KR100347308B1 - 기지국 옥외 장비에 고주파신호 및 전원을 공급하기 위한장치 - Google Patents

기지국 옥외 장비에 고주파신호 및 전원을 공급하기 위한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 tower-top 방식 기지국에서 기지국 옥외 장비에 고주파(RF)신호 및 전원을 공급하기 위한 장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 지상의 기지국과 tower-top에 위치한 기지국 옥외 장비(remote RF unit)를 잇는 IFL(Inter Facility Link) 케이블의 손실을 보상하기 위한 가변 증폭 기능과 전원 공급을 위한 bias-t의 기능을 갖는 증폭/전원공급회로를 구현함으로써, 저가 및 소형으로 제작이 가능하여 기지국의 소형화에 기여할 수 있고 이중화 구현이 가능하여 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

기지국 옥외 장비에 고주파신호 및 전원을 공급하기 위한 장치{ Circuit providing RF and power for antenna tower }
본 발명은 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 방식 이동통신 시스템의 tower-top 방식 기지국에 관한 것으로, 특히 지상의 기지국과 tower-top에 위치한 기지국 옥외 장비(remote RF unit)를 잇는 IFL(Inter Facility Link) 케이블의 손실을 보상하기 위한 가변 증폭 기능과 전원 공급을 위한 bias-t의 기능을 갖는 증폭/전원공급회로를 구현함으로써, 저가 및 소형으로 제작이 가능하여 기지국의 소형화에 기여할 수 있고 이중화 구현이 가능하여 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.
종래의 tower-top 방식 기지국에서는 지상의 기지국 장비에서 기지국옥외장비(안테나 tower)에 위치한 remote RF unit를 잇는 IFL(Inter Facility Link) 케이블의 손실을 보상하기 위하여 예비 증폭기를 사용하거나 주파수 상/하향 변환기 내부에 추가적인 증폭 기능을 구현하였으며, 이와 함께 안테나 tower에 설치된 remote RF unit에 전원을 공급하기 위하여 BIAS-T 혹은 선로 증폭기를 함께 사용하였다.
도1은 tower-top 방식을 채택한 기지국 블럭 구성의 일 예를 보인다.
지상에 설치되는 지상 기지국(10)과; 고주파 신호 송수신 레벨을 좋게 하기 위하여 옥외에 설치되는 안테나 타워(20)로 구성된다.
상기 지상 기지국(10)은,
먼저 순방향 흐름의 경우를 살펴보면,
기지국을 제어하기 위한 기지국 제어기(Base Station Controller; BSC)와 신호 정합을 수행하고 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 제어/인터페이스부(11)와; 상기 제어/인터페이스부(11)의 제어에 따라 순방향 및 역방향 신호를 CMDA 변조 및 복조를 수행하는 디지털 처리부(12)와; 순방향 신호를 CMDA 무선 대역의 신호로 상향 변환하고 역방향 신호를 상기 디지털 처리부(12)에서 사용되는 중간주파수 신호로 하향 변환하는 주파수상/하향 변환부(13)와; 상기 주파수상/하향 변환부(13)에서 출력되는 신호의 선로 손실을 보상하는 기능과 상기 안테나 타워(20)의 원격 고주파(Radio Frequency; RF) 처리의 입력 조건에 맞도록 증폭 기능을 수행하는 예비증폭기(14)와; 상기 예비증폭기(14)의 출력 신호와 전원을 상기 안테나 타워(20)로 IFL 케이블을 통해 전송하고, 상기 안테나 타워(20)로부터의 수신 신호를 상기 주파수상/하향 변환부(13)로 전송하는 Bias-T 회로(15)(16)로 구성된다.
상기 안테나 타워(20)는, 상기 Bias-T(15)로부터의 신호를 이동가입자 단말기와의 순방향 무선 링크 요구 규격에 맞는 레벨로 전력 증폭하는 주증폭기(21)와; 수신안테나(23)로부터의 수신 신호를 최소한의 잡음으로 증폭하는 저잡음 증폭기(24)로 구성된다.
상기와 같은 일반적인 tower-top 방식 기지국의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 순방향의 흐름을 살펴보면, 각 기지국은 기지국 제어기(BSC)로부터 받은 QCELP 또는 EVRC 신호를 기지국 제어/인터페이스부(11)에서 받아들이고 이것을 디지털 처리부(12)에서 CMDA 변조한 후 4.95MHz의 중간 주파수 신호를 만들어 주파수 상/하향 변환부(13)로 보내진다. 이 주파수 상/하향 변환부(13)에서는 이 중간 주파수 신호를 800MHz 대역이나 1800MHz 대역으로 주파수를 상향 변환한다. 이 주파수 상향 변환된 신호를 안테나 tower(20)에 위치한 remote RF unit를 잇는 IFL(Inter Facility Link) 케이블의 손실을 보상하기 위한 예비 증폭기(14)로 입력된다.
예비 증폭기(14)는 일반적으로 2W ~ 5W의 용량을 가지며 선로 손실의 보상과 remote RF unit의 입력 조건에 맞게 증폭기능을 수행한다. 이 증폭된 신호는 Bias-T 회로(15)에서 신호와 remote RF unit에 공급할 전원과 함께 선로를 경유하여 안테나 tower로 전송된다.
이 전송된 신호와 전원은 remote RF unit(20) 내부의 주 증폭기(21)로 입력되어 신호는 요구 규격에 맞게 증폭되어 안테나(22)를 통하여 신호를 방사하게 된다. 전원은 주증폭기(21)와 저잡음 증폭기(24)의 구동 전원으로 사용된다.
다음으로 역방향 흐름의 경우, 사용자 단말기에서 송출한 신호는 안테나(23)를 통해 저잡음 증폭기(24)로 입력되어 최소한의 잡음으로 신호를 증폭한다. 이 증폭된 신호는 IFL 케이블을 통하여 지상의 기지국으로 보내진다. 전송되어진 신호는주파수 상/하향 변환부(13)를 통해 4.95MHz로 주파수 하향 변환된다.
그리고 디지털 처리부(12)에서 CDMA 복조된 후, 기지국 제어/인터페이스부(11)를 거쳐 기지국 제어기(BSC)로 전송된다. 이 과정을 통하여 호가 설정되고 사용자가 통화할 수 있게 된다.
상기 Bias-T 회로(15)(16)가 도3에 도시되며, 이 Bias-T 회로의 동작을 설명하면, 단자 (a)로 상기 예비 증폭기(14)의 출력 신호가 입력되면 커패시터(capacitor) C1을 통해 단자 (b)로 출력되고 DC 전원이 인가되는 방향으로는 출력되지 않는다. 왜냐하면 입력신호는 고주파로서 인덕터(inductor) L1에 의해 단자 (c)는 무한대의 임피던스를 갖는 효과를 갖게 되기 때문이다. 그리고 DC전원은 인덕터 L1을 통해 출력된다. 그래서 상기 예비 증폭기(14)의 출력 신호와 DC전원이 Bias-T 회로(15)를 통해 안테나 타워(20)로 전송된다.
또한 역방향 신호에 대해서도 동일한 작용을 하여, 역방향 신호를 주파수 상/하향 변환부(13)로 전송하게 된다.
도2는 다른 tower-top 방식 기지국 블럭 구성예로서, 도1의 기지국에서 예비 증폭기를 구비하지 않고, 이 예비증폭기의 기능을 주파수상/하향 변환부(17) 내부에 회로로 구비되도록 하였다. 이의 동작은 도1의 기지국 동작과 동일한 방법으로 이루어지므로, 이의 설명은 생략한다.
이와 같은 tower-top 기지국의 경우, 증폭 기능에 장애가 발생되면 주파수상/하향 변환부(17) 전체를 교체하여야 하는 문제가 발생되었다.
도1 및 도2에 도시된 기지국과는 다르게, 도4와 같은 선로 증폭기를 구비하여 예비 증폭 기능을 대체하도록 하는 경우에 대해 설명한다.
도4는 이러한 선로 증폭기(line amplifier) 회로도이다.
이 선로 증폭기의 동작을 설명하면, 입력 단자 (a)로 신호와 DC 전원이 인가되면, 신호의 경우, 인덕터 L1과 L2로는 무한대의 특성을 갖기 때문에 신호가 통과하지 못하고 증폭기(30)를 통하여 신호를 증폭하여 단자(b)로 보내진다. 그리고 DC 전원의 경우, 입력 단자 (a)로 입력된 DC 전원은 커패시터 C1과 C2로는 개방 상태가 되어 전원이 통과하지 못하고 인덕터 L1과 L2로는 단락 상태가 되어 이 방향으로 전원이 통과하여 출력 단자 (b)를 통하여 외부로 전송된다.
그러나 이러한 선로 증폭기는 이중화 구현이 상당히 번거로우며 옥외 장비로서의 환경의 변화에 상당히 열악한 단점을 갖고 있다. 그리고 지상 기지국과 안테나 타워 간 선로의 중간에 설치되어야 하므로 유지, 보수의 불편한 점이 있었다.
이렇게 기존의 BIAS-T 회로를 사용할 경우, 전원 공급만이 가능하여 선로의 손실을 보상하기 위하여 예비 증폭기나 주파수 상/하향 변환기 내부에 증폭 기능을 추가해야 하는 등 번거로움이 많았다. 그리고 선로 증폭기만으로 대체 보상할 경우 선로 증폭기는 선로의 중간에 위치하므로 옥외 장비로서 여러 가지의 환경 여건에 따라 장비의 열화를 가져올 수 있으며 유지/보수에 어려움이 있었다. 또한 위의 모든 방법들은 시스템의 신뢰도를 향상하기 위하여 이중화 형상으로 구현할 경우 시스템의 가격 상승은 물론 기능 이상시 전체 모듈을 교체해야 하는 비효율적인 문제를 갖고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은
지상의 기지국과 tower-top에 위치한 기지국 옥외 장비(remote RF unit)를 잇는 IFL(Inter Facility Link) 케이블의 손실을 보상하기 위한 가변 증폭 기능과 전원 공급을 위한 bias-t의 기능을 갖는 증폭/전원공급회로를 구현함으로써, 저가 및 소형으로 제작이 가능하여 기지국의 소형화에 기여할 수 있고 이중화 구현이 가능하여 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치는,
지상 기지국과 상기 기지국 옥외 장비 간 전송선로로 인한 신호손실을 보상하기 위해 신호증폭을 수행하고, 상기 기지국 옥외 장비에 전원 공급의 경로를 제공하는 증폭/전원공급부를 순방향 링크 및 역방향 링크에 대해 각각 구비함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기 증폭/전원공급부는, 신호만을 입력받기 위한 제1 커플링 커패시터(C1)와; 선로 손실 보상을 위한 입력 신호를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기의 출력신호의 흐름을 차단하기 위한 제1 인덕터(L1)와; 상기 제1 인덕터(L1)와 직렬 연결되어, 상기 증폭기의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항(Rb)과; 상기 바이어스 저항(Rb)에 병렬 연결되고 전원의 잡음의 제거하기 위한 커패시터(C4,C5)와; 상기 증폭기의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제2 커플링(coupling) 커패시터(C2)와; 상기 제2 커플링 커패시터(C2)를 통과한 신호를 back-off 제어에 따라 상기 안테나 타워의 입력 조건에 맞도록 감쇠하는 가변감쇄기와; 상기 가변 감쇄기의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제3 커플링 커패시터(C3)와; 상기 제3 커플링 커패시터(C3)의 출력 신호를 차단하고 상기 안테나 타워에 전원을 공급하기 위한 제2 인덕터(L2)로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 증폭/전원 공급부는, 입력 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제1 RF 스위칭부와;
제1 RF 스위칭부의 출력 신호를 선로 손실 보상을 위해 증폭시키고 상기 안테나 타워의 처리 입력 조건에 맞게 감쇄시키는 제1 증폭/감쇄부와;
상기 제1 증폭/감쇄부의 출력 신호와 상기 제1 RF 스위칭부의 출력 신호 중 하나를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제2 RF 스위칭부와;
상기 제1 증폭/감쇄부에 장애 발생시 상기 제2 RF 스위칭부의 출력 신호를 선로 손실보상을 위해 증폭시키고 상기 안테나 타워의 처리 입력 조건에 맞게 감쇄시키는 제2 증폭/감쇄부와;
상기 제2 증폭/감쇄부의 출력 신호와 상기 제2 RF 스위칭부의 출력 신호 중하나를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제3 RF 스위칭부와;
상기 제1 증폭/감쇄부에 바이어스되는 전류의 양에 따라 형성되는 전압을 기준 전압과 비교하여 고주파 신호의 스위칭 제어 신호를 발생하는 스위칭제어부와;
상기 제3 RF 스위칭부의 출력 신호와 전원을 상기 안테나 타워에 공급하기 위한 전원 공급부로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1 증폭/감쇄부는 각각, 신호만을 입력받기 위한 제1 커플링 커패시터와; 선로 손실 보상을 위한 입력 신호를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기의 출력 신호의 흐름을 차단하기 위한 인덕터와; 상기 인덕터와 직렬 연결되어, 상기 증폭기의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항과; 상기 바이어스 저항에 병렬 연결되고 전원의 잡음의 제거하기 위한 커패시터와; 상기 증폭기의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제2 커플링(coupling) 커패시터와; 상기 제2 커플링 커패시터를 통과한 신호를 back-off 제어에 따라 상기 안테나 타워의 입력 조건에 맞도록 감쇠하는 가변감쇄기로 구성된 것을 특징으로 한다.
도1은 일반적인 tower-top 방식의 일 예를 보이는 기지국 블럭 구성도,
도2는 일반적인 tower-top 방식의 다른 예를 보이는 기지국 블럭 구성도,
도3은 도1 및 도2의 Bias-T 회로도,
도4는 일반적인 선로 증폭기 회로도,
도5는 본 발명에 의한 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치가 구비된 기지국 블럭 구성도,
도6은 본 발명에 의한 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치 회로도,
도7은 본 발명에 의한 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치 이중화 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210:제1 RF 스위칭부 220:제1 증폭/감쇄부
230:제2 RF 스위칭부 240:제2 증폭/감쇄부
250:제3 RF 스위칭부 270:전원 공급부
이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도5는 본 발명에 의한 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치가 지상 기지국에 구현된 기지국 시스템 블럭 구성도이다.
안테나 타워(20)는 도1에 도시된 기지국 블럭 구성과 동일하며, 지상 기지국(10)은 선로 손실 보상을 위한 신호 증폭 기능과 DC 전원의 경로를 제공하는 기능을 수행하는 증폭/전원공급부(100)(100a)를 순방향 및 역방향에 대해 각각 구비한다.
도6은 본 발명에 의한 증폭/전원공급부 회로도이다.
도시된 바와 같이, 신호만을 입력받기 위한 제1 커플링 커패시터(C1)와; 선로 손실 보상을 위한 입력 신호를 증폭하는 증폭기(110)와; 상기 증폭기(110)의 출력 신호의 흐름을 차단하기 위한 제1 인덕터(L1)와; 상기 제1 인덕터(L1)와 직렬 연결되어, 상기 증폭기(110)의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항(Rb)과; 상기 바이어스 저항(Rb)에 병렬 연결되고 전원의 잡음의 제거하기 위한 커패시터(C4,C5)와; 상기 증폭기(110)의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제2 커플링(coupling) 커패시터(C2)와; 상기 제2 커플링 커패시터(C2)를 통과한 신호를 back-off 제어에 따라 상기 안테나 타워(20)의 입력 조건에 맞도록 감쇠하는 가변감쇄기(120)와; 상기 가변 감쇄기(120)의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제3 커플링 커패시터(C3)와; 상기 제3 커플링 커패시터(C3)의 출력 신호를 차단하고 상기 안테나 타워(20)에 전원을 공급하기 위한 제2 인덕터(L2)로 구성된다.
상기와 같은 증폭/전원공급부 회로의 작용을 설명하면 다음과 같다.
단자 (a)를 통하여 주파수 상/하향 변환부(13)의 출력신호가 입력되면 증폭기(110)를 통하여 충분한 신호의 증폭을 수행하여 출력 Back-off 기능을 하는 가변감쇄기(120)로 입력된다. 제어단자 (d)를 통하여 back-off가 수행되며, 안테나 tower(20)에 위치한 remote RF unit를 잇는 IFL 케이블의 손실 보상 및 remote RF unit의 입력 조건에 맞게 증폭된 신호의 감쇄를 행하여 출력 단자 (b)를 통해 전송 선로로 전송된다.
그리고 증폭기(110)의 전원 공급은 단자 (c)를 통하여 이루어지며 C4와 C5는 전원의 잡음을 제거하는 기능을 하며 Rb는 증폭기(110)의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항이고 L1은 앞서 설명한 바와 같이 신호의 흐름을 차단하기 위한 기능을 한다. L2는 제3 커플링 커패시터(C3)의 출력 신호를 차단하고 전원만을 통과시켜 안테나 타워(20)에 공급하도록 한다. 그리고 C1, C2, C3은 고주파 신호는 통과시키고 전원은 차단하는 역할을 수행한다.
이렇게 상기와 같은 증폭/전원공급부를 도5의 지상 기지국(10)에 구현하게 되면 간단한 회로로서 선로 손실 보상과 선로 안테나 타워(10)의 전원 공급이 이루어지게 된다.
다음으로 증폭/전원공급부의 다른 실시예로서, 시스템의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있도록, 증폭/전원 공급 기능을 이중화로 동작되도록 하는 증폭/전원공급 이중화 회로에 대해 설명한다.
도7은 본 발명에 의한 다른 실시예인 증폭/전원공급 이중화 회로도이다.
도시된 바와 같이, 입력 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제1 RF 스위칭부(210)와; 제1 RF 스위칭부(210)의 출력 신호를 선로 손실 보상을 위해 증폭시키고 상기 안테나 타워(20)의 처리 입력 조건에 맞게 감쇄시키는 제1 증폭/감쇄부(220)와; 상기 제1 증폭/감쇄부(220)의 출력 신호와 상기 제1 RF 스위칭부(210)의 출력 신호 중 하나를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제2 RF 스위칭부(230)와; 상기 제1 증폭/감쇄부(220)에 장애 발생시 상기 제2 RF 스위칭부(230)의 출력 신호를 선로 손실보상을 위해 증폭시키고 상기 안테나 타워(20)의 처리 입력 조건에 맞게 감쇄시키는 제2 증폭/감쇄부(240)와; 상기 제2 증폭/감쇄부(240)의 출력 신호와 상기 제2 RF 스위칭부(230)의 출력 신호 중 하나를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제3 RF 스위칭부(250)와; 상기 제1 증폭/감쇄부(220)에 바이어스되는 전류의 양에 따라 형성되는 전압을 기준 전압과 비교하여 고주파 신호의 스위칭 제어 신호를 발생하는 스위칭제어부(260)와; 상기 제3 RF 스위칭부(250)의 출력 신호와 전원을 상기 안테나 타워(20)에 공급하기 위한 전원 공급부(270)로 구성된다.
상기 제1 증폭/감쇄부(220)(240)는 각각, 신호만을 입력받기 위한 제1 커플링 커패시터(C1)(C3)와; 선로 손실 보상을 위한 입력 신호를 증폭하는 증폭기(221)(241)와; 상기 증폭기(221)(241)의 출력 신호의 흐름을 차단하기 위한 인덕터(L1)(L2)와; 상기 인덕터(L1)(L2)와 직렬 연결되어, 상기 증폭기(221)(241)의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항(Rb1)(Rb2)과; 상기 바이어스 저항(Rb1)(Rb2)에 병렬 연결되고 전원의 잡음의 제거하기 위한 커패시터(C6,C7)(C8,C9)와; 상기 증폭기(221)(241)의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제2 커플링(coupling) 커패시터(C2)(C4)와; 상기 제2 커플링 커패시터(C2)(C4)를 통과한 신호를 back-off 제어에 따라 상기 안테나 타워(20)의 입력 조건에 맞도록 감쇠하는 가변감쇄기(222)(242)로 구성된다.
상기 스위칭제어부(260)는, 상기 제1 증폭/감쇄부(220)의 인가 전류(I)와 바이어스 저항(Rb1)에 흐르는 전류(Ibias)의 차전류(Icom)에 의해 형성되는 비교전압(Vcom)과 기준 전압(ground)을 비교하여 그 결과에 따라 스위칭 제어 신호를 발생하는 비교기/드라이버(261)로 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 증폭/전원공급 이중화 회로의 작용을 설명하면 다음과 같다.
제1 증폭/감쇄부(220)와 제2 증폭/감쇄부(240)에서 단자(a)(또는 단자(a′))를 통하여 입력되는 전류 I는 증폭기(221)로 공급되는 전류 Ibias와 저항 R1과 R2를 통해 비교기/드라이버(261)의 비교 전압 Vcom을 발생시키는 전류 Icom의 합으로 이루어진다.
제1증폭/감쇄부(220)가 정상적인 상태일 때, 주파수 상/하향 변환부(13)의 출력 신호는 제1 RF스위칭부(210)를 통해 제1 증폭/감쇄부(220)로 입력되고 제1 증폭/감쇄부(220)에서 선로 손실 보상을 위한 증폭 및 감쇄가 이루어진 후 제2 RF 스위칭부(230)로 입력된다. 제2 RF 스위칭부(230)에서는 이 입력 신호를 제3 RF 스위칭부(250)로 스위칭하고 전원 공급부(270)를 통해 전원과 함께 케이블을 타고 안테나 타워(20)로 공급된다.
이후, 제1 증폭/감쇄부(220)의 증폭기(221)에 장애가 발생되면, 전류 Ibias가 감소하게 되고, 전류 Icom이 증가하게 되어, 스위칭 제어부(260)의 R1과 R2에의해 R2에 전압 강하가 증가하므로 Vcom이 증가하게 된다. 비교기/드라이버(261)의 기준 전압 입력 단자보다 비교 전압 입력 단자의 Vcom 전압이 높아져서 비교기/드라이버(261)는 스위칭 제어 신호를 논리값 하이 신호로 출력 단자(d)에 출력한다.
이에 제1 RF스위칭부(210), 제2 RF 스위칭부(230), 제3 RF 스위칭부(250)가 동작된다. 즉, 신호의 흐름을 제1 증폭/감쇄부(220)에서 제2 증폭/감쇄부(240)로 절체하면서 안테나 타워(20)의 전원공급은 연속적으로 이루어지도록 한다.
각 RF스위칭부(210)(230)(250)의 동작을 설명하면 [표 1]와 같다.
제어단자(d) 스위칭부입력(or출력) 스위칭부출력(or입력)
정상상태 로직 low C(common) NC(Normal Close)
장애상태 로직 high C(common) NO(Normal Open)
스위칭 제어부(260)에서 스위칭 제어 신호가 하이 신호로 출력되면, 제1 RF 스위칭부(210)는 입력 신호를 NO단자로 스위칭하여 제2 RF 스위칭부(230)의 C단자로 입력한다. 그리고 제2 RF 스위칭부(230)는 이 하이 상태의 스위칭 제어 신호에 의해 입력 신호를 NO 단자로 스위칭하여 제2 증폭/감쇄부(240)로 출력한다.
그래서 제2 증폭/감쇄부(240)는 이 신호를 증폭기(241)에서 증폭하여 선로 손실을 보상하고, 가변 감쇄기(242)에서 안테나 타워(20)의 입력 조건에 맞도록 감쇄시킨다. 그리고 제3 RF 스위칭부(250)는 제2 증폭/감쇄부(240)의 출력 신호를 하이상태의 스위칭 제어 신호에 의해 C단자로 스위칭하여 전원 공급부(270)로 출력한다. 그래서 전원과 증폭/감쇄된 신호가 전송선로로 안테나 타워(20)에 전송된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치는, 지상의 기지국과 tower-top에 위치한 기지국 옥외 장비(remote RF unit)를 잇는 IFL(Inter Facility Link) 케이블의 손실을 보상하기 위한 가변 증폭 기능과 전원 공급을 위한 bias-t의 기능을 갖는 증폭/전원공급회로를 구현함으로써, 저가 및 소형으로 제작이 가능하여 기지국의 소형화에 기여할 수 있고 이중화 구현이 가능하여 시스템의 신뢰도를 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 지상 기지국과 기지국 옥외 장비간 전송선로로 인한 신호손실을 보상하기 위해 신호증폭을 수행하고, 상기 기지국 옥외 장비에 전원 공급의 경로를 제공하는 증폭/전원 공급부를 구비한 타워-탑(tower-top) 방식 기지국 시스템에 있어서,
    상기 증폭/전원공급부는,
    신호만을 입력받기 위한 제1 커플링 커패시터(C1)와; 선로 손실 보상을 위한 입력 신호를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기의 출력 신호의 흐름을 차단하기 위한 제1 인덕터(L1)와; 상기 제1 인덕터(L1)와 직렬 연결되어, 상기 증폭기의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항(Rb)과; 상기 바이어스 저항(Rb)에 병렬 연결되고 전원의 잡음의 제거하기 위한 커패시터(C4,C5)와; 상기 증폭기의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제2 커플링(coupling) 커패시터(C2)와; 상기 제2 커플링 커패시터(C2)를 통과한 신호를 back-off 제어에 따라 상기 안테나 타워의 입력 조건에 맞도록 감쇠하는 가변감쇄기와; 상기 가변 감쇄기의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제3 커플링 커패시터(C3)와; 상기 제3 커플링 커패시터(C3)의 출력 신호를 차단하고 상기 안테나 타워에 전원을 공급하기 위한 제2 인덕터(L2)로 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치.
  3. 지상 기지국과 기지국 옥외 장비간 전송선로로 인한 신호손실을 보상하기 위해 신호증폭을 수행하고, 상기 기지국 옥외 장비에 전원 공급의 경로를 제공하는 증폭/전원 공급부를 구비한 타워-탑(tower-top) 방식 기지국 시스템에 있어서,
    상기 증폭/전원 공급부는,
    입력 신호를 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제1 RF 스위칭부와;
    제1 RF 스위칭부의 출력 신호를 선로 손실 보상을 위해 증폭시키고 상기 안테나 타워의 처리 입력 조건에 맞게 감쇄시키는 제1 증폭/감쇄부와;
    상기 제1 증폭/감쇄부의 출력 신호와 상기 제1 RF 스위칭부의 출력 신호 중 하나를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제2 RF 스위칭부와;
    상기 제1 증폭/감쇄부에 장애 발생시 상기 제2 RF 스위칭부의 출력 신호를 선로 손실보상을 위해 증폭시키고 상기 안테나 타워의 처리 입력 조건에 맞게 감쇄시키는 제2 증폭/감쇄부와;
    상기 제2 증폭/감쇄부의 출력 신호와 상기 제2 RF 스위칭부의 출력 신호 중 하나를 상기 스위칭 제어 신호에 따라 스위칭하는 제3 RF 스위칭부와;
    상기 제1 증폭/감쇄부에 바이어스되는 전류의 양에 따라 형성되는 전압을 기준 전압과 비교하여 고주파 신호의 스위칭 제어 신호를 발생하는 스위칭제어부와;
    상기 제3 RF 스위칭부의 출력 신호와 전원을 상기 안테나 타워에 공급하기 위한 전원 공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 증폭/감쇄부는,
    신호만을 입력받기 위한 제1 커플링 커패시터와; 선로 손실 보상을 위한 입력 신호를 증폭하는 증폭기와; 상기 증폭기의 출력 신호의 흐름을 차단하기 위한 인덕터와; 상기 인덕터와 직렬 연결되어, 상기 증폭기의 정격 전원을 공급하기 위한 바이어스 저항과; 상기 바이어스 저항에 병렬 연결되고 전원의 잡음의 제거하기 위한 커패시터와; 상기 증폭기의 출력 신호를 통과시키고 전원을 차단하기 위한 제2 커플링(coupling) 커패시터와; 상기 제2 커플링 커패시터를 통과한 신호를 back-off 제어에 따라 상기 안테나 타워의 입력 조건에 맞도록 감쇠하는 가변감쇄기로 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스위칭제어부는,
    상기 제1 증폭/감쇄부의 인가 전류(I)와 상기 제1 증폭/감쇄부의 바이어스 저항에 흐르는 전류(Ibias)의 차전류(Icom)에 의해 형성되는 비교전압(Vcom)과 기준전압(ground)을 비교하여 그 결과에 따라 스위칭 제어 신호를 발생하는 비교기/드라이버로 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 옥외 장비에 RF신호 및 전원을 공급하기 위한 장치.
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