KR20010018467A - 이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 별도의 정재파비 측정장치 없이도 정상적인 기지국 운용중에 최종출력부에서의 안테나의 정재파비를 정확하게 측정하고, 그 값에 따라, 최종출력의 값을 설정된 전력값으로 계속 유지시키도록 제어하는 이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 구성은, 이동통신 송신단으로부터 출력되어 안테나(ANT2)로 전송되는 최종출력신호에서 일부분을 추출하고 상기 안테나(ANT2)에서 반사되어 되돌아오는 반사신호에서 일부분을 추출하여 출력하는 방향성 결합기(300); 상기 방향성 결합기(300)로부터 출력되는 두 신호를 입력받아, 입력되는 선택신호에 따라 두 신호 중에서 하나씩 선택하여 출력하는 선택기(400); 상기 선택기(400)로부터 출력되는 신호를 연속하여 입력받아 출력신호의 크기를 측정하여 출력하는 최종출력 측정부(500); 상기 최종출력 측정부(500)로부터 출력되는 신호를 연속적으로 입력받아, 그 값을 이용하여 최종출력의 값을 산출하고, 정재파비를 산출하는 수정연산부(600); 상기 수정연산부(600)로부터 출력되는 신호를 입력받아, 그 값에 따라 상기 고전력 증폭기(100)의 증폭률을 제어하는 신호를 생성하는 업컨버터(700)로 이루어진다.

Description

이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법{Antenna Power Controlling Apparatus and Method for Mobile Communication System}

본 발명은 이동통신 안테나(antenna) 출력제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게 말하자면, 이동통신 시스템(system) 기지국의 최종출력부에서의 안테나의 정재파비를 정확하게 측정함으로써 안테나에서 출력되는 전력을 일정한 값으로 유지시키는 이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 시스템에 있어서, 기지국에서 가입자 단말을 향해 전송하는 출력신호의 크기가 설정한 기준값 이하이거나, 또는 기준값 이상인 경우, 및 출력신호의 값이 일정하지 않고 변동하는 경우에는, 가입자에 대한 서비스의 품질이 떨어지며, 또한 하나의 기지국에서 서비스할 수 있는 가입자의 수가 줄어들게 된다.

따라서, 서비스의 품질을 향상시키고, 하나의 기지국에서 관리할 수 있는 가입자의 수를 적정선까지 늘리기 위해서는 기지국의 안테나에서 출력되는 전력을 항상 설정된 값으로 유지하여야 하며, 이러한 그러한 기능을 수행하기 위하여 출력제어장치를 이용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 종래 기술의 이동통신 안테나 출력제어장치를 설명하기로 한다.

도 1에 도시되어 있듯이, 종래 기술에 의한 이동통신 안테나 출력제어장치의 구성은 다음과 같다.

전송하고자 하는 신호의 전력을 증폭하여 출력하는 고전력증폭기(10)와,

상기 고전력증폭기(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 불필요한 신호를 제거하여 안테나(ANT1)로 전송하는 대역통과필터(20)와,

상기 대역통과 필터(20)로부터 출력되는 전송신호를 추출하고 상기 안테나(ANT1)로부터 반사되어 되돌아오는 신호를 추출하여 출력하는 방향성 결합기(30)와,

상기 방향성 결합기(30)에서 출력되는 전송신호 추출성분의 신호를 입력받아 일부분을 추출하여 출력하는 스플리터(splitter, 40)와,

상기 스플리터(40)로부터 출력되는 신호와 상기 방향성 결합기(30)로부터 출력되는 반사신호 추출성분의 신호를 입력받아 입력되는 선택신호에 따라 하나를 출력하는 선택기(50)와,

상기 스플리터(40)로부터 출력되는 신호를 입력받아 최종출력의 값을 측정하는 최종출력 측정부(60)와,

상기 선택기(50)로부터 출력되는 신호를 검출하여 출력하는 이동전화기(70)와,

상기 최종출력 측정부(60)로부터 출력되는 신호와 상기 이동전화기(70)로부터 출력되는 신호를 입력받아 전송신호 대 반사신호의 비인 정재파비를 산출하고 최종출력의 크기를 산출하는 연산부(80)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 종래 기술의 동작은 다음과 같다.

고전력증폭기는 전송하고자 하는 신호의 전력을 증폭하여 출력하고, 대역통과필터(20)는 상기 고전력증폭기(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 불필요한 신호를 제거하여 안테나(ANT1)로 전송한다.

그리고, 방향성 결합기(30)는 상기 대역통과 필터(20)로부터 출력되는 전송신호를 추출하고, 상기 안테나(ANT1)로부터 반사되어 되돌아오는 신호를 추출하여 출력한다.

스플리터(40)는 상기 방향성 결합기(30)에서 출력되는 전송신호 추출성분의 신호를 입력받아 작은 크기의 신호로 추출하여 출력한다.

선택기(50)는 상기 스플리터(40)로부터 출력되는 신호와 상기 방향성 결합기(30)로부터 출력되는 반사신호 추출성분의 신호를 입력받아 입력되는 선택신호(SEL1)에 따라 하나를 선택하여 출력한다.

최종출력 측정부(60)는 상기 스플리터(40)로부터 출력되는 신호를 입력받아 그 값을 이용하여 최종출력의 값을 측정하고, 이동전화기(70)는 상기 선택기(50)로부터 출력되는 신호를 검출하여 출력한다.

연산부(80)는 상기 최종출력 측정부(60)로부터 출력되는 신호를 입력받아 최종출력의 크기를 산출한다.

또한, 상기 연산부는 상기 최종출력 측정부(60)로부터 출력되는 신호와 상기 이동전화기(70)로부터 출력되는 신호를 입력받아, 두 신호의 레벨차로 전송신호 대 반사신호의 비인 정재파비를 산출한다.

그리고, 최종적으로 상기와 같은 방법으로 산출한 최종출력신호의 크기와 정재파비를 이용하여, 송신단의 문제점을 발견하고, 그에 따라 전송 상태가 불량한 것으로 판단하여 부품을 교체할 수 있다.

그런데, 상기와 같이 동작하는 종래 기술은 정재파비 측정에 있어서, 별도의 측정을 하는 최종출력 측정부(60)가 필요하고, 유선으로 연결된 이동전화기(70)를 필요로 하기 때문에 제작비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

그리고, 상기와 같은 종래 기술은 사용하는 이동전화기(70)의 출력 감지 정확도가 낮기 때문에, 산출된 안테나 정재파비의 값에 대한 측정신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래 기술은 상기 이동전화기(70)가 주변 전파환경에 민감함에 따라, 상기와 같은 측정을 할 때에는 정상적인 송신 작업을 중단하고 시험을 해야 하므로, 기지국 운용 효율이 떨어지고, 그에 따라 통신 서비스의 품질이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 상기와 같은 종래 기술은, 얻어진 정재파비를 통해서 프런트 엔드(front end)단 이후의 문제가 발생한 부품의 교체하는 데에만 이용할 수 있고, 최종 출력의 크기를 일정한 값으로 유지시키는 데에는 사용하지 못하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 단점을 해결하기 위한 것으로서, 별도의 정재파비 측정장치 없이도 이동통신 시스템(system) 기지국의 최종출력부에서의 안테나의 정재파비를 정확하게 측정할 수 있는 이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 정재파비 측정을 위하여 기지국 운용을 중단시키지 않고, 서비스를 계속하면서 측정을 할 수 있는 이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 산출된 최종출력값과 정재파비를 이용하여, 최종출력의 값을 설정된 전력값으로 계속 유지시키도록 제어하는 이동통신 안테나 출력제어장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래 기술의 이동통신 안테나 출력제어장치를 적용한 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 안테나 출력제어장치를 적용한 블록도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 안테나 출력제어방법을 적용한 동작순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 고전력증폭기 200 : 최종출력부

300 : 선택기 400 : 최종출력 측정부

500 : 수정연산부 600 : 업컨버터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같이 이루어진다.

이동통신 시스템 안테나의 출력제어장치에 있어서,

시스템의 송신단에서 안테나로 전송되는 최종출력신호에서 일부분을 추출하고 안테나에서 반사되어 되돌아오는 반사신호에서 일부분을 추출하여 출력하는 방향성 결합기;

상기 방향성 결합기로부터 출력되는 두 신호를 입력받아, 입력되는 선택신호에 따라 두 신호 중에서 하나씩 선택하여 출력하는 선택수단;

상기 선택수단으로부터 출력되는 신호를 연속하여 입력받아 출력신호의 크기를 측정하여 출력하는 최종출력 측정수단;

상기 최종출력 측정수단으로부터 출력되는 신호를 연속적으로 입력받아, 그 값을 이용하여 최종출력의 값을 산출하고, 정재파비를 산출하는 수정연산수단;

상기 수정연산수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아, 그 값에 따라 송신단의 증폭률을 제어하는 신호를 생성하여 출력하는 증폭제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구성은,

이동통신 시스템 안테나의 출력제어방법에 있어서,

현재 출력신호의 크기를 산출하는 단계;

반사 손실신호의 크기를 산출하는 단계;

수정 출력을 산출하는 단계;

현재 출력이 수정출력과 같아지도록 송신신호의 증폭률을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 의한 이동통신 안테나 출력제어장치의 구성은 다음과 같이 이루어진다.

이동통신 시스템 안테나의 출력제어장치에 있어서,

전송하고자 하는 신호의 전력을 증폭하여 출력하는 고전력증폭기(100)와,

상기 고전력증폭기(100)로부터 출력되는 신호를 입력받아 불필요한 신호를 제거하여 안테나(ANT2)로 전송하는 대역통과필터(200)와,

상기 대역통과필터(200)로부터 출력되어 안테나(ANT2)로 전송되는 최종출력신호에서 일부분을 추출하고 상기 안테나(ANT2)에서 반사되어 되돌아오는 반사신호에서 일부분을 추출하여 출력하는 방향성 결합기(300);

상기 방향성 결합기(300)로부터 출력되는 두 신호를 입력받아, 입력되는 선택신호에 따라 두 신호 중에서 하나씩 선택하여 출력하는 선택기(400);

상기 선택기(400)로부터 출력되는 신호를 연속하여 입력받아 출력신호의 크기를 측정하여 출력하는 최종출력 측정부(500);

상기 최종출력 측정부(500)로부터 출력되는 신호를 연속적으로 입력받아, 그 값을 이용하여 최종출력의 값을 산출하고, 정재파비를 산출하는 수정연산부(600);

상기 수정연산부(600)로부터 출력되는 신호를 입력받아, 그 값에 따라 상기 고전력 증폭기(100)의 증폭률을 제어하는 신호를 생성하여 출력하는 업카운터(700)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 실시예의 동작은 다음과 같다.

고전력증폭기(100)는 기지국의 송신단에서 전송하고자 하는 신호의 전력을 증폭하여 출력하고, 대역통과필터(200)는 상기 고전력증폭기(100)로부터 출력되는 신호를 입력받아 불필요한 신호를 제거하여 안테나(ANT2)로 전송한다.

그리고, 방향성 결합기(300)는 상기 대역통과필터(200)로부터 출력되어 안테나(ANT2)로 전송되는 최종출력신호에서 일부분을 추출하고 상기 안테나(ANT2)에서 반사되어 되돌아오는 반사신호에서 일부분을 추출한다.

선택기(400)는 상기 방향성 결합기(300)로부터 출력되는 두 신호를 입력받아, 입력되는 선택신호에 따라 두 신호 중에서 하나씩 선택하여 출력하고, 최종출력 측정부(500)는 상기 선택기(400)로부터 출력되는 신호를 연속하여 입력받아 출력신호의 크기를 측정하여 출력하며, 한번은 현재 출력신호의 값을 측정하고, 다음에는 반사 손실신호의 크기를 측정하게 된다.

수정연산부(600)는 상기 최종출력 측정부(500)로부터 출력되는 신호를 연속적으로 입력받아, 그 값을 이용하여 최종출력의 값을 산출하고, 정재파비를 산출하며, 그에 따라 수정 출력신호를 산출하여 출력한다.

그리고, 업카운터(700)는 상기 수정연산부(600)로부터 출력되는 수정 출력신호에 따라 상기 고전력 증폭기(100)의 증폭률을 제어한다.

따라서, 실제 운용중인 기지국의 고전력증폭기(100)와 대역통과필터(200)를 거친 신호가 상기 방향성 결합기(300)를 통해 추출되고 그 반사파 또한 상기 방향성 결합기(300)에 의하여 추출되며, 상기 선택기(400)에 의하여 추출된 두 신호가 교대로 최종출력 측정부(500)로 입력되어 그 크기가 측정된다.

즉, 상기 최종출력 측정부(500)는 처음에는 현재 출력신호를 검출하여 그 크기를 산출하고(S10), 그 다음에 반사 손실신호의 크기를 검출하여 그 크기를 산출하여 출력한다(S20).

그러면, 수정연산부(600)는 두 신호를 이용하여 수정 출력신호를 산출하는데, 그 구하는 방법은 아래의 수학식 1에 의한다(S30).

A' = A/(1-10^(-B/10))

여기서, A'은 수정 출력신호의 크기로서 단위는 dBm, A는 현재 출력신호의 크기로서 단위는 dBm, B는 반사 손실신호의 크기이다.

상기 수정연산부(600)는 상기와 같이 산출된 수정 출력신호의 값이 현재 출력신호와 같은지의 여부를 판단한다(S40).

상기 단계(S40)에서 두 값이 다른 경우, 상기 수정연산부(600)는 그에 따라 업컨버터(700)의 출력이득을 조절하는데(S50), 상기 업컨버터(700)의 출력신호는 고전력증폭기(100)의 증폭률을 조절하는 값이므로, 결국 상기 수정연산부(600)에 의하여 상기 고전력증폭기(100)의 증폭률이 조절되는 것이다.

상기와 같이 증폭률을 조절하고 나서, 수정연산부(600)는 다시 현재 출력신호를 검출하여 그 크기를 측정하고(S60), 그 값이 수정 출력신호와 같은지의 여부를 판단한다(S40).

상기 단계(S40)에서 현재의 출력신호가 직전에 산출한 수정 출력신호와 같아지면 안테나의 출력이 설정된 값에 도달하였으므로 제어를 마치고 리턴한다.

예를 들어, 현재 출력신호의 크기가 35디비엠(dBm=3.16와트)이고, 반사 손실신호가 10데시벨(dB)이라면, 실제 안테나를 통해 방사되지 못하는 출력이 10%가 되고, 그에 따라 실제로 공간으로 방사되는 전력은 상기 현재 출력신호의 90%이므로, 안테나를 통해 방사하고자 하는 수정 출력신호의 값은 3.51와트가 된다.

따라서, 상기와 같은 경우, 수정연산부(600)는 업컨버터(700)의 값을 조절함으로써, 상기 최종출력 측정부(500)에서 출력되는 신호의 값이 3.51와트가 되도록 계속적으로 제어한다.

상기와 같이 함으로써, 안테나의 결함으로 인한 최종출력의 저하시에도 대기중으로 방사되는 출력은 정상적으로 유지시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정된 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변환 및 변경이 가능한 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명은 별도의 정재파비 측정장치 없이도 이동통신 시스템 기지국의 최종출력부에서의 안테나의 정재파비를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 정재파비 측정을 위하여 기지국 운용을 중단시키지 않고, 서비스를 계속하면서 측정을 할 수 있기에 서비스 품질을 향상시키고, 신뢰도를 높이는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 산출된 최종출력값과 정재파비를 이용하여, 최종출력의 값을 설정된 전력값으로 계속 유지시키도록 제어함으로써, 자동제어에 의한 기지국 운용 효율 향상의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 이동통신 시스템 안테나의 출력제어장치에 있어서,

   시스템의 송신단에서 안테나로 전송되는 최종출력신호에서 일부분을 추출하고 안테나에서 반사되어 되돌아오는 반사신호에서 일부분을 추출하여 출력하는 방향성 결합기;

   상기 방향성 결합기로부터 출력되는 두 신호를 입력받아, 입력되는 선택신호에 따라 두 신호 중에서 하나씩 선택하여 출력하는 선택수단;

   상기 선택수단으로부터 출력되는 신호를 연속하여 입력받아 출력신호의 크기를 측정하여 출력하는 최종출력 측정수단;

   상기 최종출력 측정수단으로부터 출력되는 신호를 연속적으로 입력받아, 그 값을 이용하여 최종출력의 값을 산출하고, 정재파비를 산출하는 수정연산수단;

   상기 수정연산수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아, 그 값에 따라 송신단의 증폭률을 제어하는 신호를 생성하여 출력하는 증폭제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 안테나 출력제어장치.
2. 이동통신 시스템 안테나의 출력제어방법에 있어서,

   현재 출력신호의 크기를 산출하는 단계;

   반사 손실신호의 크기를 산출하는 단계;

   수정 출력을 산출하는 단계;

   현재 출력이 수정출력과 같아지도록 송신신호의 증폭률을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 안테나 출력제어방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 수정 출력은 다음과 같은 수학식에 의하여 산출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 안테나 출력제어방법.

   A' = A/(1-10^(-B/10))

   여기서, A'은 수정 출력신호의 크기로서 단위는 dBm, A는 현재 출력신호의 크기로서 단위는 dBm, B는 반사 손실신호의 크기