KR100281405B1 - 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템 - Google Patents

광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성신호와 데이터신호를 전송하기 위한 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 위상등화기를 구비한 기지국시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역으로 변환하여 각 단말기의 고유한 사용자신호를 출력하는 기지국 시스템에 있어서, 위상 왜곡 보정 특성이 서로 다른 다수의 위상등화기를 병렬 접속하여, 위상 지연 특성이 유사한 임의의 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호가 상기 다수의 위상등화기 중 적어도 하나의 위상등화기에 의해 위상 왜곡 보정되도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템을 제공한다.

Description

광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템 (Base station of wideband CDMA telecommunication network)
본 발명은 코드분할다중접속 통신망(Code Division Multiplex Access telecommunication Network)에 관한 것으로서, 특히 음성신호와 데이터신호를 전송하기 위한 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 위상등화기를 구비한 기지국시스템에 관한 것이다.
종래의 IS-95에 근거한 1.25MHz 대역을 사용하는 협대역 코드분할다중접속 통신망에서는 단말기, 채널, 기지국 등에서의 위상 지연(group delay)에 의한 위상 왜곡을 기지국시스템의 중간주파 신호처리부의 위상등화기에서 보상해 주고 있다.
도 1은 상기한 종래의 협대역 코드분할다중접속 통신망에서 위상등화기를 포함하는 기지국시스템의 일부를 도시한 구성 블록도이다. 단말기로부터의 입력되는 신호는 기지국 안테나(101)에 입력되고, 고주파(Radio Frequency) 신호처리부(102)에서 저역 변환된다. 그 후, 중간주파(Intermediate Frequency) 신호처리부(103)에서 기저 대역으로 변환되고, 위상등화기(104)를 거쳐 디지털 데이터 형태로 기저 대역 신호처리부(105)로 전송되며, 상기 기저 대역 신호처리부(105)에서 각 사용자의 고유 신호가 추출된다.
도 2는 상기한 중간주파 신호처리부를 보다 자세하게 도시한 구성 블록도이다. 고주파 신호처리부(102)로부터 입력되는 중간주파(IF)신호(201)는 대역통과 필터(202)를 통과하여 전압제어방식의 증폭기(203)로 입력된다. 이 증폭기(203)에서 적절한 전압값으로 감쇠 또는 증폭된 중간주파(IF)신호는 두 개의 믹서(204, 209)로 각각 입력된다.
하나의 믹서(204)에서는 중간주파신호에 cos wt가 곱해지고, 다른 하나의 믹서(209)에서는 중간주파신호에 sin wt가 곱해진다. 따라서, 두 개의 믹서(204, 209)에서 출력되는 신호는 상호 90도의 위상차를 가진다. 즉, 믹서(204)에서는 동상신호(Inphase)가 추출되고, 믹서(209)에서는 직교신호(Quadrature)가 각각 추출된다.
이와 같이 추출된 동상신호와 직교신호는 각각 저역통과필터(205, 210)를 통과하여 기저 대역으로 변환되고, 증폭기(206, 210), 위상등화기(207, 212), 및 아날로그(Analog)/디지털(Digital) 변환기(208, 213)를 거쳐 자동이득 조절회로(215)와 멀티플렉서(214)로 전송된다.
이와 같이 기저 대역으로 변환된 신호는 멀티플렉서에서 다른 기지국 안테나를 통해 입력된 신호들과 다중화(muxing)되어 기저대역 신호처리부(105)로 전송된다. 상기한 위상등화기(207,212)는 단말기, 채널, 기지국 등에서의 위상 지연(group delay)에 의한 위상 왜곡을 보상한다.
상기와 같은 종래의 협대역 코드분할다중접속 통신망에서는 주파수 사용 대역이 1.25 MHz로 한정되었기 때문에, 단말기마다 주파수에 따른 위상 지연 특성에 큰 차이가 없어서 중간주파 신호처리부에 위치한 하나의 위상등화기를 사용하여 모든 단말기로부터의 신호 왜곡을 보정할 수 있었다. 또한, 위상 보정의 오차에 의하여 데이터 오류가 발생한다 하더라도 비트 오율이 10-3정도인 음성 통신이기 때문에 통신상에 큰 문제가 발생하지 않았다.
그러나, 주파수 사용 대역이 5, 10, 20 MHz 등의 광대역을 사용하는 광대역 코드분할다중접속 통신망에서는, 위상 지연이 발생할 수 있는 주파수 대역이 넓기 때문에 위상 보정 가능 주파수가 한정된 하나의 위상등화기를 사용할 경우에는 많은 문제점이 발생한다. 특히, 단말기를 제조하는 회사마다 서로 다른 설계방식과 부품을 사용하기 때문에, 각 단말기마다 서로 다른 위상 특성을 가지고 신호 왜곡이 발생하는 주파수 대역이 모두 다르다. 따라서, 모든 회사에서 제조되는 모든 단말기로부터의 신호를 하나의 위상등화기를 사용하여 위상 보정하는 것은 불가능하다.
또한, 광대역 코드분할다중접속 통신망에서는 음성은 물론 데이터 통신이 기본적으로 수행되어야 하므로 요구되는 비트 오율이 더욱 낮아지기 때문에 기지국시스템의 구성이 더욱 어려워진다.
따라서, 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 종래의 협대역 코드분할다중접속 통신망에서와 같이 하나의 위상등화기를 사용할 경우에는, 일부 범위의 주파수에 나타나는 위상 왜곡은 보정할 수 있지만, 다른 범위의 주파수에 나타나는 위상 왜곡은 보정할 수 없을 뿐만 아니라 더욱 심한 신호 왜곡이 발생하게 된다. 따라서, 광대역 코드분할다중접속 통신망에 적용되는 별도의 기지국시스템을 제조하여야 하는 필요성이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각 제조 회사별 혹은 유사한 위상 왜곡 특성을 갖는 단말기끼리 묶어서 단말기 그룹을 형성하고, 각 단말기 그룹로부터 수신되는 신호들의 위상 왜곡을 보정하기 위한 각각의 위상등화기를 병렬로 사용함으로써, 각기 다른 위상 지연 특성을 가지는 단말기들로부터의 위상 왜곡을 보정할 수 있는 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 기지국시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 협대역 코드분할다중접속 통신망의 단일 위상등화기를 사용한 기지국시스템의 일부 구성 블록도,
도 2는 종래기술에 따른 협대역 코드분할다중접속 통신망에서 단일 위상등화기를 사용한 중간주파 신호처리부의 구성 블록도,
도 3은 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 다수의 위상등화기를 사용한 기지국시스템의 일부 구성 블록도,
도 4는 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 다수의 위상등화기를 사용한 기지국시스템의 일부 구성 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 중간주파 신호처리부의 구성 블록도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
301, 401: 기지국 안테나 310: 고주파 및 중간주파 신호처리부
311: 신호처리기 312, 314, 316: 위상등화기
313, 315, 317: 신호처리기 320: 기저대역 신호처리부
321,322,323: 기저대역 신호처리기
402: 고주파 신호처리부 403, 405, 407: 중간주파 신호처리부
404, 406, 408: 기저대역 신호처리부
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템은, 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역으로 변환하여 각 단말기의 고유한 사용자신호를 출력하는 기지국 시스템에 있어서,
위상 왜곡 보정 특성이 서로 다른 다수의 위상등화기를 병렬 접속하여,
위상 지연 특성이 유사한 임의의 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호가 상기 다수의 위상등화기 중 적어도 하나의 위상등화기에 의해 위상 왜곡 보정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 단말기로부터 기지국시스템으로 위상 지연 특성 정보가 입력되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 기지국시스템은, 상기 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 신호 처리하여 기저 대역으로 변환하는 고주파 및 중간주파 신호처리부와, 상기 고주파 및 중간주파 신호처리부에서 출력되는 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자 신호를 출력하는 기저대역 신호처리부를 포함하고,
상기 고주파 및 중간주파 신호처리부는, 상기 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역신호로 변환하고 상호 병렬 접속된 제1 내지 제n신호처리수단과, 상기 제1 내지 제n신호처리수단 내에 삽입되어 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 입력신호의 위상 왜곡을 보정하는 제1 내지 제n위상등화기를 포함하며,
상기 기저대역 신호처리부는, 상기 고주파 및 중간주파 신호처리부에서 각 그룹별로 위상 왜곡 보정되어 출력되는 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자신호를 추출하는 제1 내지 제n기저대역 신호처리기를 포함한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 위상 지연 특성 정보에 따라, 각 그룹마다 상기 제1 내지 제n기저대역 신호처리기 중 하나의 기저대역 신호처리기를 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기지국시스템은, 상기 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 신호 처리하여 기저 대역으로 변환하는 고주파 및 중간주파 신호처리부와, 상기 고주파 및 중간주파 신호처리부에서 출력되는 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자 신호를 출력하는 기저대역 신호처리부를 포함하고,
상기 고주파 및 중간주파 신호처리부는, 상기 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역신호로 변환하고 상호 병렬 접속된 제1 내지 제n신호처리수단과, 상기 제1 내지 제n신호처리수단 내에 삽입되어 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 입력신호의 위상 왜곡을 보정하는 제1 내지 제n위상등화기, 및 상기 제1 내지 제n신호처리수단과 상기 제1 내지 제n위상등화기에서 각 그룹별로 위상 왜곡 보정되어 출력되는 기저 대역신호를 합하는 가산기를 포함하며,
상기 기저대역 신호처리부는, 상기 가산기에서 출력되는 합산된 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자신호를 추출하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템의 일부 구성을 도시한 블록도이다.
각 단말기는 서로 다른 설계방식과 부품을 사용하기 때문에 위상 지연 특성이 각각 다른데, 유사한 위상 지연 특성을 가지는 단말기들끼리 그룹화한다. 이때, A그룹의 단말기들로부터 입력되는 고주파신호의 위상 왜곡을 보정하기 위한 위상등화기는 A형태 위상등화기(312), 위상 왜곡 보정된 기저대역 신호에서 고유의 사용자신호를 추출하는 기저대역 신호처리기는 A형태 기저대역 신호처리기(321)라고 한다. 물론, B그룹의 단말기들로부터 입력되는 고주파신호는 B형태 위상등화기(314)와 B형태 기저대역 신호처리기(322)를 통해 각각 고유의 사용자신호가 추출되고, C그룹의 단말기들로부터 입력되는 고주파신호는 C형태 위상등화기(316)와 C형태 기저대역 신호처리기(323)를 통해 각각 고유의 사용자신호가 추출된다.
각 그룹의 단말기들로부터 입력되는 고주파신호는 기지국 안테나(301)를 통해 고주파 및 중간주파 신호처리부(310)의 신호처리기(311)로 입력되어 적절하게 신호처리된다. 그 다음, 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 신호의 위상 왜곡 보정을 위한 A형태 위상등화기(312), B형태 위상등화기(314), 및 C형태 위상등화기(316)에 인가되는데, 각 형태의 위상등화기에서 입력신호에 포함된 위상 왜곡이 보정된다. 이때, A형태 위상등화기(312)는 A그룹의 단말기로부터 입력되는 신호의 위상 왜곡을 보정하고, B형태 위상등화기(314)는 B그룹의 단말기로부터 입력되는 신호의 위상 왜곡을 보정하며, C형태 위상등화기(316)는 C그룹의 단말기로부터 입력되는 신호의 위상 왜곡을 보정한다. 각 위상등화기에서 위상 왜곡 보정된 입력신호는 각각의 신호처리기(313, 315, 317)를 통해 기저 대역신호로 출력된다.
이와 같이, 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호는 신호처리기(311)와 신호처리기(313, 315, 317)에 의해 기저 대역신호로 변환된다.
각 신호처리기(313, 315, 317)에서 출력되는 기저 대역신호는 기저대역 신호처리부(320)의 A형태 기저대역 신호처리기(321), B형태 기저대역 신호처리기(322), 및 C형태 기저대역 신호처리기(323)로 각각 입력되어, 상기 각 기저대역 신호처리기(321, 322, 323)를 통해 고유의 사용자신호가 추출된다.
이와 같이 고주파 및 중간주파 신호처리부(310)에서 기저 대역신호로 변환된 모든 그룹의 신호를 각 형태별로 각각의 기저대역 신호처리기에 전달하기 위하여, 단말기로부터 기지국 시스템으로 전송되는 망 접속 시도 메시지에 실려서 함께 전송되는 위상 지연 특성 정보를 이용한다.
또 다른 실시예로서, 고주파 및 중간주파 신호처리부의 각 신호처리기(313, 315, 317)에서 출력되는 각 기저 대역신호를 모두 합하여 하나의 기저대역 신호처리부로 전송할 수도 있다.
도 4는 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 다수의 위상등화기를 사용한 기지국시스템의 일부 구성 블록도로서, 중간주파 신호처리부에 위상등화기가 포함된 기지국시스템을 도시한다.
위상 지연 특성이 유사한 단말기를 사용하는 사용자 그룹은 거의 동일한 위상 왜곡 특성을 가지는데, 적절한 위상 보정 과정을 통해 비트 오율이 낮아진다.
단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호는 기지국 안테나(401)를 통해 고주파 신호처리부(402)에서 중간주파로 저역 변환되고, 각 중간주파 신호처리부로 입력된다. 즉, 기지국 안테나(401)를 통해 A, B, C …등 모든 형태의 단말기로부터 입력되는 신호들이 합해져 있는데, 이 신호들이 A형태 중간주파 신호처리부(403), B형태 중간주파 신호처리부(405), 및 C형태 중간주파 신호처리부(407)로 입력된다.
여기서, A형태 중간주파 신호처리부(403)는 A그룹의 단말기로부터 입력되는 신호의 위상 왜곡을 보정하기 위한 A형태 위상등화기를 포함하기 때문에, A그룹의 단말기로부터 입력되는 신호는 위상 왜곡 보정되지만, B그룹의 단말기로부터 입력되는 신호나 C그룹의 단말기로부터 입력되는 신호는 더욱 위상 왜곡이 심해진다. 또한, B형태 중간주파 신호처리부(405)는 B형태 위상등화기를 포함하여 B그룹의 단말기로부터 입력되는 신호를 위상 왜곡 보정하고, C형태 중간주파 신호처리부(407)는 C형태 위상등화기를 포함하여 C그룹의 단말기로부터 입력되는 신호를 위상 왜곡 보정한다.
이와 같이 A형태 중간주파 신호처리부(403) 내지 C형태 중간주파 신호처리부(407)를 통해 출력되는 신호는 각각 A형태 기저대역 신호처리부(404)와 B형태 기저대역 신호처리부(406), 및 C형태 기저대역 신호처리부(408)로 입력된다. 각 기저대역 신호처리부(404, 406, 408)는 각각 입력되는 기저 대역신호를 신호처리하여 고유의 사용자신호를 추출한다.
도 5는 도 4에 도시된 중간주파 신호처리부의 한 실시예도이다.
고주파 신호처리부로부터 입력되는 중간주파신호는 대역통과필터(501)에서 필터링되고, 신호 증폭 및 감쇠부(502)에서 적절한 크기로 증폭 또는 감쇠된다. 복조기(503)는 발진기(oscillator)(504)에서 출력되는 발진신호와 중간주파신호를 곱하여 기저 대역신호로 변환시키는 동시에 이 중간주파신호를 동상신호(Inphase)와 직교신호(Quadrature)로 나눈다. 복조기(503)에서 출력되는 동상신호와 직교신호는 각각 저역통과필터(505)(509)와, 증폭기(506)(510), 및 위상등화기(507)(511)를 통해 신호 처리되고, 덧셈기(508)에서 합해진 후, 기저대역 신호처리부와 자동이득 조절회로(512)로 입력된다.
이러한 중간주파 신호처리부는 아날로그 방식으로 자동 이득 조절하는데, 이 방법을 이용하면 중간주파 신호처리부와 기저대역 신호처리부 간의 신호선이 감소하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 위상 지연 특성이 유사한 단말기들을 그룹화하고 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 신호의 위상 왜곡을 각각의 위상등화기를 이용하여 보정하기 때문에, 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 정상적인 통신이 가능해질 뿐만 아니라 시스템 용량이 향상되고, 비트 오율이 낮아지는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 광대역 코드분할다중접속 통신망에서 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역으로 변환하여 각 단말기의 고유한 사용자신호를 출력하는 기지국 시스템에 있어서,
    위상 왜곡 보정 특성이 서로 다른 다수의 위상등화기를 병렬 접속하여,
    위상 지연 특성이 유사한 임의의 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호가 상기 다수의 위상등화기 중 적어도 하나의 위상등화기에 의해 위상 왜곡 보정되도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단말기로부터 위상 지연 특성 정보가 입력되는 것을 특징으로 하는 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 신호 처리하여 기저 대역으로 변환하는 고주파 및 중간주파 신호처리부와, 상기 고주파 및 중간주파 신호처리부에서 출력되는 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자 신호를 출력하는 기저대역 신호처리부를 포함하고,
    상기 고주파 및 중간주파 신호처리부는, 상기 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역신호로 변환하고 상호 병렬 접속된 제1 내지 제n신호처리수단과, 상기 제1 내지 제n신호처리수단 내에 삽입되어 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 입력신호의 위상 왜곡을 보정하는 제1 내지 제n위상등화기를 포함하며,
    상기 기저대역 신호처리부는, 상기 고주파 및 중간주파 신호처리부에서 각 그룹별로 위상 왜곡 보정되어 출력되는 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자신호를 추출하는 제1 내지 제n기저대역 신호처리기를 포함한 것을 특징으로 하는 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위상 지연 특성 정보에 따라, 각 그룹마다 상기 제1 내지 제n기저대역 신호처리기 중 하나의 기저대역 신호처리기를 할당하는 것을 특징으로 하는 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 신호 처리하여 기저 대역으로 변환하는 고주파 및 중간주파 신호처리부와, 상기 고주파 및 중간주파 신호처리부에서 출력되는 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자 신호를 출력하는 기저대역 신호처리부를 포함하고,
    상기 고주파 및 중간주파 신호처리부는, 상기 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 고주파 입력신호를 기저 대역신호로 변환하고 상호 병렬 접속된 제1 내지 제n신호처리수단과, 상기 제1 내지 제n신호처리수단 내에 삽입되어 각 그룹의 단말기로부터 입력되는 입력신호의 위상 왜곡을 보정하는 제1 내지 제n위상등화기, 및 상기 제1 내지 제n신호처리수단과 상기 제1 내지 제n위상등화기에서 각 그룹별로 위상 왜곡 보정되어 출력되는 기저 대역신호를 합하는 가산기를 포함하며,
    상기 기저대역 신호처리부는, 상기 가산기에서 출력되는 합산된 기저 대역신호를 신호 처리하여 고유의 사용자신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템.
KR1019980052955A 1998-12-03 1998-12-03 광대역 코드분할다중접속 통신망의 기지국시스템 KR100281405B1 (ko)

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