KR100696335B1 - Radio Frequency Transmitter of Code Division Multiplexing Mobile Base Station System - Google Patents
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Abstract
CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF송신장치는 3FA를 지원하는 멀티캐리어 이동통신 기지국 시스템에서 RF부분을 3FA주파수에 대하여 동일한 경로를 사용하여 대역확산 신호로 변환된 기저대역신호를 각 FA별로 디지탈 변조하고, 변조된 각 FA별 신호를 디지탈 결합한 후, 중간주파수 및 RF주파수로 순차적으로 상향변환하여 송신하는 것으로, 디지탈영역을 송신주파수전까지 확장하여 RF처리시스템을 온도 및 시간에 대하여 보다 안정적으로 유지할 수 있도록 하고, 3FA를 지원하는 시스템에서 RF부분을 3FA주파수에 대하여 동일한 경로를 사용함으로써, RF장치의 구성에 있어서 뿐 만 아니라 기지국 시스템 전체 구조를 간단하게 하여 경제적인 비용손실을 최소한으로 줄일 수 있으며, FA확장시 3FA씩 확장이 가능하기 때문에 용이하게 FA를 확장할 수 있는 것이다. The RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system digitally modulates the baseband signal converted into a spread spectrum signal for each FA by using the same path for the 3FA frequency in the multicarrier mobile communication base station system supporting 3FA. Digitally combines the modulated signals for each FA and then sequentially upconverts them to intermediate and RF frequencies to extend the digital domain before the transmission frequency so that the RF processing system can be more stably maintained over temperature and time. In addition, by using the same path for the 3FA frequency in the RF part in the system supporting 3FA, not only the configuration of the RF device but also the overall structure of the base station system can be simplified to reduce the economic cost loss to the minimum. Easy to expand FA because it can be expanded by 3FA at the time of expansion The.
Description
도 1은 일반적인 이동통신 기지국 시스템의 블록구성을 나타낸 도면, 1 is a block diagram illustrating a general mobile communication base station system;
도 2는 종래 기술에 따른 코드 분할 다중 방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면, 2 is a block diagram of a radio frequency transmission apparatus of a code division multiple access mobile communication base station system according to the prior art;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 코드 분할 다중 방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,3 is a block diagram of a radio frequency transmission apparatus of a code division multiplex mobile communication base station system according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 도시된 디지탈 변조부의 상세 블록구성을 나타낸 도면, 4 is a block diagram illustrating a detailed block structure of the digital modulator shown in FIG. 3;
도 5는 디지탈 변조된 3FA신호를 디지탈 결합했을 때의 주파수 영역의 신호을 때의 주파수 영역의 신호파형도,Fig. 5 is a signal waveform diagram of a frequency domain when a signal in the frequency domain when the digitally modulated 3FA signal is digitally coupled;
도 6는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 코드 분할 다중 방식 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면,6 is a block diagram of a radio frequency transmitter of the code division multiplex mobile communication base station system according to the second embodiment of the present invention;
도 7은 도 6에 도시된 디지탈 변조부의 상세 블록구성을 나타낸 도면.FIG. 7 is a block diagram illustrating a detailed block structure of the digital modulator shown in FIG. 6; FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
11, 12, 13 : 채널카드 90 : 송신부11, 12, 13: channel card 90: transmitter
100 : 디지탈 신호처리부 101, 102, 103 : 디지탈 변조부100:
104 : D/A변환부 110 : 아날로그 상향부104: D / A converter 110: analog upstream
111, 113 : 제 1, 2 상향부 112 : 대역필터111, 113: first and second upper portions 112: band pass filter
본 발명은 코드 분할 다중 방식(Code Division Multiple System: 이하 CDMA라 칭함)의 이동통신 기지국 시스템의 무선주파수(Radio Frequency:이하 RF라 칭함)송신장치에 관한 것으로서, 특히 3FA(Frequency Assignment)를 지원하는 멀티캐래어 이동통신 시스템에서 RF부분을 3FA주파수에 대하여 동일한 경로를 사용하여 대역확산 신호로 변환된 기저대역신호를 디지탈변조하고, 변조된 신호를 디지탈 결합한 후, 중간주파수 및 RF주파수로 순차적으로 상향 변환하여 송신하는 CDMA방식이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적인 CDMA방식의 이동통신 기지국시스템은 교환시스템과 셀(Cell)장비로 구성되어 있다. 여기에는 시스템을 이루는 많은 단위 기능장치가 포함되어 있으며, 이들 장치들은 여러가지 형태의 장비로 구현된다. A general CDMA mobile communication base station system is composed of a switching system and cell equipment. This includes many of the unit functional units that make up the system, and these units are implemented in various types of equipment.
이러한 이동통신 기지국 시스템의 핵심부는 채널카드(Channel Card), 섹터접속카드(Sector Interface Card), 아날로그 공용카드(Analog Common Card) 및 종단카드를 실장하고 있는 디지탈 셀프(Digital Shelf)이다. 그리고, 트랜시버 셀프는 디지탈 셀프로 부터 출력되는 중간주파수(Intermediate Frequency: 이하 IF라 칭함)신호를 UHF로 상향 변환하는 것과, 역으로 수신되는 UHF를 IF로 하향 변환하는 것이다.The core of such a mobile base station system is a digital shelf that includes a channel card, a sector interface card, an analog common card, and an end card. The transceiver self converts an intermediate frequency signal (hereinafter referred to as IF) output from the digital self into UHF and down-converts the received UHF into IF.
또한, 트랜시버 셀프내에는 채널카드로 부터 수신되는 기저대역 순방향 신호를 결합하여 IF신호로 상향 변환하는 섹터접속카드가 내장된다. 이러한 섹터접속카드는 아날로그 공용 카드로 부터 결합된 기저대역 송신신호를 받아서 이들을 결합하고 증폭한다. 결합된 신호는 저역 통과 필터(LPF)를 통과하여 IF신호 즉, 4.95MHz의 0°와 90°지연신호와 결합되어 대역 통과 필터(BPF)를 통해 4.95Mhz의 IF신호로 RF 랙(Rack)에 송신한다. 따라서, RF 랙은 안테나를 통해 신호 송출을 위해 수신된 4.95Mhz의 IF신호를 UHF신호로 변환하게 되는 것이다.In addition, the transceiver itself includes a sector access card for combining the baseband forward signal received from the channel card and converting it up to the IF signal. Such a sector access card receives a combined baseband transmission signal from an analog common card, combines and amplifies them. The combined signal is passed through the low pass filter (LPF) and combined with the IF signal, i.e., 0 ° and 90 ° delayed signals at 4.95 MHz, into the RF rack as an IF signal of 4.95 MHz through the band pass filter (BPF). Send. Therefore, the RF rack is to convert the 4.95Mhz IF signal received for signal transmission through the antenna to UHF signal.
이하, 일반적인 디지털 이동 통신 기지국 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 살펴보기로 하자.Hereinafter, a general digital mobile communication base station system will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 디지털 이동 통신 기지국 시스템에 대한 블록 구성을 나타낸 도면으로서, 도 2를 참조하여 그 구성을 살펴보면, 하나의 기지국을 전체적으로 운용하고 관리 제어하는 기지국 제어 처리부(BTS Control Processor: 이하 BCP라 칭함)(2)와, E1라인 또는 T1 라인을 통해 기지국과 제어국(Base Station Controller:이하 BSC라 칭함)(1)간의 패킷 라우터(Packet Router)기능을 수행하고 기지국내의 각 프로세서간 HDLC(High-level Data Link Cotrol) 패킷 데이터를 인터페이싱하는 기지국 네트워크 정합부(BTS Interconnection Network: BIN)(3)와, 기준주파수 및 타이밍 동기신호를 발생하여 기지국내의 각 프로세서를 동기시키며 이 웃 기지국과의 타이밍 동기를 수행하는 시간 및 주파수장치(Time And Frequency Unit:TFU)(4)와, CDMA채널을 통해 송, 수신되는 데이터신호 및 음성신호를 변, 복조하는 디지털 신호 처리장치(Digital Unit: 이하 DU라 칭함)(5)와, 이동국으로부터 수신되는 UHF신호를 IF 신호로 변환해 주고 변환된 IF신호를 DU(5)로 전달하고, DU(5)로부터 입력되는 IF신호를 수신하여 UHF신호로 변환하며, 변환된 UHF신호를 일정레벨로 증폭하여 공간 방사하는 RF신호처리장치(RF Unit:이하 RFU라 칭함)(6)로 구성된다. 여기서, RF 신호처리장치(6)는 RF 수신장치와 RF 송신장치로 구분된다. FIG. 1 is a block diagram of a general digital mobile communication base station system. Referring to FIG. 2, the configuration thereof is referred to as a BTS control processor (hereinafter referred to as a BCP). (2) and a packet router function between a base station and a base station controller (hereinafter referred to as BSC) (1) through an E1 line or a T1 line, and a high-definition (HDLC) between each processor in the base station. BTS Interconnection Network (BIN) 3 for interfacing packet data, and generating reference frequency and timing synchronization signals to synchronize each processor in the base station and timing the neighboring base station. Time and Frequency Unit (TFU) 4 which performs synchronization, and modulates and demodulates data signals and voice signals transmitted and received through the CDMA channel. A digital signal processing unit (hereinafter referred to as DU) 5, converts a UHF signal received from a mobile station into an IF signal, transfers the converted IF signal to the
이하, 종래 기술에 따른 RF 송신장치에 대하여 첨부된 도 2를 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다. 도 2는 종래 기술에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면이다. Hereinafter, an RF transmitter according to the prior art will be described in detail with reference to FIG. 2. 2 is a block diagram of an RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system according to the prior art.
먼저, 종래의 RF 송신장치는 도 2에서와 같이 3FA를 지원하기 위한 디지탈 기저대역신호를 각 FA별로 I/Q(Inphase/Quarderature)채널로 각각 출력하는 3개의 채널카드(11, 12, 13)와, 각 채널카드(11, 12, 13)과 각각 연결되어 각 채널카드(11, 12, 13)를 통해 출력되는 각 FA별 I/Q 채널의 기저대역 신호를 아날로그신호로 변환한 후, 변환된 아날로그 기저대역 신호를 QPSK(QUarderature Phase Shifting Keying)변조하여 출력하는 3개의 아날로그 처리부(20, 30, 40)와, 각각의 아날로그 처리부(20, 30, 40)과 각각 연결되어 각 아날로그 처리부(20, 30, 40)에서 출력되는 각 FA별 신호를 중간주파수로 변환하고, 변환된 중간주파수를 다시 송신주파수(RF신호)로 변환하여 출력하는 3개의 아날로그 상향부(50, 60, 70)와, 3개 의 아날로그 상향부(50, 60, 70)에서 각각 출력되는 각 FA별 송신주파수를 결합하여 하나의 경로로 출력하는 송신결합부(80)와, 송신결합부(80)에서 출력되는 송신주파수신호를 일정레벨 증폭한 후, 다른 통신 방식에 사용되는 주파수에 영향이 없도록 대역을 제한하여 안테나를 통해 RF신호를 송신하는 송신부(90)로 구성된다. 여기서, 상기 3개의 채널카드 즉, 각 FA별 채널카드에서 출력되는 기저대역신호는 0FA-I, 0FA-Q, 1FA-I, 1FA-Q, 2FA-I, 2FA-Q이다. First, in the conventional RF transmitter, three
각 FA별(OFA, 1FA, 2FA) 아날로그 처리부(20, 30, 40)는 각각 채널카드(11, 12, 13)에서 각각 출력되는 기저대역 신호를 아날로그신호로 변환하는 D/A변환부(21, 31, 41)와, DA변환부(21, 31, 41)에서 각각 출력되는 아날로그 기저대역신호를 QPSK변조하여 4.95MHz의 신호로 상향 변환하는 아날로그 변조부(22, 32, 42)로 구성된다. Each FA (OFA, 1FA, 2FA) analog processing unit (20, 30, 40) is a D /
또한, 각 FA별 아날로그 상향부(50, 60. 70)는 국부발진기(미도시)와 믹서로 이루어진 것으로, 각 FA별 아날로그 변조부(22, 32, 42)에서 각각 출력되는 4.95MHz신호를 상기 국부발진기와 믹서를 이용하여 중간주파수로 각각 상향변환하는 제 1 상향부(51, 61, 71)와, 각 FA별 제 1 상향부(51, 61, 71)에서 변환된 중간주파수신호를 1.25Mhz의 대역폭으로 각각 필터링하여 출력하는 채널필터(52, 62, 72)와, 국부발진기(미도시)를 구비하여 채널필터(52, 62, 72)에서 필터링된 신호를 송신주파수로 상향변환시키는 제 2 상향부(53, 63, 73)로 구성된다. 여기서, 제 2 상향부(53, 63, 73)내의 국부발진기는 채널을 구분하기 위하여 가변 국부발진기를 사용한다. In addition, the analog upstream unit (50, 60. 70) for each FA is composed of a local oscillator (not shown) and a mixer, and the 4.95MHz signal output from the analog modulation unit (22, 32, 42) for each FA 1.25Mhz of the
이와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자. The operation of the RF transmitter of the CDMA mobile communication base station system according to the prior art having such a configuration will be described.
먼저, 각 FA별 채널카드(11, 12, 13)에서 CDMA디지털신호를 각 FA별 및 I/Q채널(0FA-I, 0FA-Q, 1FA-I, 1FA-Q, 2FA-I, 2FA-Q)로 아날로그 처리부(20, 30, 40)각각의 D/A변환부(21, 31, 41)로 출력된다. 이때, 출력되는 신호는 기저대역신호이다. First, the CDMA digital signals from each FA channel card (11, 12, 13) and each FA and I / Q channel (0FA-I, 0FA-Q, 1FA-I, 1FA-Q, 2FA-I, 2FA-) Q) is output to the D /
각 채널카드(11, 12, 13)에서 출력된 I/Q 채널의 기저대역신호는 각각의 D/A변환부(21, 31, 41)를 통해 아날로그신호로 변환된 후, 아날로그 변조부(22, 32, 42)로 각각 출력된다. The baseband signals of the I / Q channels output from the
아날로그 변조부(22, 32, 42)는 FA별 각 D/A변환부(21, 31, 41)에서 출력된 아날로그 기저대역신호를 I/Q채널에 대하여 QPSK변조를 수행한 후, 각 FA별로 I채널과 Q채널신호를 결합하여 아날로그 상향부(50, 60, 70)의 제 1 상향부(51, 61, 71)로 전송된다. 이때, 기저대역신호는 4.95MHz의 신호로 상향 변환된다. The
아날로그 상향부(50, 60, 70)의 제 1 상향부(51, 61, 71)는 아날로그 변조부(22, 32, 42)에서 출력되는 I채널과 Q채널신호가 결합된 신호를 국부발진기와 믹서를 사용하여 중간주파수로 변환되어 채널필터(52, 62, 72)로 전송되는 것이다. 즉, I채널과 Q채널 결합신호와 국부발진기에서 발생한 로컬주파수가 믹서에 의해 혼합되어 중간주파수로 변환되는 것이다. The first
중간주파수로 변환된 신호는 각 FA별로 자신의 송신신호를 보호하기 위한 채널필터(52, 62, 72)를 통해 대역외의 신호를 제거한 후, 제 2 상향부(53, 63, 73) 로 출력한다. 이때, 채널필터(52, 62, 72)는 1.25MHz의 대역폭을 갖는 SAW필터이다. The signal converted to the intermediate frequency removes the out-of-band signal through
제 2 상향부(53, 63, 73)는 채널필터(52, 62, 72)에서 출력되는 중간주파수신호를 국부발진기를 사용하여 송신주파수로 변환한 후, 변환된 FA별 송신주파수는 각각 송신결합부(80)로 출력되는데, 이때, 제 2 상향부(53, 63, 73)에서 사용되는 국부발진기는 채널을 구분하기 위하여 가변 국부발진기를 사용한다. 따라서, 각 국부발진기의 신호는 각 FA 주파수 간격 만큼의 이격을 두고 발생하는 것이다. The second
송신주파수로 변환된 3개의 FA신호는 송신결합부(80)에서 결합되고, 결합된 3개의 FA신호는 송신부(90)로 출력되어 저전력증폭기(미도시)를 통해 증폭된 후, 다른 통신 방식에 사용되는 주파수에 영향이 없도록 대역을 제한한 뒤 안테나를 통해 송출되는 것이다. The three FA signals converted to the transmission frequency are combined in the transmission combiner 80, and the combined three FA signals are output to the
그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF송신장치는 기저대역신호에서 부터 송신주파수로 상향변환하는 하드웨어를 각 FA별로 서로 분리하여 각각 구현함으로써, 하드웨어의 구현에 따른 비용이 많이 소요되는 문제점 및 그 구조가 복잡하여 시스템의 사이즈가 커지는 문제점이 있다. However, the RF transmitter of the CDMA mobile communication base station system according to the prior art implements hardware which upconverts the baseband signal from the baseband signal to the transmission frequency separately for each FA, thereby implementing a large cost due to hardware implementation. There is a problem in that the required size and the structure thereof are complicated, thereby increasing the size of the system.
또한, 기저대역신호를 중간주파수로 상향 변환하는 과정을 아날로그방식으로 처리함으로써, 온도 및 시간에 대하여 시스템의 안정성이 저하되는 문제점이 있다. In addition, there is a problem that the stability of the system with respect to temperature and time by processing the process of up-converting the baseband signal to the intermediate frequency in an analog manner.
또한, 주파수 상향과정을 각 FA별로 각각 수행하고, FA확장시 1FA씩 확장이 가능하기 때문에 FA확장에 커다란 어려움과 하드웨어 구조의 복잡성 및 그에 따른 비용이 증가되는 커다란 문제점이 야기되었다. In addition, since the frequency up process is performed for each FA separately and the FA can be extended by 1 FA, a great difficulty in FA expansion, a complexity of hardware structure, and a large cost increase are caused.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 3FA를 지원하는 멀티캐리어 이동통신 기지국 시스템에서 RF부분을 3FA주파수에 대하여 동일한 경로를 사용하여 대역확산 신호로 변환된 기저대역신호를 각 FA별로 디지탈 변조하고, 변조된 각 FA별 신호를 디지탈 결합한 후, 중간주파수 및 RF주파수로 순차적으로 상향 변환하여 송신하는 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치를 제공함에 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems according to the prior art, an object of the present invention is to use a band in the multi-carrier mobile communication base station system supporting 3FA using the same path for the 3FA frequency RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system for digitally modulating baseband signals converted into spread signals for each FA, digitally combining the modulated signals for each FA, and then sequentially converting them up to intermediate and RF frequencies In providing.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CDMA방식의 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치의 특징은 멀티 FA에 대한 I/Q채널 기저대역신호를 각각 제공하는 다수개의 채널카드와, 송신안테나를 구비한 이동통신 기지국시스템의 RF송신장치에 있어서, a) 상기 다수개의 채널카드에서 제공되는 각 FA별 I/Q채널에 대한 기저대역신호를 FA별로 각각 디지털 변조하고, b) 디지탈 변조된 각 FA 디지탈 변조신호를 결합한 후, 결합된 멀티 FA 디지탈 변조신호를 아날로그신호로 변환하는 디지탈 신호처리수단과; 상기 디지탈 신호처리수단에서 아날로그신호로 변환된 멀티 FA신호를 중간주파수로 1차 상향 변환한 후, 1차 상향 변환된 중간주파수신호를 송신주파수로 2차 상향 변환하여 전송하는 아날로그 주파수 상향 변환수단과; 상기 아날로그 주파수 상향 변환수단에서 2차 상향 변환된 송신주파수신호를 임의의 송신출력레벨로 증폭한 후, 상기 송신안테나를 통해 송출하는 송신수단을 포함하여 구성됨에 있다. A feature of an RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system according to the present invention for achieving the above object is a plurality of channel cards for providing I / Q channel baseband signals for multi-FA, and a transmission antenna An RF transmitting apparatus of a mobile communication base station system comprising: a) digitally modulating baseband signals for each FA I / Q channel provided by the plurality of channel cards for each FA, and b) each digitally modulated FA digitally. Digital signal processing means for converting the combined multi-FA digital modulation signal into an analog signal after combining the modulation signal; An analog frequency up-converting means for performing a first up-conversion of the multi-FA signal converted into an analog signal by the digital signal processing means to an intermediate frequency, and then performing a second up-conversion of the first up-converted intermediate frequency signal to a transmission frequency; ; And a transmitting means for amplifying the second frequency up-converted transmission frequency signal by the analog frequency up-converting means to an arbitrary transmission output level and then transmitting the same through the transmission antenna.
또한, 본 발명의 다른 특징은 멀티 FA에 대한 I/Q채널 기저대역신호를 각각 제공하는 다수개의 채널카드와, 송신안테나를 구비한 이동통신 기지국시스템의 RF송신장치에 있어서, 상기 각 FA별 채널카드에서 각각 출력되는 CDMA 기저대역신호를 FA별로 각각 QPSK변조한 후, 변조된 각 FA별 QPSK변조신호를 최상위 또는 최하위 FA에서 하위 또는 상위 FA의 QPSK변조신호와 순차적으로 직렬 결합하여 멀티 FA 대역의 디지탈 변조신호를 출력하는 다수개의 각 FA별 디지탈 변조부와; 상기 최상위 또는 최하위 FA 디지탈 변조부에서 출력되는 결합된 멀티 FA QPSK변조신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 아날로그 주파수 상향 변환수단으로 출력하는 D/A변환부; 상기 D/A변환부에서 출력되는 멀티 FA 결합 아날로그 변조신호를 임의의 중간주파수로 상향 변환하는 제 1 상향부와; 제 1 상향부에서 상향 변환된 결합된 멀티 FA 중간주파수신호를 임의의 대역폭으로 대역필터링하는 대역필터와; 상기 대역필터에서 필터링된 멀티 FA 중간주파수신호를 송신 RF 주파수로 변환하여 상기 송신부로 출력하는 제 2 상향부와; 상기 아날로그 주파수 상향 변환수단에서 2차 상향 변환된 송신주파수신호를 임의의 송신출력레벨로 증폭한 후, 상기 송신안테나를 통해 송출하는 송신수단을 포함하여 구성됨에 있다. In addition, another aspect of the present invention is a RF transmission apparatus of a mobile communication base station system having a plurality of channel cards and I / Q channel baseband signals for multiple FAs and a transmitting antenna, respectively, each FA channel. After each CDMA baseband signal output from the card is QPSK-modulated for each FA, the modulated QPSK-modulated signal for each FA is serially combined with the QPSK-modulated signal of the lower or upper FA from the highest or lowest FA, and then sequentially A digital modulator for each FA for outputting a digital modulated signal; A D / A converter converting the combined multi-FA QPSK modulated signal output from the highest or lowest FA digital modulator into an analog signal and outputting the analog signal to the analog frequency up-conversion unit; A first uplink unit for up-converting the multi-FA combined analog modulated signal output from the D / A converter to an arbitrary intermediate frequency; A band pass filter for band-filtering the combined multi-FA intermediate frequency signal up-converted in the first upstream part to an arbitrary bandwidth; A second uplink unit converting the multi-FA intermediate frequency signal filtered by the band pass filter into a transmission RF frequency and outputting the converted RF frequency to the transmitter; And a transmitting means for amplifying the second frequency up-converted transmission frequency signal by the analog frequency up-converting means to an arbitrary transmission output level and then transmitting the same through the transmission antenna.
또한, 본 발명의 또 다른 특징으로 상기 대역필터는 멀티 FA 대역을 통과시키기 위한 3.75MHz SAW필터를 사용함에 있다.
In another aspect of the present invention, the band pass filter uses a 3.75MHz SAW filter for passing a multi-FA band.
이하, 본 발명에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 각 실시예별로 상세하게 살펴보기로 하자. 이때, 도 2에 도시된 종래 기술과 중복되는 동일한 구성요소에 대하여는 그 설명을 생략한다. Hereinafter, an RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, the description of the same components that overlap with the prior art shown in Figure 2 will be omitted.
(제 1 실시예)(First embodiment)
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 CDMA 방식의 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 디지탈 변조부의 상세 블록구성을 나타낸 도면이며, 도 5는 디지탈 변조된 3FA신호를 디지탈 결합했을 때의 주파수 영역의 신호파형도로서, 그 구성을 살펴보면, 각 FA 채널카드(11, 12, 13)에서 각각 출력되는 I/Q채널에 대한 기저대역신호를 각각 디지탈 변조하고 변조된 각 FA별 I/Q채널에 대한 기저대역신호를 모두 결합한 후, 결합된 기저대역신호를 아날로그신호로 변환하여 출력하는 디지탈 신호처리부(100)와, 디지탈 신호처리부(100)에서 출력되는 아날로그신호를 중간주파수신호로 1차 상향변환한 후, 상향 변환된 중간주파수를 송신주파수신호로 변환하여 출력하는 아날로그 상향부(110)와, 아날로그 상향부(110)에서 출력되는 송신주파수신호를 일정레벨 증폭한 후, 안테나를 통해 송출하는 송신부(90)로 구성된다. 3 is a block diagram of an RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a detailed block diagram of the digital modulation unit shown in FIG. FIG. 5 is a signal waveform diagram of a frequency domain when digitally modulated 3FA signals are digitally coupled. Referring to FIG. 5, the basis of I / Q channels output from respective
디지탈 신호처리부(100)는 각 FA별 채널카드(11, 12, 13)에서 출력되는 CDMA 기저대역신호를 FA별로 각각 QPSK변조하는 디지탈 변조부(101, 102, 103)와, 디지탈 변조부(101, 102, 103)에서 각각 변조된 3개의 FA신호를 결합하는 결합부(105) 와, 결합부(105)에서 결합된 3FA QPSK변조신호를 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 상향부(110)로 출력하는 D/A변환부(104)로 구성된다. 여기서, 디지탈 변조부 (101, 102, 103)는 도 4에 도시된 바와 같이 각 FA의 채널카드(11, 12, 13)에서 출력되는 I 및 Q채널의 기저대역신호를 적역 필터링하는 저역 통과 필터(a, a')와, 저역 필터링된 I/Q채널의 기저대역신호를 보간 필터링하는 인터폴레이션 필터(c, c')(Interpollation Filter)와, 임의의 로컬주파수를 90도의 위상차를 가지고 출력하는 디지탈 국부발진기(b)와, 디지탈 국부발진기(b)에서 발생되는 0°및 90°의 위상을 갖는 각각의 로컬주파수와 각 디지탈 저역통과필터(a, a') 및 인터폴레이션 필터(c, c')를 순차적으로 통과한 I 및 Q채널의 기저대역신호를 각각 믹싱하여 기저대역신호를 QPSK변조하는 믹서(d, d')와, 상기 QPSK변조된 I채널 및 Q채널신호를 가산하는 가산기(e)로 구성된다. 여기서, 각 디지탈 변조부(101, 102, 103)내의 디지탈 국부발진기(b)에서 발생되는 로컬주파수는 서로 다른 즉, FA의 이격거리인 1.25MHz만큼의 이격을 두고 발생되는 것이다. The digital
아날로그 상향부(110)는 디지탈 신호처리부(100)의 D/A변환부(104)에서 출력되는 아날로그로 변환된 3FA 결합신호를 중간주파수신호로 변환하는 제 1 상향부(111)와, 제 1 상향부(111)에서 변환된 3FA 중간주파수신호를 3.75MHz 대역만을 통과하도록 필터링하는 대역필터(112)와, 대역필터(112)에서 필터링된 중간주파수신호를 송신주파수신호로 상향 변환하여 송신부(90)로 출력하는 제 2 상향부(113)로 구성된 것이다. 여기서, 제 1 상향부(111)는 디지탈 신호처리부 (100)의 D/A변환부(104)에서 출력되는 아날로그 신호를 중간주파수로 변환하기 위 하여 고정된 로컬주파수를 발생하는 국부발진기를 구비한다. 그리고, 대역필터 (112)는 3FA신호가 결합된 중간주파수신호를 정확하게 통과시키기 위한 3.75MHz 대역폭을 갖는 SAW필터이며, 3.75MHz의 대역폭을 사용하는 이유는 각 FA간의 이격거리가 1.25MHz이기 때문에 각 FA신호가 결합된 3FA신호를 통과시키기 위해서이다.The
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 CDMA 방식의 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치의 동작을 설명해 보기로 하자. The operation of the RF transmitter of the CDMA mobile communication base station system according to the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
먼저, 채널카드(11, 12, 13)에서는 CDMA기저대역신호를 FA별 및 I,Q채널 각각에 대하여 디지탈 신호처리부(100)의 디지탈 변조부(101, 102, 103)로 전송한다. First, the
전송된 CDMA I 및 Q채널의 기저대역신호는 원활한 디지털 변조를 위해서 각각의 디지탈 저역통과필터(a, a')와 인터폴레이션 필터(c, c')를 순차적으로 통과한다. 이렇게 통과한 신호는 FA별(0FA, 1FA, 2FA)로 송신부 변조방식인 QPSK변조를 수행한 뒤 각 FA별 변조된 I, Q채널신호를 각각 합하는 것이다. 즉, 각 FA별 디지탈변조부(101, 102, 103)로 입력되는 I채널 및 Q채널에 대한 기저대역신호는 각 디지탈 변조부(101, 102, 103)내의 디지탈 저역통과필터(a, a')와 인터폴레이션 필터(c, c')를 각각 통과한 후, 통과된 I, Q채널 기저대역신호는 디지탈 국부발진기(b)에서 발생되는 0°와 90°의 위상을 각각의 로컬주파수와 서로 믹서(d, d')에서 믹싱되어 변조된 후, 변조된 각각의 I,Q채널신호가 서로 가산기(e)를 통해 합해지는 것이다. 이때, 변조를 수행하기 위해서 발생되는 디지털 국부발진기(b)는 채널 선택 기능을 수행하는 것으로, 디지탈 국부발진기(b)에서 발생되는 로컬주파수는 각 FA별 로 FA의 주파수간격 1.25MHz만큼의 이격을 두고 발생한다. 예를들어 0FA에 사용되는 디지탈 변조기(101)의 디지탈 국부발진기(b)가 10MHz를 사용할 경우에 1FA에 사용되는 디지탈 변조부(102)의 디지탈 국부발진기(b)는 11.25MHz를 사용하고, 2FA에 사용되는 디지탈 변조부(103)의 디지탈 국부발진기(b)는 12.50MHz를 사용한다. The transmitted baseband signals of the CDMA I and Q channels pass sequentially through the respective digital low pass filters (a, a ') and the interpolation filters (c, c') for smooth digital modulation. The signal passed in this way is QPSK modulation, which is a transmitter modulation method, for each FA (0FA, 1FA, 2FA), and then sums the modulated I and Q channel signals for each FA. That is, the baseband signals for the I channel and the Q channel input to the
이와 같은 방법으로 각 FA별로 각각의 디지탈 변조부(102, 103, 104)에서 디지탈 변조된 I,Q채널을 합한 신호는 결합기(105)에 의해 결합된다. 여기서, 디지탈 변조된 3FA신호를 결합하여 시뮬레이션한 주파수영역의 신호파형은 도 4에 도시되어 있다. In this manner, the signals obtained by adding the digitally modulated I, Q channels by the respective
이렇게 3FA(0FA, 1FA, 2FA)에 대하여 결합된 신호는 D/A변환부(104)로 출력되어 아날로그신호로 변환된 후, 변환된 아날로그신호는 아날로그 상향부(110)의 제 1 상향부(111)로 출력되어 제 1 상향부(111)에서 중간주파수로 변환된다. 이때, 입력되는 아날로그 신호를 중간주파수로 변환하기 위해 사용하는 국부발진기는 고정된 로컬주파수를 발생한다. 따라서, 상기 제 1 상향부(111)에서 변환된 중간주파수는 3FA의 대역을 갖는 일정한 중심주파수값을 갖는 것이다. The combined signal for 3FA (0FA, 1FA, 2FA) is output to the D /
제 1 상향부(111)에서 변환된 중간주파수신호는 사용되는 3FA신호를 믹서를 통과하면서 발생한 하모닉스(Harmonics), 슈프리어스(Spurious) 그리고, 국부발진기에서 발생한 신호로 부터 보호하기 위하여 대역필터(112)를 통과시킨다. 이때, 대역필터(112)는 3FA 결합신호를 정확하게 통과시키기 위해 3.75MHz 대역폭을 갖는 SAW필터를 사용한다. The intermediate frequency signal converted by the first
대역필터(112)를 통과한 신호는 제 2 상향부(113)로 출력되어 송신주파수 (RF)로 변환되어 송신부(90)로 출력된다. 이때, 제 2 상향부(113)에서도 제 1 상향부(111)에서와 마찬가지로 중간주파수를 송신주파수로 변환하기 위하여 사용하는 국부발진기는 고정된 로컬주파수를 발생한다. 따라서, 송신주파수는 3FA의 대역을 갖는 일정한 중심주파수를 갖게 되는 것이다.The signal passing through the
제 2 상향부(113)에서 변환되어 출력되는 송신주파수신호는 송신부(90내의 저전력증폭기에서 기지국의 송신출력으로 증폭된 후, 다른 통신방식에 사용되는 주파수에 영향이 없도록 대역이 제한된 뒤 안테나를 통해 송출되는 것이다. The transmission frequency signal converted and output from the second
(제 2 실시예) (Second embodiment)
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 CDMA 방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 대한 블록구성을 나타낸 도면으로서, 도 1에 도시된 종래 기술과 중복되는 동일한 구성요소와 도 3에 도시된 본 발명에 따른 제 1 실시예의 구성과 동일한 구성요소에 대하여는 그 설명은 생략하고 살펴보기로 한다. FIG. 5 is a block diagram of an RF transmitter of a CDMA mobile communication base station system according to a second embodiment of the present invention. The same components as those of the prior art shown in FIG. The same components as those of the first embodiment according to the present invention will be omitted and described.
먼저, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 CDMA방식의 이동통신 기지국시스템의 RF 송신장치는 제 1 실시예에 도시된 디지탈 신호처리부(100)의 결합기(105)를 삭제한 것으로, 2FA에 대한 디지탈 변조부(103)는 도 4에 도시된 바와 같은 디지탈 변조기의 구성과 동일하고, 0FA 및 1FA에 대한 디지탈 변조부(101, 102)는 도 4에 도시된 디지탈 변조부(103)내에 제 2의 가산기(f)를 각각 구성한 것이다. First, the RF transmitting apparatus of the CDMA mobile communication base station system according to the second embodiment of the present invention deletes the
즉, 2FA에 대한 디지탈 변조부(103)의 가산기(e)에서 변조된 신호는 1FA에 대한 디지탈 변조부(102)의 가산기(f)로 출력되어 1FA에 대한 디지탈 변조부(102)의 가산기(e)에서 변조된 I/Q 결합신호와 1차 결합되고, 1FA에 대한 디지탈 변조부(102)의 가산기(f)에서 1차 결합된 변조된 신호(2FA + 1FA)를 0FA에 대한 디지탈 변조부(101)의 가산기(f)로 출력하는 것이다. That is, the signal modulated by the adder e of the
따라서, 0FA에 대한 디지탈 변조부(101)의 가산기(f)는 0FA에 대한 디지탈 변조부(101)의 가산기(e)에서 출력되는 OFA에 대한 I/Q결합신호와 상기 1FA에 대한 디지탈 변조부(102)의 가산기(f)에서 출력되는 2FA와 1FA에 대한 I/Q채널 1차 결합신호와 2차 결합하여 각 FA에 대한 결합된 신호(0FA + 1FA + 2FA)를 D/A변환부(104)로 출력하는 것이다. Therefore, the adder f of the
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF 송신장치에 대하여 간단하게 요약해 보기로 하자. The RF transmitter of the CDMA mobile communication base station system according to the first and second embodiments of the present invention as described above will be briefly summarized.
먼저, 채널카드(101, 102, 103)에서 FA별 및 I/Q채널에 대한 기저대역신호를 송출하면, 디지탈 처리부(101, 102, 103)는 이 기저대역신호를 각 FA에 대하여 디지털처리 및 변조를 수행한 뒤, 변조된 각 FA별 주파수신호를 직렬 또는 결합기(105)에 의해 병렬 결합한다. 이때, 디지탈 처리부(101, 102, 103)에서 변조를 수행하기 위해 사용되는 각 FA에 대한 디지탈 국부발진기(b)는 FA만큼의 간격(1.25MHz)을 두고 로컬주파수를 발생한다. 따라서, 상향된 디지털신호는 FA만큼의 채널 간격을 유지하게 된다. First, when the
이와 같이 직렬 또는 병렬결합된 디지탈신호는 D/A변환부(104)를 사용하여 아날로그신호로 변환한 후, 변환된 아날로그신호를 아날로그상향부(110)의 제 1 상향부(111)에서 중간주파수로 상향변환하는 것이다. The digital signal coupled in series or parallel as described above is converted into an analog signal using the D /
이렇게 변환된 중간주파수신호는 3.75MHz의 SAW필터(112)에서 대역 필터링된 후, 제 2 상향부(113)로 인가되어 송신주파수로 상형 변환되는 것이다. 이때, 제 2 상향부(113)내의 국부발진기에서 발생되는 로컬주파수는 종래와는 달리 즉, 각 FA별로 서로 다른 로컬주파수를 발생하는 것과는 달리 고정된 로컬주파수를 발생하는 것이다. The intermediate frequency signal thus converted is band-filtered by the
상기 제 2 상향부(113)에서 상향 변환된 송신주파수신호는 송신부(90)로 인가되어 기지국 송신단의 최종출력을 위한 레벨로 증폭된 후, 안테나를 통해 송출되는 것이다. The transmission frequency signal up-converted by the second
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 CDMA방식 이동통신 기지국 시스템의 RF송신장치는 3FA를 지원하는 멀티캐리어 이동통신 기지국 시스템에서 RF부분을 3FA주파수에 대하여 동일한 경로를 사용하여 대역확산 신호로 변환된 기저대역신호를 각 FA별로 디지탈변조하고, 변조된 각 FA별 신호를 디지탈 결합한 후, 중간주파수 및 RF주파수로 순차적으로 상향 변환하여 송신함으로써, 다음과 같은 효과를 가진다. The RF transmitter of the CDMA mobile communication base station system according to the present invention as described above is a baseband in which the RF portion is converted into a spread spectrum signal using the same path for the 3FA frequency in a multicarrier mobile communication base station system supporting 3FA. By digitally modulating the signal for each FA, digitally combining the modulated signal for each FA, and sequentially upconverting the signal to an intermediate frequency and an RF frequency and transmitting the same.
디지탈영역을 송신주파수전까지 확장함으로써, RF처리시스템을 온도 및 시간에 대하여 보다 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다. By extending the digital domain before the transmission frequency, there is an effect that the RF processing system can be more stably maintained with respect to temperature and time.
또한, 3FA를 지원하는 시스템에서 RF부분을 3FA주파수에 대하여 동일한 경로를 사용함으로써, RF장치의 구성에 있어서 뿐 만 아니라 기지국 시스템 전체 구조를 간단하게 하여 경제적인 비용손실을 최소한으로 줄일 수 있는 이점이 있다. In addition, by using the same path for the 3FA frequency in the RF part in the system supporting 3FA, not only the configuration of the RF device but also the structure of the base station system can be simplified to reduce the economic cost loss to a minimum. have.
또한, FA확장시 3FA씩 확장이 가능하기 때문에 용이하게 FA를 확장할 수 있는 커다란 효과를 가지는 것이다.In addition, since FA can be extended by 3FA, the FA can be easily expanded.
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