KR20110067785A - 광중계기로 인한 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치 및 그 방법 - Google Patents

광중계기로 인한 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

광중계기로 인한 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치 및 그 방법이 개시된다. 접속노드 장치는 이동통신 서비스를 제공하기 위한 접속노드 장치의 수신부에 있어서, 이동단말로부터 방사되는 전파를 수신하는 수신 안테나와, 수신 안테나를 통해 이동단말로부터 방사된 역방향신호를 입력받아 저잡음 증폭을 수행하는 저잡음 증폭부와, 저잡음 증폭부 및 저잡음 증폭부와 병렬로 연결되어 있는 외부 중계장치의 합산 신호를 입력받아서 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠하여 출력하는 감쇠 회로부를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 이동통신 시스템에서 중계기 사용으로 인해 발생하는 노이즈를 제거하고, 그에 따라 업로드 전송속도 및 수신용량의 감소를 막을 수 있다.
광중계기, 기지국, 감쇠기

Description

광중계기로 인한 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치 및 그 방법{ACCESS NODE APPARATUS FOR NOISE REDUCTION CAUSED BY OPTICAL REPEATER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 광중계기로 인한 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저렴한 비용으로 커버리지를 확장하기 위하여 광중계기를 도입한 이동통신 시스템에 있어서 광중계기의 사용으로 인해 발생되는 불요 노이즈를 제거하고, 불요 노이즈로 인해 야기되는 업로드 전송속도의 저하를 막을 수 있도록 하는 접속노드 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이동통신망에서는 저렴한 비용으로 커버리지를 증가시키기 위하여 각종 중계기가 사용된다. 특히 광케이블을 통해 기지국과 연결되는 광중계기는 기지국의 10∼15% 정도의 비용으로 기지국과 대등한 크기의 커버리지를 제공할 수 있는 장점이 있어 다수 이동통신망에서 범용적으로 사용하고 있다.
그러나, 광중계기가 높은 경제성과 다양한 망 구축을 가능케 하는 유연성을 제공하는 장점이 있는 반면, 광중계기의 설치로 인해 기지국 수신부에서 불요 노이 즈를 발생시킨다는 단점을 함께 가진다. 불요 노이즈는 광중계기의 사용수량에 따라 증가하며, 이러한 노이즈의 증가는 기지국 수신부에 도착하는 신호의 신호대 잡음비(S/N, Sinal to Noise Ratio)를 악화시켜 기지국의 수신용량과 커버리지를 감소시키는 직접적인 원인이 된다. 특히, 데이터 서비스의 경우 음성 서비스보다 그 영향이 더 크게 나타난다. 왜냐하면, 음성 서비스에서는 사람의 음성을 전달하기 위해 단말기 13kbps의 전송속도만을 요구하는 반면에 데이터 서비스에서는 최대한 빠른 전송속도를 요구하기 때문이다.
대부분 기지국 수신부에서는 광중계기에 의한 불요 노이즈가 발생해도 수십 명에게 13kbps정도의 서비스를 제공할 수 있는 용량이 남아있게 된다. 따라서, 기지국 수신부에 불요 노이즈가 일정량 발생하여 용량이 감소하더라도 사용자는 음성 서비스의 품질저하를 거의 느끼지 못한다.
그러나, 데이터 서비스에서는 전송속도가 높을수록 사용자가 짧은 시간에 데이터 전송을 완료할 수 있기 때문에, 데이터 서비스는 음성 서비스와 달리 최대한 높은 전송속도를 사용자에게 제공하는 것을 원칙으로 한다. 따라서, 데이터 서비스 제공 시 기지국은 현재 남아있는 최대한의 가용용량을 사용자에게 주게 된다. 여기서 가용용량이란 바로 단말이 기지국을 향해 방사할 수 있는 전력의 최대치 또는 기지국 수신부가 받아들일 수 있는 단말 전력의 최대치를 말한다.
이 때, 광중계기에 의한 불요 노이즈가 존재하는 기지국과 그렇지 않은 기지국 사이에는 기지국이 받아줄 수 있는 전력량의 차이가 존재하게 되므로, 이러한 차이가 직접적으로 서비스품질(전송속도)에 반영되어 사용자는 업로드 전송속도의 차이를 느낄 수 있게 된다.
이와 같이, 이동통신 서비스 제공 시 커버리지 확장 등을 목적으로 광중계기를 사용하면 기지국 수신부에서 불요 노이즈가 발생하고, 이러한 불요 노이즈는 기지국의 수신용량과 커버리지를 감소시켜 서비스품질을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은, 이동통신 시스템에서 중계기로 인한 노이즈를 제거하여 성능 저하 없이 중계기 사용을 통한 커버리지 확장, 경제성 및 유연성 향상 등의 효과를 확보할 수 있도록 하는 접속노드 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 중계기에 의한 업로드 전송속도 저하를 막고, 전송속도를 노이즈가 없는 상태로 회복시켜 수신용량과 커버리지를 확보할 수 있도록 하는 접속노드 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치는, 이동통신 서비스를 제공하기 위한 접속노드 장치의 수신부에 있어서, 이동단말로부터 방사되는 전파를 수신하는 수신 안테나; 상기 수신 안테나를 통해 상기 이동단말로부터 방사된 역방향신호를 입력받아 저잡음 증폭을 수행하는 저잡음 증폭부; 및 상기 저잡음 증폭부 및 상기 저잡음 증폭부와 병렬로 연결되어 있는 외부 중계장치의 합산 신호를 입력받아서, 상기 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠하여 출력하는 감쇠 회로부를 포함한다.
나아가, 상기 감쇠 회로부는 가변저항으로 이루어져 감쇠량을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 감쇠 회로부는 상기 외부 중계장치로 인해 증가하는 노이즈값 만큼 입력 신호에 감쇠를 줄 수 있다.
나아가, 상기 감쇠 회로부는 상기 저잡음 증폭부의 이득과 대비하여 1/10 이하의 감쇠량을 갖도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 감쇠 회로부의 감쇠량을 0 dB에서 5 dB 범위 내에서 일정 간격으로 조정하여 노이즈값이 가장 적은 최적 감쇠량을 산출하고, 상기 산출된 최적 감쇠량을 상기 감쇠 회로부의 감쇠량으로 설정하는 과정을 제어하는 감쇠량 조정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법은 이동통신 서비스를 제공하는 접속노드 장치 수신부에서의 노이즈 제거 방법에 있어서, 수신 안테나를 통해 이동단말로부터 방사되는 전파를 수신하는 단계(a); 상기 이동단말로부터 방사된 역방향신호에 대하여 저잡음 증폭을 수행하는 단계(b); 및 외부의 중계장치를 통해 수신된 역방향신호와 상기 저잡음 증폭된 역방향신호의 합산 신호를 입력받아서 상기 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠하여 출력하는 단계(c)를 포함한다.
나아가, 상기 (c) 단계는 감쇠량을 조절할 수 있도록 구성된 가변저항을 통해 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 (c) 단계에서 상기 외부 중계장치로 인해 증가하는 노이즈값 만큼 입력 신호에 감쇠를 줄 수 있다.
나아가, 상기 (c) 단계의 감쇠량은 상기 (b) 단계의 증폭이득과 대비하여 1/10 이하일 수 있다.
나아가, 상기 (c) 단계는, 0 dB에서 5 dB 범위 내에서 일정 간격으로 감쇠량 스텝을 조정하는 단계; 상기 감쇠량 스텝을 조정할 때마다 노이즈값을 산출하여 산출된 노이즈값을 메모리에 저장하는 단계; 상기 산출된 노이즈값을 서로 비교하여 최소 노이즈값을 선택하고, 상기 선택된 최소 노이즈값을 산출할 때 사용된 최적 감쇠량을 검색하는 단계; 및 상기 최적 감쇠량을 감쇠량으로 설정하여 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 이동통신 시스템에서 중계기로 인한 노이즈를 제거하여 성능 저하 없이 중계기 사용을 통한 커버리지 확장, 경제성 및 유연성 향상 등의 효과를 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 이동통신 시스템에서 중계기에 의한 업로드 전송속도 저하를 막고, 전송속도를 노이즈가 없는 상태로 회복시켜 수신용량과 커버리지를 확보할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 광중계기로 인한 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속노드 장치의 수신부를 개략적으로 보인 구성도이다. 일 실시예에서, 접속노드 장치는 이동통신 서비스를 제공하기 위한 기지국이나 노드 B일 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시예의 접속노드 장치는 수신부에 안테나(110), 저잡음 증폭부(120), 감쇠 회로부(130), 트랜시버부(140), 아날로그-디지털 변환부(150) 등을 포함한다.
수신 안테나(110)는 사용자의 이동단말로부터 방사되는 전파를 수신하는 기능을 한다. 도시되지는 않았으나, 그 후단에 수신 안테나(110)를 통해 수신되는 역방향신호들을 검출 조건에 따라 필터링하여 대역 통과 여파기로 전송하는 수신 필터, 수신 필터에 접속되어 원하는 대역의 신호만을 통과시키는 대역 통과 여파기 등이 위치할 수 있다.
저잡음 증폭부(120)는 수신 안테나(110)를 통해 이동단말로부터 방사된 역방향신호를 입력받아서 입력된 신호로부터 잡음을 제거하여 증폭하는 기능을 한다.
감쇠 회로부(130)는 저잡음 증폭부(120) 및 저잡음 증폭부(120)와 병렬로 연결되어 있는 외부 중계장치(200)의 합산 신호를 입력받아서, 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠시켜 출력한다. 전술한 감쇠 회로부(130)는 외부 중계장치(200)로 인해 증가하는 노이즈값 만큼 입력 신호에 감쇠를 주기 위한 것으로, 감쇠량 조절이 가능하도록 가변저항으로 이를 구현할 수 있다. 또한, 감쇠 회로부(130)는 저잡음 증 폭부(120)의 이득과 대비하여 1/10 이하의 감쇠량을 갖는 것이 바람직하다.
감쇠 회로부(130)의 후단에는 트랜시버부(140)와, 아날로그-디지털 변환부 (150) 등이 배치된다. 트랜시버부(140)는 감쇠 회로부(130)에서 전달받은 신호의 주파수를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역으로 낮추어 후단에 연결된 아날로그-디지털 변환부(150) 에서 수신 신호를 원활하게 샘플링할 수 있도록 한다. 또한, 아날로그-디지털 변환부(150)는 수신 신호를 샘플링함으로써 아날로그 신호를 디지털화하여 기저대역(Baseband) 프로세싱이 가능하도록 하는 역할을 담당한다.
다른 실시예에서, 접속노드(100)는 감쇠량 조정부(160)를 더 포함할 수 있다. 감쇠량 조정부(160)는 감쇠 회로부(130)의 감쇠량을 0 dB에서 5 dB 범위 내에서 일정 간격으로 조정하여 노이즈값이 가장 적은 최적 감쇠량을 산출하고, 산출된 최적 감쇠량을 감쇠 회로부(130)의 감쇠량으로 설정하는 과정을 제어한다. 감쇠량 조정부(160)는 실시 형태에 따라 생략 가능하다.
중계장치(200)는 접속노드(100)의 서비스 범위를 확장하기 위한 것으로, 접속노드(100)에 유선으로 연결되어 이동단말의 트래픽을 수신한다. 이러한 중계장치(200)는 이동단말로부터 공급되는 무선신호를 수신하기 위한 안테나(210)와 출력단의 광중계부(220)를 포함하여 이루어진다. 광중계부(220)는 수신 안테나(210)를 통해 수신된 역방향신호들을 광 전송을 통해 접속노드(100)의 수신부로 제공한다.
접속노드(100)의 역방향 로딩은 접속노드(100)에서 수신부의 용량이 사용되고 있는 정도이며, 후술하는 방식으로 측정되어 RNC(Radio Network Controller), 교환기 등과 같은 망 제어부와 이동단말에 제공될 수 있다. 원래 접속노드(100)의 수신 노이즈값은 표준 위치(P10)에서의 값을 의미하나 해당 위치에서는 신호의 레벨이 대단히 낮고 레벨측정을 위한 모듈이 해당 위치에 장착될 경우 접속노드(100)의 수신부에서 잡음지수(NF: Noise Factor)가 증가하여 수신감도가 저하될 수 있다. 따라서 수신레벨의 측정은 신호가 증폭되어 충분히 강해진 측정 위치(P20)에서 하게 되며, 측정 후 표준 위치(P10)와 측정 위치(P20) 사이의 증폭율을 측정값에서 빼서 표준 위치(P10)에 존재하는 신호의 레벨을 산출해낸다. 이후, 이를 다시 접속노드(100)의 수신부에서 사용하고 있는 용량으로 환산하게 된다.
예컨대, WCDMA 방식의 이동통신 시스템을 가정하는 경우, 접속노드(100)의 수신부에는 트래픽이 가장 많을 때와 없을 때 -95 ∼ -105dBm/5MHz수준의 노이즈값 변동이 일어날 수 있다. 즉, 접속노드(100)의 수신용량은 -105dBm에서 시작하여 약10dB의 노이즈값 변화를 보인다. 여기에 중계장치(200)가 연결되어 3dB정도의 노이즈값 상승이 일어난다면 접속노드(100)의 노이즈값 변화 범위는 -95 ∼ -102dBm/5MHz가 되므로, 가용 범위가 7dB로 감소되어 역방향 용량이 감소된다.
따라서, 일 실시예는 접속노드(100)와 중계장치(200)의 신호가 합쳐지는 지점 직후에 3dB의 감쇠 회로부(130)를 사용하여 노이즈값을 3dB만큼 감쇠시킨다. 이러한 경우, 수신 노이즈값을 측정하는 측정 위치(P20)의 신호레벨 감지기에서는 다시 -105dBm의 노이즈 레벨이 감지되고, 중계장치(200)에 의한 노이즈 상승이 감지되지 않는다. 접속노드(100)에서 가용 가능한 노이즈 범위가 원래의 10dB로 회복되는 것이다. 만일, 감쇠 회로부(130)가 감쇠량을 가변할 수 있는 가변 기능이 있을 경우에는, 접속노드마다 다른 중계장치를 사용함으로 인해 증가한 불요 노이즈량만큼 감쇠를 줄 수 있으므로, 다양한 노이즈값 상승에 적절하게 대응할 수 있다.
도 2 는 도 1의 노이즈 발생을 설명하기 위한 도면이다.
모든 증폭기는 입력을 넣지 않더라도 항상 출력단에서 일정 수준의 노이즈 전력이 출력된다. 증폭기의 노이즈값은 ＇열잡음(dB) + 증폭기의 잡음지수(dB) + 이득(dB)＇ 수준으로 정의된다. 만약 도 2와 같이 이러한 증폭기 2대(AMP1, AMP2)가 병렬로 연결되면 출력되는 노이즈값은 2배(3dB)로 증가하게 되며, 이것을 dB 스케일로 표시하면 ＇열잡음(dB) + 증폭기의 잡음지수(dB) + 이득(dB) + 3dB＇이 된다. 중계장치(200)도 일종의 증폭기로 볼 수 있으므로, 중계장치(200)를 접속노드(100)에 연결하면 저잡음 증폭부(120)와 광중계부(220)과 병렬 연결을 이루면서 중계장치(200)에 이동단말의 신호가 전혀 입력되지 않더라도 중계장치(200)의 출력단에 ＇열잡음(dB) + 증폭기의 잡음지수(dB) + 이득(dB)＇ 수준의 노이즈 전력이 출력되어 접속노드(100)의 수신부로 입력된다.
도 1과 같이, 접속노드(100)의 수신부 입력단에는 저잡음 증폭부(120)가 장착되어 있는데, 중계장치(200)가 설치되면 접속노드(100)의 수신부 측면에서 볼 때 저잡음 증폭부(120)와 같은 제2, 제3의 증폭기가 수신부에 병렬로 추가 설치되는 것과 같은 효과가 나타나며, 사용하는 중계장치(200)의 수량이 늘어날수록 노이즈값이 증가하게 된다. 전술한 바와 같이, 중계장치(200)의 사용으로 인한 노이즈 증가는 접속노드(100)의 수신부에 도착하는 이동단말의 역방향신호의 신호대 잡음비를 악화시켜 접속노드(100)의 수신용량과 커버리지를 감소시킨다.
따라서, 접속노드(100)의 수신부에 입력되는 중계장치(200)의 노이즈에 의하여 발생하는 데이터 서비스의 업로드 속도 저하를 개선하기 위하여, 접속노드(100)의 수신부 내부의 적정 위치에 가변 감쇠가 가능한 감쇠 회로부(130)를 설치함으로써 불요 노이즈를 감소시키고, 중계장치(200)의 설치로 인한 업로드 속도 저하를 방지하는 것이다. 감쇠 회로부(130)의 적정 위치는 접속노드(100)의 저잡음 증폭부(120)와, 광중계부(220)의 출력 신호가 만나는 지점 이후가 된다.
도 3은 도 1의 노이즈 제거 기능에 따른 고속 업로드 효과를 설명하기 위한 도면으로서, 이동통신 시스템에서 정상적인 접속노드와 불요 노이즈가 발생한 접속노드가 받아들일 수 있는 수신용량의 차이가 발생하는 이유를 보이고 있다.
WCDMA 방식의 이동통신 시스템을 예로 들면, 접속노드의 수신부가 받아들일 수 있는 이동단말의 전력량은 최대 열잡음 레벨인 -105dBm ∼ -95dBm까지의 10dB 범위이다. 그 중에서 데이터 서비스에 할당될 수 있는 전력의 최대량은 경우에 따라 약간의 차이는 있으나 대개 -105dBm에서 -99dBm까지의 6dB 범위이다. 그 이유는 나머지 4dB의 범위가 음성호에 무조건적으로 할당하는 음성호의 고유영역이기 때문이다. 이는 최소한의 음성호 가용용량을 항상 확보하려는 WCDMA의 규격이다. WCDMA의 데이터 서비스를 위한 제조사의 가용 수신 전력레벨 범위 권고치는 6~7dB이다.
도 3에서, 첫 번째 케이스(C10)는 불요 노이즈가 없는 접속노드이고, 두 번째 케이스(C20)는 불요 노이즈가 3dB 상승하여 데이터 서비스가 가용한 범위가 3dB로 감소한 접속노드이며, 세 번째 케이스(C30)는 노이즈가 6dB상승하여 데이터 서비스의 제공이 불가한 접속노드이다. 실제 필드에서는 중계장치로 인한 불요 노이 즈 발생의 영향이 작게는 수 % 크게는 수십 % 정도의 큰 전송속도 감소로 나타날 수 있다. 예를 들어, 최대 2Mbps의 속도를 지원하는 이동단말의 페이로드(payload)가 1100kbps정도인 경우에도, 수신부 불요 노이즈가 5dB정도 되는 접속노드에서는 20~400kbps의 전송속도만을 얻을 수 있다.
중계장치(200)의 사용 시, 중계장치(200)로 인해 두 번째나 세 번째 케이스(C20, C30)에 나타난 것처럼 데이터 서비스의 업로드 전송속도가 저하되는 현상을 방지하기 위하여, 도 1의 일 실시예와 같이, 가변 감쇠값을 주어 중계장치(200)로 인한 불요 노이즈를 제거함으로써 첫 번째 케이스(C10)와 같은 정상적인 업로드 전송속도를 확보할 수 있을 것이다.
이러한 경우 감쇠 회로부(130)의 사용으로 인해 접속노드(100)의 수신용량(수신감도)에 영향이 없는지에 대한 고찰이 필요할 것이다. 감쇠 회로부(130)를 사용할 경우 노이즈 뿐만이 아니라 이동단말에서 방사하여 수신되는 정상적인 트래픽의 신호도 똑같이 감소하기 때문이다. 수신용량은 무선신호를 수신하여 처리하는 수신부의 입력단 잡음지수와 수신부 최종단의 복조 회로부(미도시)에서 요구하는 신호대 잡음비에 의하여 결정된다.
일 실시예는 복조 회로부에 어떠한 변화도 주지 않으므로, 접속노드(100)의 수신용량 변화를 확인하기 위해서 수신부 입력단의 잡음지수값의 변화만 확인하면 될 것이다. 세부 확인 과정은 다음과 같다. 저잡음 증폭부(120)와 광중계부(220)는 도 2에서 설명한 바와 같이 두 개의 증폭기(AMP1, AMP2)가 병렬 연결된 형태로 볼 수 있다.
만일 어떤 증폭기 전단에 감쇠 회로부(130)를 사용하면 감쇠량만큼 증폭기 전체의 잡음지수값이 증가하게 된다. 그러나, 증폭기 후단에 감쇠 회로부(130)를 사용할 경우 증폭기 전체의 잡음지수값 변동치는 감쇠 회로부(130)의 감쇠량이 그대로 반영되지 않고 증폭기의 이득만큼 작아진다. 수학식 1 내지 수학식 3은 증폭기 후단에 감쇠 회로부(130)를 장착할 때 증폭기의 이득에 의하여 잡음지수값 변화량이 감소하는 원리를 설명하고 있다.
수학식 1과 같은 특성을 갖는 저잡음 증폭부(120)에, 수학식 2의 특성을 갖는 감쇠 회로부(130)를 추가할 경우 잡음지수값은 수학식 3과 같이 계산된다.
Gain = G(dB), G = 10*log(g), g(mW),
Noise Figure = NF(dB), NF = 10*log(F)
수학식 1에서 Gain은 증폭기의 이득, Noise Figure는 증폭기의 잡음지수값, F는 증폭기의 잡음인자이다.
Loss = -LF(dB),
Noise Figure = LF(dB), LF=10*log(L)
수학식 2에서 Loss는 감쇠 회로부(130)의 감쇠량, Noise Figure는 감쇠 회로부(130)의 잡음지수값, L은 감쇠 회로부(130)의 잡음인자이다.
저잡음 증폭부(120)의 후단에 감쇠 회로부(130)가 추가될 경우 전체 회로의 잡음인자는 수학식 3과 같고, 이를 이용한 전체 잡음지수값은 수학식 4와 같다.
Ftotal = F1 + (F2-1)/g1 = F1 + (L-1)/g1
수학식 3에서, Ftotal은 전체 잡음인자이고, F1은 저잡음 증폭부(120)의 잡음인자, F2는 감쇠 회로부(130)의 잡음인자, g1은 저잡음 증폭부(120)의 이득, L은 감쇠 회로부(130)의 감쇠량이다.
NFtotal= 10*log(Ftotal)
예를 들어, 3dB의 감쇠량을 갖는 감쇠 회로부(130)가 추가될 경우 저잡음 증폭부(120)의 잡음지수값 변화를 계산하면 다음과 같다. 저잡음 증폭부(120)의 이득(Gain)이 24dB이고, 잡음지수(Noise Figure)가 2dB인 경우 수학식 1에서, NF=2dB이므로, F=1.585이다. G=24dB이므로, g=252.2이다. 저잡음 증폭부(120)의 후단에 연결된 감쇠 회로부(130)의 감쇠량(Loss)이 -3dB이고, 잡음지수(Noise Figure)가 3dB인 경우 수학식 2에서, LF=3dB이므로, L=1.995이다. 이를 수학식 3과 수학식 4에 적용하면 전체 잡음인자(Ftotal)는 ＇Ftotal = 1.585+(1.995-1)/252.5 = 1.59＇이고, 전체 잡음지수값(NFtotal)은 ＇NFtotal = 10*log(1.59) = 2.01dB＇이다.
즉, 감쇠 회로부(130)에 의한 잡음지수 증가량은 저잡음 증폭부(120)의 이득만큼 그 영향이 작아진다. 결국 저잡음 증폭부(120)의 후단에 추가된 3dB의 감쇠 회로부(130)가 추가되는 경우, 그에 따른 잡음지수 변화는 0.01dB로 접속노드(100) 수신부에 있는 저잡음 증폭부(120)의 잡음지수를 거의 변화시키지 못하며 따라서 접속노드(100)의 수신용량의 저하도 발생하지 않는다.
WCDMA에서 광중계기의 사용으로 인한 노이즈 상승치는 최대 5dB미만인 것이 일반적이므로, 노이즈 증가 억제를 위해 사용하게 되는 감쇠 회로부(130)의 감쇠량도 최대 5dB수준으로 볼 수 있을 것이다. 이 때, 접속노드(100) 내 저잡음 증폭부(120)의 전체 노이즈는 2.02 dB로 변화량이 0.02dB이 되어 매우 미미하므로, 수신용량의 변화 없이 효과적으로 중계장치(200)로 인한 불요 노이즈를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법을 나타낸 흐름도이다.
접속노드(100)는 수신 안테나(110)를 통해 이동단말로부터 방사되는 전파를 수신한다(S110). 저잡음 증폭부(120)는 안테나(110) 측으로부터 이동단말로부터 수신된 역방향신호를 입력받아서 이에 대한 저잡음 증폭을 수행한다(S120).
저잡음 증폭부(120)를 통과하면서 저잡음 증폭된 역방향신호와 외부의 중계장치(200)를 통해 수신된 역방향신호는 감쇠 회로부(130)의 전단에서 합쳐지며(S130), 감쇠 회로부(130)는 합산 신호를 입력받아서 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠하여 출력하게 된다(S140).
전술한 바와 같이, 감쇠량 조절은 가변저항으로 구성된 감쇠 회로부(130)를 통해 이루어질 수 있으며, 감쇠 회로부(130)는 외부 중계장치(200)로 인해 증가하는 노이즈값 만큼 입력 신호에 감쇠를 주는 것이 효과적이다. 감쇠 회로부(130)의 감쇠량을 결정하기 위한 노이즈값은 필드에서 직접 측정할 수 있다. 또는, 접속노드(100)를 관리하는 중앙 제어 서버(미도시)에 보고되는 접속노드(100) 수신부의 노이즈 자료를 이용해서 가변할 감쇠량을 도출해서 사용할 수도 있을 것이다. 여러 대의 중계장치(200)가 사용되는 경우, 중계장치(200)의 개수가 늘어나면 노이즈량도 그만큼 증가하게 된다. 일 실시예는 증가된 노이즈량에 대응하여 감쇠량을 설정함으로써 중계장치(200)의 수량 증가에 대하여 자동으로 대처할 수 있다.
S140 단계에서의 감쇠량은 S120 단계의 증폭이득과 대비하여 1/10 이하인 것이 바람직하다. 저잡음 증폭부(120)의 이득 대비 상당히 작은(최대 1/10 수준) 감쇠량만을 사용하도록 제한하면 잡음지수의 증가를 미미한 수준으로 유지할 수 있기 때문이다. 중계장치(200)로 인한 노이즈 증가는 수 dB수준이므로 이러한 응용이 가능해질 수 있다.
다른 실시예에서, S140 단계는 도 5와 같이 세분화될 수 있다.
먼저, 접속노드(100)의 감쇠량 조정부(160)는 0 dB에서 5 dB 범위 내에서 일정 간격으로 감쇠량 스텝을 조정하되(S141), 감쇠량 스텝을 조정할 때마다 노이즈값을 산출하여 산출된 노이즈값을 내부의 메모리에 등록한다(S142).
이후, 감쇠량 조정부(160)는 S142 단계에서 산출된 노이즈값을 서로 비교하여 최소 노이즈값을 선택하고, 메모리에서 선택된 최소 노이즈값을 산출할 때 사용된 최적 감쇠량을 검색한 후(S143), 검색된 최적 감쇠량을 감쇠 회로부(130)의 감쇠량으로 설정한다(S144).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 이동통신 시스템에 유용하게 적용할 수 있다.
본 발명의 접속노드 장치 및 그 방법에 따르면, 이동통신 시스템에서 중계기 사용을 통해 커버리지 확장, 경제성 및 유연성 향상 등의 효과를 확보하면서도, 중계기로 인해 발생하는 노이즈를 제거함으로써 노이즈 발생으로 인한 업로드 전송속도 및 수신용량의 감소를 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접속노드 장치의 수신부를 개략적으로 보인 구성도이다.
도 2는 도 1의 노이즈 발생을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 노이즈 제거 기능에 따른 고속 업로드 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 4의 일부 단계를 세분화한 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 이동통신 서비스를 제공하기 위한 접속노드 장치의 수신부에 있어서,
    이동단말로부터 방사되는 전파를 수신하는 수신 안테나;
    상기 수신 안테나를 통해 상기 이동단말로부터 방사된 역방향신호를 입력받아 저잡음 증폭을 수행하는 저잡음 증폭부; 및
    상기 저잡음 증폭부 및 상기 저잡음 증폭부와 병렬로 연결되어 있는 외부 중계장치의 합산 신호를 입력받아서, 상기 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠하여 출력하는 감쇠 회로부를 포함하는 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감쇠 회로부는 가변저항으로 이루어져 감쇠량을 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감쇠 회로부는 상기 외부 중계장치로 인해 증가하는 노이즈값 만큼 입력 신호에 감쇠를 주는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감쇠 회로부는 상기 저잡음 증폭부의 이득과 대비하여 1/10 이하의 감쇠량을 갖는 것을 특징으로 하는 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감쇠 회로부의 감쇠량을 0 dB에서 5 dB 범위 내에서 일정 간격으로 조정하여 노이즈값이 가장 적은 최적 감쇠량을 산출하고, 상기 산출된 최적 감쇠량을 상기 감쇠 회로부의 감쇠량으로 설정하는 과정을 제어하는 감쇠량 조정부를 더 포함하는 노이즈 제거 기능을 갖는 접속노드 장치.
  6. 이동통신 서비스를 제공하는 접속노드 장치 수신부에서의 노이즈 제거 방법에 있어서,
    수신 안테나를 통해 이동단말로부터 방사되는 전파를 수신하는 단계(a);
    상기 이동단말로부터 방사된 역방향신호에 대하여 저잡음 증폭을 수행하는 단계(b); 및
    외부의 중계장치를 통해 수신된 역방향신호와 상기 저잡음 증폭된 역방향신 호의 합산 신호를 입력받아서 상기 입력된 신호의 전력 레벨을 감쇠하여 출력하는 단계(c)를 포함하는 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 감쇠량을 조절할 수 있도록 구성된 가변저항을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 외부 중계장치로 인해 증가하는 노이즈값 만큼 입력 신호에 감쇠를 주는 것을 특징으로 하는 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 감쇠량은 상기 (b) 단계의 증폭이득과 대비하여 1/10 이하인 것을 특징으로 하는 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 (c) 단계는,
    0 dB에서 5 dB 범위 내에서 일정 간격으로 감쇠량 스텝을 조정하는 단계;
    상기 감쇠량 스텝을 조정할 때마다 노이즈값을 산출하여 산출된 노이즈값을 메모리에 저장하는 단계;
    상기 산출된 노이즈값을 서로 비교하여 최소 노이즈값을 선택하고, 상기 선택된 최소 노이즈값을 산출할 때 사용된 최적 감쇠량을 검색하는 단계; 및
    상기 최적 감쇠량을 감쇠량으로 설정하여 사용하는 단계를 포함하는 접속노드 장치의 노이즈 제거 방법.
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