KR20060038688A - Frequency conversion device for base transceiver system - Google Patents
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Abstract
가용 채널의 수를 용이하게 증설할 수 있는 기지국용 주파수 변환 장치를 제시한다.A frequency converter for a base station capable of easily expanding the number of available channels is provided.
본 발명은 기지국의 송수신 RF 회로에 사용되는 상향 및 하향 주파수 변환 장치를 구현함에 있어서, 채널별로 중간 주파수를 다르게 설정하여, 채널 간격만큼 중심 주파수의 차이를 갖는 SAW 필터를 가용 채널의 수만큼 추가하고, 신호 증폭이나 결합, 분리에 사용되는 구성요소는 공유하도록 함으로써, 구조가 단순하고 구현 비용이 저렴한 주파수 변환 장치를 구현할 수 있다.According to the present invention, in implementing uplink and downlink frequency conversion apparatuses used in a base transceiver station RF circuit, an intermediate frequency is set differently for each channel, so that SAW filters having a difference in the center frequency by channel intervals are added by the number of available channels. In addition, the components used for amplifying, combining, or separating signals can be shared, thereby implementing a frequency conversion device having a simple structure and low implementation cost.
기지국, 주파수 변환, SAW 필터Base Station, Frequency Conversion, SAW Filter
Description
도 1은 일반적인 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining the configuration of a general base station;
도 2는 도 1에 도시한 RF 모듈의 상세 구성도,2 is a detailed configuration diagram of the RF module shown in FIG.
도 3은 채널 증가에 따른 RF 모듈의 상세 구성도,3 is a detailed configuration diagram of an RF module according to channel increase;
도 4는 일반적인 상향 주파수 변환 장치의 구성도,4 is a configuration diagram of a general uplink frequency converter;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국용 주파수 변환 장치의 구성도,5 is a configuration diagram of a base station frequency converter according to an embodiment of the present invention;
도 6a 및 6b는 SAW 필터에서의 주파수 분리 개념을 설명하기 위한 도면,6A and 6B are diagrams for explaining a concept of frequency separation in a SAW filter;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기지국용 주파수 변환 장치의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a base station frequency converter according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 인터페이스부 2 : 변복조부1: interface unit 2: modulation and demodulation unit
3 : 송수신부 4 : RF 모듈3: transceiver 4: radio module
5 : 송신 안테나 6 : 수신 안테나5 transmitting antenna 6 receiving antenna
10 : RF 송신단 20 : RF 수신단10: RF transmitter 20: RF receiver
110 : 제 1 증폭부 120-1, 120-2, 160-1, 160-n : 제 1 믹서110: first amplifier 120-1, 120-2, 160-1, 160-n: first mixer
130-1, 130-2, 170-1, 170-n : SAW 필터 130-1, 130-2, 170-1, 170-n: SAW Filter
140 : 제 2 믹서 150 : 제 2 증폭부140: second mixer 150: second amplifier
본 발명은 이동통신 시스템에서의 기지국 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가용 채널의 수를 용이하게 증설할 수 있는 기지국용 주파수 변환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a base station apparatus in a mobile communication system, and more particularly, to a base station frequency conversion apparatus capable of easily increasing the number of available channels.
일반적으로, 이동통신 시스템에서는 하나의 기지국이 여러 개의 채널을 운용하고 있으며, 기지국에서의 채널을 증설을 하기 위해서는 기지국의 RF 모듈을 증설하여야 하기 때문에 많은 비용이 소요된다.In general, in a mobile communication system, one base station operates several channels, and in order to expand a channel in the base station, a large amount of cost is required because an RF module of the base station needs to be added.
도 1은 일반적인 기지국의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of a general base station.
기지국은 기저 대역 신호 처리, 유무선 변환 및 무선 신호의 송수신 등을 수행하여 이동통신 단말과 직접적으로 연결되는 망 종단 장치로서, 기지국 제어기와의 인터페이스를 제공하는 인터페이스부(1), 기지국 제어기로부터의 신호를 변조하고 이동통신 단말로부터 수신된 신호를 복조하는 변복조부(2), 변복조된 신호를 전송하는 송수신부(3) 및 기지국 제어기로부터의 기저 대역 신호를 고주파 대역 신호로 변환하여 송신 안테나(5)를 통해 공중으로 송출하며, 이동통신 단말로부터 수신 안테나(6)로 수신된 고주파 대역의 신호를 기저 대역 신호로 변환하기 위한 RF 모듈(4)을 포함한다.A base station is a network termination device that is directly connected to a mobile communication terminal by performing baseband signal processing, wired / wireless conversion, and transmission / reception of a wireless signal. An interface unit (1) providing an interface with a base station controller and a signal from a base station controller A demodulation unit (2) for modulating and demodulating a signal received from a mobile communication terminal, a transceiver (3) for transmitting the demodulated signal, and a baseband signal from a base station controller to convert a baseband signal into a high frequency band signal for transmission antenna (5) It transmits to the air through the, and includes a RF module (4) for converting the signal of the high frequency band received by the receiving antenna (6) from the mobile communication terminal to the baseband signal.
도 2는 도 1에 도시한 RF 모듈의 상세 구성도로서, 하나의 채널만을 사용하 는 경우를 나타낸다.FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the RF module shown in FIG. 1 and illustrates a case where only one channel is used.
RF 모듈(4)은 송신단(10)과 수신단(20)으로 구분할 수 있으며, 송신단(10)은 기저 대역의 산호를 고주파 대역의 신호로 변환하는 상향 컨버터(상향 주파수 변환 장치, 12), 고주파 대역으로 변환된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(14) 및 증폭된 신호로부터 잡음을 제거하기 위한 송신필터(16)를 포함하고, 수신단(20)은 수신 신호의 잡음을 제거하기 위한 수신필터(26), 필터링된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(24) 및 증폭된 신호를 기저 대역 신호로 변환하기 위한 하향 컨버터(하향 주파수 변환 장치, 22)를 포함한다.The
만약, 하나의 채널만을 사용하는 기지국에 대하여 채널을 증설할 경우, 기지국은 도 3과 같이 구현된다. 도 3은 채널 증가에 따른 RF 모듈의 상세 구성도이다.If a channel is extended for a base station using only one channel, the base station is implemented as shown in FIG. 3. 3 is a detailed configuration diagram of the RF module according to the channel increase.
도시한 것과 같이, 송신단(10)의 상향 컨버터(12-1~12-n), 증폭기(14-1~14-n) 및 수신단(20)의 하향 컨버터(22-1~22-n)가 채널의 개수만큼 필요하게 되며, 따라서 채널 증설시에 기지국 RF 모듈의 구성이 복잡해지고 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.As shown, the up converters 12-1 to 12-n of the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기지국의 채널 증설 비용을 최소화하고 기지국 송수신단의 구조를 단순화할 수 있는 기지국용 주파수 변환 장치를 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and there is a technical problem to provide a base station frequency conversion apparatus capable of minimizing the channel expansion cost of the base station and simplifying the structure of the base station transceiver.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 각각의 채널로 송출될 복수 의 기저 대역 신호를 입력받아 증폭하는 제 1 증폭부; 상기 제 1 증폭부로부터 입력되는 복수의 기저 대역 신호 각각에 대하여 각기 다른 중간 주파수를 적용하여 각기 다른 중간 주파수 신호로 출력하는 복수의 제 1 믹서; 상기 복수의 제 1 믹서로부터 출력되는 중간 주파수 신호를 각각 입력받아 채널 분리를 수행하는 중심 주파수가 각기 다른 복수의 SAW 필터; 상기 복수의 SAW 필터 각각에서 출력되는 신호를 고주파 신호로 변환하는 제 2 믹서; 및 상기 제 2 믹서의 출력 신호를 증폭하여 안테나를 통해 공중으로 출력하는 제 2 증폭부;를 포함한다.The present invention for achieving the above technical problem is a first amplifier for receiving and amplifying a plurality of baseband signals to be transmitted to each channel; A plurality of first mixers configured to output different intermediate frequency signals by applying different intermediate frequencies to each of the baseband signals input from the first amplifier; A plurality of SAW filters having different center frequencies, each of which receives an intermediate frequency signal output from the plurality of first mixers and performs channel separation; A second mixer converting signals output from each of the plurality of SAW filters into high frequency signals; And a second amplifier amplifying the output signal of the second mixer and outputting the amplified signal to the air through an antenna.
아울러, 본 발명은 이동통신 단말로부터 각각의 채널로 전송되는 복수의 고주파 대역 신호를 입력받아 증폭하는 제 1 증폭부; 상기 제 1 증폭부로부터 입력되는 복수의 고주파 대역 신호 각각에 대하여 각기 다른 중간 주파수를 적용하여 각기 다른 중간 주파수 신호로 출력하는 복수의 제 1 믹서; 상기 복수의 제 1 믹서로부터 출력되는 중간 주파수 신호를 각각 입력받아 채널 분리를 수행하는 중심 주파수가 각기 다른 복수의 SAW 필터; 상기 복수의 SAW 필터 각각에서 출력되는 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 제 2 믹서; 및 상기 제 2 믹서의 출력 신호를 증폭하여 출력하는 제 2 증폭부;를 포함한다.In addition, the present invention comprises a first amplifier for receiving and amplifying a plurality of high-frequency band signals transmitted to each channel from the mobile communication terminal; A plurality of first mixers configured to output different intermediate frequency signals by applying different intermediate frequencies to each of the plurality of high frequency band signals input from the first amplifier; A plurality of SAW filters having different center frequencies, each of which receives an intermediate frequency signal output from the plurality of first mixers and performs channel separation; A second mixer converting a signal output from each of the plurality of SAW filters into a baseband signal; And a second amplifier for amplifying and outputting the output signal of the second mixer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 일반적인 상향 주파수 변환 장치의 구성도로서, 2개의 채널을 사용하는 경우를 나타낸다.4 is a configuration diagram of a general uplink frequency converter, and shows a case where two channels are used.
각각의 채널을 통해 전송하기 위한 기저 대역 신호(LF)는 기지국으로부터 전 송되어 제 1 증폭부(110-1, 110-2)로 각각 입력되어 증폭되고, 제 1 믹서(120-1, 120-2)에서 중간 주파수 신호(MF)로 변환된다. 이후, 중간 주파수 신호는 각각 SAW 필터(130-1, 130-2)로 입력되어 채널 분리가 이루어지며, 이후 제 2 믹서(140-1, 140-2) 및 제 2 증폭부(1501-, 150-2)를 통과하여 고주파 신호(HF1, HF2)로 각각 출력된다.The baseband signal LF for transmission through each channel is transmitted from the base station, input to the first amplifiers 110-1 and 110-2, and amplified, respectively, and the first mixers 120-1 and 120-. Is converted into an intermediate frequency signal MF. Thereafter, the intermediate frequency signals are input to the SAW filters 130-1 and 130-2, respectively, to separate the channels, and then the second mixers 140-1 and 140-2 and the second amplifiers 1501-150 are performed. The signal is output as the high frequency signals HF1 and HF2 through -2).
이와 같이, 두 상향 주파수 변환 장치(상향 컨버터)로 입력되는 기저 대역 신호(LF)와 제 1 믹서(120-1, 120-2)에서 출력되는 중간 주파수 신호(MF)가 각각 동일하고, 최종적으로 공중으로 방사되는 고주파 신호만 상이함을 알 수 있다. 기저 대역 신호(LF)는 RF 모듈 전 단의 기저 대역 회로의 구조 및 주파수가 동일하기 때문에 동일하며, 중간 주파수 신호(MF)는 중심 주파수가 일정하게 정해져 있는 동일한 SAW 필터를 사용하기 때문이다. SAW 필터는 원하는 특정 대역의 주파수만을 통과시키고 다른 대역의 주파수를 차단하여 혼선과 잡음이 방지하는 역할을 하는 것으로, 정확한 채널간 분리도를 발생시키기 위해서 사용한다.As such, the baseband signal LF input to the two uplink frequency converters (upconverter) and the intermediate frequency signal MF output from the first mixers 120-1 and 120-2 are the same, respectively. It can be seen that only the high frequency signal radiated into the air is different. The baseband signal LF is the same because the structure and frequency of the baseband circuit of the RF module stage are the same, and the intermediate frequency signal MF uses the same SAW filter having a constant center frequency. SAW filter prevents crosstalk and noise by passing only the frequency of a specific band and blocking the frequency of other band. It is used to generate accurate channel separation.
그러므로, 중심 주파수가 채널 간격만큼의 차이를 갖는 SAW 필터를 이용하게 되면 복수의 채널을 사용하는 기지국 RF 모듈에 사용되는 상향 및 하향 주파수 변환 장치의 구성을 단순화할 수 있게 된다.Therefore, if the SAW filter having the center frequency difference by the channel interval is used, it is possible to simplify the configuration of the uplink and downlink frequency conversion apparatus used for the base station RF module using a plurality of channels.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국용 주파수 변환 장치의 구성도로서, 상향 주파수 변환 장치의 예를 나타낸다.5 is a configuration diagram of a base station frequency converter according to an embodiment of the present invention, and shows an example of an uplink frequency converter.
도시한 것과 같이, 본 발명에 의한 기지국용 상향 주파수 변환 장치는 각각의 채널로 송출될 복수의 기저 대역 신호를 입력받아 증폭하는 제 1 증폭부(110), 제 1 증폭부(110)로부터 입력되는 복수의 기저 대역 신호 각각에 대하여 각기 다른 중간 주파수를 적용하여 각기 다른 중간 주파수 신호(MF1~MFn)로 출력하는 복수의 제 1 믹서(160-1~160-n), 복수의 제 1 믹서(160-1~160-n)로부터 출력되는 중간 주파수 신호(MF1~MFn)를 각각 입력받아 채널 분리를 수행하는 중심 주파수가 각기 다른 복수의 SAW 필터(170-1~170-n), 복수의 SAW 필터(170-1~170-n) 각각에서 출력되는 신호를 고주파 신호로 변환하는 제 2 믹서(140) 및 제 2 믹서의 출력 신호를 증폭하여 복수의 고주파 신호(HF1~HFn)로 출력하는 제 2 증폭부(150)로 이루어진다.As shown, the uplink frequency converter for a base station according to the present invention is input from the
여기에서, 각각의 SAW 필터(170-1~170-n)는 중심 주파수가 각기 다르며, 중심 주파수는 기지국에서 사용하는 채널 간격만큼의 차이를 갖는다. 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Here, each SAW filter 170-1 to 170-n has a center frequency different from each other, and the center frequency has a difference by a channel interval used by the base station. A description with reference to FIG. 6 is as follows.
도 6a 및 6b는 SAW 필터에서의 주파수 분리 개념을 설명하기 위한 도면이다.6A and 6B are diagrams for describing a concept of frequency separation in a SAW filter.
먼저 도 6a는 현재 기지국용 주파수 변환 장치에 사용되는 SAW 필터의 필터링 특성을 나타내는 도면으로, 채널이 증설될 때마다 함께 증설되는 각각의 주파수 변환 장치는 모두 동일한 중심 주파수(MF)를 갖는 SAW 필터를 사용하였기 때문에 각각의 신호를 각기 다른 주파수 변환 장치에서 처리하여야 하므로, 채널을 증설할수록 주파수 변환 장치의 구조가 복잡하고 많은 비용이 소요되게 된다.First, FIG. 6A is a diagram illustrating filtering characteristics of a SAW filter currently used in a frequency converter for a base station. Each frequency converter, which is added together whenever a channel is expanded, has a SAW filter having the same center frequency (MF). Since the signals have to be processed by different frequency converters, the more complicated the channel, the more complicated the structure of the frequency converter is.
도 6b는 본 발명에 적용되는 SAW 필터의 필터링 특성을 나타내는 도면이다. 도시한 것과 같이, 예를 들어 두 개의 채널을 사용하는 기지국 주파수 변환 장치에서 각각의 SAW 필터는 각기 다른 중심 주파수(MF1, MF2)를 가지며, 아울러, 중심 주파수는 채널 간격만큼의 차이를 갖도록 설정된다. 6B is a diagram illustrating filtering characteristics of a SAW filter applied to the present invention. As shown, for example, in a base station frequency conversion apparatus using two channels, each SAW filter has different center frequencies MF1 and MF2, and the center frequencies are set to have a difference by channel interval. .
도 7은 본 발명에 의한 기지국용 주파수 변환 장치의 구성도로서, 하향 주파수 변환 장치의 예를 나타낸다.7 is a configuration diagram of a base station frequency converter according to the present invention, and shows an example of a downlink frequency converter.
도시한 것과 같이, 본 발명에 의한 기지국용 하향 주파수 변환 장치는 이동통신 단말로부터 각각의 채널을 통해 수신되는 복수의 고주파 신호(HF1~HFn)를 증폭하는 제 1 증폭부(210), 제 1 증폭부(210)로부터 입력되는 각각의 복수의 고주파 신호를 각기 다른 중간 주파수를 갖는 신호(MF1~MFn)로 변환하기 위한 복수의 제 1 믹서(220-1~220-n), 복수의 제 1 믹서(220-1~220-n)로부터 출력되는 중간 주파수 신호(MF1~MFn)를 각각 입력받아 채널 분리를 수행하는 중심 주파수가 각기 다른 복수의 SAW 필터(230-1~230-n), 복수의 SAW 필터(230-1~230-n) 각각에서 출력되는 신호를 각각에 대하여 I성분 및 Q성분을 분리하기 위한 제 2 믹서(240) 및 제 2 믹서(240)의 출력 신호를 증폭하여 복수의 기저 대역 신호(LF1~LFn)로 출력하는 제 2 증폭부(250)로 이루어진다.As shown, the downlink frequency conversion apparatus for a base station according to the present invention includes a
여기에서, 각각의 SAW 필터(230-1~230-n)는 중심 주파수가 각기 다르며, 중심 주파수는 기지국에서 사용하는 채널 간격만큼의 차이를 갖는다. Here, each SAW filter 230-1 to 230-n has a center frequency different from each other, and the center frequency has a difference by a channel interval used by the base station.
도 5 및 도 7에서 설명한 본 발명의 기지국용 주파수 변환 장치에서, 중심 주파수가 채널 간격만큼의 차이를 가지며, 채널 수와 동일한 개수의 SAW 필터를 사용함으로써, 중간 주파수를 채널별로 각기 다르게 사용하고, 제 1 증폭부, 제 2 믹서 및 제 2 증폭부를 공유하여 사용함으로써, 주파수 변환 장치의 구성을 단순화함은 물론 설계 비용을 감소시킬 수 있다.In the frequency conversion apparatus for the base station of the present invention described with reference to FIGS. 5 and 7, the center frequency has a difference by channel interval, and by using the same number of SAW filters as the number of channels, the intermediate frequency is used differently for each channel, By using the first amplifier, the second mixer, and the second amplifier in common, the configuration of the frequency converter can be simplified, and the design cost can be reduced.
한편, 최근에는 고속 휴대 인터넷 서비스(와이브로 서비스)가 사용화 준비를 하고 있는데, 와이브로 시스템의 기지국은 사업자당 주파수 배정안에 따라 예를 들어, 최대 3개의 채널을 사용할 수 있다. 따라서, 와이브로 기지국에 본 발명의 주파수 변환 장치를 적용할 경우 간단한 방법으로 3개의 채널을 지원할 수 있어 기지국 장비가격을 저렴하게 할 수 있다..On the other hand, in recent years, high-speed portable Internet service (WiBro service) is preparing to be used, the base station of the WiBro system can use up to three channels, for example, depending on the frequency allocation scheme per operator. Accordingly, when the frequency converter of the present invention is applied to a WiBro base station, three channels can be supported by a simple method, thereby reducing the base station equipment price.
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.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 기지국의 RF 모듈에 사용되는 주파수 변환 장치를 구성하는 데 있어서, 채널의 증설시마다 주파수 변환 장치를 증가시키지 않고, 채널별로 각기 다른 중간 주파수를 사용하도록 하고, 기존에 모든 채널이 주파수가 동일한 SAW필터를 사용했던 것과 다르게 중심 주파수가 다른 SAW 필터를 적용함으로써, 주파수 변환 장치의 구성을 단순화할 수 있고, 주파수 변환 장치의 구현에 소요되는 비용을 감축할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention described above, in configuring a frequency conversion device used for the RF module of the base station, the frequency conversion device is not increased for each expansion of the channel, and different intermediate frequencies are used for each channel. Unlike SAW filters with the same frequency, the SAW filters with different center frequencies can simplify the configuration of the frequency converter and reduce the cost of implementing the frequency converter. .
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |