KR101631602B1 - 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기에 관한 것으로서, 기지국으로의 순방향 신호를 여과 및 증폭하거나, 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호를 여과 및 증폭하여 상기 기지국으로 송신하는 주파수별 중계기, 각 중계기로부터의 주파수별 순방향 신호를 결합하거나, 상기 역방향 신호를 주파수별 역방향 신호로 분리하여 해당 주파수의 중계기로 송신하는 제1 결합 및 분리기, 상기 제1 결합 및 분리기로부터의 순방향 신호 또는 상기 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 조절하는 통합 라인 중계기를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 2개 이상의 이동통신서비스 사업자가 전파음영 지역내의 이동통신서비스 품질 개선을 위하여 통합 라인 중계기를 사용함으로써 RF 연결 Cable 및 RF 신호 결합 및 분리기에 의한 손실을 보상하여 중계기의 장비가격을 절감할 수 있고 역방향 Noise Figure를 줄일 수 있다.

Description

이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기{Repeater system for mobile communication service and unified repeater for multiple mobile communication service providers}

본 발명은 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수별 중계기로부터의 순방향 신호 또는 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 설정된 값을 근거로 이득 및 출력세기를 자동으로 조절하는 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 장소에 구애 받지 않고 가입자에게 양질의 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위하여 이동통신 서비스 품질이 열악한 지역을 찾아 중계기를 설치하고 있다.

중계기는 기지국의 무선 송수신 부분을 연장한 것으로, 건물 내, 지하 등 전파 음영 지역에서 저렴한 비용으로 매우 효과적인 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 장비이며, 가입자 용량 증대와 특정 지역에 대한 서비스를 위하여 많이 사용되고 있다.

도 1은 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서 이동통신 서비스를 위한 종래의 중계기 시스템을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서 이동통신 서비스를 위한 중계기 시스템은 주파수별로 설치된 중계기(110a, 110b,..., 110n, 이하 110이라 칭함), 각 중계기(110)로부터의 신호를 결합 및 분리하는 제1 결합 및 분리기(120a), CATV(cable television) 박스(130)로부터의 CATV 신호와 상기 제1 결합 및 분리기(120a)로부터의 순방향 신호를 결합하는 제2 결합 및 분리기(120b), 상기 제2 결합 및 분리기(120b)에서 결합된 신호를 CATV 신호와 순방향 신호로 분리하는 제3 결합 및 분리기(120c)를 포함한다.

각 주파수별 중계기(110)는 각각 RF 케이블(115)을 통해 상기 제1 결합 및 분리기(120a)와 연결되고, 상기 제1 결합 및 분리기(120a)는 RF 공유 케이블(125)을 통해 상기 제2 결합 및 분리기(120b)와 연결된다.

또한, 상기 제2 결합 및 분리기(120b)에서 결합된 신호는 RF 케이블(115)을 통해 승강기(155)에 설치된 제3 결합 및 분리기(120c)로 전송된다.

상기 제3 결합 및 분리기(120c)는 상기 제2 결합 및 분리기(120b)로부터 전송된 신호를 CATV 신호와 순방향 신호로 분리하여 CATV 신호는 CATV 장치(160)로 전송하고, 순방향 신호는 서비스 안테나를 통해 이동통신 단말기(180)로 전송한다.

그러나, 상기와 같은 시스템에서 이동통신 신호가 미약할 때 이동통신 단말기는 전력제어 절차에 따라 높은 세기의 신호를 출력하므로, 승강기 내부의 제어회로에 영향을 끼쳐 승강기의 안전 운행을 저해할 가능성이 있다.

또한, 승강기까지 RF 신호를 전송하는 RF 케이블(Cable)과 결합 및 분리기에 의한 RF 신호의 손실을 보상하기 위하여 중계기 출력을 높게 송출하여야 하므로, 중계기 가격의 상승이 초래되고, 역방향 측면에서는 RF 신호 손실만큼의 Noise Figure가 증가하여 단말기의 송출 전력이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 설치 환경에 따른 RF 케이블 길이의 차이에 따라 중계기 순방향 출력 및 이득을 조절해야 하는데, 현실적으로 중계기는 승강기 외에 타 공간에도 신호를 송출하여야 하므로 순방향 출력 및 이득을 승강기용 신호에 맞추어 조절하기가 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 주파수별 순방향(기지국에서 이동국 방향) 신호의 출력 세기를 높여 역방향(이동국에서 기지국 방향) 신호의 출력 세기를 낮출 수 있는 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 각 중계기의 출력신호 세기 차이 및 각 중계기와 제1 결합 및 분리기사이의 RF 케이블 길이 차이에 따라 신호의 출력 및 이득을 자동으로 조절할 수 있도록 하여, 각 중계기로부터의 신호세기가 상이하거나 각 중계기의 신호세기가 변경되어도 일정한 출력을 송출하여 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서의 신호 세기를 일정하게 유지하고, 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기를 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 기지국으로부터 수신한 순방향 신호를 여과 및 증폭하거나, 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호를 여과 및 증폭하여 상기 기지국으로 송신하는 주파수별 중계기, 각 중계기로부터의 주파수별 순방향 신호를 결합하거나, 상기 역방향 신호를 주파수별 역방향 신호로 분리하여 해당 주파수의 중계기로 송신하는 제1 결합 및 분리기, 상기 제1 결합 및 분리기로부터의 순방향 신호 또는 상기 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 각각 조절하는 통합 라인 중계기를 포함하는 이동통신 중계 시스템이 제공된다.

상기 이동통신 중계 시스템은 상기 통합 라인 중계기로부터의 순방향 신호와 CATV(cable television) 박스로부터의 CATV 신호를 결합하여 RF 케이블로 송출하거나, 상기 RF 케이블로부터의 신호를 역방향 신호와 CATV 신호로 분리하는 제2 결합 및 분리기, 상기 RF 케이블로부터의 신호를 순방향 신호와 CATV 신호로 분리하여 이동통신 단말기와 CATV 장치로 송출하거나, 상기 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호와 CATV 장치로부터의 CATV 신호를 결합하여 상기 RF 케이블을 통해 상기 제2 결합 및 분리기로 송출하는 제3 결합 및 분리기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 주파수별 중계기로부터의 순방향 신호에 대해 주파수 대역을 근거로 이동통신 서비스를 구분하는 제1 멀티플렉서, 적어도 하나의 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해 주파수 대역을 근거로 이동통신 서비스를 구분하는 제2 멀티플렉서, 상기 제1 멀티플렉서로부터의 주파수별 순방향 신호에 대해, 주파수별로 미리 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 순방향 출력 및 이득 조절 모듈, 상기 제2 멀티플렉서로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 미리 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 역방향 출력 및 이득 조절 모듈, 상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈 또는 상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈로부터의 주파수별 전력 검출 신호를 근거로 주파수별 이득 조절을 위한 이득 조절 제어 신호를 출력하는 제어 모듈을 포함하는 통합 라인 중계기가 제공된다.

상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈은 저잡음 증폭 후 중간 주파수로 변환된 신호를 분배하는 IF(Intermediate Frequency) 분배기, 상기 IF 분배기에서 분배된 순방향 신호에 대해 상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 이득 조절부, 각 이득 조절부로부터 출력되는 주파수별 순방향 신호를 결합하는 전력결합기, 상기 전력결합기로부터 수신한 신호의 주파수를 상향 변환하는 주파수 업 컨버터, 상기 주파수 업 컨버터로부터 수신한 신호에서 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역 통과 필터, 상기 대역 통과 필터로부터 수신한 신호를 증폭하는 HPA(High Power Amplifier), 상기 HPA로부터 수신한 신호의 전력을 검출하여 전체 출력 모니터링 또는 전체 이득 제어를 위한 검출 신호를 출력하는 전체 전력 검출기, 상기 전체 전력 검출기로부터 출력되는 신호의 반사파를 분리하는 아이솔레이터를 포함한다.

상기 이득 조절부는 상기 IF 분배기로부터의 순방향 신호에서 해당 주파수의 신호만을 통과시키는 IF SAW 필터, 상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 상기 IF SAW 필터로부터 수신한 신호의 이득을 조절하여 출력 세기를 조절하는 이득 조절기, 상기 이득 조절기로부터의 신호에서 전력을 검출하고, 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈로 전송하는 전력 검출기를 포함한다.

상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈은 주파수 대역에 따른 이동통신 서비스에 따라 별도로 구비되어 있다.

상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈은 저잡음 증폭 후 중간 주파수로 변환된 역방향 신호를 분배하는 IF 분배기, 상기 IF 분배기에서 분배된 역방향 신호에 대해 상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 이득 조절부, 상기 이득 조절부로부터 출력되는 주파수별 역방향 신호를 결합하는 전력결합기, 상기 전력결합기로부터 수신한 신호의 주파수를 상향 변환하는 주파수 업 컨버터, 상기 주파수 업 컨버터로부터 수신한 신호에서 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역 통과 필터, 상기 대역 통과 필터로부터 수신한 신호를 증폭하는 HPA, 상기 HPA로부터 수신한 신호의 전력을 검출하여 전체 출력 모니터링 또는 전체 이득 제어를 위한 검출 신호를 출력하는 전체 전력 검출기, 상기 전력 검출기로부터 출력되는 신호의 반사파를 분리하는 아이솔레이터를 포함한다.

상기 이득 조절부는 상기 IF 분배기로부터의 역방향 신호에서 해당 주파수의 신호만을 통과시키는 IF SAW 필터, 상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 상기 IF SAW 필터로부터 수신한 신호의 이득을 조절하여 출력 세기를 조절하는 이득 조절기, 상기 이득 조절기로부터의 신호에서 전력을 검출하고, 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈로 전송하는 전력 검출기를 포함한다.

상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈은 주파수 대역에 따른 이동통신 서비스 종류에 따라 각각 구비되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 2개 이상의 이동통신서비스 사업자가 전파음영 지역내의 이동통신서비스 품질 개선을 위하여 통합 라인 중계기를 사용함으로써, RF 케이블 및 RF 신호 결합 및 분리기에 의한 손실을 보상하여 중계기의 장비가격을 절감할 수 있고, 역방향 Noise Figure를 줄일 수 있다.

또한, 각 중계기로부터의 신호세기가 상이하거나 각 중계기의 신호세기가 변경되어도 일정한 출력을 송출하여 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서의 신호 세기를 일정하게 유지하고, 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서 이동통신 서비스를 위한 종래의 중계기 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서의 이동통신 중계 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 통합 라인 중계기의 구성을 구체적으로 나타낸 도면.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

이하에서는 기지국에서 이동통신 단말기 방향의 신호를 순방향 신호, 이동통신 단말기에서 기지국 방향의 신호를 역방향 신호라 칭하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 이동통신 중계 시스템은 사업자에 따라 다르게 할당된 주파수별 중계기(210a, 210b,..., 210n, 이하 210이라 칭함), 주파수별 신호를 결합 및 분리하는 제1 결합 및 분리기(220a), 통합 라인 중계기(300)를 포함한다.

여기서, 상기 주파수는 통신 사업자, 케이블 방송 사업자 등과 같이 중계기(210)를 통해 서비스를 제공하는 서로 다른 사업자에 할당된 서로 다른 주파수 대역을 의미한다. 그러므로, 주파수는 사업자별로 서로 다르게 할당된다.

상기 중계기(210)는 도너 안테나를 통해 기지국(200)으로부터 수신한 순방향 신호를 여과 및 증폭하거나, 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호를 여과 및 증폭하여 상기 기지국(200)으로 송신한다. 각 중계기(210)는 각각 할당된 주파수에 해당하는 순방향 또는 역방향 신호를 여과 및 증폭한다.

상기 제1 결합 및 분리기(220a)는 각 중계기(210)로부터의 주파수별 순방향 신호를 결합하여 상기 통합 라인 중계기(300)로 송출하거나, 상기 역방향 신호를 주파수별 역방향 신호로 분리하여 해당 주파수의 중계기(210)로 송신한다.

상기 통합 라인 중계기(300)는 상기 제1 결합 및 분리기(220a)로부터의 순방향 신호 또는 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해 주파수별로 설정된 값을 근거로 출력 세기 및 이득을 자동으로 조절하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 통합 라인 중계기(300)는 승강기 등과 같은 음영 지역에 있는 이동통신 단말기로부터 역방향 신호를 수신하고, 주파수별로 설정된 값을 근거로 출력 세기 및 이득을 자동으로 조절하여 상기 제1 결합 및 분리기(220a)로 전송한다.

상기 통합 라인 중계기(300)에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하기로 한다.

각 중계기(210)와 상기 제1 결합 및 분리기(220a)는 RF 케이블(215)을 통해 각각 연결되고, 상기 제1 결합 및 분리기(220a)와 상기 통합 라인 중계기(300)는 RF 공유 케이블(225)을 통해 연결된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서의 이동통신 중계 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 승강기 내부와 같은 전파 음역 지역에서의 이동통신 중계 시스템은 사업자에 따라 다르게 할당된 주파수별 중계기(210a, 210b,..., 210n, 이하 210이라 칭함), 각 주파수별 신호를 결합 및 분리하는 제1 결합 및 분리기(220a), 통합 라인 중계기(300), 승강기 등과 같은 전파 음영 지역내에 설치되어 있는 CATV 장치와 연결하여 기지국(200)과 전파음영 지역내의 이동통신 단말기(280)간 RF 신호의 중계가 가능하도록 하는 제2 및 제3 결합 및 분리기(220b, 220c)를 포함한다.

상기 중계기(210), 제1 결합 및 분리기(220a), 통합 라인 중계기(300)는 도 2와 상응하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

상기 제2 결합 및 분리기(220b)는 상기 통합 라인 중계기(300)로부터의 순방향 신호와 CATV 박스(230)로부터의 CATV 신호를 결합하여 RF 케이블(215)로 송출하거나, 상기 RF 케이블(215)로부터의 신호를 이동통신 단말기(280)에 의한 역방향 신호와 CATV 신호로 분리한다.

상기 제3 결합 및 분리기(220c)는 상기 RF 케이블(215)로부터의 신호를 순방향 신호와 CATV 신호로 분리하여 이동통신 단말기(280)와 CATV 장치(260)로 송출하거나, 상기 이동통신 단말기(280)로부터의 역방향 신호와 CATV 장치(260)로부터의 CATV 신호를 결합하여 상기 RF 케이블(215)을 통해 상기 제2 결합 및 분리기(220b)로 전송한다.

이하, 상기와 같이 구성된 시스템이 동작하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 기지국(200)에서 이동통신 단말기(280) 방향의 순방향 경로에서 이동통신 중계 시스템이 동작하는 방법을 설명하기로 한다.

각 중계기(210)는 해당 주파수의 기지국(200)으로부터 송신된 신호를 도너 안테나를 통해 수신하여 증폭한 후 RF Cable(215)을 거쳐, 제1 결합 및 분리기(220a)로 전송한다.

상기 제1 결합 및 분리기(220a)는 제1 내지 제n 중계기(210)로부터의 주파수별 순방향 신호를 결합한 후, RF 공유 Cable(225)을 통해 상기 통합 라인 중계기(300)로 송신한다.

상기 통합 라인 중계기(300)는 주파수별 순방향 신호에 대해 주파수별로 설정된 값을 근거로 출력 세기 및 이득을 자동으로 조절한 후에 상기 제2 결합 및 분리기(220b)로 전송한다.

상기 제2 결합 및 분리기는 상기 통합 라인 중계기로부터의 순방향 신호를 CATV BOX(230)에서 나온 CATV 신호와 결합(110)하여 승강기(255)까지 설치된 RF Cable(215)로 전송한다.

승강기 통로(250)로부터 승강기(255)까지 설치된 RF Cable(215)에서 나온 신호는 제3 결합 및 분리기(220c)로 입력되고, 상기 제3 결합 및 분리기(220c)는 상기 신호를 CATV 신호와 이동통신 순방향 신호로 분리하여 CATV 신호는 CATV 장치(260)로 보내고, 이동통신 순방향 신호는 서비스 안테나(270)로 송출한다.

다음으로, 이동통신 단말기(280)에서 기지국(200) 방향의 역방향 경로에서 이동통신 중계 시스템이 동작하는 방법을 설명하기로 한다.

상기 제3 결합 및 분리기(220c)는 제1 주파수 내지 제n 주파수의 이동통신 단말기(280)로부터의 주파수별 역방향 신호와 CATV 장치(260)에서 나온 CATV 신호를 결합하여 승강기 RF 케이블(215)로 송신한다.

승강기내 RF 케이블(215)에서 출력된 신호는 상기 제2 결합 및 분리기(220b)를 거쳐 CATV 신호는 CATV BOX(230)로 전송되고, 이동통신 역방향 신호는 통합 라인 중계기(300)로 전송된다.

상기 통합 라인 중계기(300)는 주파수별 역방향 신호에 대해 주파수별로 설정된 값을 근거로 출력 세기 및 이득을 자동으로 조절한 후에 RF 공유 Cable(225)을 통해 상기 제1 결합 및 분리기(220a)로 전송한다.

상기 제1 결합 및 분리기(220a)는 상기 통합 라인 중계기(300)로부터의 역방향 신호에 대해 주파수를 판단하여 해당 주파수의 중계기(210)로 전송한다.

그러면, 각 중계기(210)는 해당 주파수의 역방향 신호만을 통과 및 증폭하여 도너 안테나로 송출한다.

여기에서는 전파 음영 지역에 설치된 CATV 장비를 이용하는 것만을 설명하였으나, CCTV(closed-circuit television) 장비를 이용하는 것도 가능하다.

상기와 같은 이동통신 중계 시스템에서 통합 라인 중계기(300)를 공용 RF Cable(225)과 제2 결합 및 분리 장치(220b)사이에 설치함으로써, RF Cable 손실의 차이에 의해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다.

또한, 통합 라인 중계기(300)를 설치함으로써 순방향(기지국에서 이동국 방향)에서의 주파수 별 중계기 출력 신호세기를 낮추어 중계기(210)의 장비가격을 절감하고, 전체 역방향 Noise Figure를 줄일 수 있다.

또한, 중계기(210)의 출력신호 세기 차이 및 각 중계기(210)로부터 제1 결합 및 분리(220a)기 사이의 RF 케이블 길이의 차이에 의해 발생하는, 제1 결합 및 분리기(220a)로 입력되는 세기가 상이한 신호들의 출력 및 이득을 자동으로 조절할 수 있도록 하여, 각 중계기(210)로부터의 신호세기가 상이하거나 각 중계기(210)의 신호세기가 변경되어도 일정한 출력을 송출하여 승강기 내부와 같은 전파음영 지역에서의 신호 세기를 일정하게 유지하고, 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 통합 라인 중계기의 구성을 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 통합 라인 중계기(300)는 제1 및 제2 멀티플렉서(310, 320), 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330), 역방향 출력 및 이득 조절 모듈(360), 제어 모듈(390)을 포함한다.

상기 제1 멀티플렉서(310)는 각 주파수별 중계기로부터의 순방향 신호를 WCDMA(wideband code division multiple access), CDMA(code division multiple access) 등의 이동통신 서비스에 따라 분류하여 상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330)로 전송한다. 즉, 상기 제1 멀티플렉서(310)는 상기 순방향 신호를 주파수 대역으로 분리한다. 그러면, 상기 순방향 신호는 주파수 대역에 따라 다른 WCDMA, CDMA 등의 이동통신 서비스에 따라 분류된다.

상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330)은 상기 제1 멀티플렉서(310)로부터의 주파수별 순방향 신호에 대해 주파수별로 미리 설정된 값에 따라 출력 세기 및 이득을 조절한다.

상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330)는 주파수 대역에 따른 이동통신 서비스에 따라 각각 구비되어 있다. 예를 들면, 상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330)은 WCDMA의 주파수별 순방향 신호에 대해 주파수별로 출력 세기 및 이득을 조절하는 제1 순방향 출력 및 이득 조절 모듈, CDMA의 주파수별 순방향 신호에 대해 주파수별로 출력 세기 및 이득을 조절하는 제2 순방향 출력 및 이득 조절 모듈로 구분되어 있다.

상기와 같은 역할을 수행하는 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330)은 저잡음 증폭기(331), 주파수 다운 컨버터(332), IF(Intermediate Frequency, 중간주파수) 분배기(333), 이득 조절부(340), 전력 결합기(334), 주파수 업 컨버터(335), 대역 통과 필터(336), HPA(High Power Amplifier)(337), 전체 전력 검출기(338), 아이솔레이터(isolator, 339)를 포함한다.

상기 저잡음 증폭기(331)는 상기 제1 멀티플렉서(310)로부터의 순방향 신호의 잡음을 최소화시켜 증폭하고, 증폭된 신호를 상기 주파수 다운 컨버터(332)로 전송한다.

상기 주파수 다운 컨버터(332)는 상기 증폭된 신호를 중간 주파수로 변환하여 상기 IF 분배기(333)로 전송한다.

상기 IF 분배기(333)는 중간 주파수로 변환된 신호를 각 이득 조절부(340a, 340b)에 분배하여 전송한다.

상기 이득 조절부(340)는 상기 IF 분배기(333)로부터의 신호에 대해 상기 제어 모듈(390)로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로, 주파수별로 이득 및 출력 세기를 각각 조절하는 역할을 수행하는 것으로서, 주파수별로 각각 구비되어 있다.

즉, 상기 이득 조절부(340)는 제1 주파수 순방향 신호의 이득 및 출력을 조절하는 제1 이득 조절부(340a), 제2 주파수 순방향 신호의 이득 및 출력을 조절하는 제2 이득 조절부(340b) 등으로 나뉘어져 있다.

상기와 같은 역할을 수행하는 이득 조절부(340)는 IF SAW 필터(341), 이득 조절기(342), 전력 검출기(343)를 포함한다.

상기 IF SAW 필터(341)는 상기 IF 분배기(333)로부터 수신한 순방향 신호에서 해당 주파수의 신호만을 통과시켜 상기 이득 조절기(342)로 전송한다.

상기 이득 조절기(342)는 상기 제어 모듈(390)로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 상기 IF SAW 필터(341)로부터 수신한 신호의 이득을 조절한다. 즉, 상기 이득 조절 제어 신호가 이득을 낮추라는 의미의 신호이면, 상기 이득 조절기(342)는 상기 IF SAW 필터(341)로부터 수신한 신호의 이득을 낮추는 역할을 수행한다.

상기 이득 조절기(342)에서 이득 조절이 수행되면, 해당 신호의 출력 세기가 조절된다.

상기 전력 검출기(343)는 상기 이득 조절기(342)로부터 수신한 신호에서 전력을 검출하고, 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈(390)로 전송한다.

상기 IF SAW 필터(341), 이득 조절기(342) 및 전력 검출기(343)는 주파수별로 각각 구비되어 있다.

상기 전력 결합기(334)는 각 이득 조절부(340)로부터 출력되는 각 주파수별 신호를 결합하여 상기 주파수 업 컨버터(335)로 전송한다.

상기 주파수 업 컨버터(335)는 상기 전력 결합기(334)로부터 수신한 신호의 주파수를 상향 변환하여 대역 통과 필터(336)로 전송한다.

상기 대역 통과 필터(336)는 상기 주파수 업 컨버터(335)로부터 수신한 신호에서 원하는 대역의 신호만을 필터링한다.

상기 HPA(337)는 상기 대역 통과 필터(336)로부터 수신한 신호를 증폭한다.

상기 전체 전력 검출기(338)는 상기 HPA(337)로부터 수신한 신호의 전력을 검출하여 전체 출력 모니터링 또는 전체 이득 제어를 위한 검출 신호를 출력한다.

상기 아이솔레이터(339)는 상기 전체 전력 검출기(338)로부터 출력되는 신호의 반사파를 분리한다.

상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈(360)은 상기 제2 멀티플렉서(320)로부터의 역방향 신호에 대해 주파수별로 미리 설정된 값에 따라 출력 세기 및 이득을 조절하는 역할을 수행한다.

상기와 같은 역할을 수행하는 역방향 출력 및 이득 조절 모듈(360)은 상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330)과 그 구성이 상응하므로 그 설명은 생략하기로 한다.

상기 제어 모듈(390)은 상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈(330) 또는 상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈(360)로부터의 주파수별 전력 검출 신호를 근거로 주파수별 이득 조절을 위한 이득 조절 제어 신호를 출력한다.

즉, 상기 제어 모듈(390)은 상기 전력 검출기(343)로부터의 전력 검출 신호를 미리 설정된 값과 비교하여 이득 및 출력 세기가 상기 설정된 값에 따라 출력되도록 하는 이득 조절 제어 신호를 발생하여 해당 이득 조절부(340)에 전송한다.

이하, 상기와 같이 구성된 통합 라인 중계기(300)가 동작하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, WCDMA 기지국에서 이동국 방향인 WCDMA 순방향 경로에서의 통합 라인 중계기(300)의 동작을 살펴보기로 한다.

RF 공유 케이블로부터 입력된 순방향 신호는 제1 멀티플렉서(310)를 통해 저잡음 증폭기(331)로 공급되고, 주파수 다운 컨버터(332)를 거치면서 중간 주파수로 변환된다.

IF 분배기(333)를 거친 제1 주파수 순방향 신호는 IF SAW 필터(341a)를 거친 후에 이득조절기(342a)에서 미리 설정된 값에 따라 이득이 자동으로 조절된다.

상기 이득 조절된 제1 주파수 순방향 신호는 전력 검출기(343a)를 거치는데, 상기 전력 검출기(343a)는 상기 제1 주파수 순방향 신호의 전력을 검출하여 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈(390)로 전송하고, 상기 제1 주파수 순방향 신호는 전력 결합기(334)로 전송한다.

상기 전력 결합기(334)는 상기 제1 주파수 순방향 신호와 제n 주파수 순방향 신호를 결합하여 주파수 업 컨버터(335)로 전송한다. 상기 결합된 신호는 주파수 업 컨버터(335)를 거쳐 대역 통과 필터(336)를 통과한 뒤에 WCDMA HPA(337), 전체 전력 검출기(338), 아이솔레이터(339)를 거쳐 제2 멀티플렉서(320)를 통하여 송출된다.

상기에서는 WCDMA 신호에 대해서 설명하였으나, 이는 CDMA에도 같은 방법이 적용된다.

다음으로 WCDMA 이동국에서 기지국 방향인 WCDMA 역방향 경로에서의 통합 라인 중계기의 동작에 대해서 설명하기로 한다.

이동통신 역방향 신호는 제2 멀티플렉서(216)를 통해 저잡음 증폭기(361)로 공급되고, 주파수 다운 컨버터(362)를 거치면서 중간 주파수로 변환된다.

IF 분배기(363)를 거친 제1 주파수 역방향 신호는 IF SAW 필터(371a)를 거친 후에 이득조절기(342a)에서 미리 설정된 값에 따라 이득이 자동으로 조절된다. 즉, 상기 이득 조절기(372a)는 상기 제어 모듈(390)에 의해 자동으로 조절된 순방향 이득만큼 자동으로 역방향 이득을 조절한다.

상기 이득 조절된 제1 주파수 역방향 신호는 전력 검출기(343a)를 거치는데, 상기 전력 검출기(373a)는 상기 제1 주파수 역방향 신호의 전력을 검출하여 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈(390)로 전송하고, 상기 제1 주파수 역방향 신호는 전력 결합기(364)로 전송된다.

상기 전력 결합기(364)는 제1 주파수 역방향 신호와 제n 주파수 역방향신호를 결합하여 주파수 업 컨버터(365)로 전송한다. 상기 결합된 신호는 주파수 업 컨버터(365)를 거쳐 대역 통과 필터(366)를 통과한 뒤에 WCDMA HPA(367), 전체 전력 검출기(368), 아이솔레이터(369)를 거쳐 제1 멀티플렉서(310)를 통하여 송출된다.

상기에서는 WCDMA 신호에 대해서 설명하였으나, 이는 CDMA 등에도 같은 방법이 적용된다.

상기와 같이 구성된 통합 라인 중계기(300)를 사용함으로써 기존 방식의 RF 케이블 및 RF 신호 결합 및 분리기의 손실을 보상하여 중계기의 장비가격을 절감하고 역방향 Noise Figure를 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상과 같이 본 발명의 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기는 2개 이상의 이동통신서비스 사업자가 전파음영 지역내의 이동통신서비스 품질을 개선하기 위해 통합 라인 중계기를 사용하기 때문에, 케이블에 의한 손실을 보상하여 중계기의 장비가격을 절감할 필요성이 높은 것에 적합하다.

200 : 기지국 210 : 중계기
215 : RF 케이블 220 : 결합 및 분리기
225 : RF 공유 케이블 300 : 통합 라인 중계기
260 : CATV 장치 250 : 승강기 통로
255 : 승강기 280 : 이동통신 단말기
310 : 제1 멀티플렉서 320 : 제2 멀티플렉서
330 : 순방향 출력 및 이득 조절 모듈
331, 431, 361, 461 : 저잡음 증폭기
332, 432, 362, 462 : 중간 주파수 증폭기
333, 433, 363, 463 : IF 분배기 340, 370, 440, 470 : 이득 조절부
341, 371, 441, 471 : 쏘필터 342, 372, 442, 472 : 이득 조절기
343, 373, 443, 473 : 전력 검출기 334, 434, 364, 464 : 전력 결합기
335, 435, 365, 465 : 주파수 업 컨버터
336, 436, 366, 466 : 대역 통과 필터
337, 437, 367, 467 : HPA 338, 438, 368, 468 : 제2 전력 검출기
339, 439, 369, 469 : 아이솔레이터

Claims (9)

1. 기지국으로부터 수신한 순방향 신호를 여과 및 증폭하거나, 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호를 여과 및 증폭하여 상기 기지국으로 송신하는 주파수별 중계기;
   각 중계기로부터의 주파수별 순방향 신호를 결합하거나, 상기 역방향 신호를 주파수별 역방향 신호로 분리하여 해당 주파수의 중계기로 송신하는 제1 결합 및 분리기;및
   상기 제1 결합 및 분리기로부터의 순방향 신호 또는 상기 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 각각 조절하는 통합 라인 중계기;
   를 포함하며,
   상기 통합 라인 중계기는
   상기 제1 결합 및 분리기로부터의 순방향 신호에 대해, 주파수별로 미리 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 순방향 출력 및 이득 조절 모듈;
   상기 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 미리 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 역방향 출력 및 이득 조절 모듈; 및
   상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈 또는 상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈로부터의 주파수별 전력 검출 신호를 근거로 주파수별 이득 조절을 위한 이득 조절 제어 신호를 출력하는 제어 모듈을 포함하는
   이동통신 중계 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통합 라인 중계기로부터의 순방향 신호와 CATV(cable television) 박스로부터의 CATV 신호를 결합하여 RF 케이블로 송출하거나, 상기 RF 케이블로부터의 신호를 역방향 신호와 CATV 신호로 분리하는 제2 결합 및 분리기;및
   상기 RF 케이블로부터의 신호를 순방향 신호와 CATV 신호로 분리하여 이동통신 단말기와 CATV 장치로 송출하거나, 상기 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호와 CATV 장치로부터의 CATV 신호를 결합하여 상기 RF 케이블을 통해 상기 제2 결합 및 분리기로 송출하는 제3 결합 및 분리기;를 더 포함하는 이동통신 중계 시스템.
   
3. 주파수별 중계기로부터의 순방향 신호에 대해 주파수 대역을 근거로 이동통신 서비스를 구분하는 제1 멀티플렉서;
   적어도 하나의 이동통신 단말기로부터의 역방향 신호에 대해 주파수 대역을 근거로 이동통신 서비스를 구분하는 제2 멀티플렉서;
   상기 제1 멀티플렉서로부터의 주파수별 순방향 신호에 대해, 주파수별로 미리 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 순방향 출력 및 이득 조절 모듈;
   상기 제2 멀티플렉서로부터의 역방향 신호에 대해, 주파수별로 미리 설정된 값을 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 역방향 출력 및 이득 조절 모듈;및
   상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈 또는 상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈로부터의 주파수별 전력 검출 신호를 근거로 주파수별 이득 조절을 위한 이득 조절 제어 신호를 출력하는 제어 모듈;
   을 포함하는 통합 라인 중계기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈은,
   저잡음 증폭 후 중간 주파수로 변환된 신호를 분배하는 IF(Intermediate Frequency) 분배기;
   상기 IF 분배기에서 분배된 순방향 신호에 대해 상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 이득 조절부;
   각 이득 조절부로부터 출력되는 주파수별 순방향 신호를 결합하는 전력결합기;
   상기 전력결합기로부터 수신한 신호의 주파수를 상향 변환하는 주파수 업 컨버터;
   상기 주파수 업 컨버터로부터 수신한 신호에서 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역 통과 필터;
   상기 대역 통과 필터로부터 수신한 신호를 증폭하는 HPA(High Power Amplifier);
   상기 HPA로부터 수신한 신호의 전력을 검출하여 전체 출력 모니터링 또는 전체 이득 제어를 위한 검출 신호를 출력하는 전체 전력 검출기;및
   상기 전체 전력 검출기로부터 출력되는 신호의 반사파를 분리하는 아이솔레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 라인 중계기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 이득 조절부는,
   상기 IF 분배기로부터의 순방향 신호에서 해당 주파수의 신호만을 통과시키는 IF SAW 필터;
   상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 상기 IF SAW 필터로부터 수신한 신호의 이득을 조절하여 출력 세기를 조절하는 이득 조절기;및
   상기 이득 조절기로부터의 신호에서 전력을 검출하고, 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈로 전송하는 전력 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 라인 중계기.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 순방향 출력 및 이득 조절 모듈은 주파수 대역에 따른 이동통신 서비스 종류에 따라 구비된 것을 특징으로 하는 통합 라인 중계기.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈은,
   저잡음 증폭 후 중간 주파수로 변환된 역방향 신호를 분배하는 IF 분배기;
   상기 IF 분배기에서 분배된 역방향 신호에 대해 상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 이득 및 출력 세기를 주파수별로 각각 조절하는 이득 조절부;
   상기 이득 조절부로부터 출력되는 주파수별 역방향 신호를 결합하는 전력결합기;
   상기 전력결합기로부터 수신한 신호의 주파수를 상향 변환하는 주파수 업 컨버터;
   상기 주파수 업 컨버터로부터 수신한 신호에서 원하는 대역의 신호만을 필터링하는 대역 통과 필터;
   상기 대역 통과 필터로부터 수신한 신호를 증폭하는 HPA;
   상기 HPA로부터 수신한 신호의 전력을 검출하여 전체 출력 모니터링 또는 전체 이득 제어를 위한 검출 신호를 출력하는 전체 전력 검출기;및
   상기 전력 검출기로부터 출력되는 신호의 반사파를 분리하는 아이솔레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 라인 중계기.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 이득 조절부는,
   상기 IF 분배기로부터의 역방향 신호에서 해당 주파수의 신호만을 통과시키는 IF SAW 필터;
   상기 제어 모듈로부터의 이득 조절 제어 신호를 근거로 상기 IF SAW 필터로부터 수신한 신호의 이득을 조절하여 출력 세기를 조절하는 이득 조절기;및
   상기 이득 조절기로부터의 신호에서 전력을 검출하고, 전력 검출 신호를 상기 제어 모듈로 전송하는 전력 검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 라인 중계기.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 역방향 출력 및 이득 조절 모듈은 주파수 대역에 따른 이동통신 서비스 종류에 따라 구비된 것을 특징으로 하는 통합 라인 중계기

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