KR100312953B1 - 시분할전이중통신시스템의다중결합기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

시분할 전이중방식에 의해 적어도 두채널 이상의 신호들을 송수신하는 통신 시스템에서 송수신신호를 결합/분리하는 다중결합기에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

결합하는 채널수와 무관하게 한 채널에 해당하는 송신신호 전력만을 수용하며 스플리터를 사용하지 않고서도 수신신호로부터 각 채널신호를 분리한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

각 채널의 송신신호들과 수신신호들을 각각 대역 제한하는 밴드패스필터들과, 밴드패스필터들을 통한 송신신호의 전력을 결합하여 안테나에 인가하며 안테나를 통해 수신되는 신호를 밴드패스필터들에 인가하는 정션회로와, 송신신호들을 각각 대응하는 밴드패스필터들에 인가하며 밴드패스필터들을 통한 수신신호들을 분리하는 서어큘레이터들을 구비한다.

4. 발명의 중요한 용도

FH(Frequency Hopping)방식의 이동통신 기지국 시스템에서 송신신호를 결합/분리하는데 이용한다.

Description

시분할 전이중 통신시스템의 다중결합기

제1도는 통상적인 다중결합기의 블럭구성도

제2도는 본 발명에 따른 다중결합기의 블럭구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30-36 : 제1-제4서어큘레이터 38-44 : 제1-제4BPF

46 : 정션회로 48 : 다중 결합기

50 : 안테나 52-58 : 제1-제4수신스위치

60-66 : 제1-제4보호회로 68-74 : 제1-제4LNA

본 발명은 시분할 전이중(Time Division Duplex: 이하 "TDD"라 함) 방식에 의해 적어도 두채널 이상의 신호들을 송수신하는 통신시스템에 관한 것으로, 특히 FH(Frequency Hoppping)방식의 이동통신 기지국 시스템(base station system)에 있어서 송수신신호를 결합/분리하는 다중결합기(multicoupler)에 관한 것이다.

일반적으로 FH방식을 채용한 이동통신 기지국시스템에 있어서 필수적으로 사용되는 장비인 다중결합기는 하나의 안테나를 통하여 다수의 가입자에 대한 서비스를 제공한다. 다중결합기는 다수의 가입자 신호를 결합하여 안테나를 통해 송신하고, 안테나로부터 수신되는 신호를 분리하여 해당 가입자에게 제공하게 된다.

제1도는 이러한 다중결합기의 구성을 보인 것으로, 참조부호 18이 다중결합기에 해당하며, 4채널용 다중결합기의 구성을 예를 들어 보인 것이다. 4채널의 제1-제4채널 송신신호 Tx1-Tx4중, 제1-제2채널 송신신호 Tx1-Tx2는 제1밴드패스필터(Band Pass Filter : 이하 "BPF"라 함)(10)에 의해 결합되고, 제3-제4채널 송신신호 Tx3-Tx4는 제2BPF(12)에 의해 결합되며, 제1, 제2BPF(10,12)에 의해 각각 결합된 신호는 다시 제3BPF(14)에 의해 결합된후 송수신스위치(16)를 거쳐 안테나(20)를 통해 송신된다. 그리고 안테나(20)를 통해 수신되는 수신신호는 송수신 스위치(16)를 거쳐 전치필터(22)에 의해 대역제한된후, 과전압으로부터 수신부를 보호하기 위한 보호회로(24)를 거쳐 LNA(Low Noise Amplifier)(26)에 의해 증폭되고 스플리터(splitter)(28)에 의해 각 채널별로 분파됨으로써 제1-제4채널 수신신호 Rx1-Rx4로 각각 분리된다. 여기서 송수신스위치(16)는 송수신을 선택하기 위한 송수신제어신호 TDD에 의해 제3BPF(14)의 출력신호를 안테나(20)로 인가하거나 안테나(20)의 수신신호를 전치필터(22)에 인가한다. 이때 송수신스위치(16)는 각 채널의 송수신신호를 각각 해당하는 타임 슬롯(time slot)에서 선택한다.

이때 제1-제3BPF(10-14)는 두개의 BPF를 결합한 형태의 다이플렉서(diplexer)를 사용하는데, FH방식에 있어 각 채널들의 주파수가 광대역에 걸쳐 분포되므로 제1-제3BPF(10-14)도 이에 적합하게 광대역의 다이플렉서를 사용한다. 이러한 BPF로서 캐비티 필터(cavity filter)를 사용하는데, 이는 전력 손실이 크고 부피가 큰 단점을 가진다. 이때 각 채널의 송신신호 Tx1-Tx4는 제1-제3BPF(10-14)에 의해 순차적으로 결합되어짐에 따라 전력도 단계적으로 결합됨으로써 커지게 된다. 예를 들어 각 채널의 송신신호 Tx1-Tx4가 각각 P[W]의 전력을 가진다고 하면, 제1, 제BPF(10,14)에 의해 결합된 각 신호의 전력은 4P[W]가 되고, 제3BPF(14)에 의해 결합된 신호의 전력은 16P[W]가 된다. 그러므로 제1-제3BPF(10-14)의 부피는 더욱 커져야 하며 그에따라 전력 손실도 더욱 커지며 가격도 상승하게 되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 송수신스위치(16)도 동일하게 커진다.

또한 BPF를 사용하여 각 채널의 송신신호들을 결합함에 따라 채널간의 간섭을 방지하기 위해 아이솔레이터(isolator)를 BPF에 사용하여야만 하였었다.

한편 제1도에서는 4채널용 다중결합기를 예를 들어 보였으나 결합하여야 하는 채널수가 증가한다면, 그에따라 보다 큰 부피의 BPF와 송수신스위치를 사용하여야만 한다.

그리고 수신신호로부터 각 채널의 신호를 분리하기 위하여 스플리터를 사용함으로써 큰 면적을 차지하게 되는 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 부품의 크기를 줄일 수 있는 다중결합기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 결합하는 채널수와 무관하게 한 채널에 해당하는 송신신호 전력만을 수용하여 결합할 수 있는 다중결합기를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 스플리터를 사용하지 않고서도 수신신호로부터 각 채널신호를 분리할 수 있는 다중결합기를 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 다중결합기의 블럭구성도를 보인 것으로, 참조부호 48이 다중결합기에 해당하며, 4채널용 다중결합기의 구성을 예를 들어 보인 것이다. 제1-제4BPF(38-44)는 각각 제1-제4서어큘레이터(circulator)(30-36)를 통한 제1-제4채널 송신신호 Tx1-Tx4들과 수신신호들을 각각 대역 제한한다. 정션(junction)회로(46)는 제1-제4BPF(38-44)를 통한 송신신호의 전력을 결합하여 안테나(50)에 인가하며 안테나(50)를 통해 수신되는 신호를 제1-제4BPF(38-44)에 인가한다. 정션회로(46)는 마이크로 스트립 라인으로 구현되며 다수의 신호에 대하여 순차적으로 하나씩 임피던스 정합시킴으로써 선택적으로 접속하는 공지의 회로이다. 제1-제4서어큘레이터(30-36)는 제1-제4채널 송신신호 Tx1-Tx4를 제1-제4BPF(38-44)중 각각 대응하는 BPF에 인가하며 제1-제4BPF(38-44)를 통한 수신 신호들을 분리하여 제1-제4수신스위치(52-58)에 각각 인가한다. 제1-제4수신스위치(52-58)는 제1-제4서어큘레이터(30-36)에 의해 각각 분리된 수신신호들을 제1-제4수신제어신호 TDD1-TDD4에 의해 각각 해당하는 타임 슬롯에서 선택 출력한다. 제1-제4보호회로(60-66)는 제1-제4수신스위치(52-58)로부터 출력되는 수신신호들에 나타나는 과전압으로부터 수신부를 보호한다. 제1-제4LNA(68-74)를 제1-제4보호회로(60-66)를 통해 출력되는 신호들을 각각 제1-제4채널 수신신호 Rx1-Rx4로서 출력한다.

따라서 송신신호들에 대하여 BPF의 후단에서 전력 결합을 하며, 송수신 절환은 수신 경로만을 절환함으로써 제1-제4BPF(38-44)와 제1-제4수신스위치(52-58)는 결합하는 채널수와 무관하게 한 채널의 송신신호 전력만을 수용하면 된다. 또한 별도의 스플리터를 사용하지 않고서도 수신신호를 각 채널별로 분리가 가능하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 결합하는 채널수와 무관하게 한 채널에 해당하는 송신신호 전력만을 수용하여 결합부품의 크기fmf 줄일 수 있으며 그에따라 전력 손실을 감소시키는 동시에 가격을 낮출 수 있는 잇점이 있다. 또한 스플리터를 사용하지 않고서도 수신신호로부터 각 채널신호를 분리할 수 있음으로써 다중 결합기의 크기를 종래에 비해 대폭적으로 줄일 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 적어도 두 채널 이상의 신호를 시분할 전이중방식에 의해 송수신하는 통신시스템의 다중결합기에 있어서,

   각 채널의 송신신호들과 수신신호들을 각각 대역 제한하는 밴드패스필터들과,

   상기 밴드패스필터들을 통한 상기 송신신호의 전력을 결합하여 안테나에 인가하며 상기 안테나를 통해 수신되는 신호를 상기 밴드패스필터들에 인가하는 정션회로와,

   상기 송신신호들을 각각 대응하는 상기 밴드패스필터들에 인가하며 상기 밴드패스필터들을 통한 상기 수신신호들을 분리하는 서어큘레이터들을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중결합기.
2. 제1항에 있어서, 상기 서어큘레이터들이 각각 3단자 서어큘레이터인 것을 특징으로 하는 다중결합기.
3. 적어도 두 채널 이상의 신호를 시분할 전이중방식에 의해 송수신하는 통신시스템의 다중결합기에 있어서,

   각 채널의 송신신호들과 수신신호들을 각각 대역 제한하는 밴드패스필터들과,

   상기 밴드패스필터들을 통한 상기 송신신호의 전력을 결합하여 안테나에 인가하며 상기 안테나를 통해 수신되는 신호를 상기 밴드패스필터들에 인가하는 정션회로와,

   상기 송신신호들을 각각 대응하는 상기 밴드패스필터들에 인가하며 상기 밴드패스필터들을 통한 상기 수신신호들을 분리하는 서어큘레이터들과,

   상기 서어큘레이터들에 의해 각각 분리된 상기 수신신호들을 각각 해당하는 타임 슬롯에서 선택 출력하는 수신스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중결합기.
4. 제3항에 있어서, 상기 서어큘레이터들이 각각 3단자 서어큘레이터인 것을 특징으로 하는 다중결합기.