KR200199766Y1 - 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기 - Google Patents

Abstract

개시된 본 고안은 무선중계기의 송수신 안테나(또는 RF용 케이블) 상호간에 일정한 간격을 유지(Isolation)시키기 위해 송수신간에 되돌아오는 회송 입력 레벨을 감지하여 무선중계기의 이득을 자동으로 조절하기 위한 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기에 관한 것이다.

본 고안은 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 수신받아 증폭하고, 증폭된 신호를 이동국 방향 안테나를 통해 송출하여 기지국과 이동국 상호간에 통신 접속이 이루어지도록 하는 무선중계기에 있어서, 이동국 방향 안테나를 통해 이동국으로 출력되는 신호를 회송입력신호 및 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 입력받아 저잡음 영역만 증폭하는 저잡음 증폭기와, 저잡음 증폭기로부터 출력되는 신호 중 회송입력신호를 검출하고, 검출된 회송입력신호에 대응하여 전체 루프 이득을 조정하는 회송파 검출부를 포함하는 업/다운 컨버터를 이용하여 자동으로 출력제어를 수행함으로써 무선통신망 설계의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

회송파 감지회로를 갖는 무선중계기{Radio relay apparatus having a turnaround wave sense circuit}

본 고안은 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기에 관한 것이다.

보다 상세하게는 무선중계기의 송수신 안테나(또는 RF용 케이블) 상호간에 일정한 간격을 유지(Isolation)시키기 위해 송수신간에 되돌아오는 회송 입력 레벨을 감지하여 무선중계기의 이득을 자동으로 조절하기 위한 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기에 관한 것이다.

현재 세계적으로 통신시장은 급속도로 변화해가고 있다. 다른 산업이나 기술분야에 비해 양적, 질적으로 하루가 다르게 변화하는 있는 분야가 바로 유무선 통신분야라 할 수 있다.

특히 무선 통신분야는 21세기 세계 단일 통신망 구축에 박차를 가하기 위해 세계 많은 나라들이 과감하고 적극적인 투자를 아끼지 않고 있다. 수년 전 무선호출기와 시티폰은 많은 사람들에게 무선통신에 대한 인식을 새로이 바꿔 주었고, 미래 무선이동통신 시장의 잠재력을 일깨워 주기에 충분했다.

상술한 무선 통신분야는 20세기 후반 CDMA(코드분할다중방식) 기술이 발표되고 디지털 혁명이 급격히 번지면서 셀룰라, PCS 등으로 대기업들이 앞다투어 이동통신시장에 뛰어들었다. 이후 데이터 통신, WLL(무선가입자망), TRS(주파수공용통신) 시장이 생겨나고, 급기야 차세대 이동통신이라고 불리우는 IMT-2000이라는 위성을 이용 지역적, 공간적 한계를 극복할 수 있는 신개념의 이동통신이 생겨나기에 이르렀다.

따라서, 일반 가입자들이 상술한 무선통신방식을 이용하여 상대방과 통화를 할 수 있도록 하기 위해서 기본적으로 기지국, 무선중계기, 이동국 및 이동단말기가 구비되어야 한다.

이때 일반적인 무선중계기의 구성 및 동작은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국에서는 소정의 주파수를 갖는 신호를 송출하고, 무선중계기에 구비된 기지국 방향 안테나는 상술한 소정의 신호를 입력받아 듀플렉스 필터(10)로 출력한다.

그러면 듀플렉스 필터(10)는 상술한 신호 중 미리 설정된 주파수만을 필터링하여 저잡음 증폭기(20)로 출력하고, 저잡음 증폭기(20)는 필터링된 주파수를 갖는 신호 중 저잡음 영역만을 증폭시킨다.

저잡음 증폭기(20)에서 증폭된 신호는 업/다운 컨버터(30)로 입력되고, 이 업/다운 컨버터(30)는 입력된 신호의 주파수를 이동국 방향 안테나를 통해 송출시킬 수 있을 정도의 주파수로 업 또는 다운 컨버트한다.

이렇게 업 또는 다운 컨버트된 주파수를 갖는 신호는 구동 앰프(40) 및 HPA(50)를 통해 최대의 출력으로 증폭되고, 이렇게 최대로 증폭된 신호는 듀플렉스 필터(10a) 및 이동국 방향 안테나를 통해 이동국으로 송출된다.

역으로, 이동국으로부터 송출된 신호는 재차 이동국 방향 안테나를 통해 수신되고, 듀플렉스 필터(10a)를 통해 필터링된 신호는 저잡음 증폭기(20a)에 의해 선형적으로 증폭된다.

이렇게 증폭된 신호는 업/다운 컨버터(30a)로 입력되고, 업/다운 컨버터(30a)는 입력되는 신호의 주파수를 업컨버트하고, 업컨버트된 신호는 구동 증폭부(40a) 및 HPA(50a)에 의해 최대의 출력을 갖도록 증폭되고, 이렇게 최대로 증폭된 신호는 기지국 방향 안테나를 통해 기지국으로 송출됨으로, 이동국과 기지국은 상호 통신 접속이 이루어진다.

상술한 모든 동작은 제어부(60)의 제어신호에 따라 이루어진다.

즉, 상술한 무선중계기는 음영지역에 있는 가입자에게 통화가 가능하도록 기지국에서 받은 신호를 재차 증폭하여 가입자에게 보내주는 장치로서, 이러한 무선중계기는 주위 환경과 밀접한 관계를 가지고 있으며, 기지국에서 무선중계기로 입력되는 신호는 주위환경에 의해서 일정한 값을 유지할 수 없다는 문제점이 있었다.

즉, 기지국에서 무선중계기로 들어오는 수신신호는 무선중계기에 의해 증폭되고 가입자측으로 출력되는 송신신호가 되는데, 이 송신신호를 기지국 방향 안테나로 재수신할 때, 재수신된 회송입력신호의 세기는 주위 환경에 의해 변화된다.

특히 계절마다 온도차이가 심한 뚜렷한 사계절을 가지고 있는 우리 나라에서는 상술한 회송입력신호에 더욱 민감하며, 이 회송입력신호는 통신망을 운용하는데 있어서 많은 영향을 미치며, 가입자의 통화를 불능상태로 만들뿐만 아니라, 무선중계기에는 물론 기지국에 영향을 미쳐 여러 개의 기지국이 이상현상이나 발진 등을 일으키며, 기지국을 포화상태로 만들고, 심할 경우 기지국의 서비스를 중단시키게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록 무선중계기의 송수신 안테나(또는 RF용 케이블) 상호간에 일정한 간격을 유지(Isolation)시키기 위해 송수신간에 되돌아오는 회송 입력 레벨을 감지하여 무선중계기의 이득을 자동으로 조절하기 위한 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 무선중계기의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도,

도 2는 본 고안에 따른 무선중계기의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도,

도 3은 도 2에 적용된 회송파 감지회로부의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도,

도 4는 무선중계기의 출력 및 회송 입력신호 검출 레벨을 표시한 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

110 : 이득 제어부

111 : 회송파 검출기 112 : 제어기

113 : 가변 감쇄기 114 : 국부발진기

115 : 주파수 변환기

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 수신받아 증폭하고, 증폭된 신호를 이동국 방향 안테나를 통해 송출하여 기지국과 이동국 상호간에 통신 접속이 이루어지도록 하는 무선중계기에 있어서, 이동국 방향 안테나를 통해 이동국으로 출력되는 신호를 회송입력신호 및 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 입력받아 저잡음 영역만 증폭하는 저잡음 증폭기와, 저잡음 증폭기로부터 출력되는 신호 중 회송입력신호를 검출하고, 검출된 회송입력신호에 대응하여 전체 루프 이득을 조정하는 회송파 검출부를 포함하는 업/다운 컨버터로 이루어진다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 무선중계기의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도로서, 본 고안에서는 회송파 감지회로(110)를 무선중계기의 내부, 특히 업/다운 컨버터(100)에 포함되는 것으로 도시하여 한정, 설명하였으나, 상술한 무선중계기의 사용범위와 특성에 따라 회송파 감지회로(110)를 무선중계기의 외부 혹은 별도로 다양하게 구성할 수 있다.

한편, 회송파 감지회로(110)를 제외한 구성요소들은 첨부 도면 도 1과 유사하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 회송파 감지회로(110)는 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이, 이동국 방향 안테나(또는 기지국 방향 안테나)를 통해 송출되는 신호를 회송입력신호를 수신받아 루프이득을 검출하고, 이 루프 이득이 1을 넘지 않도록 이득 제어를 수행한 후 최대로 증폭하여 출력한다.

도 3은 도 2에 적용된 회송파 감지회로(110)의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 회송파 검출기(111)는 상술한 저잡음 증폭기(20)로부터 입력되는 신호 중 회송입력신호의 레벨을 측정하여 루프 이득을 측정한다.

제어기(112)는 상술한 회송파 검출기(111)에 의해 측정된 루프 이득과 미리 설정된 루프 이득을 비교하고, 비교 결과에 따라 루프 이득을 조정하기 위한 제어신호를 출력한다.

상술한 제어기(112)는 회송파 감지회로(110)가 무선중계기의 내부에 구비될 경우 첨부 도면 도 2의 제어부(60)와 동일한 구성요소이나, 무선중계기의 외부에 구비될 경우 제어부(60)와는 별도로 구성될 수 있는 구성요소이다.

그러므로, 본 고안의 상세한 설명 부분에서는 제어기(112)로 한정하여 설명하기로 한다.

가변감쇄기(113)는 상술한 제어기(112)로부터 입력되는 제어신호에 응하여 안테나를 통해 입력되는 신호의 루프 이득이 소정 값 이하로 유지될 수 있도록 입력되는 신호를 감쇄시킨다.

주파수 변환기(115)는 상술한 가변감쇄기(113)로부터 입력되는 신호의 주파 수가 국부 발진기(114)에 의해 미리 설정된 주파수를 가질 수 있도록 쉬프트시켜 원하는 주파수를 가지는 신호를 얻게 된다.

상술한 국부 발진기(114)는 셀룰라폰, PCS 등에 할당된 주파수에 따라 각각 다른 주파수를 주파수 변환기(115)로 입력시킨다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

먼저, 회송파 검출기(111)의 회송파 검출 기술은 무선중계기를 동작상태대로 기지국 방향 안테나 및 이동국 방향 안테나간의 결합손실을 측정하는 방법으로서 송신신호의 주파수를 수신신호로부터 오프셋(Offset)시켜 수신신호의 비트를 검출하는 기술으로서, 수식을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

으로서, 무선중계기가 안정된 조건 상태에서 동작하기 위해서는 상술한 바와 같이 회송신호 루프 이득이 1보다 작아야 한다.

상술한 수식에 따라 회송파 검출기(111)는 회송신호의 루프이득을 검출하고, 이렇게 검출된 루프이득은 제어기(112)로 입력된다. 상술한 제어기(112)는 회송파 검출기(111)에 의해 검출된 루프이득과 미리 설정되어 있는 루프이득을 비교하고, 비교결과에 따라 제어신호를 출력한다.

즉, 비교결과 회송파 검출기(111)에 의해 검출된 루프이득이 미리 설정된 이득보다 큰 경우 제어기(112)는 기지국 방향 안테나(또는 이동국 방향 안테나)를 통해 입력되는 신호의 크기를 감쇄시키기 위한 제어신호를 출력하는 것이다.

상술한 제어기(112)의 제어신호는 가변감쇄기(113)로 입력되고, 가변감쇄기는 기지국 방향 안테나(또는 이동국 방향 안테나)를 통해 입력되는 신호를 상술한 제어신호만큼 감쇄시켜 주파수 변환기(115)로 출력한다.

그러면, 주파수 변환기(115)는 입력된 신호를 국부발진기(114)로부터 입력되는 주파수만큼 쉬프트시킨 후 증폭기(116)를 통해 이동국으로 출력시키게 되고, 이때의 루프 이득은 후술하는 수학식2에 의해 구할 수 있다.

이며, 또한 상술한 기지국 방향 안테나(또는 이동국 방향 안테나)를 통해 입력되는 이웃된 신호를 2배로 검파하면 비트가 발생하고, 회송파 검출기(111)에서는 상술한 비트의 직류 성분과 교류성분과 비교하여 루프 이득을 측정할 수 있다.

또한, 회송파 검출기(111)에서는 후술하는 바와 같이 비트의 직류성분 및 교류성분을 비교하여 루프이득을 측정합니다.

상술한 바와 같이, 회송파 검출기(111)에 의해 검출되는 루프 이득과 검출부의 출력 및 무선중계기의 출력 특성을 첨부 도면 도 4에 도시된 일 예를 들어 설명하면, 발진방지용 무선중계기 출력은 루프 이득 -10dB에 대개 변화가 없고, 0dB부근에서는 급격히 증가하여, 발진에 도달한다.

따라서, 기존 무선중계 기 출력의 검사만으로는 발진의 직전까지 그 징후를 파악할 수 없으므로, 통화품질은 루프 이득을 -5dB 이하에서는 열화가 발생하며, 발진점에 가까이 가면 급격히 열화한다.

그러므로, 회송파 검출기(111)는 발진의 위험이 있는 경우 회송신호가 증대하여 루프 이득이 1이 넘지 않도록 하기 위해, 발진방지용 무선중계기의 이득을 가변감쇄기(113)로 조정하여 이득제어를 한다.

상술한 회송파 검출부(110)는 업/다운 컨버터의 전단, 후단 또는 각 회로 요 소의 중간에 삽입되어 동작할 수 있다. 또한 무선 중계기의 외부에 별도로 설치할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 고안은 첫째 기지국 방향 안테나 및 이동국 방향 안테나 상호간의 회송 입력 레벨을 측정하여 자동으로 이득을 조절함으로서 기의 발진현상을 방지하여 안정된 통신 서비스를 제공할 수 있다.

둘째, 본 고안은 셀룰라, PCS, IMT-2000 및 TRS를 포함한 모든 무선 통신 분야에서 적용가능하고, 본 고안을 적용시킴으로써 장비의 불량률이 감소하여 신뢰성을 확보할 수 있다.

셋째, 본 고안이 적용된 무선중계기는 유지 보수 및 재 투자 비용이 현저히 감소한다는 효과가 있다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 수신받아 증폭하고, 증폭된 신호를 이동국 방향 안테나를 통해 송출하여 기지국과 이동국 상호간에 통신 접속이 이루어지도록 하는 무선중계기에 있어서,

   상기 이동국 방향 안테나를 통해 상기 이동국으로 출력되는 신호를 회송입력신호 및 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 입력받아 회송입력신호를 검출하고, 검출된 회송입력신호에 대응하여 전체 루프 이득을 조정하는 회송파 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회송파 검출부는

   상기 기지국 방향 안테나를 통해 입력되는 신호 중 회송입력신호의 레벨을 측정하여 루프 이득을 측정하는 회송파 검출기;

   상기 회송파 검출기에 의해 측정된 루프 이득과 미리 설정된 루프 이득을 비교하고, 비교 결과에 따라 루프 이득을 조정하기 위한 제어신호를 출력하는 제어기;

   상기 제어기로부터 입력되는 제어신호에 응하여 안테나를 통해 입력되는 신호의 루프 이득이 소정 값이하를 유지할 수 있도록 신호를 감쇄시키는 가변감쇄기; 및

   상기 가변감쇄기로부터 입력되는 신호의 주파수가 국부 발진기에 의해 미리 설정된 주파수를 가질 수 있도록 쉬프트시키는 주파수 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회송파 검출부로부터 입력되는 회송입력신호를 통해 무선중계기의 루프 이득을 체크하고, 체크 결과에 따라 무선중계기의 전체 루프 이득을 증가 또는 감소시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하며,

   상기 회송파 검출부는 상기 이동국 방향 안테나를 통해 상기 이동국으로 출력되는 신호를 회송입력신호 및 기지국으로부터 송출되는 신호를 기지국 방향 안테나를 통해 입력받아 회송입력신호를 검출하고, 검출된 상기 제어부로 회송입력신호를 출력하고, 상기 제어부로부터 회송입력신호에 대응하여 입력되는 제어신호에 응하여 전체 루프 이득을 조정하는 것을 특징으로 하는 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 회송파 검출부는

   상기 기지국 방향 안테나를 통해 입력되는 신호 중 회송입력신호의 레벨을 측정하여 루프 이득을 측정하는 회송파 검출기;

   상기 제어부로부터 입력되는 제어신호에 응하여 안테나를 통해 입력되는 신호의 루프 이득이 소정 값이하를 유지할 수 있도록 신호를 감쇄시키는 가변감쇄기; 및

   상기 가변감쇄기로부터 입력되는 신호의 주파수가 국부 발진기에 의해 미리 설정된 주파수를 가질 수 있도록 쉬프트시키는 주파수 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 회송파 감지회로를 갖는 무선중계기.