KR100513177B1 - A frequency band conversion relay apparatus and method thereof same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주파수 밴드 변환 중계 장치 및 그 변환 방법에 관한 것으로서, 본 발명은, 기지국으로 수신된 신호를 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 형성한 고안정도의 제1 로컬 발진기 신호를 통해 제1 중간 주파수 신호로 변환하고, 변환된 제1 중간 주파수 신호를 고안정의 제1 OCXO를 이용하여 제2 중간 주파수 신호로 변환한 후, 고안정의 제1 로컬 발진기 신호를 분배 신호로 이용하여 다시 한 번 유휴 주파수 대역의 신호로 변환하여 송출하는 DU(Donor Unit) 및, DU로부터 수신된 유휴 주파수 대역 신호와 특정 이동국으로 송출하고자 하는 주파수 대역의 신호가 차이가 있음을 감안하여 고안정의 제2 로컬 발진기 신호를 통해 수신된 유휴 주파수 대역의 신호를 제3 중간 주파수 신호로 변환하고, 변환된 제3 중간 주파수 신호를 고안정의 제2 OCXO를 이용하여 제2 중간 주파수 신호로 변환한 후, 고안정의 제2 로컬 발진기 신호를 분배 신호로 이용하여 기지국으로부터 수신된 원래 주파수 대역의 신호로 변환하여 해당 이동국으로 송출하는 RU(Remote Unit)를 포함한다. 이를 통하여, 환경에 따른 높은 온도 변화와 장시간 운용 후에도 안정된 위상 잡음 및 주파수 안정도를 유지함으로써, 안정된 데이터 전송 속도를 유지할 수 있다.The present invention relates to a frequency band conversion relay apparatus and a method for converting the same, and the present invention relates to a first intermediate oscillator signal having a first local oscillator signal of a design degree formed using a phase lock loop (PLL). Convert the frequency signal, convert the converted first intermediate frequency signal to the second intermediate frequency signal using the first OCXO of the high definition, and then once again use the first local oscillator signal of the high definition as the distribution signal DU (Donor Unit) converts and transmits the signal of the band and the idle frequency band signal received from the DU and the signal of the frequency band to be transmitted to a specific mobile station in consideration of the difference between the second local oscillator signal Converts the received idle frequency band signal into a third intermediate frequency signal and converts the converted third intermediate frequency signal to a second intermediate using a second OCXO of After converting to a frequency signal, using a second local oscillator signal of the high-definition and converting the signal of the original frequency band received from the base station using a distributed signal and the RU (Remote Unit) for transmitting to the mobile station. Through this, stable phase noise and frequency stability are maintained even after a high temperature change and long time operation according to the environment, thereby maintaining a stable data transmission rate.
Description
본 발명은 주파수 밴드 변환 중계 장치 및 그 변환 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국과 단말기간의 신호 송수신을 중계하는 주파수 밴드 변환 중계 장치와 그 변환 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency band conversion relay apparatus and a conversion method thereof, and more particularly, to a frequency band conversion relay apparatus for relaying signal transmission and reception between a base station and a terminal and a conversion method thereof.
최근 들어, 이동 통신 사업자들은 2.4Mbps급의 전송 속도로 빠르게 서비스할 수 있는 3G(IMT-2000, 1X EV-DO) 서비스를 도입하고 있다. Recently, mobile carriers are introducing 3G (IMT-2000, 1X EV-DO) services that can provide fast service at a transmission speed of 2.4 Mbps.
그런데, 이러한 서비스를 도입하고자 하는 이동 통신 사업자들에게 있어서 경제적으로 커버리지(coverage)를 확보하는 것은 그 무엇보다 중요하다. 따라서 통화량이 적은 지역에서는 기지국보다 적은 비용으로, 그리고 기지국과 동등한 품질을 제공할 수 있는 기술 및 장치가 필요하다.However, it is important to secure coverage economically for mobile operators that want to introduce such services. Therefore, there is a need for a technology and a device capable of providing less cost than a base station and providing a quality equivalent to a base station in a region with a small amount of call.
이러한 측면에서 몇 가지 기술 및 장치들이 개발되어 사용되고 있다.Several technologies and devices have been developed and used in this respect.
먼저, 광 중계기는 기지국과 비교하여 동등한 품질을 제공하면서 비용은 기지국 대비 약 1/10 수준이기 때문에 현재 국내의 사업자 모두 기지국 수량의 3 내지 4배에 해당되는 개수가 현재 운용되고 있다. First, since the optical repeater provides an equivalent quality compared to the base station, and the cost is about 1/10 of the base station, the number of domestic operators are currently operating three to four times the number of base stations.
그러나, 과도한 광 중계기의 사용으로 인하여 사업자 마다 광케이블 임대료로 년간 수백억 원에서 수천억 원을 지불함으로써 이러한 비용이 중장기적으로는 사업자 경영 악화의 주 요인으로 인식되고 있다.However, due to the excessive use of optical repeaters, each operator pays tens of billions to hundreds of billions of dollars in optical cable rents per year, and this cost is recognized as a major factor in deteriorating business management in the medium and long term.
다음으로, On frequency RF 중계기는 광 중계기에 비해 고가의 임대회선 비용이 필요 없으나, 발진과 제한적인 커버리지 확보로 초기 이후에는 운용되지 않고 있다.Next, the on-frequency RF repeater does not need expensive leased lines compared to the optical repeater, but has not been operated since the initial stage due to oscillation and limited coverage.
다음으로, 링크 주파수로 고주파의 마이크로웨이브를 사용하는 마이크로웨이브 중계기는 임대회선 비용이 없을 뿐만 아니라, On frequency RF 중계기에서 나타나는 발진도 발생하지 않는 장점이 있으나, 기지국과 중계기 사이에 가시거리(Line of Sight Distance)가 유지되어야 한다는 조건 때문에 한국의 지형에는 적합치 않아 제한적으로 운용되고 있다. Next, the microwave repeater using the microwave of high frequency as the link frequency has the advantage of not only leasing line cost, but also oscillation in the on frequency RF repeater does not occur, but the line of sight between the base station and the repeater (Line of Due to the condition that the sight distance must be maintained, it is not suitable for the terrain of Korea and is being operated in a limited manner.
채널 변환 중계기는 사업자의 대역 내에서 사용하지 않는 채널을 링크 채널로 활용하기 때문에 임대 회선 비용이 없을 뿐만 아니라, 발진도 발생하지 않으며 마이크로웨이브 중계기와 비교하여 엄격한 가시거리(Line of Sight Distance) 기준도 적용되지 않아도 되기 때문에 상기 언급한 문제들을 해결할 수 있다. 그러나, 채널 변환 중계기는 사업 초기 대량적으로 사용되다가 서비스 용량 문제로 인하여 지금은 거의 사용이 중단된 상태이다. The channel conversion repeater utilizes unused channels in the carrier's band as the link channel, so there is no leased line cost, no oscillation, and a strict Line of Sight Distance criterion compared to the microwave repeater. The problem mentioned above can be solved because it does not need to be applied. However, the channel conversion repeater has been used in large quantities in the early stages of business, and is now almost stopped due to service capacity problems.
이러한 커버리지 확보를 위한 기술 개발에 힘입어 우리나라에서는 현재 800MHz 대역에 할당된 주파수를 사용하는 디지털 셀룰라 전화 서비스와, 1.7㎓ 및 1.8㎓ 대역에 할당된 주파수를 사용하는 개인 휴대 통신 서비스가 제공되고 있다.With the development of technology for securing such coverage, digital cellular telephone services using frequencies allocated to the 800 MHz band and personal mobile communication services using frequencies allocated to the 1.7 GHz and 1.8 GHz bands are currently provided in Korea.
또한, 사업자의 통합으로 10MHz 대역(1840~1850MHz)에서 20MHz 대역폭(1840㎒~1860MHz)으로 늘어났으며, 이러한 주파수 통합으로 인하여 가입자 용량이 증대되고 있는 추세이다. In addition, the integration of operators has increased from the 10MHz band (1840 ~ 1850MHz) to 20MHz bandwidth (1840MHz ~ 1860MHz), the subscriber capacity is increasing due to this frequency integration.
그러나, 아직 수도권을 제외한 일부 외곽 지역은 10MHz 대역(1840~1850MHz)으로도 충분하기 때문에, 나머지 10MHz 대역(1850~1860MHz)을 이용한 밴드 변환 중계기가 등장하여 일부 운용중이다.However, in some outlying regions except for the metropolitan area, the 10MHz band (1840 ~ 1850MHz) is enough, and a band conversion repeater using the remaining 10MHz band (1850 ~ 1860MHz) has appeared and is being operated.
그런데, 이러한 밴드 변환 중계기 내의 주파수 밴드 변환 방식을 보면, 밴드 변환 중계기를 구성하는 DU(Donor Unit)와 RU(Remote Unit)가 서로 다른 위치에서 무선으로 운용되기 때문에 주파수 변환 방식에 있어 서로 다른 로컬 주파수(Local Frequency)를 사용하게 된다. However, in the frequency band conversion method in the band conversion repeater, since the DU (Donor Unit) and the RU (Remote Unit) constituting the band conversion repeater are operated wirelessly at different locations, different local frequencies are used in the frequency conversion method. (Local Frequency) is used.
자세히 설명하면, 기존의 밴드 변환 중계기는 10MHz 기준 클럭(Clock)과 10MHz 차이가 나도록 서로 다른 두 개의 PLL(Phase Lock Loop : 위상 고정 루프, 이하'PLL'이라 함)과 국부 발진기(Local Oscillator)를 통해 제1 및 제2 로컬 주파수를 구성한 후, 구성된 제1 및 제2 로컬 주파수를 믹서(Mixer)를 통해 변환하는 방식을 사용하였다. 즉, DU(Donor Unit)와 RU(Remote Unit) 각각의 국부 발진기 및 PLL을 이용하여 1.8GHz 또는 1.9GHz의 제1 및 제2 로컬 주파수를 만들어 사용하였다.In detail, the conventional band-switched repeater uses two different phase locked loops (PLLs) and a local oscillator to make a 10 MHz difference from the 10 MHz reference clock. After configuring the first and second local frequencies through, and using the mixer (Mixer) to convert the configured first and second local frequency. That is, the first and second local frequencies of 1.8 GHz or 1.9 GHz were used by using a local oscillator and a PLL of each of a donor unit (DU) and a remote unit (RU).
이는 결국 10MHz 기준 클럭(Clock)이 1Hz의 오차가 발생하는 경우, 180Hz 또는 190Hz의 주파수 오차를 발생시킬 뿐만 아니라, 제1 및 제2 로컬 주파수 형성 시 서로 다른 위상의 PLL과 국부 발진기를 사용함으로 인해 많은 위상 잡음을 발생시킨다. This results in a frequency error of 180 Hz or 190 Hz when the 10 MHz reference clock has an error of 1 Hz, as well as the use of PLLs and local oscillators of different phases in forming the first and second local frequencies. It generates a lot of phase noise.
또한, 이러한 주파수 오차 및 위성 잡음 발생은 최근 서비스중인 3G(IMT-2000, 1X EV-DO)의 데이터 전송 속도를 열화 시키는 직접적인 원인이 된다.In addition, the frequency error and the generation of satellite noise is a direct cause of the degradation of the data transmission speed of 3G (IMT-2000, 1X EV-DO) currently in service.
따라서, 주파수 오차 및 위상 잡음을 줄임으로써, 데이터 전송 속도를 안정되게 유지할 수 있는 밴드 변환 중계기 및 그 방안이 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need for a band conversion repeater capable of stably maintaining a data transmission rate and a solution thereof by reducing frequency error and phase noise.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단일 개수의 PLL(Phase Lock Loop)을 통한 제1 로컬 주파수 구성과 OCXO(항온조 수정 발진기)를 이용한 주파수 대역의 하향 또는 상향 변환을 수행함으로써, 주파수 오차와 위상 잡음 발생을 최대한 억제시켜 안정된 데이터 전송 속도를 유지할 수 있는 주파수 밴드 변환 중계 장치 및 그 변환 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve this problem, and the first local frequency configuration through a single number of phase lock loop (PLL) and down or up-conversion of the frequency band using the OCXO (thermostat crystal oscillator) Accordingly, an object of the present invention is to provide a frequency band conversion relay apparatus and a conversion method thereof capable of suppressing frequency error and phase noise generation to maintain a stable data transmission rate.
또한, 본 발명은 환경에 따른 높은 온도 변화와 장시간 운용 후에도 안정된 위상 잡음 및 주파수 안정도를 유지함으로써, 안정된 데이터 전송 속도를 유지할 수 있는 주파수 밴드 변환 중계 장치 및 그 변환 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a frequency band conversion relay apparatus and its conversion method capable of maintaining a stable data transmission rate by maintaining a stable phase noise and frequency stability even after high temperature changes and long-term operation according to the environment.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치는, 다수의 가입자 단말기와 각 기지국간의 호 연결을 수행하는 주파수 밴드 변환 중계 장치에 있어서, 기지국으로부터 신호가 수신되면, 상기 수신된 신호를 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제1 로컬 주파수를 형성하는 국부 발진기; 상기 형성된 제1 로컬 주파수를 소정 크기의 제1 중간 주파수로 변환하는 제1 믹서; 상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역과 송출하고자 하는 유휴 주파수 대역의 차이값에 따라 상기 제1 중간 주파수를 상기 소정 크기의 기준 주파수 클럭과 상기 PLL을 이용하여 제2 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 제2 믹서; 및 상기 변환된 제2 중간 주파수를 상기 제1 로컬 주파수를 이용하여 상기 유휴 주파수 대역의 신호로 변환하여 송출하는 제3 믹서를 포함하는 DU(Donor Unit); 및 상기 기준 주파수 클럭과 상기 PLL을 이용하여 제2 로컬 주파수를 형성하는 국부 발진기; 상기 형성된 제2 로컬 주파수를 소정 크기의 제3 중간 주파수로 변환하는 제1 믹서; 상기 DU로부터 수신되는 신호의 주파수 대역과 상기 가입자 단말기로 송출하고자 하는 신호의 주파수 대역 차이값에 따라 상기 제3 중간 주파수를 상기 소정 크기의 기준 주파수 클럭과 PLL을 이용하여 제4 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 제2 믹서; 및 상기 변환된 제4 중간 주파수를 상기 제2 로컬 주파수를 이용하여 상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역으로 변환하여 송출하는 제3 믹서를 포함하는 RU(Remote Unit)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A frequency band conversion relay apparatus according to the present invention for achieving the above object is a frequency band conversion relay apparatus for performing a call connection between a plurality of subscriber stations and each base station, when the signal is received from the base station, A local oscillator forming a first local frequency using a phase lock loop (PLL); A first mixer converting the formed first local frequency into a first intermediate frequency of a predetermined magnitude; Down- or up-converting the first intermediate frequency to a second intermediate frequency using the reference frequency clock and the PLL of the predetermined magnitude according to a difference value between a frequency band of the signal received from the base station and an idle frequency band to be transmitted; Second mixer; And a third mixer configured to convert the converted second intermediate frequency into a signal of the idle frequency band by using the first local frequency and to transmit the converted signal. And a local oscillator using the reference frequency clock and the PLL to form a second local frequency. A first mixer converting the formed second local frequency into a third intermediate frequency of a predetermined magnitude; According to the difference between the frequency band of the signal received from the DU and the frequency band difference value of the signal to be transmitted to the subscriber station, the third intermediate frequency is lowered to the fourth intermediate frequency using the reference frequency clock and the PLL of the predetermined magnitude. A second mixer for upconverting; And a third unit (RU) including a third mixer converting the converted fourth intermediate frequency into a frequency band of a signal received from the base station by using the second local frequency.
이때, 상기 국부 발진기는, 오븐(Oven)을 이용하여 수정의 주변 온도를 일정하게 유지시켜 주파수 오차가 발생하지 않도록 하는 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)를 포함하는 것을 특징으로 한다.At this time, the local oscillator is characterized in that it comprises an Oven Controlled Crystal Oscillator (OCXO) to maintain a constant ambient temperature of the crystal using an oven so that a frequency error does not occur.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치에서의 DU는, 다수의 가입자 단말기와 각 기지국간의 호 연결을 수행하는 주파수 밴드 변환 중계 장치의 DU(Donor Unit)에 있어서, 기지국으로부터 신호가 수신되면, 상기 수신된 신호에 따라 소정 크기의 기준 주파수 클럭과 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제1 로컬 주파수를 형성하는 국부 발진기; 상기 형성된 제1 로컬 주파수를 소정 크기의 제1 중간 주파수로 변환하는 제1 믹서; 상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역과 송출하고자 하는 유휴 주파수 대역의 차이값에 따라 상기 제1 중간 주파수를 소정 크기의 기준 주파수 클럭과 PLL을 이용하여 제2 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 제2 믹서; 및 상기 변환된 제2 중간 주파수를 상기 제1 로컬 주파수를 이용하여 상기 유휴 주파수 대역의 신호로 변환하여 송출하는 제3 믹서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the DU in the frequency band conversion relay apparatus according to another aspect of the present invention, in the DU (Donor Unit) of the frequency band conversion relay apparatus for performing a call connection between a plurality of subscriber stations and each base station, the signal from the base station A local oscillator which, when received, forms a first local frequency using a reference frequency clock and a phase lock loop (PLL) having a predetermined magnitude in accordance with the received signal; A first mixer converting the formed first local frequency into a first intermediate frequency of a predetermined magnitude; A second down-converting or up-converting the first intermediate frequency to a second intermediate frequency using a reference frequency clock and a PLL of a predetermined magnitude according to a difference value between a frequency band of the signal received from the base station and an idle frequency band to be transmitted; mixer; And a third mixer converting the converted second intermediate frequency into a signal of the idle frequency band by using the first local frequency and transmitting the converted signal.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치에서의 RU는, 다수의 가입자 단말기와 각 기지국간의 호 연결을 수행하는 주파수 밴드 변환 중계 장치의 RU(Remote Unit)에 있어서, DU(Donor Unit)로부터 유휴 주파수 대역의 신호가 수신되면, 상기 수신된 신호에 따라 소정 크기의 기준 주파수 클럭과 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제2 로컬 주파수를 형성하는 국부 발진기; 상기 형성된 제2 로컬 주파수를 소정 크기의 제3 중간 주파수로 변환하는 제1 믹서; 상기 DU로부터 수신되는 신호의 주파수 대역과 이동국으로 송출하고자 하는 신호의 주파수 대역 차이값에 따라 상기 제3 중간 주파수를 소정 크기의 기준 주파수 클럭과 PLL을 이용하여 제4 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 제2 믹서; 및 상기 변환된 제4 중간 주파수를 상기 제2 로컬 주파수를 이용하여 상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역으로 변환하여 송출하는 제3 믹서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the RU in the frequency band conversion relay apparatus according to another aspect of the present invention is a DU (Remote Unit) of a frequency band conversion relay apparatus for performing a call connection between a plurality of subscriber stations and each base station. A local oscillator configured to form a second local frequency by using a reference frequency clock and a phase lock loop (PLL) having a predetermined size according to the received signal when the signal of the idle frequency band is received from the signal; A first mixer converting the formed second local frequency into a third intermediate frequency of a predetermined magnitude; Down- or up-converting the third intermediate frequency to a fourth intermediate frequency using a reference frequency clock and a PLL of a predetermined magnitude according to a frequency band difference value of a signal received from the DU and a signal to be transmitted to the mobile station; Second mixer; And a third mixer converting the converted fourth intermediate frequency into a frequency band of a signal received from the base station using the second local frequency and transmitting the converted fourth intermediate frequency.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치의 주파수 밴드 변환 방법은, 기지국과의 신호 송수신 인터페이스를 수행하는 DU(Donor Unit)와 이동국과의 신호 송수신 인터페이스를 수행하는 RU(Remote Unit)를 포함하는 주파수 밴드 변환 중계 장치의 주파수 밴드 변환 방법에 있어서, a)기지국으로부터 신호가 수신되면, 상기 수신된 신호를 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제1 로컬 주파수를 형성하는 단계; b)상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역과 송출하고자 하는 유휴 주파수 대역의 차이값에 따라 상기 제1 로컬 주파수를 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 단계; c)상기 변환된 중간 주파수를 상기 제1 로컬 주파수를 이용하여 유휴 주파수 대역의 신호로 변환하는 단계; d)상기 변환된 유휴 주파수 대역에 따라 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제2 로컬 주파수를 형성하는 단계; e)상기 변환된 유휴 주파수 대역과 특정 이동국으로 송출하고자 하는 주파수 대역의 차이값에 따라 상기 제2 로컬 주파수를 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 단계; 및 f)상기 변환된 중간 주파수를 상기 제2 로컬 주파수를 이용하여 상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역으로 변환하여 이동국으로 송출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the frequency band conversion method of the frequency band conversion relay apparatus according to another aspect of the present invention, a DU (Donor Unit) performing a signal transmission and reception interface with the base station and a RU (Remote Unit) performing a signal transmission and reception interface with the mobile station A frequency band conversion method of a frequency band conversion relay apparatus comprising: a) when a signal is received from a base station, forming a first local frequency using a phase lock loop (PLL) on the received signal; b) down or upconverting the first local frequency to an intermediate frequency according to a difference value between a frequency band of the signal received from the base station and an idle frequency band to be transmitted; c) converting the converted intermediate frequency into a signal of an idle frequency band using the first local frequency; d) forming a second local frequency using a phase lock loop (PLL) according to the converted idle frequency band; e) down- or up-converting the second local frequency to an intermediate frequency according to a difference between the converted idle frequency band and a frequency band to be transmitted to a specific mobile station; And f) converting the converted intermediate frequency into a frequency band of a signal received from the base station using the second local frequency and transmitting the converted frequency to a mobile station.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른, 기지국과의 신호 송수신 인터페이스를 수행하는 DU(Donor Unit)와 이동국과의 신호 송수신 인터페이스를 수행하는 RU(Remote Unit)를 포함하는 주파수 밴드 변환 중계 장치의 주파수 밴드 변환 방법을 포함하는 기록매체에 있어서, a)기지국으로부터 신호가 수신되면, 상기 수신된 신호를 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제1 로컬 주파수를 형성하는 기능; b)상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역과 송출하고자 하는 유휴 주파수 대역의 차이값에 따라 상기 제1 로컬 주파수를 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 기능; c)상기 변환된 중간 주파수를 상기 제1 로컬 주파수를 이용하여 유휴 주파수 대역의 신호로 변환하는 기능; d)상기 변환된 유휴 주파수 대역에 따라 PLL(Phase Lock Loop)을 이용하여 제2 로컬 주파수를 형성하는 기능; e)상기 변환된 유휴 주파수 대역과 특정 이동국으로 송출하고자 하는 주파수 대역의 차이값에 따라 상기 제2 로컬 주파수를 중간 주파수로 하향 또는 상향 변환하는 기능; 및 f)상기 변환된 중간 주파수를 상기 제2 로컬 주파수를 이용하여 상기 기지국으로부터 수신된 신호의 주파수 대역으로 변환하여 이동국으로 송출하는 기능을 포함하는 프로그램이 저장되는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another aspect of the invention, the frequency band of the frequency band conversion relay apparatus including a DU (Donor Unit) performing a signal transmission and reception interface with a base station and a RU (Remote Unit) performing a signal transmission and reception interface with a mobile station A recording medium comprising a conversion method, comprising: a) a function of, when a signal is received from a base station, forming a first local frequency using a phase lock loop (PLL); b) down- or up-converting the first local frequency to an intermediate frequency according to a difference between a frequency band of a signal received from the base station and an idle frequency band to be transmitted; c) converting the converted intermediate frequency into a signal of an idle frequency band using the first local frequency; d) forming a second local frequency using a phase lock loop (PLL) according to the converted idle frequency band; e) down- or up-converting the second local frequency to an intermediate frequency according to a difference between the converted idle frequency band and a frequency band to be transmitted to a specific mobile station; And f) converting the converted intermediate frequency into a frequency band of a signal received from the base station by using the second local frequency and transmitting the converted intermediate frequency to a mobile station.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치의 대략적인 구성을 도시한 도면으로서, 이하 본 발명의 실시 예에서는 기지국(400)에서 이동국(500)으로의 신호 송신(순방향)에 따른 주파수 밴드 변환에 대해 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명에 한정되는 것이 아니고, 이동국(500)에서 기지국(400)으로의 신호 송신(역방향) 역시 본 발명에 따른 주파수 밴드 변환 방식이 적용된다. 1 is a view showing a schematic configuration of a frequency band conversion relay apparatus according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, according to an embodiment of the present invention, a signal transmission (forward) from a base station 400 to a mobile station 500 is performed. Frequency band conversion will be described. However, this is not limited to the present invention, and the signal transmission (reverse direction) from the mobile station 500 to the base station 400 is also applied to the frequency band conversion method according to the present invention.
도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치(100)는 크게 기지국(400)과의 신호 송수신 인터페이스 역할을 담당하는 DU(Donor Unit : 주 장치, 이하'DU'라 함, 200)와 이동국(500)과의 신호 송수신 인터페이스 역할을 담당하는 RU(Remote Unit : 원격 중계 장치, 이하'RU'라 함, 300)로 구성된다.As shown in Figure 1, the frequency band conversion relay apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a DU (Donor Unit: Main unit, hereinafter 'DU') largely acts as a signal transmission and reception interface with the base station 400 And a remote unit (RU), which serves as a signal transmission / reception interface between the mobile station 500 and the mobile station 500.
자세히 설명하면, DU(Donor Unit, 200)는 일반적으로 기지국(400)의 신호를 받을 수 있는 지역에 설치되어 기지국(400)과 RU(Remote unit, 300)의 중간에서 기지국(400)에서 운용하는 주파수(1840㎒~1850㎒)를 유휴중인 주파수(1850㎒~1860㎒)로 변환하여 RU(Remote unit, 300)로 전송하며, RU(Remote unit, 300)는 음영 지역에 설치되어 이동국(500)과 DU(Donor unit, 200)의 중간에서 상기 변환된 주파수(1850㎒~1860㎒)를 원래의 신호(1840㎒~1850㎒)로 변환하여 이동국(500)으로 전송한다. 즉, DU(Donor Unit, 200)와 RU(Remote unit, 300)는 유휴 주파수 대역폭(예를 들어, 1850㎒~1860MHz)을 사용하여 링크용 주파수로 사용한다.In detail, the DU (Donor Unit) 200 is generally installed in an area capable of receiving a signal from the base station 400 and operated by the base station 400 in the middle of the base station 400 and the RU (Remote unit 300). Transmit frequency (1840MHz ~ 1850MHz) to idle frequency (1850MHz ~ 1860MHz) and transmit it to RU (Remote unit, 300), and RU (Remote unit, 300) is installed in the shaded area and mobile station 500 And converts the converted frequency (1850 MHz to 1860 MHz) into an original signal (1840 MHz to 1850 MHz) in the middle of the DU (Donor unit, 200) and transmits it to the mobile station 500. That is, the DU (Donor Unit, 200) and the RU (Remote Unit, 300) are used as the link frequency using an idle frequency bandwidth (for example, 1850MHz ~ 1860MHz).
그러면, 이러한 구성의 주파수 밴드 변환 중계 장치의 DU(Donor Unit, 200)와 RU(Remote unit, 300)에 대해 첨부된 도면을 통해 자세히 알아보면 다음과 같다.Then, the detailed description of the frequency band conversion relay device DU (Donor Unit, 200) and RU (Remote unit, 300) of the configuration through the accompanying drawings as follows.
먼저, DU(Donor Unit, 200)에 대해 알아보면, 도 2는 도 1에 도시된 DU(Donor Unit)의 내부 구성을 세부적으로 도시한 도면이다.First, referring to the donor unit 200, FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the donor unit (DU) illustrated in FIG. 1 in detail.
도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 DU(Donor Unit : 주 장치, 200)는 안테나(66, 79), 듀플렉서(Duplexer, 67, 78), 저 잡음 증폭기(LNA, 68,81), 가변 감쇄기(69,77,82,90), 제1 내지 제5 믹서(Mixer, 70,72,74,83,85,87), 제1 내지 제4 SAW 필터(Filter, 71,73,84,86), 대역 통과 필터(HPF, 75,88), Driving 증폭기(76,89), 고출력 증폭기(HPA 또는 LPA, 78,91), PLL(Phase Lock Loop : 위상 고정 루프, 이하'PLL'이라 함, 92), 10MHz의 기준 주파수 클럭(clock)을 갖는 국부 발진기(Local Oscillator, 93) 및 장치 제어기(Controller, 94)를 포함한다. As shown in FIG. 2, a DU (Donor Unit) 200 according to an embodiment of the present invention includes an antenna 66 and 79, a duplexer 67 and 78, and a low noise amplifier LNA 68 and 81. ), Variable attenuators 69, 77, 82, 90, first to fifth mixers (Mixer, 70, 72, 74, 83, 85, 87), first to fourth SAW filters (71, 73, 84,86), band pass filter (HPF, 75,88), driving amplifier (76,89), high power amplifier (HPA or LPA, 78,91), phase lock loop (PLL) 92, a local oscillator 93 having a reference frequency clock of 10 MHz, and a device controller 94.
이때, 10MHz의 기준 주파수 클럭(clock)을 갖는 국부 발진기(93)는 엄밀히 말해 10㎒의 기준 주파수 클럭을 공급하는 일종의 기준 클럭 공급 수단으로서, 경우에 따라서는 OXCO(Oven Controlled Crystal Oscillator, 이하'OXCO'라 함)가 될 수도 있으나, 이는 본 발명에 한정되는 것이 아니고 경우에 따라서는 다른 종류(Voltage Controlled Crystal Oscillator 등)의 국부 발진기가 될 수도 있다. In this case, the local oscillator 93 having a reference frequency clock of 10 MHz is strictly a kind of reference clock supply means for supplying a reference frequency clock of 10 MHz, and in some cases, an OXCO (Oven Controlled Crystal Oscillator, hereinafter 'OXCO). Although not limited to the present invention, it may be a local oscillator of another kind (Voltage Controlled Crystal Oscillator, etc.) in some cases.
또한, 이러한 기준 클럭 공급 수단은 이후에 설명되는 RU(Remote unit, 300)의 기준 클럭 공급 수단으로서, 즉 본 발명에 따른 주파수 밴드 변환 장치는 단일 개수의 국부 발진기를 사용하여 주파수 오차를 줄일 수 있도록 한다.In addition, the reference clock supply means is a reference clock supply means of a remote unit (RU), which will be described later, that is, the frequency band conversion apparatus according to the present invention to reduce the frequency error by using a single number of local oscillators do.
그러면, 이러한 구성을 이루는 DU(Donor Unit, 200)의 동작 과정, 즉, 기지국(400)에서 이동국(500)으로의 신호 송신(순방향)에 따른 주파수 밴드 변환 과정에 대해 첨부된 도면을 통해 자세히 설명하면 다음과 같다.Then, the operation process of the DU (Donor Unit) 200, which constitutes such a configuration, that is, the frequency band conversion process according to the signal transmission (forward) from the base station 400 to the mobile station 500 will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Is as follows.
도 4는 도 1에 도시된 DU(Donor Unit)의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다. FIG. 4 is a flowchart sequentially illustrating an operation process of a donor unit (DU) illustrated in FIG. 1.
도 4에 도시되어 있듯이 먼저, DU(Donor Unit, 200)의 안테나(66)가 기지국(400)으로부터의 신호를 수신하면, 듀플렉서(Duplexer, 67)는 수신된 신호 중 원하는 신호만을 필터링(filtering) 한다(S401). As shown in FIG. 4, when the antenna 66 of the donor unit 200 receives a signal from the base station 400, the duplexer 67 filters only a desired signal among the received signals. (S401).
이후, 저잡음 증폭기(68)는 필터링된 신호를 저잡음 증폭하며, 장치 제어기(Controller, 94)는 증폭된 신호가 가변 감쇠기(69)를 통해 적절히 조절될 수 있도록 제어한다(S402). Thereafter, the low noise amplifier 68 low noise amplifies the filtered signal, and the controller 94 controls the amplified signal to be properly adjusted through the variable attenuator 69 (S402).
이후, 제1 믹서(70)는 이러한 신호를 안정적으로 동작할 수 있는 레벨의 신호로 제공한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 DU(Donor Unit, 200)의 국부 발진기(93)는 10MHz 기준 클럭과 PLL(92)을 통해 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)를 구성(S403)하며, 제1 믹서(70)는 구성된 제1 로컬 주파수를 제1 중간 주파수(예를 들어, 70MHz) 대역으로 하향 변환하고, 제1 SAW 필터(71)는 하향 변환된 제1 중간 주파수를 필터링 한다(S404). Thereafter, the first mixer 70 provides this signal as a signal at a level capable of operating stably. In this case, the local oscillator 93 of the donor unit 200 according to the embodiment of the present invention configures a first local frequency (for example, 1915 MHz) through a 10 MHz reference clock and a PLL 92 (S403). The first mixer 70 down-converts the configured first local frequency to a first intermediate frequency (eg, 70 MHz) band, and the first SAW filter 71 filters the down-converted first intermediate frequency ( S404).
이후, 본 발명의 실시예에 따른 DU(Donor Unit, 200)는 원 신호(-기지국으로부터 수신된 신호-)의 주파수(1840㎒~1850MHz)와 변환하고자 하는 유휴중인 주파수(1850㎒~1860MHz)의 차이가 10MHz임을 감안하여 주파수 안정도와 위상 잡음이 좋은 OCXO(93)의 10MHz를 기준 클럭으로 하여 제2 중간 주파수(예를 들어, 60MHz)를 생성한다(S405). 즉, 제1 중간 주파수(70MHz)를 제2 믹서(72)를 통하여 10MHz 차이가 나는 제2 중간 주파수(예를 들어, 60MHz)로 하향 변환한다. 이처럼, 제2 중간 주파수로 하향 변환시키는 것은 추후에 발생될 주파수 오차를 줄이기 위함이다. Then, the DU (Donor Unit) 200 according to the embodiment of the present invention is a frequency (1840MHz ~ 1850MHz) of the original signal (-signal received from the base station) of the idle frequency (1850MHz ~ 1860MHz) to be converted Considering that the difference is 10 MHz, a second intermediate frequency (eg, 60 MHz) is generated using 10 MHz of the OCXO 93 having good frequency stability and phase noise as a reference clock (S405). That is, the first intermediate frequency (70 MHz) is down-converted to a second intermediate frequency (eg, 60 MHz) having a 10 MHz difference through the second mixer 72. As such, the downconversion to the second intermediate frequency is to reduce the frequency error to be generated later.
이후, 제2 SAW 필터(73)는 하향 변환된 신호를 다시 한 번 필터링하며, 제3 믹서(74)는 필터링 된 신호를 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)로 분배하여 링크(Link)용 주파수(1850~1860MHz)로 변환한다(S406). Thereafter, the second SAW filter 73 filters the down-converted signal once again, and the third mixer 74 distributes the filtered signal to a first local frequency (for example, 1915 MHz) to link. Convert to a frequency (1850 ~ 1860MHz) for (S406).
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치(100)의 DU(Donor Unit, 200)는 기존의 주파수 밴드 변환 방식과는 달리, 기지국으로부터 수신된 원 신호의 주파수를 단일 개수의 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)를 사용하여 제1 중간 주파수로 변환한 후, 원 신호의 주파수와 변환하고자 하는 주파수(1850㎒~1860MHz)의 차이가 10MHz임을 감안하여 상기 변환된 제1 중간 주파수(70㎒)를 10㎒의 기준 클럭을 이용하여 다시 제2 중간 주파수(60㎒)로 변환한다. 이후, 변환된 제2 중간 주파수(60㎒)를 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)와 분배하여 링크용 주파수(1850~1860MHz)로 변환시킨다. That is, unlike the conventional frequency band conversion scheme, the DU (Donor Unit) 200 of the frequency band conversion relay apparatus 100 according to an embodiment of the present invention uses a single number of first frequencies of the original signal received from the base station. After converting to a first intermediate frequency using a local frequency (for example, 1915 MHz), the converted first intermediate frequency is assumed in consideration of a difference of 10 MHz between a frequency of an original signal and a frequency (1850 MHz to 1860 MHz) to be converted. (70 MHz) is converted back to the second intermediate frequency (60 MHz) using a 10 MHz reference clock. Thereafter, the converted second intermediate frequency (60 MHz) is divided with the first local frequency (for example, 1915 MHz) to convert the link frequency (1850 to 1860 MHz).
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치(100)는 단일 개수의 PLL을 통한 제1 로컬 주파수를 이용하여 제1 중간 주파수 변환 과정을 거친 후, 다시 원 신호의 주파수와 송출되는 유휴 주파수의 오차를 최소화하기 위해 10㎒의 기준 클럭을 이용하여 변환된 제1 중간 주파수를 제2 중간 주파수로 변환시킨다. 이를 통하여, 주파수 오차와 위상 잡음 발생을 최대한 억제 시킨다. As such, the frequency band conversion relay apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention performs a first intermediate frequency conversion process using a first local frequency through a single number of PLLs, and then idles the frequency of the original signal again. In order to minimize the error of the frequency, the converted first intermediate frequency is converted into a second intermediate frequency using a reference clock of 10 MHz. In this way, frequency error and phase noise are suppressed as much as possible.
뿐만 아니라, 주파수 안정도 및 위상 잡음이 적은 OCXO(10MHz기준 Clock)를 이용하여 제2 중간 주파수 변환 과정을 수행함으로써, 전체적인 주파수 오차 및 위상 잡음을 획기적으로 개선하며, 이로 인해 데이터 전송 속도 열화 문제를 해결할 수 있다. In addition, by performing a second intermediate frequency conversion process using an OCXO (10 MHz reference clock) with low frequency stability and low phase noise, the overall frequency error and phase noise are greatly improved, thereby solving data transmission rate degradation problems. Can be.
여기서, 본 발명에 따른 국부 발진기, 즉 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator : 항 온조 수정 발진기)에 대해 간략히 알아보면 다음과 같다.Here, a brief description of the local oscillator according to the present invention, that is, OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator).
OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)란, 오븐(Oven)을 이용하여 수정의 주변 온도를 일정하게 유지시켜 주파수 오차가 발생하지 않도록 하는 발진기로서, 일반 수정 발진기에서는 3.3V나 5V의 단일 전원을 사용하는데 비해 항온조 수정 발진기는 12V, 24V, 30V 등의 다양한 전원을 사용하여 일반 이동 통신기 보다 계측기 및 기지국이나 위성 통신 등에 주로 사용된다.OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) is an oscillator that uses an oven to keep the crystal's ambient temperature constant so that no frequency error occurs.In general crystal oscillator, a single power supply of 3.3V or 5V is used. The thermostat crystal oscillator uses various power sources such as 12V, 24V, 30V, and is mainly used for instrumentation, base station, and satellite communication than general mobile communication.
이어, 대역 통과 필터(75)는 변환된 링크용 주파수(1850~1860MHz)에서 원하는 신호만을 필터링(filtering) 하며, Driving 증폭기(76)는 필터링 된 신호의 LPA가 적절히 동작할 수 있도록 필터링 된 신호의 크기를 소정 레벨 증폭시킨다(S407). 이후, 가변 감쇄기(77)는 소정 크기 레벨 증폭된 신호를 최적의 동작을 위하여 최적의 신호 크기 레벨로 조정한다(S408). Subsequently, the band pass filter 75 filters only a desired signal at the converted link frequency (1850 to 1860 MHz), and the driving amplifier 76 filters the filtered signal so that the LPA of the filtered signal can operate properly. The amplitude is amplified by a predetermined level (S407). Thereafter, the variable attenuator 77 adjusts the signal amplified by a predetermined magnitude level to an optimal signal magnitude level for an optimal operation (S408).
이후, 듀플렉서(78)는 최적의 레벨로 증폭된 신호를 필터링 하며, 안테나(79)는 필터링 된 신호를 RU(Remote unit, 300)로 송출한다(S409). 이로써, DU(Donor Unit, 200)는 기지국(400)으로부터 수신된 원 신호의 주파수 대역을 유휴중인 주파수 대역을 하향 변환하여 RU(Remote Unit, 300)로 송출하게 된다.Thereafter, the duplexer 78 filters the amplified signal to an optimal level, and the antenna 79 transmits the filtered signal to the remote unit 300 (RU) (S409). As a result, the DU (Donor Unit) 200 down-converts the frequency band of the original signal received from the base station 400 to the idle frequency band and transmits it to the remote unit 300 (RU).
참고로, 이동국(500)에서 기지국(400)으로의 신호 송신(역방향)에 따른 DU(Donor Unit, 200)에서의 주파수 밴드 변환 방식은, 앞서 언급한 변환 과정과 동일한 것으로 RU(Remote unit, 300)로부터 수신되는 신호의 주파수 대역이 1760㎒~1770㎒이라면, 변환되어 해당 기지국(400)으로 출력되는 신호의 주파수 대역은 1750㎒~1760㎒ 이다. 즉, RU(Remote unit, 300)에서 DU의 RU 대향 안테나(79)로 수신되는 신호의 주파수 대역이 1760㎒~1770㎒ 라는 점만 다를 뿐, 변환 과정은 동일하다. For reference, the frequency band conversion method in the DU (Donor Unit) 200 according to the signal transmission (reverse direction) from the mobile station 500 to the base station 400 is the same as the above-described conversion process, and the RU (Remote unit, 300) If the frequency band of the signal received from the () is 1760MHz ~ 1770MHz, the frequency band of the signal converted and output to the base station 400 is 1750MHz ~ 1760MHz. That is, the only difference is that the frequency band of the signal received from the remote unit (RU) 300 to the RU counter antenna 79 of the DU is 1760 MHz to 1770 MHz, and the conversion process is the same.
따라서, 제3 SAW 필터(84)를 통해 필터링 되는 제3 중간 주파수가 150㎒라면, 제4 SAW 필터(86)를 통해 필터링 되는 제4 중간 주파수는 160㎒이다. 즉, 역방향에 따른 주파수 밴드 변환 과정은 순방향에 따른 주파수 밴드 변환 과정과 주파수 대역만이 다를 뿐 그 변환 과정은 동일하다.Thus, if the third intermediate frequency filtered through the third SAW filter 84 is 150 MHz, the fourth intermediate frequency filtered through the fourth SAW filter 86 is 160 MHz. That is, the frequency band conversion process in the reverse direction differs only from the frequency band conversion process in the forward direction and the frequency band, and the conversion process is the same.
다음으로, 첨부된 도면을 통해 RU(Remote Unit, 300)의 구성 및 동작 과정에 대해 알아보면, 도 3은 도 1에 도시된 RU(Remote Unit)의 내부 구성을 세부적으로 도시한 도면이다.Next, referring to the configuration and operation of the remote unit (RU) 300 through the accompanying drawings, FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the remote unit (RU) shown in FIG. 1 in detail.
도 3에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 RU(Remote Unit : 원격 중계 장치, 300)는 장치 제어기(Controller, 95)와 안테나(96, 127), 듀플렉서(Duplexer, 97, 110), 저 잡음 증폭기(LNA, 111, 129), 가변 감쇄기(99, 107, 113, 121), 제1 내지 제8 믹서(100, 102, 104, 114, 116, 118, 128, 130), 제1 내지 제5 SAW 필터(101, 103, 115, 117, 129), 대역 통과 필터(105, 119, 132), Driving 증폭기(106,120), 고출력 증폭기(HPA, 또는 LPA, 108, 122), 합성기(112), PLL(123) 및, 10MHz의 기준 주파수 클럭(clock)을 갖는 국부 발진기(Local Oscillator, 124)를 포함한다. As shown in FIG. 3, a remote unit (RU) 300 according to an embodiment of the present invention may include a device controller (Controller) 95, antennas 96 and 127, a duplexer 97 and 110, Low Noise Amplifiers (LNA, 111, 129), Variable Attenuators (99, 107, 113, 121), First through Eighth Mixers (100, 102, 104, 114, 116, 118, 128, 130), First through Fifth SAW filter 101, 103, 115, 117, 129, band pass filter 105, 119, 132, driving amplifier 106, 120, high power amplifier (HPA, or LPA, 108, 122), synthesizer 112 And a local oscillator 124 having a PLL 123 and a reference frequency clock of 10 MHz.
이때, 국부 발진기(124)는 DU(Donor Unit, 200)의 구성과 마찬가지로 10㎒의 기준 주파수 클럭을 갖는 OXCO(Oven Controlled Crystal Oscillator)가 될 수도 있으나, 이는 본 발명에 한정되는 것이 아니고 경우에 따라서는 다른 종류(Voltage Controlled Crystal Oscillator 등)의 국부 발진기가 될 수도 있다.At this time, the local oscillator 124 may be an OXCO (Oven Controlled Crystal Oscillator) having a reference frequency clock of 10 MHz, similar to the configuration of the DU (Donor Unit, 200), but this is not limited to the present invention and in some cases May be another kind of local oscillator (Voltage Controlled Crystal Oscillator, etc.).
그러면, 이러한 구성을 이루는 RU(Remote Unit, 300)의 동작 과정, 즉 기지국(400)에서 이동국(500)으로의 신호 송신(순방향)에 따른 주파수 밴드 변환 과정에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.Then, the operation of the RU (Remote Unit, 300) constituting such a configuration, that is, briefly described the frequency band conversion process according to the signal transmission (forward) from the base station 400 to the mobile station 500 as follows.
먼저, RU의 DU 대향 안테나(96)는 DU(Donor Unit, 200)로부터 신호를 수신하며, 듀플렉서(Duplexer, 97)는 수신된 신호 중 원하는 신호만을 필터링 한다. First, the DU opposing antenna 96 of the RU receives a signal from a donor unit 200, and the duplexer 97 filters only a desired signal among the received signals.
이후, 저잡음 증폭기(98)는 필터링 된 신호를 저잡음 증폭하며, 장치 제어기(Controller, 95)는 증폭된 신호가 가변 감쇠기(99)를 통해 적절히 조절될 수 있도록 제어한다. 이후, 제1 믹서(Mixer, 100)는 이러한 신호를 안정적으로 동작할 수 있는 레벨의 신호로 제공한다.The low noise amplifier 98 then low noise amplifies the filtered signal, and the device controller 95 controls the amplified signal to be properly adjusted through the variable attenuator 99. Then, the first mixer (Mixer, 100) provides this signal as a signal of a stable operation.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 RU(Remote Unit, 300)의 국부 발진기(124)는 10MHz 기준 클럭과 PLL(123)을 통해 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)를 구성하며, 제1 믹서(100)는 구성된 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)를 제1 중간 주파수(예를 들어, 80MHz)로 변환하고, 제1 SAW 필터(101)는 변환된 제1 중간 주파수(80MHz)를 필터링 한다. In this case, the local oscillator 124 of the remote unit (RU) 300 according to an embodiment of the present invention configures a first local frequency (eg, 1915 MHz) through a 10 MHz reference clock and a PLL 123. The mixer 100 converts the configured first local frequency (eg, 1915 MHz) into the first intermediate frequency (eg, 80 MHz), and the first SAW filter 101 converts the converted first intermediate frequency (80 MHz). To filter.
이후, 본 발명의 실시 예에 따른 RU(Remote Unit, 300)는 DU(Donor Unit, 200)로부터 수신된 신호의 주파수(1850㎒~1860MHz)와 변환하고자 하는 주파수(1840㎒~1850MHz)의 차이가 10MHz임을 감안하여 주파수 안정도와 위상 잡음이 좋은 국부 발진기(124), 예를 들어 OCXO의 10MHz를 두 번째 기준 주파수(2nd Local)로 사용하여 제2 중간 주파수(예를 들어, 70MHz)를 생성한다. Thereafter, the RU (Remote Unit) 300 according to an embodiment of the present invention has a difference between a frequency (1850 MHz to 1860 MHz) of a signal received from a DU (Donor Unit) 200 and a frequency (1840 MHz to 1850 MHz) to be converted. Considering the 10MHz, the local oscillator 124 having good frequency stability and phase noise, for example, 10MHz of the OCXO is used as the second reference frequency (2nd Local) to generate a second intermediate frequency (for example, 70MHz).
즉, 수신된 유휴 주파수의 대역(1850㎒~1860㎒)과 변환하고자 하는 주파수의 대역(1840㎒~1850㎒)이 10㎒ 정도 차이가 있음을 감안하여, 제1 중간 주파수(80MHz)를 10MHz 차이가 나는 제2 중간 주파수(70MHz)로 변환한다. 이를 통하여, 수신되는 신호와 송출되는 신호간의 주파수 오차를 최대한 줄일 수 있다.That is, considering that there is a difference of about 10 MHz between the received idle band (1850 MHz to 1860 MHz) and the band of the frequency to be converted (1840 MHz to 1850 MHz), the first intermediate frequency (80 MHz) is different by 10 MHz. Is converted to the second intermediate frequency (70 MHz). Through this, the frequency error between the received signal and the transmitted signal can be reduced as much as possible.
이후, 제2 SAW 필터(103)는 변환된 신호를 다시 한 번 필터링 하며, 제3 믹서(104)는 필터링 된 신호를 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)로 분배하여 원 신호의 주파수(1840㎒~1850MHz)로 변환한다. Thereafter, the second SAW filter 103 filters the converted signal once again, and the third mixer 104 distributes the filtered signal to the first local frequency (for example, 1915 MHz) to obtain the frequency of the original signal ( 1840MHz ~ 1850MHz).
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치(100)의 RU(Remote Unit, 300)는 기존의 주파수 밴드 변환 방식과는 달리, DU(Donor Unit, 200)로부터 수신된 원 신호의 주파수를 단일 개수의 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)를 사용하여 제1 중간 주파수(80㎒)로 변환한 후, 수신된 신호의 주파수(1850㎒~1860MHz)와 변환하고자 하는 주파수(1840㎒~1850MHz)의 차이가 10MHz임을 감안하여 상기 변환된 제1 중간 주파수(80㎒)를 OCXO의 10㎒의 기준 클럭을 이용하여 제2 중간 주파수(70㎒)로 변환한다. 이후, 변환된 제2 중간 주파수(70㎒)를 제1 로컬 주파수(예를 들어, 1915MHz)와 분배하여 원 신호의 주파수(1850~1860MHz)로 변환한다.That is, the RU (Remote Unit, 300) of the frequency band conversion relay apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, unlike the existing frequency band conversion scheme, the frequency of the original signal received from the DU (Donor Unit, 200) Is converted to a first intermediate frequency (80 MHz) using a single number of first local frequencies (for example, 1915 MHz), and then the frequency of the received signal (1850 MHz to 1860 MHz) and the frequency to be converted (1840 MHz). Considering that the difference of ˜1850 MHz is 10 MHz, the converted first intermediate frequency (80 MHz) is converted to the second intermediate frequency (70 MHz) using a 10 MHz reference clock of the OCXO. Thereafter, the converted second intermediate frequency (70 MHz) is divided with the first local frequency (for example, 1915 MHz) to convert the frequency of the original signal (1850 to 1860 MHz).
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치(100)는 단일 개수의 PLL을 통한 제1 로컬 주파수를 이용하여 제1 중간 주파수 변환 과정을 거친 후, 다시 주파수 오차를 최소화하기 위해 OCXO의 10㎒의 기준 클럭을 이용하여 제1 중간 주파수를 제2 중간 주파수로 변환시킨다. As such, the frequency band conversion relay apparatus 100 according to an embodiment of the present invention undergoes a first intermediate frequency conversion process using a first local frequency through a single number of PLLs, and then, in order to minimize the frequency error, A first intermediate frequency is converted into a second intermediate frequency using a 10 MHz reference clock.
이로써, 주파수 오차와 위상 잡음 발생을 최대한 억제 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 환경에 따른 높은 온도 변화와 장시간 운용에도 안정된 위상 잡음 및 주파수 안정도를 유지함으로써, 안정된 데이터 전송 속도를 유지할 수 있다.As a result, not only the frequency error and phase noise can be suppressed to the maximum, but also the stable data transmission rate can be maintained by maintaining stable phase noise and frequency stability even at high temperature changes and long-term operation according to the environment.
이어, 대역 통과 필터(105)는 변환된 신호의 주파수(1840~1850MHz)에서 원하는 신호만을 필터링 하며, Driving 증폭기(106)는 필터링 된 신호의 LPA가 적절히 동작할 수 있도록 필터링 된 신호를 소정 크기로 레벨 증폭시킨다. Subsequently, the band pass filter 105 filters only a desired signal at a frequency (1840-1850 MHz) of the converted signal, and the driving amplifier 106 adjusts the filtered signal to a predetermined size so that the LPA of the filtered signal can operate properly. Amplify the level.
이후, 가변 감쇄기(107)는 소정 크기 레벨 증폭된 신호를 최적의 동작을 위하여 최적의 신호 레벨로 조정하며, 듀플렉서(110)는 최적의 레벨로 증폭된 신호를 필터링 하며, 안테나(109)는 필터링 된 신호를 해당 이동국(500)으로 송출한다. 이로써, RU(Remote Unit, 300)는 DU(Donor Unit, 200)으로부터 유휴중인 주파수 대역을 원래의 신호로 변환하여 해당 이동국(500)으로 송출하게 되는 것이다.Then, the variable attenuator 107 adjusts the amplified signal of a predetermined magnitude level to an optimal signal level for optimal operation, the duplexer 110 filters the amplified signal to an optimal level, and the antenna 109 filters The signal is transmitted to the mobile station 500. Accordingly, the RU (Remote Unit, 300) is to convert the idle frequency band from the DU (Donor Unit, 200) to the original signal to be sent to the mobile station 500.
더불어, 이동국(500)에서 기지국(400)으로의 신호 송신(역방향)에 따른 RU(Remote Unit, 300)에서의 주파수 밴드 변환 방식은 앞서 언급한 변환 과정과 동일하나, 이동국(500)으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역이 1750㎒~1760㎒이라면, 변환되어 DU(Donor Unit, 200)로 출력되는 신호의 주파수 대역은 1760㎒~1750㎒ 이다.In addition, the frequency band conversion method in the RU (Remote Unit, 300) according to the signal transmission (reverse direction) from the mobile station 500 to the base station 400 is the same as the above-described conversion process, but is received from the mobile station 500 If the frequency band of the signal is 1750 MHz to 1760 MHz, the frequency band of the signal converted and output to the DU (Donor Unit, 200) is 1760 MHz to 1750 MHz.
도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The drawings and detailed description of the invention are exemplary only, and are used for the purpose of illustrating the invention only, and are not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치 및 그 변환 방법은 단일 개수의 PLL을 통한 제1 로컬 주파수 구성과 주파수 오차를 최소화하기 위한 OCXO(항온조 수정 발진기)의 기준 클럭을 이용한 주파수 대역의 하향 또는 상향 변환을 통해, 주파수 오차와 위상 잡음 발생을 최대한 억제 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 환경에 따른 높은 온도 변화와 장시간 운용 후에도 안정된 위상 잡음 및 주파수 안정도를 유지함으로써, 안정된 데이터 전송 속도를 유지할 수 있는 효과가 있다.Frequency band conversion relay device and the conversion method according to the present invention is the down- or up-conversion of the frequency band using the reference clock of the thermostat crystal oscillator (OCXO) for minimizing the frequency error and the first local frequency configuration through a single number of PLL Through this, not only the frequency error and phase noise can be suppressed to the maximum, but also stable phase noise and frequency stability are maintained even after high temperature change and long time operation according to the environment, thereby maintaining a stable data transmission rate.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 밴드 변환 중계 장치의 대략적인 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a schematic configuration of a frequency band conversion relay apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 DU(Donor Unit)의 내부 구성을 세부적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of a donor unit (DU) illustrated in FIG. 1 in detail.
도 3은 도 1에 도시된 RU(Remote Unit)의 내부 구성을 세부적으로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of a remote unit (RU) illustrated in FIG. 1 in detail.
도 4는 도 1에 도시된 DU(Donor Unit)의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart sequentially illustrating an operation process of a donor unit (DU) illustrated in FIG. 1.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code for main part of drawing ※
100 : 주파수 밴드 변환 중계 장치100: frequency band conversion relay device
66, 79, 96, 109 : 안테나(Antenna)66, 79, 96, 109: antenna
93, 124 : 국부 발진기(Local Oscillator)93, 124: Local Oscillator
94, 95 : 장치 제어기 94, 95: device controller
200 : Donor Unit200: Donor Unit
300 : Remote Unit 300: Remote Unit
400 : 기지국400: base station
500 : 이동국500: mobile station
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