KR100438528B1 - 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치 - Google Patents

기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기지국 시스템에서 3FA(주파수간)/1섹터(Sector)의 중간 주파수 보드를 설계하여 주파수 컴바이닝(Combining)을 중간 주파수 단에서 수행할 수 있도록 하도록 한 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 관한 것으로, 다수 개의 중간 주파수를 수신받아 무선 주파수로 각각 변환시켜 주는 다수 개의 3FA/1섹터 업 컨버터 보드와, 해당 각 3FA/1섹터 업 컨버터 보드를 통해 인가되는 무선 주파수들의 출력 파워를 각각 높여주는 다수 개의 증폭기를 구비하는 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 있어서, 채널 카드로부터 베이스밴드 신호를 수신받아 다수 개의 주파수 중에서 희망하는 주파수들을 레지스터에 각각 기록하는 CPU와; 상기 CPU에 의해 상기 레지스터에 기록된 주파수를 소정의 3FA 신호로 변환시켜 주는 다수 개의 송신 DSP와; 상기 각 송신 DSP에서 변환시킨 신호를 직렬로 연결하여 희망하는 주파수들을 컴바이닝하는 병렬/직렬 변환기와; 상기 병렬/직렬 변환기에서 컴바이닝한 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드로 인가하는 D/A 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치 {Apparatus for Controlling Intermediate Frequencies in the Base Station System}
본 발명은 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 관한 것으로, 특히 기지국 시스템에서 3주파수간(FA)/1섹터(Sector)의 중간 주파수 보드를 설계하여 주파수 컴바이닝(Combining)을 중간 주파수 단에서 수행할 수 있도록 하도록 한 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 관한 것이다.
종래의 기지국 시스템에서 분리된 3 개의 주파수를 처리하기 위한 구성으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 채널 카드(Channel Card)로부터 인가되는 베이스밴드 신호(Base-band Signal)를 수신받아 1FA/3섹터 기능을 담당하는 3 개의 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)와, 해당 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)를 통해 인가되는 중간 주파수를 무선 주파수(Radio Frequency; RF)로 변환시켜 주는(즉, 주파수를 상승시키는) 9 개의 1FA/1섹터 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)와, 해당 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)를 통해 인가되는 분리된 3 개의 주파수를 합쳐 주기 위한 3 개의 컴바이너(Combiner)(13-1 ~ 13-3)와, 해당 컴바이너(13-1 ~ 13-3)를 통해 인가되는 무선 주파수의 출력 파워(Output Power)를 높여주기 위한 3 개의 증폭기(14-1 ~ 14-3)를 포함하여 이루어져 있다. 여기서, 해당 FA란 기지국 시스템에서 사용하는 주파수를 의미하며, 해당 1FA/3섹터는 3 개의 섹터 별로 하나의 주파수를 처리한다는 의미이며, 해당 1FA/1섹터는 하나의 섹터 당 하나의 주파수를 처리한다는 의미이다.
상술한 바와 같이, 3FA/3섹터의 기지국 시스템을 구성하기 위해서는 1FA/3섹터 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)를 사용함으로써, 9 개의 1FA/1섹터 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)와, 주파수를 컴바이닝할 수 있는 별도의 컴바이너(13-1 ~ 13-3) 3 개가 반드시 필요로 하다는 것을 알 수 있으며, 이로 인해 기지국 시스템에서 가격의 50(%) 이상을 차지하는 무선 주파수 모듈(Module)이 많이 사용되어야 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 종래의 기지국 시스템에서 분리된 3 개의 주파수를 처리하기 위한 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 채널 카드로부터의 베이스밴드 신호가 1FA/3섹터의 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)에 인가되면, 해당 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3) 내의 D/A 컨버터(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)에서 해당 베이스밴드 신호를 20(MHz)의 중간 주파수 신호로 변환시켜 주며, 그런 후에 해당 변환된 중간 주파수 신호를 각각의 섹터, 즉 3 개의 섹터 별로 각 1FA/1섹터 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)로 인가해 준다.
이 때, 상기 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)는 1FA/1섹터를 담당하므로, 1 개의 1FA/3섹터 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)의 중간 주파수 신호를 처리하려면 3개의 1FA/1섹터 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)가 필요하다. 즉, 총 3개의 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)로부터 인가되는 모든 중간 주파수 신호들을 처리하려면, 총 9 개의 1FA/1섹터 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)가 필요하다.
그리고, 상기 업 컨버터 보드(12-1 ~ 12-9)는 자체 내의 PLL(Phase Locked Loop)을 사용하여 상기 중간 주파수 보드(11-1 ~ 11-3)로부터 20(MHz)의 중간 주파수 신호를 수신받아 해당 주파수 대역을 800(MHz)으로 전환시켜 준다.
이에, 상기 주파수 변환이 이루어진 신호들은 각각의 주파수 별로 각 컴바이너(13-1 ~ 13-3)로 인가되며, 해당 컴바이너(13-1 ~ 13-3)에 의해 컴바이닝하는 과정을 거치게 된다.
이 때, 해당 컴바이닝 과정은 하나의 증폭기(14-1 ~ 14-3)가 3FA/1섹터를 처리하기 때문에, 상기 각 컴바이너(13-1 ~ 13-3)에서는 3 개의 주파수에서 오는 신호를 컴바이닝하여 각각 증폭기(14-1 ~ 14-3)로 송신해 주어야 한다.
이에 따라, 상기 증폭기(14-1 ~ 14-3)는 상기 컴바이너(13-1 ~ 13-3)를 통해 인가되는 무선 주파수의 출력 파워를 높여 출력해 준다.
이와 같이, 종래의 기술에서는 3 개의 주파수를 처리하기 위한 많은 업 컨버터 모듈을 필요로 하고 높은 주파수를 컴바이닝해 주는 컴바이너를 필요로 하므로, 많은 비용이 드는 문제점이 있으며, 또한 무선 주파수의 복잡도가 높아지는 단점이 있었다.
종래에는 1FA/3섹터의 중간 주파수 보드를 사용하여 주파수 컴바이닝을 무선 주파수 단에서 수행하도록 함으로써 전술한 바와 같은 문제점 내지는 단점이 있었으나, 본 발명은 이러한 종래의 문제점 내지는 단점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 컴바이너가 필요 없고 종래의 기술에 비해 1/3의 업 컨버터 보드 수량만으로도 분리된 3 개의 주파수를 처리하도록 한 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 기지국 시스템에서 3FA/1섹터의 중간 주파수 보드를 설계하여 주파수 컴바이닝을 중간 주파수 단에서 수행할 수 있도록 함으로써, 전체 시스템 구조를 간단하게 하고 무선 주파수 모듈의 숫자가 많이 감소되어 시스템 가격 측면에서도 그 비용을 절감하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 기지국 시스템에서 중간 주파수(Intermediate Frequency) 처리 장치를 나타낸 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치를 나타낸 구성 블록도.
도 3은 도 2에 있어 중간 주파수 보드(Board)의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 도 2에 있어 중간 주파수 신호와 무선 주파수 신호를 측정한 결과를 나타낸 도표.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21-1 ~ 21-3 : 중간 주파수 보드
22-1 ~ 22-3 : 업 컨버터 보드(Up Converter Board)
23-1 ~ 23-3 : 증폭기
31 : CPU(Central Processing Unit)
32-1 ~ 32-3 : 송신 DSP(Digital Signal Processor)
33 : 병렬/직렬 변환기
34 : D/A 컨버터(Digital to Analogue Converter)
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다수 개의 중간 주파수를 수신받아 무선 주파수로 각각 변환시켜 주는 다수 개의 3FA/1섹터 업 컨버터 보드와, 해당 각 3FA/1섹터 업 컨버터 보드를 통해 인가되는 무선 주파수들의 출력 파워를 각각 높여주는 다수 개의 증폭기를 구비하는 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 있어서, 채널 카드로부터 베이스밴드 신호를 수신받아 다수 개의 주파수 중에서 희망하는 주파수들을 레지스터에 각각 기록하는 CPU와; 상기 CPU에 의해 상기 레지스터에 기록된 주파수를 소정의 3FA 신호로 변환시켜 주는 다수 개의 송신 DSP와; 상기 각 송신 DSP에서 변환시킨 신호를 직렬로 연결하여 희망하는 주파수들을 컴바이닝하는 병렬/직렬 변환기와; 상기 병렬/직렬 변환기에서 컴바이닝한 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드로 인가하는 D/A 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존의 1FA/3섹터를 처리하는 중간 주파수 보드를 3FA/1섹터를 처리하는 구조로 변경시켜 각각의 베이스밴드로부터 입력되는 3FA/1섹터의 신호를 중간 주파수 보드에서 처리하도록 한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에 따른 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수 개의 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3)와, 다수 개의 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)와, 다수 개의 증폭기(23-1 ~ 23-3)를 포함하여 이루어진다.
상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3)는 채널 카드로부터 인가되는 베이스밴드 신호를 수신받아 다수 개의 주파수 중에서 희망하는 3 개의 주파수를 선택적으로 컴바이닝하는 3FA/1섹터 기능을 담당하며, 그 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, CPU(31)와, 다수 개의 송신 DSP(32-1 ~ 32-3)와, 병렬/직렬 변환기(33)와, D/A 컨버터(34)를 포함하여 이루어진다.
상기 CPU(31)는 채널 카드로부터 인가되는 베이스밴드 신호를 수신받아 다수 개의 주파수 중에서 희망하는 3 개의 주파수를 각각 상기 송신 DSP(32-1 ~ 32-3) 내의 레지스터(Register)에 기록해 준다.
상기 송신 DSP(32-1 ~ 32-3)는 상기 CPU(31)에 의해서 내부 레지스터에 기록된 주파수를 희망하는 3FA 신호로 변환시켜 상기 병렬/직렬 변환기(33)로 인가해 준다.
상기 병렬/직렬 변환기(33)는 상기 송신 DSP(32-1 ~ 32-3)로부터 인가되는 변환된 신호를 직렬로 연결하여 3 개의 주파수를 컴바이닝하며, 해당 컴바이닝된 신호를 D/A 컨버터(34)로 인가해 준다.
상기 D/A 컨버터(34)는 상기 병렬/직렬 변환기(33)로부터 인가되는 컴바이닝된 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)로 인가해 준다.
상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)는 내부의 PLL 디바이스를 이용하여 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3)를 통해 인가되는 중간 주파수를 무선 주파수, 즉 800(MHz) 대역의 신호로 변환시켜 상기 증폭기(23-1 ~ 23-3)로 인가해 준다. 또한, 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)에서 사용하는 필터(Filter)는 종래의 1.25(MHz) 대역폭보다 큰 대역폭을 사용한다.
상기 증폭기(23-1 ~ 23-3)는 원하는 출력 레벨을 가지도록 하기 위해서 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)를 통해 인가되는 무선 주파수의 출력 파워를 높여 출력해 준다.
본 발명의 실시 예에 따른 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 채널 카드로부터의 베이스밴드 신호가 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3)에 인가되면, 해당 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내의 CPU(31)에서는 다수 개의 주파수 중에서 원하는 3 개의 주파수 값을 해당 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내 3 개의 송신 DSP(32-1 ~ 32-3) 내의 레지스터에 각각 세팅해 준다.
이에, 상기 각 송신 DSP(32-1 ~ 32-3)는 내부 레지스터에 기록된 주파수를 희망하는 3FA 신호로 변환시켜 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내의 병렬/직렬 변환기(33)로 인가해 줌으로써, 해당 병렬/직렬 변환기(33)에 의해 상기 각 송신 DSP(32-1 ~ 32-3)로부터 인가되는 변환된 3FA 신호를 직렬로 배치시켜 3 개의 주파수를 컴바이닝해 준다.
이에 따라, 상기 컴바이닝된 신호는 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내의 D/A 컨버터(34)로 인가되어 아날로그 신호로 변환된 후에 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)로 인가된다.
그러면, 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)는 내부의 PLL 디바이스를 이용하여 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3)를 통해 인가되는 중간 주파수를 무선 주파수, 즉 800(MHz) 대역의 신호로 변환시켜 상기 증폭기(23-1 ~ 23-3)로 인가해 준다.
그리고, 상기 증폭기(23-1 ~ 23-3)는 원하는 출력 레벨을 가지도록 하기 위해서 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드(22-1 ~ 22-3)를 통해 인가되는 무선 주파수의 출력 파워를 높여 출력해 준다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 중간 주파수 단에서 주파수 컴바이닝이 이루어지므로 종래의 기술과 같이 무선 주파수 단에서 컴바이닝하는 것보다 간편하며, 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내의 송신 DSP(32-1 ~ 32-3) 및 병렬/직렬 변환기(33)를 사용하여 컴바이닝 작업을 수행하므로 종래의 기술과 같이 컴바이닝을 위한 디바이스가 별도로 필요하지 않게 된다. 또한, 본 발명에서는 주파수를 세팅하는 경우에도 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내의 송신 DSP(32-1 ~ 32-3)를 상기 3FA/1섹터 중간 주파수 보드(21-1 ~ 21-3) 내의 CPU(31)에서 직접 제어함으로써 쉽게 동작을 수행할 수 있다.
이에 따라, 본 발명을 종래의 기술과 비교하면, 3FA/1섹터 중간 주파수 보드에서 3개의 분리된 주파수를 직접 컴바이닝하기 때문에 업 컨버터 보드의 수량을 1/3으로 감소시킬 수 있다. 이때, 이와 같은 구성으로 동작을 수행하기 위해서는 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드에서 사용하는 필터는 종래의 1.25(MHz) 대역폭보다 큰 대역폭을 사용해야 한다.
예를 들어, 5 개의 주파수 중에서 3 개의 주파수를 선택적으로 사용할 경우에는 1.25*5(MHz)의 대역폭을 가지는 필터를 필요로 하며, 7 개의 주파수 중에서 3 개의 주파수를 선택적으로 사용할 경우에는 1.25*7(MHz)의 대역폭을 가지는 필터를 필요로 한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 있어서, 7 개의 주파수 중에서 3 개의 주파수를 선택적으로 사용할 경우에 20(MHz)의 중간 주파수 신호와 무선 주파수 신호를 측정한 결과를 나타내면 도 4에 도시된 도표와 같은데, 도표를 보면 3 개의 주파수가 뚜렷하게 구분됨을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의해 기지국 시스템에서 3FA/1섹터의 중간 주파수 보드를 설계하여 주파수 컴바이닝을 중간 주파수 단에서 수행할 수 있도록 함으로써, 업 컨버터 보드의 수량이 종래의 기술에 비해 1/3으로 감소하고 컴바이너를 따로 둘 필요가 없어 시스템 전체적인 비용의 절감 효과가 있고 시스템 구성이 용이해지는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 다수 개의 중간 주파수를 수신받아 무선 주파수로 각각 변환시켜 주는 다수 개의 3FA/1섹터 업 컨버터 보드와, 해당 각 3FA/1섹터 업 컨버터 보드를 통해 인가되는 무선 주파수들의 출력 파워를 각각 높여주는 다수 개의 증폭기를 구비하는 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치에 있어서,
    채널 카드로부터 베이스밴드 신호를 수신받아 다수 개의 주파수 중에서 희망하는 주파수들을 레지스터에 각각 기록하는 CPU와;
    상기 CPU에 의해 상기 레지스터에 기록된 주파수를 소정의 3FA 신호로 변환시켜 주는 다수 개의 송신 DSP와;
    상기 각 송신 DSP에서 변환시킨 신호를 직렬로 연결하여 희망하는 주파수들을 컴바이닝하는 병렬/직렬 변환기와;
    상기 병렬/직렬 변환기에서 컴바이닝한 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 상기 3FA/1섹터 업 컨버터 보드로 인가하는 D/A 컨버터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기지국 시스템에서 중간 주파수 처리 장치.
  3. 삭제
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