KR20110004885A - 양방향성 신호 송신에서 근단 누화를 감쇠시키기 위한 방법 및 하이브리드 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양방향성 신호 송신에서 원격 수신 신호와 로컬 송신 신호 간의 근단 누화를 감쇠시키기 위한 방법을 제공하되, 상기 송신 신호와 수신 신호 간의 무상관(no-correlation)을 제공하기 위해 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계를 포함하는 근단 누화 감쇠 방법과 이 방법을 가능하게 하는 하이브리드 회로에 관한 것이다.
Description
본 발명은 통신 분야에 관한 것으로, 보다 특히 양방향성 송신에서 하이브리드 회로의 설계 및 누화 제거 기법에 관한 것이다.
양방향성 송신 수단을 구현하게 되면 통신 시스템의 능력을 크게 증가시킬 수 있으며 따라서 통신 네트워크를 다루는 기업들과 통신 서비스 공급자에게 커다란 관심을 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 송신 수단의 사용은 부가적인 기술적 문제를 다루는 것을 의미한다. 주요 문제들 중의 하나는, 와이어 송신의 경우에 와이어의 단부에 나타나며 신호의 감쇠를 야기하는 누화 현상이다. 실제로, 신호를 송신하고 수신하는데 상기 와이어가 사용됨에 따라, 보다 약한 원단 수신 신호로부터 강력한 근단 송신 신호를 분리하는 데 몇몇 수단들이 사용되어야만 한다. 송신 신호로부터 수신 신호를 분리하도록 설계된 회로는 하이브리드 회로로 지칭된다.
도 1은 두 개의 하이브리드 송수신기들 간의 와이어 접속을 도시한다. 하이브리드 회로(2)를 포함하는 제 1 하이브리드 송수신기(1)는 동일한 와이어라인(3) 상에서 제 1 신호 V1(V1은 송신될 데이터 신호 Vt1에 대응됨)를 생성 및 송신하며 상이한 신호 V2(V2는 원격 하이브리드 송수신기(5)로부터 생성되고 송신되는 신호 Vt2에 대응됨)를 수신한다.
수신된 신호 V2에 대응하는 신호 전압 Vr1을 획득하기 위해, 하이브리드 송수신기(1)는 단지 와이어라인(3) 상에서 하이브리드 신호 Vb(Vb=V1+V2)로부터 생성되고 수신된 신호 V1을 배제할 것을 필요로 한다.
동일한 방식으로, 하이브리드 회로(6)를 구비한 제 2 하이브리드 송수신기(5)는 신호 V2를 송신하며 V1에 대응하는 신호 Vr2를 검색한다.
송신된 신호 및 수신된 신호를 분리시키기 위한 이러한 동작은 가령 도 2에 제공된 바와 같은 기술에 따른 하이브리드 회로에 의해 수행된다.
V1+V2에 대응하는 하이브리드 신호 Vb는 감산기(subtracter)(7)의 양의 입력단에 접속되는 반면 V1에 대응하는 신호는 출력단 Vr1 상에서 수신된 신호 V2에 대응하는 신호를 검색하기 위해 음의 입력단에 접속된다.
상이한 아날로그 구성요소(Ra, Ze)의 임피던스 값들은 라인 임피던스(Zi)에 대해 선택된다.
주요 문제는 이러한 구성요소의 임피던스가 고정된 반면 라인의 라인 임피던스(Zi)는 송신 파라미터(라인의 길이, 와이어라인 타입 등)에 따라 크게 변할 수 있다는 것이다. 그러한 경우에, 송신 신호와 수신 신호의 분리는 불완전하여 근단 누화(NEXT)로 알려진 수신된 신호 내에 송신 신호의 잔존 기여물을 초래한다. 따라서, 근단 누화(NEXT)는 와이어라인(3) 상에서 송신 및 수신하는 상이한 간섭 신호로부터 발생한다. 와이어라인은 트위스트형 쌍(TP), 동축 링크, 마이크로스트립 또는 인쇄 기판 상의 스트립라인과 같은 매체를 포함한다.
신호 송신을 개선하기 위해, 송신 파라미터들에 대한 절충이 발견되어야 하거나 또는 로컬 하이브리드 장비의 구성요소들에 대한 조정이 행해져야 한다. 대부분의 경우에, 제조시에 일단 조정이 행해지고, 그 후에 가령 온도 또는 전원의 값과 같은 환경 파라미터들의 등급 저하를 고려할 정도의 충분한 마진을 가질 수 있어야 한다. 보다 복잡한 방법은 개발된 디지털 적응 필터를 사용하는 기법을 제안하고 있다. 그러나, 이러한 디지털 적응 필터의 계수를 결정하기 위해서는 상기 기법은 외부 전용 계산기를 필요로 하며, 따라서 고가이며 구현하기가 곤란하다.
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 결함을 해결하는 것이며 양방향성 신호 송신에서 근단 누화를 감쇠시키기 위한 방법 및 하이브리드 회로를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 양방향성 신호 송신에서 원격 수신 신호와 로컬 송신 신호 간의 근단 누화를 감쇠시키기 위한 방법을 제공하되, 상기 방법은 상기 송신 신호와 수신 신호 간의 무상관(no-correlation)을 제공하기 위해 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게도, 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계는 상기 로컬 송신 신호의 진폭 보정된 제 1 피드백 루프 추정치를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 송신 신호의 상기 진폭 보정된 제 1 피드백 루프 추정치는 상기 원격 수신 신호를 검색하기 위해 하이브리드 신호로부터 감산된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계는 상기 진폭 보정된 제 1 피드백 루프 추정치에 따라 상기 송신 신호의 위상 보정된 제 2 피드백 루프 추정치를 생성하는 단계를 포함한다.
유리하게도, 상기 송신 신호의 상기 위상 보정된 제 2 피드백 루프 추정치는 임피던스 조정을 위해 사용된다.
본 발명은 양방향성 신호 송신에서 원격 수신 신호와 로컬 송신 신호 간의 근단 누화를 감쇠시키기 위한 하이브리드 회로를 또한 제공하며, 상기 하이브리드 회로는 원격 장비에 송신될 신호용 입력 노드와, 원격 장비로부터 수신되는 신호용 출력 노드와, 원격 장비에 대해 신호를 수신하고 송신하기 위한 하이브리드 입/출력 노드와, 상기 입력 노드, 출력 노드 및 하이브리드 입/출력 노드에 링크되며 상기 입력 노드를 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속하며 상기 하이브리드 입/출력 노드를 상기 출력 노드에 접속시키도록 구성된 회로를 포함하되, 상기 회로는 상기 송신 신호와 상기 수신 신호 간의 무상관(no-correlation)을 제공하기 위한 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 입력 노드는 한편으로는 출력 저항을 통해 하이브리드 입/출력 노드에 접속되며 다른 한편으로는 분압기(voltage divider)를 통해 접지에 접속되며, 분압기는 제 1 브랜치 저항을 갖는 제 1 브랜치와 접지에 접속된 제 2 브랜치를 가지며 직렬로 상기 제 2 브랜치의 저항과 조정가능한 임피던스 구성요소를 제공하며, 상기 하이브리드 회로는 제 1 피드백 루프와 제 2 피드백 루프를 가지되, 상기 제 1 피드백 루프는 상기 분압기의 상기 제 1 브랜치와 상기 제 2 브랜치 사이의 접속 노드와 상기 하이브리드 입/출력 노드에 제각기 접속된 제 1 입력단 및 제 2 입력단과, 메인 감산기(main subtracter)의 음의 입력단에 접속된 출력단을 가지며, 상기 메인 감산기의 양의 입력단은 하이브리드 입/출력 노드에 접속되며 상기 메인 감산기의 출력단은 상기 하이브리드 회로의 상기 출력 노드에 접속되며, 상기 제 2 피드백 루프는 상기 제 1 피드백 루프의 출력단, 상기 입력 노드 및 상기 하이브리드 입/출력 노드에 제각기 접속된 제 1 입력단, 제 2 입력단 및 제 3 입력단과, 상기 조정가능한 임피던스 구성요소의 제어 입력단에 접속된 출력단을 갖는다.
바람직하게도, 상기 조정가능한 임피던스 구성요소는 제 1 저항과 직렬인 캐패시터를 포함하되, 상기 제 1 저항 및 캐패시터 모두는 제 2 저항과 병렬이며, 상기 제 1 및 제 2 저항은 접지에 접속되며, 제 1 접속 포인트는 상기 제 1 저항과 캐패시터 사이에 위치하며, 상기 조정가능한 임피던스 구성요소는 또한 두 개의 입력단을 갖는 승산기를 포함하되, 두 개의 입력단 중 하나의 입력단은 상기 분압기의 상기 제 2 브랜치 저항과 상기 조정가능한 임피던스 구성요소 사이에 위치한 제 2 접속 포인트에 접속되며, 다른 입력단은 상기 제 2 피드백 루프의 출력단에 접속된 상기 조정가능한 임피던스 구성요소의 제어 입력단이며 상기 승산기의 출력단은 상기 제 1 접속 포인트에 접속된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 제 1 피드백 루프는 감산기를 포함하되, 상기 감산기는 제 1 평균 연산자를 통해 제 1 승산기의 출력단에 접속된 양의 입력단과, 제 2 평균 연산자를 통해 제 2 승산기의 출력단에 접속된 음의 입력단을 가지되, 상기 제 1 승산기의 입력단들은 제각기 상기 분압기의 상기 제 1 브랜치와 제 2 브랜치 간의 상기 접속 노드와 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속되며, 상기 제 2 승산기의 입력단들은 제각기 상기 분압기의 상기 제 1 브랜치와 상기 제 2 브랜치 간의 상기 접속 노드와, 상기 분압기의 상기 제 1 브랜치와 상기 제 2 브랜치 간의 상기 접속 노드에 접속된 입력단을 갖는 제 3 승산기와, 상수 연산자를 통해 상기 감산기의 출력단에 접속되며, 상기 제 3 승산기의 출력단은 상기 제 1 피드백 루프의 출력단이 된다.
유리하게도, 상기 제 2 피드백 루프는 감산기를 포함하되, 상기 감산기는 제 1 평균 연산자를 통해 제 1 승산기의 출력단에 접속된 음의 입력단과 제 2 평균 연산자를 통해 제 2 승산기에 접속된 양의 입력단을 가지되, 상기 제 1 승산기의 입력단들은 제각기 하이브리드 입/출력 노드와, 지연 연산자를 통해 상기 하이브리드 회로의 입력 노드에 접속되며, 상기 제 2 승산기의 입력단들은 제각기 상기 제 1 피드백 루프의 출력단과, 상기 지연 연산자를 통해 상기 하이브리드 회로의 입력 노드에 접속되며, 상기 감산기의 출력단은 상수 연산자의 입력단에 접속되며, 상기 상수 연산자의 출력단은 상기 제 2 피드백 루프의 출력단이 된다.
대안으로서, 상기 제 1 피드백 루프는 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속된 양의 입력단과 제 1 승산기의 출력단에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기를 포함하되, 상기 감산기의 출력단은 제 2 승산기의 제 1 입력단에 접속되는 반면, 상기 제 2 승산기의 제 2 입력단은 상기 분압기의 상기 제 1 브랜치와 상기 제 2 브랜치 간의 상기 접속 노드에 접속되며, 상기 제 2 승산기의 출력단은 평균 연산자를 통해 상수 연산자에 접속되며, 상기 상수 연산자의 출력단은 상기 제 1 승산기의 제 1 입력단에 접속되는 반면, 상기 제 1 승산기의 제 2 입력단은 상기 접속 노드에 접속되며, 상기 제 1 승산기의 출력단은 또한 상기 제 1 피드백 루프의 출력단이 된다.
다른 대안의 측면에 의하면, 상기 제 2 피드백 루프는 상기 제 1 피드백 루프의 출력단에 접속된 양의 입력단과 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기를 포함하되, 상기 감산기의 출력단은 승산기의 제 1 입력단에 접속되는 반면, 상기 승산기의 제 2 입력단은 지연 연산자를 통해 상기 하이브리드 회로의 입력 노드에 접속되며, 상기 승산기의 출력단은 평균 연산자를 통해 상수 연산자에 접속되며, 상기 상수 연산자의 출력단은 또한 상기 제 2 피드백 루프의 출력단이 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 두 개의 하이브리드 송수신기 간의 양방향성 송신을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 하이브리드 송수신기의 실시예의 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 송수신기의 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조정가능한 임피던스 구성요소의 가용 실시예의 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 보정된 진폭 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 1 실시예의 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보정된 진폭 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 2 실시예의 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 따른 보정된 위상 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 1 실시예의 블럭도이다.
도 8은 본 발명에 따른 보정된 위상 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 2 실시예의 블럭도이다.
도 9는 하이브리드 회로의 세부를 나타내는 본 발명에 따른 하이브리드 회로의 제 1 실시예의 블럭도이다.
도 10은 하이브리드 회로의 세부를 나타내는 본 발명에 따른 하이브리드 회로의 제 2 실시예의 블럭도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 하이브리드 송수신기의 실시예의 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 송수신기의 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조정가능한 임피던스 구성요소의 가용 실시예의 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 보정된 진폭 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 1 실시예의 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보정된 진폭 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 2 실시예의 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 따른 보정된 위상 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 1 실시예의 블럭도이다.
도 8은 본 발명에 따른 보정된 위상 추정치를 생성할 수 있도록 하는 피드백 루프의 제 2 실시예의 블럭도이다.
도 9는 하이브리드 회로의 세부를 나타내는 본 발명에 따른 하이브리드 회로의 제 1 실시예의 블럭도이다.
도 10은 하이브리드 회로의 세부를 나타내는 본 발명에 따른 하이브리드 회로의 제 2 실시예의 블럭도이다.
본 명세서에 사용되는 용어 "아날로그 구성요소"는 임의의 소프트웨어 처리, 소프트웨어 처리 수단 등을 의미하는 것이 아닌 구성요소를 지칭한다. 이들은 가령 저항, 캐패시터, 트랜지스터, 로직 게이트 등에 의해 형성된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "승산기"는 그의 입력단에 접속된 신호의 승산에 대응하는 신호를 그의 출력단 상에 제공하는 아날로그 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "감산기"는 그의 양의 입력단에 접속된 신호로부터 그의 음의 입력단에 접속된 신호의 감산에 대응하는 신호를 그의 출력단 상에 제공하는 아날로그 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "평균 연산자"는 그의 입력단에 접속되며 시간 t에 가변하는 신호 e(t)의 주기 
동안의 평균값에 대응하는 신호를 그의 출력단 상에 제공하는 아날로그 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "지연 연산자"는 그의 입력단에 접속되어 사전결정된 값이 지연된 신호에 대응하는 신호를 그의 출력단 상에 제공하는 구성요소를 지칭한다. 상기 지연은 가령 아날로그 구성요소(지연 송신 라인) 또는 디지털 구성요소(신호를 클럭킹하는 직렬 래치 D)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 지연은 형태 e-iΦ의 신호에 대한 승산에 의해 도입되며, 여기서 i는 허수 상수이며 Φ는 신호의 위상이다.
본 명세서에 사용되는 용어 "상수 연산자"는 입력단에 접속된 신호의 특정 상수만큼의 승산에 대응하는 신호를 그의 출력단에 제공하는 아날로그 구성요소를 지칭한다.
상이한 블럭도 상에 나타난 화살표는 와이어 접속을 나타내며 화살표의 방향은 와이어 상에 송신되는 신호의 방향에 대응한다.
본 발명은 한편으로는 양방향성 접속단을 통해 제 1 신호를 송신하고, 다른 한편으로는 상기 제 1 신호와는 상이한 제 2 신호를 상기 양방향성 접속단을 통해 제 2 신호를 수신할 수 있는 한편 양 신호 간의 누화를 가능한 많이 감쇠시킬 수 있는 하이브리드 회로를 지칭한다.
양방향성 신호 송신에서 원격 수신 신호와 로컬 송신 신호 간의 근단 누화를 감쇠시키는 하이브리드 회로의 일반적인 블럭도가 도 3에 도시된다. 하이브리드 회로는 외부 신호를 송신하거나 수신하기 위한 세 개의 접속 노드, 즉 원격 장비에 송신될 신호용 입력 노드 Vt1과, 원격 장비로부터 수신되는 신호용 출력 노드 Vr1과, 원격 장비에 대해 신호를 수신하고 송신하는 하이브리드 입/출력 노드 Vb를 포함한다.
하이브리드 입/출력 노드 Vb는 양방향성 접속단을 통한 네트워크와의 접속 포인트에 대응한다.
하이브리드 입/출력 노드 Vb는 원격 장비에 대해 신호를 수신 및 송신하는 양방향성 접속단에 링크된다. 신호가 원격 장비로 송신될 필요가 있을 때, 이 신호는 입력단 Vt1으로 송신된다. 신호가 원격 장비로부터 수신될 때, 수신된 신호는 출력단 Vr1으로 전송되며 그리고 가령 미도시된 처리 수단으로 송신된다.
하이브리드 회로(2)는, 상기 입력단, 출력단 및 하이브리드 입/출력 노드에 링크되어 상기 입력 노드를 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속하고 상기 하이브리드 입/출력 노드를 상기 출력 노드에 접속하도록 구성된 회로를 더 포함한다.
하이브리드 회로(2)는 유리하게도 아래와 같이 구성된 아날로그 구성요소만을 포함한다.
입력 노드 Vt1은 한편으로는 출력 저항 Ra을 통해 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 접속되며, 다른 한편으로는 분압기(8)를 통해 접지에 접속된다.
분압기는 제 1 브랜치 저항 R1을 갖는 제 1 브랜치(10)와, 접지에 접속되며 제 2 브랜치 저항 R2와 조정가능한 임피던스 구성요소 Za를 직렬로 제공하는 제 2 브랜치(12)를 가지며, 조정가능한 임피던스 구성요소 Za는 하이브리드 회로(2)의 임피던스 조정을 가능하게 하기 위해 위상에 대응하는 신호를 수신하도록 구성된 제어 입력단을 갖는다. 조정가능한 임피던스 구성요소 Za에 사용되는 구성요소의 값은 라인의 파라미터들과 그 애플리케이션에서 충족되는 상이한 길이에 따라 선택되며 그리고 조정가능한 임피던스 구성요소 Za가 송신 신호의 대역폭 상에서 임피던스 라인 Zi의 동작으로부터 근접하도록 하기 위해 상기 송신 신호의 대역폭 상에서 송신되는 신호의 대역폭에 따라 선택된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 하이브리드 회로(2)는 제각기 상기 분압기(8)의 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치(12) 간의 접속 노드 Ve와 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 접속된 제 1 입력단(9a) 및 제 2 입력단(9b)을 포함하는 제 1 피드백 루프(9)를 포함한다.
제 1 피드백 루프(9c)의 출력단은 메인 감산기(11)의 음의 입력단에 접속된다. 상기 메인 감산기(11)의 양의 입력단은 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 접속되며 상기 메인 감산기(11)의 출력단은 하이브리드 회로(2)의 출력 노드 Vr1에 접속된다.
제 1 피드백 루프(9)는 Vb를 통해 원격 장비로 송신된 신호 V1의 진폭 추정치 ka.Ve를 생성하도록 설계된다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 하이브리드 회로(2)는, 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c), 입력 노드 Vt1 및 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 제각기 접속된 제 1 입력단(13c), 제 2 입력단(13a) 및 제 3 입력단(13b)을 포함하는 제 2 피드백 루프(13)를 포함한다.
상기 제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)은 상기 조정가능한 임피던스 구성요소 Za의 제어 입력단에 접속된다.
제 2 피드백 루프(13)는 Vb를 통해 원격 장비에 송신된 신호 V1의 위상 추정치 kp를 생성하도록 설계된다. 이 위상 추정치는 임의의 소프트웨어 처리 수단을 갖지 않고 하이브리드 회로의 임피던스를 자동으로 적응시키도록 상기 조정가능한 임피던스 구성요소 Za에 피드백된다.
주목해야 하는 것은 피드백 루프들이 뒤섞인다(interwoven)는 것이다. 그 결과, 모든 피드백 루프들은 서로에 의존하며 서로에 영향을 끼친다.
따라서, 종래 기술과 관련하여, 도 3에 도시된 하이브리드 회로는 조정가능한 임피던스 구성요소 Za와 진폭 추정치 및 위상 추정치를 제각기 생성하는 두 개의 피드백 루프(9, 13)를 추가적으로 포함한다.
조정가능한 임피던스 구성요소 Za의 한 구현예가 도 4에 도시된다.
특히, 조정가능한 임피던스 구성요소 Za는 제 1 저항 R과 직렬의 캐피시터 C를 포함하며, 이들 모두는 제 2 저항 R3과 병렬이 된다. 제 1 및 제 2 저항은 접지에 접속되며 제 1 접속 포인트 Vc는 제 1 저항 R과 캐패시터 C 사이에 위치한다.
조정가능한 임피던스 구성요소 Za는 두 개의 입력단을 갖는 승산기(15)를 포함하며, 하나의 입력단은 제 2 접속 포인트 V3에 접속되며 상기 분압기의 두 개의 브랜치 저항 R2과 조정가능한 임피던스 구성요소 Za 사이에 위치하며, 다른 입력단은 상기 제 2 피드백 루프의 출력단(13d)에 접속된 상기 조정가능한 임피던스 구성요소 Za의 제어 입력단이 된다. 승산기(15)의 출력단은 상기 캐패시터 C의 제 1 저항 R 간의 제 1 접속 포인트 Vc에 접속된다.
임피던스 구성요소 Za는 따라서 위상 추정치 kp를 수신하기 위한 제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)에 접속된다.
도 5에는 제 1 피드백 루프(9)의 제 1 실시예가 도시된다.
상기 제 1 피드백 루프(9)는 제 1 평균 연산자(21)를 통해 제 1 승산기(19)의 출력단에 접속된 양의 입력단을 갖는 감산기(17)를 포함한다. 상기 제 1 승산기(19)의 입력단은 제각기 상기 분압기(8)의 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드 Ve와 상기 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 접속된다.
감산기(17)의 음의 입력단은 제 2 평균 연산자(25)를 통해 제 2 승산기(23)의 출력단에 접속된다. 상기 제 2 승산기(23)의 입력단은 제각기 상기 분압기(8)의 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드 Ve와, 상기 분압기(8)의 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드 Ve에 접속된 입력단을 갖는 제 3 승산기(27)와, 상수 연산자(28)를 통해 상기 감산기(17)의 출력단에 접속된 접속된다. 제 3 승산기(27)의 출력단은 상기 피드백 루프(9)의 출력단(9c)이 된다.
아날로그 구성요소를 덜 필요로 하는 상기 제 1 피드백 루프(9)의 제 2 실시예가 도 6에 도시된다.
상기 제 1 피드백 루프(9)의 상기 대안은 상기 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 접속된 양의 입력단과 제 1 승산기(43)의 출력단에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기(41)를 포함한다.
상기 감산기(41)의 출력단(41a)은 제 2 승산기(45)의 제 1 입력단(45a)에 접속되는 반면, 상기 제 2 승산기(45)의 제 2 입력단(45b)은 상기 분압기(8)의 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치912) 간의 접속 노드 Ve에 접속된다.
상기 제 2 승산기(45)의 출력단(45c)은 평균 연산자(47)를 통해 상수 연산자(48)에 접속되며, 상기 상수 연산자(48)의 출력단(48a)은 상기 제 1 승산기(43)의 제 1 입력단(43a)에 접속되는 반면, 제 2 입력단(43b)은 상기 분압기(8)의 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치(12) 간의 접속 노드 Ve에 접속된다. 제 1 승산기(43)의 출력단은 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)이 된다.
제 2 피드백 루프(13)의 제 1 실시예는 도 7에서 상세히 기술된다.
상기 제 2 피드백 루프(13)는 제 1 평균 연산자(33)를 통해 제 1 승산기(31)의 출력단에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기(29)를 포함한다. 제 1 승산기(31)의 입력단들은 제각기 하이브리드 입/출력 노드에 접속되며 그리고 지연 연산자(35)를 통해 상기 하이브리드 회로(2)의 입력 노드 Vt1에 접속된다. 지연 값은 신호의 주기의 일부가 된다. 이러한 값은 효율적이도록 하기 위해서는 출력 노드 Vr1에서의 신호와 하이브리드 입/출력 노드 Vb에서의 신호 간의 지연보다 커야 한다. 바람직한 값은 신호의 주기의 1/4일 수 있다.
감산기(29)의 양의 입력단은 제 2 평균 연산자(39)를 통해 제 2 승산기(37)에 접속된다. 제 2 승산기(37)의 입력단은 제각기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)와 상기 지연 연산자(35)를 통한 하이브리드 회로(2)의 입력 노드 Vr1에 접속된다. 상기 감산기(29)의 출력단은 상수 연산자(30)의 입력단에 접속된다.
상기 상수 연산자(30)의 출력단(30a)은 제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)이 되며 따라서 Za의 제어 입력단에 접속된다.
아날로그 구성요소를 덜 필요로 하는 제 2 피드백 루프(13)의 제 2 실시예는 도 8에 도시된다.
제 2 피드백 루프(13)의 대안의 해결책은 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)에 접속된 양의 입력단과 상기 하이브리드 입/출력 노드 Vb에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기(49)를 포함한다. 상기 감산기(49)의 출력단(49a)은 승산기(51)의 제 1 입력단(51a)에 접속되는 반면 상기 승산기(51)의 제 2 입력단(51b)은 지연 연산자(53)를 통해 하이브리드 회로(2)의 입력 노드 Vr1에 접속된다.
상기 승산기(51)의 출력단(51c)은 평균 연산자(55)를 통해 상수 연산자(54)에 접속된다. 상수 연산자(54)의 출력단(54a)은 또한 제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)이 되며 따라서 Za의 제어 입력단에 접속된다.
도 9는, 제 1 피드백 루프(9)로서의 도 5의 하이브리드 회로와 제 2 피드백 루프(13)로서의 도 7의 하이브리드 회로를 갖는 본 발명에 따른 하이브리드 회로의 제 1 구성의 전체적인 도면을 도시한다.
도 10은, 제 1 피드백 루프(9)로서의 도 6의 하이브리드 회로와 제 2 피드백 루프(13)로서의 도 8의 하이브리드 회로를 갖는 본 발명에 따른 하이브리드 회로의 제 2 구성의 전체적인 도면을 도시한다. 이러한 구성은 구성요소들을 덜 필요로 하며 따라서 덜 고가이기 때문에 바람직하다.
주목할 것은 제 1 및 제 2 피드백 루프의 다른 조합들은 본 발명에 따라 구현될 수 있으며 따라서 도 9 및 도 10에 나타난 조합에 국한되지 않는다는 것이다.
제 1 및 제 2 피드백 루프의 조합은 원격 장비로 송신된 신호 V1의 진폭 및 위상 추정치에 제각기 대응하는 추정 신호를 생성할 수가 있다. 따라서, 감산기(11)를 통한 신호 Vb로부터의 진폭 추정치의 감산과 위상 추정치를 사용한 임피던스 조정은 신호 Vr1을 검색할 수 있게 한다.
본 발명의 기능은 상세하게 기술될 것이다.
본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 상이한 신호들의 식들은 사인파 신호에 기반하여 소개될 것이다. 양방향성 송신에서 통상적인 바와 같이, 로컬 측으로부터의 신호와 원격 측으로부터의 신호는 사인파 신호에 대해 동일한 특성을 갖도록 하기 위해 무상관(no-correlated)되며, 이 신호들의 파동들은 기재상 근접하지만 상이한 것으로 간주된다. 지연은 송신된 신호의 주기의 1/4과 동일한 것으로 간주되며 이는 π/2 라디안의 위상 지연을 제공한다.
여기서, A2, A1 및 Ae는 진폭 계수를 나타내며, Φ1, Φ2 및 Φe는 위상 계수를 나타낸다.
ka는 계수이며, ωe 및 ω2는 파동들이다.
무상관 신호를 보장하기 위해, 파동 ωe 및 ω2는 상이하다.
제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)에서 ka의 값은
으로 된다.
αa≫1인 경우, ka는
으로 된다.
조정가능한 임피던스 구성요소 Za의 경우, R, C, kp 회로는 저항 R3과 병렬로 나타나는 등가 캐패시터의 값을 변경시킬 수 있다.
R3과 병렬인 등가 캐패시터 Ce는 1＞kp＞0인 C(1-kp)와 동일하다.
R1, R2 및 R3과 관련된 Ce는 Vb의 위상 값을 변경시킬 수 있다. 사용된 구성요소들의 관계에서, 위상 Φe의 값은 tan Φe가
에 근접하는 정도로 되며, 여기서 λ는 R1, R2, R3 및 ωe와 관련된다.
제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)에서 kp의 값은 다음과 같이
된다.
두 개의 식(식 2 및 3)을 연관시키면 kp는 다음과 같이
와 동일하게 된다.
αa≫1인 경우, ka는
으로 된다.
이전의 식(식 1)에서 ka.Ae를 대체하면, kp는
으로 된다.
최종적으로 식 2에서 kp를 대체하면, tan Φe=tan Φ1이 되며, 따라서 Φe=Φ1으로 된다.
결과적으로, (식 1)로부터 ka=A1/Ae가 된다.
ka.Ae를 A1으로 Φe을 Φ1로 대체하면, ka.Vb는
으로 된다.
Vr1=Vb-ka.Ve로 됨에 따라, Vr1은
과 동일하게 된다.
하이브리드 회로의 출력단 Vr1에서의 수신 신호는 단지 원격 장비에서 수신된 신호 V2와만 관련있다 따라서, 신호 Vr1은 원격 장비에 송신될 필요가 있는 신호의 부분으로부터 "제거"된다.
따라서, 본 발명은 두 개의 상보적인 피드백 루프 덕택에 다른 신호에 포함된 알려진 신호를 제거할 수가 있다. 본 발명은 목표 대역폭에서 광범위한 와이어 상에서 효율적인 해결책을 제공한다. 또한, 구현이 용이하기 때문에 인해, 본 발명은 코스트 감소를 위한 링크 상의 데이터 레이트를 2만큼 승산하기 위해 양방향 송신 내로 단방향 송신을 업그레이드하는 양호한 대안을 제공할 수 있다.
2: 하이브리드 회로 9: 제 1 피드백 루프
13: 제 2 피드백 루프 17: 감산기
13: 제 2 피드백 루프 17: 감산기
Claims (12)
- 양방향성 신호 송신에서 원격 수신 신호(remote received signal)와 로컬 송신 신호(locally transmitted signal) 간의 근단 누화(near-end crosstalk)를 감쇠시키기 위한 방법으로서,
상기 송신 신호와 상기 수신 신호 간의 무상관(no-correlation)을 제공하기 위해 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계를 포함하는
근단 누화 감쇠 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계는 상기 로컬 송신 신호의 진폭 보정된 제 1 피드백 루프 추정치를 생성하는 단계를 포함하는
근단 누화 감쇠 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 송신 신호의 상기 진폭 보정된 제 1 피드백 루프 추정치는 상기 원격 수신 신호를 검색하기 위해 하이브리드 신호로부터 감산되는
근단 누화 감쇠 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 생성하는 단계는 상기 진폭 보정된 제 1 피드백 루프 추정치에 따라 상기 송신 신호의 위상 보정된 제 2 피드백 루프 추정치를 생성하는 단계를 포함하는
근단 누화 감쇠 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 송신 신호의 상기 위상 보정된 제 2 피드백 루프 추정치는 임피던스 조정을 위해 사용되는
근단 누화 감쇠 방법.
- 양방향성 신호 송신에서 원격 수신 신호와 로컬 송신 신호 간의 근단 누화를 감쇠시키기 위한 하이브리드 회로(2)로서,
원격 장비에 송신될 신호용 입력 노드(Vt1)와,
원격 장비로부터 수신되는 신호용 출력 노드(Vr1)와,
원격 장비에 대해 신호를 수신하고 송신하기 위한 하이브리드 입/출력 노드(Vb)와,
상기 입력 노드, 출력 노드 및 하이브리드 입/출력 노드에 링크되며, 상기 입력 노드를 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속하며 상기 하이브리드 입/출력 노드를 상기 출력 노드에 접속시키도록 구성된 회로를 포함하되, 상기 회로는 상기 송신 신호와 상기 수신 신호 간의 무상관(no-correlation)을 제공하기 위한 아날로그 자동 피드백 구동식 보정 루프를 포함하는
하이브리드 회로.
- 제 6 항에 있어서,
상기 입력 노드(Vt1)는 한편으로는 출력 저항(Ra)을 통해 상기 하이브리드 입/출력 노드에 접속되며 다른 한편으로는 분압기(voltage divider)(8)를 통해 접지에 접속되며, 상기 분압기는 제 1 브랜치 저항(R1)을 갖는 제 1 브랜치(10)와 접지에 접속된 제 2 브랜치(12)를 가지며 직렬로 상기 제 2 브랜치의 저항(R2)과 조정가능한 임피던스 구성요소(Za)를 제공하며,
상기 하이브리드 회로(2)는 제 1 피드백 루프(9)와 제 2 피드백 루프(13)를 포함하며,
상기 제 1 피드백 루프(9)는 상기 분압기(8)의 상기 제 1 브랜치(10)와 상기 제 2 브랜치(12) 사이의 접속 노드(Ve)와 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)에 제각기 접속된 제 1 입력단(9a) 및 제 2 입력단(9b)과, 메인 감산기(main subtracter)(11)의 음의 입력단에 접속된 출력단(9c)을 가지며, 상기 메인 감산기(11)의 양의 입력단은 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)에 접속되며, 상기 메인 감산기(11)의 출력단은 상기 하이브리드 회로(2)의 상기 출력 노드(Vr1)에 접속되며,
상기 제 2 피드백 루프(13)는 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c), 상기 입력 노드(Vt1) 및 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)에 제각기 접속된 제 1 입력단(13c), 제 2 입력단(13a) 및 제 3 입력단(13b)과, 상기 조정가능한 임피던스 구성요소(Za)의 제어 입력단에 접속된 출력단(13d)을 갖는
하이브리드 회로.
- 제 7 항에 있어서,
상기 조정가능한 임피던스 구성요소(Za)는 제 1 저항(R)과 직렬인 캐패시터(C)를 포함하되, 상기 제 1 저항 및 캐패시터 모두는 제 2 저항(R3)과 병렬이며, 상기 제 1 및 제 2 저항은 접지에 접속되며, 제 1 접속 포인트(Vc)는 상기 제 1 저항(R)과 캐패시터(C) 사이에 위치하며, 상기 조정가능한 임피던스 구성요소(Za)는 또한 두 개의 입력단을 갖는 승산기(15)를 포함하되, 두 개의 입력단 중 하나의 입력단은 상기 분압기의 상기 제 2 브랜치 저항(R2)과 상기 조정가능한 임피던스 구성요소(Za) 사이에 위치한 제 2 접속 포인트(V3)에 접속되며, 다른 입력단은 상기 제 2 피드백 루프의 출력단(13d)에 접속된 상기 조정가능한 임피던스 구성요소(Za의 제어 입력단이며 상기 승산기(15)의 출력단은 상기 제 1 저항(R)과 상기 캐패시터(C) 사이에 위치한 상기 제 1 접속 포인트(Vc)에 접속되는
하이브리드 회로.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 피드백 루프(9)는 감산기(17)를 포함하되, 상기 감산기(17)는 제 1 평균 연산자(21)를 통해 제 1 승산기(19)의 출력단에 접속된 양의 입력단과, 제 2 평균 연산자(25)를 통해 제 2 승산기(23)의 출력단에 접속된 음의 입력단을 가지되, 상기 제 1 승산기(19)의 입력단들은 제각기 상기 분압기(8)의 상기 제 1 브랜치(10)와 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드(Ve)와 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)에 접속되며, 상기 제 2 승산기(23)의 입력단들은 제각기 상기 분압기(8)의 상기 제 1 브랜치(10)와 상기 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드(Ve)와, 상기 분압기(8)의 상기 제 1 브랜치(10)와 상기 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드(Ve)에 접속된 입력단을 갖는 제 3 승산기(27)와, 상수 연산자(28)를 통해 상기 감산기(17)의 출력단에 접속되며, 상기 제 3 승산기(27)의 출력단은 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)이 되는
하이브리드 회로.
- 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 피드백 루프(13)는 감산기(29)를 포함하되, 상기 감산기(29)는 제 1 평균 연산자(33)를 통해 제 1 승산기(31)의 출력단에 접속된 음의 입력단과 제 2 평균 연산자(39)를 통해 제 2 승산기(37)에 접속된 양의 입력단을 가지되, 상기 제 1 승산기(31)의 입력단들은 제각기 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)와, 지연 연산자(35)를 통해 상기 하이브리드 회로(2)의 입력 노드(Vt1)에 접속되며, 상기 제 2 승산기(37)의 입력단들은 제각기 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)과, 상기 지연 연산자(35)를 통해 상기 하이브리드 회로(2)의 입력 노드(Vt1)에 접속되며, 상기 감산기(29)의 출력단은 상수 연산자(30)의 입력단에 접속되며, 상기 상수 연산자(30)의 출력단(30a)은 상기 제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)이 되는
하이브리드 회로.
- 제 7 항, 제 8 항 또는 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 피드백 루프(9)는 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)에 접속된 양의 입력단과 제 1 승산기(43)의 출력단에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기(41)를 포함하되, 상기 감산기(41)의 출력단은 제 2 승산기(45)의 제 1 입력단에 접속되는 반면, 상기 제 2 승산기(45)의 제 2 입력단은 상기 분압기(8)의 상기 제 1 브랜치(10)와 상기 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드(Ve)에 접속되며, 상기 제 2 승산기(45)의 출력단은 평균 연산자(47)를 통해 상수 연산자(48)에 접속되며, 상기 상수 연산자(48)의 출력단(48a)은 상기 제 1 승산기(43)의 제 1 입력단에 접속되는 반면, 상기 제 1 승산기의 제 2 입력단은 상기 분압기(8)의 상기 제 1 브랜치(10)와 상기 제 2 브랜치(12) 간의 상기 접속 노드(Ve)에 접속되며, 상기 제 1 승산기(43)의 출력단은 또한 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)이 되는
하이브리드 회로.
- 제 7 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 피드백 루프(13)는 상기 제 1 피드백 루프(9)의 출력단(9c)에 접속된 양의 입력단과 상기 하이브리드 입/출력 노드(Vb)에 접속된 음의 입력단을 갖는 감산기(49)를 포함하되, 상기 감산기(49)의 출력단(49a)은 승산기(51)의 제 1 입력단에 접속되는 반면, 상기 승산기(51)의 제 2 입력단은 지연 연산자(53)를 통해 상기 하이브리드 회로(2)의 입력 노드(Vt1)에 접속되며, 상기 승산기(51)의 출력단은 평균 연산자(55)를 통해 상수 연산자(54)에 접속되며, 상기 상수 연산자(54)의 출력단(54a)은 또한 상기 제 2 피드백 루프(13)의 출력단(13d)이 되는
하이브리드 회로.
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