS-LMS 알고리즘을 사용하여 복제하고, 이를 입력 신호에서 제거해 줌으로서 기지국 또는 단말기로부터 수신되는 원 신호에서 반향신호를 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 리미터를 이용하여 반향신호 성분이 제거된 입력 신호의 크기를 기준 크기로 제한해 줌으로서 일시적으로 반향신호의 제거에 실패하더라도 무선 중계기의 발진을 효과적으로 억제할 수 있으며, 입력 신호의 크기에 따라 기준 크기 값을 가변하여 출력 신호의 크기를 제한해 줌으로서 무선 중계기의 발진 억제 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 입력 신호의 크기를 기준 크기로 제한함에 따라 다른 신호 대역에서 발생하는 불요파를 필터(Shapping Filter)를 이용하여 제거해 줌으로서 다른 신호 대역에서의 영향을 최소화할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 무선 중계기의 중계 환경을 나타낸 예시도이다.
도 1에서, 본 발명의 실시예에 의한 무선 중계기(100)는 송신과 수신의 기능 을 모두 수행하는 도너 안테나(110)와 서비스 안테나(120)를 포함하여, 도너 안테나(110)를 통해 수신된 기지국(10)의 다운 링크 신호를 증폭하여 서비스 안테나(120)를 통해 단말기(20)로 송신하고, 서비스 안테나(120)를 통해 수신된 단말기(20)의 업 링크 신호를 증폭하여 도너 안테나(110)를 통해 기지국(10)으로 송신한다.
이때, 송신 및 수신되는 신호의 주파수가 동일하기 때문에 송신 안테나(110, 120; 도너 안테나 또는 서비스 안테나)를 통해 송신된 신호 중 일부가 무선 환경을 통하여 수신 안테나(120, 110; 서비스 안테나 또는 도너 안테나)를 통해 반향신호(y'[n]:echo signal)의 형태로 입력되고, 입력된 반향신호(y'[n])는 기지국(10) 또는 단말기(20)로부터 수신되는 원 신호와 합쳐져 증폭되기 때문에 무선 중계기(100)가 발진하게 된다. 이러한 발진 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예는 무선 중계기(100)로 입력되는 신호에 포함된 반향신호(y'[n])를 효과적으로 제거할 수 있는 반향 제거 시스템을 도입하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 반향 제거 시스템을 갖는 무선 중계기의 구성 블록도이다.
도 2에서, 본 발명의 실시예에 의한 무선 중계기(100)는 기지국(10)이나 Gap Filler 등과 같은 신호 송출국과의 신호 송수신을 위한 도너 안테나(110), 도너 안테나(110)를 통해 신호의 송수신이 모두 가능하도록 송신단과 수신단을 분기시켜 주는 제1듀플렉서(111), 단말기(20)나 와이어리스 랜(wireless LAN) 수신 모뎀 등과 같은 사용자 단말기와의 신호 송수신을 위한 서비스 안테나(120), 서비스 안테 나(120)를 통해 신호의 송수신이 모두 가능하도록 송신단과 수신단을 분기시켜 주는 제2듀플렉서(121), 도너 안테나(110)를 통해 수신된 신호를 처리하여 서비스 안테나(120)로 출력하는 다운 링크(130), 서비스 안테나(120)를 통해 수신된 신호를 처리하여 도너 안테나(110)로 출력하는 업 링크(140)를 포함한다.
다운 링크(130)와 업 링크(140)는 저잡음 증폭기(131, 141, LNA: Low Noise Amplifier), 주파수 하향 변환기(132, 142, DNC: Down Converter), A/D 변환기(133, 143, ADC: Analog/Digital Converter), 반향 제거 시스템(134, 144, EUC: Echo Canceller Unit), D/A 변환기(135, 145, DAC: Digital/Analog Converter), 주파수 상향 변환기(136, 146, UPC: Up Converter) 및 전력 증폭기(137, 147, LPA: Linear Power Amplifier)를 각각 포함한다.
도너 안테나(110)와 서비스 안테나(120)를 통해 수신된 신호를 처리하여 서비스 안테나(120)와 도너 안테나(110)로 출력하는 다운 링크(130)와 업 링크(140)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
무선 중계기(100)의 도너 안테나(110)를 통해 수신된 신호는 제1듀플렉서(111)를 통해 저잡음 증폭기(131)로 입력된다. 이때 도너 안테나(110)를 통해 수신된 신호는 무선 주파수 대역(Radio Frequency Band)의 아날로그 신호로서 기지국(10)으로부터의 원 신호와 이전에 출력된 신호의 반향신호(y'[n]) 성분이 합쳐진 신호이다. 저잡음 증폭기(131)에서는 입력되는 신호의 잡음을 최소화하여 증폭하고, 저잡음 증폭기(131)에 의해 증폭된 신호는 주파수 하향 변환기(132)를 통해 무선 주파수 대역(RF Band)의 신호에서 중간 주파수 대역(Intermediate Frequency Band)의 신호로 변환된다. 그리고, 이 중간 주파수 대역(IF Band)의 아날로그 신호는 A/D 변환기(133)를 통해 디지털 신호로 변환되어 반향 제거 시스템(134)으로 입력된다. 반향 제거 시스템(134)에서는 A/D 변환기(133)에 의해 변환된 디지털 입력신호에서 반향신호(y'[n]) 성분을 제거하여 송출하고자 하는 원 신호만을 추출한다. 추출된 원 신호는 다시 역 신호 변환과정을 거쳐 무선 주파수 대역의 아날로그 신호로 변환되어 단말기(20)로 송출된다. 자세히 설명하면, 반향 제거 시스템(134)에 의해 추출된 원 신호는 D/A 변환기(135)를 통해 아날로그 신호로 변환되고, 주파수 상향 변환기(136)를 통해 무선 주파수 대역으로 변환된 후 전력 증폭기(137)를 통해 증폭되어 제2듀플렉서(121)를 거쳐 서비스 안테나(120)를 통해 단말기(20)로 송출하는 다운 링크(130)의 동작을 수행한다. 한편, 주파수 하향 변환기(132)와 주파수 상향 변환기(136)에서 중간 주파수 대역(IF Band) 신호로의 변환은 생략될 수 있다.
무선 중계기(100)의 서비스 안테나(120)를 통해 수신된 신호는 제2듀플렉서(121)를 통해 저잡음 증폭기(141)로 입력된다. 이때 서비스 안테나(120)를 통해 수신된 신호는 무선 주파수 대역(RF Band)의 아날로그 신호로서 단말기(20)으로부터의 원 신호와 이전에 출력된 신호의 반향신호(y'[n]) 성분이 합쳐진 신호이다. 저잡음 증폭기(141)에서는 입력되는 신호의 잡음을 최소화하여 증폭하고, 저잡음 증폭기(141)에 의해 증폭된 신호는 주파수 하향 변환기(142)를 통해 무선 주파수 대역(RF Band)의 신호에서 중간 주파수 대역(IF Band)의 신호로 변환된다. 그리고, 이 중간 주파수 대역(IF Band)의 아날로그 신호는 A/D 변환기(143)를 통해 디지털 신호로 변환되어 반향 제거 시스템(144)으로 입력된다. 반향 제거 시스템(144)에서는 A/D 변환기(143)에 의해 변환된 디지털 입력신호에서 반향신호(y'[n]) 성분을 제거하여 송출하고자 하는 원 신호만을 추출한다. 추출된 원 신호는 다시 역 신호 변환과정을 거쳐 무선 주파수 대역의 아날로그 신호로 변환되어 기지국(10)으로 송출된다. 즉, 반향 제거 시스템(144)에 의해 추출된 원 신호는 D/A 변환기(145)를 통해 아날로그 신호로 변환되고, 주파수 상향 변환기(146)를 통해 무선 주파수 대역으로 변환된 후 전력 증폭기(147)를 통해 증폭되어 제1듀플렉서(111)를 거쳐 도너 안테나(110)를 통해 기지국(10)으로 송출하는 업 링크(140)의 동작을 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 반향 제거 시스템의 제어 블록도로서, 신호 입력부(151), 신호 생성부(152), 신호 제거부(153), 신호 지연부(154), 리미터(155), 신호 측정부(156) 및 필터(157)를 포함하여 구성된다.
신호 입력부(151)는 A/D 변환기(133, 143)에 의해 변환된 디지털 입력 신호(d[n]) 즉, 기지국(10) 또는 단말기(20)로부터 수신되는 원 신호(s[n])와 무선 환경(w'[n])을 통하여 재입력되는 반향신호(y'[n]) 성분이 합쳐진 신호(d[n] = s[n] + y'[n])를 입력 받는다.
신호 생성부(152)는 CSS-LMS(Complex Signed-Signed Least Mean Square) 알고리즘을 사용하여 반향신호(y'[n])가 발생하는 실제 무선 환경(w'[n])과 동일한 무선 환경(w[n])을 추정하고, 추정된 무선 환경(w[n])을 이용하여 무선 중계기(100)로 입력되는 신호에 포함된 반향신호(y'[n]) 성분과 일치하는 반향 복제신호(y[n])를 생성한다.
신호 제거부(153)는 신호 입력부(151)를 통해 입력되는 디지털 입력 신호(d[n] = s[n] + y'[n])에서 신호 생성부(152)에 의해 생성된 반향 복제신호(y[n])를 감산하여 중계 신호(e[n])를 생성하는 방법으로 반향신호(y'[n])의 성분을 제거한다.
신호 지연부(154)는 신호 제거부(153)에 의해 반향신호(y'[n])의 성분을 제거한 출력 신호를 일정시간 지연시켜 신호 생성부(152)로 지연 궤환 신호(x[n])를 전달하는 것으로, 신호 생성부(152)에서 반향 복제신호(y[n])의 생성을 위하여 CSS-LMS 알고리즘을 수행하기 위한 입력 변수 값이다.
리미터(155)는 반향신호(y'[n])의 성분이 제거된 중계 신호(e[n])의 크기를 기준 신호의 크기로 제한하여 신호 제거부(153)를 통해 일시적으로 반향신호(y'[n])의 제거에 실패하더라도 무선 중계기(100)의 발진을 억제할 수 있도록 하는 것으로, 입력되는 중계 신호(e[n])의 크기에 따라 기준 신호의 크기 값을 가변하여 출력 신호의 크기를 제한할 수 있도록 하는 가변 리미터를 사용한다.
신호 측정부(156)는 리미터(155)로 입력되는 중계 신호(e[n])의 크기를 측정하여 리미터(155)에 전달하고, 필터(157)는 리미터(155)에 의해 중계 신호(e[n])의 크기를 기준 신호의 크기로 제한함에 따라 다른 신호 대역에서 발생하는 불요파를 제거하여 다른 신호 대역에서의 영향을 최소화한다.
도 4는 본 발명에 적용되는 가변 리미터의 상세 블록도로서, 기준값 설정부(160), 비교기(161), 신호 제한기(162)를 포함한다.
기준값 설정부(160)는 신호 측정부(156)에 의해 측정된 중계 신호(e[n])의 크기(구체적으로, 중계 신호의 파워 평균 값)에 따라 기준 신호의 크기 값(파워 범위)을 설정하고, 비교기(161)는 입력되는 중계 신호(e[n])와 기준 신호의 크기 값을 비교하여 그 비교 결과를 신호 제한기(162)에 전달한다.
신호 제한기(162)는 비교기(161)의 비교 결과, 중계 신호(e[n])의 크기가 기준 신호의 크기 값 범위를 벗어나면 출력 신호의 크기를 기준 신호의 범위 내로 제한하여 전달하고, 중계 신호(e[n])의 크기가 기준 신호의 크기 값 범위를 벗어나지 않으면 출력 신호를 그대로 전달한다.
이하, 상기와 같이 구성된 무선 중계기 및 그 반향신호 제거방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
본 발명의 무선 중계기(100)는 도너 안테나(110)를 통해 수신된 기지국(10)의 다운 링크 신호를 증폭하여 서비스 안테나(120)를 통해 단말기(20)로 송신하고, 서비스 안테나(120)를 통해 수신된 단말기(20)의 업 링크 신호를 증폭하여 도너 안테나(110)를 통해 기지국(10)으로 송신하는 통신 서비스를 수행한다.
이러한 통신 서비스의 수행 시, 송신 안테나(110, 120; 도너 안테나 또는 서비스 안테나)를 통해 송출된 신호가 무선 환경(w'[n])을 통하여 직접 또는 반사되어 수신 안테나(120, 110; 서비스 안테나 또는 도너 안테나)를 통해 재입력되는 반향신호(y'[n])를 제거할 수 있는 반향 제거 시스템(134, 144)을 갖는 무선 중계기(100)에 있어서 반향신호(y'[n]) 제거 방법을 개선한 것이 본 발명의 특징이다.
본 발명의 반향 제거 시스템(134, 144)을 갖는 무선 중계기(100)는 수신 안테나(110, 120; 도너 안테나 또는 서비스 안테나)로 입력되는 신호에 포함된 반향 신호(y'[n]) 성분과 일치하는 반향 복제신호(y[n])를 생성하고, 생성된 반향 복제신호(y[n])를 이용하여 기지국(10) 또는 단말기(20)로부터 수신되는 원 신호(s[n])로부터 반향신호(y'[n]) 성분을 제거해 준다.
이를 위해 본 발명의 무선 중계기(100)는 CSS-LMS 알고리즘을 사용하여 무선 환경(w[n])을 추정하고, 추정된 무선 환경(w[n])을 이용하여 무선 중계기(100)로 입력되는 신호(d[n])에 포함된 반향신호(y'[n]) 성분과 일치하는 반향 복제신호(y[n])를 생성한다.
본 발명의 무선 중계기(100)에서 사용하는 CSS-LMS 알고리즘에 대하여 도 3을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
L개의 탭(tap-weight)을 가지는 FIR(Finite Impulse Response) 형태의 복소 적응 필터에서 신호 입력부(151)를 통해 입력되는 디지털 입력 신호(d[n])와, 신호 지연부(154)를 통해 전달되는 지연 궤환(Regressor) 신호 x[n], 신호 생성부(152)에 의해 생성된 반향 복제신호 y[n], 신호 제거부(153)에 의해 생성된 중계 신호 e[n]의 관계는 아래의 [식 1]과 같이 표현할 수 있다.
[식 1]
Figure 112009036287526-PAT00001
[식 1]에서 k번째 복소 탭(tap-weight) Wk[n]의 무선 환경을 추정하기 위한 SS-LMS 적응식은 아래의 [식 2]와 같이 정의한다.
[식 2]
Figure 112009036287526-PAT00002
[식 2]에서 복소 sign함수 csgn(x)은 아래의 [식 3]과 같이 정의한다.
[식 3]
Figure 112009036287526-PAT00003
[식 3]에서 정의된 sign 함수는 일반적인 수학적 sgn(x) 함수와는 달리 함수 값이 0인 경우가 없다. 즉 sign(0)=1이다. 이러한 정의를 사용하게 되면 CSS-LMS알고리즘을 도 3에 도시한 바와 같이, 매우 간단하게 하드웨어로 구현할 수 있다. [식 2]의 스텝 파라미터(Step Parameter) ?Wk[n]을 실수와 허수부로 분리하여 나타내면 아래의 [식 4]와 같이 표현할 수 있다.
[식 4]
Figure 112009036287526-PAT00004
[식 4]에서, △wk re[n], △wk im[n] 값은 -2, 0, 2의 3가지 값을 갖는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 무선 중계기의 반향신호 제거방법을 도시한 동작 순서도이다.
도 5에서, 본 발명의 무선 중계기(100)는 기지국(10) 또는 단말기(20)로부터 전송되는 신호를 도너 안테나 또는 서비스 안테나(110, 120)를 통해 수신한다. 도너 안테나 또는 서비스 안테나(110, 120)를 통해 수신된 신호는 제1 및 제2듀플렉서(111, 121)를 통해 저잡음 증폭기(131, 141)로 입력된다. 저잡음 증폭기(131, 141)에서는 입력되는 신호의 잡음을 최소화하여 증폭하고, 저잡음 증폭기(131, 141)에 의해 증폭된 신호는 주파수 하향 변환기(132, 142)를 통해 무선 주파수 대역(RF Band)의 신호에서 중간 주파수 대역(IF Band)의 신호로 변환된다. 그리고, 이 중간 주파수 대역(IF Band)의 아날로그 신호는 A/D 변환기(133, 143)를 통해 디지털 신호로 변환되어 반향 제거 시스템(134, 144)으로 입력된다(200).
반향 제거 시스템(134, 144)에서는 A/D 변환기(133, 143)에 의해 변환된 디지털 입력 신호(d[n])에서 반향신호(y'[n]) 성분을 제거하여 송출하고자 하는 원 신호(s[n])에 해당하는 중계 신호(e[n])를 생성한다(300).
또한, 반향신호(y'[n]) 성분이 제거된 중계 신호(e[n])의 크기를 리미 터(155)를 이용하여 기준 신호의 크기로 제한하여 일시적으로 반향신호(y'[n])의 제거에 실패하더라도 무선 중계기(100)의 발진을 효과적으로 억제할 수 있도록 한다(400).
이후, 기준 신호의 크기로 제한된 중계 신호(e[n])는 D/A 변환기(135, 145)를 통해 아날로그 신호로 변환되고, 주파수 상향 변환기(136, 146)를 통해 무선 주파수 대역으로 변환된 후 전력 증폭기(137, 47)를 통해 증폭되어 제2 및 제1듀플렉서(121, 111)를 거쳐 서비스 안테나 또는 도너 안테나(120, 110)를 통해 단말기(20) 또는 기지국(10)으로 송신된다(500).
도 6은 도 5에서 반향신호 성분을 제거하는 과정을 도시한 동작 순서도이다.
도 6에서, 반향 제거 시스템(134, 144)은 신호 제거부(153)에 의해 생성된 중계 신호(e[n])와 신호 지연부(154)를 통해 전달되는 지연 궤환 신호(x[n])의 복소 적응 알고리즘(CSS-LMS 알고리즘)을 이용하여 무선 중계기(100)에서의 통신 서비스 수행 중에 반향신호(y'[n])가 발생하는 실제 무선 환경(w'[n])과 동일한 무선 환경(w[n])을 추정한다(302).
이후, 추정된 무선 환경(w[n])을 이용하여 무선 중계기(100)로 입력되는 신호에 포함된 반향신호(y'[n]) 성분과 일치하는 반향 복제신호(y[n])를 신호 생성부(152)를 통해 생성하여 신호 제거부(153)에 전달한다(304).
따라서, 신호 제거부(153)에서는 신호 입력부(151)를 통해 입력되는 디지털 입력 신호(d[n] = s[n] + y'[n])에서 신호 생성부(152)에 의해 생성된 반향 복제신호(y[n])를 감산하여 반향신호(y'[n])의 성분이 제거된 중계 신호(e[n])를 생성하 여 리미터(155)에 전달한다(306).
도 7은 도 5에서 반향신호의 성분이 제거된 중계 신호의 크기를 제한하는 과정을 도시한 동작 순서도이다.
도 7에서, 반향 제거 시스템(134, 144)은 반향신호(y'[n])의 성분이 제거된 중계 신호(e[n])의 크기(구체적으로, 중계 신호의 파워 평균 값)를 신호 측정부(156)를 통해 측정한다(402).
따라서, 리미터(155)의 기준값 설정부(160)는 신호 측정부(156)에 의해 측정된 중계 신호(e[n])의 크기에 따라 기준 신호의 크기 값(파워 범위)을 가변하여 설정하고(404), 리미터(155)의 비교기(161)는 입력되는 중계 신호(e[n])와 기준 신호의 크기 값을 비교하여 그 비교 결과를 리미터(155)의 신호 제한기(162)에 전달한다.
비교기(161)의 비교 결과, 중계 신호(e[n])의 크기가 기준 신호의 크기 값 범위를 벗어나면 신호 제한기(162)는 출력 신호의 크기를 기준 신호의 범위 내로 제한하고, 중계 신호(e[n])의 크기가 기준 신호의 크기 값 범위를 벗어나지 않으면 출력 신호를 그대로 전달하여 무선 중계기(100)의 발진 억제 효과를 높일 수 있도록 한다(406).
이와 같이, 리미터(155)를 통해 출력 신호의 크기를 기준 신호의 크기로 제한함에 따라 다른 신호 대역에서 발생하는 불요파를 필터(157)를 통해 제거하여 다른 신호 대역에서의 영향을 최소화한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 무선 중계기의 중계 환경을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 반향 제거 시스템을 갖는 무선 중계기의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 반향 제거 시스템의 제어 블록도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 가변 리미터의 상세 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 무선 중계기의 반향신호 제거방법을 도시한 동작 순서도이다.
도 6은 도 5에서 반향신호 성분을 제거하는 과정을 도시한 동작 순서도이다.
도 7은 도 5에서 반향신호의 성분이 제거된 중계 신호의 크기를 제한하는 과정을 도시한 동작 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 무선 중계기 110 : 도너 안테나
120 : 서비스 안테나 134, 144 : 반향 제거 시스템
152 : 신호 생성부 153 : 신호 제거부
154 : 신호 지연부 155 : 리미터
156 : 신호 측정부 157 : 필터
160 : 기준값 설정부 161 : 비교기
162 : 신호 제한기

Claims (13)

  1. 기지국 또는 단말기로부터 전송되는 신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신되는 입력 신호에 포함된 반향신호 성분을 제거하는 신호 제거부;
    상기 반향신호 성분이 제거된 중계 신호의 크기를 기준 신호 크기로 제한하는 리미터;
    상기 기준 신호 크기로 제한된 중계 신호를 상기 단말기 또는 기지국으로 송신하는 송신부를 포함하는 무선 중계기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반향신호가 발생하는 무선 환경을 추정하여 상기 반향신호 성분과 일치하는 반향 복제신호를 생성하는 신호 생성부를 더 포함하는 무선 중계기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중계 신호의 출력을 상기 신호 생성부에 지연시켜 입력하는 신호 지연부를 더 포함하고,
    상기 신호 생성부는 상기 입력되는 지연 궤환 신호와 상기 중계 신호의 복소 적응 알고리즘을 이용하여 상기 무선 환경을 추정하는 무선 중계기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 신호 제거부는 상기 수신되는 입력 신호에서 상기 반향 복제신호를 감산하여 상기 반향신호 성분이 제거된 상기 중계 신호를 생성하는 무선 중계기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수신되는 입력 신호는 상기 기지국 또는 단말기로부터 수신되는 원 신호와 상기 무선 환경을 통하여 재입력되는 상기 반향신호 성분이 합쳐진 신호인 무선 중계기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리미터로 입력되는 중계 신호의 크기를 측정하는 신호 측정부를 더 포함하고,
    상기 리미터는 상기 중계 신호의 크기에 따라 상기 기준 신호의 크기 값을 가변하여 출력 신호의 크기를 제한하는 가변 리미터인 무선 중계기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리미터에 의해 상기 출력 신호의 크기를 상기 기준 신호 크기로 제한함에 따라 발생하는 불요파를 제거하는 필터를 더 포함하는 무선 중계기.
  8. 기지국 또는 단말기로부터 전송되는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신되는 입력 신호에 포함된 반향신호 성분을 제거하는 단계;
    상기 반향신호 성분이 제거된 중계 신호의 크기를 기준 신호 크기로 제한하는 단계;
    상기 기준 신호 크기로 제한된 중계 신호를 상기 단말기 또는 기지국으로 송신하는 단계를 포함하는 무선 중계기의 반향신호 제거방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반향신호가 발생하는 무선 환경을 추정하여 상기 반향신호 성분과 일치하는 반향 복제신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 무선 중계기의 반향신호 제거방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중계 신호의 출력을 복소 적응 알고리즘에 지연시켜 입력하는 단계를 더 포함하고,
    상기 무선 환경을 추정하는 것은, 상기 입력되는 지연 궤환 신호와 상기 중계 신호의 복소 적응 알고리즘을 이용하여 추정하는 무선 중계기의 반향신호 제거방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 신호 제거단계는 상기 수신되는 입력 신호에서 상기 반향 복제신호를 감산하여 상기 반향신호 성분이 제거된 상기 중계 신호를 생성하는 무선 중계기의 반향신호 제거방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 반향신호 성분이 제거된 상기 중계 신호의 크기를 측정하는 단계;
    상기 측정된 중계 신호의 크기에 따라 상기 기준 신호의 크기 값을 가변하여 출력 신호의 크기를 제한하는 단계를 더 포함하는 무선 중계기의 반향신호 제거방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 출력 신호의 크기를 상기 기준 신호 크기로 제한함에 따라 발생하는 불요파를 제거하는 단계를 더 포함하는 무선 중계기의 반향신호 제거방법.
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