KR20000051464A - Multi-band multi-carrier transmission apparatus in multi-sectored microcellular system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로셀룰라 시스템에서의 다중대역 다중반송파 전송장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 복합광전송망(Hybrid Fiber Radio Network)을 이용한 부반송파다중(SCM: SubCarrier Multiplexing) 전송방식에 기반한 마이크로셀룰라 다중섹터 이동통신 시스템에서 소형화된 각 소형기지국(mBS)들과 기지국 간에 높은 품질을 가지고 동기신호, 제어신호 및 CDMA 신호를 송수신할 수 있는 전송장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multiband multicarrier transmission apparatus in a microcellular system, and more particularly, to a microcellular multisector mobile communication based on a subcarrier multiplexing (SCM) transmission method using a hybrid fiber radio network. The present invention relates to a transmission apparatus capable of transmitting and receiving a synchronization signal, a control signal, and a CDMA signal with high quality between each small base station (mBS) miniaturized in a system and a base station.
종래의 기지국시스템에서는 주, 예비의 GPS(Global Position System) 수신기를 통해 수신한 10 MHz의 신호를 이용해 상하향되는 주파수의 동기 맞추었다. 한편, 종래의 이동통신시스템에서 셀을 마이크로셀화 함에 따라 기지국이 소형화 되어 가고 있으며, 기지국의 소형화로 인한 GPS 안테나의 설치 제한 등에 따라 비동기 방식 또한 모색되고 있다. 그러나, 부호분할다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식의 이동통신시스템이 동기를 기반으로 하기 때문에 소형기지국에 대한 동기화 방식이 필수적이다. 한편, 비동기 방식으로 소형기지국을 구성하는 경우 유연한 소프트 핸드오프 처리에 어려움이 있으며, 시스템의 성능도 이의 성능에 좌우되는 등의 문제점이 있다.In the conventional base station system, a frequency of up and down is synchronized using a 10 MHz signal received through a primary and spare GPS (Global Position System) receiver. Meanwhile, in the conventional mobile communication system, the base station is miniaturized as the cell is microcelled, and the asynchronous method is also sought due to the limitation of the installation of the GPS antenna due to the miniaturization of the base station. However, a synchronization scheme for a small base station is essential because a code division multiple access (CDMA) mobile communication system is based on synchronization. On the other hand, when a small base station is configured in an asynchronous manner, there is a difficulty in flexible soft handoff processing, and the performance of the system also depends on its performance.
이런 문제점을 극복하고자 광전송망 등을 이용해 기준 주파수 및 시각 동기 정보를 중앙에서 원격 소형기지국으로 전송하도록 함으로써, 기지국의 소형화 및 동기 방식을 그대로 유지하면서 전체 시스템의 용량 및 성능을 향상시키기 위한 방안이 제시되고 있으나, 종래의 시스템에서는 기준 주파수의 전송이 쉽지 않은 문제점이 있다. 한편, 기준 주파수를 전송하지 않고 무선주파수(RF)를 직접 각 소형 기지국으로 직접 전송하는 구조가 제시되었으나, 이는 점대점의 형태로 시스템을 구현하여야만 하고, 시스템 구성시 고 비용이 소요된다는 문제점이 있다.In order to overcome this problem, by using the optical transmission network to transmit the reference frequency and time synchronization information from the central to the remote small base station, a method for improving the capacity and performance of the entire system while maintaining the miniaturization and synchronization method of the base station is proposed. However, the conventional system has a problem that the transmission of the reference frequency is not easy. On the other hand, a structure for directly transmitting radio frequency (RF) directly to each small base station without transmitting a reference frequency has been proposed, but this has to implement a system in the form of point-to-point, and there is a problem in that a system cost is high. .
다른 방법으로는 파장분할다중(WDM: Wavelength Division Multiplexing) 방식을 이용하여 점대다(Point to Multi-Point) 형식으로 구성할 수 있으나, 이는 광 전송을 위헤 다수의 광원이 필요하고, 각 소형기지국에서 해당되는 광원의 파장에 설정되도록 하여야 하는데, 이의 조정은 사실상 어렵고, 확정된 형태로만 사용하여야 하고, 현재 다수의 광원을 전송하는 방법에서 기술상의 난점이 해결되지 않은 상태에서 사용하는데 많은 문제점이 있다.Alternatively, the wavelength division multiplexing (WDM) method may be used for point-to-multipoint, but it requires multiple light sources for optical transmission, and in each small base station It should be set to the wavelength of the corresponding light source, its adjustment is virtually difficult, and should be used only in a definite form, there are many problems to use in the state that the technical difficulties in the current method of transmitting multiple light sources are not solved.
CDMA 시스템에서 사용되는 다이버시티 구조에 대한 방법으로 현 무선주파수(RF)를 직접 전송하는 방법에 있어서는 수신쪽에서 파장분할다중(WDM) 방식을 사용하거나, 그렇지 않은 경우 새로운 광선로를 재설치하여 구성할 수 있다. 다른 방법으로는 기준 주파수의 전송이 없으므로 무선주파수(RF) 신호를 다운시키기 위해 발진 신호를 이용하여 주(Primary) 신호와 다이버시티 신호를 분리하여 전송하는 방법이 있다. 즉, 주신호는 무선주파수(RF)로 직접 전송하고, 다이버시티 신호는 중간주파수(IF)로 전송하는 극단적인 방법을 택하고 있다. 이의 경우 다이버시티 신호에서 보면 수신 신호가 비동기 방식이지만, 소형기지국에서 코히어런시가 깨어지고, 다시 기지국에서 깨어지므로 이중적인 신호 품질의 저하가 초래된다.As a method for the diversity structure used in the CDMA system, the method of directly transmitting the current radio frequency (RF) may use a wavelength division multiplexing (WDM) method on the receiving side, or may be configured by reinstalling a new optical path. . As another method, since there is no transmission of the reference frequency, there is a method of separating the primary signal and the diversity signal by using the oscillation signal to down the radio frequency (RF) signal. That is, the extreme method is to transmit the main signal directly at radio frequency (RF) and the diversity signal at intermediate frequency (IF). In this case, although the received signal is asynchronous in the diversity signal, the coherency is broken at the small base station and again at the base station, resulting in a double signal quality degradation.
또한, 무선주파수(RF)로 직접 전송하는 방법에 있어서는 인접 대역에서 들어오는 신호를 모두 광 전송하게 됨으로, 광에서 발생되는 커플링(Clipping) 현상 등을 해결할 수 없어, 다른 아날로그 신호 대역 및 무선 데이타 신호의 영향에 의해 신호의 품질이 저하된다.In addition, in the method of directly transmitting at a radio frequency (RF), since all signals coming from adjacent bands are optically transmitted, a coupling phenomenon generated in light cannot be solved, and thus, other analog signal bands and wireless data signals are not transmitted. The quality of the signal is degraded by the influence of.
따라서, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 소형화된 셀에 주파수 동기 신호를 분배함으로써, 동기 CDMA 방식에 기반한 다중섹터 이동통신 시스템에서 표면탄성파(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터를 이용해 전송되는 신호대역의 특성을 보다 향상시켜 신호 품질의 질적 향상을 도모하고, 커버리지 확대 및 용량을 증대시켜, 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있고, 서비스의 품질을 향상시킨 다중섹터 방식의 마이크로셀룰라 시스템에서의 다중대역 다중반송파 전송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention devised to solve the above problems of the prior art by distributing the frequency synchronization signal to the miniaturized cell, surface acoustic wave (SAW) filter in a multi-sector mobile communication system based on the synchronous CDMA method The multi-sector microcellular system improves the quality of the transmitted signal by improving the quality of the transmitted signal, improves the quality of the signal, expands coverage and capacity, and uses frequency resources efficiently and improves the quality of service. It is an object of the present invention to provide a multiband multicarrier transmission apparatus in a system.
도1은 본 발명이 적용되는 마이크로셀룰라 시스템의 전송장치의 개략적인 제1 예시도.1 is a first schematic illustration of a transmission apparatus of a microcellular system to which the present invention is applied.
도2는 본 발명이 적용되는 마이크로셀룰라 시스템의 전송장치의 개략적인 제2 예시도.Figure 2 is a schematic second exemplary view of a transmission apparatus of a microcellular system to which the present invention is applied.
도3a는 본 발명에 따른 종래 기지국에 설치된 순방향 송신부의 상세 구성도.Figure 3a is a detailed block diagram of a forward transmission unit installed in a conventional base station according to the present invention.
도3b는 본 발명에 따른 종래 기지국에 설치된 역방향 수신부의 상세 구성도.Figure 3b is a detailed configuration of the reverse receiver installed in the conventional base station according to the present invention.
도4a는 본 발명에 따른 소형기지국의 순방향 수신부의 상세 구성도.Figure 4a is a detailed configuration of the forward receiving unit of the small base station according to the present invention.
도4b는 본 발명에 따른 소형기지국의 역방향 송신부의 상세 구성도.4B is a detailed block diagram of a reverse transmission unit of a small base station according to the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
101 : 중앙기지국 제어기(mBSC) 102,203 : 소형기지국(mBS)101: central base station controller (mBSC) 102,203: small base station (mBS)
103,202 : 광전송망 접속부 105,207 : 디지털유닛(DU)103,202: optical transmission network connection 105,207: digital unit (DU)
106 : 전송유닛(TU) 107 : 유지관리유닛(MU)106: transmission unit (TU) 107: maintenance unit (MU)
108,205 : 부반송파변환유닛(SCMU) 201 : 기지국108,205: subcarrier conversion unit (SCMU) 201: base station
204 : 상향 변환기(UPC: UP converter)204: UP converter (UPC)
206 : 하향 변환기(DNC: DowN Converter)206: down converter (DNC: DowN Converter)
208 : 마이크로셀 제어보드(MCB: Microcell Control Board)208: Microcell Control Board (MCB)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다중섹터 방식의 마이크로셀룰라 시스템에서의 다중대역 다중반송파 전송장치에 있어서, 기존 기지국의 무선주파수를 입력받아 각 섹터별로 할당된 중간 주파수 대역으로 변환하고, GPS 수신기의 신호를 이용해 생성된 동기용 기준 주파수와, 각 소형기지국의 제어를 위한 제어신호와, 상기 각 섹터별 중간주파수 신호를 합성하여 전송하는 순방향 송신수단; 상기 순방향 송신수단으로부터 전송된 신호로부터 동기용 기준 주파수, 제어신호, 중간 주파수를 분리하여, 상기 중간 주파수를 1차 하향변환한 다음에, 표면탄성파필터를 이용해 필터링하고, 상기 필터링된 신호를 2차 하향 변환하여 출력하는 순방향 수신수단; 안테나를 통해 수신된 다이버시티 및 주 신호의 무선주파수를 1차 하향변환한 다음에, 상기 표면탄성파필터를 이용해 각각 필터링하고, 상기 필터링된 각각의 신호를 자신에게 할당된 중간주파수 대역으로 2차 상향변환하여, 제어용 신호와 함께 주파수 합성하여 전송하는 역방향 송신수단; 및 상기 역방향 송신수단을 통해 수신된 신호에서 중간주파수 신호와 제어용 신호를 분리하고, 각 섹터별로 주신호와 다이버시티 신호를 각각 무선주파수 신호로 상향변환하여 기존 기지국의 무선주파수 단으로 전송하는 역방향 수신수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in a multi-band multi-carrier transmission apparatus in a multi-sector micro-cellular system, receives the radio frequency of the existing base station and converts to the intermediate frequency band assigned to each sector, GPS receiver Forward transmission means for synthesizing and transmitting the synchronization reference frequency generated by using a signal, a control signal for controlling each small base station, and an intermediate frequency signal for each sector; A synchronization reference frequency, a control signal, and an intermediate frequency are separated from the signal transmitted from the forward transmission means, and the intermediate frequency is first down-converted, then filtered using a surface acoustic wave filter, and the filtered signal is secondary. Forward receiving means for down-converting the output; First, the radio frequency of the diversity and the main signal received through the antenna is first downconverted, and then filtered using the surface acoustic wave filter, respectively, and the second filtered signal is secondarily upstream to an intermediate frequency band allocated thereto. Reverse transmission means for converting and transmitting the frequency synthesized together with the control signal; And receiving an intermediate frequency signal and a control signal from the signal received through the reverse transmission means, and converting the main signal and the diversity signal into radio frequency signals for each sector, respectively, and transmitting them to the radio frequency terminal of the existing base station. A means is provided.
본 발명에 의하면 전송되는 신호의 대역이 중간주파수(IF) 대역이므로 무선주파수(RF) 직접 전송에 의한 문제점을 모두 해결할 수 있고, 중앙에서 기준 주파수를 전송함으로, 신호의 코히어런시도 기존의 기지국 시스템처럼 동일하게 보장할 수 있으며, 또한 아날로그 방식의 무선주파수 신호나 무선 데이타 신호도 표면탄성파(SAW) 필터를 이용해 제거함으로써, 전체적인 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the band of the transmitted signal is an intermediate frequency (IF) band, all the problems caused by the direct transmission of radio frequency (RF) can be solved, and by transmitting the reference frequency from the center, the coherency of the signal is also existing base station. It can be guaranteed the same as the system, and also improves the performance of the overall system by eliminating analog radio frequency signals or radio data signals using surface acoustic wave (SAW) filters.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명이 적용되는 마이크로셀룰라 시스템의 전송장치의 개략적인 제1 예시도로서, 도면에서 101은 중앙기지국 제어기(mBSC), 102는 소형 기지국(mBS), 103은 광전송망 접속부, 104는 GPS 안테나, 105는 디지털 유닛(DU), 106은 전송유닛(TU: Transceiver Unit), 107은 유지관리 유닛(MU: Maintenence Unit), 108은 부반송파변환유닛(SCMU: SubCarrier Modulation Unit)을 각각 나타낸다.1 is a schematic first exemplary diagram of a transmission apparatus of a microcellular system to which the present invention is applied, in which 101 is a central base station controller (mBSC), 102 is a small base station (mBS), 103 is an optical transmission network connection, and A GPS antenna, 105 represents a digital unit (DU), 106 represents a transmission unit (TU), 107 represents a maintenance unit (MU), and 108 represents a subcarrier modulation unit (SCMU).
마이크로셀룰라 시스템에서는 종래 기지국에서 무선주파수(RF) 전단부(Front-end)와 복합광전송 정합모듈 등을 소형기지국(mBS; 102)에 위치시키고, 디지털 모듈에 해당하는 부분과 제어부 등을 중앙기지국 제어기(mBSC; 101)에 위치시켜 중앙 집중식 제어 관리 및 동적 채널 할당 등을 수행한다.In a microcellular system, a radio base (RF) front-end and a compound optical transmission matching module are placed in a small base station (mBS) 102 in a conventional base station, and a part and a controller corresponding to a digital module are controlled by a central base station controller. (mBSC) 101 to perform centralized control management and dynamic channel allocation.
중앙기지국 제어기의 전송유닛(106)은 CDMA 신호의 중간주파수(IF: Intermediate Frequency)를 송수신하며, 수신되는 중간주파수(IF) 신호에는 주(Primary) 및 다이버시티(Diversity) 신호가 포함된다. 디지털유닛(DU; 105)은 GPS 안테나로부터 10MHz의 기준 주파수 톤을 수신하여, 상기 발생된 10MHz 기준 주파수 톤을 부반송파변환유닛(SCMU; 108)으로 제공한다. 또한, 소형기지국(mBS; 102)의 제어를 위한 제어 데이타를 유지관리유닛(MU; 107)과 송수신한다.The transmitting unit 106 of the central base station controller transmits and receives an intermediate frequency (IF) of the CDMA signal, and the received intermediate frequency (IF) signal includes a primary and diversity signal. The digital unit (DU) 105 receives a reference frequency tone of 10 MHz from a GPS antenna and provides the generated 10 MHz reference frequency tone to a subcarrier conversion unit (SCMU) 108. Further, control data for controlling the small base station (mBS) 102 is transmitted and received with the maintenance unit (MU) 107.
유지관리유닛(MU; 107)은 디지털유닛(105)과 정합하여 망의 관리, 소형기지국(mBS)의 상태관리, 소형기지국의 제어, 프로그램 및 데이타베이스 다운로딩, 이득제어를 위한 제어신호들을 주파수천이키잉(FSK: Frequency Shift Keying) 변복조방식을 통해 부반송파변환유닛(108)과 송수신한다.The maintenance unit (MU) 107 matches the digital unit 105 to frequency control signals for network management, state management of a small base station (mBS), control of a small base station, downloading programs and databases, and gain control. Transmit and receive with the subcarrier conversion unit 108 through a frequency shift keying (FSK) modulation and demodulation scheme.
부반송파변환유닛(108)은 CDMA 송수신 신호와, 기준 주파수 톤을 이용해 생성한 기준 주파수 신호, 제어신호들을 합성하여 광전송망을 통해 전송하고, 상기 광전송망을 통해 수신된 신호로부터 CDMA 신호와 제어신호를 분리하여, 각각 상기 전송유닛(106) 및 유지관리유닛(107)으로 제공한다.The subcarrier conversion unit 108 synthesizes the CDMA transmission / reception signal, the reference frequency signal and the control signals generated using the reference frequency tone, and transmits the signal through the optical transmission network, and transmits the CDMA signal and the control signal from the signal received through the optical transmission network. Separately, provided to the transfer unit 106 and the maintenance unit 107, respectively.
도2는 본 발명이 적용되는 마이크로셀룰라 시스템의 전송장치의 개략적인 제2 예시도로서, 이는 현재 설치된 기지국 시스템(BTS; 201)을 그대로 이용하는 경우에 있어서의 전송장치의 구현 예를 보인 것이다.FIG. 2 is a schematic second exemplary diagram of a transmission apparatus of a microcellular system to which the present invention is applied, which shows an example of an implementation of the transmission apparatus in the case of using the currently installed base station system (BTS) 201 as it is.
순방향 전송의 경우의 살펴보면, 부반송파변환유닛(205)은 상향 변환기(UPC; 204)의 출력을 입력받거나, 선형전력증폭기(LPA: Linear Power Amplifier) 출력단의 방향성 결합기로부터 출력된 신호를 입력받아 중간주파수(IF: Intermediate Frequency)로 변환한 다음에, 광신호로 변환하여 각 소형기지국(203)으로 전송한다. 이 때, 10MHz의 기준 주파수 혹은 이의 변환신호 및 제어 신호가 CDMA 중간주파수 신호와 주파수 합성되어 각 소형기지국(mBS; 203)으로 전송된다.In the case of the forward transmission, the subcarrier conversion unit 205 receives the output of the up converter (UPC) 204 or receives the signal output from the directional coupler of the linear power amplifier (LPA) output stage. After converting to IF (Intermediate Frequency), it is converted into an optical signal and transmitted to each small base station (203). At this time, a reference frequency of 10 MHz or a converted signal and a control signal thereof are frequency synthesized with the CDMA intermediate frequency signal and transmitted to each small base station (mBS) 203.
역방향 전송의 경우를 살펴보면, 각 소형기지국(mBS; 203)으로부터 전송망을 통해 주신호와 다이버시티 신호의 중간 주파수로 각각 전송된 신호는 부반송파변환유닛(205)에서 수신되고, 부반송파변환유닛(205)은 어 각각 다른 중간 주파수 대역으로 전송된 주신호와 다이버시티 신호를 원래의 무선주파수(RF) 신호로 상향 변환하여 지기국의 하향 변환기(206)로 제공한다. 디지털유닛(207)은 GPS 안테나를 통해 수신된 기준 주파수 톤을 제공하고, 각종 제어신호를 마이크로셀 제어보드(208)와 송수신한다. 마이크로셀 제어보드(208)는 부반송파변환유닛(205)을 통해 원격 소형기지국을 제어하기 위한 제어신호를 송수신한다.Referring to the case of the reverse transmission, the signal transmitted from each small base station (mBS) 203 through the transmission network at the intermediate frequency of the main signal and the diversity signal is received by the subcarrier conversion unit 205, the subcarrier conversion unit 205 In other words, the main signal and the diversity signal transmitted in different intermediate frequency bands are up-converted to the original radio frequency (RF) signal and provided to the down converter 206 of the base station. The digital unit 207 provides a reference frequency tone received through the GPS antenna and transmits and receives various control signals with the microcell control board 208. The microcell control board 208 transmits and receives a control signal for controlling the remote small base station through the subcarrier conversion unit 205.
도3a는 본 발명에 따른 기지국 시스템에서 출력되는 무선주파수(RF) 송신 신호를 원하는 대역으로 변환시켜 각 소형기지국(mBS)로 전송하기 위한 종래 기지국에 설치된 순방향 송신부의 구성도로서, 도면에서 301은 가변 감쇄기, 302, 306은 증폭기, 303은 혼합기, 304는 국부발진기(LO: Local Oscillator), 305는 대역통과필터, 307은 기준주파수 발생기, 308은 모뎀(MODEM), 309는 주파수 합성기, 310은 전/광 변환기를 각각 나타낸다.3A is a configuration diagram of a forward transmitter installed in a conventional base station for converting a radio frequency (RF) transmission signal output from a base station system according to the present invention into a desired band and transmitting it to each small base station (mBS). Variable attenuator, 302, 306 is an amplifier, 303 is a mixer, 304 is a local oscillator (LO), 305 is a bandpass filter, 307 is a reference frequency generator, 308 is a modem, 309 is a frequency synthesizer, 310 is An all-optical converter is shown, respectively.
기존 기지국으로부터 수신된 무선주파수를 중간 주파수로 변환하는 기능부는 각 섹터별로 대응되어, 섹터수만큼 구비되며, 각 섹터별로 서로 다른 중간 주파수 대역으로 변환된다. 무선주파수를 중간 주파수로 변환하는 기능부는 가변 감쇄기(301), 제1 증폭기(302), 국부 발진기(304), 주파수 혼합기(303), 대역통과필터(305), 제2 증폭기(306)로 구성된다.A function unit for converting a radio frequency received from an existing base station into an intermediate frequency corresponds to each sector, and is provided by the number of sectors, and is converted into a different intermediate frequency band for each sector. The function unit for converting a radio frequency into an intermediate frequency includes a variable attenuator 301, a first amplifier 302, a local oscillator 304, a frequency mixer 303, a bandpass filter 305, and a second amplifier 306. do.
가변 감쇄기(301)는 입력되는 신호의 세기에 따라 각 전송 구조에서 원하는 신호의 레벨로 셋팅하기 위해 필요한 부분으로, 이는 기존 기지국의 상향 변환기로부터 입력된 무선주파수(RF) 신호의 레벨을 조정하여 제1 증폭기(302)로 공급한다.The variable attenuator 301 is a part necessary for setting the desired signal level in each transmission structure according to the strength of the input signal, which is adjusted by adjusting the level of the RF signal input from the upconverter of the existing base station. 1 is supplied to the amplifier 302.
제1 증폭기(302)는 적정 레벨로 맞추어진 가변 감쇄기(301)의 출력 신호를 증폭하여 혼합기(303)로 제공한다. 혼합기(303)는 제1 증폭기(302)의 출력과 국부 발진기(304)의 출력을 혼합하여 원하는 중간 주파수 대역으로 변환시킨다. 대역통과필터(305)는 각 섹터별로 할당된 중간 주파수 대역만을 필터링하기 위한 것으로, 이는 국부 발진기(304)에 의해 생성된 불요 주파수를 억제하는 역할을 겸한다. 제2 증폭기(306)는 대역통과필터(305)의 출력을 다시 증폭하여 출력한다. 기준주파수 발생기(307)는 GPS 수신기를 통해 수신된 10MHz의 기준 주파수를 이용하여 각 소형기지국에 제공하기 위한 동기용 기준 주파수 신호를 생성한다. 그리고, 모뎀(308)은 프로세서와 연결되어 제어신호를 변복조하는 기능을 수행한다.The first amplifier 302 amplifies the output signal of the variable attenuator 301 set to an appropriate level and provides it to the mixer 303. The mixer 303 mixes the output of the first amplifier 302 with the output of the local oscillator 304 and converts it to the desired intermediate frequency band. The bandpass filter 305 is for filtering only the intermediate frequency band allocated to each sector, which serves to suppress unwanted frequencies generated by the local oscillator 304. The second amplifier 306 amplifies and outputs the output of the bandpass filter 305 again. The reference frequency generator 307 generates a synchronization reference frequency signal for providing to each small base station by using the reference frequency of 10 MHz received through the GPS receiver. The modem 308 is connected to the processor to perform a function of demodulating and demodulating the control signal.
주파수 합성기(309)는 각 섹터별로 생성된 중간주파수 신호와, 기준 주파수 발생기에 의해 생성된 기준 주파수 신호, 그리고 제어신호를 주파수 합성하여 하나의 신호로 출력한다. 전/광 변환기(310)는 주파수 합성기(309)의 출력을 광신호로 변환하여 광 전송망을 통해 각 소형기지국으로 전송한다.The frequency synthesizer 309 frequency synthesizes the intermediate frequency signal generated for each sector, the reference frequency signal generated by the reference frequency generator, and the control signal to output one signal. The pre / optical converter 310 converts the output of the frequency synthesizer 309 into an optical signal and transmits it to each small base station through the optical transmission network.
상기와 같은 순방향 송신부에서 중요한 부분은 가변 감쇄기(301)와 국부 발진기(304)와 주파수 혼합기(303)로 이루어진 주파수 변환기에 있다. 이에 의해 각 전송 구조에서 신호레벨을 조정하고, 할당된 주파수 대역으로 임의적으로 가변할 수 있다.An important part of such a forward transmitter is in a frequency converter consisting of a variable attenuator 301, a local oscillator 304 and a frequency mixer 303. This allows the signal level to be adjusted in each transmission structure and can be arbitrarily varied to the assigned frequency band.
도3b는 본 발명에 따른 각 소형기지국으로부터 수신된 중간주파수 신호를 원래의 무선주파수 신호로 변환하여 기존 기지국 시스템의 하향 변환기로 입력시키는 역방향 기존 기지국에 설치된 역방향 수신부의 구성도로서, 도면에서 320은 광/전 변환기, 321은 전력 분배기, 322는 모뎀, 323은 전력 분배기, 324-1, 324-2, 328-1, 328-2는 대역통과필터, 325-1, 325-2, 329-1, 329-2는 증폭기, 326-1, 326-2는 국부 발진기, 327-1, 327-2는 주파수 혼합기, 330-1, 330-2는 가변 감쇄기를 각각 나타낸다.3b is a configuration diagram of a reverse receiver installed in an uplink existing base station converting an intermediate frequency signal received from each small base station according to the present invention into an original radio frequency signal and inputting it to a down converter of an existing base station system. Opto-electric converter, 321 is power divider, 322 is modem, 323 is power divider, 324-1, 324-2, 328-1, 328-2 is bandpass filter, 325-1, 325-2, 329-1 329-2 denotes an amplifier, 326-1 and 326-2 denote local oscillators, 327-1 and 327-2 denote frequency mixers, and 330-1 and 330-2 denote variable attenuators.
본 발명에 따른 역방향 수신부 또한 각 섹터별로 대응되는 주파수 변환 기능부가 존재하며, 각 주파수 변환 기능부는 주신호와 다이버시티 신호를 위해 동일한 구성을 갖는 두개의 수신경로가 구비된다.The reverse receiver according to the present invention also has a frequency conversion function corresponding to each sector, and each frequency conversion function is provided with two reception paths having the same configuration for the main signal and the diversity signal.
광섬유를 통해 각 소형기지국으로부터 전송된 신호는 광/전 변환기(320)에 의해 전기적 신호로 변환되고, 이 전기신호는 전력 분배기(321)에 의해 다수개의 신호로 분배되어 각 섹터별 주파수 변환 기능부와 모뎀(322)으로 입력된다. 모뎀(322)은 전력 분배기(321)에 의해 분배된 신호 중 제어신호를 추출하여 복조한 다음에 프로세서로 공급한다. 이기서, 광/전 변환기(320)의 후단에는 저잡음증폭기(LNA)가 구비될 수 있다.The signal transmitted from each small base station through the optical fiber is converted into an electrical signal by the opto-electric converter 320, and the electrical signal is divided into a plurality of signals by the power splitter 321 to provide a frequency conversion function for each sector. And the modem 322. The modem 322 extracts and demodulates a control signal among the signals distributed by the power divider 321 and supplies the demodulated signal to the processor. Here, a low noise amplifier (LNA) may be provided at the rear end of the photoelectric converter 320.
각 섹터별 주파수 변환 모듈로 입력된 신호는 전력 분배기(323)에 의해 다시 주신호와 다이버시티 신호로 나뉘어져 각 대역의 대역통과필터(324-1, 324-2)로 입력된다. 각 대역통과필터(324-1, 324-2)로 입력된 신호는 1차 필터링된 다음에 각각의 증폭기(325-1, 325-2)에 의해 1차 증폭된다. 각각의 국부 발진기(326-1, 326-2)는 발진신호를 생성하고, 각각의 주파수 혼합기(327-1, 327-2)는 각각의 국부 발진기(326-1, 326-2)의 출력과 각각의 증폭기(325-1, 325-2)의 출력을 혼합하여 중간 주파수 신호를 무선주파수 신호로 변환한다. 각각의 대역통과필터(328-1, 328-2)는 각각의 주파수 혼합기(327-1, 327-2)의 출력을 각각의 원하는 무선주파수 대역으로 필터링하고, 각각 필터링된 신호는 각각의 증폭기(329-1, 329-2)에 의해 증폭된다. 각 증폭기(329-1, 329-2)의 출력은 기존 기지국의 하향 변환기로 입력되는 신호 레벨을 조정하기 위해 가변 감쇄기(330-1, 330-2)에 의해 그 신호 레벨이 조절된다.The signal input to the frequency conversion module for each sector is divided into a main signal and a diversity signal by the power divider 323 and input to the band pass filters 324-1 and 324-2 of each band. The signals input to the band pass filters 324-1 and 324-2 are first filtered and then first amplified by the respective amplifiers 325-1 and 325-2. Each local oscillator 326-1, 326-2 generates an oscillation signal, and each frequency mixer 327-1, 327-2 is coupled with the output of each local oscillator 326-1, 326-2. The outputs of the respective amplifiers 325-1 and 325-2 are mixed to convert the intermediate frequency signal into a radio frequency signal. Each bandpass filter 328-1, 328-2 filters the output of each of the frequency mixers 327-1, 327-2 to each desired radio frequency band, and each filtered signal is subjected to a respective amplifier ( 329-1, 329-2). The outputs of the respective amplifiers 329-1 and 329-2 are adjusted by the variable attenuators 330-1 and 330-2 to adjust the signal level input to the down converter of the existing base station.
도4a는 본 발명에 따른 소형기지국의 순방향 수신부의 구성도로서, 도면에서 401은 광/전 변환기, 402는 주파수 분배기, 403, 414은 가변 감쇄기, 404, 408, 412는 증폭기, 405, 409는 전력 분배기, 406, 410은 국부 발진기(LO), 407은 표면탄성파필터, 411, 413은 대역통과필터, 415는 기준주파수 복원기, 416은 모뎀을 각각 나타낸다.4A is a configuration diagram of a forward receiving unit of a small base station according to the present invention, in which 401 is an opto-electric converter, 402 is a frequency divider, 403 and 414 are variable attenuators, 404, 408, and 412 are amplifiers, 405 and 409 The power divider 406 and 410 represent a local oscillator LO, 407 a surface acoustic wave filter, 411 and 413 a bandpass filter, 415 a reference frequency recoverer and 416 a modem.
기준 주파수, 제어 신호 및 CDMA 신호가 포함된 광신호는 광/전 변환기(401)에 의해 전기적 신호로 변환되고, 전력 분배기(402)를 통해 분배된다. 기준 주파수 복원기(415)는 전력 분배기(402)를 통해 분배된 기준 주파수 신호의 위상을 복원하여 각 주파수 합성기의 기준 주파수로 제공한다. 그리고, 모뎀(416)은 제어신호를 복조하여 프로세서로 공급한다. 전력 분배기(402)에 의해 분배된 CDMA 신호는 가변감쇄기(403)에 의해 그 신호 레벨이 조정되어, 신호의 세기에 따른 스퓨리어스 특성 및 상호 변조 특성이 제한된 다음에, 증폭기(404)로 입력된다. 증폭기(404)는 입력된 신호를 증폭하여 1차 주파수 변환기의 주파수 혼합기(405)로 공급한다. 주파수 혼합기(405)는 국부 발진기(406)의 발진 신호와 혼합하여 1차 주파수 변환하여 출력한다. 1차 주파수 변환된 신호는 표면탄성파필터(407)에 의해 원하는 대역의 상향변환 신호만이 필터링된다. 여기서, 필터의 대역은 제공하는 서비스대역에 따라 변경될 수 있으며 사업자당 할당된 대역에 따라 결정된다. 예를 들어 에스케이 텔레콤 4MHz 대역의 서비스를 위해서는 포면탄성파필터의 대역은 CDMA 3개의 FA(Frequency Assignment)를 수용하는 대역의 필터이다. 표면탄성파필터는 스커트 특성이 좋으므로, 인접대역의 신호를 억제시켜 선택된 대역만을 걸러내는 역할을 한다. 이로 인해 신호의 스퓨리어스 및 상호 변조 특성을 향상시킬 수 있으며, 인접 대역의 신호를 완전히 제거할 수 있다. 표면탄성파필터(407)를 통과한 신호는 감쇄가 심하므로, 증폭기(408)를 통해 증폭시켜 출력한다. 증폭기(408)의 출력은 다시 주파수 혼합기(409)에 의해 국부 발진기(410)의 출력과 혼합되어 제2 주파수 변환된다. 주파수 혼합기(409)의 출력은 기존 CDMA 신호의 4MHz 대역의 상향 변환된 주파수이다. 여기서, 주파수 혼합기의 출력을 마음대로 변환시킬 수 있으므로, 실제 CDMA 전체의 모든 대역으로 신호를 전송할 수 있다. 이때는 최종단의 필터가 모든 대역을 수용할 수 있는 필터로 바뀌어야 한다. 대역통과필터(411)는 주파수 혼합기(409)의 출력을 억제하는 역할을 하며, 대역통과필터(411)를 통과한 신호는 증폭기(412)를 통해 증폭된다. 그리고, 다시 대역통과필터(413)에 의해 인접대역 및 전체 대역에서 발생되는 대역 외 스퓨리어스가 제거되어, 고전력증폭기(HPA: High Power Amplifier)나 선형전력증폭기(LPA)의 입력된 신호중 다른 성분으로 인해 출력이 출렁거리는 현상을 방지한다. 가변 감쇄기(414)는 대역통과필터(413)에 의해 필터링된 신호의 레벨을 조정하여, 고전력증폭기(HPA)나 선형전력증폭기(LPA)로 입력되는 신호의 레벨을 맞추어 주는 역할을 수행한다. 대역통과필터 411은 CDMA의 전체 25MHz 대역을 수용할 수 있으나, 대역통과필터 413은 서비스되는 대역만을 수용하도록 한다.The optical signal including the reference frequency, the control signal, and the CDMA signal is converted into an electrical signal by the optical / electric converter 401 and distributed through the power divider 402. The reference frequency recoverer 415 restores the phase of the reference frequency signal distributed through the power divider 402 and provides the reference frequency of each frequency synthesizer. The modem 416 demodulates the control signal and supplies it to the processor. The CDMA signal distributed by the power divider 402 is input to the amplifier 404 after its signal level is adjusted by the variable attenuator 403 to limit the spurious and intermodulation characteristics according to the signal strength. The amplifier 404 amplifies the input signal and supplies it to the frequency mixer 405 of the primary frequency converter. The frequency mixer 405 mixes the oscillation signal of the local oscillator 406 and outputs the first frequency conversion. In the first frequency converted signal, only the upconverted signal of a desired band is filtered by the surface acoustic wave filter 407. Here, the band of the filter may be changed according to the service band provided and determined according to the band allocated per operator. For example, for the service of SK Telecom 4MHz band, the surface acoustic wave filter band is a filter of a band that accommodates CDMA three FA (Frequency Assignment). Since the surface acoustic wave filter has a good skirt characteristic, the surface acoustic wave filter suppresses a signal of an adjacent band and filters only the selected band. This improves the spurious and intermodulation characteristics of the signal and completely eliminates signals in adjacent bands. Since the signal passing through the surface acoustic wave filter 407 is severely attenuated, it is amplified and output through the amplifier 408. The output of the amplifier 408 is again mixed with the output of the local oscillator 410 by the frequency mixer 409 to be second frequency converted. The output of the frequency mixer 409 is an upconverted frequency of the 4MHz band of the existing CDMA signal. Here, the output of the frequency mixer can be freely converted, so that the signal can be transmitted in all bands of the actual CDMA. In this case, the filter of the last stage should be changed to a filter that can accommodate all bands. The bandpass filter 411 serves to suppress the output of the frequency mixer 409, and the signal passing through the bandpass filter 411 is amplified by the amplifier 412. In addition, the band pass filter 413 removes out-of-band spurious generated in the adjacent band and the entire band, and is caused by other components of the input signal of the high power amplifier (HPA) or the linear power amplifier (LPA). This prevents the output from fluttering. The variable attenuator 414 adjusts the level of the signal filtered by the bandpass filter 413 to adjust the level of the signal input to the high power amplifier (HPA) or the linear power amplifier (LPA). The bandpass filter 411 can accommodate the entire 25MHz band of the CDMA, but the bandpass filter 413 only accommodates the serviced band.
도5는 본 발명에 따른 소형기지국의 역방향 송신부의 구성도이다.5 is a block diagram of a reverse transmission unit of a small base station according to the present invention.
안테나로부터 수신되는 주신호 및 다이버시티 신호는 수신 캐버티 필터(501, 502)를 통해 필터링 다음에, 저잡음 증폭기(503, 504)에 의해 증폭된다. 그리고, 주파수 혼합기(505, 507)는 각각 증폭된 신호를 국부 발진기(506, 508)의 발진 신호와 합성하여 표면탄성파필터(509, 510)의 대역으로 주파수 변환한다. 표면탄성파필터는 스커트 특성이 우수하므로, 인접대역에서 수신되는 다른 성분의 신호, 예를 들어 주파수 공용통신 대역의 주파수 및 아날로그 이동전화 대역의 주파수를 대부분 억제하는 역할을 수행한다. 이를 채용함으로써, 기지국의 연동시험 항목에 있는 단일 톤 둔감도 및 상호 변조 제한의 기준을 만족할 수 있다. 각각의 표면탄성파필터(509,510)에 의해 필터링되면서 감쇄된 신호는 각각의 증폭기(511,512)에 의해 증폭된다.The main and diversity signals received from the antenna are amplified by the low noise amplifiers 503 and 504 after filtering through the receive cavity filters 501 and 502. The frequency mixers 505 and 507 synthesize the amplified signals with the oscillation signals of the local oscillators 506 and 508, respectively, and frequency convert the signals into bands of the surface acoustic wave filters 509 and 510. Since the surface acoustic wave filter has excellent skirt characteristics, the surface acoustic wave filter serves to suppress most of signals of other components received in the adjacent band, for example, the frequency of the frequency common communication band and the frequency of the analog mobile telephone band. By employing this, it is possible to satisfy the criteria of single tone insensitivity and intermodulation restriction in the interworking test item of the base station. The attenuated signals are filtered by the respective surface acoustic wave filters 509 and 510 and amplified by the respective amplifiers 511 and 512.
증폭기(511,512)에 의해 증폭된 신호는 다시 주파수 혼합기(513, 515)에서 국부 발진기(514,516)의 발진신호와 혼합되어 원하는 소형기지국의 중간주파수 대역으로 하향 변환된다. 수신 대역은 주신호와 다이버시티 신호의 대역이 서로 분리되어 있다. 이렇게 2차 주파수 변환된 신호는 각각의 대역통과필터(517, 518)를 통해 대역외 스퓨리어스가 억제되고, 각 대역통과필터(517,518)의 출력은 적정 레벨의 광신호로 변환하기 위해 가변감쇄기(519,520)에 의해 그 출력 레벨이 조정된다. 그리고, 가변 감쇄기(519,520)의 출력은 각각의 증폭기(521,522)에 의해 증폭된다. 주파수 합성기(523)는 각각의 증폭기(521,522)에 의해 증폭된 주신호 및 다이버시티 중간주파수신호와 모뎀을 통해 변조된 제어신호를 합성하고, 전/광 변환기(525)는 주파수 합성된 전기적 신호를 광 신호로 변환하여 광 전송로를 통해 기존 기지국으로 송신한다.The signals amplified by the amplifiers 511 and 512 are again mixed with the oscillation signals of the local oscillators 514 and 516 in the frequency mixers 513 and 515 and downconverted to the intermediate frequency band of the desired small base station. In the reception band, the bands of the main signal and the diversity signal are separated from each other. This second frequency converted signal is suppressed out-of-band spurious through each band pass filter (517, 518), the output of each band pass filter (517, 518) variable attenuator (519, 520) in order to convert to an appropriate level of optical signal ), The output level is adjusted. The outputs of the variable attenuators 519 and 520 are amplified by the respective amplifiers 521 and 522. The frequency synthesizer 523 synthesizes the main signal amplified by the respective amplifiers 521 and 522 and the diversity intermediate frequency signal and the control signal modulated by the modem, and the pre / optical converter 525 converts the frequency synthesized electrical signal. The signal is converted into an optical signal and transmitted to an existing base station through an optical transmission path.
한편, 본 발명에서는 약 11MHz 대역을 사용할 시에는 수신 캐버티 필터를 사용한 후, 대역통과필터를 첨가시켜 사용하며, 이의 대역을 주파수 변환함으로써 원하는 대역으로 전송이 가능해지며, 이는 중간주파수 대역에서 한 것과 동일한 개념으로 처리될 수 있으며, PCS 대역에 대한 서비스도 같은 방식으로 처리를 할 수 있다.On the other hand, in the present invention, when using the 11MHz band, the reception cavity filter is used, and then a bandpass filter is added, and the band can be transmitted to a desired band by frequency converting, which is the same as that of the intermediate frequency band. The same concept can be processed, and services for the PCS band can be processed in the same manner.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 다중 대역의 다중반송파 순방향 전송에 있어서, 표면탄성파필터를 이용해 스퓨리어스 및 상호 변조 특성을 향상시켜, 소형기지국에서 수신된 신호를 우수한 선택도를 가지고 대역을 선별할 수 있고, 인접 채널 선택도가 월등하게 향상되어, 신호의 다이나믹 범위가 증가되고, 이들로 인해 신호 품질이 향상되고, 커버리지 확대 및 가입자의 증대를 가져올 수 있다.According to the present invention as described above, in the multi-band multi-carrier forward transmission, the surface acoustic wave filter is used to improve the spurious and intermodulation characteristics, so that the band received from the small base station can be selected with excellent selectivity. Adjacent channel selectivity is greatly improved, resulting in an increased dynamic range of the signal, resulting in improved signal quality, increased coverage, and increased subscribers.
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