KR100372515B1 - Small base station apparatus of cdma mobile communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신 시스템의 소형기지국 장치에 관한 것으로, 특히, 코드부할 다중 접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식을 이용한 이동통신 시스템의 기지국에 있어서, 무선송신부에 고출력증폭기와 채널필터 또는 송신 대역통과여파기를 사용하므로써, 기지국(BTS)을 소형화하고 저가격으로 생산할 수 있는 소형기지국 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small base station apparatus of a mobile communication system, and more particularly, to a base station of a mobile communication system using a code division multiple access (CDMA) scheme, wherein a high power amplifier, a channel filter, or a transmission is performed in a wireless transmitter unit. The present invention relates to a small base station apparatus capable of miniaturizing a base station (BTS) and producing at low cost by using a band pass filter.
이동통신 시스템은 다수의 기지주국(BTS)이 각각 형성하는 서비스 영역(Service Area) 또는 셀(Cell) 내에서 각각의 휴대전화기가 이동하면서 상대방과 통신을 할 수 있는 것이다.The mobile communication system can communicate with the other party while each mobile phone moves in a service area or cell formed by a plurality of BTSs.
상기 기지국의 안테나로부터 전송되는 전파 또는 무선신호는 직선거리에 위치한 건물, 산 등에 의하여 반사되어 전파 또는 무선신호가 도달하지 못하는 음영지역(Shadow Area)이 뒤편에 발생하고, 특히, 지하 공동구역, 터널, 건물내부 등과 같은 지역은 전파 또는 무선신호의 진행경로를 찾을 수 없는 전파 밀폐 지역이 형성된다.The radio wave or radio signal transmitted from the antenna of the base station is reflected by a building, a mountain, etc. located at a straight distance, so that a shadow area cannot be reached by the radio wave or the radio signal, and in particular, underground common area, tunnel Areas such as buildings, buildings, and the like, form radio wave enclosed areas where propagation paths of radio waves or radio signals cannot be found.
상기와 같이 또는 무선신호가 차단 또는 차폐되어 발생되는 지역을 음영지역(Shadow Area)이라고 하며, 상기와 같은 음영지역 중에서 지하 공동구역 또는 터널 또는 건물내부 등과 같은 지역에서는 생활인구가 비교적 밀집되어 있는 동시에 통신수요가 대량 발생하는 문제가 있다.As described above or the area generated by the blocking or shielding of radio signals is called a shadow area, and in the areas such as underground common areas, tunnels, or inside buildings, the population is relatively dense at the same time. There is a problem that a large amount of communication demand occurs.
상기와 같은 음영지역은 밀집되어 있는 생활인구 대비 그 영역이 비교적 작아 정상적인 규모의 기지국을 시설하기에는 비용이 많이 소요되며 시설을 낭비하게된다.The shaded area as described above is relatively small compared to the densely populated living population, which is expensive to install a base station of normal size and wastes the facility.
그러나, 상기와 같은 음영지역은 특히, 경제적 활동이 활발한 도심지역 등에서 많이 발생하며, 통신수요가 상대적으로 많으므로, 송신신호의 출력과크기가 작은 소형 기지국을 설치 운용할 필요가 있다.However, such shaded areas are particularly generated in urban areas where economic activity is active, and communication demands are relatively high. Therefore, it is necessary to install and operate a small base station having a small output power and a small size.
이하, 종래 기술에 의한 CDMA 방식 소형기지국의 무선주파수 회로를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a radio frequency circuit of a conventional CDMA small base station will be described with reference to the accompanying drawings.
종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1은 종래 기술의 일 예에의한 코드분할바식 이동통신 시스템 소형기지국 장치 기능블록도이다.1 is a functional block diagram of a code division bar mobile communication system small base station device according to an example of the prior art.
상기 첨부된 도1을 참조하면, 종래 기술의 일 예에 의한 소형기지국 장치는, 이동 단말기 또는 휴대전화기의 안테나로부터 방사되는 전파를 흡수 또는 수신하는 것으로, 공간 다이버시티(Diversity)를 갖는 6개의 4FA/3섹터 수신안테나(2); 상기 수신안테나(2)에 접속되어 CDMA 방식 무선주파수 대역의 신호만을 통과시키는 6개의 수신 대역통과열파기(RBPF:3), 상기 수신 대역통가여파기(3)에 접속되어 수신된 CDMA 방식 신호를 저잡음(Low Noise) 증폭(Amplifying)하는 6개의 저잡음 증폭기(LAN :4); 상기 저잡음 증폭기(4)에 접속되어 CDMA 방식 무선주파수 대역의 신호를 4.95MHz의 중간주파수(IF) 대역의 신호로 하향변환(Down Converting)하는 15개의 하향변환기(DNC:5); 상기 하향변화기(5)에 접속되어 하향변환기(5)의 절체선택 및 해당 상태를 보고하는 수신 분배셀프부(RDSTS:6)를 포함하는 무선수신부(1)와;Referring to FIG. 1, the small base station apparatus according to an example of the related art absorbs or receives radio waves radiated from an antenna of a mobile terminal or a mobile phone, and has six 4FAs having spatial diversity. / 3 sector receiving antenna (2); Six reception bandpass filter (RBPF) 3 which is connected to the reception antenna 2 and passes only signals of a CDMA system radio frequency band, and low noise which is connected to the reception bandpass filter 3 and receives the received CDMA system signal. (Low Noise) Six low noise amplifiers (LAN: 4) for amplifying; 15 down converters (DNC) 5 connected to the low noise amplifier 4 for down converting a signal of a CDMA radio frequency band into a signal of an intermediate frequency (IF) band of 4.95 MHz; A radio receiver (1) connected to the downconverter (5) and including a reception distribution self-report unit (RDSTS: 6) for reporting the transfer selection and the state of the downconverter (5);
4.95MHz의 중간주파수(IF) 대역 신호를 입력하여 CDMA 방식 무선주파수 신호로 상향변환(Up Converting)하는 15개의 상향변환기(UPC:12); 상기 상향변환기(12)에 접속되어 상향변환기(12)의 절체선택 및 해당 중앙제어부에 해당 상태보고를 하는 송신 분배셀프부(TDSTS:17); 상기 송신 분배셀프부(TDSTS:17)에 접속하여 입력되는 CDMA 방식 신호의 전력(Power)을 증폭(Amplifying)하는 3개의 전력증폭기(PA:13); 상기 전력증폭기(13)에 전속되어 CDMA 방식 무선주파수 대역의 신호만을 통과(Pass)시키는 3개의 송신 대역통과여파기(TBPF:14); 상기 송신 대역통과여파기(14)에 접속되고 증폭되어 인가되는 CDMA 방식 신호를 이동 단말기로 방사 또는 송신하는 3개의 4FA/3섹터 송신안테나(16)를 포함하는 무선송신부(11)와;15 up-converters (UPC: 12) for inputting a 4.95 MHz intermediate frequency (IF) band signal and up-converting to a CDMA radio frequency signal; A transmission distribution self-timer (TDSTS: 17) connected to the up-converter 12 and configured to report a corresponding state to the switching selector of the up-converter 12 and the central control unit; Three power amplifiers PA 13 connected to the TDSTS 17 for amplifying the power of an input CDMA signal; Three transmission bandpass filters (TBPF) 14 which are transmitted to the power amplifier 13 and pass only signals of a CDMA radio frequency band; A radio transmitter (11) including three 4FA / 3 sector transmission antennas (16) which radiate or transmit CDMA system signals connected to the transmission bandpass filter (14) and amplified and applied to a mobile terminal;
상기 무선수신부(1)의 수신 대역통과여파기(3)에 접속되어 상기 무선수니부(1)의 기능을 시험하는 1개의 기지국 수신시험부(RBTU:22); 상기 무선송신부(11)의 송신 채널 대역통과여파기(14)에 접속되어 출력되는 신호를 분기하는 3개의 분배기(Sjplitter:15); 상기 분배기(15)에 접속되어 상기 무선송신부11)의 기능을 시험하는 1개의 기지국 송신시험부(TBTU:23); 상기 무선송신부(11)의 분배기(15)에 접속되고, 각각 송신되는 채널 또는 주파수를 모니터(Monitor)하는 5개의 송신 모니터부(MON:24)를 포함하는 기지국 감시부(21)로 구성된다.A base station reception test section (RBTU: 22) connected to the reception band pass filter (3) of the radio reception section (1) to test the function of the radio reception section (1); Three splitters (Sjplitter 15) connected to the transmission channel band pass filter (14) of the wireless transmitter (11) for branching the output signal; A base station transmission test unit (TBTU: 23) connected to the distributor (15) to test the function of the radio transmitter (11); The base station monitoring unit 21 is connected to the divider 15 of the wireless transmitting unit 11 and includes a base station monitoring unit 21 including five transmission monitor units MON: 24 for monitoring the channels or frequencies being transmitted.
상기와 같은 CDMA 방식 이동통신 기지국(BTS)은 각 기지국이 처리 또는 수용할 수 있는 휴대전화기의 숫자를 늘리고 지형적인 차이 등을 보완하기 위한 목적으로, 수평의 360° 공간을 120° 씩 분할하여 α, β, γ의 3개 섹터(Sector)로 구분하게 된다.As described above, the CDMA mobile communication base station (BTS) divides the horizontal 360 ° space by 120 ° for the purpose of increasing the number of mobile phones that each base station can handle or accommodate, and to compensate for geographical differences. It is divided into three sectors, β, and γ.
그리고, 각각의 휴대전화기로부터 송신되고, 반사 등에 의한 여러 경로를 통하여 수신되는 신호드 중에서, 세기가 가장 좋은 최적상태의 신호를 수신하기 위한 안테나 시스템으로써, 공간 가이버시티 안테나 시스템을 채용하며, 상기 공간 다이버시티 안테나 시스템은, 각 섹터 당 2개의 안테나를 필요로 하므로, 3개 섹터의 수신 안테나(2)로서 모두 6개의 수신안테나(2)가 필요하게 된다.In addition, a spatial diversity antenna system is adopted as an antenna system for receiving an optimal signal having the best intensity among signals transmitted from respective cellular phones and received through various paths due to reflection or the like. Since the diversity antenna system requires two antennas for each sector, all six reception antennas 2 are required as the reception antennas 2 of three sectors.
또한 송신안테나(16)는 상기와 같은 공간 다이버시티가 필요하지 않기 때문에 α, β, γ의 각 3개 섹터마다 하나씩의 송신 안테나이면 충분하므로, 송신안테나(16)가 모두 3개 필요하다.In addition, since the transmit antennas 16 do not require the above-mentioned spatial diversity, one transmit antenna is sufficient for each of three sectors α, β, and γ, and thus, three transmit antennas 16 are required.
좀더 상세히 설명하면, 상기 다이버시티(Diversity)란 단말기 또는 휴대전화기에서 송신한 신호가 직선거리상의 방해물인 건물 또는 산 등에 반사되므로써 여러 경로를 통하여 기지국에 전달되는 신호로부터 가장 수신세기 또는 수신레벨이 좋은, 즉, 수신감도가 가장 좋은 신호를 선택하여 수신하기 위한 것으로써, 소정간격으로 배치된 다수의 안테나를 통하여 각 경로의 신호를 수신하는 것을 말한다.In more detail, the diversity means that a signal transmitted from a terminal or a mobile phone is reflected to a building or a mountain which is a obstacle on a straight line, and thus has the best reception strength or reception level from a signal transmitted to a base station through various paths. That is, to select and receive a signal having the best reception sensitivity, and to receive a signal of each path through a plurality of antennas arranged at predetermined intervals.
단말기 또는 휴대단말기에서 송신한 신호는 상기와 같이 여러 경로(Multipath)를 거쳐 기지국에 도달하게 되는데, 그 중에는 수신감도가 양호한 신호도 있고 수신감도가 불량한 신호도 있게 되므로, 기지국은 각 섹터별로 소정의 간격을 갖는 2개의 공간 다이버시티 수신안테나를 구비하여 상이한 경로를 통해 수신된 2개의 신호 중에서, 수신감도가 양호한 신호를 선택하게 된다.The signal transmitted from the terminal or the mobile terminal reaches the base station through the multipath as described above. Among them, some signals have good reception sensitivity and some signals have poor reception sensitivity. Two spatial diversity receiving antennas having an interval are selected to select a signal having good reception sensitivity from two signals received through different paths.
상기과 같은 다이버시티의 최종과정은, 수신 분배셀프부(BDSTS:6)의 다음단에 있는 것으로 상기 도면에 상세히 도시되지 않은 섹터인터페이스카드(Sector Interface Card, SIC)에서 수행한다.The final process of diversity is performed in a sector interface card (SIC), which is not shown in detail in the drawing, next to the receiving distribution self part (BDSTS) 6.
각각의 섹터는 4개의 FA(Frequency Allocation) 또는 채널이 있고, 각 섹터에는, 특정한 FA에 장애(Trouble) 발생지, 정상 동작하는 FA로 자동절체 되도록 리던던시(Redundancy)용 FA가 포함된다.Each sector has four frequency allocations (FAs) or channels, and each sector includes a FA for redundancy so that a specific FA has trouble spots and automatically switches to a normally operating FA.
따라서, 하향변환기(DNC:5)는 섹터 당 4개의 FA와 예비용 FA의 총 5개 FA가 있고, 3개의 섹터로부터 수신된 CDMA 방식 신호를, 상기 4.95MHz의 중간주파수(IF)로 변환시키르로 총 15개가 필요하게 된다.Accordingly, the down converter (DNC) 5 has a total of five FAs of four FAs and a spare FA per sector, and converts the CDMA signal received from the three sectors to the intermediate frequency (IF) of 4.95 MHz. A total of 15 will be required.
또한, 상향변환기(UPC:12)도 1 섹터 당 하나의 예비(Standby) 또는 리던던시(Redundancy)용 FA와 정상 운용되는 4개의 FA를 포함하므로, 3개 섹터에서 총 15 개가 필요하게 된다.In addition, since the upconverter (UPC) 12 also includes one standby or redundancy FA per sector and four FAs normally operated, a total of 15 are required in three sectors.
상기 전력증폭기(PA:13)는 α, β, γ의 3개 섹터고 CDMA 방식 신호를 증폭하여 전송 또는 송출하기 위한 3ㅐ가 필요하며, 각각의 인접한 섹터 단위로 분할되어 출력되므로, 출력 제어가 가능한 고가의 저출력증폭기(LPA:Low Power Amplifier)를 사용한다.The power amplifier (PA) 13 has three sectors of α, β, and γ and needs 3 kHz for amplifying and transmitting or transmitting a CDMA signal, and is divided and outputted in units of adjacent sectors. Use the most expensive low power amplifier (LPA).
상기 각 송신 모니터부(MON:24)는, 3개 섹터로부터 각 1개씩의 FA 신호를 감시하므로, 4개의 FA에 의한 4개의 송신모니터부(24)와 리던던시용 FA를 위한 송신보니터부(24) 1개의 포함하여 총 5개의 송신모니티부(24)가 필요하게 된다.Since each transmission monitor unit (MON: 24) monitors one FA signal from each of three sectors, four transmission monitor units 24 by four FAs and transmission monitor units 24 for redundancy FAs. A total of five transmission monitoring units 24 are needed, including one.
상기 송신모니터부(24)는 브리싱(Breathing) 기능을 수행하는 것으로, 즉, 기지국 설치 및 운용시 최적화한 기지국의 서비스 영역 또는 셀 영역과, 가입자 또는 수용 가능한 휴대전화기 용량 및 통화상태에 대하여 송신되는 신호 추출과 검파등을 통하여 감시 하므로써, 주기적으로 셀의 운용상태 트레이닝을 수행하는 것으로써, 계절변화, 주변환경변경, 가입자수의 증감 등에 따라 송신출력을 자동 조정하도록 하는 기능을 한다.The transmission monitor 24 performs a bridging function, i.e., transmits a service area or a cell area of the base station optimized when the base station is installed and operated, and a subscriber or acceptable mobile phone capacity and call state. By monitoring through extraction and detection of the signal, it periodically performs the operation status training of the cell, thereby automatically adjusting the transmission power according to the seasonal change, the change of the surrounding environment, and the increase and decrease of the number of subscribers.
무선송수신(11)의 상향변환기(12)는, 도면에 상세히 도시되지 않은 섹터인터페이스 카드(SIC : Sector Interface Card)에 접속되고, 상기 SIC로부터 입력되는 기저대역(Base Band) 송신신호를 4.95MHz의 중간주파수(IF) 대역의 신호로 상향변환(Up Converting)하며, 무선수신부(1)의 수신분배셀프부(6)는, 도면에 상세히 도시되지 않은 아날로그 공용카드(ACC : Analogue Common Card)에 접속되어 있다.The up-converter 12 of the wireless transmission / reception 11 is connected to a sector interface card (SIC: Sector Interface Card) not shown in detail in the drawing, and transmits a baseband transmission signal input from the SIC at 4.95 MHz. Up-converting to a signal of an intermediate frequency (IF) band, and the receiving distribution self part 6 of the radio receiver 1 is connected to an analog common card (ACC) not shown in detail in the drawing. It is.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 소용랑의 소형기지국 장치는 ,옥외 음영지역용으로 개발되어, 터널 또는 지하생활공간 등과 같이 제한된 지역인 옥내음영지역에서 사용하기 적합하지 않고, 가격이 비싼 등의 문제가 있었다.However, the small base station apparatus of Solangang according to the prior art as described above is developed for outdoor shaded areas, and is not suitable for use in indoor shaded areas, such as tunnels or underground living spaces, and is expensive. There was a problem.
따라서, 상기와 같은 종래 기술에 의하여, CDMA방식 이동통신을 원활히 할수 없는 옥내 음영지역 즉, 다수의 고층건물 내부, 지하, 터널 등과 같은 음영지역에서 생활하는 휴대전화기 사용자를 위하여 이동통신서비스를 제공하기 위해서는, 많은 설치비용과 시간 등이 소요된다는 문제점이 있다.Therefore, according to the prior art as described above, to provide a mobile communication service for users of mobile phones living in shaded areas, such as indoor shaded areas, that is, a number of high-rise buildings, underground, tunnels, etc., which cannot facilitate CDMA mobile communication. In order to solve this problem, a large installation cost and time are required.
본 발명은 이동통신 시스템에서 4FA/3섹터로써 음영지역용으로 개발되어 설치비용이 많이 드느 종래 기술에 의한 CDMA 방식 이동통신 시스템의 소형기지국 자이의 문제점을 해결하는 것으로, 간단한 구조 및 향상된 기능에 의하여 기지국 장치를 1FA/Omni 안테나를 사용하도록 소형화 하므로써, 골프장, 지하상가 및 지하도 등과같은 소규모의 셀 구조를 갖는 옥내외 음영지역에 적합하고, 적은 비용으로 해당 음영지역의 휴대전화기 사용자에게 이동통신서비스를 제공하는, CDMA방식 이동통신 시스템의 다목적용 소형기지국 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.The present invention is to solve the problem of the small base station of the CDMA mobile communication system according to the prior art, which is developed for the shadow area as a 4FA / 3 sector in the mobile communication system, which is expensive to install. By miniaturizing the base station device to use 1FA / Omni antenna, it is suitable for indoor and outdoor shaded areas with small cell structure such as golf course, underground mall, and underpass, and provides mobile communication service to mobile phone users of the shaded area at low cost. It is an object of the present invention to provide a multi-purpose small base station apparatus for a CDMA mobile communication system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, CDMA 휴대단말기로부터 다중경로로 방사되는 전파를 공간다이버시티에 의하여 각각 수신하는 2개의 1FA/Omni 수신안테나(32)와, 상기 수신안테나(32)에 각각 접속되어 해당 대역의 신호만을 통과시키는 2개의 수신 대역통과여파기(RBPF : 33)와, 상기 수신 대역통과여파기(33)에 각각 접속되어 입력되는 신호를 저잡음 증폭하는 2개의 저잡음증폭기(LNA : 34)와, 상기 저잡음 증폭기(34)에 각각 접속되어 해당 고주파 대역의 신호를 해당 중간주파수 대역의 신호로 하향변환하는 2개의 하향변환기(DNC : 35)로 이루어져 소형화구조를 갖는 무선수신부(31)와;In order to achieve the above object, the present invention is directed to two 1FA / Omni receiving antennas 32 and receiving antennas 32, each receiving radio waves radiated in a multipath from a CDMA portable terminal by spatial diversity. Two reception bandpass filters (RBPF: 33) each connected to pass only a signal of a corresponding band, and two low noise amplifiers (LNA: 34) each connected to the reception bandpass filter 33 with low noise amplification of an input signal; And two downconverters (DNC) 35 respectively connected to the low noise amplifier 34 and downconverting a signal of a corresponding high frequency band into a signal of a corresponding intermediate frequency band. ;
상기 CDMA방식 중간주파수 대역 신호를 입력하여 해당 대역의고주파 신호로 상향 변환하는 상향변환기(UPC : 42)와 상기 상향변환기(42)에 접속되어 인가되는 신호의 전력을 선형성특성을 이용하여 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭기(HPA : 43)P 상기 고출력 증폭기(43)에 접속되어해당 고주파의 1.232MHZ 대역 신호만을 통과시키는 채널필터(TBPF : 44)와, 상기 채널필터(44)에 접속되어 해당 고주파 신호를 한 개의 채널을 통하여 이동 단말기로 방사하는 무지향성 1FA/Omni 송신안테나(46)로 이루어져 소형화 구조를 갖는 무선송신부(41)와;The up-converter (UPC) 42 for inputting the CDMA intermediate frequency band signal and up-converting the signal into a high frequency signal of the corresponding band and amplifying the power of the signal applied to the up-converter 42 to a high output using the linearity characteristic High power amplifier (HPA: 43) P A channel filter (TBPF: 44) connected to the high output amplifier 43 and passing only a high frequency signal of 1.232 MHz, and the channel filter 44 are connected to the high frequency signal. A wireless transmitter 41 having a miniaturized structure comprising an omnidirectional 1FA / Omni transmission antenna 46 which radiates to a mobile terminal through one channel;
상기 CDMA방식 무선수신부(31)의 수신 대역통과여파기(33)에 접속되어 수신기능을 감시하는 기지국 수신시험부(RBTU : 52)와, 상기 CDMA방식 무선송신부(41)의 송신 대역통과여파기(44)에 접속되어 송신신호의 일부를 분기하는분배기(Splitter : 45)와, 상기 분배기(45)에 접속되어 송신기능을 감시하는 기지국 송신시험부(TBTU : 53)로 이루어져 소형화구조를 갖는 기지국 감시부(51)로 구성되는 것을 특징으로 하는 코드분할 다중접속방식 이동통신 시스템의 소형기지국 장치를 제공한다.A base station reception test section (RBTU) 52 connected to the reception band pass filter 33 of the CDMA wireless reception section 31 for monitoring a reception function, and a transmission band pass filter 44 of the CDMA wireless transmission section 41; And a base station transmitter (TBTU: 53) connected to the distributor (45) to monitor a transmission function, and a base station monitoring unit having a compact structure. A small base station apparatus of a code division multiple access type mobile communication system, comprising: (51).
도1은 종래 기술의 일실예에 의한 코드분할방식 이동통신 시스템 소형기지국 장치 기능블록도 이고,1 is a functional block diagram of a code division type mobile communication system small base station device according to one embodiment of the prior art;
도2는 본 발명의 코드분할 다중 접속방식에 의한이동통신시스템 소형기지국 장치의 기능 구성도 이다.2 is a functional configuration diagram of a mobile communication system small base station apparatus according to the code division multiple access method of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**** Explanation of symbols on the main parts of the drawing **
1,31 : 무선수신부 2,16,32,46(A) : 안테나1,31: Radio receiver 2,16,32,46 (A): Antenna
3,33(RBPF) : 수신 대역통과여파기 4,34(LNA) : 저잡음 증폭기3,33 (RBPF): Receive bandpass filter 4,34 (LNA): Low noise amplifier
5,35(DNC) : 하향변환기 6(RDSTS) : 수신 분배설프부5,35 (DNC): Downconverter 6 (RDSTS): Receive distribution sulf part
11,41 : 무선송신부 12,42(UPC) : 수신 분배셀프부11,41: Wireless transmitter 12,42 (UPC): Receive distribution self
11,31 : 무선송신부 14,44(TBRF) : 채널필터11,31: Radio transmitter 14,44 (TBRF): Channel filter
15,45(Splitter) : 분배기 17(TDSTS) : 송신 분배셀프부15,45 (Splitter): Splitter 17 (TDSTS): Transmit Distribution Self
21,51 : 기지국감시부 22,52(RBTU) : 기지국 수신시험부21,51: base station monitoring unit 22,52 (RBTU): base station reception test unit
23,53(TBTU) : 기지국 송신시험부 24(MON) 송신모니터23,53 (TBTU): Base station transmission test unit 24 (MON) transmission monitor
43 : 고출력증폭기43: high power amplifier
이하, 본 발명 기술에 의한 코드분할 다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식 이동통신 시스템의 소형기지국(BTS) 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a small base station (BTS) device of a code division multiple access (CDMA) mobile communication system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2는 본 발명의 코드분할다중 접속방식 이동통신시스템 소형기지국 장치의 기능구성도이다.2 is a functional configuration diagram of a code base multiple access mobile communication system small base station apparatus according to the present invention.
상기 첨부된 도2를 참조하면, 본 발명에 의한 코드분할 다중 접속(CDMA) 방식 이동통신시스템의 소형기지국 장치는 이동단말기 또는 휴대전화기의 해당 안테나로부터 송신되고, 주변의 고층건물 산 등과 같은 직선거리 상의 방해물에 의하여 다중경로(Multipath)로 방사되는 CDMA 방식 무선주파수 신호 또는 전파를 흡수 또는 수신하는 것으로,Referring to FIG. 2, the small base station apparatus of a code division multiple access (CDMA) mobile communication system according to the present invention is transmitted from a corresponding antenna of a mobile terminal or a mobile telephone, and is a straight line such as a high-rise building or the like. Absorption or reception of CDMA radio frequency signals or radio waves radiated in a multipath by obstacles on the
CDMA 휴대단말기로부터 다중경로로 방사되는 전파를 공간다이버시티에 의하여 각각 수신하는 2개의 1FA/Omni 수신안테나(32)와, 상기 수신안테나(32)에 각각 접속되어 해당 대역의 신호만을 통과시키는 2개의 수신 대역통과여파기(RBPF : 33)와, 상기 수신 대역통과여파기(33)에 각각 접속되어 입력되는 신호를 저잡음 증폭하는 2개의 저잡음증폭기(LNA : 34)와, 상기 저잡음 증폭기(34)에 각각 접속되어해당 고주파 대역의 신호를 해당 중간주파수 대역의 신호로 하향변환하는 2개의 하향변환기(DNC : 35)로 이루어져 소형화구조를 갖는 무선수신부(31)와;Two 1FA / Omni receiving antennas 32 for receiving radio waves radiated in a multipath from a CDMA mobile terminal, respectively, by spatial diversity, and two connecting to the receiving antennas 32 for passing signals of a corresponding band, respectively. A reception bandpass filter (RBPF) 33, two low noise amplifiers (LNA) 34 respectively connected to the reception bandpass filter 33 for low noise amplification of an input signal, and a low noise amplifier 34, respectively. A radio receiver 31 having a downsizing structure consisting of two down converters (DNC) 35 for down converting a signal of a corresponding high frequency band into a signal of a corresponding intermediate frequency band;
상기 CDMA방식 중간주파수 대역 신호를 입력하여 해당 대역의고주파 신호로 상향 변환하는 상향변환기(UPC : 42)와, 상기 상향변환기(42)에 접속되어 인가되는 신호의 전력을 선형성특성을 이용하여 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭기(HPA : 43); 상기 고출력 증폭기(43)에 접속되어 해당 고주파의 1.232MHz 대역 신호만을 통과시키는 채널필터(TBPF : 44)와, 상기 채널필터(44)에 접속되어 해당 고주파 신호를 한 개의 채널을 통하여 이동 단말기로 방사하는 무지향성 1FA/Omni 송신안테나(46)로 이루어져 소형화 구조를 갖는 무선송신부(41)와;An up-converter (UPC) 42 for inputting the CDMA intermediate frequency band signal and up-converting to a high-frequency signal of the corresponding band, and a power of a signal connected to and applied to the up-converter 42 to a high output using a linearity characteristic; High power amplifier (HPA: 43) to amplify; A channel filter (TBPF) 44 connected to the high output amplifier 43 for passing only a 1.232 MHz band signal of a corresponding high frequency, and connected to the channel filter 44 to radiate the corresponding high frequency signal to a mobile terminal through one channel; A wireless transmitter 41 having a miniaturized structure consisting of an omnidirectional 1FA / Omni transmission antenna 46;
상기 CDMA방식 무선수신부(31)의 수신 대역통과여파기(33)에 접속되어 수신기능을 감시하는 기지국 수신시험부(RBTU : 52)와, 상기 CDMA방식 무선송신부(41)의 송신 대역통과여파기(44)에 접속되어 송신신호의 일부를 분기하는 분배기(Splitter : 45)와, 상기 분배기(45)에 접속되어 송신기능을 감시하는 기지국 송신시험부(TBTU : 53)로 이루어져 소형화구조를 갖는 기지국 감시부(21)로 구성된다.A base station reception test section (RBTU) 52 connected to the reception band pass filter 33 of the CDMA wireless reception section 31 for monitoring a reception function, and a transmission band pass filter 44 of the CDMA wireless transmission section 41; And a base station transmitter (TBTU: 53) connected to the distributor 45 to monitor a transmission function, and a base station monitoring unit having a compact structure. It consists of 21.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, CDMA 방식 이동통신시스템의 소형기지국 장치를 첨부된 도2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the small base station apparatus of the CDMA mobile communication system according to the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to FIG.
본 발명에 의한 CDMA 방식 이동통신 시스템의 소형기지국은 송신안테나로써, 공간을 섹터(Sector)로 구분하지 않고 전방향(Omni Directional)을 하여 해당신호를 방사(Radiation) 또는 전송(Transmission) 또는 출력(Output)하는 특성을 갖는옴니(Omni) 셀(Cell) 송신안테나(46)를 사용한다.The small base station of the CDMA mobile communication system according to the present invention is a transmission antenna, and radiates, transmits, or outputs a corresponding signal by omni-directional rather than dividing a space into sectors. An Omni cell transmit antenna 46 having a characteristic of outputting is used.
상기 본 발명 기술에 의한 소형기지국의 수신안테나(32)는 휴대전화기로부터 출셕되는 신호가 직선거리 상에 존재하는 다양한 방해물, 일 예로써, 건물, 산 등과 같이 전파가 통과하지 못하고 반사하는 물체에 의하여 다양한 경로(Multipath)로 전송되는 수신 신호 중에서, 가장 수신되는 신호의 레벨이 큰 경로의 신호를, 즉, 최적상태의 수신세기에 의한 신호를 확보하기 위하여, 소정의 간격을 유지하는 공간 다이버시티(Diversity) 방식의 2개 수신안테나(32)를 사용한다.Receiving antenna 32 of the small base station according to the present invention is a signal that is emitted from the mobile phone is a variety of obstacles that exist on a straight line, for example, by an object that does not pass radio waves, such as buildings, mountains, etc. Among the received signals transmitted in various paths, in order to secure a signal of a path having the highest level of the received signal, that is, a signal based on an optimal reception strength, a spatial diversity is maintained at a predetermined interval ( Diversity) two reception antennas 32 are used.
본 발명 기술에 의한 옴니 셀 송신안테나(46)는 동래 기술에 의한 섹터 송신안테나(16)에 비하여 송신전력의 도달범위(Coverage Area)가 떨어지지만, 음영지역(Shadow Area) 등 제한적인 범위 또는 영역에서 사용자 또는 휴대전화기에 이동통신서비스를 제공하기에는 충분하다.In the omni cell transmission antenna 46 according to the present invention, although the coverage area of the transmission power is lower than that of the sector transmission antenna 16 according to the prior art, a limited range or area such as a shadow area is provided. Is sufficient to provide a mobile communication service to a user or mobile phone.
상기와 같은 본 발명 기술에 의한 소형기지국 무선주파수 회로는 제한적인 범위 또는 영역내의 사용장게 이동통신서비스를 제공하게 되므로 소용량으로도 효과적인 서비스가 가능하며, 전방향옴니 셀 송신안테나(46)를 사용함으로써 기기국(BTS) 시스템을 소형화할 수 있게 된다.The small base station radio frequency circuit according to the present invention as described above provides a mobile communication service for use within a limited range or area, so that an effective service is possible even in a small capacity, and by using an omni-directional omni-cell transmission antenna 46. The BTS system can be miniaturized.
상기 하향변화기(DWC : 35)와 상향변환기(UPC : 42)는, 각 소형기지국 마다 IFA 또는 채널을 처리하기 때문에 각 안테나 단위로 해당 하향변환기(35)와 상향변환기(42)가 1 개씩만 있으면 된다.Since the down-converter (DWC) 35 and the up-converter (UPC) 42 process IFA or channel for each small base station, if there is only one down converter 35 and one up-converter 42 for each antenna unit, do.
또한, 종래 기술에 의한 소형기지국에서는 전력증폭기(PA : 13)로써, 고가의 LPA(Low Power Amplifier, 저전력 증폭기)를 섹터 당 1개씩 모두 3개의전력증폭기(13)를 사용하므로 기지국 시스템의 소형화가 어렵고 복잡하며 비용이 많이 소요되지만, 본 발명의 소형기지국에 적용되는고출력증폭기(PA : 43)는 가격이 비교적 싸고, 입력되는 신호를 고출력으로 증폭하는 HPA(High Power Ainplifier, 고출력 증폭기) 1개를 사용함으로써, 기지국을 소형화하며 구성을 간단하게 하는데 적당한 동시에 기지국 시스템을 저가격으로 시설/설치 및 유지할 수 있다.In addition, in the small base station according to the prior art, as the power amplifier (PA: 13), an expensive LPA (Low Power Amplifier) is used in all three power amplifiers 13, one per sector, so that the base station system can be miniaturized. Although difficult, complicated, and expensive, the high power amplifier (PA: 43) applied to the small base station of the present invention is relatively inexpensive, and has one high power amplifier (HPA) that amplifies the input signal to high power. By using this, it is possible to make the base station small and simplify the configuration, and at the same time, the base station system can be installed / installed and maintained at low cost.
일반적으로 송신 증폭기(43)로써, 고출력 또는 고전력 증폭기를 사용하는 경우에는 시스템의 소형화를 달성한ㄴ 동시에 해당 서비스 영역을 크게 할 수 있는 장점이 있으나, 잡음(Noise) 발생이 많아지게 된다.In general, in the case of using the high output power amplifier or the high power amplifier as the transmission amplifier 43, the system can be miniaturized and the service area can be enlarged at the same time. However, the occurrence of noise increases.
본 발명은 상기와 같이 기지국 장비의 소형화를 위하여 고출력 또는 고전력 증폭기(HPA : High Power Amplifier)를 사용하는경우에 발생하는 잡음(Noise)을 제거하기 위하여, 채널필터(TBPF1)(44)로써, 일 예에 의하여, 밴드폭(Band-Width)이 1.232MHz＼인 CDMA 대역 채널 주파수 신호만을 통과시키는 송신 대역통과 필터 또는 채널필터를 사용하여 해결한다.The present invention provides a channel filter (TBPF1) 44 to remove noise generated when a high power or high power amplifier (HPA) is used to downsize the base station equipment. By way of example, the solution is solved by using a transmission bandpass filter or channel filter that passes only a CDMA band channel frequency signal having a band-width of 1.232 MHz.
또한, 무선송신부(41)의 상향변환기(42)는 상기 도면에 상세히 도시되지 않은 이동통신 시스템의 섹터인터페이스 카드(SIC : Sector Interface Card)에 접속되고, 상기 SIC로부터 인가되는 4.95MHz의 중간주파수대역 신호를 CDMA 방식 이동통신에 할당된 해당 고주파대역 신호로 상향변환(Up Converting)하며, 무선수신부(31)의 하향변환기(35)는 수신되어 인가되는 신호를 하향변환하여 상기 도면에 상세히 도시되지 않은 아날로그 공용카드(ACC : Analogue Common Card) 출력하므로써 필요한 처리 등을 한다.In addition, the up-converter 42 of the radio transmitter 41 is connected to a sector interface card (SIC) of the mobile communication system, which is not shown in detail in the drawing, and has an intermediate frequency band of 4.95 MHz applied from the SIC. Up converting the signal into the corresponding high frequency band signal allocated to the CDMA mobile communication, and the down converter 35 of the radio receiver 31 down converts the received and applied signal, which is not shown in detail in the drawing. Performs necessary processing by outputting analog common card (ACC).
상기 기지국 감시부(51)는, 상기 무선수신부(31)와 무선송신부(41)가 정상적으로 동작하는지를 감시 또는 확인하는 것으로써, 상기 무선수신부(31)의 수신 대역통과여파기(33)에 접속되어 상기 수신 대역통과여파기(31)가 여파를 정상적으로 수행하는 지를 CDMA 방식 단말기를 포함하여 이루어지는 기지국 수신시험부(52)에서 감시하고, 상기 감시신호는 도면에 상세히 도시되지 않은 중앙감시부에 해당 경로를 통하여 전송한다.The base station monitoring unit 51 is connected to the reception band pass filter 33 of the wireless reception unit 31 by monitoring or confirming whether the wireless reception unit 31 and the wireless transmission unit 41 operate normally. The base station reception test unit 52 including the CDMA terminal determines whether the reception bandpass filter 31 performs the filter normally, and the monitoring signal is transmitted through the corresponding path to the central monitoring unit not shown in detail in the drawing. send.
또한, 상기 무선송신(41)가 할당된 대역의 신호를 정상적인 상태로 출력하는지 감시하기 위하여, 상기 분배기(45)는 상기 무선송신부(41)의 고출력 증폭기(43)에서 고출력으로 증폭되고, 송신 대역통과여파기(44)로부터 CDMA 방식에 할당된 1.232MHz 대역이외의 잡음신호를 제거하여 출력하는 고출력 신호를, 일부 분리하여 추출하고, CDMA 단말기를 포함하여 이루어지는 기지국 송신시험부(53)에 인가하면, 상기 기지국 송신시험부(53)는 인가된 신호를 분석처리하므로서, 무선송신부(41)가 정상적으로 동작하는지를 감시및 확인하게 되고, 상기 감시신호를 도면에 상세히 도시되지 않은 중앙감시부에 해당 경로를 통하여 전송한다.Further, in order to monitor whether the radio transmitter 41 outputs the signal of the allocated band in a normal state, the divider 45 is amplified to a high output by the high output amplifier 43 of the radio transmitter 41, and the transmission band When the high power signal that removes and outputs a noise signal other than the 1.232 MHz band allocated to the CDMA system from the pass filter 44 is partially extracted and applied to the base station transmission test unit 53 including a CDMA terminal, The base station transmission test unit 53 analyzes and processes the applied signal, and monitors and confirms whether the wireless transmission unit 41 operates normally, and transmits the monitoring signal through a corresponding path to a central monitoring unit not shown in detail in the drawing. send.
상술한 바와 같은 구성의 본 발명에 의한 것으로, CDMA 방식 이동통신 시스템의 소형기지국 장치는, 소형이면서도 고출력으로 해당 신호의 전송이 가능하고, 전방향의 옴니 셀 안테나를 사용하므로 옥외의 골츠장, 옥내의 지하상가, 지하도, 터널 또는 건물 내부 등과 같은 소규모 음영지역이나 사용자가 적은 지역에 설치하여 이동통신서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the small base station apparatus of the CDMA mobile communication system can transmit the corresponding signal with small size and high power, and omni-directional omni-cell antenna is used for outdoor golf field and indoor. It is effective to provide mobile communication service by installing in small shaded areas such as underground shopping malls, underpasses, tunnels or inside buildings, or in areas with few users.
또한, 기지국 당 하나의 FA를 사용하므로써, 구성수단을 간단히 하고, 외부에 대한 영향을줄이며, 옴니 셀 송신안테나를 사용하여 전방위의 충분한 사용영역을 확보하도록 하고, 고출력 증폭기 사용에 의하여 발생하는 잡음신를 송신대역 통과 여과기를 사용하여 해소하므로써, 잡음이 없는 신호를 전송하고, 소형화함과 동시에 적은 설치비용 및 유지비용으로 음영지역의 휴대전화기 사용자에게 CDMA 방식 이동통신서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, by using one FA per base station, it is possible to simplify the configuration means and reduce the external influence, to secure a sufficient area of use by omni-cell transmission antennas, and to reduce the noise generated by the use of a high power amplifier. By eliminating the transmission band pass filter, it is possible to transmit a noise-free signal, to reduce the size, and to efficiently provide CDMA mobile communication service to mobile phone users in shaded areas with low installation and maintenance costs. have.
또한, 본 발명에 의한 CDMA 방식 이동통신시스템의 소형기지국 무선주파수 회로에 별도의 정합장치를부가하게 되면, 광안테나 등을 추가로 연결하여 운용할 수있는 범용성이 있어, 변화되는 주변환경에 신속한 적용이 용이한 이용효과가 있다.In addition, when a separate matching device is added to the small base station radio frequency circuit of the CDMA mobile communication system according to the present invention, it is versatile to operate by connecting an optical antenna and the like, and can be quickly applied to a changing environment. This has an easy use effect.
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- 1996-11-27 KR KR1019960058198A patent/KR100372515B1/en not_active IP Right Cessation
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