KR102019145B1 - Apparatus for Remove of PIMD Using by System Synchronization - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시스템 동기화를 이용한 PIMD 제거장치 및 방법에 관한 것으로, 기지국 이나 중계기 출력단에서 실제신호에 PIMD신호가 합성되어 입력될 때, 다운링크(Tx) 신호로부터 가상 PIMD 신호를 생성하고, 이를 이용하여 업링크(Rx)신호에 포함된 PIMD성분을 제거하며, PIMD 제거 후 남은 노이즈를 오실레이터에서 발생된 시스템 클럭에 각 부의 신호를 동기화 시키므로 PIMD신호를 완전히 제거하도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to an apparatus and method for removing PIMD using system synchronization. When a PIMD signal is synthesized and input to a real signal at a base station or a repeater output terminal, a virtual PIMD signal is generated from a downlink (Tx) signal. The purpose is to completely remove the PIMD signal by removing the PIMD component included in the uplink (Rx) signal and synchronizing each part signal to the system clock generated by the oscillator after removing the PIMD.
Description
본 발명은 중계기의 PIMD 제거에 관한 것으로, 이동통신 기지국이나 중계기 출력단의 안테나 분기를 위한 수동소자(Divider) 또는 동축케이블(Coaxial cable)에서 신호합성으로 발생하는 수동 상호 변조 왜곡(PIMD : Passive Inter Modulation Distortion) 성분을 제거하는 시스템 동기화를 이용한 PIMD 제거장치 에 관한 것이다. The present invention relates to PIMD removal of a repeater, and passive intermodulation distortion (PIMD) generated by signal synthesis in a passive device or a coaxial cable for antenna branching of a mobile communication base station or repeater output terminal. The present invention relates to a PIMD removal device using system synchronization to remove distortion components.
최근, 무선 이동통신의 다변화 및 기술 다양성으로 발전하고 있다. 이에 무선 통신 기술의 발전 양상에 다중밴드 서비스(Multi-Band Service)로 무선 환경 성능 개선이나 데이터 처리속도 증가 등의 기술적 요소 증대로 이어지고 있다. 다중밴드 서비스 에서의 다양한 주파수 환경에서 신호의 합성으로 인한 불요파 발생이나 예기치 못한 통신 장애 들이 발생하고 있다. Recently, it has been developing into the diversification and technological diversity of wireless mobile communication. As a result of the development of wireless communication technology, multi-band services have led to an increase in technical elements such as improving wireless environment performance and increasing data processing speed. In various frequency environments in multi-band services, wave generation and unexpected communication disturbances due to signal synthesis are occurring.
이러한, 다양한 주파수 조합으로 인한 혼변조(Inter modulation) 발생으로 통신 성능 약화나 장애로 나타난다. 이러한 혼변조 신호를 제거 함으로서 통신 장애를 해결 할 수 있다.Intermodation due to various frequency combinations may cause communication performance deterioration or failure. By eliminating these intermodulation signals, communication disturbances can be solved.
또한, 상기 멀티밴드(Multi-Band)에 의해 발생하는 PIMD는 fundamental, Second, Third Harmonics 신호 성분 합성에 의하여 3차 Inter Modulation(3차 IM), 5차 Inter Modulation(5차 IM) 등의 신호들로 발생한다. 이러한 주파수 합성에 의한 신호 PIMD는 수동소자(Divider, Connector등)에서 발생되며, 발생 된 PIMD신호는 다른 주파수 대역에 영향을 미쳐 통신 장애로 유발한다. In addition, the PIMD generated by the multi-band is a signal of the 3rd Inter Modulation (3rd IM), 5th Inter Modulation (5th IM), etc. by synthesis of fundamental, second, and third Harmonics signal components. Occurs. The signal PIMD by the frequency synthesis is generated in passive devices (Divider, Connector, etc.), and the generated PIMD signal affects other frequency bands and causes communication failure.
이러한 PIMD 신호 발생은 주파수에 의한 조합 조건 및 신호 합성에 의해 발생 되어지므로 이에 대한 발생 조건을 나열하여 조건에 맞는 신호를 생성하여 제거함으로 신호의 무결성을 만들 수 있다. 이에 PIMD 신호 생성부 및 제거 필터부등의 신호처리를 함으로 제거 할 수 있다.Since the PIMD signal is generated by the combination condition and signal synthesis by frequency, the integrity of the signal can be made by arranging the generation conditions for this and generating and removing the signal matching the condition. This can be eliminated by signal processing such as PIMD signal generator and rejection filter.
도 1은 종래기술에 따른 수동소자 상호변조 신호제거부의 개략적인 블록구성도로서, 이는 국내특허등록공보 10-1395334호에 개시되어 있다.1 is a schematic block diagram of a passive element intermodulation signal removing unit according to the prior art, which is disclosed in Korean Patent Registration Publication No. 10-1395334.
도 1은 참조하면, 수동소자 상호변조 신호 제거부는 가상 상호변조 신호 생성부(210), 제 1A/D 변환부(220), 제 2 A/D 변환부(230), 상관 필터링부(240) 및 D/A 변환부(250)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the passive element intermodulation signal removing unit may include a virtual
가상 상호변조 생성부(210)는 듀플렉서(130)로부터 제 1 송신 신호(10) 및 제 2송신 신호(20)가 커필링되어 위상 동기된 제 3 송신 신호(30)를 수신하는 기능을 수행한다.The
가상 상호변조 생성부(210)는 제 3 송신 신호(30)에 대한 가상 상호변조 신호를 생성하는 기능을 수행한다. 또한, 제 3 송신 신호(30)에 대한 가상 상호변조 신호를 생성하기 위해 제 3 송신신호(30)에 포함된 제 1 사용 주파수(f1) 성분에 해당하는 제 1 송신 신호(10) 및 제 2 사용 주파수(f2) 성분에 해당하는 제 2 송신 신호(20)의 하모닉(Harmonic) 주파수들끼리의 합과 차로 조합된 주파수 성분에 해당하는 가상 상호변조 신호를 생성할 수 있다.The
상관 필터링부(240)는 디지털로 변환된 가상 상호변조 신호와 제 4 수신 신호(40) 가의 상관관계를 추출하여 제 4 수신 신호(40)에 포함된 실제 수동조사 상호변조 신호의 역위상 신호를 추출하는 기능을 수행한다.The
또한, 상관 필터링부(240)는 추출된 역위상 신호를 이용하여 제 4 수신 신호(40)에 포함된 실제 수동소자 상호변조 신호를 제거한 제 5 수신 신호(50)를 검출하여 D/A 변환부(250)로 전송하는 기능을 수행한다.In addition, the
그러나 이와 같은 종래기술은 듀플렉스 다음 RF 동축커플링(Coaxial Coupling) 한 위상 동기 된 가상 상호변조를 생성하여 수신 신호에 PIMD 신호를 제거하는 것으로 특징을 하고 있으며, 이는 RF 동축커플링(Coaxial Coupling)에서의 수신신호도 유입될 가능성이 있어 위상 동기된 가상 상호 변조 신호에 업링크 경로(Up Link path) 수신 신호도 유입(결합)되어 가상 변조 신호로서의 오류가 있을 수 있다. However, this prior art is characterized by removing the PIMD signal from the received signal by generating a phase-synchronized virtual intermodulation followed by duplex RF coaxial coupling. Since a received signal may also be introduced, an uplink path received signal may also be introduced (combined) into a phase-locked virtual intermodulation signal, thereby causing an error as a virtual modulated signal.
본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 기지국 이나 중계기 출력단에서 입력된 두 개의 송신신호를 결합하여 위상 동기된 실제 PIMD신호를 생성하고, 이를 이용하여 업링크(Rx)신호에 포함된 PIMD성분을 제거하며, 오실레이터에서 발생된 시스템 클럭에 각 부의 신호를 동기화시키므로 위상이나 주파수 오차에 대한 문제점을 해결하여 PIMD신호 제거의 신뢰성, 안전성을 높이는 PIMD 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to combine the two transmission signals input from the base station or repeater output terminal to solve the problems of the prior art to generate a phase-locked actual PIMD signal, by using the PIMD included in the uplink (Rx) signal Its purpose is to provide a PIMD removal device that removes components and synchronizes the signals of each part with the system clock generated by the oscillator to solve the problem of phase or frequency error and improve the reliability and safety of PIMD signal removal.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 시스템 동기화를 이용한 PIMD제거장치는 기지국 또는 중계기와 안테나 사이의 제1수동소자에서 발생된 PIMD(Passive Inter Modulation Distortion) 성분을 제거하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD 제거장치에 있어서, 상기 PIMD제거장치는 상기 기지국 또는 중계기로부터 수신된 아날로그 다운링크신호(TX)에서 PIMD신호를 생성하는 PIMD신호생성부;상기 PIMD신호생성부에서 생성된 PIMD신호 성분을 중간주파신호(IF)로 다운컨버팅 및 디지털신호로 변환하고, DSP(Digital Signal Processor)에서 상기 디지털 PIMD신호를 입력받아 가상 PIMD신호(P'(n))를 생성하고, 상기 안테나 측으로부터 전송된 업링크신호(RX)에서 가상 PIMD신호성분(P'(n))을 제거한 순수한 업링크신호(RX)를 상기 기지국 또는 중계기 측으로 전송하는 신호처리부; 및 상기 PIMD제거장치의 각 부가 동일한 클럭으로 동작하도록 시스템 클럭을 발생 및 각 부에 공급하는 시스템클럭동기부;를 포함하되, 상기 시스템클럭동기부는 상기 PIMD제거장치의 각 부가 동일한 위상을 갖도록 상기 DSP의 샘플링클럭(fs)의 위상(θ)을 기준으로 각 부의 클럭을 동기화 시키는 것을 특징으로 하는;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the PIMD removal device using the system synchronization according to the present invention uses a system clock synchronization to remove the PIMD (Passive Inter Modulation Distortion) component generated in the first passive element between the base station or the repeater and the antenna In the PIMD removal device, the PIMD removal device is a PIMD signal generation unit for generating a PIMD signal from the analog downlink signal (TX) received from the base station or repeater; Intermediate frequency of the PIMD signal component generated by the PIMD signal generation unit Down-converting to a signal IF and converting it into a digital signal, receiving a digital PIMD signal from a digital signal processor (DSP) to generate a virtual PIMD signal P '(n), and an uplink transmitted from the antenna side A signal processor for transmitting the pure uplink signal RX from which the virtual PIMD signal component P '(n) is removed from the signal RX to the base station or the repeater side; And a system clock synchronous unit for generating and supplying a system clock to each unit so that each unit of the PIMD removing unit operates at the same clock. The system clock synchronous unit may include the DSP so that each unit of the PIMD removing unit has the same phase. It characterized in that it comprises; characterized in that to synchronize the clock of each part on the basis of the phase (θ) of the sampling clock (fs) of.
여기서, 상기 PIMD신호생성부는 상기 다운링크신호(TX) 신호에 PIMD신호가 포함된 다운링크신호(TX)를 출력하는 제2수동소자; 상기 제2수동소자에서 생성된 PIMD신호 성분만 통과시키는 제1필터; 및 상기 제1필터를 통과한 PIMD신호 성분을 밴드별로 분리하여 상기 신호처리부로 출력하는 밴드분리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The PIMD signal generation unit may include a second passive element configured to output a downlink signal TX including a PIMD signal to the downlink signal TX; A first filter passing only the PIMD signal component generated by the second passive element; And a band separator for separating the PIMD signal component passing through the first filter for each band and outputting the band signal to the signal processor.
상기 신호처리부는 상기 PIMD신호생성부로부터 입력된 PIMD신호를 타임 지연(delay)하는 지연부; 상기 지연부로부터 입력된 PIMD신호의 상호상관관계를 산출하는 PIMD 상호상관관계 산출부; 상기 지연부로부터 입력된 PIMD신호와 상기 PIMD 상호상관관계 산출부의 PIMD 상호상관관계 산출값을 이용하여 가상 PIMD신호를 생성하는 가상PIMD생성부; 상기 안테나 측으로부터의 상기 PIMD성분이 포함된 업링크신호(RX)에서 상기 가상PIMD생성부에서 생성된 PIMD신호 성분을 제거한 무결성 업링크신호(RX)를 출력하는 PIMD제거부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The signal processor may include a delay unit configured to delay a PIMD signal input from the PIMD signal generator; A PIMD cross-correlation calculation unit for calculating cross-correlation of the PIMD signal input from the delay unit; A virtual PIMD generation unit configured to generate a virtual PIMD signal using a PIMD signal input from the delay unit and a PIMD cross correlation calculation value of the PIMD cross correlation calculation unit; And a PIMD remover configured to output an integrity uplink signal (RX) from which the PIMD signal component generated by the virtual PIMD generator is removed from the uplink signal (RX) including the PIMD component from the antenna side. It is done.
상기 시스템클럭동기부는 DSP(Digital Signal Processor)의 샘플링클럭(fs)를 기준으로 설정된 θ(주파수 및 위상)만큼 시프트(shift)된 클럭(fs+ θ)을 발생하여 상기 제1,제2 ADC 및 제3,제4ADC를 구동시키는 클럭발생부; 상기 클럭발생부에서 발생된 클럭과 동일 위상차로 시프트하여 클럭을 상기 DNC-A 및 DNC-B에 공급하는 제1 PLL(Phase Locked Loop); 및 상기 클럭발생부에서 발생된 클럭과 동일 위상차로 시프트하여 클럭을 상기 PIMD DNC-A 및 PIMD DNC-B에 공급하는 제2 PLL;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The system clock synchronous unit generates a clock (fs + θ) shifted by θ (frequency and phase) set based on a sampling clock fs of a digital signal processor (DSP) to generate the first and second ADCs. 3, the clock generator for driving the fourth ADC; A first phase locked loop (PLL) for supplying a clock to the DNC-A and the DNC-B by shifting in phase with the clock generated by the clock generator; And a second PLL shifted in phase with a clock generated by the clock generator to supply a clock to the PIMD DNC-A and the PIMD DNC-B.
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상기한 바와 같이 본 발명에 따른 시스템 클럭 동기화를 이용한 PIMD 제거방법 및 장치는 기지국 또는 중계기와 안테나 사이에서 안테나 분기를 위한 수동소자(Divider) 또는 동축케이블(Coaxial cable) 등에서 신호합성으로 인해 발생된 PIMD신호를 가상 PIMD신호를 이용하여 업링크신호(RX)에 포함된 PIMD 성분을 제거한 무결성(Real) 업링크신호(RX)만을 전송할 수 있는 효과가 있다. As described above, the method and apparatus for removing PIMD using system clock synchronization according to the present invention include a PIMD generated due to signal synthesis in a passive element or a coaxial cable for antenna branching between a base station or a repeater and an antenna. By using the virtual PIMD signal, the signal can transmit only the integrity uplink signal RX from which the PIMD component included in the uplink signal RX is removed.
또한, 기지국 또는 중계기의 끝단에서 두 밴드의 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 합성하여 생성된 PIMD신호를 이용하여 가상 PIMD신호를 생성하고, 이를 통해 생성된 가상 PIMD신호와 PIMD신호가 포함된 업링크신호(RX)와의 상관관계 연산을 통해 PIMD신호를 제거하므로, 보다 효과적으로 PIMD 신호를 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, a virtual PIMD signal is generated using a PIMD signal generated by synthesizing two bands of downlink signals TX-A and TX-B at an end of a base station or a repeater. Since the PIMD signal is removed through a correlation operation with the uplink signal RX including the signal, the PIMD signal can be more effectively removed.
또한, PIMD신호를 제거하기 위한 PIMD제거장치는 DSP 샘플링 주파수를 기본으로 하여 설정된 위상(θ)만큼 시프트된 클럭으로 각 부가 동기화되어 동작하므로 전체가 동일한 움직임으로 신호처리가 되어 업/다운컨버터(UPC)(DNC)를 거치면 위상(θ)만큼 시프트된 것은 상쇄되어 필요한 리얼신호 주파수대역은 변하지 않고, 그대로 출력할 수 있어, 서로 다른 주파수와 페이저가 동작하면 완전 제거되지 않고 잔상이 남는 것과 같은 이상 동작을 방지할 수 있으므로, 무결성 리얼 업링크신호(RX-A)(RX-B)를 출력할 수 있는 효과가 있다. In addition, the PIMD removing device for removing the PIMD signal is synchronized with each part by a clock shifted by the set phase (θ) based on the DSP sampling frequency, so that the entire signal is processed with the same movement, so that the up / down converter (UPC) (DNC) cancels shifted by phase (θ) so that the required real signal frequency band does not change and can be output as it is; abnormal operation such as afterimage remains without being completely removed when different frequencies and phasers operate. Since it can be prevented, there is an effect that can output the integrity real uplink signal (RX-A) (RX-B).
도 1은 종래기술에 따른 수동소자 상호변조 신호제거부의 개략적인 블록구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템 클럭 동기화를 이용한 PIMD 제거장치의 전체 블록 구성도이고,
도 3은 도 2에서 시스템 클럭동기부의 상세 블록 구성도이고,
도 4은 도 2에서 PIMD제거를 위한 상세 블록 구성도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상호상관관계 산출과정을 설명하기 위한 도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가상PIMD신호를 이용한 DSP의 블록 상세 구성도이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 적응계수산출과정을 설명하기 위한 도이고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시스템동기화를 이용한 PIMD제거과정의 흐름도이다.1 is a schematic block diagram of a passive element intermodulation signal removing unit according to the prior art,
2 is a block diagram of an entire PIMD removal apparatus using system clock synchronization according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed block diagram of a system clock synchronization unit in FIG. 2;
4 is a detailed block diagram for removing the PIMD in FIG.
5 is a view for explaining a process of calculating the correlation according to an embodiment of the present invention,
6 is a detailed block diagram of a DSP using a virtual PIMD signal according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the adaptive coefficient calculation process according to an embodiment of the present invention,
8 is a flowchart of a PIMD removal process using system synchronization according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다The invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the invention in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시스템동기화를 이용한 PIMD제거장치의 블록 구성도로서, 기지국 또는 중계기(DAS/PPH-RU)와 안테나(ANT) 사이의 수동소자(Divider) 또는 동축케이블에서 발생된 PIMD신호 성분을 제거하기 위한 PIMD제거장치(100)는 상기 기지국 또는 중계기로부터 수신된 밴드별 다운링크신호(TX-A)(TX-B)에서 PIMD신호를 생성하는 PIMD신호생성부(120)와, 상기 PIMD신호생성부(120)에서 생성된 PIMD신호 성분을 이용하여 상기 안테나 (ANT)측으로부터 전송된 밴드별 업링크신호(RX-A)(RX-B) 에서 PIMD신호성분을 제거 및 상기 기지국 또는 중계기로 전송하는 신호처리부(150)와, 상기 PIMD제거장치(100) 내 각 부(120~150)가 동일한 클럭으로 동작하도록 시스템 클럭을 발생 및 각 부(120~150)에 공급하는 시스템클럭동기부(160)와, 신호처리부(130)와 제1수동소자(101) 사이에 부가되어, 상기 제1수동소자(101)로부터 입력된 업링크신호(RX)를 밴드(RX-A)(RX-B)별로 분리하여 상기 신호처리부(130)로 입력하는 제2 MUX/DeMUX부(112)와, 상기 기지국 또는 안테나(DAS/PPH-RU)를 통해 입력되는 다운링크신호(TX)를 밴드 별로 분리 다운링크신호(TX-A)(TX-B)하여 상기 제2 MUX/DeMUX부(112)로 출력하고, 상기 신호처리부(130)로부터 출력된 PIMD신호가 제거된 밴드별 업링크신호(RX-A)(RX-B)를 다중화하여 상기 기지국 또는 중계기(DAS/PPH-RU)로 전송하는 제1 MUX/DeMUX부(111)과, 상기 제1 MUX/DeMUX부(111)에서 출력된 각 밴드의 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 각각 PIMD신호생성부(120)로 공급하는 각 밴드별 커플러(113)(114)로 구성된다.2 is a block diagram of a PIMD removal device using system synchronization according to an embodiment of the present invention, which occurs in a passive element or coaxial cable between a base station or a repeater (DAS / PPH-RU) and an antenna (ANT).
여기서, 상기 PIMD신호생성부(120)는 상기 다운링크신호(TX-A)(TX-B)에 PIMD신호가 포함된 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 출력하는 제2수동소자(121)와, 상기 다운링크신호(TX-A)(TX-B)는 제외하고, 제2수동소자(121)에서 생성된 PIMD신호 성분만 통과시키는 제1필터(122)와, 상기 제1필터(122)를 통과한 PIMD신호 성분을 밴드별로 분리하여 상기 신호처리부(130)로 출력하는 밴드분리부(123)로 구성된다.Here, the PIMD
여기서, 상기 제2수동소자(121)는 각 밴드별 다운링크신호(TX-A)(TX-B)의 각 주파수를 병합하는 혼합기(combine)로 이루어지며, 상기 제상기 제1필터(122)는 상기 다운링크신호(TX-A)(TX-B)의 각 주파수의 설정된 대역은 제거하고, PIMD신호 만 통과시키는 밴드제거필터(BRF)를 포함한다.Here, the second
도 5은 DSP의 상세 블록 구성도로서, 상기 DSP(150)는 상기 PIMD신호생성부(120)로부터 입력된 PIMD신호를 타임 지연(delay)된 PIMD신호(P(n))를 발생하는 지연부(151)와, 상기 지연부(151)로부터 입력된 PIMD신호(P(n))의 상호상관관계를 산출하는 PIMD 상호상관관계 산출부(152) (Cross correlation)와, 상기 지연부(151)로부터 입력된 PIMD신호(P(n))와 상기 PIMD 상호상관관계 산출부(152)의 PIMD 상호상관관계 산출값을 이용하여 가상 PIMD신호(P'(n))를 생성하는 가상PIMD생성부(153)(Virtual PIMD)와, 상기 제1수동소자(101)로부터의 상기 PIMD성분이 포함된 업링크신호(RX)(Z(n))에서 상기 가상PIMD생성부(153)로부터의 가상PIMD신호(P'(n)) 성분을 제거한 무결성 업링크신호(RX)(R(n))를 출력하는 PIMD제거부(154)로 구성된다.FIG. 5 is a detailed block diagram of a DSP. The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상기 시스템클럭동기부(160)는 상기 DSP(150)의 샘플링클럭(fs)를 기준으로 설정된 θ(frequency & phase)만큼 시프트(shift)된 클럭(fs+θ)을 발생하여 상기 제1,제2 ADC(141)(142) 및 제3,제4ADC(143)(144)를 구동시키는 클럭발생부(161)와, 상기 클럭발생부(161)에서 발생된 클럭(fs+θ)과 동일 위상차로 시프트한 클럭(Z_LO + θ)을 상기 DNC-A 및 DNC-B(133)(134)와 UPC-A 및 UPC-B(135)(136)에 공급하는 제1 PLL(Phase Locked Loop)(162)와, 상기 클럭발생부(161)에서 발생된 클럭(fs + θ) 과 동일 위상차(θ)로 시프트한 클럭(PIMD_LO + θ)을 상기 PIMD DNC-A(131) 및 PIMD DNC-B(132)와 DAC-A 및 DAC-B(145)(146)에 공급하는 제2PLL(163)로 구성된다.3 is a clock clock (fs +) shifted by the frequency & phase (θ < RTI ID = 0.0 >) < / RTI > set based on the sampling clock fs of the
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 첨부된 도 2 내지 도 8을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the embodiments of the present invention configured as described above with reference to Figures 2 to 8 as follows.
먼저, 멀티밴드에서 발생되는 PIMD 신호는 원천고조파(fundamental Harmonics) 신호, 제1,제2,제3 고조파 신호성분에 의하여 3차내부변조(3차 IM), 5차(IM) 등의 신호들로 발생한다. 이러한 주파수 합성에 의한 신호 PIMD는 수동소자(Divider, connector 등)에서 발생되며, 발생된 신호는 다른 주파수 대역에 영향을 미쳐 통신장애로 유발한다. 이러한 PIMD 신호 발생은 주파수에 의한 조합 조건 및 신호 합성에 의해 발생 되어지므로 이에 대한 발생 조건을 나열하여 조건에 맞는 신호를 생성하여 제거함으로 신호의 무결성을 만들 수 있다. 이에 PIMD 신호 생성부 및 제거 필터부등의 신호처리를 함으로 제거 할 수 있다. 뿐만 아니라, PIMD제거장치를 각 클럭에 동기화 시켜 신호처리하므로, 무결성 신호를 획득할 수 있다. First, the PIMD signal generated in the multi-band is a signal such as the third harmonic signal, the third internal IM, the fifth IM, etc. by the fundamental harmonic signal, the first, second, and third harmonic signal components. Occurs. The signal PIMD by the frequency synthesis is generated in passive devices (Divider, connector, etc.), and the generated signal affects other frequency bands and causes communication failure. Since the PIMD signal is generated by the combination condition and signal synthesis by frequency, the integrity of the signal can be made by arranging the generation conditions for this and generating and removing the signal matching the condition. This can be eliminated by signal processing such as PIMD signal generator and rejection filter. In addition, the PIMD elimination device is synchronized with each clock to process the signal, thereby obtaining an integrity signal.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 PIMD제거장치는 이동통신 기지국이나 중계기 출력단(DAS/PPH-RU)과 안테나(ANT) 사이에 연결하여 각 신호 흐름에 대한 필터부(MUX/DeMUX, Duplexer), PIMD 신호 생성 RF를 IF로 변환하기 위한 다운컨버터(DNC), 신호 대역 RF를 IF로 변환하기 위한 업컨버터(UPC), 아날로그/디지탈변환부(ADC), 디지털/아날로그변환부(DAC), DSP, MCU등으로 구분한다. 여기서, 다운링크신호(TX-A, TX-B)에서 PIMD 신호를 생성되도록 디바이더(Divider)로 결합(합성)하고 불필요한 부분은 필터링하여 PIMD 신호만 DSP에서 처리 하도록 한다. 또한, 업링크신호(RX-A, RX-B)에서 혼재되어 있는 PIMD신호는 다운링크신호(Tx-A, Tx-B)에서 생성 된 PIMD신호의 상호상관관계에 의하여 DSP 처리하여 제거하며, PIMD제거장치(100)의 각 부별로 클럭동기화를 통해 서로 다른 주파수와 페이저가 동작함에 따라 완전 제거되지 않은 노이즈를 제거함으로 무결성 동작하도록 한 것이다. That is, the PIMD removal device according to an embodiment of the present invention is connected between the mobile communication base station or the repeater output terminal (DAS / PPH-RU) and the antenna (ANT) filter unit for each signal flow (MUX / DeMUX, Duplexer), PIMD Signal Generation Downconverter (DNC) to convert RF to IF, Upconverter (UPC) to convert signal band RF to IF, Analog / Digital Converter (ADC), Digital / Analog Converter (DAC), DSP , MCU, etc. Here, the DSP combines (combines) a divider to generate a PIMD signal from the downlink signals TX-A and TX-B and filters unnecessary parts so that only the PIMD signal is processed by the DSP. In addition, the PIMD signal mixed in the uplink signals RX-A and RX-B is removed by DSP processing by cross correlation of the PIMD signals generated in the downlink signals Tx-A and Tx-B. The clock synchronization is performed for each part of the
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PIMD제거장치(100)는 제1 MUX/DeMUX(111)에서 상기 기지국 또는 중계기(DAS/PPH-RU)로부터 수신된 다운링크신호(TX)를 역다중화(DeMultiplexing))하여 각 밴드별 다운링크신호(TX-A)(TX-B)로 분리 출력한다.Referring to FIG. 2, the
상기 제1 MUX/DeMUX(111)를 통해 출력된 다운링크신호(TX-A)(TX-B)는 제2 MUX/DeMUX(112)를 통해 안테나(ANT)측으로 전송된다.The downlink signal TX-A (TX-B) output through the first MUX /
이때, 다수개의 안테나(ANT)는 그 전단에 제1수동소자인 분배기(Divider)(101)를 통해 상기 각 다운링크신호(TX-A)(TX-B)가 분배 출력하게 된다.In this case, the plurality of antennas ANT are distributed by the respective downlink signals TX-A and TX-B through a
이와 같이 상기 제1수동소자(101) 또는 신호를 전송하기 위한 동축케이블(Coaxial cable)는 신호합성으로 PIMD가 발생되는데, 이를 제거하기 위하여 상기 제1 MUX/DeMUX(111) 및 제2 MUX/DeMUX(112) 사이에서 커플링(113)(114)를 이용하여 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 획득한다.As described above, the first
상기 커플링(113)(114)을 통해 획득된 다운링크신호(TX-A)(TX-B)는 상기 PIMD신호생성부(120)에 의해 상기 제1수동소자(101)과 같은 PIMD신호를 생성하고, 상기 신호처리부(130)에서, 상기 PIMD신호생성부(120)에서 생성된 PIMD 신호를 이용하여 상기 제2 MUX/DeMUX(112)으로부터 입력된 PIMD신호가 포함된 업링크신호(RX-A)(RX-B)에서 PIMD신호를 제거한 후 상기 제1 MUX/DeMUX(111)로 출력하게 된다.Downlink signals (TX-A) (TX-B) obtained through the
이를 위하여 먼저, 상기 PIMD제거장치(100)는 동일한 시스템 클럭으로 동기되어 동작해야 한다.To this end, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 클럭 동기화를 설명하기 위한 블록 구성도로서, 상기 시스템클럭동기부(160)는 상기 DSP 샘플링 클럭(fs)를 기준으로 각 부의 클럭이 동기화 된다.FIG. 3 is a block diagram illustrating system clock synchronization according to an exemplary embodiment of the present invention. In the
즉, PIMD성분의 주파수 및 위상(frequency & phase) 성질이 같아야 무결성의 업링크신호(RX-A)(RX-B)를 발생시킬 수 있다. That is, the frequency and phase characteristics of the PIMD component must be the same to generate an uplink signal RX-A (RX-B) of integrity.
그에 따라 클럭발생부(161)은 DSP(150)의 샘플링클럭(fs)를 기준으로 설정된 θ(frequency & phase)만큼 시프트(shift)된 클럭(fs + θ)을 발생하여 상기 제1,제2 ADC(141)(142) 및 제3,제4 ADC(143)(144)를 구동시킨다.Accordingly, the
또한, 제1 PLL(162)는 상기 클럭발생부(161)에서 발생된 클럭(fs + θ)과 동일 위상차로 시프트한 클럭(Z_LO + θ)을 발생하여, 상기 DNC-A(133) 와 DNC-B(134)에 공급하여 공급된 클럭으로 동작하도록 한다.In addition, the
상기 제2 PLL(163)는 상기 클럭발생부(161)에서 발생된 클럭(fs + θ)과 동일 위상차로 시프트한 클럭(PIMD_LO + θ)을 발생하여 상기 PIMD DNC-A(131) 및 PIMD DNC-B(132) 와 DAC-A(145) 및 DAC-B(146)이 공급된 클럭으로 동작하도록 한다. The
이후 설명되는 PIMD제거장치(100)의 각 부의 동작은 상기 시스템클럭 동기부(160)에서 공급된 클럭에 동기되어 동작하게 된다. The operation of each part of the
상기 시스템클럭동기부(160)에 의해 동기되어 동작하는 PIMD제거장치(100)에 의해 최종 무결성(Real) 업링크신호(RX-A)(RX-B)(R)을 산출하는 과정을 다음 수학식 1 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The process of calculating the final integrity uplink signal (RX-A) (RX-B) (R) by the
여기서, PIMD 신호 및 R신호는 무결성(Real) 업링크신호(RX-A)(RX-B) 대역이고, if는 다운 컨버터를 한 중간주파신호(IF: Intermediated frequency)이고, Z신호는 무결성(Real) 업링크신호(RX-A)(RX-B)와 PIMD신호가 혼재되어 있는 신호(R+PIMD)이다.Here, the PIMD signal and the R signal are the integrity uplink signal (RX-A) (RX-B) band, if is an intermediate frequency signal (IF) with a down converter, and the Z signal is an integrity ( Real) Uplink signal RX-A (RX-B) and PIMD signal are mixed signals (R + PIMD).
도 3을 참조하여, 이와 같이 시스템클럭에 동기되어 동작하는 PIMD제거를 위한 신호처리장치(120)을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the
상기 PIMD신호생성부(120)는 상기 제2수동소자(121)에서 상기 제1수동소자(101)에서 발생된 PIMD신호와 동일한 PIMD신호를 발생시킨다. 즉, 각 밴드별 다운링크신호(TX-A)(TX-B)의 각 주파수를 병합하는 혼합기(combine)를 이용하여 상기 업링크신호(RX-A)(RX-B)에 PIMD신호가 발생하게 된다.The PIMD
상기 제2수동소자(121)를 통해 PIMD신호가 혼합된 업링크신호(RX-A)(RX-B)는 밴드제거필터(BRF : Band Rejection Filter)와 같은 제1필터(122)를 통해 각 밴드신호를 결합하면서, PIMD신호 성분만을 필터링하게 된다.The uplink signals RX-A and RX-B, in which the PIMD signals are mixed through the second
상기 제1필터(122)를 통과한 PIMD신호는 다시 밴드분리부(123)를 통해 각 밴드별 PIMD신호로 분리된다.The PIMD signal passing through the
상기 제1필터(122)를 통해 분리된 각 밴드별 PIMD신호는 각 다운컨버터(PIMD DNC-A, PIMD DNC-B)(131)(132)를 통해 RF신호를 중간주파신호(PIMDif)로 변환하고, 상기 제1,제2 ADC((141)(142)에서 디지털신호(PDif)로 변환한 후 상기 DSP(150)로 입력한다.The PIMD signal for each band separated by the
상기 제1수동소자(101)을 통해 전송된 업링크신호(RX-A)(RX-B)(Z)는 상기 제1수동소자(101)에서 PIMD신호가 발생되어 무결성(Real) 업링크신호(RX-A)(RX-B) 대역에 혼재된 신호(Z)가 상기 신호처리부(120)로 입력된다.The uplink signals RX-A, RX-B, and Z transmitted through the first
즉, 상기 PIMD신호가 혼재된 업링크신호(RX-A)(RX-B)(Z)는 제3,제4 DNC(DNC-A,DNC-B)(133)(134)를 통해 중간주파신호(Zif)로 변환되고, 제3,제4 ADC(143)(144)를 통해 각각 디지털신호(ZDif)로 변환되어 상기 DSP(150)로 입력된다.That is, the uplink signals (RX-A) (RX-B) (Z) in which the PIMD signals are mixed are intermediate frequencies through third and fourth DNCs (DNC-A, DNC-B) 133 and 134. The signal Zif is converted into a digital signal ZDif through the third and
상기 DSP(150)는 상기 제3,제4 ADC(143)(144)를 통해 입력된 업링크신호(RX-A)(RX-B)(ZDif)에서 상기 제1,제2 ADC(141)(142)를 통해 입력된 각 밴드별 PIMD신호(PDif)를 합성(-)하므로 상기 제3,제4 ADC(143)(144)를 통해 입력된 PIMD신호가 혼재된 업링크신호(RX-A)(RX-B)(ZDif)에서 상기 제1,제2 ADC(141)(142)에서 입력된 PIMD신호(PDif)가 제거되어, 상기 제1수동소자(101)를 통과하기 전의 무결성(real) 업링크신호(RX-A)(RX-B)(RDif)만을 발생하게 된다.The
상기 DSP(150)에서 발생된 무결성 업링크신호(RX-A)(RX-B)(RDif)는 제1,제2 DAC(DAC-A,DAC-B)(145)(146)을 통해 각 밴드별로 아날로그신호(Rif)로 변환된 후, 해당 제1,제2 UPC(UPC-A)(UPC-B)(135)(136)을 통해 RF신호(R)로 변환된 업링크신호(RX-A)(RX-B)를 상기 제1 MUX/DeMUX(111)로 전송한다. The integrity uplink signal (RX-A) (RX-B) (RDif) generated by the
여기서, PIMD신호발생부(120)의 다른 실시예로, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1필터(122)를 통해 출력된 PIMD신호는 밴드별로 분리하지 않고 PIMD신호(PIMD)만을 출력하고, 하나의 다운컨버터(PIMD DNC)(131a)를 이용하여 중간주파신호(PIMDif)로 변환하고, ADC(141a)를 통해 디지털 신호(PDif)로 변환하여 상기 DSP(150)로 입력한다.Here, as another embodiment of the
또한, 상기 다운컨버터(DNC-Z)(133a) 및 ADC(143a)를 통해 중간주파신호(Zif) 및 디지털신호(ZDif)로 변환된 상기 DSP(150)로 입력된다. 상기 DSP(150)는 상기 ADC(141a)를 통해 입력된 디지털 PIMD(PDif)와 상기 ADC(143a)를 통해 입력된 디지털신호(ZDif)를 합성하므로, PIMD신호(PDif)가 제거된 무결성(real) 디지털 업링크신호(Rdif)를 출력하고, 상기 DAC-R(145a)를 통해 아날로그 업링크신호(Rif)로 변환하고, 업컨버터(UPC-R)(135a)를 통해 무결성 업링크신호(R)를 상기 제1 MUX/DeMUX(111)로 출력한다.In addition, the down-converter (DNC-Z) 133a and the
즉, 상기 DSP(150)는 PIMD신호에서 가상 PIMD신호에서 생성하고, 이를 이용하여 상기 PIMD가 혼재되어 있는 업링크신호(RX-A)(RX-B)에서 PIMD신호를 제거한 후 무결성 업링크신호(RX-A)(RX-B)만을 출력하게 된다.That is, the
도 5는 DSP에서 가상(Virtual) PIMD 신호발생을 위한 상호상관관계(Cross Correlation)산출을 설명하기 위한 상세 블록 구성도로서, PIMD신호를 제거하기 위하여 DSP를 이용한 동일한 가상 PIMD 신호를 생성하여야 하는데, 상기 가상 PIMD신호는 PIMD 신호와 동일한 상호상관관계를 통해 산출할 수 있다.FIG. 5 is a detailed block diagram illustrating cross correlation calculation for generating a virtual PIMD signal in a DSP. The same virtual PIMD signal should be generated using a DSP to remove a PIMD signal. The virtual PIMD signal may be calculated through the same cross correlation with the PIMD signal.
상기 상호상관관계는 연산기에서 다음 수학식 2를 통해 산출할 수 있다.The cross-correlation may be calculated by using Equation 2 below.
여기서, k=구하고자 하는 샘플 수, X(n)은 현재 입력신호이고, X(n-k)는 X(n)이 k만큼 지연(Delay)된 신호이다.Here, k = number of samples to be obtained, X (n) is the current input signal, and X (n-k) is a signal in which X (n) is delayed by k.
상기 연산기에서 산출된 상호상관관계 값은 정규화(Normalization)과정을 통해 정규화된 상호상관관계 값(CrossCorr_Nor(k))을 산출하게 된다. The cross-correlation value calculated by the calculator calculates a normalized cross-correlation value (CrossCorr_Nor (k)) through a normalization process.
이와 같이 산출된 정규화된 상호상관관계 값(CrossCorr_Nor(k))을 이용하여 가상 PIMD값을 생성하게 된다.The virtual PIMD value is generated using the normalized cross-correlation value CrossCorr_Nor (k) calculated as described above.
도 6은 가상 PIMD 신호를 이용한 업링크신호(RX-A)(RX-B)의 PIMD신호 제거를 위한 DSP의 상세 블록 구성도로서, 제1,제2 ADC(141)(142)를 통해 입력된 디지털 PIMD신호를 지연부(151)를 통해 일정시간 지연(delay)된 PIMD신호(P(n))를 출력한다.FIG. 6 is a detailed block diagram of a DSP for removing a PIMD signal of an uplink signal RX-A (RX-B) using a virtual PIMD signal, input through first and
상기 PIMD신호(P(n))는 상기 상호상관관계 산출부(152)를 통해 상기 수학식 2에서와 같이 상호상관관계값을 산출하고, 상기 지연부(151)를 통해 공급된 PIMD신호((P(n))와 상기 상호상관관계 산출부(152)에서 산출된 값을 공급받아 가상 PIMD신호를 생성하게 된다. 즉, 가상 PIMD신호 생성은 DSP 적응필터(Adaptive DSP filter)를 통해 적응 계수값(Adaptive coefficient value)을 산출하게 된다. The PIMD signal P (n) calculates a cross correlation value through the cross
다음 수학식 3은 적응계수값(가중치)을 산출하는 방법으로 상호상관관계 값에 따른 값이 PIMD신호 성분의 특성에 따라 가변된다.Equation 3 is a method of calculating the adaptive coefficient value (weighted value), and the value according to the cross-correlation value is varied according to the characteristics of the PIMD signal component.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 수학식 3에서와 같이 정규화된 적응계수값이 업데이트 되는데, 여기서 W(n+1)은 다음 가중치 업데이트 값이며, W(n)은 이전 가중치이며, P(n)은 알고 있는 PIMD 값(실제 발생하는 PIMD)이고, z(n)는 실제 PIMD+R 값이고, Pavg(pz)는 p,z의 평균 Power값이고, pz는 P(n), Z(n)이 승산값이고, 에 의해 연산된 값은 현재의 상호상관관계값이다. 또한, μ값은 상수로서 현재 상호상관관계값이 어느 정도의 상수(배수)로 따라 갈 것인가에 대한 상수이다.6 and 7, the normalized adaptation coefficient value is updated as in Equation 3, where W (n + 1) is the next weight update value, W (n) is the previous weight, and P ( n) is the known PIMD value (actually occurring PIMD), z (n) is the actual PIMD + R value, Pavg (pz) is the average Power value of p, z, and pz is P (n), Z ( n) is a multiplication value, The value computed by is the current correlation value. Also, μ is a constant, which is a constant for how many constants (multiplier) the current correlation value will follow.
도 7은 상호상관관계 산출부의 상세 블록 구성도로서, 상호상관관계를 이용한 가상 PIMD신호 생성은 상기 DSP 적응필터로 구현되는데, 이는 적응계수값으로 연산하여 생성한다. FIG. 7 is a detailed block diagram of the cross-correlation calculation unit. The virtual PIMD signal generation using the cross-correlation is implemented by the DSP adaptive filter, which is generated by calculating an adaptive coefficient value.
적응계수값(Adaptive Coefficient value)을 이용한 DSP적응필터로 산출하되, 상기 적응계수값은 상기 지연부를 통해 지연된 PIMD 신호와 실제 업링크신호(R(n))의 상호 상관관계를 산출하여 상기 지연된 PIMD신호(P(n))에 상호 상관관계 계수값을 곱하여 가상 PIMD신호(P'(n))를 생성한다.The adaptive coefficient value is calculated using a DSP adaptive filter using an adaptive coefficient value, wherein the adaptive coefficient value is calculated by mutual correlation between the delayed PIMD signal and the actual uplink signal R (n) through the delay unit. The signal P (n) is multiplied by the cross correlation coefficient value to generate a virtual PIMD signal P '(n).
상기 적응필터(Adaptive Filter) 내의 가중치(Coefficient value)를 업데이트하게 되는데, PIMD값(P(n))과 업링크 경로의 실제신호(R(n))와의 상호 상관관계를 산출하여 PIMD(P(n))신호에 상호 상관관계계수값을 곱하여 DSP(150)의 가상 PIMD생성부(153)에서 가상 PIMD신호 P'(n)을 생성한다. The Coefficient value in the Adaptive Filter is updated. The correlation between the PIMD value P (n) and the actual signal R (n) of the uplink path is calculated to calculate the PIMD (P ( n)) The virtual
이때 상호 상관 관계 계수값(μ)은 +, - 값을 가지므로 상관관계에 따라 적응적으로 상관 관계 계수값(μ)이 변화 한다. At this time, since the correlation coefficient value μ has + and − values, the correlation coefficient value μ is adaptively changed according to the correlation.
상기 상관 관계 계수값(μ)은 상수에 의하여 상관관계 계수치의 변화가 빠르게 또는 느리게 할 것인가를 결정하며 상수 값의 변화에 대한 적응필터(Adaptive filter)의 반응 속도를 결정한다.The correlation coefficient value mu determines whether the change of the correlation coefficient value is faster or slower by a constant, and determines the response speed of the adaptive filter to the change of the constant value.
도 7을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 상호계수구동부(Cross Coefficient Operation)(152a)는 지연(delay)된 P(n) 신호와 업링크경로에서 실제 업링크신호(R(n))와의 곱의 누적 합으로 상호 계수 값을 산출한다.Referring to FIG. 7, the
상기 상호상관관계값 결정부(Cross Correlation Value Decision)(152b)는 상호 상관 관계에 의한 신호 곱의 누적 합으로 상관 관계의 연산 수치를 알 수 있다. 여기서, 상호 상관 관계값(ΔW)이 크다는 것은 상호 상관 관계가 밀접하게 상관도가 높다고 판단하고, 상관 관계 수치가 작으면 상호 상관 관계가 멀어 상관도가 낮다고 판단한다. The cross correlation
이에 대한 결정은 상관도의 결정값(Threshold value)을 결정하여 상관관계 수치를 업데이트하게 된다. 상관도 결정값은 시험이나 상기 DSP(150)에서 연산하는 수학식 3에 의해 산출된 값으로 결정한다.The decision about this is to determine the threshold value of the correlation to update the correlation value. The correlation determination value is determined by a value calculated by a test or equation (3) calculated by the DSP (150).
상기 계수구동부(Coefficient Operation)(152c)는 상호 상관 관계값(ΔW)이 결정되면 DSP 연산 주기 시간마다 이전의 가중치(Weight value)에 상관 계수치를 합하여 가중치의 높고 낮음을 업데이트 한다.The
상기 가상PIMD생성부(153)는 DSP 연산 주기 시간마다 업데이트 된 가중치와 지연된 PIMD값 (P(n))의 곱으로 연산한다. 이는 적응필터(Adaptive filter)의 연산 계수로 적용하여 가상의 PIMD P'(n)을 생성하게 된다.The virtual
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시스템동기화를 이용한 PIMD제거과정의 흐름도로서, 먼저 상기 PIMD제거장치를 통해 업링크신호(RX-A)(RX-B)에 혼재된 PIMD신호성분을 제거하기 위해서는 상기 PIMD 제거장치 내부의 각 블록별 동작 클럭을 동기화 시킨 후 다음 단계를 진행한다. (S100) 8 is a flowchart of a PIMD removal process using system synchronization according to an embodiment of the present invention. First, a PIMD signal component mixed in an uplink signal (RX-A) (RX-B) is removed through the PIMD removal apparatus. In order to synchronize the operation clock of each block in the PIMD removal device, the next step is performed. (S100)
상기 안테나(ANT)로부터 상기 무결성(Real) 업링크신호(RX-A)(RX-B)와 제1수동소자(101), 커넥터 또는 동축케이블 등에서 발생된 PIMD가 혼재되어 입력된다. (S101)The integrity uplink signal RX-A (RX-B) and the PIMD generated in the first
한편, 기지국 또는 중계기를 통해 수신된 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 입력받아, 상기 PIMD신호생성부(120)에서 상기 업링크신호(RX-A)(RX-B)에 혼재된 PIMD와 동일한 PIMD신호를 발생하고, 이를 지연부를 통해 일정시간 지연시킨 후 상호상관관계 값을 산출한다. (S110~S112)On the other hand, the downlink signal (TX-A) (TX-B) received through the base station or repeater is received, the PIMD
상기 상호상관관계(Cross Correlation) 값은 상기 DSP(150)과정을 통해 PIMD신호가 제거된 무결성 업링크신호(RX-A)(RX-B)와 상기 PIMD신호를 이용하여 산출된다.The cross correlation value is calculated using the integrity uplink signal RX-A (RX-B) and the PIMD signal from which the PIMD signal is removed through the
상기 상호상관관계(Cross Correlation) 값은 적응 DSP 필터(Adaptive DSP filter)를 통해 적응 계수값(Adaptive coefficient value)을 산출한다.(S113)The cross correlation value calculates an adaptive coefficient value through an adaptive DSP filter (S113).
상기 적응계수값(Adaptive coefficient value)을 이용하여 가상 PIMD신호를 생성한다. (S114)A virtual PIMD signal is generated using the adaptive coefficient value. (S114)
상기 생성된 가상 PIMD신호를 이용하여 상기 입력된 무결성 업링크신호(RX-A)(RX-B)(Real Signal)와 PIMD신호가 혼재된 신호에서 PIMD신호 성분을 제거한 후 무결성 업링크신호(RX-A)(RX-B)만을 출력하게 된다.(S102)By using the generated virtual PIMD signal, a PIMD signal component is removed from a mixed signal of the input integrity uplink signal RX-A (RX-B) and a PIMD signal, and then the integrity uplink signal RX. -A) Only outputs (RX-B) (S102).
이상과 같이, 본 발명에 따른 시스템 동기화를 이용한 PIMD제거장치 및 방법은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, the PIMD removal apparatus and method using the system synchronization according to the present invention, although described by a limited embodiment and the drawings are not limited by this embodiment, those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below.
100 : PIMD제거장치 101 : 제1수동소자
111,112 : 제1,제2MUX/DeMUX 113,114 : 제1,제2커플링
120 : PIMD신호생성부 121 : 제2수동소자
122 : 제1필터 123 : 밴드분리부
130 : 신호처리부 131,132,133,134 : 제1 내지 제4DNC
135,136 : 제1,제2UPC 141,142,143,144 : 제1 내지 제4ADC
145,146 : 제1,제2DAC 150 : DSP
151 : 지연부 152 : 상호상관관계 산출부
153 : 가상PIMD생성부 154 : PIMD제거부
160 : 시스템클럭동기부 161,162 : 제1,제2PLL100: PIMD removal device 101: first passive element
111,112: 1st, 2nd MUX / DeMUX 113,114: 1st, 2nd coupling
120: PIMD signal generator 121: second passive element
122: first filter 123: band separation unit
130:
135,136: 1st,
145,146: 1st, 2nd DAC 150: DSP
151: delay unit 152: cross correlation calculation unit
153: virtual PIMD generation unit 154: PIMD removal unit
160: system clock synchronous unit 161,162: first, second PLL
Claims (15)
상기 PIMD제거장치는 상기 기지국 또는 중계기로부터 수신된 아날로그 다운링크신호(TX)에서 PIMD신호를 생성하는 PIMD신호생성부;
상기 PIMD신호생성부에서 생성된 PIMD신호 성분을 중간주파신호(IF)로 다운컨버팅 및 디지털신호로 변환하고, DSP(Digital Signal Processor)에서 상기 디지털 PIMD신호를 입력받아 가상 PIMD신호(P'(n))를 생성하고, 상기 안테나 측으로부터 전송된 업링크신호(RX)에서 가상 PIMD신호성분(P'(n))을 제거한 순수한 업링크신호(RX)를 상기 기지국 또는 중계기 측으로 전송하는 신호처리부; 및
상기 PIMD제거장치의 각 부가 동일한 클럭으로 동작하도록 시스템 클럭을 발생 및 각 부에 공급하는 시스템클럭동기부;를 포함하되,
상기 시스템클럭동기부는 상기 PIMD제거장치의 각 부가 동일한 위상을 갖도록 상기 DSP의 샘플링클럭(fs)의 위상(θ)을 기준으로 각 부의 클럭을 동기화 시키는 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD 제거장치.In the PIMD removal apparatus using system clock synchronization to remove the PIMD (Passive Inter Modulation Distortion) component generated in the first passive element between the base station or the repeater and the antenna,
The PIMD removing apparatus includes a PIMD signal generation unit for generating a PIMD signal from the analog downlink signal TX received from the base station or the repeater;
The PIMD signal component generated by the PIMD signal generation unit is converted to an intermediate frequency signal IF and converted into a digital signal, and the virtual PIMD signal P '(n A signal processor for generating a pure uplink signal RX from which the virtual PIMD signal component P ′ (n) is removed from the uplink signal RX transmitted from the antenna side, to the base station or the repeater side; And
A system clock synchronizer for generating and supplying a system clock to each unit so that each unit of the PIMD removing device operates at the same clock; It includes, but,
The system clock synchronous unit synchronizes the clocks of the respective units based on the phase θ of the sampling clock fs of the DSP such that each part of the PIMD removing device has the same phase. .
상기 PIMD신호생성부는 상기 다운링크신호(TX)에 PIMD신호가 포함된 다운링크신호(TX)를 출력하는 제2수동소자;
상기 제2수동소자에서 생성된 PIMD신호 성분만 통과시키는 제1필터; 및
상기 제1필터를 통과한 PIMD신호 성분을 밴드별로 분리하여 상기 신호처리부로 출력하는 밴드분리부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD 제거장치. The method of claim 1,
The PIMD signal generation unit may include a second passive element configured to output a downlink signal TX including a PIMD signal to the downlink signal TX;
A first filter passing only the PIMD signal component generated by the second passive element; And
And a band separation unit for separating the PIMD signal component passing through the first filter for each band and outputting the band signal to the signal processing unit.
상기 제2수동소자는 상기 안테나측의 제1수동소자와 동일한 PIMD신호 성분을 발생시키는 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치.The method of claim 2,
And the second passive element generates the same PIMD signal component as the first passive element on the antenna side.
상기 제2수동소자는 각 밴드별 다운링크신호(TX-A)(TX-B)의 각 주파수를 병합하는 혼합기(combine)인 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치.The method of claim 3,
The second passive element is a PIMD removal device using a system clock synchronization, characterized in that the combination (combine) to combine the respective frequencies of the downlink signal (TX-A) (TX-B) for each band.
상기 제1필터는 상기 다운링크신호(TX-A)(TX-B)의 각 주파수를 설정된 대역만 제거시켜 PIMD신호만 통과시키는 밴드제거필터(BRF : Band Rejection Filter)인 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치.The method of claim 4, wherein
The first filter is a system clock, characterized in that the band rejection filter (BRF: Band Rejection Filter) to pass only the PIMD signal by removing only the set band of each frequency of the downlink signal (TX-A) (TX-B) PIMD removal device using synchronization.
상기 신호처리부와 제1수동소자 사이에 부가되어, 상기 안테나측으로부터 입력된 업링크신호(RX)를 밴드(RX-A)(RX-B)별로 분리 및 상기 신호처리부로 입력하는 제2MUX/DeMUX부;
상기 기지국 또는 안테나를 통해 입력되는 다운링크신호(TX)를 밴드 별로 분리한 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 상기 제2MUX/DeMUX부로 출력하고, 상기 신호처리부로부터 출력된 PIMD신호가 제거된 밴드별 업링크신호(RX-A)(RX-B)를 다중화하여 상기 기지국 또는 중계기로 전송하는 제1MUX/DeMUX부; 및
상기 제1MUX/DeMUX에서 출력된 각 밴드의 다운링크신호(TX-A)(TX-B)를 각각 PIMD신호생성부로 공급하는 각 커플러;를 더 포함하는 것을 특징으로 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치.The method of claim 1,
A second MUX / DeMUX added between the signal processor and the first passive element to separate the uplink signal RX input from the antenna side by bands RX-A and RX-B and input the signal to the signal processor; part;
The downlink signal TX-A (TX-B) obtained by separating the downlink signal TX inputted through the base station or the antenna for each band is output to the second MUX / DeMUX unit, and the PIMD signal output from the signal processing unit. A first MUX / DeMUX unit for multiplexing uplink signals (RX-A) (RX-B) from which bands are removed and transmitting the multiplexed uplink signals (RX-A) to the base station or repeater; And
Each coupler for supplying downlink signals (TX-A) (TX-B) of each band output from the first MUX / DeMUX to the PIMD signal generation unit, further comprising a PIMD removal device using a system clock synchronization .
상기 신호처리부는 상기 PIMD신호생성부로부터 발생된 각 밴드별 PIMD신호를 각각 다운컨버팅을 위한 PIMD DNC-A 및 PIMD DNC-B와, 각각 디지털신호(ADC)로 변환하는 제1,제2ADC;
상기 제2MUX/DeMUX로부터 입력된 업링크신호(RX-A)(RX-B)의 다운컨버팅을 위한 DNC-A 및 DNC-B 및 디지털신호 변환을 위한 제3, 제4ADC;
상기 제1,제2ADC로부터 입력된 PIMD신호를 이용하여 상기 제1,제2ADC를 통해 입력된 밴드별 업링크신호(RX-A)(RX-B)에서 PIMD성분을 제거한 순수한 업링크신호(RX-A)(RX-B)만을 출력하는 DSP(Digital Signal Processer); 및
상기 DSP를 통해 출력된 순수한 업링크신호(RX-A)(RX-B)를 아날로그신호로 변환(DAC)하기 위한 제1,제2DAC 및 이를 각각 업컨버팅(UPC)하여 상기 제1MUX/DeMUX로 전송하는 UPC-A 및 UPC-B;를 포함하되,
상기 각 부는 시스템클럭동기부에서 발생된 클럭에 동기되어 구동하는 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치. The method of claim 6,
The signal processor may include PIMD DNC-A and PIMD DNC-B for downconverting the PIMD signals for each band generated by the PIMD signal generator, respectively, and first and second ADCs respectively converting the digital signals (ADCs);
Third and fourth ADCs for converting DNC-A and DNC-B for downconverting uplink signals (RX-A) (RX-B) input from the second MUX / DeMUX and digital signals;
The pure uplink signal RX from which the PIMD component is removed from the band-specific uplink signals RX-A and RX-B input through the first and second ADCs using the PIMD signals input from the first and second ADCs. -Digital Signal Processor (DSP) which outputs only (A) (RX-B); And
First and second DACs for converting the pure uplink signals RX-A and RX-B output through the DSP into analog signals and up-converting them respectively to the first MUX / DeMUX. Including transmitting UPC-A and UPC-B;
And each unit is driven in synchronization with a clock generated by the system clock synchronous unit.
상기 DSP는 상기 PIMD신호생성부로부터 입력된 PIMD신호를 타임 지연(delay)한 PIMD신호(P(n))를 발생하는 지연부;
상기 지연부로부터 입력된 PIMD신호(P(n))의 상호상관관계(Cross correlation)를 산출하는 PIMD 상호상관관계 산출부;
상기 지연부로부터 입력된 PIMD신호(P(n))와 상기 PIMD 상호상관관계 산출부의 PIMD 상호상관관계 산출값을 이용하여 가상 PIMD신호(P'(n))를 생성하는 가상PIMD생성부; 및
상기 안테나 측으로부터의 상기 PIMD성분이 포함된 업링크신호(RX)에서 상기 가상PIMD생성부로부터의 PIMD신호(P'(n)) 성분을 제거한 무결성 업링크신호(R(n))를 출력하는 PIMD제거부;를 포함하여 구동된 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치. The method of claim 7, wherein
The DSP may include a delay unit for generating a PIMD signal P (n) obtained by delaying a PIMD signal input from the PIMD signal generator;
A PIMD cross correlation calculation unit for calculating a cross correlation of the PIMD signal P (n) input from the delay unit;
A virtual PIMD generation unit generating a virtual PIMD signal P '(n) by using a PIMD signal P (n) input from the delay unit and a PIMD correlation correlation value of the PIMD cross correlation calculation unit; And
Outputting an integrity uplink signal R (n) from which the PIMD signal P ′ (n) component is removed from the virtual PIMD generator from the uplink signal RX including the PIMD component from the antenna side. PIMD removal unit using a system clock synchronization, characterized in that driven, including; PIMD removal unit.
상기 PIMD 상호상관관계 산출부의 상호상관관계값(Cross Correlation Value)은 적응계수값(Adaptive Coefficient value)을 이용한 DSP적응필터로 산출하되,
상기 적응계수값은 상기 지연부를 통해 지연된 PIMD 신호와 실제 업링크신호(R(n))의 상호 상관관계를 산출하여 상기 지연된 PIMD신호(P(n))에 상호 상관관계 계수값을 곱하여 가상 PIMD신호(P'(n))을 생성하는 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치.The method of claim 9,
The cross correlation value of the PIMD cross correlation calculation unit may be calculated using a DSP adaptive filter using an adaptive coefficient value.
The adaptive coefficient value is calculated by cross-correlating a PIMD signal delayed through the delay unit with an actual uplink signal R (n), and multiplying the delayed PIMD signal P (n) by a cross correlation coefficient value to virtual PIMD. PIMD removal device using system clock synchronization, characterized in that for generating a signal (P '(n)).
상기 PIMD 상호상관관계 산출부는 상기 지연부를 통해 지연(delay)된 PIMD신호(P(n))와 실제 업링크신호(R(n))와의 곱의 누적 합으로 상호 계수값을 산출하는 상호계수구동부(Cross Coefficient Operation);
상기 상호계수구동부에서 산출된 상호계수값에 의해 상호상관도를 결정하는 상호상관관계값 결정부(Cross Correlation Value decision); 및
상기 상호상관관계값 결정부에서 상호상관관계값(Threshold value)이 결정됨에 따라 DSP 연산 주기 시간마다 이전의 가중치(Weight value)에 상관 계수값를 합하여 가중치의 높고 낮음을 업데이트하는 계수구동부(Coefficient Operation);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치. The method of claim 9,
The PIMD cross-correlation calculator calculates a mutual coefficient value based on a cumulative sum of a product of a delayed PIMD signal P (n) and an actual uplink signal R (n) through the delay unit. Cross Coefficient Operation;
Cross Correlation Value decision to determine the cross-correlation degree based on the cross-coefficient value calculated by the cross-coefficient driving unit; And
As the correlation value is determined by the correlation value determination unit, a coefficient operation unit for updating the high and low weights by adding correlation coefficient values to previous weight values for each DSP operation cycle time. PIMD removal device using a system clock synchronization, characterized in that configured to include.
상기 시스템클럭동기부는 DSP의 샘플링클럭(fs)을 기준으로 설정된 θ(frequency, phase)만큼 시프트(shift)된 클럭(fs + θ)을 발생하여 상기 제1,제2ADC 및 제3,제4ADC를 구동시키는 클럭발생부;
상기 클럭발생부에서 발생된 클럭과 동일 위상차로 시프트한 클럭(Z_LO + θ)을 상기 DNC-A 및 DNC-B에 공급하는 제1PLL(Phase Locked Loop); 및
상기 클럭발생부에서 발생된 클럭과 동일 위상차로 시프트한 클럭(PIMD_LO + θ)을 상기 PIMD DNC-A 및 PIMD DNC-B와 DAC-A 및 DAC-B에 공급하는 제2PLL;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시스템클럭 동기화를 이용한 PIMD제거장치.
The method of claim 7, wherein
The system clock synchronous unit generates a clock (fs + θ) shifted by θ (frequency, phase) set on the basis of the sampling clock fs of the DSP to generate the first, second, and third ADCs. A clock generator for driving;
A first locked loop (PLL) for supplying the clock (Z_LO + θ) shifted in phase with the clock generated by the clock generator to the DNC-A and the DNC-B; And
And a second PLL for supplying a clock (PIMD_LO + θ) shifted in phase with the clock generated by the clock generator to the PIMD DNC-A and PIMD DNC-B and the DAC-A and DAC-B. PIMD removal device using a system clock synchronization.
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KR1020170092523A KR102019145B1 (en) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Apparatus for Remove of PIMD Using by System Synchronization |
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KR100762308B1 (en) * | 2006-10-23 | 2007-10-01 | 에이스웨이브텍(주) | Dual Passive Intermodulation Distortion PIMD Measurement Equipment |
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