KR100302180B1 - 기지국내주파수변환중계장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 CDMA셀룰라 또는 PCS 이동통신 서비스 제공시, 지상의 인구밀도가 낮은 산간지역, 농어촌지역 또는 읍,면소재지 등이나 차량 통행량이 적은 외곽 도로와 같은 전파 음영지역이나 전파 미약지역에 원활한 통신서비스를 제공하기 위한 주파수변환 중계장치를 설치할 때, 기지국내의 기존 설비에 더미 스플리터와 더미 컴바이너를 설치함으로써 별도의 부가적인 주파수변환 중계기 설치없이도 중계신호의 입출력간 아이솔레이션을 완벽하게 수행할 수 있게 되는 기지국내 주파수 변환 중계장치를 제공하고자 하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기지국의 송신부에서 생성된 IF 주파수 대역의 송출신호는 더미 스플리터를 통하여 제1,및 제2 주파수 변환기에 입력되어 UHF대역의 트래픽 신호및 중계용 주파수 신호로 변환되고, UHF대역의 트래픽 신호 및 중계용 주파수 신호는 컴바이너에 의해 합성되어 중계기측 또는 단말기 측으로 출력되게 구성되고, 기지국의 수신안테나에 수신된 중계기측 신호는 밴드패스필터와 저 잡음증폭기를 거쳐 스플리터를 통해 각각 제1,및 제2 주파수변환되고, 상기 두 신호는 더미 컴바이너에서 합쳐져서 기지국내의 수신신호 처리용 채널 카드 측으로 인가되게 구성된다.

Description

기지국내 주파수 변환중계 장치

본 발명은 CDMA셀룰라 또는 PCS 이동통신 서비스 제공시, 지상의 인구밀도가 낮은 산간지역, 농어촌지역 또는 읍,면소재지 등이나 차량 통행량이 적은 외곽 도로와 같은 전파 음영지역이나 전파 미약지역에 원활한 통신서비스를 제공하기 위한 주파수변환 중계장치에 관한 것으로, 특히 CDMA 셀룰라 또는 PCS 방식에서 사용하는 주파수중 기지국에서 사용하지 않는 주파수를 기지국과 주파수 변환 중계기간의 중계 주파수로 이용함으로써 중계기의 안정된 동작을 위한 아이솔레이션(Isolation)을 확보할수 있는 별도의 설치의 더미 스플리터와 더미 컴바이너를 이용한 기지국내 주파수변환 중계장치에 관한 것이다.

이동통신 시스템에서 원활한 통신소통 환경을 구축하고 또한 그 커버리지를 확장시킬 목적으로 중계기가 대대적으로 사용될 전망이다. 이러한 중계기는 시설투자 및 운용에 따른 비용이 적고 그 설치의 용이성에 따라 시설 투자비를 조기에 회수할 수 있다는 장점 때문에, 지상의 전파 음영지역, 전파 음영지역, 서비스 미보급지역등에 서비스 커버리지 확장용으로 많이 사용될 것으로 판단된다.

기존의 중계기는 모 기지국의 미약한 신호를 증폭하여 전송하는 방식으로 기지국과 중계기간의 중계주파수와 중계기와 서비스 주파수가 동일하여 중계기 내부에서 발진이 일어나게 된다.

이를 방지하기 위해서는 별도의 방지를 위해 전파분리(아이솔레이션)수단이 마련되어야 하는데, 지금까지는 중계기의 이득을 낮게 설정함으로써 상기 전파분리 특성을 만족시키려 했기 때문에 결국 중계기의 서비스 커버리지를 좁게 가져갈 수밖에 없었다. 그렇지 않으면, 즉 중계기 입출력간 아이솔레이션을 확보하지 않으면 중계기는 내부에서 발진이 일어나 인접 서비스 지역에 전파 장해 또는 서비스 중단 등을 야기시킬 수 있다.

따라서, 중계기를 서비스 미보급 지역 등에서 서비스 커버리지 확장용으로 사용하는데 한계가 있었다.

이러한 중계기 상에서의 아이솔레이션 문제를 해결하기 위해 최근에는 광중계기, 마이크로 웨이브(M/W)를 이용한 중계기 등의 다양한 중계기가 개발되고 있으나 과다한 광회선 임대비 또는 가시거리(Line of Sight) 및 강우감쇄 등으로 인해 현장적용상에 어려움을 가져온다.

한편 본 발명 출원인은 선 특허출원 제97-28972호에서 도 1에서 제시하고 있는 바와 같은 주파수변환 중계시스템을 제안하여 상기의 아이솔레이션 문제를 해결하였다.

여기에서 보면, 중계기 일측의 제1 듀플리케이터(10)로 수신된 기지국측의 제2 주파수는 저잡음 증폭기(12)를 통해 제1 IF모듈(14)에 입력되어 제1주파수로 변환되게 구성하고, 상기 제1 IF모듈(14)에서 출력되는 제1 주파수 신호는 출력증폭기(16)를 거쳐 제2듀플리케이터(18)를 통해 단말기 또는 다른 중계기측으로 송출되게 구성하고 있다.

또 중계기의 제2 듀플리케이터(18)로 수신된 단말기 또는 다른 중계기측의 제1주파수는 저잡음 증폭기(20)를 통해 제2 IF모듈(22)에 입력되어 제2주파수로 변환되게 구성하고, 상기 제2 IF모듈(22)에서 출력되는 제2 주파수 신호는 출력증폭기(24)를 거쳐 제1 듀플리케이터(10)를 통해 기지국 측으로 송출되게 구성하고 있다.

따라서 순방향(기지국에서 단말기로의 방향)에서는 중계용 주파수를 트래픽 주파수(제2 주파수)로 변환 및 증폭하고 역방향(단말기에서 기지국으로의 방향)에서는 트래픽 주파수를 중계용 주파수(제2 주파수)로 변환 및 증폭한다.

즉, 주파수 변환 중계기는 순방향에서는 중계용 주파수를 트래픽 주파수로 변환 및 증폭하고 역방향에서는 트래픽 주파수를 중계용 주파수로 변환 및 증폭한다.

또한, 순방향과 역방향이 사용하는 주파수가 서로 상이하고 주파수 선택도는 순방향 및 역방향 모두 -3 dB 대역폭을 아이솔레이션을 만족시킬 수 있는 1.25∼3MHz로 충분히 작기 때문에 고출력의 중계기 서비스를 가능하게 한다.

그러나 선출원 발명에서는 중계기를 기지국 내에 적용하는 경우 물리적으로 주파수변환 중계기 완성품이 별도로 요구되기 때문에 원가 절감 측면에서 보면 큰 이익은 없다.

본 발명의 목적은 CDMA셀룰라 또는 PCS 이동통신 서비스 제공시, 지상의 인구밀도가 낮은 산간지역, 농어촌지역 또는 읍,면소재지 등이나 차량 통행량이 적은 외곽 도로와 같은 전파 음영지역이나 전파 미약지역에 원활한 통신서비스를 제공하기 위한 주파수변환 중계장치를 설치할 때, 기지국내의 기존 설비에 더미 스플리터와 더미 컴바이너를 설치함으로써 별도의 부가적인 주파수변환 중계기 설치없이도 중계신호의 입출력간 아이솔레이션을 완벽하게 수행할 수 있게 되는 기지국내 주파수 변환 중계장치를 제공하고자 하는데 있다.

도 1은 주파수 변환 중계기의 블록 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따라 기지국 송신계통에 더미 스플리터를 설치하여 주파수변환 중계 기능을 수행하도록 한 블록 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따라 기지국 수신 계통에 더미 컴바이너를 설치하여 주파수 변환 중계기능을 수행하도록 한 블록 구성도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

26,52 : 채널 카드 28,44 : 스플리터

30,32,46,48 : 주파수 변환기 34,50 : 컴바이너

36,40 : 밴드패스필터 38 : 출력증폭기

42 : 저잡음증폭기

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주파수 변환 방식의 중계시스템에 있어서, 기지국의 송신부에서 생성된 IF 주파수 대역의 송출신호는 더미 스플리터를 통하여 제1 및 제2 주파수변환기에 입력되어, 상기 제 1주파수 변환기에서는 상기 기지국의 IF 주파수 대역의 송출신호를 UHF 대역의 트래픽 신호로 변환하게 구성하고, 제2 주파수 변환기에서는 상기 기지국의 IF 주파수 대역의 송출 신호를 중계용 주파수 신호로 구성하고, 상기 제1 및 제2 주파수 변환기의 두 신호는 컴바이너에서 합쳐져서 중계기 측 또는 단말기 측으로 출력되게 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국내 주파수 변환 중계장치를 제공한다.

본 발명은 또한 주파수 변환 방식의 중계 시스템에 있어서, 기지국의 수신부의 RF 주파수 대역의 트래픽신호는 저 잡음 증폭기를 거쳐 스플리터를 통해 각각 제1 및 제2 주파수 변환기에 입력되게 구성하고, 상기 제1 주파수 변환기에서는 입력된 상기 RF 주파수 대역의 트래픽 신호를 IF 주파수 대역의 트래픽 신호로 변환하게 구성하고, 상기 제 2 주파수 변환기에서는 입력된 상기 RF 주파수 대역의 신호를 중계용 주파수 신호로 변환하게 구성되고, 상기 제1 및 제2 주파수 변환기의 두 신호는 더미 컴바이너에서 합쳐져서 기지국내의 수신신호 처리용 채널 카드 측으로 인가되게 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국내 주파수 변환중계장치를 제공한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따라 기지국 송신계통에 더미 스플리터를 설치하여 주파수변환 중계기능을 수행하도록 한 블록 구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 기지국(도시안됨)의 송신부(도시안된)의 채널카드(26)에서 생성된 IF 주파수 대역의 송출 신호는 더미 스플리터(28)를 통하여 분리된 후 각각 제1 및 제2 주파수 변환기(30 및 32)에 입력된다. 상기 제1 주파수변환기(30)는 상기 기지국의 IF 주파수 대역의 송출신호를 UHF 트래픽 신호로 변환한다. 제 2주파수 변환기(32)는 상기 기지국의 IF 주파수 대역의 송출 신호를 중계기용 주파수 신호로 변환한다. 제1및 제2 주파수 변환기(30 및 32)의 두 신호는 컴바이너(34)에서 합쳐진다. 상기 컴바이너(34)에서 출력되는 합성신호는 출력 증폭기(36)및 밴드패스필터(38)를 통해 송신 안테나를 거쳐 중계기 측 또는 단말기 측으로 송출된다.

도 3은 본 발명에 따라 기지국 수신계통에 더미 컴바이너를 설치하여 주파수 변환 중계 기능을 수행하도록 한 블록구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 수신계통에서 기지국의 수신 안테나에서 수신된 상대 중계기 측 RF 주파수 대역의 트래픽 신호는 밴드패스필터(40) 및 저 잡음증폭기(42)를 거쳐 스플리터(44)를 통해 각각 제1 및 제2 주파수변환기(46 및 48)에 입력된다. 상기 제 1 주파수 변환기 (46)에서는 입력된 상기 RF 주파수 대역의 트래픽 신호를 IF 주파수 대역의 트래픽신호로 변환한다.상기 제2 주파수 변환기(48)에서는 입력된 상기 RF 주파수 대역의 신호를 중계용 주파수 신호로 변환한다. 상기 제1 및 제2 주파수변환기(46 및 48)의 주신호는 더미 컴바이너(50)를 통해 입력되어 기지국 수신부의 채널 카드(52)에 입력되어 신호 처리된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 기본적으로 스플리터와 컴바이너를 기지국에 추가로 설치하여 기지국과 중계기간 송수신 신호처리에 있어 트래픽 주파수와 다른 중계용 주파수를 사용함으로써 중계기에서의 입출력간 아이솔레이션 문제를 해결한다.

이에 따라, 기지국과 가입자 사이에 중계기가 개입되는 경우 이 중계기는 중계용 주파수를 기지국으로부터 수신하여 트래픽 주파수로 변환 및 증폭한 다음 가입자(단말기)들에게 서비스를 제공하고, 또한 트래픽 주파수를 가입자(단말기)로부터 수신하여 중계용 주파수로 변환 및 증폭하여 기지국 측으로 전송하는 식으로 주파수 변환 중계를 이용하여 중계용 주파수 및 트래픽 주파수 신호 처리가 가능하게 된다.

기지국에서의 신호 송출 계통에서 별도로 설치한 더미 스플리터(28)에서 분기되어 입력되는 IF 주파수 대역의 송출신호는 중계용 주파수를 위한 트랜시버 유니트인 제1 주파수 변환기(30)에 입력되어 RF(UHF)대역의 트래픽 신호로 변화되고, 이러한 신호는 컴바이너(34)에서 트래픽 주파수에 합쳐져서 출력 증폭기(38)에서 고 이득 증폭되어 밴드패스필터(36)를 거쳐 안테나를 통해 트래픽 주파수 뿐만 아니라 중계용 주파수가 다른 중계기 측 또는 단말기측으로 방사된다.

한편 기지국 신호수신 계통에서는 밴드패스필터(40)와 저잡음증폭기(42)를 통해 수신된 RF 주파수 대역의 트래픽 신호는 스플리터(44)를 거쳐 추가 설치한 중계 주파수용 트랜시버 유니트인 제1 주파수 변환기(46)에서 IF 주파수 대역의 트래픽 신호로 변환되고, 중계용 주파수의 IF 대역 신호는 IF 주파수 대역의 트래픽 신호와 별도로 설치한 더미 컴바이너(50)에서 결합되어 트래픽 주파수의 채널카드(52)에 입력처리된다.

이때, 중계용 주파수신호의 모든 정보는 트래픽 주파수와 동일하며 단지 주파수만 다르게 하여 방사한다.

상기 중계용 주파수신호는 기지국의 트래픽 신호와 다른 주파수를 서비스 사업자가 정보 통신부로부터 허가받은 주파수내의 허가받은 주파수 중에서 한 개 또는 다수개의 주파수를 편의에 따라 선택하는 것이 가능하다.

본 발명의 주파수 변환 중계 장치에서 순방향(기지국에서 단말기로의 방향)에서는 중계용 주파수신호를 트래픽 신호로 변환 및 증폭하고 역방향(단말기에서 기지국으로의 방향)에서는 트래픽 신호를 중계용 주파수신호로 변환 및 증폭하는데, 이때 순방향및 역방향이 사용하는 주파수가 서로 상이하고 주파수 선택도는 순방향 및 역방향 모두 -3dB 대역폭을 아이솔레이션의 유지를 가능하게 하는 1.25∼3MHz에서 필요에 따라 선택하는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 인구밀도가 낮은 서비스 미보급 지역 이나 전파 음영지역 등에 대한 기지국의 커버리지 확장을 위해 이용되는 주파수변환 방식의 중계기를 기지국내에 설치함에 있어 별도의 독립적인 중계기를 설치할 필요없이 기존의 기지국 시스템에 더미스플리터 및 더미 컴바이너를 추가하는 것을 통하여 주파수변환 중계 기능을 부가시킬 수 있게 되므로, 기지국 및 중계기 설치에 따른 설비 비용의 절감 및 설치작업의 용이화로 인한 경제적 효과를 가져온다.

Claims (2)

1. 주파수 변환 방식의 중계시스템에 있어서, 기지국의 송신부에서 생성된 IF 주파수 대역의 송출신호는 더미 스플리터(28)를 통하여 제1 및 제2 주파수변환기(30 및 32)에 입력되게 구성하고, 상기 제1주파수 변환기(30)에서는 상기 기지국의 IF 주파수 대역의 송출 신호를 UHF대역의 트래픽 신호로 변환하게 구성하고, 제2 주파수 변환기(32)에서는 상기 기지국의 IF 주파수 대역의 송출 신호를 중계용 주파수 신호로 변환하게 구성하고, 상기 제1 및 제2 주파수 변환기(30 및 32)의 두 신호는 컴바이너(34)에서 합쳐져서 중계기 측 또는 단말기 측으로 출력되게 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국내 주파수 변환 중계장치.
2. 주파수 변환 방식의 중계 시스템에 있어서, 기지국의 수신부의 RF 주파수 대역의 트래픽 신호는 저 잡음 증폭기(42)를 거쳐 스플리터(44)를 통해 각각 제1 및 제2 주파수 변환기(46 및 48)에 입력되게 구성하고, 상기 제1 주파수 변환기(46)에서는 입력된 상기 RF주파수 대역의 트래픽 신호를 IF 주파수 대역의 트래픽 신호로 변환하게 구성하고, 상기 제2 주파수 변환기(48)에서는 입력된 상기 RF주파수 대역의 신호를 중계용 주파수 신호로 변환하게 구성하고, 상기 제1 및 제2 주파수 변환기(46 및 48)의 두 신호는 더미 컴바이너(50)에서 합쳐져서 기지국내의 수신신호 처리용 채널 카드(52)측으로 인가되게 구성하는 것을 특징으로 하는 기지국내 주파수 변환 중계장치.