KR100267190B1

KR100267190B1 - 이동통신 기지국 하향주파수 변환기의 프론-엔드 장치

Info

Publication number: KR100267190B1
Application number: KR1019970023445A
Authority: KR
Inventors: 조주형
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신주식회사
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2000-10-16
Also published as: KR19990000511A

Abstract

본 발명은 외부신호의 간섭에 대한 둔감도와 반송파 대 잡음비를 향상시켜 통화품질을 개선시키기 위한 코드분할다중접속방식의 이동통신 기지국 하향주파수 변환기의 프론트-엔드 장치에 관한 것으로, 시스템 셋업시 튜닝되어 수신된 신호를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음증폭기와, 저잡음증폭기에서 저잡음 증폭된 신호 중에서 원하는 대역내의 신호만을 통과시키기 위한 대역통과필터와, 시스템 셋업시 튜닝되어 통과대역신호의 수신가능지역을 조절하기 위한 복수의 감쇠기와, 시스템 셋업시 튜닝되어 프론트-엔드 장치의 게인버젯을 일정레벨이 되도록 감쇠기의 출력신호를 증폭하는 증폭수단, 및 시스템 셋업시 튜닝되어 증폭수단에서 출력된 수신신호를 국부주파수와 혼합하여 중간주파수로 변환하기 위한 혼합수단으로 구성함으로써, 타신호에 대한 둔감도와 반송파 대 잡음비가 향상되어 수신감도가 양호하게 됨으로써 통화품질이 향상될 수 있게 된다.

Description

이동통신 기지국 하향주파수변환기의 프론트-엔드 장치

본 발명은 코드분할다중접속방식의 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 외부신호의 간섭에 대한 둔감도와 반송파 대 잡음비를 시스템 셋업시의 튜닝으로 향상시켜 통화품질을 개선시키기 위한 이동통신 기지국 하향주파수 변환기의 프론트-엔드 장치에 관한 것이다.

종래, 코드분할 다원접속방식(CDMA)의 이동통신시스템의 하나로서 셀룰라 방식의 무선통신 시스템이 있으며, 도 1에 그 개략적인 구성을 나타내었다. 이 시스템은 유선전화망(110)에 접속된 제어국(120)과, 이 제어국(120)에 대해서 각각 유선회전을 거쳐서 접속된 복수의 기지국(130)과, 복수의 이동국(이동통신단말기 ; 140)으로 구성되어 있다. 상기 각 기지국(130)은 각각 상이한 영역(점선표시된 원)의 무선존(zone)을 형성한다. 상기 이동국(140)은 자기국이 위치하고 있는 무선존의 기지국에 대해서 무선회선을 거쳐서 접속되고, 또 상기 기지국(130)으로부터 제어국(120)을 거쳐서 유선전화망(110)에 접속된다.

또, 상기 시스템은 각 기지국(130) 및 이동국(140)이 복수의 무선주파수를 공용하여 발호 또는 착호 시에 이들의 무선주파수를 선택하여 기지국(130)과의 사이를 무선 접속되게 하고 있다. 예를 들면, 이동국(140)에서 발호를 행하기 위하여 후크스위치(hook switch)가 "온(on)"되었다고 하면, 이 이동국(140)은 우선 제어용 무선주파수를 선택하고, 또 자기국의 식별코드를 포함하는 발신신호를 발생시킨다. 그리고, 이 발신신호를 상기 제어용 무선주파수에 의해서 확립된 제어채널을 거쳐서 도 2에 나타낸 바와 같이 기지국(130)을 향하여 송신한다.

이때, 기지국(130)은 수신 대기시에 상기 제어채널을 통해서 발호의 발생을 감시하고, 이 상태에서 상기 이동국(140)으로부터 발신신호가 도래하면 당해 이동국 및 자기국의 식별코드를 포함하는 발호신호를 발생하여 제어국(120)으로 송출한다.

상기 제어국(120)은 상기 발호신호에 포함되는 식별코드로 이 발호가 자기시스템의 것인 지의 여부를 판정하고, 자기시스템의 것이면 자기시스템이 보유하는 복수의 통화용 무선주파수 중에서 비어있는 무선주파수를 선택하고, 이 무선주파수를 지정하기 위한 정보(통화채널 지정정보)를 포함하는 발호응답신호를 기지국(130)으로 반송한다. 상기 기지국(130)은 제어국으로부터 상기 발호응답신호가 반송되면 통화채널 지정정보 및 발호원의 이동국의 식별코드를 포함하는 발신응답신호를 발생하고, 이 신호를 제어채널을 사용하여 이동국(140)으로 송신한다.

이때, 이동국(140)이 상기 발신응답신호를 수신하면, 이 신호에 포함되어 있는 통화채널 지정정보에 따라서 기지국(130)과의 사이에서 상기 무선주파수에 의한 통화채널을 확립하기 위한 트레이닝(training)을 행한다. 그리고, 이 트레이닝에 의해서 통화채널이 확립되면서 제어국(120)으로부터 유선전화망(110)으로 발호신호가 보내진다.

이와 같이 유선전화망(110)의 발호신호가 보내지면, 유선전화망(110)은 제어국(120) 및 기지국(130)을 거쳐서 발호원의 이동국(140)으로 다이얼신호의 송출을 요하는 신호를 송출한다. 상기 이동국(140)에서는 다이얼신호의 송출요구가 도래하면 다이얼 조작이 가능하게 되었다는 취지가 표시된다.

이 표시를 확인한 통화자가 다이얼 키에 의해서 통화 상대방의 다이얼번호를 입력하면 이동국(140)은 상기 다이얼번호에 대응한 다이얼신호를 무선통화채널을 통해 기지국(130)으로 송신한다. 상기 기지국(130)에서 상기 다이얼신호를 수신하면 이 다이얼신호를 제어국(120)을 통해 유선전화망(110)으로 전송한다. 따라서, 유선전화망(110)에서는 교환동작이 행해져서 이것에 의해 통화를 희망하는 상대방 전화기가 호출된다. 그리고, 이 호출에 대하여 상대방 통화자가 "오프(off)" 후크하여 응답하면 상대방 전화기가 발호원의 이동국(140)과의 사이에 통화로가 형성되고, 이후 이 통화로를 통해 상대방 전화기와 이동국(140)과의 사이에 통화가 가능해진다.

이러한 종류의 종래의 무선통신시스템에 있어서, 상기 기지국의 하향주파수 변환기의 프론트-앤드(FRONT-END)장치는 도3에서 보는 바와 같이 구성되어 있는데, 이 도면을 참조하여 종래 프론트-엔드 장치의 개략적인 블록구성을 살펴보면, 수신된 신호를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음증폭기(11)와, 상기 저잡음증폭기(11)에서 저잡음 증폭된 신호의 이득을 일정레벨로 감쇠시키기 위한 복수의 감쇠기(12, 13)와, 상기 감쇠기(12, 13)를 통과한 저잡음 증폭신호 중에서 원하는 대역내의 신호만을 통과시키기 위한 대역통과필터(14)와, 상기 통과대역신호의 수신가능지역을 조절하기 위한 복수의 감쇠기(15, 16)와, 프론트-엔드 장치의 게인버젯(gain budget)을 일정 레벨이 되도록 상기 감쇠기의 출력신호를 증폭하는 증폭수단(17), 및 상기 증폭수단(17)에서 출력된 수신신호를 구부주파수와 혼합하여 중간주파수로 변환하기 위한 혼합수단(18)으로 구성되어 있다.

여기서 감쇄기는 저잡음증폭기와 대역통과필터 사이와 대역통과필터와 증폭기 사이에서 반송파 대 잡음비의 균형을 맞추기 위해 가변용으로 사용된 것이다.

그러나, 상기한 구성의 프론트-엔드 장치를 구비한 종래의 이동통신 기지국 시스템은 저잡음 증폭기와 대역통화필터 사이 및 대역통과필터와 증폭수단 사이에 각각 구비된 복수개의 감쇠기가 외부신호의 영향에 민감하게 동작함으로써 수신신호에 잡음을 발생시키는 문제점이 있었다.

또한, 감쇠기를 다수 사용함으로써 반송파 대 잡음비가 낮고 백색 가우시안 잡음도 커져 통화품질이 매우 불량하게 되며, 시스템 생산비용을 증가시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 이동통신 기지국에서 수신한 신호를 하향주파수 변환하는 경우에 외부신호에 민감한 감쇠기의 수를 줄여 외부신호의 간섭에 대한 둔감도와 반송파 대 잡음비를 향상시킴으로써 통화품질을 개선하고, 시스템 셋업시 각 구성부의 튜닝을 통해 변화하는 운용환경에 적응할 수 있는 이동통신 기지국 하향주파수 변환기의 프론트 엔드 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 기지국 하향주파수변환기의 프론트-엔드 장치는, 시스템 셋업시 튜닝되어 수신된 신호를 저잡음증폭하기 위한 저잡음증폭기와, 상기 저잡음증폭기에서 저잡음 증폭된 신호 중에서 원하는 대역내의 신호만을 통과시키기 위한 대역통과필터와, 시스템 셋업시 튜닝되어 상기 통과대역신호의 수신가능지역을 조절하기 위한 복수의 감쇠기와, 시스템 셋업시 튜팅되어 프론트-엔드 장치의 게인버젯을 일정레벨이 되도록 상기 감쇠기의 출력신호를 증폭하는 증폭수단, 및 시스템 셋업시 튜닝되어 상기 증폭수단에서 출력된 수신신호를 국부주파수와 혼합하여 중간주파수로 변환하기 위한 혼합수단으로 구성된다.

제1도는 종래의 이동통신시스템의 일예를 나타낸 개략적인 구성도.

제2도는 제1도에 나타낸 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면,

제3도는 종래의 기지국 하향주파수변환기의 프론트-엔드 장치의 블럭구성도.

제4도는 본 발명에 따른 기지국 하향주파수변환기의 프론트-엔드 장치의 블럭 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 유선전화망 120 : 제어국

130 : 무선기지국 140 : 이동국(이동통신단말기)

11, 21 : 저잡음증폭기 12, 13, 15, 16, 23, 24 : 감쇠기

14, 22 : 대역통과필터 17, 25 : 증폭수단

18, 26 : 혼합수단

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 기지국 하향주파수변환기의 프론트-엔드 장치의 블록구성도이며, 이동통신 기지국의 안테나로부터 수신된 코드분할다중접속 신호는 하향주파수변환기로 입력된다.

본 발명에 따른 코드분할다중접속방식 기지국의 하향주파수변환기 프론트-엔드 장치를 도 4를 참조하여 살펴보면, 시스템 셋업시 튜닝되어 기지국에 수신된 신호를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음증폭기(21)와, 상기 저잡음증폭기(21)에서 증폭된 증폭신호 중에서 원하는 대역내의 신호만을 통과시키기 위한 대역통과필터(22)와, 시스템 셋업시 튜닝되어 상기 통과대역신호의 수신가능지역을 조절하기 위한 복수의 감쇠기(23, 24)와, 시스템 셋업시 튜닝되어 프론트-엔드 장치의 게인버젯을 일정레벨이 되도록 상기 감쇠기의 출력신호를 증폭하는 증폭수단(25), 및 시스템 셋업시 튜닝되어 상기 증폭수단(25)에서 출력된 수신신호를 국부주파수와 혼합하여 중간주파수로 변환하기 위한 혼합수단(26)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명 코드분할다중접속방식 기지국의 하향주파수변환기 프론트-엔드 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 저잡음증폭기(21)와 감쇠기(23, 24)와 증폭수단(25) 및 혼합수단(26)을 시스템 셋업시 튜닝하여, 종래의 저잡음증폭기와 대역통과필터 사이에 존재하는 감쇠기가 수행한 반송파 대 잡음비의 균형 밸런스를 맞추기 위한 가변 동작이 없어도, 반송파 대 잡음비의 밸런스가 맞추어질 수 있도록 한 것이다.

그래서 이동통신 기지국의 안테나로부터 수신된 CDMA 신호는 저잡음증폭기(21)와 대역통과필터(22)를 거쳐 다운컨버터로 입력되어진다.

이에따라 저잡음증폭기(21)로 수신된 신호는 저잡음증폭기(21)에서 저잡음 증폭된다. 이때, 상기 증폭기(21)의 잡음특성은 최대 2dB 이어야 하고, 타신호에 대한 둔감도를 위해 40dB 이상의 높은 3차 인터셉트 포인트를 갖는 증폭기를 선택하여 시스템 셋업시 튜닝되도록 한다.

그리고 저잡음 증폭된 신호는 대역내의 신호만을 통과시키기 위해 대역통과 여과기(22)를 통한다. 이때, 수신감도에 영향을 주지 않기 위해 가능한 삽입손실이 적은 대역통과필터를 사용한다. 그리고 대역통과필터(22)는 서비스 사업자의 주파수 대역에 맞춰 대역폭을 결정하여 설계한다.

여기서 저잡음증폭기(21)와 대역통과필터(22)간에 종래의 감쇠기가 수행하던 반송파 대 잡음비의 밸런스를 맞추는 역할은 저잡음증폭기(21)와 감쇠기(23, 24)와 증폭수단(25) 및 혼합수단(26)의 시스템 셋업시 튜닝으로 수행할 수 있다.

또한 감쇠기(23, 24)는 수신 가능 지역의 경계선을 조절할 수 있는 기능을 수행하게 되는데, 이러한 감쇠기(23, 24)는 셀 블러서밍, 윌팅, 브레딩을 위해서도 추가되므로, 이들의 감쇠 가변범위에 맞춰 설계해야 하며, 단말기의 송신출력에 대해 기지국의 최대 수신레벨에서 기지국이 수신하는 최소 레벨까지 가변할 수 있도록 설계한다. 또한, 이들의 삽입손실은 최대 3dB로 한다.

더불어 프론트-엔드 장치의 게인버젯이 혼합기를 포함하여 3∼5dB의 이득을 갖도록 하기 위하여 증폭수단(25)으로 증폭한다.

또한 혼합수단(26)은 중간주파수로 변환하는 기능을 수행하는 것으로, 국부 구동레벨을 17dB로 하여 둔감도를 향상시키고, 분리도가 좋은 혼합기를 사용하여 중간주파수 이외에 고주파(RF), 국부주파수가 되도록 많이 나오지 않도록 설계한다.

이처럼 본 발명은 외부신호의 간섭에 대한 둔감도와 반송파 대 잡음비를 시스템 셋업시의 튜닝으로 향상시켜 통화품질을 개선시키게 되는 것이다.

상술한 바의 본 발명에 따르면, 시스템 셋업시 저잡음증폭기와 감쇠기와 증폭수단 및 혼합수단을 튜닝하여 저잡음증폭기와 대역통과필터 사이의 감쇠기를 제거할 수 있게 됨에 따라 타신호에 대한 둔감도가 향상되어 잡음이 적어지는 효과가 있게 된다.

또한 본 발명은 감쇠기의 사용숫자 감소에 따라 반송파 대 잡음비가 향상되어 수신감도가 양호하게 됨으로써 통화품질이 향상되고 백색가우시안잡음 실험에 있어서도 효과적인 효과가 있게 된다.

더불어 본 발명은 셀 블러서밍, 윌팅, 브레싱 기술에 유기적으로 대처할 수 있으므로, 개인휴대통신(PCS) 뿐만 아니라, WLL, FPLMTS의 프론트-엔드 장치 설계에 용이하게 적용할 수 있는 효과 있게 된다.

Claims

기지국에 수신된 신호를 저잡음 증폭하기 위한 잡음특성이 2dB 이하인 저잡음 증폭기와;

상기 저잡음증폭기에서 저잡음 증폭된 신호 중에서 대역내의 신호만을 통과시키기 위한 대역통과필터와;

상기 통과대역신호의 수신가능지역을 제어신호에 의해 조절하기 위한 삽입 손실이 3dB 이하인 복수개의 감쇠기와;

프로트-엔드부의 게인버젯을 일정레벨이 되도록 상기 감쇠기의 출력신호를 증폭하는 증폭수단과;

상기 증폭수단에서 출력된 수신신호를 국부주파수와 혼합하여 중간주파수로 변환하기 위하여 국부 구동레벨이 17dB인 혼합수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 하향주파수변환기 프론트-엔드 장치.
제1항에 있어서, 상기 저잡음증폭기는 잡음특성이 2dB 이하이고, 타신호에 대한 둔감도 향상을 위한 40dB 이상의 높은 3차 인터셉트 포인트를 갖는 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 하향주파수변환기 프론트-엔드 장치.
제1항에 있어서, 상기 증폭수단은 프론트-엔드 장치의 게인버젯이 혼합기를 포함하여 3∼5dB의 이득을 갖도록 하는 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국의 하향주파수변환기 프론트-엔드 장치.