KR100513192B1 - 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터미네이션(Termination) 기능을 가진 고주파 스위치(RF switch)와 셧다운(shutdown) 기능을 가진 레귤레이터(Regulator)를 적용한 회로를 이용하여 주파수 합성부의 출력을 단속함으로써 1FA/TD(Tx Diversity) 및 2FA/Non-TD를 선택적으로 구현할 수 있도록 한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 기지국 트랜시버 설계시 송신 다이버시티와 FA 증가를 선택적으로 고려하여 이 두 가지를 다 이용할 수 있도록 송신 로컬 장치를 설계한다. 즉, 트랜시버내의 업컨버터(Up Converter) 보드는 주파수 합성부를 각각 내장하며, 업컨버터 보드에 내장된 주파수 합성부는 1FA 송신 다이버시티와 2FA/Non 송신 다이버시티를 선택적으로 지원하기 위해 송신 고주파(RF) 로컬 오실레이터(Local Oscillator)용으로 PLL 모듈을 2개 내장하며, 업-컨버터 Metal 커넥터 핀중 특정 핀을 +5V로 풀-업(Pull-up)하여 백 보드 딥(DIP) 스위치와 인터페이스 시킴으로써 송신 고주파 로컬을 1FA/송신 다이버시티용과 2FA/Non-송신 다이버시티용으로 선택적으로 사용할 수 있다.

Description

기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치{Apparatus for Tx local of BTS Transceiver}

본 발명은 기지국 트랜시버(transceiver)의 송신 로컬 장치에 관한 것으로, 특히 터미네이션(Termination) 기능을 가진 고주파 스위치(RF switch)와 셧다운(shutdown) 기능을 가진 레귤레이터(Regulator)를 적용한 회로를 이용하여 주파수 합성부의 출력을 단속함으로써 1FA/TD(Tx Diversity) 및 2FA/Non-TD를 선택적으로 구현할 수 있도록 한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치에 관한 것이다.

종래 광대역-코드분할 다중접속(W-CDMA) 방식 기지국의 트랜시버 설계시 1FA/송신 다이버시티와 2FA/Non-송신 다이버시티를 선택적으로 지원하지 못했다.

즉, 트랜시버 설계시 송신 다이버시티를 지원하기 위한 트랜시버와 2FA-Non 송신 다이버시티를 지원하는 트랜시버를 각각 개발하여 시스템에 적용함으로써, 비용상의 문제와 시간의 낭비가 발생하였다.

또한, 종래 송신 다이버시티용 트랜시버는 하나의 PLL 모듈 출력을 2웨이 분배기(Divider)를 사용하여 분배한 후 공급한다. 그러나 이와 같이 설계하면 FA증설을 고려하지 않아 경제적 낭비가 발생할 수 있다.

또한, 2FA Non-송신 다이버시티 설계시는 두개의 PLL 모듈 출력을 공급한다. 그런 이와 같이 설계한다면 송신 다이버시티를 고려하지 않아 송신 다이버시티 트랜시버가 필요한 경우 재 설계가 요구되어지는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기지국 트랜시버 구현시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 터미네이션(Termination) 기능을 가진 고주파 스위치(RF switch)와 셧다운(shutdown) 기능을 가진 레귤레이터(Regulator)를 적용한 회로를 이용하여 주파수 합성부의 출력을 단속함으로써 1FA/TD(Tx Diversity) 및 2FA/Non-TD를 선택적으로 구현할 수 있도록 한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

기지국 트랜시버 설계시 송신 다이버시티와 FA 증가를 선택적으로 고려하여 이 두 가지를 다 이용할 수 있도록 송신 로컬 장치를 설계한다. 즉 트랜시버내의 업-컨버터(Up-Converter) 보드는 주파수 합성부를 각각 내장하며, 업컨버터 보드에 내장된 주파수 합성부는 1FA 송신 다이버시티와 2FA/Non-송신 다이버시티를 선택적으로 지원하기 위해 송신 고주파(RF) 로컬 오실레이터(Local Oscillator)용으로 PLL 모듈을 2개 내장한다. 그리고 업-컨버터 Metal 커넥터 핀중 특정 핀을 +5V로 풀-업(Pull-up)하여 백-보드 딥(DIP) 스위치와 인터페이스 시킴으로써 송신 고주파 로컬을 1FA/송신 다이버시티용과 2FA/Non-송신 다이버시티용으로 선택적으로 사용할 수 있다.

또한, 다운컨버터 보드로부터 백 보드를 통해 인가된 10MHz를 PLL 모듈의 기준 신호로 사용하여 송신 로컬 주파수를 생성한다.

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치의 구성을 보인 회로도이다.

이에 도시된 바와 같이, 다운컨버터로부터 백보드를 통해 인가된 기준 신호(10MHz)를 입력받기 위한 기준신호 입력단자(101)와, 상기 기준신호 입력단자(101)를 통해 입력된 기준신호를 저역 필터링하여 기준신호에 포함된 하모닉(Harmonic) 성분을 제거하는 최소 5단 저역필터로 구성된 제1저역필터부(102)와, 상기 제1저역필터부(102)를 통해 출력된 10MHz의 기준신호를 2개의 기준 신호로 분배하는 제1분배기(103)와, 상기 분배기(103)로부터 분배된 10MHz 기준신호에 포함된 하모닉 성분을 각각 제거하기 위한 최소 5단의 저역 필터로 이루어진 제2 및 제3저역필터부(104)(105)와, 상기 제2 및 제3저역필터부(104)(105)로부터 각각 출력된 신호에 대응하여 UHF 로컬 주파수를 생성하는 제1 및 제2 위상동기루프(PLL)(106)(107)로 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치는, 셧다운 기능을 내장하고 있으며, 로우상태에서 셧다운 되고 하이상태에서 직류 5V의 전원을 상기 제2위상동기루프(107)로 공급해주는 레귤레이터(108a)와, 상기 제1 및 제2위상동기루프(106)(107)에서 각각 출력되는 로컬 주파수의 레벨을 튜닝하기 위한 제1 및 제2레벨조절기(108b)(109)와, 상기 제1레벨조절기(108b)에서 출력되는 로컬 주파수를 2개의 로컬 주파수로 분배하는 제2분배기(110)와, 1FA/송신 다이버시티 모드와 2FA/Non-송신 다이버시티 모드를 선택하기 위한 스위치 제어신호를 발생하는 딥스위치(111)와, 상기 딥스위치(111)의 출력신호에 따라 온/오프 스위칭 작용을 하는 제1 및 제2고주파스위치(112)(113)와, 상기 딥스위치(111)의 출력신호를 위상 반전시키는 인버터(114)와, 상기 인버터(114)의 출력신호에 따라 온/오프 스위칭 작용을 하는 제3 및 제4고주파스위치(115)(116)와, 상기 제2고주파스위치(113)의 출력신호와 상기 제4고주파스위치(116)의 출력신호를 결합하는 결합기(117)를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치는, 상기 제2분배기(110) 및 결합기(117)에서 각각 출력되는 신호를 고이득으로 증폭시키는 제1 및 제2증폭기(118)(119)와, 상기 제1 및 제2증폭기(118)(119)에서 각각 출력되는 로컬 주파수의 레벨을 튜닝하여 송신 로컬 메인 경로와 송신 로컬 다이버시티 경로의 최종 출력 레벨을 일치시키는 제3 및 제4레벨조절기(120)(121)와, 상기 제3 및 제4 레벨조절기(120)(121)의 출력신호를 저이득으로 증폭시키는 제3 및 제4증폭기(122)(125)와, 상기 제3증폭기(122)에서 출력되는 메인 경로의 로컬 주파수를 순차 필터링하여 PLL모듈에서 생성되는 하모닉성분과 증폭기에서 생성되는 하모닉 성분을 제거하여 메인 경로의 송신 로컬 주파수로 출력하는 제1 및 제2DR필터(123)(124)와, 상기 제4증폭기(125)에서 출력되는 송신 다이버시티 경로의 로컬 주파수를 순차 필터링하여 PLL모듈에서 생성되는 하모닉성분과 증폭기에서 생성된 하모닉 성분을 제거한 후 송신 다이버시티 경로의 로컬 주파수로 출력하는 제3 및 제4DR필터(126)(127)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1저역필터부(102)는 다운컨버터로부터 백보드를 통해 인가된 기준 신호(10MHz)를 입력받기 위한 기준신호 입력단자(101)를 통해 입력된 기준신호를 저역 필터링하여 기준신호에 포함된 하모닉(Harmonic) 성분을 제거한다. 여기서 제1저역필터부(102)는 최소 5단 저역필터(LPF)로 구성된다.

다음으로 제1분배기(103)는 상기 제1저역필터부(102)를 통해 출력된 10MHz의 기준신호를 2개의 기준 신호로 분배하여 하나는 메인 송신 경로로 전송하고, 다른 하나의 송신 다이버시티 경로로 전송하게 된다. 즉, 업-컨버터 보드는 2개의 PLL모듈을 사용하므로 전단의 저역필터를 통한 10MHz의 기준 신호를 분배하여 각각의 PLL모듈에 전달하게 된다.

제2 및 제3 저역필터부(104)(105)는 최소 5단의 저역필터를 구비하고, 상기 분배기(103)로부터 분배된 10MHz 기준신호에 포함된 하모닉 성분을 각각 제거하여 제1 및 제2 위상동기루프(106)(107)에 각각 인가한다.

상기 제1 및 제2위상동기루프(106)(107)는 상기 제2 및 제3 저역필터부(104)(105)로부터 각각 출력된 신호에 대응하여 UHF 로컬 주파수를 생성하여 출력하게 된다. 여기서 제1 및 제2위상동기루프(106)(107)는 0dBm의 출력을 갖는 PLL모듈로 우수한 위상 노이즈(Phase Noise) 특성을 가져야 하며, 중심주파수에서 N * Step size offset(N=1,2,...) 간격으로 이격된 주파수에서 스퓨리어스(Spurious)가 발생하지 않아야 한다.

한편, 레귤레이터(108a)는 셧다운(Shutdown) 기능을 내장하고 있으며, 로우상태에서 셧다운되고 하이상태에서 직류 5V의 전원을 상기 제2위상동기루프(107)로 공급해주게 된다. 즉, 1FA/TD 사용시 2FA용 PLL모듈이 불필요하므로 상기 제2위상동기루프(107)를 셧다운 시킨다.

다음으로 제1 및 제2레벨조절기(108b)(109)는 상기 제1 및 제2위상동기루프(106)(107)에서 각각 출력되는 로컬 주파수의 레벨을 튜닝하게 되고, 제2분배기(110)는 상기 제1레벨조절기(108b)에서 출력되는 로컬 주파수를 2개의 로컬 주파수로 분배하여 출력한다. 즉, 1FA/TD 사용시 송신 경로별로 동일한 로컬 주파수를 사용하는 데, 2개의 PLL모듈을 사용하는 경우 각 PLL 모듈의 세팅 타임이 상이하여 하나의 PLL 모듈 출력이 다른 하나의 PLL 모듈의 전압제어발진기(VCO)에 영향을 주어 위상 노이즈 특성을 열화시킨다. 따라서 1FA/TD 사용시는 하나의 PLL모듈을 사용하여 제2분배기(111)를 통해 분배한 후 송신 각 경로(메인 송신 경로, 송신 다이버시티 경로)로 인가하여 사용한다.

아울러 딥스위치(111)는 1FA/송신 다이버시티 모드와 2FA/Non-송신 다이버시티 모드를 선택하기 위한 스위치 제어신호를 발생하게 되고, 상기 딥스위치(111)의 출력신호에 따라 제1 및 제2고주파스위치(112)(113)는 온/오프 스위칭 작용을 하게 된다. 또한, 인버터(114)는 상기 딥스위치(111)의 출력신호를 위상 반전시키게 되고, 그 위상 반전된 신호에 따라 제3 및 제4고주파스위치(115)(116)는 온/오프 스위칭 작용을 하게된다.

여기서 업-컨버터 보드의 Metal 커넥터 핀중 하나의 핀을 풀-업한 후 백보드의 딥스위치(111)에 연결한다. 상기 딥스위치(111)를 오프할 경우 제1고주파스위치(112) 및 제2고주파스위치(113)의 컨트롤 핀에 로우가 인가되어, 제1 및 제2 고주파스위치(112)(113)가 접속(Junction)되고, 제3 및 제4고주파스위치(115(116)의 컨트롤 핀에는 하이가 인가되어 절연(Isolation)되며, 2FA용 PLL 모듈의 레귤레이터(108a)는 셧다운 된다. 이때 80dB이상의 아이솔레이션(Isolation)을 만족하기 위해 고주파스위치 두개를 사용하였다.

아래의 [표1]은 백-보드내의 딥스위치 설정에 따른 제1 내지 제4고주파스위치(112, 113, 115, 116) 및 2FA PLL 모듈 레귤레이터(108a)의 동작 상태를 나타내었다.

딥스위치	고주파스위치(RF) 상태				FA2 PLL 모듈	동작 모드
	RF1	RF2	RF3	RF4	Regulator
ON(H)	Isolation	Isolation	Junction	Junction	Operating	2FA/Non_TD
OFF(L)	Junction	Junction	Isolation	Isolation	Shutdown	1FA/TD

그리고 결합기(117)는 상기 제2고주파스위치(113)의 출력신호와 상기 제4고주파스위치(116)의 출력신호를 결합하여 송신 다이버시티 경로로 송출하게 된다.

아울러 제1 및 제2증폭기(118)(119)는 상기 제2분배기(110) 및 결합기(117)에서 각각 출력되는 신호를 고이득으로 증폭시켜 출력하게 된다. 여기서 제1 및 제2증폭기(118)(119)는 고이득 및 리턴 손실(Return Loss) 특성이 우수한 증폭기이다.

다음으로 제3 및 제4레벨조절기(120)(121)는 상기 제1 및 제2증폭기(118)(119)에서 각각 출력되는 로컬 주파수의 레벨을 튜닝하여 송신 로컬 메인 경로와 송신 로컬 다이버시티 경로의 최종 출력 레벨을 일치시키게 된다.

그리고 제3증폭기(122)는 상기 제3레벨조절기(120)의 출력신호를 저이득으로 증폭시키게 되며, 제1 및 제2DR필터(123)(124)는 상기 제3증폭기(122)에서 출력되는 메인 경로의 로컬 주파수를 순차 필터링하여 PLL모듈에서 생성되는 하모닉성분과 증폭기에서 생성되는 하모닉 성분을 제거한 메인 경로의 송신 로컬 주파수로 출력하게된다. 여기서 본 발명은 DR필터를 2개 사용하였으나, DR필터의 삽입 손실이 1.5dB이상일 경우 한 개만 사용해도 된다.

또한, 제4증폭기(125)는 상기 제4레벨조절기(121)의 출력신호를 저이득으로 증폭시키게 되며, 제3 및 제4DR필터(126)(127)는 상기 제4증폭기(125)에서 출력되는 송신 다이버시티 경로의 로컬 주파수를 순차 필터링하여 PLL모듈에서 생성되는 하모닉성분과 증폭기에서 생성된 하모닉 성분을 제거한 후 송신 다이버시티 경로의 로컬 주파수로 출력하게 되는 것이다.

여기서 제3 및 제4DR필터(126)(127)는, PLL모듈의 하모닉 성분과 증폭기들(특히, 최종 증폭기)에서 생성된 하모닉 성분을 제거하기 위해 사용하는 4Pole PCB Type DR Filter로 낮은 삽입손실과 40dB이상의 2nd 하모닉 리젝션과 30dB이상의 3rd 하모닉 리젝션 특성을 가져야 한다.

이상에서 상술한 본 발명은, 기지국 트랜시버 설계시 하나의 송신 로컬 장치로 1FA 송신 다이버시티와 2FA/Non-송신 다이버시티를 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 1FA 송신 다이버시티와 2FA/Non-송신 다이버시티를 구현하기 위해서 본 발명과 같이 하나의 기지국 트랜시버만을 구현하면 되므로, 경제적인 측면과 시간적인 측면에서 많은 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치의 구성을 보인 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

102, 104, 105 ..... 제1 내지 제3 저역필터부

103, 110 ..... 제1 및 제2분배기

106, 107 ..... 제1 및 제2위상동기루프

108a ..... 레귤레이터

112, 113, 115, 116 ..... 제1 내지 제4 고주파스위치

114 ..... 인버터

108b, 109, 120, 121 ..... 제1 내지 제4 레벨조절기

Claims (6)

1FA/송신 다이버시티와 2FA/Non-송신 다이버시티를 위한 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치에 있어서,

다운컨버터로부터 백보드를 통해 인가된 기준 신호(10MHz)를 입력받기 위한 기준신호 입력단자와;

상기 기준신호 입력단자를 통해 입력된 기준신호를 저역 필터링하여 기준신호에 포함된 하모닉(Harmonic) 성분을 제거하는 제1저역필터부와;

상기 제1저역필터부를 통해 출력된 기준신호를 2개의 기준 신호로 분배하는 제1분배기와;

상기 제1분배기로부터 분배된 기준신호에 포함된 하모닉 성분을 각각 제거하기 위한 제2 및 제3저역필터부와;

상기 제2 및 제3저역필터부로부터 각각 출력된 신호에 대응하여 UHF 로컬 주파수를 생성하는 제1 및 제2 위상동기루프(PLL)와;

셧다운 기능을 내장하고 있으며, 로우상태에서 셧다운되고 하이상태에서 직류 5V의 전원을 상기 제2위상동기루프로 공급해주는 레귤레이터와;

상기 제1위상동기루프에서 출력되는 로컬 주파수를 2개의 로컬 주파수로 분배하는 제2분배기와;

상기 레귤레이터에 결합되어 1FA/송신 다이버시티 모드와 2FA/Non-송신 다이버시티 모드를 선택하기 위한 스위치 제어신호를 발생하는 딥 스위치와;

상기 딥 스위치의 출력신호에 따라 온/오프 스위칭 작용을 하는 제1 및 제2고주파스위치와;

상기 딥 스위치의 출력신호를 위상 반전시키는 인버터와;

상기 인버터의 출력신호에 따라 온/오프 스위칭 작용을 하는 제3 및 제4고주파스위치와;

상기 제2고주파스위치의 출력신호와 상기 제4고주파스위치의 출력신호를 결합하는 결합기와;

상기 제2분배기로부터 출력되는 로컬 주파수를 순차 필터링하여 제1PLL모듈에서 생성되는 하모닉 성분을 제거하여 메인 경로의 송신 로컬 주파수로 출력하는 제1 및 제2 DR필터와;

상기 결합기에서 출력되는 로컬 주파수를 순차 필터링하여 제2PLL모듈에서 생성되는 하모닉 성분을 제거한 후 송신 다이버시티 경로의 로컬 주파수로 출력하는 제3 및 제4 DR필터

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치.

제1항에 있어서, 상기 제1위상동기루프와 제2분배기 사이에 개재되어 메인 경로상의 로컬 주파수 레벨을 튜닝하는 제1레벨조절기와, 상기 제2위상동기루프와 제3고주파스위치 사이에 개재되어 송신 다이버시티 경로상의 로컬 주파수 레벨을 튜닝하는 제2레벨조절기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치.

제1항에 있어서, 상기 제2분배기와 상기 제1DR필터 사이에 개재되어, 메인 송신 경로상의 로컬 주파수를 고이득으로 증폭시키는 제1증폭기와, 상기 제1증폭기에서 출력되는 로컬 주파수의 레벨을 튜닝하여 송신 로컬 다이버시티 경로의 레벨과 일치시키는 제3레벨조절기와, 상기 제3레벨조절기의 출력신호를 저이득으로 증폭시켜 상기 제1DR필터에 전달해주는 제3증폭기를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 DR필터는 상기 제1 및 제3 증폭기에서 생성된 하모닉 성분을 제거하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치.

제1항에 있어서, 상기 결합기와 상기 제3 DR필터 사이에 개재되어, 송신 다이버시티 경로상의 로컬 주파수를 고이득으로 증폭시키는 제2증폭기와, 상기 제2증폭기에서 출력되는 로컬 주파수의 레벨을 튜닝하여 메인 송신 경로의 레벨과 일치시키는 제4레벨조절기와, 상기 제4레벨조절기의 출력신호를 저이득으로 증폭시켜 상기 제3DR필터에 전달해주는 제4증폭기를 더 포함하며, 상기 제3 및 제4 DR필터는 상기 제2 및 제4 증폭기에서 생성된 하모닉 성분을 제거하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치.

제1항에 있어서, 상기 딥스위치는, 온(on)상태시 상기 제1 및 제2 고주파 스위치를 절연시키고 제3 및 제4 고주파스위치는 접속시키며, 오프(off)상태시 상기 제1 및 제2 고주파스위치는 결합시키고 제3 및 제4고주파스위치는 절연시키도록 동작 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치.

제1항에 있어서, 상기 딥스위치는, 온(on)상태시 2FA/Non-송신 다이버시티 모드로 동작하여 상기 레귤레이터를 동작시키고, 오프(off)상태시에는 1FA/송신 다이버시티 모드로 동작하여 상기 레귤레이터를 셧다운 시키는 것을 특징으로 하는 기지국 트랜시버의 송신 로컬 장치.