KR20220062855A - 분산안테나시스템의 상향링크노이즈제거방법 및 장치 - Google Patents

분산안테나시스템의 상향링크노이즈제거방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기지국의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하기 위한 정합필터부, 및 상기 정합필터부의 전단에 위치하여, 상기 정합필터부에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 전처리기를 포함하되, 상기 정합필터부는, 상기 상향링크 입력신호의 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화하기 위한 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 포함하고, 상기 전처리기는, 상기 정합필터부의 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 상기 왜곡을 보상시키기 위한 피크(peak)를 가진 주파수응답을 가진 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치를 제공한다.

Description

분산안테나시스템의 상향링크노이즈제거방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR REMOVING UPLINK NOISE IN DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
본 발명은, 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 분산안테나시스템(DAS; Distributed Antenna System)에서 상향링크의 노이즈를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 음성, 데이터와 같은 다양한 종류의 대용량 데이터를 고속으로 전송할 수 있는 기술이 요구됨에 따라, 다수의 분산 안테나를 이용하여 음영지역을 해소하거나 커버리지(coverage)를 확장하기 위해 분산안테나시스템(DAS; Distributed Antenna System)이 도입되고 있다.
분산안테나시스템(DAS)은 단일 기지국(base station)과 유선 또는 전용회선으로 연결된 다수의 분산 안테나를 활용한 시스템으로, 단일 기지국은 기지국이 서비스하는 셀 내부에 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 복수 개의 안테나를 관리한다. 복수 개의 안테나들이 셀 내에서 소정 거리 이상 떨어져 분산되어 위치한다는 점에서 복수 개의 기지국 안테나들이 셀 중앙에 집중되어 있는 중앙집중형안테나시스템(centralized antenna system: CAS)과 구별된다.
중앙집중형안테나시스템(CAS)은 일반적으로 WCDMA(wideband code division multiple access), HSPA(high speed packet access), LTE(long term evolution)/LTE-A(long term evolution-advanced), 802.16과 같은 셀룰러 통신 시스템으로 셀 기반의 구조에서 하나의 기지국에 다중 안테나를 설치하여 OLMIMO(open loop-multi input multi output), CL-SU-MIMO(close loop-single user-multi input multi output), CL-MU-MIMO(close loop-multi user-multi input multi output), Multi-BS-MIMO(multi-base station-multi input multi output) 등과 같은 다양한 다중 안테나 기법을 사용하는 시스템이다.
분산안테나시스템(DAS)은 분산 안테나 각각의 유닛이 해당 안테나의 영역을 자체적으로 관할하는 것이 아닌 셀 중앙의 기지국에서 셀 내 위치한 모든 분산 안테나 영역을 관할한다는 점에서 펨토 셀(Femto cell)과 구별된다. 또한, 분산 안테나 유닛들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있다는 점에서 기지국과 중계기(Remote Station: RS) 사이가 무선으로 연결된 다중 홉 방식의 릴레이 시스템(relay system) 또는 애드혹(ad-hoc) 네트워크와도 구별된다. 또한, 기지국의 명령에 따라 분산 안테나 각각이 안테나에 인접한 각각의 단말에 서로 다른 신호를 전송할 수 있다는 점에서 단순히 신호를 증폭해서 전송하는 리피터(repeater) 구조와도 구별된다.
이러한 분산안테나시스템(DAS)은 분산 안테나들이 동시에 서로 다른 데이터 스트림을 송수신하여 단일 또는 다중의 이동 단말(mobile station)을 지원할 수 있다는 점에서 일종의 다중 입출력(multiple input multiple output: MIMO) 시스템으로 볼 수 있다. 다중입출력(MIMO)시스템 관점에서, 분산안테나시스템(DAS)은 셀 내에 다양한 위치에 분산된 안테나들로 중앙집중형안테나시스템(CAS)에 비해 각 안테나별로 전송 영역이 축소되어 송신 전력을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 안테나와 단말 간의 전송 거리 단축을 통해 경로 손실을 감소시켜 데이터의 고속 전송이 가능하게 함으로써, 셀룰러 시스템의 전송 용량 및 전력 효율을 높일 수 있고, 셀 내의 사용자의 위치에 상관없이 중앙집중형안테나시스템(CAS)에 상대적으로 균일한 품질의 통신성능을 만족시킬 수 있다. 또한, 기지국과 다수의 분산 안테나들이 유선 또는 전용회선으로 연결되어 있어, 신호 손실이 적고 안테나 간의 상관도 및 간섭이 감소되어 높은 신호대간섭잡음비(signal to interference plus noise ratio: SINR)를 가질 수 있다.
이와 같이, 분산안테나시스템(DAS)은 차세대 이동 통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀망의 유지 비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지의 확대와 채널용량 및 신호대간섭잡음비(SINR)의 향상을 위해, 기존의 중앙집중형안테나시스템(CAS)과 병행하거나 또는 중앙집중형안테나시스템(CAS)을 대체하여 셀룰러 통신의 새로운 기반이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템(1)은 기지국(10)과, 중계기(20)를 매개로 기지국(12)과 통신 가능하도록 연결되는 단말기(30)와, 기지국(12)에 상향링크 신호를 전송하거나 기지국(12)으로부터 하향링크 신호를 전송를 수신하는 중계기(20)를 포함할 수 있다.
중계기(20)가 기지국(10)과 단말기(30) 사이에 신호를 중계할 때 잡음이 발생하며, 중계기(20)의 상향링크는 통상 처리량(throughtput) 위주가 아닌 커버리지(coverage) 위주의 변조가 이루어지기 때문에, 중계기(20) 상향링크의 커버리지를 열화시킬 수 있는 문제를 해결하는 것이 매우 중요하다.
즉, 도 2는 중계기의 상향링크신호의 잡음을 도식화한 도면으로서, 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 중계기(20)가 하나인 경우에는 잡음지수(NF; Noise Factor)가 6dB 이하를 유지할 수 있지만, 중계기(20)의 개수가 증가함에 따라 도 2(b)에 도시한 바와 같이, 잡음지수(NF) 역시 중계기(20)의 개수만큼 증가하기 때문에, 하나의 기지국(10)에 복수의 중계기(20)가 연결되는 경우, 상향링크 노이즈에 대한 문제를 해소하기 위한 기술 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
KR 10-1604702 B1
본 발명은, 분산안테나시스템에서 중계기의 개수가 증가함에 따라 누적적으로 발생하는 노이즈를 제거할 수 있는 분산안테나시스템에서 상향링크노이즈제거방법 및 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기지국의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하기 위한 정합필터부, 및 상기 정합필터부의 전단에 위치하여, 상기 정합필터부에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 전처리기를 포함하되, 상기 정합필터부는, 상기 상향링크 입력신호의 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화하기 위한 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 포함하고, 상기 전처리기는, 상기 정합필터부의 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 상기 왜곡을 보상시키기 위한 피크(peak)를 가진 주파수응답을 가진 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치를 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 RRC 필터의 주파수 응답은, 소정의 주파수 대역만 통과시키는 밴드패스필터 형태로 통과대역의 상측단과 하측단 각각에서 크기가 지수함수 형태로 감소하는 형태일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 정합필터부는, 서로 다른 통과대역을 가진 복수의 상기 RRC 필터를 포함하되, 각 상기 RRC 필터의 통과대역은 중첩되지 않고 연이어서 마련될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 RRC 필터는, 파워감지부에 의해 연결을 개폐하는 스위치로 두 개의 SRRC(Square Root Raised Cosine) 필터가 직렬 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 RRC 필터는, 상기 두 개의 SRRC 필터 중 전단에 위치한 SRRC의 입력단에 위치하여 주파수이동을 위한 제1 믹서와, 상기 두 개의 SRRC 필터 중 후단에 위치한 SRRC의 출력단에 위치하여 주파수이동을 위한 제2 믹서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전처리기의 주파수 응답곡선은, 중심 주파수를 기준으로 주파수 상하측부분이 서로 대칭된 형태일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 전처리기의 피크는, 상기 RRC 필터의 주파수응답을 근거로 결정되되, 상기 피크의 크기는, 상기 RRC 필터의 주파수응답 중 펄스형 심볼들의 양측단 각각에서 감쇄된 크기에 상응할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 RRC 필터의 출력신호를 이용하여 상기 전처리기의 계수를 결정하기 위한 LMS 필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 정합필터부가 기지국의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하는 노이즈제거단계를 포함하되, 상기 노이즈제거단계 이전에, 정합필터부의 전단에 위치한 전처리기가 상기 정합필터부에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 선보상단계를 더 포함하며, 상기 정합필터부는, 상기 상향링크 입력신호의 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화하기 위한 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 포함하고, 상기 전처리기는, 상기 정합필터부의 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 상기 왜곡을 보상시키기 위한 피크(peak)를 가진 주파수응답을 가진 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 분산안테나시스템에서 상향링크의 노이즈를 제거할 수 있다. 구체적으로, 중계기의 개수가 증가함에 따라 누적적으로 발생하는 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템의 구성도이다.
도 2는 중계기의 상향링크신호의 잡음을 주파수영역에서 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RRC 필터의 주파수 응답을 도식화한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 RRC 필터의 주파수 응답을 도식화한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RRC 필터를 적용하였을 때 발생하는 왜곡을 도식화한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시한 왜곡이 보상된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리기의 주파수 응답을 도식화한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리기와 RRC 필터를 나타낸 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치의 효과를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거방법의 단계별 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "유닛" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 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.
상향링크노이즈제거장치
본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치(100)는 기지국(10)의 상향링크신호에 대한 노이즈를 제거하기 위한 것으로, 기지국(10)의 상향링크 입력단에 위치하여, 복수 개의 중계기(20)으로부터 입력되는 상향링크신호에 의해 발생하는 노이즈를 제거토록 하는 것이 바람직하다.
상향링크노이즈제거장치(100)는 기지국(10)의 상향링크 입력단에 위치하도록 기지국(10)과 통합하여 구현될 수 있고, 이와 다르게 기지국(10)과 복수의 중계기(20) 사이에 설치될 수도 있으나, 본 발명의 구현형태에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기(20)는 기지국(10)과 단말기(30) 사이에 위치하여 신호를 전달하거나 중계하는 것을 총칭하는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치의 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치(100)는, 기지국(10)의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하기 위한 정합필터부(110)와, 정합필터부(110)의 전단에 위치하여 정합필터부(110)에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 전처리기(120)를 포함하여, 분산안테나시스템에서 기지국(10)의 상향링크노이즈를 제거할 수 있다.
정합필터부(matched filter)(110)는 기지국(10)의 상향링크 입력신호(input)에 대하여 전송 과정에서 발생하는 신호 반사를 필터링하기 위한 것으로, 각 신호 주기의 시작과 끝을 감쇄하여 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화할 수 있다. 즉, 각 전송 경로의 파워(power)를 검출(detect)하고 파워검출결과를 근거로 스위칭(switching)동작을 함으로써 노이즈를 감소시킬 수 있다.
통상 기지국(10)의 상향링크 입력신호는 협대역(narrow band)을 사용하기 때문에, 제한된 대역폭으로 인하여 심벌간간섭(ISI)과, 통신 채널에 존재하는 잡음은 분산안테나시스템의 성능을 열화시키는 문제가 있다.
이러한 심벌간간섭(ISI)을 최소화하거나 제거하기 위해 바람직한 일 실시예에 따라 정합필터부(110)는 RRC(Root Raised Cosine) 필터(110')를 사용할 수 있다. 최적화된 롤-오프 계수(Roll-off factor)가 적용된 RRC 필터(110')는 대역폭의 효율과 심벌간간섭(ISI)을 최소화할 수 있다.
이때, RRC 필터(110')는 SRRC(Square Root Raised Cosine) 필터의 결합으로 구현될 수 있으며, 그 관계는 하기 수학식1과 같다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, Hrc(f)는 RRC 필터의 주파수 응답이고, Hrrc(f)는 SRRC 필터의 주파수 응답이다.
물론, SRRC 필터의 주파수 응답(Hrrc(f))은, RRC 필터의 주파수 응답(Hrc(f))의 제곱근일 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, RRC 필터(110')는 제1 SRRC 필터(111a~111e)와 제2 SRRC 필터(112a~112e) 직렬로 연결됨으로써 구현될 수 있고, 후술하는 바와 같이, 제1 SRRC 필터(111a~111e) 및 제2 SRRC 필터(112a~112e) 사이에는 상향링크 입력신호(input)를 감지하는 파워디텍터(119)의 지령에 의해 그 연결을 단속하는 스위치(113a~113e)가 개재될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RRC 필터(110')의 주파수 응답은, 도 4에 도시한 바와 같이, 소정의 주파수 대역만 통과시킬 수 있는 밴드패스필터(BandPass Filter)의 형태로, 통과대역의 상측단과 하측단 각각에서 크기가 점차 줄어드는 형태를 가질 수 있다.
RRC 필터(110')는 중계기(20)의 개수에 따라 복수일 수 있으며, 복수의 RRC 필터(110') 각각의 주파수 응답 곡선은, 도 5에 도시한 바와 같이, 주파수 통과 대역이 서로 중첩되지 않고 연이어서 마련되도록 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 RRC 필터(110')는 하나의 넓은 대역폭을 가진 밴드패스필터가 아닌, 일 예로 1MHz의 좁은 대역폭을 가진 밴드패스필터 복수 개로 이루어질 수 있다.
이를 구현하기 위해, 도 4에 도시한 주파수 응답을 가진 하나의 RRC 필터(110')는, 도 5에 도시한 복수의 RRC 필터(110')의 주파수 응답을 갖도록 하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치(100)는 주파수 이동(또는 주파수 변환)을 위한 믹서(mixer)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 SRRC 필터(111a~111e)의 입력단에 위치한 전처리기(120)에 의해 선보상된 신호를 주파수 변환하는 제1 믹서(114a~114e)와, 제2 SRRC 필터(112a~112e)의 출력단에 RRC 필터에 의해 필터링된 신호를 주파수 변환하는 제2 믹서(115a~115e)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 믹서(114a~114e)는 전처리기(120)에 의해 선보상된 신호를, 각 제1 및 제2 SRRC 필터(111a~111e, 112a~112e)의 통과대역 중심 주파수만큼 베이스밴드(또는 기저대역)로 주파수 이동하고, 제1 및 제2 SRRC 필터(111a~111e, 112a~112e)는 실질적으로 로우패스필터로 작동된 후, 제2 믹서(115a~115e)는 베이스밴드(또는 기저대역)의 신호를 해당하는 제1 및 제2 SRRC 필터(111a~111e, 112a~112e)의 통과대역 중심 주파수로 복귀 이동시킬 수 있다.
한편, 기지국(10)의 상향링크신호에 대하여, 도 4에 도시한 주파수 응답을 가진 RRC 필터 여러개를 통과대역이 연이어서 마련되도록 배치하고, 이를 개략적으로 나타내면 도 6(a)와 같을 수 있다.
이처럼 복수의 RRC 필터는, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 복수의 펄스형 심볼 중 양측단의 각 엣지(edge)에서 소정 크기(d)의 전력감소(일 예로 6dB)로 신호 왜곡(distortion)이 발생하는 문제가 있다.
이러한 왜곡을 해소하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템은 RRC 필터(110')에 의해 발생하는 엣지 왜곡을 선(先) 보상할 수 있는 전처리기(pre-equalizer)(120)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전처리기(120)에 의해 왜곡이 보상되어 출력된 신호는, 도 7(b)에 도시한 바와 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전처리기(120)의 주파수 응답은, 복수의 RRC 필터(110')의 주파수응답을 근거로 결정될 수 있으며, 도 8에 도시한 바와 같이, 대략적으로 RRC 필터(110')와 유사하게 중심 주파수를 기준으로 주파수 상하측부분이 서로 대칭된 밴드패스필터의 형태를 가질 수 있고, 통과대역의 상측단과 하측단 각각에서 크기가 점차 줄어든 형태일 수 있다.
다만, 상기 전처리기(120)의 주파수 응답은, 복수 RRC 필터(110')의 통과대역 전체에 상응하는 통과대역을 갖고, 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 왜곡을 보상시킬 수 있는 피크(peak)를 가질 수 있다. 여기서 피크의 크기는, 상기 상향링크신호에 RRC 필터를 적용하였을 때, 펄스형 심볼들의 양측단에서 감쇄된 크기(일 예로 6dB)에 상응한 크기(일 예로 6dB)일 수 있다.
이를 위해, RRC 필터(110')의 후단에 위치하여 RRC 필터(110')를 거친 출력신호를 근거로 상기 전처리기(120)에 대한 계수(coefficient)를 결정하기 위해, 즉 전처리기(120)의 통과대역 및/또는 피크 크기를 결정하기 위한 적응형 필터로서, 출력신호를 피드백받아 전처리기(120)의 상기 통과대역 및/또는 피크 크기를 결정하는 LMS(Least Mean Square) 필터(130)를 포함할 수 있다(도 3 참조).
다만, 도 3에 도시한 바와 같이, LMS 필터(130)가 상향링크노이즈제거장치(100)의 출력단으로부터 회귀된 신호를 입력받고, 전처리기(120)에 대한 계수를 결정하고, 전처리기(120)에 적용하는 시간을 고려하여, 상향링크노이즈제거장치(100)의 입력단과 LMS 필터(130) 사이에는 지연기(140)가 위치하여, 지연(delay)를 LMS 필터(130)에 부여할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전처리기와 RRC 필터를 나타낸 블럭도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치(100)는 입력신호에 대한 RRC 필터 적용으로 인해 발생하는 왜곡을 선보상하기 위한 전처리기(120)와, 그 후단에 연결된 복수의 RRC 필터를 포함할 수 있다.
이때, 전처리기(120)와 복수의 RRC 필터 사이에는 전처리기(120)에 의해 필터링된 신호를 각 RRC 필터에 분배시키기 위한 분배기(116)를 포함할 수 있다.
이와 상대적으로, 출력단에는 각 RRC 필터에 의해 각 통과대역별로 필터링된 신호를 합성(sum)하기 위한 병합기(117)가 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 각 RRC 필터는 주파수 변환을 위한 제1 및 제2 믹서(114a~114e, 115a~115e)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 SRRC 필터(111a~111e, 112a~112e) 사이에는 그 사이의 연결을 개폐하는 스위치(113a~113e)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 믹서(114a~114e, 115a~115e)는 전술한 바와 같이, 주파수 이동(또는 주파수 변환)하는 수단으로서, 제1 믹서(114a~114e)는 전처리기(120)에 의해 선보상된 신호를, 각 제1 및 제2 SRRC 필터(111a~111e, 112a~112e)의 통과대역 중심 주파수만큼 베이스밴드(또는 기저대역)로 주파수 이동하고, 제2 믹서(115a~115e)는 베이스밴드(또는 기저대역)의 신호를 해당하는 제1 및 제2 SRRC 필터(111a~111e, 112a~112e)의 통과대역 중심 주파수로 복귀 이동시킬 수 있다.
또한, 스위치(113a~113e)는 상향링크노이즈제거장치(100)의 입력신호를 감지하는 파워디텍터(power detector)(119)에 의해 작동이 제어되며, 노이즈 세기 이상의 신호입력의 유무에 따라 RRC 필터는 작동 여부가 결정될 수 있다. 도 9는 파워디텍터(119)가 하나의 스위치(113a)의 작동을 제어하는 것으로 편의상 도시하고 있으나, 파워디텍터(119)는 복수의 스위치(113a~113e)의 작동을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치(100)의 일 예로, 하나의 기지국(10)에 5개의 중계기(20)가 연결되었을 때, 기지국(10)의 상향링크노이즈는 중계기(20)의 개수만큼 약 7dB 만큼 더 증가하지만(도 11(a) 참조), 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치를 적용하였을 때, 도 11(b)에 도시한 바와 같이, 중계기(20)의 개수만큼 증가한 노이즈의 크기가 감소되었음을 알 수 있다.
아울러, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
입력신호를 LTE 20MHz 16QAM으로, RRC 필터는 2MHz의 대역폭 9개로 하였을 때, 도 10(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거장치(100)의 출력신호, 입력신호, 전처리기의 출력신호에 대한 주파수 스펙트럼을 각각 순차적으로 나타낸 도면이고, 도 10(b)는 도 10(a) 각각에 대한 커스텔레이션(constellation)을 나타낸 도면이다.
시뮬레이션 결과, 입력신호에 대비하여 보면, 전처리기 및 RRC 필터를 거쳤을 때, 점차 신호대잡음비(SNR)가 개선됨을 알 수 있다.
상향링크노이즈제거방법
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크노이즈제거방법의 단계별 흐름도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템에서 상향링크노이즈제거방법은, 정합필터부(110)의 전단에 위치한 전처리기(120)가, 정합필터부(110)에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 선보상단계(S10)와, 정합필터부(110)가 기지국(10)의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하는 노이즈제거단계(S20)를 포함하되, 상기 정합필터부(110)는 상기 상향링크 입력신호의 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화하기 위한 RRC(Root Raised Cosine) 필터(110')를 포함하고, 상기 전처리기(120)는 정합필터부(110)의 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 상기 왜곡을 보상시키기 위한 피크(peak)를 가진 주파수응답을 가질 수 있다.
다만, 도 12에 도시된 단계 또는 위에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 단계들은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 단계들을 갖거나 그보다 적은 단계들을 갖는 상향링크노이즈제거방법이 구현될 수도 있다.
각 단계에 대한 설명은 전술한 것과 중복되므로, 이에 대한 설명은 생략하고 그에 갈음하기로 한다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 분산안테나시스템 10: 기지국
20: 중계기 30: 단말기
100: 상향링크노이즈제거장치 110: 정합필터부
110': RRC 필터 111a~111e: 제1 SRRC 필터
112a~112e: 제2 SRRC 필터 113a~113e: 스위치
114a~114e: 제1 믹서 115a~115e: 제2 믹서
116: 분배기 117: 병합기
120: 전처리기 130: LMS 필터
140: 지연기

Claims (9)

  1. 기지국의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하기 위한 정합필터부; 및
    상기 정합필터부의 전단에 위치하여, 상기 정합필터부에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 전처리기;
    를 포함하되,
    상기 정합필터부는, 상기 상향링크 입력신호의 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화하기 위한 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 포함하고,
    상기 전처리기는, 상기 정합필터부의 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 상기 왜곡을 보상시키기 위한 피크(peak)를 가진 주파수응답을 가진 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RRC 필터의 주파수 응답은, 소정의 주파수 대역만 통과시키는 밴드패스필터 형태로 통과대역의 상측단과 하측단 각각에서 크기가 지수함수 형태로 감소하는 형태인 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정합필터부는, 서로 다른 통과대역을 가진 복수의 상기 RRC 필터를 포함하되, 각 상기 RRC 필터의 통과대역은 중첩되지 않고 연이어서 마련되는 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 RRC 필터는, 파워감지부에 의해 연결을 개폐하는 스위치로 두 개의 SRRC(Square Root Raised Cosine) 필터가 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 RRC 필터는, 상기 두 개의 SRRC 필터 중 전단에 위치한 SRRC의 입력단에 위치하여 주파수이동을 위한 제1 믹서와, 상기 두 개의 SRRC 필터 중 후단에 위치한 SRRC의 출력단에 위치하여 주파수이동을 위한 제2 믹서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전처리기의 주파수 응답곡선은, 중심 주파수를 기준으로 주파수 상하측부분이 서로 대칭된 형태인 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전처리기의 피크는, 상기 RRC 필터의 주파수응답을 근거로 결정되되, 상기 피크의 크기는, 상기 RRC 필터의 주파수응답 중 펄스형 심볼들의 양측단 각각에서 감쇄된 크기에 상응하는 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  8. 제 7 항에 있어어,
    상기 RRC 필터의 출력신호를 이용하여 상기 전처리기의 계수를 결정하기 위한 LMS 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거장치.
  9. 정합필터부가, 기지국의 상향링크 입력신호에 대해 노이즈를 제거하는 노이즈제거단계를 포함하되,
    상기 노이즈제거단계 이전에, 정합필터부의 전단에 위치한 전처리기가, 상기 정합필터부에 의해 발생하는 왜곡을 선(先) 보상하는 선보상단계;
    를 더 포함하며,
    상기 정합필터부는, 상기 상향링크 입력신호의 심벌간간섭(ISI; InterSymbol Interference)을 최소화하기 위한 RRC(Root Raised Cosine) 필터를 포함하고,
    상기 전처리기는, 상기 정합필터부의 전체 통과대역의 상측단과 하측단 주파수 부근 각각에 상기 왜곡을 보상시키기 위한 피크(peak)를 가진 주파수응답을 가진 것을 특징으로 하는 상향링크노이즈제거방법.
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