KR20230061961A - Apparatus and method for wireless relaying - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무선 중계 장치는, 제1 무선 통신 장치로부터 송신된 제1 신호, 제2 무선 통신 장치로부터 송신된 제2 신호, 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 수신 안테나를 통해 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 전송된 신호에 대해 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하는 궤환 간섭 제거부; 및 상기 궤환 간섭 제거부에서 전송된 신호를 상기 송신 안테나를 통해 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a wireless relay device and method.
A wireless repeater according to the present invention receives a first signal transmitted from a first wireless communication apparatus, a second signal transmitted from a second wireless communication apparatus, and a feedback interference signal transmitted from a transmitting antenna and introduced through a receiving antenna. receiver; a feedback interference canceling unit for canceling a feedback interference signal sent from the transmitting antenna and received from the signal transmitted from the receiving unit; and a transmitter for transmitting the signal transmitted from the feedback interference canceller to the first wireless communication device and the second wireless communication device through the transmission antenna.

Description

무선 중계 장치 및 방법 {Apparatus and method for wireless relaying}Wireless relay device and method {Apparatus and method for wireless relaying}

본 발명은 무선 중계 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시분할 이중화(TDD; Time Division Duplexing) 방식을 채용하는 이동통신 서비스에 사용되는 무선 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless relay device and method, and more particularly, to a wireless relay device and method used in a mobile communication service employing a Time Division Duplexing (TDD) scheme.

무선 중계 장치는 일반적으로 무선통신 서비스 영역 내 음영지역을 해소하기 위하여 사용되는 장치로서, 무선통신 서비스에 사용되는 신호를 선택적으로 증폭하여 재송출하는 기능을 수행한다.A wireless repeater is a device generally used to eliminate a shadow area within a wireless communication service area, and performs a function of selectively amplifying and retransmitting a signal used in a wireless communication service.

이동통신 서비스와 같이 통신이 양방향, 즉 기지국에서 단말기로 신호가 전달되는 하향(DL; Down Link) 통신과 단말기에서 기지국으로 신호가 전달되는 상향(UL; Up Link) 통신으로 이루어지는 경우, 이중화(Duplexing) 방식을 채용하여 양방향 통신을 수행하는데, 대표적인 이중화 방식으로는 주파수분할 이중화(FDD; Frequency Division Duplexing) 방식과 시분할 이중화(TDD; Time Division Duplexing) 방식이 있다.When communication is bi-directional, i.e., downlink (DL) communication in which signals are transmitted from a base station to a terminal, and uplink (UL) communication in which signals are transmitted from a terminal to a base station, such as in a mobile communication service, duplexing (Duplexing) ) method to perform bi-directional communication, representative duplexing methods include a frequency division duplexing (FDD) method and a time division duplexing (TDD) method.

시분할 이중화 방식을 채용하는 이동통신에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 주기(T) 내 하향구간(TDL) 동안 기지국이 단말기로 신호를 송출하고 그 신호를 단말기가 수신하며, 한 주기(T) 내 상향구간(TUL) 동안 단말기가 기지국으로 신호를 송출하고 그 신호를 기지국이 수신함으로써, 양방향 통신이 이루어 진다. 실제 구현에 있어서, 하향구간(TDL)에서 상향구간(TUL)으로 및/또는 상향구간(TUL)에서 하향구간(TDL)로 넘어가는 경계에 기지국이나 단말기 모두 신호를 송출하지 않는 경계구간을 가질 수 있으나, 본 발명에서는 그 차이가 없으므로 별도로 구분하지 않는다.In mobile communication employing a time-division duplex scheme, as shown in FIG. 1, a base station transmits a signal to a terminal during a downlink period (T DL ) within one period (T) and the terminal receives the signal, and one cycle ( During an uplink period (T UL ) within T), the terminal transmits a signal to the base station and the base station receives the signal, thereby enabling bi-directional communication. In actual implementation, a boundary where neither a base station nor a terminal transmits a signal at a boundary crossing from a downlink section (T DL ) to an uplink section (T UL ) and/or from an uplink section (T UL ) to a downlink section (T DL ). It may have a section, but since there is no difference in the present invention, it is not separately distinguished.

종래기술에 따른 시분할 이중화 방식의 이동통신용 무선 중계 장치(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상향구간(TUL)에서는 기지국으로 상향 신호를 송출하고 하향구간(TDL)에서는 기지국에서 송출된 하향 신호를 수신하는 도너 안테나(11a), 하향구간(TDL)에서는 단말기로 하향 신호를 송출하고 상향구간(TUL)에서는 단말기에서 송출된 상향 신호를 수신하는 서비스 안테나(11b), 도너 안테나에서 수신된 신호 중 중계할 신호의 주파수 성분을 선택적으로 증폭하는 하향 수신부(12a), 하향 수신부에서 전달된 신호의 전력을 증폭하는 하향 송신부(13a), 서비스 안테나에서 수신된 신호 중 중계할 신호의 주파수 성분을 선택적으로 증폭하는 상향 수신부(12b), 상향 수신부에서 전달된 신호의 전력을 증폭하는 상향 송신부(13b), 도너 안테나를 하향 수신부 또는 상향 송신부에 선택적으로 연결하는 도너 안테나 전환부(14a), 서비스 안테나를 하향 송신부 또는 상향 수신부에 선택적으로 연결하는 서비스 안테나 전환부(14b), 그리고 하향구간(TDL)에서는 도너 안테나가 하향 수신부에 연결되도록 도너 안테나 전환부를 제어하고 서비스 안테나가 하향 송신부의 출력을 전달받도록 서비스 안테나 전환부를 제어하며, 상향구간(TUL)에서는 서비스 안테나가 상향 수신부에 연결되도록 서비스 안테나 전환부를 제어하며 도너 안테나가 상향 송신부의 출력을 전달받도록 도너 안테나 전환부를 제어하는 동기신호 발생부(15) 등을 구비한다.As shown in FIG. 2, the conventional wireless repeater 10 for time-division duplexing mobile communication transmits an uplink signal to a base station in an uplink section (T UL ) and transmits an uplink signal from the base station in a downlink section (T DL ). A donor antenna 11a for receiving a downlink signal, a service antenna 11b for transmitting a downlink signal to a terminal in a downlink period (T DL ) and receiving an uplink signal transmitted from a terminal in an uplink period (T UL ), and a donor antenna The downlink receiver 12a selectively amplifies the frequency components of the signal to be relayed among the signals received from the downlink receiver 12a, the downlink transmitter 13a amplifies the power of the signal transmitted from the downlink receiver, and the signal to be relayed among the signals received from the service antenna. An uplink receiver 12b that selectively amplifies frequency components, an uplink transmitter 13b that amplifies the power of a signal transmitted from the uplink receiver, and a donor antenna switching unit 14a that selectively connects a donor antenna to the downlink receiver or uplink transmitter. , the service antenna switching unit 14b that selectively connects the service antenna to the downlink transmission unit or uplink reception unit, and controls the donor antenna switching unit so that the donor antenna is connected to the downlink reception unit in the downlink period (T DL ), and the service antenna is connected to the downlink transmission unit. Controls the service antenna switching unit to receive the output, controls the service antenna switching unit so that the service antenna is connected to the uplink receiver in the uplink period (T UL ), and controls the donor antenna switching unit so that the donor antenna receives the output of the uplink transmitter Synchronization signal A generator 15 and the like are provided.

종래기술에 따른 시분할 이중화 방식 무선 중계 장치는 양방향 통신을 위해 동기신호 발생부의 제어에 따라 도너 안테나 전환부 및 서비스 안테나 전환부가 제어되어 신호의 전달 방향이 전환되는 원리이므로, 무엇보다도 하향구간(TDL)과 상향구간(TUL)을 정확하게 결정하고 그에 따라 동기신호를 발생하여야 한다.In the conventional time-division duplex wireless repeater, the donor antenna switching unit and the service antenna switching unit are controlled according to the control of the synchronization signal generator for two-way communication, so that the transmission direction of the signal is switched . ) and the uplink section (T UL ) must be accurately determined and a synchronization signal must be generated accordingly.

과거 하향구간(TDL)과 상향구간(TUL)이 각각 일정하게 정해져 있어서 신호 전달 방향의 주기성이 명확한 경우에는 양측 안테나로부터 수신되는 신호의 크기 등을 관찰하여 그 주기를 추정하고 이에 근거하여 동기신호를 발생하는 비교적 단순한 장치를 사용해 왔다.If the periodicity of the signal propagation direction is clear because the past downlink section (T DL ) and uplink section (T UL ) are each fixed, the period is estimated by observing the magnitude of the signal received from both antennas, and synchronization is performed based on this Relatively simple devices for generating signals have been used.

그런데, 데이터 서비스가 중요한 현대의 이동통신 방식은 데이터 전송량 등의 변화에 쉽게 적응할 수 있도록 주기(T), 하향구간(TDL) 및 상향구간(TUL)을 변수로 취하여 상황에 따라 기지국에서 그 값을 결정하여 단말기로 전달하므로, 단말기에서는 기지국으로부터 수신된 정보에 근거하여 신호를 수신하고 송신하는 시점을 결정하여야 한다.However, the modern mobile communication method in which data service is important takes a period (T), a downlink section (T DL ), and an uplink section (T UL ) as variables so that it can easily adapt to changes in data transmission amount, etc. Since the value is determined and transmitted to the terminal, the terminal must determine the timing of receiving and transmitting the signal based on the information received from the base station.

따라서, 시분할 이중화 방식 무선 중계 장치의 동기신호 발생부도 기지국으로부터 전달된 통신신호에서 정보를 취득하는 전 과정, 즉 역분산(Despreading), 역다중화(Demultiplexing), 채널추정(Channel Estimation), 복호(Decoding) 등의 처리를 수행할 수 있는 장치를 구비해야 하는 문제점이 있었다.Therefore, the synchronization signal generator of the time-division duplex wireless repeater also acquires information from the communication signal transmitted from the base station, that is, despreading, demultiplexing, channel estimation, and decoding. ).

뿐만 아니라, 통신표준이 변경되면 이러한 장치를 교환 혹은 수정하여야 하는 번거로움이 있으며, 수신되는 신호가 미약하거나 불안정할 경우 동기신호 발생부가 초기화 과정으로 진입하게 되어 기지국 신호와 정보를 재획득하기까지의 시간 동안 무선 중계 장치는 기능을 멈추어야 하는 문제점이 있었다.In addition, when the communication standard is changed, there is the inconvenience of exchanging or modifying these devices, and when the received signal is weak or unstable, the synchronization signal generator enters the initialization process, which takes up until the base station signal and information are reacquired. During that time, wireless repeaters had a problem in that they had to stop functioning.

또한, 도너 안테나 전환부와 서비스 안테나 전환부는 신호전달 경로에서 신호의 감쇠나 열화를 야기하는 문제점도 있었다.In addition, the donor antenna switching unit and the service antenna switching unit cause attenuation or deterioration of signals in a signal transmission path.

한국 등록특허공보 제10-0697209호Korean Registered Patent Publication No. 10-0697209

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 시분할 이중화 방식의 이동통신 서비스에서 동기신호 발생부 없이 무선 신호를 중계할 수 있는, 즉 역분산, 역다중화, 채널추정, 복호 등의 정보 취득 과정을 수행하지 않고 무선 신호를 중계할 수 있는 무선 중계 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention was invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to relay a wireless signal without a synchronization signal generator in a time division duplex mobile communication service, that is, reverse distribution, demultiplexing, channel An object of the present invention is to provide a wireless relay device and method capable of relaying a wireless signal without performing an information acquisition process such as estimation and decoding.

본 발명의 다른 목적은 시분할 이중화 방식의 이동통신 서비스에서 주기, 하향구간, 상향구간 등의 변수에 영향을 받지 않고 무선 신호를 중계할 수 있는 무선 중계 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless relay device and method capable of relaying a wireless signal without being affected by variables such as period, downlink section, uplink section, etc. in a time division duplex mobile communication service.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 수신 전용 안테나와 하나의 송신 전용 안테나를 사용하여 도너/서비스 안테나 전환부 없이 시분할 이중화 방식 무선 신호를 효율적으로 중계할 수 있는 무선 중계 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless relay apparatus and method capable of efficiently relaying a time-division duplexing radio signal using one reception-only antenna and one transmission-only antenna without a donor/service antenna switching unit.

본 발명의 또 다른 목적은 송신 안테나에서 송출되어 수신 안테나로 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하여 궤환에 의한 발진 현상 없이 항상 안정된 상태로 정제된 기지국 신호와 단말기 신호를 중계하는 무선 중계 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to remove the feedback interference signal sent from the transmitting antenna and flowed into the receiving antenna to provide a wireless relay device and method for relaying the refined base station signal and terminal signal in a stable state without oscillation caused by feedback. is to do

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 무선 중계 장치는, 제1 무선 통신 장치로부터 송신된 제1 신호, 제2 무선 통신 장치로부터 송신된 제2 신호, 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 수신 안테나를 통해 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 전송된 신호에 대해 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하는 궤환 간섭 제거부; 및 상기 궤환 간섭 제거부에서 전송된 신호를 상기 송신 안테나를 통해 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.For the above purpose, a wireless repeater according to one embodiment of the present invention includes a first signal transmitted from a first wireless communication apparatus, a second signal transmitted from a second wireless communication apparatus, and feedback interference transmitted from a transmission antenna and introduced. a receiving unit for receiving a signal through a receiving antenna; a feedback interference canceling unit for canceling a feedback interference signal sent from the transmitting antenna and received from the signal transmitted from the receiving unit; and a transmitter for transmitting the signal transmitted from the feedback interference canceller to the first wireless communication device and the second wireless communication device through the transmission antenna.

바람직하게는, 상기 궤환 간섭 제거부는, 상기 송신 안테나에서 송출되어 상기 수신 안테나로 유입되는 경로의 채널을 추정하여 궤환 간섭 채널 추정치를 생성하는 채널 추정기; 상기 채널 추정기에서 추정된 궤환 간섭 채널 추정치 및 상기 궤환 간섭 제거부의 출력에 기초하여 궤환 간섭 추정치를 생성하는 선형 조합기; 및 상기 수신부에서 전송된 신호에서 상기 궤환 간섭 추정치를 감산하는 감산기를 포함한다.Preferably, the feedback interference cancellation unit includes: a channel estimator generating a feedback interference channel estimate by estimating a channel of a path transmitted from the transmission antenna and flowing into the reception antenna; a linear combiner for generating a feedback interference estimation value based on the feedback interference channel estimation value estimated by the channel estimator and the output of the feedback interference cancellation unit; and a subtractor for subtracting the estimated feedback interference from the signal transmitted from the receiver.

한편, 본 발명의 일 형태에 따른 무선 중계 방법은, 수신부가 제1 무선 통신 장치로부터 송신된 제1 신호, 제2 무선 통신 장치로부터 송신된 제2 신호, 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 수신 안테나를 통해 수신하는 단계; 상기 수신부에서 전송된 신호에 대해 궤환 간섭 제거부가 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하는 단계; 및 상기 궤환 간섭 제거부에서 전송된 신호를 송신부가 상기 송신 안테나를 통해 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the wireless relay method according to one embodiment of the present invention, the receiver receives a first signal transmitted from a first wireless communication device, a second signal transmitted from a second wireless communication device, and feedback interference transmitted from the transmission antenna and introduced receiving a signal through a receiving antenna; canceling, by a feedback interference cancellation unit, a feedback interference signal transmitted from the transmission antenna and received from the signal transmitted from the reception unit; and transmitting, by a transmitter, the signal transmitted from the feedback interference cancellation unit to the first wireless communication device and the second wireless communication device through the transmission antenna.

바람직하게는, 상기 제거하는 단계는, 상기 송신 안테나에서 송출되어 상기 수신 안테나로 유입되는 경로의 채널을 추정하여 궤환 간섭 채널 추정치를 생성하는 과정; 상기 생성된 궤환 간섭 채널 추정치 및 상기 궤환 간섭 제거부의 출력에 기초하여 궤환 간섭 추정치를 생성하는 과정; 및 상기 수신부에서 전송된 신호에서 상기 궤환 간섭 추정치를 감산하는 과정을 포함한다.Preferably, the removing step includes estimating a channel of a path transmitted from the transmitting antenna and flowing into the receiving antenna to generate a feedback interference channel estimation value; generating a feedback interference estimation value based on the generated feedback interference channel estimation value and the output of the feedback interference cancellation unit; and subtracting the estimated feedback interference from the signal transmitted by the receiver.

본 발명에 따르면, 하나의 수신 전용 안테나와 하나의 송신 전용 안테나를 사용하여 하향/상향 경로 공통으로 수신부, 궤환 간섭 제거부, 송신부를 구현하기 때문에, 종래기술에 따른 도너/서비스 안테나 전환부와 동기신호 발생부가 필요없어, 구조가 간단하면서도 효율적인 시분할 이중화 방식 무선 중계 장치 및 방법을 제공할 수 있는 효과를 가진다.According to the present invention, since a receiving unit, a feedback interference canceling unit, and a transmitting unit are implemented in a common downlink/uplink path using one reception-only antenna and one transmission-only antenna, synchronization with the donor/service antenna switching unit according to the prior art is achieved. Since a signal generating unit is not required, it has an effect of providing a simple and efficient time-division duplex wireless repeater and method.

또한, 본 발명에 따르면, 궤환 간섭 제거부가 송신 안테나에서 송출되어 수신 안테나로 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하기 때문에, 궤환에 의한 발진 현상 없이 항상 안정된 상태로 정제된 기지국 신호와 단말기 신호를 효율적으로 중계할 수 있는 효과를 가진다.In addition, according to the present invention, since the feedback interference cancellation unit removes the feedback interference signal transmitted from the transmission antenna and introduced into the reception antenna, it efficiently relays the base station signal and the terminal signal refined in a stable state without oscillation caused by feedback. have an effect that can

또한, 본 발명에 따르면, 시분할 이중화 방식의 이동통신 서비스에서 역분산, 역다중화, 채널추정, 복호 등의 정보 취득 과정을 수행하지 않고, 또한 주기, 하향구간, 상향구간 등의 변수에 영향을 받지 않고 무선 신호를 중계할 수 있어, 종래기술에 비해 복잡도를 크게 줄여 경제성과 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.In addition, according to the present invention, information acquisition processes such as de-distributing, demultiplexing, channel estimation, and decoding are not performed in a time-division duplex mobile communication service, and are not affected by variables such as period, downlink section, and uplink section. Since the wireless signal can be relayed without having to do so, complexity can be greatly reduced compared to the prior art, and thus economic efficiency and performance can be improved.

도 1은 시분할 이중화 방식을 설명하는 타이밍도이다.
도 2는 종래기술에 따른 시분할 이중화 방식 무선 중계 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치의 수학적 모델을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 중계 장치의 구성도이다.
도 6은 도 5의 디지털 신호 처리기의 상세 구성도이다.
1 is a timing diagram illustrating a time division duplexing method.
2 is a block diagram of a time division duplex wireless repeater according to the prior art.
3 is a configuration diagram of a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a mathematical model of a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a wireless repeater according to a second embodiment of the present invention.
6 is a detailed configuration diagram of the digital signal processor of FIG. 5;

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments. For reference, in the following description, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치(100)는, 기지국(제1 무선 통신 장치)으로부터 송신된 하향 신호(제1 신호) 및 단말기(제2 무선 통신 장치)로부터 송신된 상향 신호(제2 신호)를 수신하기 위한 수신 안테나(ANT1), 수신 안테나(ANT1)를 통해 수신된 신호 중 중계할 신호의 주파수 성분을 선택적으로 증폭하는 수신부(110), 수신부(110)에서 전달된 신호에서 송신 안테나(ANT2)로부터 유입된 궤환 간섭을 제거하는 궤환 간섭 제거부(150), 궤환 간섭 제거부(150)에서 전달된 신호의 전력을 증폭하는 송신부(190), 송신부(190)에서 증폭된 신호를 단말기 및 기지국으로 송출하는 송신 안테나(ANT2) 등을 포함한다.Referring to FIG. 3, the wireless repeater 100 according to the first embodiment of the present invention includes a downlink signal (first signal) transmitted from a base station (first wireless communication apparatus) and a terminal (second wireless communication apparatus) A receiving antenna ANT1 for receiving an upward signal (second signal) transmitted from the receiving antenna ANT1, a receiving unit 110 for selectively amplifying a frequency component of a signal to be relayed among signals received through the receiving antenna ANT1, and a receiving unit 110 A feedback interference cancellation unit 150 that removes the feedback interference introduced from the transmission antenna ANT2 in the signal transmitted from ), a transmission unit 190 that amplifies the power of the signal transmitted from the feedback interference cancellation unit 150, and a transmission unit ( 190) includes a transmission antenna (ANT2) for transmitting the amplified signal to the terminal and the base station.

본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기지국 및 단말기 양방향으로 향하는 두 개의 안테나, 즉 수신 전용 안테나(ANT1)와 송신 전용 안테나(ANT2)를 구비하여, 시간을 분할하여 동작하지 않고, 수신 안테나(ANT1)는 항상 기지국에서 전송되는 신호(하향 신호)와 단말기에서 전송되는 신호(상향 신호)를 수신하고, 송신 안테나(ANT2)는 수신 안테나(ANT1)에서 수신된 신호를 증폭하여 항상 단말기 및 기지국으로 송신한다.As shown in FIG. 3, the wireless repeater 100 according to the first embodiment of the present invention includes two antennas directed in both directions between the base station and the terminal, that is, a reception-only antenna ANT1 and a transmission-only antenna ANT2. The receiving antenna ANT1 always receives the signal transmitted from the base station (downlink signal) and the signal transmitted from the terminal (uplink signal), and the transmitting antenna ANT2 does not operate by dividing the time. ANT1) amplifies the received signal and always transmits it to the terminal and base station.

이 과정에서 송신 안테나(ANT2)로부터 송출된 신호의 일부는 수신 안테나(ANT1)로 다시 유입되고, 그 결과 수신 안테나(ANT1)는 기지국으로부터 송신된 하향 신호, 단말기로부터 송신된 상향 신호, 및 송신 안테나(ANT2)에서 송출되어 수신 안테나(ANT1)로 유입된 궤환 신호를 모두 수신하게 된다.In this process, a part of the signal transmitted from the transmitting antenna ANT2 is introduced back to the receiving antenna ANT1, and as a result, the receiving antenna ANT1 transmits the downlink signal transmitted from the base station, the uplink signal transmitted from the terminal, and the transmit antenna. All of the feedback signals transmitted from ANT2 and introduced into the receiving antenna ANT1 are received.

이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치(100)는, 기지국으로부터 송신된 하향 신호, 단말기로부터 송신된 상향 신호, 송신 안테나(ANT2)에서 송출되어 수신 안테나(ANT1)로 유입된 궤환 신호를 수신부(110)에서 증폭한 후, 궤환 간섭 제거부(150)가 송신 안테나(ANT2)에서 송출되어 수신 안테나(ANT1)로 유입된 궤환 신호를 제거하여, 기지국으로부터 송신된 하향 신호 또는 단말기로부터 송신된 상향 신호만 추출하고, 송신부(190)는 궤환 간섭 제거부(150)로부터 전송된 신호(기지국의 하향 신호 또는 단말기의 상향 신호)의 전력을 증폭하여 송신 안테나(ANT2)를 통해 단말기 및 기지국으로 송신한다.Therefore, as shown in FIG. 3, the wireless repeater 100 according to the first embodiment of the present invention receives the downlink signal transmitted from the base station and the uplink signal transmitted from the terminal through the transmission antenna ANT2. After the feedback signal flowing into the antenna ANT1 is amplified by the receiving unit 110, the feedback interference cancellation unit 150 removes the feedback signal transmitted from the transmitting antenna ANT2 and flowing into the receiving antenna ANT1, so that the base station Extracts only the downlink signal transmitted from the terminal or the uplink signal transmitted from the terminal, and the transmitter 190 amplifies the power of the signal (downlink signal of the base station or uplink signal of the terminal) transmitted from the feedback interference cancellation unit 150 to obtain a transmit antenna It is transmitted to the terminal and the base station through (ANT2).

앞서 설명한 바와 같이, 시분할 이중화(TDD; Time Division Duplexing) 방식에서는 하향 신호가 송출되는 하향구간(TDL)동안에는 상향 신호가 송출되지 않고 상향 신호가 송출되는 상향구간(TUL)동안에는 하향 신호가 송출되지 않기 때문에, 수신 안테나(ANT1)는 하향/상향구간에 따라 기지국의 하향 신호와 단말기의 상향 신호 중 하나의 신호만을 수신하게 된다.As described above, in the time division duplexing (TDD) method, an uplink signal is not transmitted during a downlink period (T DL ) in which a downlink signal is transmitted, and a downlink signal is transmitted during an uplink period (T UL ) in which an uplink signal is transmitted. Therefore, the receiving antenna ANT1 receives only one of the downlink signal of the base station and the uplink signal of the terminal according to the downlink/uplink section.

그러므로, 본 발명의 제1 실시예에서 궤환 간섭 제거부(150)는 하향 신호가 상향 신호에 주는 간섭 및/또는 상향 신호가 하향 신호에 주는 간섭으로 인한 신호의 열화를 방지하기 위한 목적 보다는, 물리적으로 형성된 "수신 안테나(ANT1) - 수신부(110) - 송신부(190) - 송신 안테나(ANT2)"의 폐루프(Closed Loop) 루프 증폭도(Loop Gain)를 감소시켜 동작을 안정화하기 위함이다. 즉, 궤환 간섭 제거부(150)는 송신 안테나(ANT2)에서 송출된 신호가 다시 수신 안테나(ANT1)로 유입되는 궤환 간섭을 제거하여, 기지국 신호와 단말기 신호의 품질을 보호하기 위함이다.Therefore, in the first embodiment of the present invention, the feedback interference cancellation unit 150 is designed to prevent signal deterioration due to interference of a downlink signal to an uplink signal and/or interference of an uplink signal to a downlink signal. This is to stabilize the operation by reducing the closed loop loop gain of the “receiving antenna (ANT1) - receiving unit 110 - transmitting unit 190 - transmitting antenna (ANT2)”. That is, the feedback interference cancellation unit 150 is to protect the quality of the base station signal and the terminal signal by removing the feedback interference of the signal transmitted from the transmission antenna ANT2 and flowing back to the reception antenna ANT1.

도 4는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 중계 장치의 원리를 설명하기 위하여 도 3의 장치를 수학적 모델로 나타낸 것이다.FIG. 4 shows the device of FIG. 3 as a mathematical model to explain the principle of the wireless relay device according to the first embodiment of the present invention.

여기서, GRX는 수신부(110)의 증폭도이고, GTX은 송신부(190)의 증폭도이며, h21(t)은 송신 안테나(ANT2)와 수신 안테나(ANT1) 사이의 채널 임펄스 응답(Channel Impulse Response)이고, i21(t)은 송신 안테나(ANT2)에서 수신 안테나(ANT1)로 유입된 궤환 간섭 신호이다. 그리고, sDL(t)는 기지국의 송출 신호이고, sUL(t)는 단말기의 송출 신호이며, y(t)는 송신 안테나(ANT2)의 송출 신호이다. 그리고, r(t)는 궤환 간섭 제거부(150)의 입력 신호이고, x(t)는 궤환 간섭 제거부(150)의 출력 신호이며,

Figure pat00001
F(t)는 궤환 간섭 채널의 임펄스 응답에 대한 추정치이고,
Figure pat00002
F(t)는 궤환 간섭 추정치이다. 그리고, δ(t)는 단위 임펄스 함수(Unit Impulse Function)이고, τRX는 수신부(110)의 시간 지연치이다.Here, G RX is the amplification degree of the receiver 110, G TX is the amplification degree of the transmitter 190, h 21 (t) is the channel impulse response between the transmit antenna (ANT2) and the receive antenna (ANT1) ), and i 21 (t) is a feedback interference signal introduced from the transmission antenna ANT2 to the reception antenna ANT1. Further, s DL (t) is a transmission signal of the base station, s UL (t) is a transmission signal of the terminal, and y (t) is a transmission signal of the transmit antenna (ANT2). Then, r(t) is an input signal of the feedback interference cancellation unit 150, x(t) is an output signal of the feedback interference cancellation unit 150,
Figure pat00001
F (t) is an estimate of the impulse response of the feedback interference channel,
Figure pat00002
F (t) is the feedback interference estimate. And, δ(t) is a unit impulse function, and τ RX is a time delay value of the receiver 110.

참고로, 본 설명은 서비스에 사용되는 선택된 신호대역에 국한한 것이므로, 대역여파(band-pass filtering) 기능은 생략한다. 그리고, 설명의 편의상 주기(T), 하향구간(TDL) 및 상향구간(TUL)은 각각 일정한 값을 갖는다고 가정한다.For reference, since this description is limited to the selected signal band used for service, the band-pass filtering function is omitted. And, for convenience of description, it is assumed that the period T, the downlink period T DL , and the uplink period T UL each have a constant value.

우선, 송신부(190)에서 송출되는 신호 y(t)는 하기 수식 1과 같이 표현될 수 있다.First, the signal y(t) transmitted from the transmitter 190 can be expressed as Equation 1 below.

[수식 1][Formula 1]

y(t) = GTX x(t)y(t) = GTX x(t)

그리고, 궤환 간섭 제거부(150)의 출력 신호 x(t) 및 입력 신호 r(t)는 하기 수식 2 및 3과 같이 표현될 수 있다. 여기서, ν(t)는 수신부(110) 입력에 대한 열잡음이고, 연산자 *는 컨볼루션(Convolution) 연산자이다.Also, the output signal x(t) and the input signal r(t) of the feedback interference cancellation unit 150 can be expressed as Equations 2 and 3 below. Here, ν(t) is thermal noise for the input of the receiver 110, and operator * is a convolution operator.

[수식 2][Formula 2]

x(t) = r(t) -

Figure pat00003
F(t)x(t) = r(t) -
Figure pat00003
F (t)

[수식 3][Formula 3]

r(t) = GRX [sDL(t) + sUL(t) + ν(t) + i21(t)] * δ(t-τRX)r(t) = G RX [s DL (t) + s UL (t) + ν(t) + i 21 (t)] * δ(t-τ RX )

궤환 간섭 제거부(150)의 출력 x(t)가 궤환 간섭 제거부(150)의 입력 r(t)로 궤환되는 경로는 송신 안테나(ANT2)에서 송출된 신호가 수신 안테나(ANT1)로 유입되는 궤환 경로에 의해 형성되므로, 궤환 간섭 채널의 임펄스 응답 hF(t)는 하기 수식 4와 같이 표현될 수 있다.The path where the output x(t) of the feedback interference cancellation unit 150 is fed back to the input r(t) of the feedback interference cancellation unit 150 is the path through which the signal transmitted from the transmission antenna ANT2 flows into the reception antenna ANT1. Since it is formed by the feedback path, the impulse response h F (t) of the feedback interference channel can be expressed as Equation 4 below.

[수식 4][Formula 4]

hF(t) = GTX GRX * δ(t-τRX) * h21(t)h F (t) = G TX G RX * δ(t-τ RX ) * h 21 (t)

여기서, 궤환 간섭 채널에 대한 추정오차를 ε(t)라 하면, 궤환 간섭 제거부(150)에서 추정된 궤환 간섭 채널의 임펄스 응답 추정치

Figure pat00004
F(t)는 하기 수식 5와 같이 표현될 수 있다.Here, if the estimation error for the feedback interference channel is ε(t), the estimated impulse response of the feedback interference channel estimated by the feedback interference cancellation unit 150
Figure pat00004
F (t) can be expressed as in Equation 5 below.

[수식 5][Formula 5]

Figure pat00005
F(t) = hF(t) + ε(t)
Figure pat00005
F (t) = h F (t) + ε(t)

그리고, 궤환 간섭 iF(t)(즉, i21(t))와 궤환 간섭 추정치

Figure pat00006
F(t)는 각각 하기 수식 6 및 7과 같이 표현될 수 있다.And, the feedback interference i F (t) (i.e., i 21 (t)) and the estimated feedback interference
Figure pat00006
F (t) can be expressed as Equations 6 and 7, respectively.

[수식 6][Formula 6]

iF(t) = x(t) * hF(t)i F (t) = x(t) * h F (t)

[수식 7][Formula 7]

Figure pat00007
F(t) = x(t) *
Figure pat00008
F(t)
Figure pat00007
F (t) = x(t) *
Figure pat00008
F (t)

그러므로, 상기 수식 2 내지 7로부터 궤환 간섭 제거부(150)의 출력 신호 x(t)는 하기 수식 8과 같이 정리될 수 있다.Therefore, the output signal x(t) of the feedback interference cancellation unit 150 from Equations 2 to 7 above can be arranged as Equation 8 below.

[수식 8][Formula 8]

x(t) = GRX [sDL(t-τRX) + sUL(t-τRX) + ν(t-τRX)] - x(t) * ε(t)x(t) = G RX [s DL (t-τ RX ) + s UL (t-τ RX ) + ν(t-τ RX )] - x(t) * ε(t)

따라서, 송신부(190)에서 송출되는 신호 y(t)는 상기 수식 1 및 8로부터 하기 수식 9와 같이 정리될 수 있다.Therefore, the signal y(t) transmitted from the transmitter 190 can be arranged as shown in Equation 9 below from Equations 1 and 8 above.

[수식 9][Formula 9]

y(t) = GTX GRX [sDL(t-τRX) + sUL(t-τRX) + ν(t-τRX)] - GTX x(t) * ε(t)y(t) = G TX G RX [s DL (t-τ RX ) + s UL (t-τ RX ) + ν(t-τ RX )] - G TX x(t) * ε(t)

그런데, 시분할 이중화(TDD) 방식에서는 기지국 신호 sDL(t)와 단말기 신호 sUL(t)가 동시에 존재하지 않으므로, 송신부(190)의 송출 신호는 하향구간(TDL)일 경우 하기 수식 10과 같이, 상향구간(TUL)일 경우 하기 수식 11과 같이 정리될 수 있다.However, in the time division duplex (TDD) scheme, since the base station signal s DL (t) and the terminal signal s UL (t) do not exist at the same time, when the transmission signal of the transmitter 190 is in the downlink section (T DL ), Equation 10 and Likewise, in the case of the uplink section (T UL ), it can be arranged as in Equation 11 below.

[수식 10][Equation 10]

y(t) = GTX GRX [sDL(t-τRX) + ν(t-τRX)] - GTX x(t) * ε(t) [하향구간]y(t) = G TX G RX [s DL (t-τ RX ) + ν(t-τ RX )] - G TX x(t) * ε(t) [Descent section]

[수식 11][Equation 11]

y(t) = GTX GRX [sUL(t-τRX) + ν(t-τRX)] - GTX x(t) * ε(t) [상향구간]y(t) = G TX G RX [s UL (t-τ RX ) + ν(t-τ RX )] - G TX x(t) * ε(t) [Upward]

따라서, 안테나 전환부와 동기신호 발생부가 없더라도 상향/하향 구분없이 궤환 간섭 제거부(150) 하나만 사용하여 궤환 간섭 없이 안정한 상태에서 중계기능을 수행할 수 있다.Therefore, even if there is no antenna switching unit and synchronization signal generator, the relaying function can be performed in a stable state without feedback interference by using only one feedback interference cancellation unit 150 regardless of uplink/downlink.

상기 수식 1 내지 11은 연속시간(continuous time) 신호 및 시스템으로 표현하였으나, 무선 중계 장치는 서비스 대역이 정해진 대역제한 시스템이므로 궤환 간섭 제거부(150)를 포함한 신호처리의 일부는 디지털 신호 처리기(DSP; Digital Signal Processor)로 구현될 수 있다.Equations 1 to 11 are expressed as continuous time signals and systems, but since the wireless repeater is a band-limited system in which the service band is determined, part of the signal processing including the feedback interference cancellation unit 150 is performed by a digital signal processor (DSP). ; Digital Signal Processor).

또한, 궤환 채널 hpq(t)(여기서 p=2, q=1)는 전파의 전파경로상에 존재하는 산란체와 반사체 등으로 형성되므로 인과시스템(causal system)이며 시간이 지남에 따라 전력이 소멸되는 시스템이다. 즉, t<0에서, 그리고 t→Δ 이면 hpq(t) = 0이다. 따라서, 궤환 간섭 제거부(150)를 구현함에 있어서 유효채널구간을 Tpq라 하면 채널 추정치

Figure pat00009
pq(t)는 0 < t < Tpq에 대해서만 추정한다. 유효채널구간은 다양한 기준으로 결정할 수 있으며, 예를 들면 t > Tpq 동안 |εDL(t)|2 >> |hpq(t)|2 인 Tpq일 수 있다.In addition, the feedback channel h pq (t) (here p=2, q=1) is a causal system because it is formed by scatterers and reflectors that exist on the propagation path of radio waves, and power increases over time. It is a dying system. That is, at t<0, and if t→Δ, h pq (t) = 0. Therefore, in implementing the feedback interference cancellation unit 150, if the effective channel interval is T pq , the channel estimate
Figure pat00009
pq (t) is estimated only for 0 < t < T pq . The effective channel interval can be determined by various criteria, for example |ε DL (t)| while t > T pq 2 >> |h pq (t)| It may be T pq which is 2 .

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 중계 장치의 구성도이다. 참고로, 본 발명의 제2 실시예는 전술한 본 발명의 제1 실시예를 보다 구체적으로 구현한 것이다.5 is a configuration diagram of a wireless repeater according to a second embodiment of the present invention. For reference, the second embodiment of the present invention more specifically implements the first embodiment of the present invention described above.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 중계 장치(200)는, 기지국(제1 무선 통신 장치)으로부터 송신된 하향 신호(제1 신호) 및 단말기(제2 무선 통신 장치)로부터 송신된 상향 신호(제2 신호)를 수신하기 위한 수신 안테나(ANT1), 수신 안테나(ANT1)를 통해 수신된 신호를 신호처리에 적절하게 증폭시키는 가변 이득 증폭기(210), 가변 이득 증폭기(210)에서 증폭된 신호를 대역 여파기(Band Pass Filter)와 AD 변환기(Analog to Digital Conversion)가 처리가능한 주파수 대역으로 변환(천이)시키는 제1 주파수 변환기(220), 제1 주파수 변환기(220)에서 전달된 신호 중 중계할 서비스 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키는 제1 대역 여파기(230), 제1 대역 여파기(230)에서 출력된 아날로그 신호를 표본화(Sampling) 및 양자화(Quantization)하여 디지털 신호로 변환하는 AD 변환기(240), AD 변환기(240)에서 출력된 디지털 신호에서 송신 안테나(ANT2)로부터 유입된 궤환 간섭을 제거하는 디지털 신호 처리기(250), 디지털 신호 처리기(250)에서 출력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 DA 변환기(260), DA 변환기(260)에서 전달된 아날로그 신호 중 불필요한 주파수 대역의 신호를 제거하는 제2 대역 여파기(270), 제2 대역 여파기(270)를 통과한 신호를 다시 원래의 수신된 주파수 대역으로 변환시키는 제2 주파수 변환기(280), 제2 주파수 변환기(280)에서 주파수 변환된 신호의 전력을 증폭시키는 전력 증폭기(290), 전력 증폭기(290)에서 증폭된 신호를 단말기 및 기지국으로 송출하는 송신 안테나(ANT2) 등을 포함하여, 기지국에서 단말기로의 하향 경로 및 단말기에서 기지국으로의 상향 경로에 대한 무선 중계 기능을 수행한다.Referring to FIG. 5 , the wireless repeater 200 according to the second embodiment of the present invention includes a downlink signal (first signal) transmitted from a base station (first wireless communication apparatus) and a terminal (second wireless communication apparatus) A receiving antenna (ANT1) for receiving the uplink signal (second signal) transmitted from the receiving antenna (ANT1), a variable gain amplifier 210 for appropriately amplifying the signal received through the receiving antenna (ANT1) for signal processing, and a variable gain amplifier (210) ), the first frequency converter 220 converts (transitions) the amplified signal into a frequency band that can be processed by a band pass filter and an AD converter (Analog to Digital Conversion), and is transmitted in the first frequency converter 220 The first band filter 230 selectively passes the signal of the service frequency band to be relayed among the transmitted signals, and converts the analog signal output from the first band filter 230 into a digital signal through sampling and quantization. AD converter 240, digital signal processor 250, which removes the feedback interference introduced from the transmission antenna (ANT2) in the digital signal output from the AD converter 240, digital signal output from the digital signal processor 250 A DA converter 260 that converts into an analog signal, a second band filter 270 that removes signals in an unnecessary frequency band among analog signals transferred from the DA converter 260, and a signal that has passed through the second band filter 270 The second frequency converter 280 converts back to the original received frequency band, the power amplifier 290 amplifies the power of the signal frequency-converted by the second frequency converter 280, and the signal amplified by the power amplifier 290 Including a transmit antenna (ANT2) for transmitting to the terminal and the base station, a radio relay function is performed for the down path from the base station to the terminal and the up path from the terminal to the base station.

참고로, 상기 아날로그 신호 처리 과정 중 일부는 아날로그 신호 처리기와 디지털 신호 처리기가 나누어 처리하거나 어느 한 쪽으로 옮겨 질 수도 있다. 예를 들면, 대역통과필터 기능의 경우 도 5의 실시예에서는 아날로그 필터를 사용하는 대역 여파기로 구현되었으나, 또 다른 구현 형태로서 아날로그 필터는 엘리어싱(aliasing) 성분만 제거하고 디지털 신호 처리기에서 서비스 대역을 선택하는 대역여파 처리를 할 수도 있다. 그리고, 전술한 각 처리 과정에서 시간지연이 발생하는데, 일반적으로는 대역통과필터에서 가장 많은 시간지연이 발생한다.For reference, some of the analog signal processing processes may be processed separately by an analog signal processor and a digital signal processor, or may be moved to either one. For example, in the case of the band pass filter function, in the embodiment of FIG. 5, it is implemented as a band filter using an analog filter, but as another implementation form, the analog filter removes only the aliasing component and uses the service band in the digital signal processor. It is also possible to perform a band filtering process that selects . In addition, time delay occurs in each of the above-described processing processes, and in general, the most time delay occurs in the band pass filter.

도 6은 도 5의 디지털 신호 처리기의 상세 구성도이다.6 is a detailed configuration diagram of the digital signal processor of FIG. 5;

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 신호 처리기(250)는, 궤환 간섭 채널(h F)을 추정하여 궤환 간섭 채널 추정치(

Figure pat00010
F)를 생성하는 채널 추정기(250a), 채널 추정기(250a)에서 추정된 궤환 간섭 채널 추정치(
Figure pat00011
F)에 따라 디지털 신호 처리기(250)의 출력(x)을 조합하여 궤환 간섭 추정치(
Figure pat00012
F)를 생성하는 선형 조합기(250b), AD 변환기(240)로부터의 입력 신호(r)에서 선형 조합기(250b)에서 추정된 궤환 간섭 추정치(
Figure pat00013
F)를 감산하는 감산기(250c) 등을 포함한다.As shown in FIG. 6, the digital signal processor 250 according to an embodiment of the present invention estimates the feedback interference channel ( h F ) to obtain a feedback interference channel estimation value (
Figure pat00010
The channel estimator 250a that generates F ), the estimated feedback interference channel estimate from the channel estimator 250a (
Figure pat00011
According to F ), the feedback interference estimation value (
Figure pat00012
The linear combiner 250b that generates F ), the estimated feedback interference estimate in the linear combiner 250b from the input signal r from the AD converter 240 (
Figure pat00013
and a subtractor 250c that subtracts F ).

이를 상술하면, AD 변환기(240)는 매 TS 시간간격으로 표본화된 이산시간신호(discrete time signal) r(n)을 디지털 신호 처리기(250)로 전송한다. 그러면, 채널 추정기(250a)는 AD 변환기(240)의 출력 r(n) 및 디지털 신호 처리기(250)의 출력 x(n)을 기초로 궤환 간섭 채널 추정치

Figure pat00014
F(n)를 생성하고, 선형 조합기(250b)는 채널 추정기(250a)에서 생성된 궤환 간섭 채널 추정치
Figure pat00015
F(n)를 가중상수로 이용하여 디지털 신호 처리기(250)의 출력 x(n) 및 그 과거 값(x(n-1), x(n-2), ... )을 조합하여 궤환 간섭 추정치
Figure pat00016
F(n)을 생성하며, 감산기(250c)는 AD 변환기(240)로부터의 입력 r(n)에서 궤환 간섭 추정치
Figure pat00017
F(n)을 감산하여 x(n)을 출력한다.In detail, the AD converter 240 transmits a discrete time signal r(n) sampled at every T S time interval to the digital signal processor 250. Then, the channel estimator 250a estimates the feedback interference channel based on the output r(n) of the AD converter 240 and the output x(n) of the digital signal processor 250
Figure pat00014
F (n) is generated, and the linear combiner 250b is the feedback interference channel estimate generated by the channel estimator 250a
Figure pat00015
Feedback interference by combining the output x(n) of the digital signal processor 250 and its past values (x(n-1), x(n-2), ...) using F (n) as a weighting constant estimate
Figure pat00016
Subtractor
250c produces F (n), the feedback interference estimate at input r(n) from AD converter 240
Figure pat00017
Subtract F (n) to output x(n).

전치행렬(transpose)을 위첨자 T로, 그리고 켤레전치행렬(conjugate transpose)을 위첨자 H로 나타내어, 상기 처리 과정을 수식화하면 다음과 같다.If the transpose is expressed as a superscript T and the conjugate transpose as a superscript H, the above process is formulated as follows.

우선, 감산기(250c)의 출력 x(n)은 하기 수식 12와 같이 표현될 수 있으며, 궤환 간섭 추정치

Figure pat00018
F(n)는 선형 조합기(250b)에서 궤환 간섭 채널 추정치 벡터
Figure pat00019
F(n)와 디지털 신호 처리기(250)의 출력 벡터 x(n)를 연산하여, 예컨대 내적(inner product)을 산출하여 얻을 수 있다.First, the output x(n) of the subtractor 250c can be expressed as Equation 12 below, and the feedback interference estimate
Figure pat00018
F (n) is a feedback interference channel estimation vector in the linear combiner 250b
Figure pat00019
It can be obtained by calculating F (n) and the output vector x (n) of the digital signal processor 250 to calculate, for example, an inner product.

[수식 12][Equation 12]

x(n) = r(n) -

Figure pat00020
F(n)x(n) = r(n) -
Figure pat00020
F (n)

= r(n) -

Figure pat00021
F H(n)x(n)= r(n) -
Figure pat00021
F H (n) x (n)

여기서, 궤환 간섭 채널 추정치 벡터

Figure pat00022
F(n)은 하기 수식 13과 같이 크기가 N×1인 행렬로 표현될 수 있으며, 디지털 신호 처리기(250)의 출력 벡터 x(n)도 마찬가지로 하기 수식 14와 같이 크기가 N×1인 행렬로 표현될 수 있다. 여기서, 행렬의 길이 N은
Figure pat00023
F(t)의 유효채널구간을 기준으로 정해질 수 있다. 예컨대, h21(t)의 유효 채널 길이에 의해 결정될 수 있다.Here, the feedback interference channel estimate vector
Figure pat00022
F (n) can be expressed as a matrix of size N × 1 as shown in Equation 13 below, and the output vector x (n) of the digital signal processor 250 is also a matrix of size N × 1 as shown in Equation 14 below. can be expressed as Here, the length N of the matrix is
Figure pat00023
It can be determined based on the effective channel interval of F (t). For example, it may be determined by the effective channel length of h 21 (t).

[수식 13][Equation 13]

Figure pat00024
F(n) = [
Figure pat00025
F.N-1(n)
Figure pat00026
F.N-2(n) ...
Figure pat00027
F.0(n)]T
Figure pat00024
F (n) = [
Figure pat00025
FN-1 (n)
Figure pat00026
FN-2 (n) ...
Figure pat00027
F.0 (n)] T

[수식 14][Equation 14]

x(n) = [x(n-N+1) x(n-N+2) ... x(n)]T x (n) = [x(n-N+1) x(n-N+2) ... x(n)] T

채널추정기능에 있어서, 궤환 채널은 시변 채널(Time Varying Channel)이므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 추정기는 LMS(Least Mean Square) 알고리즘, RLS(Recursive Least Square) 알고리즘, GN(Gauss-Newton) 알고리즘 등의 적응 알고리즘을 사용하는 적응형 필터(Adaptive Filter)로 구현되며, 이를 일반화하여 수식으로 표현하면 하기 수식 15와 같다.In the channel estimation function, since the feedback channel is a time varying channel, the channel estimator according to a preferred embodiment of the present invention uses the LMS (Least Mean Square) algorithm, RLS (Recursive Least Square) algorithm, and GN (Gauss-Newton) ) is implemented as an adaptive filter using an adaptive algorithm such as the algorithm.

[수식 15][Equation 15]

Figure pat00028
(n+1) =
Figure pat00029
(n) + Ψ{h(n),α(n),β(n),γ(n)}
Figure pat00028
(n+1) =
Figure pat00029
(n) + Ψ { h (n), α (n), β (n), γ (n)}

여기서, Ψ{h(n),α(n),β(n),γ(n)}은 추정치

Figure pat00030
(n)을 개선하기 위한 조정치로서 LSM, RLS, GN 등 적용되는 알고리즘에 의해 결정되는 함수이다. 여기서, α(n)은 입력신호, 예컨대 r(n)과 그 과거 값(r(n-1), r(n-2), ... )일 수 있고, β(n)은 선형조합에 기여하는 표본, 예컨대 x(n)과 그 과거 값(x(n-1), x(n-2), ... )일 수 있으며, γ(n)은 오차성분을 포함한 감산결과, 예컨대 x(n)과 그 과거 값일 수 있다.where Ψ { h (n), α (n), β (n), γ (n)} is the estimate
Figure pat00030
As an adjustment value to improve (n), it is a function determined by an applied algorithm such as LSM, RLS, or GN. Here, α (n) can be an input signal, such as r (n) and its past values (r (n-1), r (n-2), ...), and β (n) is It can be a contributing sample, eg x(n) and its past values (x(n-1), x(n-2), ...), and γ (n) is a subtraction result including an error component, eg x (n) and its past value.

즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 채널 추정기는 현재의 채널 추정치

Figure pat00031
(n)를 적용하여 간섭 성분을 제거한 후 그 결과로서 발생된 오차를 기반으로 현재의 추정치를 조정하여
Figure pat00032
(n+1)을 산출한다.That is, the channel estimator according to the preferred embodiment of the present invention is the current channel estimate
Figure pat00031
After removing the interference component by applying (n), the current estimate is adjusted based on the resulting error.
Figure pat00032
yields (n+1).

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징들을 변경하지 않고서 다른 구체적인 다양한 형태로 실시할 수 있는 것이므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains can implement it in various other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. The embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not restrictive.

그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of the present invention is specified by the claims to be described later rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. should be interpreted as

Claims (6)

무선 중계 장치로서,
제1 무선 통신 장치로부터 송신된 제1 신호, 제2 무선 통신 장치로부터 송신된 제2 신호, 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 수신 안테나를 통해 수신하는 수신부;
상기 수신부에서 전송된 신호에 대해 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하는 궤환 간섭 제거부; 및
상기 궤환 간섭 제거부에서 전송된 신호를 상기 송신 안테나를 통해 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치로 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 장치.
As a wireless repeater,
a receiver configured to receive a first signal transmitted from a first wireless communication device, a second signal transmitted from a second wireless communication device, and a feedback interference signal transmitted from a transmitting antenna and received through a receiving antenna;
a feedback interference canceling unit for canceling a feedback interference signal sent from the transmitting antenna and received from the signal transmitted from the receiving unit; and
and a transmitter for transmitting the signal transmitted from the feedback interference cancellation unit to the first wireless communication device and the second wireless communication device through the transmission antenna.
제1항에 있어서,
상기 궤환 간섭 제거부는 상기 송신부의 증폭도, 상기 송신 안테나와 상기 수신 안테나 사이의 채널, 상기 수신부의 증폭도에 기초하여 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 추정하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 장치.
According to claim 1,
The feedback interference cancellation unit estimates the feedback interference signal transmitted from the transmission antenna and received based on the amplification degree of the transmission unit, the channel between the transmission antenna and the reception antenna, and the amplification degree of the reception unit. .
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 궤환 간섭 제거부는,
상기 송신 안테나에서 송출되어 상기 수신 안테나로 유입되는 경로의 채널을 추정하여 궤환 간섭 채널 추정치를 생성하는 채널 추정기;
상기 채널 추정기에서 추정된 궤환 간섭 채널 추정치 및 상기 궤환 간섭 제거부의 출력에 기초하여 궤환 간섭 추정치를 생성하는 선형 조합기; 및
상기 수신부에서 전송된 신호에서 상기 궤환 간섭 추정치를 감산하는 감산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 장치.
According to claim 1 or 2,
The feedback interference cancellation unit,
a channel estimator for generating a feedback interference channel estimate by estimating a channel of a path transmitted from the transmission antenna and flowing into the reception antenna;
a linear combiner for generating a feedback interference estimation value based on the feedback interference channel estimation value estimated by the channel estimator and the output of the feedback interference cancellation unit; and
and a subtractor for subtracting the estimated feedback interference from the signal transmitted from the receiver.
제3항에 있어서,
상기 채널 추정기는 상기 수신부에서 전송된 신호 및 상기 궤환 간섭 제거부에서 출력된 신호를 입력으로 하는 적응형 필터(Adaptive Filter)로 구현되는 것을 특징으로 하는 무선 중계 장치.
According to claim 3,
The channel estimator is implemented as an adaptive filter that takes the signal transmitted from the receiver and the signal output from the feedback interference canceller as inputs.
무선 중계 방법으로서,
수신부가 제1 무선 통신 장치로부터 송신된 제1 신호, 제2 무선 통신 장치로부터 송신된 제2 신호, 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 수신 안테나를 통해 수신하는 단계;
상기 수신부에서 전송된 신호에 대해 궤환 간섭 제거부가 상기 송신 안테나에서 송출되어 유입된 궤환 간섭 신호를 제거하는 단계; 및
상기 궤환 간섭 제거부에서 전송된 신호를 송신부가 상기 송신 안테나를 통해 상기 제1 무선 통신 장치 및 상기 제2 무선 통신 장치로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 방법.
As a wireless relay method,
receiving, by a receiving unit, a first signal transmitted from a first wireless communication device, a second signal transmitted from a second wireless communication device, and a feedback interference signal transmitted from the transmission antenna and received through a reception antenna;
canceling, by a feedback interference cancellation unit, a feedback interference signal transmitted from the transmission antenna and received from the signal transmitted from the reception unit; and
and transmitting, by a transmitter, the signal transmitted from the feedback interference cancellation unit to the first wireless communication device and the second wireless communication device through the transmission antenna.
제5항에 있어서,
상기 제거하는 단계는,
상기 송신 안테나에서 송출되어 상기 수신 안테나로 유입되는 경로의 채널을 추정하여 궤환 간섭 채널 추정치를 생성하는 과정;
상기 생성된 궤환 간섭 채널 추정치 및 상기 궤환 간섭 제거부의 출력에 기초하여 궤환 간섭 추정치를 생성하는 과정; 및
상기 수신부에서 전송된 신호에서 상기 궤환 간섭 추정치를 감산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 방법.
According to claim 5,
The step of removing is
generating a feedback interference channel estimation value by estimating a channel of a path transmitted from the transmission antenna to the reception antenna;
generating a feedback interference estimation value based on the generated feedback interference channel estimation value and the output of the feedback interference cancellation unit; and
and subtracting the estimated feedback interference from the signal transmitted by the receiver.
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