KR100434342B1

KR100434342B1 - 무선통신망의 기지국 송신기 회로

Info

Publication number: KR100434342B1
Application number: KR10-2001-0071066A
Authority: KR
Inventors: 최수영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2004-06-04
Also published as: KR20030040665A

Abstract

본 발명은 단일의 송신기 회로를 이용하여 송신 경로의 이상 유무를 감지함으로써 기지국의 송신 안테나의 정재파비 측정 및 송신 출력 감지 그리고 송신기의 출력 자동 조절할 수 있도록 한 무선통신망의 기지국 송신기를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은, 방향성 결합기의 순방향 단자와 역방향 단자에서 각각 커플링된 신호를 입력받아 제어신호에 따라 출력하기 위한 다접점 스위칭 수단과; 상기 다접점 스위칭 수단의 출력을 대역 통과시키기 위한 대역 필터링 수단과; 상기 대역 필터링 수단에서 대역 통과된 신호에 대해 신호 강도지수를 산출하기 위한 수신신호 강도지수 산출 수단과; 상기 방향성 결합기를 순차적으로 제어하여 다접점 스위칭 수단을 상기 방향성 결합기의 순방향 단자로 최초 연결하여 해당 순방향 경로의 신호를 상기 수신신호 강도지수 산출수단으로 입력되도록 하여 그 전력을 감지한 후, 상기 다접점 스위칭 수단을 상기 방향성 결합기의 역방향 단자로 연결하여 해당 역방향 경로의 신호를 상기 수신신호 강도지수 산출수단으로 입력되도록 하여 그 전력을 감지하여, 두 전력값으로부터 송신 안테나의 정재파비를 측정하고, 상기 수신신호 강도지수 산출 수단에 의해 보고되는 신호 강도지수 값을 설정된 기준값과 비교하여 신호 강도지수 값이 크면, 상기 가변 감쇄기의 감쇄값을 증대시키고 신호 강도지수 값이 작으면 상기 가변 감쇄기의 감쇄값을 감소시켜 송신 출력이 자동 조절되도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 이루어지며, 단일의 송신기 회로를 이용하여 송신 전력과 송신 안테나의 정재파비를 동시에 측정할 수 있고 최종 송신 출력을 감지하여 송신기의 출력을 자동으로 조절할 수 있다.

Description

무선통신망의 기지국 송신기 회로 {Transmitter of base station for wireless communication network}

본 발명은 무선통신망의 기지국 송신기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기지국의 송신 안테나의 정재파비 측정 및 송신 출력 감지 그리고 이를 이용한 송신기의 출력 자동 조절에 적당하도록 한 무선통신망의 기지국 송신기에 관한 것이다.

일반적으로 무선통신망의 기지국은 송신기 회로와 수신기 회로를 구비하여 가입자 단말기에 대해 무선 주파수 신호를 교환한다.

이러한 무선통신망의 기지국 송신기에 대한 종래기술은 송신 전력을 측정하는 회로, 송신 안테나의 정재파비를 측정하는 회로, 그리고 송신기의 출력을 자동 조절하는 회로 등 3개의 별개 회로를 포함한다.

도1은 종래기술에 따른 무선통신망의 기지국 송신 전력 측정 회로의 블록도이다.

도1에 따르면, 송신기 회로의 송신 전력을 측정시 먼저 송신 안테나(80)와 연결되어 있는 방향성 결합기(10)의 출력 신호를 받아서 감쇄기(20)를 거치도록 한다. 감쇄기(20)를 거친 신호는 국부 발진기(70)에서 발생된 신호와 주파수 변환기(30)에서 혼합되어 일정한 주파수의 신호로 변환된다.

그리고 일정 주파수로 변환된 신호는 대역 필터(40)를 거친 후 증폭기(50)를 통해 증폭되어 RSSI(60)의 신호 검출부로 입력된다. 일반적으로 RSSI(Received Signal Strength Indication)는 수신신호 강도 지수를 의미하는 것으로, 수신신호의 강도를 검출하는 기능을 갖는다. 이에 따라 RSSI(60)에서는 신호를 아날로그/디지털 변환한 후 상위 제어부(90)로 보고한다.

송신 전력은 이처럼 측정되어져 상위 제어부(90)에 보고된다.

도2는 종래기술에 따른 무선통신망의 기지국 송신 안테나의 정재파비 측정 회로의 블록도이다.

도2에 따르면, 송신 안테나의 정재파비를 측정하는 경우, 먼저 송신 안테나(80)와 연결되어 있는 방향성 결합기(10)의 순방향 출력을 각각 받아서 다접점 스위치(11)와 단접점 스위치(21)를 거치도록 한다. 단접점 스위치(21)를 거친 신호는 대역 필터(31)로 입력된다. 대역 필터(31)를 거친 신호는 단말기(41)로 입력되고, 단말기(41)는 입력된 신호의 세기를 상위 제어부(51)로 보고하게 된다.

순방향 출력과 동일한 방식을 적용하여 송신 안테나(80)에서 반사된 방향성 결합기(10)의 역방향 출력이 단말기(41)로 입력되고, 단말기(41)는 입력된 역방향 신호의 세기를 감지하여 상위 제어부(51)로 보고한다. 상위 제어부(51)에서는 방향성 결합기(10)의 순방향 출력과 역방향 출력의 세기를 가지고 정재파비를 계산하게 된다.

이로써 송신 안테나의 정재파비를 측정할 수 있게 된다.

도3은 종래기술에 따른 무선통신망의 기지국 송신기 출력 조절 회로의 블록도이다.

도3에 따르면, 송신기의 출력을 자동 조절하는 경우, 먼저 기저대역 신호가 송신기로 입력되어 국부 발진기(102)를 통해 발생된 신호와 주파수 변환기(12)에 의해 혼합된다. 혼합된 신호는 대역 필터(22)와 증폭기(32)를 차례로 거친다. 증폭기(32)의 출력은 가변감쇄기(42)를 거쳐서 감쇄된 후 다시 증폭기(52)와 방향성 결합기(62)를 거처서 송신기의 외부로 출력된다.

송신기내 방향성 결합기(62)를 통해 출력된 신호는 외부 증폭기(72)와 대역 필터(82)를 거친 후 최종적으로 방향성 결합기(10)를 거친다. 그리고 송신 안테나(80)를 통해 출력신호를 보내게 된다.

여기서 송신기 출력 자동조절을 위해 송신기내 출력단에 위치한 방향성 결합기(62)의 순방향 출력이 출력감지회로(92)로 입력되고 출력감지회로(92)는 이 출력을 전압으로 변환한다. 이 전압값은 제어부(112)에서 받는 전압값과 비교되어지며, 제어부(112)는 전압값의 비교 결과에 근거하여 송신기 경로상에 있는 가변감쇄기(42)를 조정함으로써 송신기 출력단에서 일정한 출력이 나가도록 한다.

이처럼 이상 설명한 종래기술은 송신 전력 측정, 송신 안테나 정재파비 측정, 그리고 송신 출력 자동조절을 각각 별개의 회로로 구성한다. 따라서 종래기술의 경우에는 송신기 이외에 측정 및 조절을 위한 별도의 회로팩이 필요하게 되어 기지국의 시스템 구성이 복잡하게 되며 그에 따른 회로팩 구성 비용이 증대되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 단일의 송신기 회로를 이용하여 송신 경로의 이상 유무를 감지함으로써 기지국의 송신 안테나의 정재파비 측정 및 송신 출력 감지 그리고 송신기의 출력 자동 조절할 수 있도록 한 무선통신망의 기지국 송신기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선통신망의 기지국 송신기는, 방향성 결합기의 순방향 단자와 역방향 단자에서 각각 커플링된 신호를 입력받아 제어신호에 따라 출력하기 위한 다접점 스위칭 수단과; 상기 다접점 스위칭 수단의 출력을 대역 통과시키기 위한 대역 필터링 수단과; 상기 대역 필터링 수단에서 대역 통과된 신호에 대해 신호 강도지수를 산출하기 위한 수신신호 강도지수 산출 수단과; 상기 방향성 결합기를 순차적으로 제어하여 다접점 스위칭 수단을 상기 방향성 결합기의 순방향 단자로 최초 연결하여 해당 순방향 경로의 신호를 상기 수신신호 강도지수 산출수단으로 입력되도록 하여 그 전력을 감지한 후, 상기 다접점 스위칭 수단을 상기 방향성 결합기의 역방향 단자로 연결하여 해당 역방향 경로의 신호를 상기 수신신호 강도지수 산출수단으로 입력되도록 하여 그 전력을 감지하여, 두 전력값으로부터 송신 안테나의 정재파비를 측정하고, 상기 수신신호 강도지수 산출 수단에 의해 보고되는 신호 강도지수 값을 설정된 기준값과 비교하여 신호 강도지수 값이 크면, 상기 가변 감쇄기의 감쇄값을 증대시키고 신호 강도지수 값이 작으면 상기 가변 감쇄기의 감쇄값을 감소시켜 송신 출력이 자동 조절되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망의 기지국 송신기.더 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도1은 종래기술에 따른 무선통신망의 기지국 송신 전력 측정 회로의 블록도.

도2는 종래기술에 따른 무선통신망의 기지국 송신 안테나의 정재파비 측정 회로의 블록도.

도3은 종래기술에 따른 무선통신망의 기지국 송신기 출력 조절 회로의 블록도.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망의 기지국 송신기의 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 62 : 방향성 결합기 11, 122 : 다접점 스위치

12, 30 : 주파수 변환기 20 : 감쇄기

21 : 단접점 스위치 22, 31, 40, 82, 132 : 대역 필터

31, 50, 52, 72 : 증폭기 41 : 단말기

42 : 가변 감쇄기 51, 90, 112 : 제어부

60, 142 : RSSI 70, 102 : 국부 발진기

92 : 출력감지회로 80 : 송신 안테나

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망의 기지국 송신기의 블록도이다.

본 실시예는 단일의 기지국 송신기 회로를 이용하여 송신 안테나의 정재파비 측정과 송신 출력 감지 및 송신기 출력 자동조절 등의 기능을 일괄적으로 수행한다. 그러므로 이러한 측정 및 조절을 위해 다수의 회로팩을 구비하지 않아도 된다.

도4에 따르면, 본 실시예의 송신기 회로는 입력되는 기저대역신호의 주파수 변환을 위한 주파수 변환기(12), 신호의 송신 대역을 필터링하기 위한 대역 필터1(22), 신호 증폭을 위한 증폭기1(32) 및 증폭기2(52), 신호 세기를 가변적으로 감쇠하기 위한 가변 감쇄기(42)를 포함하고 있으며, 일정 주파수를 발진하여 주파수 변환기(12)로 인가하기 위한 국부 발진부(102)를 포함하고, 출력 조절을 위해 제어부(112)와 다접점 스위치(122)와 대역 필터2(132)와 RSSI(142)를 포함하여 이루어진다.

더불어 송신기 회로의 외부에서 송신 안테나(80)로 연결되는 경로상에는 기존과 같이 증폭기3(72), 대역필터3(82), 및 방향성 결합기(10) 등이 구비된다.

이러한 구성에 따라 기지국 최종 송신 신호는 송신 안테나(80)와 연결되어 있는 방향성 결합기(10)로 입력된다. 방향성 결합기(10)로 입력된 신호는 순방향 단자와 역방향 단자로 일부 커플링되어 나오며, 이 신호가 다접점 스위치(122)로 입력된다. 다접점 스위치(122)의 역방향 커플링과 순방향 커플링은 제어부(112)에 의해 선택적으로 제어된다.

다접점 스위치(122)를 통해 입력된 신호는 대역 필터2(132)를 거친 후 RSSI(142)로 입력된다. RSSI(142)로 입력된 신호는 해당 신호의 신호 강도지수가 산출되어 아날로그/디지털 컨버터에 의해 디지털 신호로 변환된 후 제어부(112)로 보고된다.

제어부(112)는 보고되는 신호 강도지수를 내부 알고리즘에 적용시켜 가변 감쇄기(42)의 제어를 위한 제어신호를 주어 감쇠 정도를 정하게 된다.

즉, 제어부(112)는 보고되는 값을 자체 보유한 기준값과 비교하여 그 값이 기준값 보다 큰 경우에 가변 감쇄기(42)에 신호를 주어 감쇠 정도를 크게 하고, 그 역의 경우에는 가변 감쇄기(42)를 제어하여 감쇠 정도를 작게 한다. 이 과정에 의해 최종 출력의 신호 세기가 일정하게 된다. 제어부(112)가 자체 보유한 기준값은해당 기지국의 무선환경과 회로 특성 등에 근거하여 적정하게 설정될 수 있다. 예를 들어 최적의 송신 출력을 유지시키기에 적당한 신호 강도지수 값으로 기준값을 설정해 두면, 송신기 회로의 운용중 RSSI(142)에 의해 산출되는 신호 강도지수 값과의 크기 비교를 통해 가변 감쇄기(42)의 감쇠 정도를 산출할 수 있게 된다.

이러한 체계로 송신기의 출력을 자동으로 조절할 수 있게 되며, 동시에 제어부(112)에서는 현재 출력되는 신호의 송신 전력을 측정할 수 있게 된다.

또한, 제어부(112)는 다접점 스위치(122)를 방향성 결합기(10)의 순방향 단자로 연결할 것인지 아니면 역방향 단자로 연결할 것인지 여부도 결정한다.

방향성 결합기(10)의 연결 방향을 제어할 수 있게 됨으로써 송신 안테나의 정재파비를 측정할 수 있게 된다. 먼저, 방향성 결합기(10)의 순방향 단자로 커플링되는 신호를 다접점 스위치(122)를 통해 검출하여 RSSI(142)에 출력 전력을 감지한다. 이어서 감지된 출력 전력에 따라 다접점 스위치(122)를 제어하여 방향성 결합기(10)의 역방향 단자를 통해 출력되는 신호를 RSSI(142)에서 감지한다. 이렇게 감지된 두 신호의 전력값을 제어부(112)에서 수식적으로 계산하여 정재파비를 최종적으로 측정할 수 있게 된다.

일반적으로 정재파비는 전송 선로상에 발생하고 있는 정재파의 크기를 나타내는 것으로, 정재파의 최대값과 최소값의 비로 산출한다. 정재파비는 전압 정재파비(VSWR)와 전류 정재파비(CSWR)로 구분된다.

정재파비에 대해 다음의 수학식 1이 성립한다.

단,S_v : 전압 정재파비

S_c : 전류 정재파비

rho : 반사 계수

여기서 정재파비는의 값을 갖는데, 그 값이 1일 때 해당 선로는 정합된 상태가 된다.

따라서 제어부(112)는 방향성 결합기(10)에서 송신 안테나(80)로 전송되는 신호 전력을 순방향 단자를 통해 검출하고, 해당 송신 안테나(80)로부터 방향성 결합기(10)로 전송되는 신호 전력을 역방향 단자를 통해 검출한 후, 순방향 전력과 역방향 전력을 이용하여 반사 계수 및 정재파비를 산출하게 되는 것이다.

이상 설명한 실시예는 본 발명의 다양한 변화, 변경 및 균등물의 범위에 속한다. 따라서 실시예에 대한 기재내용으로 본 발명이 한정되지 않는다.

본 발명의 무선통신망의 기지국 송신기에 따르면, 단일의 송신기 회로를 이용하여 송신 전력과 송신 안테나의 정재파비를 동시에 측정할 수 있다.

더불어 본 발명을 적용함으로써, 송신 전력과 송신 안테나의 정재파비를 동시에 측정하면서 최종 출력을 감지하여 송신기의 출력을 자동으로 조절할 수 있게 된다.

Claims

송신기에 있어서,

방향성 결합기의 순방향 단자와 역방향 단자에서 각각 커플링된 신호를 입력받아 제어신호에 따라 출력하기 위한 다접점 스위칭 수단과;

상기 다접점 스위칭 수단의 출력을 대역 통과시키기 위한 대역 필터링 수단과;

상기 대역 필터링 수단에서 대역 통과된 신호에 대해 신호 강도지수를 산출하기 위한 수신신호 강도지수 산출 수단과;

상기 방향성 결합기를 순차적으로 제어하여 다접점 스위칭 수단을 상기 방향성 결합기의 순방향 단자로 최초 연결하여 해당 순방향 경로의 신호를 상기 수신신호 강도지수 산출수단으로 입력되도록 하여 그 전력을 감지한 후, 상기 다접점 스위칭 수단을 상기 방향성 결합기의 역방향 단자로 연결하여 해당 역방향 경로의 신호를 상기 수신신호 강도지수 산출수단으로 입력되도록 하여 그 전력을 감지하여, 두 전력값으로부터 송신 안테나의 정재파비를 측정하고, 상기 수신신호 강도지수 산출 수단에 의해 보고되는 신호 강도지수 값을 설정된 기준값과 비교하여 신호 강도지수 값이 크면, 상기 가변 감쇄기의 감쇄값을 증대시키고 신호 강도지수 값이 작으면 상기 가변 감쇄기의 감쇄값을 감소시켜 송신 출력이 자동 조절되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신망의 기지국 송신기.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 가변 감쇄기의 감쇠값을 제어하여 송신 출력을 자동 조절하는 경우, 제어부는 해당 감쇠값 제어에 의해 자동 조절되는 송신 출력을 해당 송신기 회로의 송신 전력으로 검출하는 것을 특징으로 하는 무선통신망의 기지국 송신기.
삭제