KR100344870B1 - 이득제어를위한기지국시스템 - Google Patents

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Abstract

CDMA 이동통신 시스템에 있어서, 특히 마스터 기지국과 슬레이브 기지국으로 구성된 기지국 시스템에서 각 기지국의 이득을 일정하게 유지할 수 있도록 이득을 검출하여 제어하는데 적당한 이득 제어를 위한 기지국 시스템에 관한 것으로, 고주파신호의 전력 레벨 변화에 관계없이 일정 전력 레벨의 제어신호를 변조 및 다중화하여 전송하는 마스터 기지국과, 상기 마스터 기지국으로부터 전송된 제어신호를 각각 역다중화 및 복조하며, 이에 따라 자신으로부터 송출될 고주파신호에 대한 전력 레벨을 각각 제어하는 다수의 슬레이브 기지국을 포함하여 구성되는 이득 제어를 위한 기지국 시스템에 관한 것이다.

Description

이득 제어를 위한 기지국 시스템{Base-station System for Gain Contro}
본 발명은 CDMA 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 마스터 기지국과 슬레이브 기지국으로 구성된 기지국 시스템에서 각 기지국의 이득을 일정하게 유지할수 있도록 이득을 검출하여 제어하는데 적당한 이득 제어를 위한 기지국 시스템에 관한 것이다.
현재 이동통신 시스템을 운용함에 있어서 나무가 많은 깊은 산이나 험한 계곡, 땅속과 같은 통신 음영지역은 지형적인 영향으로 인해 전파가 미약하게 전달되거나 차단되기 쉽다. 이러한 점을 고려하자면 현재 설치되어 있는 기지국 시스템을 확장 설치하여야 한다.
그러나 기지국을 설치하는 드는 비용이 큰 부담이 되므로, 설치 비용도 절감할 수 있고 동시에 통신 음영지역에도 고품질의 통화서비스를 제공할 수 있는 기지국 시스템이 운용되고 있다.
이러한 기지국 시스템의 주된 구성은 교환국과 연결되며 일반적으로 알려진 기지국의 개념을 갖는 마스터 기지국(Master Base-station)과, 이 마스터 기지국과 광케이블로 연결되어 광신호를 주고받는 슬레이브 기지국(Slave Base-station)으로 되어 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 기지국 시스템의 일부 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기지국 시스템은 크게 마스터 기지국(10)과 다수의 슬레이브 기지국(20,30,40)으로 구성된다.
여기서, 마스터 기지국(10)과 다수의 슬레이브 기지국(20,30,40)의 구성 동작을 설명하는데 있어서 신호 송신 과정을 중심으로 설명한다.
마스터 기지국(10)에서 기저대역처리부(11)는 CDMA 프로토콜에 의한 신호처리 및 신호제어를 수행하는데, 입력되는 기저대역의 신호를 처리하여 중간주파신호를 출력시킨다.
이렇게 기저대역처리부(11)로부터 출력된 중간주파신호는 주파수변환부(12)에서 고주파수신호로 변환되며, 주파수 변환된 고주파신호는 전력증폭부(13)에서 목표하는 레벨만큼 증폭된다.
결합부(14)는 레벨 증폭된 고주파신호들을 결합하여 필터링(Filtering) 및 커플링(coupling) 하게 된다. 이 때 결합되는 고주파신호들은 각 CDMA 채널별로 주파수가 할당된 신호들이다.
결합부(14)로부터 출력되는 고주파신호들은 고주파신호 분배부(15)에서 다수의 경로로 분리되는데, 이는 다수의 슬레이브 기지국(20,30,40)에 각 주파수 할당된 해당 고주파신호를 전송하기 위한 것이다.
전기/광변환부(16)는 분배부(15)에서 분리된 각각 경로별로 하나씩 구비되어 있으며, 분배부(15)의 출력 고주파신호를 광신호로 변환하게 된다.
전원부(17)는 마스터 기지국(10)의 내부 망요소들의 동작을 위해 전원을 공급해 준다.
제1슬레이브 기지국(20)에는 마스터 기지국(10)의 전기/광변환부(16)에서 변환된 광신호가 광케이블을 통해 입력된다.
광/전기변환부(21)는 입력된 광신호를 고주파신호로 변환하며, 전력증폭부(22)는 변환된 고주파신호에 대해 광케이블 및 경로상의 손실을 보상할 수 있도록 최종 목표하는 전력 레벨까지 증폭한다.
필터부(23)는 레벨 증폭된 고주파신호에서 대역외 신호를 제거하며, 스퓨리어스를 억압한 후 안테나를 통해 송출되도록 한다.
여기서, 안테나를 통해 최종 송출되는 신호의 전력 레벨을 일정하게 유지할 수 있도록 이득 제어를 수행하게 된다.
이 이득 제어를 위해 안테나의 바로 전단에 커플링부(24)를 구비하며, 이 커플링부(24)는 안테나를 통해 최종 출력되는 고주파신호를 커플링하여 제어부(26)에 공급한다. 또한 제어부(26)에는 광/전기변환부(21)로부터 변환된 고주파신호가 입력된다.
제어부(26)는 커플링부(24)에서 커플링된 신호와 광/전기변환부(21)로부터 제공되는 신호를 근거로 하여 자동레벨조정부(ALC : Auto Level Controller)(25)에 제어신호를 출력시킨다.
자동레벨조정부(ALC)(25)는 제공되는 제어신호로부터 전력증폭부(22)가 증폭할 전력 레벨을 조정하게 되며, 이로 인해 최종 송출되는 신호의 레벨이 일정하게 유지되도록 한다.
제1슬레이브 기지국(20)에도 전원부(27)가 구비되어 있어서, 내부 망요소들의 동작을 위해 전원을 공급해 준다.
이러한 기지국 시스템에는 제1슬레이브 기지국의 구성과 동작과 동일한 다수의 슬레이브 기지국(30,40)이 있으며, 단지 마스터 기지국(10)과 각각 연결되는 광케이블의 길이의 차이가 조금씩 있게 된다.
이와 같이 종래 기술에 따른 기지국 시스템에서는 CDMA 채널 상에 다수의 트래픽 부하가 발생했을 때 최종 송출 신호의 레벨변화는 무시하고 경로손실만을 고려하였다.
이렇게 경로손실만을 고려하여 안테나 송출신호가 일정레벨을 유지하도록 제어하는 자동레벨조정기능(Auto Level Control)을 사용하기 때문에, 트래픽 수가 많아질 때 신호억압효과가 발생한다는 문제점이 있다.
또한, 이러한 신호억압효과 때문에 실제 목표하는 안테나 송출신호의 전력레벨을 증폭할 때 증폭되는 레벨이 제한을 받게 된다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 경로손실을 고려할 뿐만 아니라 트래픽 신호의 출력 변화에 대해 유동성 있는 이득 제어를 수행하여 송신출력을 일정하게 유지시켜 주는 이득 제어를 위한 기지국 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 이득 제어를 위한 기지국 시스템이, 고주파신호의 전력 레벨 변화에 관계없이 일정 전력 레벨의 제어신호를 변조 및 다중화하여 전송하는 마스터 기지국과; 상기 마스터 기지국으로부터 전송된 제어신호를 각각 역다중화 및 복조하며, 이에 따라 자신으로부터 송출될 고주파신호에 대한 전력 레벨을 각각 제어하는 다수의 슬레이브 기지국을 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 상기 마스터 기지국은 상기 일정 전력 레벨의 제어신호를 변조하는 마스터 모뎀부와, 상기 마스터 모뎀부에서 변조된 신호를 상기 고주파신호와 다중화하는 다중/역다중부와, 상기 다중/역다중부에서 다중화된 신호로부터 상기 변조된 신호의 출력 레벨을 검출하는 마스터 상태감시신호검출부와, 상기 마스터 상태감시신호검출부에서 검출된 출력 레벨 및 상기 슬레이브 기지국으로 전송될 고주파신호를 토대로 이에 상응하는 제어신호를 상기 마스터 모뎀부에 출력하는 마스터 제어부를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 다수의 슬레이브 기지국은 각각 상기 마스터 기지국으로부터 전송된 고주파신호를 역다중화하여 상기 변조되어 전송된 제어신호를 분리하는 다중/역다중부와, 상기 다중/역다중부에 분리된 제어신호를 복조하는 슬레이브 모뎀부와, 상기 다중/역다중부에서 분리된 제어신호의 출력 레벨을 검출하는 슬레이브 상태감시신호검출부와, 상기 슬레이브 모뎀부에서 복조된 제어신호와 상기 슬레이브 상태감시신호 검출부에서 검출된 출력 레벨을 근거로 하여, 이들을 비교한 후 이에 상응하는 제어를 수행하는 슬레이브 제어부를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 슬레이브 제어부는 광케이블을 통해 전송된 광신호가 변환된 고주파신호와 최종 안테나를 통해 송출된 고주파신호를 각각 커플링하여 이들을 검출한 후 비교함으로써, 비교 결과에 따라 발생된 오차만큼의 이득을 보상하도록 제어하게 된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 기지국 시스템의 일부 구성을 나타낸 블록구성도.
도 2 는 일반적인 CDMA 이동통신망의 일부 구성을 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 기지국 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 마스터 기지국 200 : 슬레이브 기지국
103 : 드라이버 전력증폭부 202 : 다중/역다중부
105 : 다중/역다중부 203 : 제1커플링부
107 : 마스터 제어부 204 : 디지털 감쇄부
108 : 마스터 모뎀부 207 : 제2커플링부
109 : 마스터 상태감시신호검출부 208 : 슬레이브 상태감시신호검출부
209 : 슬레이브 모뎀부 210 : 슬레이브 제어부
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2 는 일반적인 CDMA 이동통신망의 일부 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 도시된 구성은 앞에서도 언급했듯이 교환국(미도시)과 연결되며 일반적으로 알려진 기지국의 개념을 갖는 마스터 기지국(Master Base-station)(100)과, 이 마스터 기지국(100)과 광케이블로 연결되어 광신호를 주고받으며 자신의 안테나를 통해 송출한 신호의 전력 증폭 및 마스터 기지국(100)에 전달할 신호의 저잡음 증폭을 주된 기능으로 하는 다수의 슬레이브 기지국(Slave Base-station)(200,210,220,230,240)으로 구성된다.
이러한 구성으로 인해 적은 설치 비용으로 통신 음영지역에도 고품질의 통화서비스를 제공할 수 있게 된다.
본 발명에서는 이와 같이 구성된 CDMA 이동통신망에서 각각의 슬레이브 기지국(200,210,220,230,240)이 송출하는 신호의 전력이 같도록 혹은 목표하는 일정 이득 레벨을 유지할 수 있도록, 경로손실 및 각 부품의 오차를 보상할 수 있는 구성을 갖는다.
도 3 은 본 발명에 따른 기지국 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기지국 시스템은 크게 마스터 기지국(100)과 다수의 슬레이브 기지국(200,210,220,230)으로 구성된다.
여기서, 마스터 기지국(100)과 다수의 슬레이브 기지국(200,210,220,230)의 구성 동작을 설명하는데 있어서 신호 송신 과정을 중심으로 설명한다.
본 발명에서 가장 중요한 점은 마스터 기지국(100)의 마스터 상태감시신호검출부(109)가 다중/역다중부(105)로부터 마스터 모뎀부(108) 변조신호의 출력 레벨을 검출하여 마스터 제어부(107)에 알려 주며, 또한 이 변조신호의 출력 레벨을 각슬레이브 기지국(200,210,220,230)의 슬레이브 상태감지신호검출부(208)가 다중/역다중부(202)를 통해 검출하여 슬레이브 제어부(210)에 알려줌으로써, 이들 마스터 제어부(107)에 보고된 출력 레벨과 슬레이브 제어부(210)에 보고된 신호 레벨을 비교한다는 것이다.
이 비교 결과를 토대로 마스터 기지국(100)에서 각 슬레이브 기지국(200,210,220,230)의 다중/역다중부(202)까지의 광케이블 손실 및 경로 손실을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다는 것이다.
마스터 기지국(100)에서 기저대역처리부(101)는 CDMA 프로토콜에 의한 신호처리 및 신호제어를 수행하는데, 입력되는 기저대역의 신호를 처리하여 중간주파신호를 출력시킨다.
이렇게 기저대역처리부(101)로부터 출력된 중간주파신호는 주파수변환부(102)에서 고주파수신호로 변환되며, 주파수 변환된 고주파신호는 드라이버 전력증폭부(103)에서 목표하는 레벨만큼 증폭된다.
결합부(104)는 레벨 증폭된 고주파신호들을 결합하여 필터링(Filtering) 및 커플링(coupling) 하게 된다. 이 때 결합되는 고주파신호들은 각 CDMA 채널별로 주파수가 할당된 신호들이다.
결합부(104)로부터 출력되는 고주파신호들은 다중/역다중부(105)를 경유하여 전기/광변환부(106)에 입력된다.
전기/광변환부(106)는 고주파신호들을 광신호들로 변환하며, 광신호 분배부(110)는 변환된 광신호들을 각 슬레이브 기지국으로 분리하여 전송한다.
여기서, 마스터 기지국(100)의 이득 제어를 위한 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.
다중/역다중부(105)는 마스터 모뎀부(108)로부터 변조된 제어신호와 고주파신호를 다중화하며, 이 다중화된 신호는 전기/광변환부(106) 및 광신호 분배부(110)를 거쳐 각 슬레이브 기지국(200,210,220,230)에 전송된다. 또한 다중/역다중부(105)는 각 슬레이브 기지국(200,210,220,230)에서 전송되어 전기/광변환부(106)를 통해 입력된 고주파신호로부터 변조된 제어신호를 역다중화하며, 이로 인해 분리된 제어신호를 마스터 모뎀부(108)에 제공한다.
마스터 모뎀부(108)는 마스터 제어부(107)로부터 출력된 제어신호를 변조하며, 또한 다중/역다중화부(105)에서 역다중화된 변조 제어신호를 복조하여 마스터 제어부(107)에 제공해 준다.
마스터 상태감시신호검출부(109)는 마스터 모뎀부(108)에 의해 변조된 제어신호의 출력 레벨을 다중/역다중부(105)에서 검출하여 마스터 제어부(107)에 보고한다.
마스터 제어부(107)는 마스터 상태감시신호검출부(109)에서 보고된 출력 레벨로부터 이에 상응하는 제어신호를 마스터 모뎀부(108)에 출력하게 된다.
이하, 슬레이브 기지국(200,210,220,230)에 대한 구성 및 동작을 설명한다.
각 슬레이브 기지국(200,210,220,230)의 내부 구성 및 동작은 모두 동일하므로, 그 중 하나인 제1슬레이브 기지국(200)에 대해서만 설명한다.
제1슬레이브 기지국(200)에는 마스터 기지국(100)의 광신호 분배부(110)에서분리된 광신호가 광케이블을 통해 입력된다.
광/전기변환부(201)는 입력된 광신호를 고주파신호로 변환하며, 다중/역다중부(202) 및 제1커플링부(203)를 거치게 된다.
디지털 감쇄부(204)에서는 슬레이브 제어부(210)의 제어에 따라 일정 신호 레벨을 감쇄시키게 되며, 전력증폭부(205)는 변환된 고주파신호에 대해 최종 목표하는 전력 레벨까지 증폭한다.
필터부(206)는 레벨 증폭된 고주파신호에서 대역외 신호를 제거하며, 스퓨리어스를 억압한 후 제2커플링부(207)를 거쳐 안테나를 통해 송출되도록 한다.
여기서, 안테나를 통해 최종 송출되는 신호의 전력 레벨을 일정하게 유지할 수 있도록 제1슬레이브 기지국(200)에서의 이득 제어를 수행하게 된다.
제1슬레이브 기지국(200)에서는 이 이득 제어를 위한 최종 안테나 출력 레벨을 검출할 수 있도록 안테나의 바로 전단에 제2커플링부(207)를 구비하며, 이 제2커플링부(207)는 안테나를 통해 최종 출력되는 고주파신호를 커플링하여 슬레이브 제어부(210)에 보고한다. 또한 제1커플링부(203)도 자신에게 입력되는 고주파신호를 커플링하여 슬레이브 제어부(210)에 보고한다.
다중/역다중부(202)는 마스터 기지국(100)으로부터 변조된 후 고주파신호와 함께 다중화되어 전송된 신호를 역다중화시켜 제어신호를 분리한다.
또한, 슬레이브 상태감시신호검출부(208)는 마스터 기지국(100)으로부터 전송된 신호에서 변조된 제어신호의 전력 레벨을 검출하여 슬레이브 제어부(210)에 보고한다.
지금까지 설명한 본 발명에 따른 이득 제어를 위한 기지국 시스템에서, 마스터 기지국(100)의 다중/역다중부(105)에서 다중화되는 변조 제어신호의 신호 레벨은 고주파신호의 전력 레벨 변화에 관계없이 일정한 전력으로 출력되며, 각 슬레이브 기지국(200,210,220,230)의 다중/역다중부(202)에서 역다중화되어 분리되는 변조 제어신호가 광케이블 손실 및 경로 손실만큼 감쇄된 상태의 레벨임을 알 수 있도록 해주므로 순수한 경로 손실을 측정할 수 있게 된다.
본 발명에서는 제1커플링부(203) 이후에 이득 측정 및 이득 제어를 수행함에 있어, 이는 제1커플링부(203) 및 제2커플링부(207)에서 각각 검출되어 보고된 신호를 슬레이브 제어부(210)가 비교함으로써 신호 전력의 오차를 알 수 있게 되어 이득 보상이 가능하게 된다.
또한 본 발명에서는 마스터 기지국(100)으로부터 하나의 슬레이브 기지국의 안테나까지의 경로 손실 정보를 마스터 기지국(100)의 마스터 제어부(107)에서 알 수 있도록 하므로, 목표하는 최종 출력으로 송출되도록 디지털 감쇄부(204)의 감쇄 정도를 제어할 수 있다.
이렇게 슬레이브 기지국(200,210,220,230)까지의 경로 손실을 측정하여 슬레이브 기지국(200,210,220,230)별로 디지털 감쇄부(204)의 감쇄 정도를 달리 제어하므로, 모든 슬레이브 기지국(200,210,220,230)의 최종 안테나 출력을 동일하게 제어할 수 있다.
이상의 설명에서와 같은 본 발명은 이득을 검출하여 제어하며, 각 슬레이브기지국마다 일정 이득으로 신호를 최종 출력할 수 있도록 하기 위해 목표하는 이득값을 마스터 기지국과 슬레이브 기지국간에 송수신하게 되므로, 경로손실을 고려할 뿐만 아니라 트래픽 신호의 출력 변화에 대해 유동성 있는 이득 제어를 수행하여 송신출력을 일정하게 유지시켜 준다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기지국 시스템에서 트래픽 수에 상관없이 광케이블 경로의 감쇄 정도를 측정할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 고주파신호의 전력 레벨 변화에 관계없이 일정 전력 레벨의 제어신호를 변조 및 다중화하여 전송하는 마스터 기지국과;
    상기 마스터 기지국으로부터 전송된 제어신호를 각각 역다중화 및 복조하며, 상기 마스터 기지국에서 입력된 전력 레벨과, 자신으로부터 송출될 고주파신호에 대한 전력 레벨을 비교하여 목표로 하는 최종 출력의 전력 레벨로 상기 고주파 신호가 송출되도록 각각 제어하는 다수의 슬레이브 기지국과;
    상기 마스터 기지국 내에 위치하고, 상기 다중화된 신호로부터 상기 변조된 신호의 출력 레벨을 검출하는 마스터 상태감시신호검출부와;
    상기 각 슬레이브 기지국내에 위치하고, 상기 각 슬레이브 기지국의 다중/역다중화부에서 분리된 제어신호의 출력 레벨을 검출하는 슬레이브 상태감시신호검출부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이득 제어를 위한 기지국 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마스터 기지국에는
    상기 일정 전력 레벨의 제어신호를 변조하는 마스터 모뎀부와,
    상기 마스터 모뎀부에서 변조된 신호를 상기 고주파신호와 다중화하는 다중/역다중부와,
    상기 마스터 상태감시신호검출부에서 검출된 출력 레벨 및 상기 슬레이브 기지국으로 전송될 고주파신호를 토대로 이에 상응하는 제어신호를 상기 마스터 모뎀부에 출력하는 마스터 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이득 제어를 위한 기지국 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 슬레이브 기지국에는 각각
    상기 마스터 기지국으로부터 전송된 고주파신호를 역다중화하여 상기 변조되어 전송된 제어신호를 분리하는 다중/역다중부와,
    상기 다중/역다중부에 분리된 제어신호를 복조하는 슬레이브 모뎀부와,
    상기 슬레이브 모뎀부에서 복조된 제어신호와 상기 슬레이브 상태감시신호 검출부에서 검출된 출력 레벨을 근거로 하여, 이들을 비교한 후 이에 상응하는 제어를 수행하는 슬레이브 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이득 제어를 위한 기지국 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 슬레이브 제어부는 광케이블을 통해 전송된 광신호가 변환된 고주파신호와 최종 안테나를 통해 송출된 고주파신호를 각각 커플링하여 이득을 검출한 후 비교함으로써, 비교 결과에 따라 발생된 오차만큼의 이득을 보상하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이득 제어를 위한 기지국 시스템.
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KR970060745A (ko) * 1996-01-30 1997-08-12 이준 광선로를 이용하여 기지국 제어 장치와 기지국간을 연결한 기지국 시스팀

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