JP2016533132A

JP2016533132A - 遠隔無線装置

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Publication number: JP2016533132A
Application number: JP2016540817A
Authority: JP
Inventors: ドゥク−ヨン・キム; バ−ムク・ジョン; サン−ヒョ・カン
Original assignee: ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2034-09-05
Also published as: JP6223582B2; CN105556876A; US20160191164A1; CN105556876B; KR102116539B1; US9871593B2; KR20150028680A

Abstract

本発明による遠隔無線装置は、少なくとも１つの光信号を少なくとも１つの電源と統合し、統合された光信号を受信する少なくとも１つの統合接続端子と、統合接続端子から電源を受信し、受信された電源を対応する遠隔無線装置の内部の駆動電源に変換し、変換された電源を供給する電源供給部と、統合接続端子から出力される光信号を受信し、受信された光信号を電気信号に変換する光電／電光変換部と、光電／電光変換部で変換された電気信号を予め構成された信号復調フォーマットに従って復元するフレーマと、記フレーマから出力される信号を受信し、ディジタルレベルでレベル調節及び波形調節を実行するディジタル信号処理部と、ディジタル信号処理部から出力される信号を高周波の無線送信信号に変換し、前記変換された信号を高出力で増幅し、増幅された信号をアンテナに出力する送受信信号変換モジュールとを有する。

Description

本発明は、無線通信（例えば、ＰＣＳ、セルラー、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＬＴＥなど）ネットワークにおいて、基地局、中継局、又は小型基地局のような無線接続ノード（WirelessAccessnode）システムに関し、特に、無線接続ノードシステムにおいてアンテナに設置される遠隔無線装置（RemoteRadioHead：ＲＲＨ）に関する。

通常、基地局のような無線接続ノードシステムは、送受信信号処理のための基地局本体と複数の放射素子とを含み、無線信号を送受信するアンテナで区分されてきた。基地局本体は、地上の低い位置に設置され、アンテナは、建物の屋上又はタワーのような高い位置に設置され、基地局本体は、給電ケーブルを通してアンテナに接続される。

最近では、無線信号を処理するための装置の小型及び軽量化に従うタワーの設置の容易性の増大のおかげで、信号がアンテナと基地局本体との間で送信される時のケーブル損失を補償できるように、送受信無線信号を処理する遠隔無線装置（ＲＲＨ）をアンテナの前端に設置する構造が広く適用されている。

すなわち、送受信信号の処理のための基地局本体は、ＲＦ信号処理部分及びベースバンド信号処理部分に分けられ、ベースバンド信号処理部分だけが基地局本体に含まれ、ＲＦ信号処理部分は、遠隔無線装置に含まれる。この場合に、基地局本体は、“ベースバンド信号処理装備”とみなされる。このとき、通常、基地局本体部分（ベースバンド信号処理装備）は、相互の送信信号損失を防止するために光通信方式で送受信信号を伝達する光ケーブルと遠隔無線装置の動作電源を供給するための電源供給ケーブルである同軸ケーブルとを通して遠隔無線装置に接続される。

図１は、遠隔無線装置が設置される基地局の概略的な全ブロック構成の一例を示す図である。図１の例では、基地局が対応するセルを３つのセクタに区分し、サービスを提供する構造を説明する。図１を参照すると、第１乃至第３のアンテナ１１、１２、１３のそれぞれは、セクタ別にタワーの支柱に設置され、第１乃至第３の遠隔無線装置２１、２２、２３のそれぞれは、第１乃至第３のアンテナ１１、１２、１３のそれぞれに設置される。光通信方式で送受信信号の送信のための第１乃至第３の光ケーブル２１３、２２３、２３３は、第１乃至第３の遠隔無線装置２１、２２、２３とベースバンド信号処理装備１との間で電源供給のための第１乃至第３の同軸ケーブル２１４、２２４、２３４に接続される。

図１に示すように、３つのセクタを有する構造の基地局において、３つの光ケーブル２１３、２２３、２３３及び３つの同軸ケーブル２１４、２２４、２３４は、ベースバンド信号処理装備１と遠隔無線装置２１、２２、２３との間に設置されることにより、比較的大きい数である総６個のケーブルが設置されなければならない。上述したように、設置ケーブルの数の増加は、高所作業が行われるケーブル接続作業をより難しくし、特に、ケーブルの設備コスト及び据え付けコストを相当に増加させる。

図２は、図１に示した第１の遠隔無線装置２１の構成を示す底面図である。図２を参照すると、遠隔無線装置２１は、１つ以上の光ケーブル（のコネクタ）を接続するための１つ以上の光ケーブル接続端子（ソケット）２１１及び同軸ケーブル（のコネクタ）を接続するための同軸ケーブル接続端子（ソケット）２１２を含む。図２は、４つの光ケーブル接続端子２１１が含まれる一例を示し、例えば、ＬＴＥ−Ａサービスサポートのために要求される大容量のデータ送信規格を満足させるために複数（すなわち、４個）の光ケーブルが設置される構造である。

上述したように、複数の光ケーブルは、遠隔無線装置２１、２２、２３のそれぞれに接続される。この場合に、ケーブル接続作業及びケーブルの設備及び据え付けコストが増加するという問題があった。

本発明の目的は、少なくとも上述した問題点及び／又は課題に取り組み、少なくとも以下の便宜を提供することにある。すなわち、本発明の目的は、ベースバンド信号処理装備及び接続ケーブルの数を減少させることにより、設置作業及びコストを節減させることができる遠隔無線装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、遠隔無線装置が提供される。上記遠隔無線装置は、少なくとも１つの光信号を少なくとも１つの電源とを統合し、上記統合された光信号を受信する少なくとも１つの統合接続端子と、上記統合接続端子から電源を受信し、上記受信された電源を対応する遠隔無線装置の内部の駆動電源に変換し、上記変換された電源を供給する電源供給部と、上記統合接続端子から出力される光信号を受信し、上記受信された光信号を電気信号に変換する光電／電光変換部と、上記光電／電光変換部で変換された電気信号を予め構成された信号復調フォーマットに従って復元するフレーマと、上記フレーマから出力される信号を受信し、ディジタルレベルでレベル調節及び波形調節を実行するディジタル信号処理部と、上記ディジタル信号処理部から出力される信号を高周波の無線送信信号に変換し、上記変換された信号を高出力で増幅し、上記増幅された信号をアンテナに出力する送受信信号変換モジュールとを含むことを特徴とする。

本発明による遠隔無線装置は、ベースバンド信号処理装備及び接続ケーブルの数を減少させることにより、設置作業及びコストを減少させることができる。

本発明の他の目的、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面及び本発明の実施形態からなされた以下の詳細な説明から、この分野の当業者に明確になるはずである。

遠隔無線装置が設置される基地局の概略的な全ブロック構成の一例を示す図である。図１に示した第１の遠隔無線装置の構成を示す底面図である。本発明の一実施形態による遠隔無線装置が設置される基地局の概略的な全ブロックの構成を示す例示図である。図３に示した光電ハイブリッドケーブルを示す内部の断面図である。図３に示した第１の遠隔無線装置の構成を示す底面図である。本発明の一実施形態による遠隔無線装置の詳細な構成を示すブロック図である。

本発明の実施形態の上述した及び他の様相、特徴、及び利点は、添付の図面が併用された以下の詳細な説明から、より一層明らかになるだろう。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付した図面を参照して詳しく説明する。また、以降の説明では、具体的な特定事項を示しているが、これは、本発明のより全般的な理解を助けるべく提供しただけであって、このような特定事項なしでも本発明が実施できることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には自明である。

図３は、本発明の一実施形態による遠隔無線装置が設置された基地局の概略的な全ブロック構成を示す図であり、図３の例では、基地局が対応するセルを３つのセクタに区分し、サービスを提供する構造が説明される。図１を参照すると、第１乃至第３のアンテナ１１、１２、１３のそれぞれは、セクタ別にタワーの支柱に設置され、本発明の一実施形態による第１乃至第３の遠隔無線装置３１、３２、３３のそれぞれは、第１乃至第３のアンテナ１１、１２、１３のそれぞれに設置される。第１乃至第３の遠隔無線装置３１、３２、３３及びベースバンド信号処理装備１は、第１乃至第３の光電ハイブリッドケーブル４１、４２、４３のそれぞれを通して接続される。

第１乃至第３の光電ハイブリッドケーブル４１、４２、４３のそれぞれは、光ファイバー及び電源供給線路が複合的に構成され、光ファイバーを通して光通信方式で送受信信号を送信し、電源供給線路を用いて電源供給を提供する構造を有する。

図４は、図３に示した第１の光電ハイブリッドケーブル４１を示す内部の断面図である。図４を参照すると、第１の光電ハイブリッドケーブル４１は、その内部の中心部に配置される一対の電源供給線路４１１を有し、複数（図５の例では、４個）の光ファイバー４１２は、充填剤４１３により相互に適切に離隔されつつ電源供給線路４１１の周辺に位置する。また、電源供給線路の最外側は、被覆４１４により包まれる。複数の光ファイバー４１２は、それぞれ光ファイバーの束により効率的に具現される。また、複数の光ファイバー４１２の個数は、対応するアンテナの構造及び信号送信規格に従って適切に設定される。

図４に示すように、第１の光電ハイブリッドケーブル４１が構成され、図３に示した第２及び第３の光電ハイブリッドケーブル４２及び４３も同様に構成される。

図５は、図３に示した第１の遠隔無線装置３１の構成を示す底面図である。図５を参照すると、従来技術とは異なり、遠隔無線装置３１は、図４に示すような光電ハイブリッドケーブル（のコネクタ）４１に接続されるための１つの統合接続端子（ソケット）３１１を含む。統合接続端子３１１に関する技術の例では、２００９年１１月２７日に特許出願された韓国特許出願第１０−２００９−０１１５５３９号（発明の名称：光電ハイブリッドコネクタ、出願人：Ｐｏｓｔｅｃｈ、発明者：ＬｅｅＳｏｏＹｏｕｎｇ）明細書を挙げることができる。

図５に示すように、第１の遠隔無線装置３１が構成され、図３に示す第２及び第３の遠隔無線装置３２及び３３も同様に構成される。

図３乃至図５に示すように、本発明の一実施形態において、１つの遠隔無線装置は、１つの光電ハイブリッドケーブルを通してベースバンド信号処理装備に接続され、従来技術と比較して、遠隔無線装置とベースバンド信号処理装備との間には、実質的に１つ（光電ハイブリッド）のケーブルだけが要求されることをわかる。このとき、電源供給線路及び光ファイバーを通した電源及び光信号を伝達するための光電ハイブリッドコネクタは、光電ハイブリッドケーブルの両端に構成される。また、統合接続端子は、ベースバンド信号処理装備にも配置され、作業の時に、光電ハイブリッドケーブルの両端での光電ハイブリッドコネクタは、ベースバンド信号処理装備及び遠隔無線装置の光電ハイブリッド接続端子にそれぞれ結合されることにより設置が完了する。

図６は、本発明の一実施形態による遠隔無線装置の詳細な構成を示すブロック図であり、例えば、図３に示した第１の遠隔無線装置３１の詳細な内部構造を示す。図６を参照して、まず、ベースバンド信号処理装備から遠隔無線装置３１への送信信号及び電源供給の側面での構成について説明する。本発明の一実施形態による遠隔無線装置３１は、光電ハイブリッドケーブル４１の光電ハイブリッドコネクタ４１１に結合される構造を有し、ベースバンド信号処理装備から提供された光信号を電源と統合し、統合された光信号を受信する統合接続端子３１１と、統合接続端子３１１から電源を受信し、受信された電源を対応する遠隔無線装置３１の内部の駆動電源に変換することにより、変換された電源を各機能部に供給する電源供給部３１４と、統合接続端子３１１から出力される光信号を受信することにより、受信された光信号を電気信号に変換する光電／電光変換部３１３と、光電／電光変換部３１３で変換された電気信号を予め構成された（すなわち、ベースバンド信号処理モジュールで信号変調フォーマットに対応する）信号復調フォーマットに従って復元するフレーマ３１５と、フレーマ３１５から出力される信号を受信することにより、ディジタルレベルでレベル調節及び波形調節を実行するディジタル信号処理部３１７とを含み、ディジタル信号処理部３１７から出力されるディジタル信号は、送受信信号変換モジュールを通して高周波の無線送信信号に変換され、高出力で増幅されることによりアンテナに出力される。

光電／電光変換部３１３は、例えば、スモールフォームファクタプラガブル（SmallForm-factorPluggable：ＳＦＰ）光送受信器の構造で具現され、フレーマ３１５は、例えば、共通の公衆無線インターフェース（CommonPublicRadioInterface：ＣＰＲＩ）規格に従う直列−並列変換器／並列−直列変換器の構造を有する。このとき、光電／電光変換部３１３は、光電ハイブリッドケーブル内の複数の光ファイバーにそれぞれ対応するために複数のＳＦＰ光送受信器で具現され、フレーマ３１５は、複数の直列−並列変換器／並列−直列変換器で具現される。

ディジタル信号処理部３１７は、ディジタル信号のレベルを増幅するディジタルアップ変換機能と、波高率の減少のためのＣＲＦ（CrestFactorReduction）機能と、ディジタル信号を事前に歪曲するディジタルプリディストーション（DigitalPre-Distortion：ＤＰＤ）機能とを実行するサブ構成部を含む。ディジタル信号処理部３１７は、ディジタル信号プロセッサ（DigitalSignalProcessor：ＤＳＰ）素子又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（FieldProgrammableGateArray：ＦＰＧＡ）で具現される。また、この場合に、ＤＰＤ機能を実行するために、ディジタル信号処理部３１７の後ろの増幅された送信信号からフィードバック信号を提供するフィードバック回路（図示せず）は、ディジタル信号処理部３１７にさらに含まれる。

一方、ディジタル信号処理部３１７で出力されるディジタル信号を高周波の無線送信信号に変換する送受信信号変換モジュールは、ディジタル信号処理部３１７の出力信号を中間周波数（ＩＦ）のアナログ信号に変換し出力するディジタル／アナログ（ＤＡ）コンバータ３２０と、ディジタル／アナログコンバータ３２０から出力される中間周波数（ＩＦ）信号を局部発進信号と結合することにより、結合された信号を対応する送信周波数帯域の高周波信号に変換する周波数アップコンバータ３２２と、周波数アップコンバータ３２２の出力を受信することにより、送信電力レベルで高周波信号を増幅する高出力の送信増幅器３２４と、送信増幅器３２４から出力される高周波の送信信号をアンテナ接続端子３３を通してアンテナに提供し、アンテナ接続端子３３を通してアンテナから提供される受信信号を送信信号の経路から分離して出力する送受信結合／分離部３２８と、送受信結合／分離部３２８から分離され出力される受信信号を低雑音増幅する低雑音増幅器（LowNoiseAmplifier：ＬＮＡ）３３２と、受信増幅器から出力される高周波の受信信号を局部発振信号と結合することにより、結合された信号を中間周波数（ＩＦ）の信号に変換する周波数ダウンコンバータ３３４と、周波数ダウンコンバータ３３４で変換された信号をアナログ／ディジタル信号に変換することにより、変換された信号をディジタル信号処理部３１７に提供するアナログ／ディジタル（ＡＤ）コンバータ３３６とを含む。

上述したように、送受信結合／分離部３２８は、送信及び受信周波数帯域を分離するためのデュプレクサを通して具現される。また、対応するアンテナは、多入力多出力（Multi-InputMulti-Output：ＭＩＭＯ）構造を有し、アンテナ接続端子は、複数の端子で具現される。同様に、送受信結合／分離部３２８は、複数のデュプレクサで具現され、送信増幅器３２４及び受信増幅器３３２は、複数の増幅素子で具現される。

一方、ディジタル信号処理部３１７での受信信号は、ディジタルレベル調節を通してレーマ３１５に提供され、フレーマ３１５は、受信信号を予め構成された送信フォーマットに従って変調し出力し、光電／電光変換部３１３は、フレーマ３１５から出力され変調された信号に従う光信号を生成し、生成された光信号を、統合接続端子３１１を通してベースバンド信号処理装備に送信する。

上述したように、本発明の一実施形態による遠隔無線装置の構成及び動作がなされることができ、本発明は、特定の実施形態を参照して図示され説明されたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかである。

例えば、図６の例では、統合接続端子３１１と、光信号及び電源が並列に接続されたサブ統合接続端子３１２とがさらに設置される。サブ統合接続端子３１２は、統合接続端子３１１の光信号及び電源の提供経路に結合されることにより並列に信号経路を形成する。このような構造は、特に、中継器に適用されるのに適合した構造に対応し、中継器は、複数のアンテナ及びこれに設置される遠隔無線装置がデイジーチェーン形態で並列に接続されるネットワークを形成する。この場合に、隣接した遠隔無線装置は、サブ統合接続端子３１２を通して容易に接続される。図２に示したような従来の構造と比較して、従来技術では、デイジーチェーン形態で遠隔無線装置が接続される場合に、例えば、複数の追加の光ケーブル接続端子及び追加の同軸ケーブル接続端子が含まれなければならない。しかしながら、対応する遠隔無線装置が接続端子を配置する場所を確保することも容易でないことをわかる。

また、上記では、本発明の遠隔無線装置がＲＲＨと同一のものと説明したが、本発明の遠隔無線装置は、アンテナ又はアンテナの前端に設置され、遠隔のベースバンド信号処理装備から分離されることにより、ＲＦ信号を処理するいかなる名称の装備と同一に見なされることができることを理解するのであろう。

以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきものである。

１ベースバンド信号処理装備
１１第１のアンテナ
１２第２のアンテナ
１３第３のアンテナ
２１第１の遠隔無線装置
２２第２の遠隔無線装置
２３第３の遠隔無線装置
３１第１の遠隔無線装置
３２第２の遠隔無線装置
３３第３の遠隔無線装置
４１第１の光電ハイブリッドケーブル
４２第２の光電ハイブリッドケーブル
４３第３の光電ハイブリッドケーブル
２１１光ケーブル接続端子（ソケット）
２１２同軸ケーブル接続端子（ソケット）
２１３第１の光ケーブル
２１４第１の同軸ケーブル
２２３第２の光ケーブル
２２４第２の同軸ケーブル
２３３第３の光ケーブル
２３４第３の同軸ケーブル
３１１統合接続端子（ソケット）
３１２サブ統合接続端子
３１３光電／電光変換部
３１４電源供給部
３１５フレーマ
３１７ディジタル信号処理部
３２０ディジタル／アナログコンバータ
３２２周波数アップコンバータ
３２４送信増幅器
３２８送受信結合／分離部
３３２低雑音増幅器（LowNoiseAmplifier：ＬＮＡ）
３３４周波数ダウンコンバータ
３３６アナログ／ディジタル（ＡＤ）コンバータ
４１１電源供給線路
４１２光ファイバー
４１３充填剤
４１４被覆

Claims

遠隔無線装置であって、
少なくとも１つの光信号を少なくとも１つの電源と統合し、前記統合された光信号を受信する少なくとも１つの統合接続端子と、
前記統合接続端子から前記電源を受信し、前記受信された電源を対応する遠隔無線装置の内部の駆動電源に変換し、前記変換された電源を供給する電源供給部と、
前記統合接続端子から出力される光信号を受信し、前記受信された光信号を電気信号に変換する光電／電光変換部と、
前記光電／電光変換部で変換された電気信号を予め構成された信号復調フォーマットに従って復元するフレーマと、
前記フレーマから出力される信号を受信し、ディジタルレベルでレベル調節及び波形調節を実行するディジタル信号処理部と、
前記ディジタル信号処理部から出力される信号を高周波の無線送信信号に変換し、前記変換された信号を高出力で増幅し、前記増幅された信号をアンテナに出力する送受信信号変換モジュールと
を有することを特徴とする遠隔無線装置。
前記光電／電光変換部は、少なくとも１つのスモールフォームファクタプラガブル（ＳＦＰ）光送受信器の構造で具現され、前記フレーマは、共通の公衆無線インターフェース（ＣＰＲＩ）規格に従う少なくとも１つの直並／並直変換器の構造を有することを特徴とする請求項１に記載の遠隔無線装置。
前記ディジタル信号処理部は、ディジタル信号のレベルを増幅するディジタルアップ変換機能と、波高率低減のためのＣＲＦ機能と、ディジタル信号を事前に歪曲するディジタルプリディストーション（ＤＰＤ）機能とを実行するサブ構成部を含むことを特徴とする請求項１に記載の遠隔無線装置。
前記統合接続端子の光信号及び電源に並列に接続されたサブ統合コネクタをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の遠隔無線装置。
前記送受信信号変換モジュールは、
前記ディジタル信号処理部の出力信号を中間周波数（ＩＦ）のアナログ信号に変換し出力するディジタル／アナログコンバータと、
前記ディジタル／アナログコンバータから出力される中間周波数（ＩＦ）信号を送信周波数帯域の高周波信号に変換する周波数アップコンバータと、
前記周波数アップコンバータの出力を受信し、受信された出力を送信電力レベルに増幅する送信増幅器と、
前記送信増幅器からの出力をアンテナ接続端子を通してアンテナに提供し、前記アンテナ接続端子を通して前記アンテナから提供される受信信号を送信信号の経路から分離し出力する送受信分離部と、
前記送受信分離部から分離され出力される受信信号を増幅する受信増幅器と、
前記受信増幅器から出力される高周波の受信信号を中間周波数の信号に変換する周波数ダウンコンバータと、
前記周波数ダウンコンバータで変換された信号をアナログ／ディジタル信号に変換し、前記信号を前記ディジタル信号処理部に提供するアナログ／ディジタルコンバータとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の遠隔無線装置。
前記ディジタル信号処理部は、前記アナログ／ディジタルコンバータで提供される受信信号を前記フレーマに提供し、前記フレーマは、前記ディジタル信号処理部から提供される受信信号を予め構成された送信フォーマットに従って変調し出力し、前記光電／電光変換部は、前記フレーマで出力され変調された信号に従う光信号を生成し、前記生成された光信号を光電ハイブリッド接続端子を通してベースバンド信号処理装備に送信することを特徴とする請求項５に記載の遠隔無線装置。