KR20120122475A - 궤환신호 제거 가능한 이동통신 중계기 - Google Patents

Abstract

궤환신호 제거 기능을 구비한 이동통신 중계기가 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 궤환신호를 제거가능한 이동통신 중계기는 두 개의 안테나 사이의 무선 대역에서 공기 중 궤환 경로가 생성되면서 출력이 다시 입력으로 들어와서 신호가 계속적으로 증폭되어 발진을 일으키는 현상을 방지하는 중계기다. 이 경우 궤환신호를 효과적으로 제거하기 위하여 디지털신호처리부분에서는 궤환신호 특성을 파악하며, 제거대상에 해당되는 궤환신호를 시간영역에서 딜레이 함수로 나타내고, 이를 이용하여 궤환신호를 제거한다. 이 경우 디지털신호처리부분에서는 적응 필터의 계수를 실시간 모니터링하여 계수 누수를 억제하는 구조를 가지며 이러한 구성을 통하여 한 번 출력된 신호가 다시 입력되어 출력되는 신호에 영향을 미치게 되는 현상을 방지한다.

Description

궤환신호 제거 가능한 이동통신 중계기 {The mobile telecommunication repeater which can cancel feedback signal}

본 발명은 궤환신호 제거가 가능한 이동통신 중계기에 관한 것으로, 일반적으로 이동통신 중계기는 산, 빌딩 및 기타 지형지물 등으로 인해 전파가 차단되는 지역 또는 터널, 지하 주차장 등과 같은 전파 전달이 어려운 음역 지역을 대상으로 기지국의 신호가 음역 지역까지 도달할 수 있도록 신호를 증폭해 전송하여 통신지역을 확장해주는 장치이며, 상기 중계 방향과 반대로 음역지역에 존재하는 단말기에서 요청된 신호를 증폭하여 기지국으로 전송하는 기능도 동시에 수행한다.

도 1은 종래의 RF(RF: Radio Frequency, 이하 RF라 칭함) 방식(1)의 이동통신 중계기를 예시한 도면이다. 도 1에 도시된 RF방식의 중계기(1)는 입력된 신호(2)와 고정 PLL(3) 신호와의 믹서(4)를 통하여 IF(IF: Intermediate Frequency, 이하 IF라 칭함) 대역의 신호로 이동 후 표면탄성파 필터(SAW: Surface Acoustic Wave, 이하 SAW라 칭함)(5)를 이용하여 필터링한 후 RF대역의 신호(7)로 출력하는 방식으로 비교적 구조가 간단하다. 도 2는 종래의 궤환신호 제거 중계기를 예시한 도면이다. 도 2의 경우도 상기 RF방식(1)의 중계기와 마찬가지로 두 개의 안테나(10, 22)를 이용하여 신호를 증폭하여 전송하는 역할을 수행한다.

상기 RF 중계기와 궤환신호 제거 중계기에서 두 개의 안테나를 이용하는데 이용하는 과정에서 상기 두 개의 안테나 간에 이격거리가 확보되지 않는 경우에 송신 신호가 다시 궤환되어 수신되게 된다. 상기 신호가 궤환되는 경우 궤환된 신호(23)를 제거하지 않게 되면 발진 현상이 나타나게 된다. 상기 발진 현상을 방지하기 위하여 종래 궤환신호 제거 중계기(8)에서는 입력되는 RF 대역의 신호(9)를 IF 대역으로 천이 시켜 디지털 신호로 변환(12)하게 된다. 디지털로 변환된 신호는 간섭제거소자(25), 가변지연소자(15), ICS 알고리즘(18), 적응필터(17), 대역통과필터(19), 지연소자(16)로 구성된 간섭제거부(26)를 거쳐 원 신호와 궤환신호를 구별하고, 상기 입력 신호(9)에서 구별된 신호만을 제거한다. 제거된 신호는 다시 아날로그 신호로 변환(20)되고, RF 대역의 신호(21)로 천이된다. 상기 방법을 통하여 안테나 사이의 이격 거리가 확보되지 않아 발생되는 궤환신호를 디지털신호처리를 이용하여 보다 상세하게 제거함으로써 실외에서 무선 이동통신 중계기의 발진을 방지하도록 한다.

상기 궤환신호 제거 가능한 중계기는 궤환신호를 디지털 신호처리를 통하여 제거함으로써 실외에서도 동일 주파수에 생기는 궤환신호를 제거함으로써 이동통신 중계기의 운영이 가능하도록 한다. 그러나 상기 궤환신호 제거 중계기의 경우 궤환신호를 LMS(LMS: Least Mean Square, 이하 LMS라 칭함)나 RLS(RLS: Recursive Least Square, 이하 RLS라 칭함)와 같은 적응 필터를 이용하여 모델링 함으로써 궤환신호를 만들고 이를 들어오는 신호에서 제거함으로써 궤환신호를 제거한다. 이러한 적응 필터는 궤환신호의 유무와 상관 없이 존재해야 하며, 적응 필터의 탭 수는 궤환신호의 걸리는 시간과 비례한다. 즉 아주 짧은 궤환신호와 긴 궤환신호가 있을 경우 이 모두를 제거하기 위해서는 짧은 궤환신호와 긴 궤환신호 모두 만족하는 탭 수를 보유하고 있어야 한다. 하지만 상기 종래의 궤환신호 제거 중계기에서는 궤환신호가 없을 경우에도 입력 신호에서 궤환신호로 판단되는 신호를 제거하여 중계되는 신호에 영향을 미치게 되고, 계수 누수 성분을 발생시켜 비어있는 주파수 영역에서 잡음을 발생시켜 잡음 신호가 출력되게 된다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 신호처리부(DSP)에서는 궤환신호를 주기적으로 확인하여 실시간으로 상관 관계를 이용한 함수처리를 통하여 적응필터와 계수를 제어하는데 사용함으로써 궤환신호에 대한 대응 처리가 가능하여, 종래의 궤환신호 제거 중계기보다 적은 리소스를 통하여 원하는 결과를 얻고, 동작이 보다 원활하도록 한다.

상기와 같은 본 발명에 의하여, 두 개의 안테나 사이의 이격 거리가 확보되지 않아 궤환신호가 발생 하더라도 발진이 생기지 않는 중계기 운영이 가능하다. 신호의 유무와 상관없이 적응 필터의 계수를 실시간 모니터링함으로써 궤환신호에 대한 대응 처리가 가능하게 되어 계수 업데이트를 제어하게 되고 이를 통하여 적은 리소스로 기존 LMS 방식의 문제가 되었던 계수 누수(coefficient leakage) 성분이 없는 능동적인 궤환신호 제거 중계기를 운영할 수 있다.

도 1은 종래 RF방식 무선 이동통신 중계기에 대한 블록도
도 2는 종래 궤환신호 제거 이동통신 중계기에 대한 블록도
도 3은 본 발명장치의 실시예에 따른 궤환신호 제거 이동통신 중계기 구조에 대한 블록도
도 4는 본 발명장치의 실시예에 따른 신호의 흐름에 대한 블록도

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

ADC부, DAC부, DSP부, 궤환신호 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 구성 및 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은, 도 2에서 나타낸 종래의 궤환신호 제거 중계기를 예시한 도면의 작용보다 계수누수 성분을 억제하고, 효과적으로 궤환신호를 제거하기 위하여 궤환신호(103)를 측정하여 필요한 부분에 대한 궤환신호 모델링을 통하여 필요한 부분만을 제거는 방법으로써, 도 3의 궤환신호 제거 중계기(100) 실시예를 위한 블록도와 같이

입력신호(101)를 수신하는 입력 안테나(111), 상기 입력된 RF 대역의 신호를 IF 대역의 신호로 천이하는 믹서(112), 그리고 상기 IF 대역의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC소자(113)로 구성된 ADC부(110);

상기 입력 신호에서 적응필터를 거친 궤환신호를 제거하는 간섭제거소자(121), 상기 입력된 디지털 신호에서 필요 대역을 추출하는 Band Pass Filter(122), 상기 입력되는 신호에서 궤환신호를 추출하는 적응필터(123), 상기 입력되는 신호를 지연시키는 딜레이소자(124), 상기 적응필토의 속성값을 모니터링 하며, 계수 값을 조절하는 적응필터 계수 조절 제어부(125), 상기 딜레이 소자를 제어하는 지연소자 제어부(126), 그리고 상기 입력 신호와 궤환신호와의 관계를 검사하는 상관관계 검사부(127)로 이루어진 신호처리부(DSP)(120);

그리고 상기 궤환신호가 제거된 디지털 신호를 IF대역의 아날로그 신호로 변환하는 DAC소자(131), 상기 IF대역의 신호를 RF대역의 신호로 천이하는 믹서(132), 그리고 상기 RF 대역의 신호를 출력하는 출력안테나(133)로 이루어진 DAC부(130)로 구성되어 있다.

상기 구조를 이용한 도 4의 신호 흐름의 예를 살펴보면,

입력 안테나(111)는 기지국으로부터 받는 궤환신호가 포함되어있지 않은 신호 R과 무선상에서 궤환되어 돌아오는 신호 F를 입력 받는다. 상기 입력된 R과 F의 신호는 간섭제거소자(121)에서 적응필터(123)로부터 궤환신호라 추정되는 신호 F와 합쳐져 궤환신호를 제거하게 되고, 상기 궤환신호가 제거된 신호 E가 출력 안테나(133)를 통하여 출력되게 된다.

상기 적응 필터(123)에서 궤환신호라 추정되는 신호 F는 n usec 이전에 입력된 신호 R에서 n usec 이전에 추정한 궤환신호 F를 제거하여 만들어진 신호 E와 지연소자(124)를 거쳐 n usec 지연된 신호 D를 이용하여 만들어진 신호이다. 상기

의해 계산한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 궤환신호 제거 이동통신 중계기
101: 입력되는 RF신호
102: 출력되는 RF신호
103: 궤환신호
110: ADC부
111: 입력 안테나
112: RF to IF Mixer
113: ADC 소자
120: DSP부
121: 간섭제거소자
122: 밴드통과필터
123: 적응필터
124: 지연소자
125: 적응필터 계수 조절 제어부
126: 지연소자 제어부
127: 상관관계 검사부
130: DAC부
131: DAC 소자
132: IF to RF Mixer
133: 출력 안테나
R: 궤환신호가 포함되지 않은 입력신호
F: 궤환신호
F’: 추정 궤환신호
E: 궤환신호가 제거된 신호
E’: n usec 이전의 E 신호
D: 궤환신호가 제거된 신호의 지연신호
T: 궤환신호가 제거된 출력신호

Claims (3)

1. 두 개의 안테나를 이용하여 무선신호를 송수신하는 이동통신 중계기에 있어서,
   안테나를 통하여 아날로그 신호를 입력 받고, 상기 입력 되는 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 ADC(ADC: Analog-to-Digital Converter, 이하 ADC라 칭함)부;
   상기 변환된 디지털 신호에서 필요한 부분만을 추출 후 추출된 신호에서 궤환신호 유무를 판단하고, 궤환신호 존재가 인식된 경우, 궤환신호의 특성을 파악하여, 제거대상에 해당되는 궤환신호를 시간영역에서 딜레이 함수로 나타낸 후 궤환신호를 제거하는 신호처리(DSP: Digital Signal Processing, 이하 DSP라 칭함)부;
   상기 궤환신호가 제거된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 안테나를 이용하여 무선신호를 출력하는 DAC(DAC: Digital-to-Analog Converter, 이하 DAC라 칭함)부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기.
2. 제1항에 있어서, DSP부는,
   상기 ADC부에서 입력 되는 디지털 신호에서 필요한 부분만을 추출한 경우 궤환신호의 존재 여부에 상관없이 계수 누수 발생을 억제하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기.
3. 제2항에 있어서, 상기 coefficient leakage 발생을 억제함에 있어서,
   DSP부에서 Adaptive filter의 coefficient를 실시간 monitoring 함으로써 coefficient update를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기.
   

Images