KR100221946B1 - 이동통신시스템 기지국의 무선주파수 수신회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코드 분할 다중화 접속 방식에 의한 이동통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 무선주파수 신호를 수신하여 처리하는 이동통신 시스템 기지국의 무선 주파수 수신 장치에 관한 것으로써, 안테나로부터 수신된 신호는 수신부로 인가하며 송신부에서 인가된 신호는 안테나로 출력하는 방향성 결합기와, 방향성 결합기로부터 인가된 신호를 이동통신 시스템이 필요로 하는 주파수 대역만 통과하되, 통과 대역이 서로 다른 다수의 협대역 통과 필터로 이루어지는 멀티플렉서형 대역 통과 필터와, 방향성 결합기와 멀티플렉서형 대역 통과 필터를 하나의 보드에 실장 하는 제1보드와, 멀티플렉서형 대역 통과 필터로부터 인가된 신호를 저잡음의 특성으로 증폭하는 저잡음 증폭기와, 저잡음 증폭기로부터 인가된 신호를 다수의 경로로 분배하는 N경로 분배기와, 저잡음 증폭기 및 N경로 분배기를 하나의 보드에 실장 하는 제2 보드로 구성되는 것을 특징으로 하고, 이동통신 서비스 지역 내에서 인접한 주파수 대역을 사용하는 다른 통신 서비스 사업자가 서비스를 제공하고 있는 경우에도 혼신 등의 문제 발생하지 않고, 양호한 이동통신 서비스를 제공할 수 있으며, 고가품인 광대역 통과 필터를 다수의 저가 협대역 필터를 복합시켜, 여파 특성을 향상시키고 시스템의 가격을 싸게 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 코드 분할 다중화 접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 방식에 의한 이동통신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 무선주파수(RF : Radio Frequency) 신호(Signal)를 수신(Receive)하여 처리하는 이동통신 시스템 기지국의 무선주파수 수신 장치에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 고정되어 있는 기지국과 다수의 이동 가능한 휴대용 전화기가 특정한 대역의 주파수를 이용하여 양방향 통신을 하는 것으로서, 휴대용 전화기는 휴대의 제한성으로 인하여 전원 공급 장치인 배터리(Battery)의 크기가 한정되고, 따라서, 그 송신 출력이 일정하게 제약된다.
상기와 같은 휴대용 전화기 또는 단말기의 송신(Transmitting) 신호를 수신하는 기지국 시스템 수신 장치는 상기 단말기로부터 미약한 신호를 수신하고 여파 및 증폭하여 경로 분배기에 인가함으로써, 이동통신 시스템의 각부로 전송하게 되고, 통화를 할 수 있게 되는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 기술에 의한 기지국 수신 장치를 설명한다.
도 1은 종래 기술에 의한 이동통신 시스템 기지국의 무선주파수 수신 기능 블록도 이다.
상기의 도 1을 참조하면, 가입자의 휴대용 전화기 또는 단말기로부터 송신되는 신호를 수신하는 기지국의 수신 안테나(1)와; 상기 수신 안테나(1)에 연결되어 기지국 시스템의 송신부와 수신부 중 수신된 신호가 수신부로만 인가되도록 하는 방향성 결합기(2)와; 상기 방향성 결합기(2)의 출력 신호를 인가 받아 불필요한 신호를 제거하고 필요한 주파수 대역의 신호만 통과시키는 광대역 통과 여파기 또는 광대역 통과 필터(WBPF : Wide Band Pass Filter)(3)와; 상기 필터(3)로부터 인가된 신호를 저잡음의 특성으로 증폭하는 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(4)와; 상기 저잡음 증폭기(4)로부터 인가된 신호를 시스템이 필요로 하는 다수의 경로로 분배하여 출력하는 기능의 N경로 분배기(5)로 구성된다.
이하, 상기와 같은 구성의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도면에 도시되지 않은 휴대용 단말기로부터 낮은 전력으로 출력되어 송신되는 고주파(RF) 신호를 안테나(1)를 통하여 수신하고, 방향성 결합기(2)에 인가된다.
상기 방향성 결합기(2)는 안테나(1)로부터 수신된 신호를 기지국의 수신부로 인가하고, 기지국의 송신부로부터 인가된 신호는 안테나(1)로 인가되도록 하며, 수신부로는 인가되지 않도록 한다.
상기 방향성 결합기(2)를 통하여 수신된 단말기의 신호는 광대역 통과 필터(3)에 인가되어 필요한 주파수 대역의 신호만을 여파(Filter) 한 후 통과시킨다.
상기 저잡음 증폭기(4)는 상기 광대역 통과 필터(3)로부터 인가된 신호를 잡음 없이 저잡음 특성으로 증폭하고, 상기 N경로 분배기(5)에 인가하며, 상기 N경로 분배기는 인가된 신호를 N개의 균일한 출력으로 분배하여 기지국 시스템이 필요로 하는 각 경로에 인가한다.
종래의 기술에 의한 기지국 수신 장치는 상기 방향성 결합기(2), 광대역 통과 필터(3) 및 저잡음 증폭기(4)가 하나의 회로 보드(Circuit Board)(6) 또는 하나의 셀프(Shelf)에 실장 되어 있었다.
따라서, 특정한 주파수 대역만을 통과시키는 광대역 통과 필터(3)는 저잡음 증폭기(4)에서 발생되는 잡음(Noise)성 주파수의 유기 또는 간섭 등으로 인하여 그 기능이 저하되는 문제점을 해결하기 위하여 상기 필터(3) 주위를 인접 장치에서 발생되어 유기 또는 간섭되는 잡음으로부터 보호하기 위한 별도의 주변 회로 또는 주변 장치를 필요로 함으로, 더욱 가격이 비싸지는 문제점이 있었다.
또한, 이동통신 시스템에서 필요로 하는 특정하 대역의 주파수만을 통과 시키지 못하고, 다른 사업자가 사용하는 인접 대역의 주파수까지도 통과시킴으로써, 혼신등이 발생하여 이동통신 시스템의 신뢰도를 저하시키는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제의 실예로서, 국내의 특정 이동통신 사업자(011 사업자)는 사용 주파수 대역으로서 869∼873 MHZ의 약 4MHZ대역과 883∼894MHZ의 약11MHZ대역, 즉, 총 15MHZ의 불연속 주파수 대역을 사용하고 있으며, 상기 불연속 대역의 나머지 주파수 대역인 874∼882MHZ의 약 10MHZ주파수 대역은 다른 특정 이동통신 사업자(017 사업자)가 사용하고 있다.
따라서, 하나의 광대역 통과 필터(3)로 사용할 경우는 가격이 비쌀 뿐 아니라, 불필요한 다른 사업자의 주파수까지 통과시킴으로서, 신호 처리의 복잡성과 이로 인한 간섭 현상 및 혼신이 발생하는 등의 문제점이 있었으며, 이를 해결하기 위하여, 보다 비싼 필터 및 주변 회로를 사용하여야 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선한 것으로, 이동통신 시스템에서 필요로 하는 주파수 대역을 좀더 세분화하여 다수의 협대역 통과 필터를 거쳐 여파하는 멀티플렉서형 대역 통과 필터를 사용하고, 잡음성 신호를 발생하는 저잡음 증폭기를 별도의 보드 또는 셀프에 위치시킴으로써 상기 밴드 패스 필터의 특성을 향상시키는 이동통신 시스템 기지국의 무선주파수 수신 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
제1도는 종래 기술에 의한 이동통신 시스템 기지국의 무선주파수 수신 기능 블록도 이고,
제2도는 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국의 무선주파수 수신 기능 블록도 이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 11 : 수신 안테나 2, 12 : 방향성 결합기
3, 13 : 대역 통과 필터 4, 14 : 저잡음 증폭기
5, 15 : N 경로 분배기 6, 7, 16, 17 : 보드
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 연출한 것으로, 이동통신 시스템의 기지국 장치에 있어서, 안테나로부터 수신된 신호는 수신부로 인가하며 송신부에서 인가된 신호는 안테나로 출력하는 방향성 결합기와, 상기 방향성 결합기로부터 인가된 신호를 이동통신 시스템이 필요로 하는 주파수 대역만 통과하되, 통과 대역이 서로 다른 다수의 협대역 통과 필터로 이루어지는 멀티플렉서형 대역 통과 필터와, 상기 방향성 결합기와 상기 멀티플렉서형 대역 통과 필터를 하나의 보드에 실장 하는 제1보드와, 상기 멀티플렉서형 대역 통과 필터로부터 인가된 신호를 저잡음의 특성으로 증폭하는 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로부터 인가된 신호를 다수의 경로로 분배하는 N경로 분배기와, 상기 저잡음 증폭기와 상기 N경로 분배기를 하나의 보드에 실장 하는 제2보드로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 이동통신 시스템 기지국의 무선 주파수 수신 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 기지국의 무선 주파수 수신 기능 블록도이다.
본 발명에 의한 기지국 무선 주파수 수신 장치는, 안테나(11)로부터 수신된 고주파(RF : Radio Frequency) 신호는 수신부로 인가하며 송신부에서 인가된 신호는 안테나로 출력하는 방향성 결합기(12)와, 상기 방향성 결합기(12)로부터 인가된 신호를 이동통신 시스템이 필요로 하는 특정 주파수 대역만 통과하되, 통과 대역이 서로 다른 다수의 협대역 통과 필터로 이루어지는 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)와, 상기 방향성 결합기(12)와 상기 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)를 하나의 보드에 실장하는 제1보드(16)와, 상기 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)로부터 인가된 신호를 저잡음의 특성으로 증폭하는 저잡음 증폭기(14)와, 상기 저잡음 증폭기(14)로부터 인가된 신호를 다수의 경로에 동일한 출력으로 분배하는 N경로 분배기(15)와, 상기 저잡음 증폭기(14)와 상기 N경로 분배기(N Way Splitter)(15)를 하나의 보드에 실장하는 제2보드(17)로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 기술을 상세히 설명한다.
이동통신 시스템의 기지국 시스템에는 하나의 안테나(11)를 이용하여 도면에 도시되지 않은 송신부와 도 2에 도시된 것과 같은 수신부와 연결되어 있다.
상기 안테나(11)를 송수신 겸용으로 사용하기 위하여 방향성 결합기(12)가 필요하며, 상기 방향성 결합기(12)는 상기 안테나(11)가 도면에 도시되지 않은 단말기로부터 수신된 고주파 신호를 역시 도면에 도시되지 않은 송신부에 인가하지 않고 도 2와 같은 수신부에만 인가되도록 하는 기능을 한다.
이때, 상기 안테나(11)를 통하여 수신된 고주파 신호에는 이동통신 시스템이 필요로 하는 특정 대역의 주파수와 다른 사업자가 사용하는 불필요한 인접 대역의 주파수까지 모두 수신된다.
이동통신 시스템에서 필요한 주파수 대역의 신호만 여파(Filter) 하여야 하는데 이러한 기능을 하는 것이 대역 통과 필터(Band Pass Filter)이다.
하나의 광대역 통과 필터(3)로 이동통신 시스템에서 필요로 하는 주파수 대역을 여파(Filter)하는 경우, 그 대역(Band)의 폭이 너무 넓고 가격이 비싸 지며, 또한 정확한 주파수 영역을 통과시키기 어렵고, 불필요한 다른 사업자의 주파수 대역까지 여파 될 뿐 아니라, 기지국 시스템의 다른 기능을 하는 부분으로부터 발생되는 고조파(Harmonics), 특히, 수신부의 경우, 저잡음 증폭기(14)로부터 발생하는 잡음(Noise)성 주파수가 상기 광대역 통과 필터(3)에 유입되어 여파(Filter)됨으로써, 결과적으로 상기 광대역 통과 여파기 또는 필터(3)의 성능을 저하시키게 된다.
상기와 같은 필터의 성능을 향상시키기 위하여는 필터의 가격이 비싸 지게 되며, 주변 회로 및 장치가 필요하게 된다.
그러나, 이동통신 시스템의 주파수 대역을, 통과 주파수 대역 폭이 작고 또한, 각각 사용 주파수 대역이 다른 다수 개의 협대역 통과 필터(NBPF)를 사용하여, 마치, 하나의 광대역 통과 필터를 사용하였을 경우와 동일한 주파수 대역을 통과시킬 수 있다.
상기와 같은 경우, 통과 대역 폭이 작은 다수의 협대역 통과 여파기(NBPF : Narrow Band Pass Filter)를 사용하는 것이 하나의 광대역 통과 필터를 사용하는 것보다 비용이 싸게 들고, 필터의 여파 성능 또한 현저하게 개선되며, 주변 회로가 필요하지 않게 된다.
상기와 같이 다수 개의 협대역 통과 필터를 사용하는 것을 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)라고 하며, 다수 개의 필터를 사용하여야 함으로, 보드에는 보다 넓은 실장 면적이 필요하다.
상기 방향성 결합기(12)로부터 인가된 신호는 상기와 같이 다수 개의 협대역 통과 필터가 결합된 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)에 인가되고, 각각의 필터는 해당 주파수 대역만을 정밀하게 여파 하여 통과시키며, 각각의 필터가 통과한 대역의 주파수는 다시 혼합되어 출력된다. 그러므로, 불필요한 다른 사업자의 인접 주파수 대역의 신호 및 고조파(Harmonics)를 모두 통과시키지 않게 된다.
또한, 상기 방향성 결합기(12) 및 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)를 별도로 격리된 제1보드(Board)(16)에 실장 함으로써, 기지국 수신부 기능 중 다른 기능부로부터 유기 되는 고조파(Harmonics)를 원칙적으로 차폐시킬 수 있다.
상기 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)로부터 인가된 신호를 잡음 없이 증폭하는 저잡음 증폭기(14)와, 상기 저잡음 증폭기(14)로부터 증폭되어 인가된 신호를 이동통신 시스템이 필요로 하는 다수의 경로로 분배하는 N경로 분배기(N Way SPLITTER)(15) 역시 별도의 제2보드(Board)(17)에 실장 함으로써, 상기 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)에 고조파(Harmonics)가 유기 되지 않도록 한다.
상기와 같은 본 발명은 이동통신 기지국 시스템의 무선 주파수 수신 회로에서 방향성 결합기(12), 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)는 동일한 제1보드(16)에 실장하고, 저잡음 증폭기(14) 및 N경로 분배기(15)는 별도의 제2보드(17)에 실장 됨으로써, 고조파(Harmonics)의 유기를 방지할 수 있고, 멀티플렉서형 대역 통과 필터(13)는 다수의 가격이 싼 협대역 통과 필터(NBPF)를 사용함으로써, 필요한 주파수 대역만을 선별하여 여파할 수 있으며, 인접 보완 회로의 구성이 필요 없고, 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 여파 성능이 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 종래의 경우와는 달리 저잡음 증폭기를 별도의 보드에 실장 함으로써, 다수의 필터로 구성된 멀티플렉서형 대역 통과 필터를 실장할 수 있는 공간의 확보 및 잡음을 유지 시키지 않고, 또한, 여파 특성이 양호한 멀티플렉서형 대역 통과 필터를 사용함으로써, 이동통신 서비스 지역 내에서 인접한 주파수 대역을 사용하는 다른 통신 서비스 사업자가 서비스를 제공하고 있는 경우에도 혼신 등의 문제 발생 없이 양호한 이동통신 서비스를 제공할 수 있으며, 고가의 광대역 통과 필터 대신에 다수의 저가 협대역 필터를 복합시켜 사용함으로써, 여파 특성을 향상시키고 시스템의 가격을 싸게 하는 효과가 있다.
Claims (1)
- 이동통신 시스템의 기지국 장치에 있어서, 안테나로부터 수신된 신호는 수신부로 인가하며, 송신부에서 인가된 신호는 안테나로 출력하는 제1보드에 실장된 방향성 결합기와, 상기 방향성 결합기로부터 인가된 신호를 이동통신 시스템이 필요로 하는 주파수 대역만 통과하되, 통과 대역이 서로 다른 다수의 대역 통과 필터로 이루어지고 제1보드에 실장 되는 멀티플렉서형 대역 통과 필터와, 상기 제1보드에 실장된 멀티플렉서형 대역 통과 필터로부터 인가된 신호를 저잡음의 특성으로 증폭하는 제2보드에 실장된 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로부터 인가된 신호를 다수의 경로로 분배하는 제2 보드에 실장된 N경로 분배기로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템 기지국의 무선 주파수 수신장치.
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|---|---|---|---|---|
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