KR100358381B1 - 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수증설이 가능한 안테나 공유장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보호밴드없이 FA별 주파수 할당이 되어 있는 WLL 시스템에서 2FA 증설시 기존 안테나를 공유할 수 있는무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치를 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은, 송신신호를 입력받아 안테나를 통해 송신하고 안테나를 통해 수신대역의 주파수 신호를 수신하는 이중화부와; 이중화부와 안테나간에 교환되는 신호의 입출력을 모니터링하기 위한 검출단자를 구비한 제1 방향성결합부와; 이중화부로 수신된 주파수 신호를 증폭시키는 제1 저잡음증폭부와; 제1 저잡음증폭부에서 증폭된 신호에서 특정 수신주파수 대역의 신호만을 출력하는 제1 대역통과필터와; 안테나에서 수신되는 신호를 제2 대역통과필터로 출력하고 상기 출력되는 신호를 모니터링하는는 제2 방향성결합부와; 제2 방향성결합부에서 출력되는 신호중 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제2 대역통과필터와; 제2 대역통과필터에서 출력되는 신호를 증폭하는 제2 저잡음증폭부와; 제2 저잡음증폭부에서 증폭된 신호중 특정 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제3 대역통과필터로 구성되어, 시스템 설치시 FA에 관계없이 FA1과 FA2 중에서 임의로 선택하여 설치할 수 있는 장점이 있고 FA별로 독립적인 랙을 구비한 경우 케이블을 포설하는 정도로 FA증설이 가능하게 된다.

Description

무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치 {Apparatus for frequency assignment utilizing common antenna without transmission traffic cobination in WLL system}

본 발명은 무선가입자망(Wireless Local Loop, 이하 WLL)의 주파수 할당(Frequency Assignment, 이하 FA)에 관한 것으로, 특히 보호밴드(Guard Band)없이 FA별 주파수 할당이 되어 있는 WLL 시스템에서 2FA 증설시 기존 안테나를 공유하도록 함으로써 장비의 단순화 소형화 등이 가능케 한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치에 관한 것이다.

일반적으로 WLL 시스템은 특정의 무선주파수를 할당받아 가입자에 대한 무선통신 서비스를 제공하게 된다. 이때 무선주파수의 할당(FA)은 예상되는 가입자의 수를 고려하여 이루어지게 되는데, WLL 시스템의 설치시 예상된 가입자의 수가 변동되는 경우 무선주파수를 더 할당할 필요가 발생될 수 있다.

즉, 가입자의 수가 증가되는 경우에는 기존의 주파수만으로는 신규의 가입자에 대한 서비스를 제공할 수 없을 때 새로운 주파수를 할당받고 상기 할당된 주파수를 이용하여 서비스 가능한 가입자의 수를 증대시키게 된다.

따라서 WLL 시스템은 가입자환경의 변화에 적응하기 위한 무선주파수의 증설이 용이하도록 설계될 것이 요구된다. 본 발명은 상기와 같이 무선주파수의 증설하는 경우에 기 사용중인 안테나를 공유하도록 하는 것으로써, 이러한 본 발명이 극복하고자 하는 종래 기술을 설명한다.

먼저, 도1은 종래기술에 의한 무선가입자망 시스템에서 주파수 증설시 안테나 공유장치의 블록구성도이다.

상기 도1에 도시된 바와 같이 종래의 장치는 2개의 주파수로 증설시 각각의 주파수를 처리하는 블록이 구비되는 것으로써, 각 주파수를 처리하기 위한 블록의 구성은 주파수의 차이를 제외하면 상호 대칭적이다. 이때 복수개의 주파수를 각각 구분하기 위하여 기존의 주파수는 'FA1'로 표기하고 신규 증설된 주파수는 'FA2'로 표기하기로 한다.

즉, 2380~2390MHz의 주파수를 처리하는 블록의 경우, 송신신호(TxFA1)를 입력받아 안테나(10)를 통해 송신하고, 안테나(10)를 통해 수신대역의 주파수 신호를 수신하는 이중화부(11)와; 상기 이중화부(11)와 안테나(10)간에 교환되는 신호의 입출력을 모니터링하기 위한 검출단자를 구비하는 결합부(12)와; 상기 이중화부(11)로 수신된 수신대역의 주파수 신호를 잡음을 억제하여 증폭시키는 저잡음증폭부(13)와; 상기 저잡음증폭부(13)에서 증폭된 신호중 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시켜 할당된 2개의 주파수 대역의 수신신호(RxA FA1, RxA FA2)를 출력하는 복수개의 대역필터(14, 15)로 구성된다.

그리고 상기의 구성은 2390~2400MHz의 주파수를 처리하는 블록에 구비된 이중화부(21), 결합부(22), 저잡음증폭부(23) 및 복수개의 대역필터(24, 25)에도 적용된다. 이때 상호 대칭적인 각 주파수 처리블록은 하나의 안테나를 공유하게 된다.

이와 같이 구성되는 장치를 설명하면 다음과 같다.

종래에는 무선주파수를 증설시 이중화부(11, 21)의 송신주파수는 다르지만 수신주파수는 2개의 할당된 주파수 대역을 모두 수신하도록 되어 있다. 즉, 하나의 안테나(10)를 공유하는 2개의 이중화부(11, 21)는 수신신호를 공유하고 송신신호를 독립적으로 처리하게 된다.

이처럼 하나의 안테나를 공유하기 위하여 안테나를 인터페이스하는 부분은 A블록과 B블록으로 구분되어 운용된다. 여기서는 기본적으로 할당된 송신주파수가 23855MHz이고 수신주파수가 23155MHz이며, 증설되는 주파수의 경우 송신에는 23955MHz를 이용하고 수신에는 23255MHz를 사용하는 경우를 예시하여 설명한다.

A블록의 경우, 이중화부(11)는 기본할당 주파수인 23855MHz의 송신신호(TxFA1)를 안테나(10)를 통해 송신한다. 이때 이중화부(11)에서 안테나(10)로 전송되는 신호는 결합부(12)의 검출단자(TP1, TP2)에 의해 감지되어 모니터링 되며, 상기 결합부(12)의 신호 모니터링은 안테나(10)에서 이중화부(11)로 출력되는 신호에 대해서도 수행된다.

그래서 안테나(10)에서 수신된 신호는 결합부(10)에서 검출되고, 이중화부(11)를 경유하여 저잡음증폭부(13)에서 잡음없이 증폭된다. 이중화부(11)는 송신신호와 달리 FA1과 FA2의 수신주파수 대역의 신호를 모두 수신하게 되므로, 상기 저잡음증폭부(13)로 입력되는 신호는 2310~2330MHz의 주파수 대역을 갖는다.

저잡음증폭부(13)에서 증폭된 신호는 FA1과 FA2의 수신주파수 신호를 각각 통과시키는 2개의 대역통과필터(14, 15)에 의해 RxA FA1과 RxA FA2로 각각 분리되어 출력된다.

상기 A블록의 동작에 대한 설명은 B블록의 동작에 대한 설명에도 적용된다. 즉, B블록은 증설된 주파수인 FA2의 송신신호(23955MHz)를 공유된 안테나(10)를 통해 송출하고, 상기 안테나(10)에서 수신된 신호(2310~2330MHz)를 수신하여 분리하게 되는 것이다.

따라서 A블록의 이중화부(11)와 B블록의 이중화부(21)는 수신대역이 같고 송신대역만 다르게 되며, A블록의 제1 대역통과필터(14)와 B블록의 제3 대역통과필터(24) 그리고 A블록의 제2 대역통과필터(15)와 B블록의 제4 대역통과필터(25)는 각각 주파수 통과대역이 동일하다.

그러나 상기 설명한 종래장치는, 송신주파수는 독립적으로 운용하고 수신주파수 대역을 공유함으로써 주파수의 증설이 가능하도록 하기 위해서는 시스템의 설계시부터 주파수 증설을 고려하여 해당 기능부의 부설을 위한 공간을 미리 확보하여야만 하므로 안테나 인터페이스부의 제작시 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고 기지국 설치시 기본적으로 설치할 수 있는 장비는 FA1만으로 한정되기 때문에 시스템의 가변적인 운용이 어렵게 되는 한계가 있었다.

또한, FA1장비만을 사용하는 경우 주파수 증설시를 고려하여 이중화부 및 저잡음증폭부의 동작특성에 대한 설계가 이루어져야 하고 주파수 증설시 수신될 주파수의 처리에 필요한 대역통과필터를 더 구비하여야 하기 때문에 안테나 인터페이스부의 설계 및 제작이 어려워지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 보호밴드없이 FA별 주파수 할당이 되어 있는 WLL 시스템에서 2FA 증설시 기존 안테나를 공유하도록 함으로써 장비의 단순화 소형화 등이 가능케 한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치는, 송신신호를 입력받아 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신대역의 주파수 신호를 수신하는 이중화부와; 상기 이중화부와 안테나간에 교환되는 신호의 입출력을 모니터링하기 위한 검출단자를 구비하는 제1 방향성결합부와; 상기 이중화부로 수신된 수신대역의 주파수 신호를 잡음을 억제하여 증폭시키는 제1 저잡음증폭부와; 상기 제1 저잡음증폭부에서 증폭된 신호에서 특정 수신주파수 대역의 신호만을 출력하는 제1 대역통과필터와; 안테나에서 수신되는 신호를 제2 대역통과필터로 출력하고 상기 출력되는 신호를 모니터링하는 제2 방향성결합부와; 상기 제2 방향성결합부에서 출력되는 신호중 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제2 대역통과필터와; 상기 제2 대역통과필터에서 출력되는 신호를 저잡음 증폭하는 제2 저잡음증폭부와; 상기 제2 저잡음증폭부에서 증폭된 신호중 특정 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제3 대역통과필터로 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

도1은 종래기술에 의한 무선가입자망 시스템에서 주파수 증설시 안테나 공유장치의 블록구성도이고,

도2a는 본 발명의 일실시예에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 FA1만을 운용하는 경우의 블록구성도이고,

도2b는 본 발명의 일실시예에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 FA2만을 운용하는 경우의 블록구성도이며,

도3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 주파수 증설시의 블록구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

31 : 이중화부 32, 36 : 방향성 결합부

33, 38 : 저잡음증폭부 34, 37, 39 : 대역통과필터

이하, 상기와 같은 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 기술적 사상에 따른 일실시예에 의거 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

먼저, 도2a는 본 발명의 일실시예에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 FA1만을 운용하는 경우의 블록구성도이고, 도2b는 본 발명의 일실시예에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 FA2만을 운용하는 경우의 블록구성도이며, 도3은 본 발명의 일실시예에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치의 주파수 증설시의 블록구성도이다.

상기 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 기 할당된 주파수인 FA1 또는 증설되는 주파수인 FA2 중 어느 하나의 주파수대역에 대해서만 운용될 수도 있고, 도3에 도시된 바와 같이 FA1 및 FA2를 동시에 처리할 수도 있다.

이러한 본 발명에서 도2a에 도시된 FA1 주파수를 인터페이스하는 장치의 적절한 실시예는, 송신신호(TxFA1)를 입력받아 안테나(30)를 통해 송신하고, 안테나(30)를 통해 수신대역의 주파수 신호를 수신하는 이중화부(31)와; 상기 이중화부(31)와 안테나(30)간에 교환되는 신호의 입출력을 모니터링하기 위한 검출단자를 구비하는 제1 방향성결합부(32)와; 상기 이중화부(31)로 수신된 수신대역의 주파수 신호를 잡음을 억제하여 증폭시키는 제1 저잡음증폭부(33)와; 상기 제1 저잡음증폭부(33)에서 증폭된 신호에서 FA1 수신주파수 대역의 신호(RxA FA1)만을 출력하는 제1 대역통과필터(34)와; 안테나(30)에서 수신되는 신호를 제2 대역통과필터(37)로 출력하고 상기 출력되는 신호를 모니터링하는 제2 방향성결합부(36)와; 상기 제2 방향성결합부(36)에서 출력되는 신호중 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제2 대역통과필터(37)와; 상기 제2 대역통과필터(37)에서 출력되는 신호를 저잡음 증폭하는 제2 저잡음증폭부(38)와; 상기 제2 저잡음증폭부(38)에서 증폭된 신호중 FA1 수신주파수 대역의 신호(RxB FA1)만을 통과시키는 제3 대역통과필터(39)로 구성된다.

상기의 구성은 도2b에 도시된 FA2 주파수를 인터페이스하는 장치의 구성에도 적용된다.

그리고 도3에는 기본할당된 주파수와 증설된 주파수를 인터페이스하여 하나의 안테나를 공유하는 장치의 구성을 보인 것으로, 상기의 구성은 FA1을 인터페이스하는 장치와 FA2를 인터페이스하는 장치의 결합이 된다.

이러한 구성에 따른 장치의 동작을 설명한다.

본 발명에서는 안테나를 공유하면서 FA1과 FA2의 송신신호 전송로를 각각 독립시키게 된다. 이때 공유되는 안테나(30)는 이중분극 안테나(Dual-Pole) 또는 표준적인 안테나(Standard)를 모두 사용할 수 있다.

WLL 시스템의 운용환경에서 가입자 서비스의 제공에 하나의 주파수 대역만으로 충분한 경우에는 할당받은 주파수 중 특정의 주파수 대역을 사용하게 된다.도2a와 도2b는 상기와 같이 하나의 주파수 대역만을 인터페이스하는 경우를 보인 것이다.

그래서 송신대역이 23855MHz이고 수신대역이 23155MHz인 FA1 만을 인터페이스하는 경우에는 송신신호(Tx FA1)는 이중화부(31)와 제1 방향성결합부(32)를 경유한 후 안테나(30)를 통해 송출된다. 이때 제1 방향성결합부(32)는 안테나(30)로 입출력되는 신호의 모니터링을 위한 검출단자를 구비한다.

그리고 안테나(30)에서 수신되는 신호는 20MHz의 대역폭을 갖는 이중화부(31)에 의해 2310~2330MHz의 신호만이 출력된다. 이중화부(31)에서 출력되는 신호는 저잡음증폭부(33)에서 증폭된 후 제1 대역통과필터(34)에 의해 2310~2320MHz인 FA1 수신대역의 신호(RxA FA1)만이 출력된다. 이때 상기 FA1 수신대역의 신호를 검출하기 위하여 방향성결합부를 구비할 수도 있다.

특히, 상기 저잡음증폭부(33)는 2개의 출력단자를 구비하는데, FA1 만을 인터페이스하는 경우 일단자를 통하여 제1 대역통과필터(34)로 신호출력이 있게 되면 다른 출력단자는 종단(Termination)되어 있게 된다.

한편, FA1의 또다른 수신신호(RxB FA1)를 출력하는 동작은, 안테나(30)의 수신신호가 제2 방향성결합부(36)에서 검출되고 제2 대역통과필터(37)에서 수신대역(2310~2330MHz)의 신호만이 필터링된다. 제2 대역통과필터(37)를 통과한 신호는 제2 저잡음증폭부(38)에서 증폭된 후 제3 대역통과필터(39)에 의해 필터링되어 2310~2320MHz인 FA1 수신대역의 신호(RxB FA1)만이 출력된다.

상기 설명한 동작은 FA1 만을 인터페이스하는 장치에 대한 것으로써, 이러한구성 및 동작은 FA2 만을 인터페이스하는 장치의 구성 및 동작에도 적용된다. 즉, 본 발명에 의한 장치에서는 하나의 주파수 대역만을 사용하는 경우 기본적으로 설치되는 주파수는 FA1만으로 한정되지 않고 FA1과 FA2 중에서 임의로 선택할 수 있게 되는 것이다.

그리고 할당된 주파수 대역중에서 임의의 주파수 대역을 사용하여 안테나를 인터페이스하도록 FA를 운용하는 중에 주파수를 증설함으로써 2개의 FA를 모두 사용하는 경우의 장치 구성예는 도3과 같다.

상기 도시된 장치에서 FA1과 FA2가 하나의 안테나(30)를 공유하고 각각 송신신호와 수신신호를 인터페이스하기 위하여 일부 구성요소의 경우 증설 이전과는 달리 동작하게 된다. 즉, 증설이전에 형성되었던 제2 저잡음증폭부(58)와 제3 대역통과필터(59)간의 신호교환 및 제4 저잡음증폭부(68)와 제6 대역통과필터(69)간의 신호교환 경로는 차단된다.

그리고 상기 차단된 경로를 FA1과 FA2간에 교차연결하게 된다. 상기 교차연결을 구체화하면, 증설 이전에 종단되었던 제1 저잡음증폭부(53)의 일단자(A)는 제6 대역통과필터(69)의 입력단(a)으로 연결되고 제3 저잡음증폭부(63)의 일단자(B)는 제3 대역통과필터(59)의 입력단(b)으로 각각 연결된다. 즉, 2310~2330MHz의 수신대역 신호는 제3 대역통과필터(59)와 제6 대역통과필터(69)로 각각 입력되어 필터링될 수 있게 된다.

따라서 2개의 FA를 사용하는 경우에는 제2 방향성결합부(56)와 제2 대역통과필터(57) 및 제2 저잡음증폭부(58)로 이어지는 경로와 제4 방향성결합부(66)와 제5대역통과필터(67) 및 제4 저잡음증폭부(68)로 이어지는 경로는 사용되지 않는다.

이처럼 본 발명에 의한 장치는, 안테나 인터페이스부에 실장되는 부품을 줄이면서도 FA의 증설이 용이하게 되며 하나의 FA만을 사용하는 경우에는 FA1과 FA2중에서 임의로 선택하여 운용할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치는, 안테나 공유를 위해서는 많은 부품을 하나의 유니트에 전부 실장하여야 했던 종래기술과는 달리 적은 수의 부품으로 유니트를 구성할 수 있어 시스템의 공간운용 효율 및 설계의 용이성이 증대되는 효과를 갖는다.

그리고 시스템 설치시 FA1을 먼저 설치하여야 했던 종래기술에 의한 시스템 운용상의 제약을 극복하고, 시스템 설치시 FA에 관계없이 FA1과 FA2 중에서 임의로 선택하여 설치할 수 있는 장점이 있다.

또한, FA별로 독립적인 랙(Rack)을 사용하는 시스템에서는 경로연결을 위한 케이블을 포설하는 정도의 간단한 조작으로 FA증설을 즉시 수행할 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라 각 안테나 인터페이스의 구성이 동일하므로 장치의 설계 및 제작이 용이하고 간단하여 제품제작 원가절감 및 생산성 향상의 효과를 갖게 된다.

Claims (2)

1. 송신신호를 입력받아 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신대역의 주파수 신호를 수신하는 이중화부와;

   상기 이중화부와 안테나간에 교환되는 신호의 입출력을 모니터링하기 위한 검출단자를 구비하는 제1 방향성결합부와;

   상기 이중화부로 수신된 수신대역의 주파수 신호를 잡음을 억제하여 증폭시키는 제1 저잡음증폭부와;

   상기 제1 저잡음증폭부에서 증폭된 신호에서 특정 수신주파수 대역의 신호만을 출력하는 제1 대역통과필터와;

   안테나에서 수신되는 신호를 제2 대역통과필터로 출력하고 상기 출력되는 신호를 모니터링하는 제2 방향성결합부와;

   상기 제2 방향성결합부에서 출력되는 신호중 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제2 대역통과필터와;

   상기 제2 대역통과필터에서 출력되는 신호를 저잡음 증폭하는 제2 저잡음증폭부와;

   상기 제2 저잡음증폭부에서 증폭된 신호중 특정 수신주파수 대역의 신호만을 통과시키는 제3 대역통과필터로 구성된 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템에서 송신신호의 결합없이 주파수 증설이 가능한 안테나 공유장치.
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