KR200315703Y1 - 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호제거회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수신 안테나의 채널별로 수신되는 신호에서 동위상 제거방식을 적용하여 수신신호중에 포함되어 있는 간섭신호 성분을 제거하고, 순수한 원신호 성분만을 검출할 수 있도록 한 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 관한 것이다.

이는, CDMA. PCS. TRS. GSM방송용 등과 같은 무선통신장치에서 무선으로 주파수를 수신하고, 일정 레벨 이상의 주파수로 증폭한 후 간섭신호가 제외된 원신호 성분만을 최대한 보상한 후 동일 주파수로 출력·중계하는 무선중계장치에 있어서, 상기 간섭신호를 제거하기 위해 무선중계장치에 구비된 간섭신호 제거회로는; 수신 안테나의 채널 별로 수신된 각 신호가 한 개의 신호로 혼합된 상태에서, 그 혼합된 상태의 수신신호를 인가받고 이를 동일 위상으로 분배하도록 동위상 분배기가 구비된 신호입력부와, 상기 동위상 분배기로부터 출력되는 각각의 합성신호에 대해 위상변환기에서 위상변위를 행한 후 상기 신호입력부에 입력된 수신신호 성분과 상기 수신신호 성분중에서 원신호 성분이 소정 레벨(30dBm)만큼 제거된 상태로 각각 출력하는 신호분리부와, 상기 신호분리부의 출력 신호를 인가받고 역위상 합성에 의해 원신호 성분만을 출력하는 간섭신호제거부로 구성되는 것에 달성되며; 이에 따라, 수신안테나의 채널별 수신 신호파형의 특성상 전파환경에 따라 각 채널별 신호의 크기와 위상이 매우 상이하여 발생되는 간섭 제거 효과감소를 방지할 수 있으며, 무선 중계장치의 안테나 방향 등의 설치 환경 변화나 주위 환경변화에 있어서각 안테나 경로에 대한 신호를 유사하게 유지시킬 수 있어 환경 변화에 대한 적응력을 갖출 수 있는 기대가 있다.

Description

동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로{Interference signal Elimination Circuit of Radio Relay Apparatus using In-phase Elimination Form}

본 고안은 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반 무선통신시스템(즉, CDMA. PCS. TRS. GSM방송용 등)에서 무선으로 수신되는 주파수와 동일 주파수로 중계하는 무선중계장치에 노치 필터(Notch Filter) 및 무선주파수(RF)의 합성회로를 제공하고, 이를 이용한 동위상 주파수 합성을 통해 간섭신호의 제거능력을 극대화 시키도록 한 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 무선중계시스템에서의 간섭제거 중계장치는 기지국이나 휴대무선장치로부터 수신되는 낮은 전력레벨의 원신호(즉, 기지국 또는 휴대무선장치의 송신신호)와 중계장치 자체의 송신안테나에서 되돌아오는 높은 전력레벨의 간섭신호를 수신하는 수신안테나로 수신된 신호 중에서 상기 간섭신호를 제거하는 간섭신호 제거부가 필수적으로 장착되며, 상기 낮은 전력레벨의 원신호를 증폭하는 증폭부, 그 증폭부의 출력신호를 송신하는 송신안테나 및 부가적인 회로가 추가되어 구성된다.

상기 간섭신호 제거부는 상기 간섭신호만을 제거하고 원신호를 최대한 보호하는 기능을 제공하는데, 그 방식과 수신 신호의 특성에 따라 여러 가지의 간섭 제거구조가 실시되고 있으며, 그 간섭제거 구조에 따라 다양한 특성 및 성능 등이 나타난다.

그런데, 상기 간섭신호 제거방식은 단순히 안테나에서 수신된 안테나 채널별 수신신호를 간섭 제거부를 통해 간섭 신호를 제거하고 있기 때문에, 각 채널별 신호의 크기와 위상이 환경에 따라 상이하게 변하는 무선중계시스템에서는 간섭신호의 제거비가 현저히 감소할 뿐만 아니라 원신호 성분까지 부분적으로 제거되어 통화품질이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래 간섭제거 기술을 적용한 무선중계시스템에서 수신 안테나 간섭신호의 세력 및 위상의 오차범위가 동위상에 가까울수록 간섭제거 성능이 우수하나, 실제로 간섭신호의 크기 및 위상의 차가 수신 채널별로 상이하게 나타나기 때문에, 간섭 제거성능이 급격히 저하된다는 것이다.

이에, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 노치 필터(Notch Filter) 및 무선주파수(RF)의 합성회로를 무선중계장치 내에 제공하여 간섭신호를 효과적으로 제거할 수 있도록 한 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로는, 수신 안테나의 채널 별로 수신된 각 신호가 한 개의 신호로 혼합된 상태에서, 그 혼합된 상태의 수신신호를 인가받고 이를 동일 위상으로 분배하도록 동위상 분배기가 구비된 신호입력부와, 상기 동위상 분배기로부터 출력되는 각각의 합성신호에 대해 위상변환기에서 위상변위를 행한 후 상기 신호입력부에 입력된 수신신호 성분과 상기 수신신호 성분중에서 원신호 성분이 소정 레벨만큼 제거된 상태로 각각 출력하는 신호분리부와, 상기 신호분리부의 출력 신호를 인가받고 역위상 합성에 의해 원신호 성분만을 출력하는 간섭신호제거부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 간섭신호제거부는 상기 신호분리부에서 소정 레벨 제거된 원신호 성분을 인가받고 그 원신호 성분을 제거한 후 간섭신호 성분만을 추출하기 위해 대역내의 신호를 통과시키는 대역필터, 상기 대역필터를 통과한 대역내의 신호를 약 10~15dBm 의 신호만 제거한 후 통과시키며 역위상 신호를 생성하는 노치필터, 상기 노치필터의 출력신호를 증폭하는 증폭부, 및 필터부로 구비되는 원신호 성분 제거부와; 상기 원신호 성분이 제거된 상태의 간섭신호 성분과 상기 신호분리부에서 출력된 수신신호를 인가받고 180。 역위상 합성으로 순수한 원신호 성분만을 검출하는 역위상 합성부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로를 보인 블록 구성도

도 2는 본 고안의 동위상 제거방식을 이용한 간섭신호 제거회로가 무선통신시스템에 적용된 실시예 구성도

도 3은 본 고안에 따른 동위상 제거방식을 이용한 간섭신호 제거회로가 내장된 무선통신시스템의 동작 흐름도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100a : 동위상 분배기 110 : 신호분리부

114, 116 : 위상변환기 120 : 간섭신호제거부

122 : 대역필터 124 : 노치필터

126 : 증폭부 130 : 역위상 합성부

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로를 보인 블록 구성도, 도 2는 본 고안의 동위상 제거방식을 이용한 간섭신호 제거회로가 무선통신시스템에 적용된 실시예 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 안테나 채널 별로 수신된 각 신호가 한 개의 신호로혼합된 상태에서, 그 혼합된 상태의 수신신호를 인가받고 이를 동일 위상으로 분배하도록 동위상 분배기(100a)가 구비된 신호입력부(100)와, 상기 동위상 분배기(100a)로부터 출력되는 각각의 합성신호에 대해 위상변위를 행한 후 상기 신호입력부(100)에 입력된 수신신호 성분 및, 합성신호중에서 낮은 전력레벨의 원신호 성분이 소정 dBm(에컨대, 30dBm)이 제거된 상태로 출력시키는 신호분리부(110)와; 상기 신호분리부(110)의 출력 신호를 인가받고 180。역위상으로 합성하여 간섭신호를 제거하고 원신호 성분만을 출력하는 간섭신호제거부(120)로 구성된다.

상기 신호분리부(110)는, 상기 원신호 성분과 간섭신호 성분을 각각 위상변위 시키기 위한 위상변환기(114,116)가 제공된다.

상기 간섭신호제거부(120)는, 상기 신호분리부(110)에서 소정 레벨 제거된 원신호 성분을 인가받고 그 원신호 성분을 제거한 후 간섭신호 성분만을 추출하기 위해 대역내의 신호를 통과시키는 대역필터(122), 상기 대역필터(122)를 통과한 대역내의 신호를 약 10~15dBm 의 신호만 제거한 후 통과시키며 역위상 신호를 생성하는 노치필터(124), 상기 노치필터(124)의 출력신호를 증폭하는 증폭부(126), 및 필터부(128)로 구비되는 원신호 성분 제거부와; 상기 원신호 성분이 제거된 상태의 간섭신호 성분과 상기 신호분리부(110)에서 출력된 수신신호(원신호 성분 + 간섭신호 성분)를 인가받고 역위상 합성에 의해 순수 원신호 성분만을 검출하는 역위상 합성부(130)가 포함되어 구성된다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 무선통신시스템의 수신단에는 동일 주파수의 무선 중계를 위한 4개 이상의 안테나의 출력 경로에 대하여 각각의 안테나 소자성분을 합성하는 합성부(A1), 일정 레벨이상의 신호를 감쇠하고 원하는 신호분포대역만의 신호를 통과시키는 RF신호에서의 대역필터(A2), 저잡음 저전력증폭부(A3), 주파수 간섭신호제거회로(10)잡음 대전력증폭부(A4), 밴드패스 필터(A5)로 구성된다.

그와 같이 구성된 본 고안의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 신호입력단을 통해 무선통신시스템에서 수신되는 원 신호 성분 및 무선중계장치 자체의 송신안테나에서 궤환되는 간섭신호 성분을 갖는 수신 신호가 안테나 채널별로 인가되면 합성부(A1)에서 이를 한 개의 신호로 혼합하고, 일정 레벨이상의 신호를 감쇠하고 원하는 신호분포대역만의 신호를 통과시키는 RF신호에서의 대역필터(A2)와 저잡음 저전력증폭부(A3)를 통해 신호입력부(100)에 제공된다.

그러면, 상기 신호입력부(100)의 동위상분배기(100a)에 의해 동일 위상으로 분배된 후, 신호분리부(110)에 공급된다.

상기 신호분리부(110)에서의 합성신호는 높은 전력레벨의 간섭신호 성분과 낮은 전력레벨의 원신호 성분이 모두 합성된 상태로서, 상기 합성된 신호는 신호분리부(110)에 제공된 위상변환기(114, 116)에서 위상변위 과정을 거친 다음 상기 신호분리부(110)의 'b'지점과 'c'지점으로 출력된다.

이때, 상기 'b'지점의 신호성분은 상기 신호입력부(100)에 인가되는 수신신호 성분 즉, 원신호 성분과 간섭신호 성분이 합성된 신호성분과 동일하며, 상기 'c'지점의 신호성분은 원신호성분에서 소정레벨 예컨대 약 30dBm이 제거된 상태를 가지게 된다.

그리고, 상기 신호분리부(110)의 출력 신호는 각각 간섭신호제거부(120)에 각각 인가되는 바, 상기 'b'지점으로부터 출력된 수신신호는 곧바로 역위상합성부(130)에 인가되며, 상기 'c'지점의 신호성분은 원신호성분 제거부에 인가되게 된다.

상기 원신호성분 제거부에 인가된 신호성분은 대역필터(122)와 노치필터(124)에서 다시 10~15dBm만큼 제거된 후 통과되며, 노치필터(124)를 통과하면서 역위상 변환된 신호로 생성되고, 이는 증폭부(120) 및 필터(128)를 통해 원신호가 제거된 상태로 역위상합성부(130)에 인가된다.

그러면, 상기 신호혼합부(120)의 역위상합성부(130)는 상기 'b'지점의 신호성분 즉, 상기 신호입력부(100)에 인가된 수신신호와 동일한 신호성분과, 상기 원신호성분이 제거된 순수한 간섭신호 성분만을 전달받은 상태에서, 상기 두 신호를 180°역위상으로 합성하여 간섭신호가 제외된 원신호 성분만을 검출하게 된다(g).

한편, 본 고안의 간섭신호제거회로(10)를 통해 합성된 신호는 각 안테나 채널에 대한 동위상 신호로서 역위상 합성경로에 의하여 합성부 출력신호 사이에 원신호의 제거유무의 차이가 있지만 상기 원신호의 전력레벨은 간섭신호에 비하여 상대적으로 매우 낮기 때문에 전체적인 합성신호의 주파수에 따른 위상차와 크기는 광대역에 걸쳐 유사한 특성을 가지게 된다.

이에 따라, 안테나 채널별 수신 신호의 위상이나 세력의 크기가 동일하지 않는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 초기 전파환경에 대한 간섭신호의 크기와 위상이 합성된 참조정보를 측정하고 그 측정 결과에 따른 실시간 레벨 측정에 따라 크기와 위상을 변위시킨 후, 실시간 레벨 감시에 따라 감시와 보정동작이 행해짐과 아울러 보정 한계범위를 벗어나 발진할 경우에는 상기 참조정보(즉, 간섭신호의 크기와 위상정보)를 측정하여 보정하도록 하는 것이다(단계 200 내지 단계 210).

한편, 본 고안에 따른 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로는 무선중계장치와 마찬가지로 기지국으로부터 전파를 수신하여 원하는 신호로 증폭한 후 전파가 미약한 지역으로 신호를 방사하는 순방향 방식에 의한 동작 원리만을 설명하고 있으나, 휴대장치의 미약한 전파를 수신한 후 원하는 신호로 증폭하고 기지국으로 신호를 전송하는 역방향 방식에서의 동작 원리와 동일하기 때문에, 본 고안에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시예들이 돌출된다고 하더라도 본 고안의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 고안에 첨부된 청구범위안에 속한다 해야 할 것이다.

또한, 본 고안은 RF 대역합성의 광대역 무선중계장치 및 증폭수단 등에 적용 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로에 따르면, 수신안테나의 채널별 수신 신호파형의 특성상 전파환경에 따라 각 채널별 신호의 크기와 위상이 매우 상이하여 발생되는 간섭 제거 효과 감소를 방지할 수 있다.

또한, 무선 중계장치의 안테나 방향 등의 설치 환경 변화나 주위 환경변화에있어서 각 안테나 경로에 대한 신호를 유사하게 유지시킬 수 있어 환경 변화에 대한 적응력을 갖출 수 있다.

Claims (2)

1. CDMA. PCS. TRS. GSM방송용 등과 같은 무선통신장치에서 무선으로 주파수를 수신하고, 일정 레벨 이상의 주파수로 증폭한 후 간섭신호가 제외된 원신호 성분만을 최대한 보상한 후 동일 주파수로 출력·중계하는 무선중계장치에 있어서,

   상기 간섭신호를 제거하기 위해 무선중계장치에 구비된 간섭신호 제거회로는;

   수신 안테나의 채널 별로 수신된 각 신호가 한 개의 신호로 혼합된 상태에서, 그 혼합된 상태의 수신신호를 인가받고 이를 동일 위상으로 분배하도록 동위상 분배기가 구비된 신호입력부와,

   상기 동위상 분배기로부터 출력되는 각각의 합성신호에 대해 위상변환기에서 위상변위를 행한 후 상기 신호입력부에 입력된 수신신호 성분과 상기 수신신호 성분중에서 원신호 성분이 소정 레벨(30dBm)만큼 제거된 상태로 각각 출력하는 신호분리부와,

   상기 신호분리부의 출력 신호를 인가받고 역위상 합성에 의해 원신호 성분만을 출력하는 간섭신호제거부로 구성되는 것을 특징으로 하는 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 간섭신호제거부는,

   상기 신호분리부에서 소정 레벨 제거된 원신호 성분을 인가받고 그 원신호 성분을 제거한 후 간섭신호 성분만을 추출하기 위해 대역내의 신호를 통과시키는 대역필터, 상기 대역필터를 통과한 대역내의 신호를 약 10~15dBm 의 신호만 제거한 후 통과시키며 역위상 신호를 생성하는 노치필터, 상기 노치필터의 출력신호를 증폭하는 증폭부, 및 필터부로 구비되는 원신호 성분 제거부와; 상기 원신호 성분이 제거된 상태의 간섭신호 성분과 상기 신호분리부에서 출력된 수신신호를 인가받고 180。 역위상 합성으로 순수한 원신호 성분만을 검출하는 역위상 합성부가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 동위상 제거방식을 이용한 무선중계장치의 간섭신호 제거회로.