KR100566978B1 - 이동통신 시스템의 알에프 신호 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템 중계기의 RF 신호 송수신 장치에 관한 것으로, 특히 사용자가 어느 한 방향의 송신기 또는 수신기를 원할 경우 겸용으로 사용하며 편리하게 변경 사용할 수 있는 듀얼 모드를 가지는 단일 선로를 이용한 이동통신 시스템의 RF 신호 송수신 장치에 관한 것이다.

본 발명인 RF 신호 송수신 장치에 관한 구성은 이동통신 시스템 중계기의 RF 신호 송수신 장치에 있어서, 송신단과 수신단을 분기 해주는 듀플렉서와 안테나로 구성된 안테나부와; 상기 안테나부로부터 입력된 신호를 처리하거나 상기 안테나부로 신호를 전달하는 RF 송수신부와; 상기 RF 송수신부 또는 IF 신호 대역부와 신호를 주고받으며 주파수를 변환하는 주파수 혼합기와; 상기 주파수 혼합기와 신호를 주고받으며 기저대역 신호를 만들어 내는 IF신호 대역부와; 상기 IF 신호 대역부에서 출력되는 신호 또는 상기 RF 송수신부에서 출력되는 신호와 상기 주파수 혼합기에서 혼합이 되는 신호를 출력하는 로컬부와; 상기 RF 송수신부와 상기 IF 신호 대역부 내의 신호의 흐름을 제어하여 송수신 신호를 절체시켜 주는 변환 제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

RF 신호, 송수신 장치

Description

이동통신 시스템의 알에프 신호 송수신 장치{apparatus for transmitting and receivering of RF signal in mobile communications system}

도 1은 종래 기술에 적용되는 RF 신호 송수신 장치의 블럭 구성도이다.

도 2a는 본 발명에 적용되는 이동통신 시스템의 RF 신호 송수신 장치의 블럭 구성도이다.

도 2b는 본 발명에 적용되는 신호 절체기의 확대도이다.

본 발명은 이동통신 시스템 중계기의 RF 신호 송수신 장치에 관한 것으로, 특히 사용자가 어느 한 방향의 송신기 또는 수신기를 원할 경우 겸용으로 사용하며 편리하게 변경 사용할 수 있는 듀얼 모드를 가지는 단일 선로를 이용한 이동통신 시스템의 RF 신호 송수신 장치에 관한 것이다.

종래의 RF 신호 송수신 장치를 이루고 있는 구성은,

송신단과 수신단을 분기 해주는 듀플렉서와 안테나로 구성된 안테나부와;

저잡음 증폭기와 여파기와 주파수 혼합기로 구성되어 상기 안테나부에서 수신된 신호를 전달받아 수신처리 하는 수신부와;

주파수 혼합기와 저잡음 증폭기와 여파기로 구성되어 상기 안테나부로 송신 신호를 전달하는 송신부와;

상기 수신부에서 입력된 신호로부터 기저대역 신호를 만들거나 또는 상기 송신부로 전달할 기저대역 신호를 만드는 IF 신호 대역부;

로컬 주파수 합성기와 여파기로 구성되어 시스템이 요구하는 주파수로 로컬 신호를 발생시켜 이를 상기 수신부 또는 송신부 내에 있는 주파수 혼합기에 전달하는 로컬부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성은 어느 송수신기나 공통적인 사항으로 각각 송신 선로와 수신 선로가 각각 양쪽에 독립적으로 구성되어 있었다.

이하 도 1을 참조하여 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 RF 송수신 장치의 작용과 실시예를 상술한다.

각 구성요소의 작용을 간단히 살펴보면, IF 신호 대역부(40)는 기저 대역 신호를 만들어 내어 이를 송신부(30)에 전달하거나 수신부(20)에서 신호를 입력받아 기저 대역 신호를 만들어 낸다.

로컬부(50)는 로컬 주파수 합성기(51)와 로컬 신호 여파기(52)로 구성되어 있고 수신부(20) 또는 송신부(30)에 각각 포함되어 있는 주파수 혼합기(23, 31)에 로컬 신호(54, 55)를 전달한다.

상기 로컬 신호를 받은 송신부(30) 또는 수신부(20)에 포함되어 있는 주파수 혼합기는 송신부(30)에서는 송신신호(42)와 로컬 신호(54)를 혼합하여 RF 대역의 신호를 만들어 내고, 수신부(20)에서는 수신단주파수 혼합기(23)에 입력되는 RF 대역의 신호(26)와 로컬 신호(55)를 혼합하여 IF 대역의 신호를 만들어 IF 대역 신호부(40)로 전달하는 것이다.

송신부(30)는 주파수 혼합기(31)와 저잡음 증폭기(32)와 송신단 여파기(33)로 구성되어 있고 IF 대역의 송신신호를 듀플렉서(12)로 전달하는 것이고, 저잡음 증폭기(21)와 수신단 여파기(22)와 주파수 혼합기(23)로 구성되어 있는 수신부(20)는 RF 대역의 수신신호를 IF 신호 대역부(40)로 전달한다.

상기 동작 과정 중에 관여하는 신호들의 주파수를 예시하면, 송신 IF 대역 신호(42)는 160MHz, 수신 IF 대역 신호(41)는 70MHz, 로컬 신호(54, 55)는 1700MHz, RF 송신 신호(36)는 1860MHz, RF 수신 신호(24)는 1770MHz로 예시 될 수 있다.

이상과 같은 구성요소들의 작용과 구성요소간의 관계를 가지는 종래 기술에 적용되는 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 송신과정을 살펴보면, IF대의 신호(42)를 송신부(30)에 포함되어 있는 주파수 혼합기(31)에 전달하면, 주파수 혼합기(31)는 로컬 주파수 합성기(51)에서 발생되어 여파기(52)를 거친 신호인 로컬 신호(54)와 상기 IF대의 신호(42)를 혼합하여 RF 송신 신호를 만들어 송신부(30)에 포함되어 있는 송신단 증폭기(32)로 전달한다.

상기 송신단 증폭기(42)에 입력된 신호는 필요한 만큼의 세기로 증폭된 후 송신부에 포함되어 있는 송신단 여파기(33)로 전달한다.

송신단 여파기(33)에 입력된 RF 신호는(35) 송신단 여파기에서 잡음 신호를 제거된 신호(36)로 듀플렉서(12)로 인가된 후 안테나(11)를 통해 방사된다.

수신과정을 살펴보면, 안테나(11)를 통해 수신된 신호는 듀플렉서(12)를 거쳐 RF 수신 대역의 신호(24)가 검출되어 진다.

상기 검출된 RF 수신 대역의 신호(24)는 세기가 낮은 신호로 되어 있기 때문에 수신부(20)에 포함되어 있는 수신단 증폭기(21)를 통해 운영하기 편리한 신호의 세기로 증폭시킨 후 수신단 여파기(22)로 전달된다.

상기 수신단 여파기(22)는 입력된 신호에 포함되어 있는 인접 주파수의 잡음을 제거하여 신호를 주파수 혼합기(23)로 전달한다.

상기 주파수 혼합기(23)는 로컬 주파수 합성기(51)에서 발생된 로컬 신호(55)와 상기 잡음이 제거된 신호(26)를 혼합하여 IF 대역 신호를 만들어 내어 이를 IF 신호 대역부(40)로 전달한다.

이상과 같은 종래의 RF 신호 송수신 장치는 수신처리를 하는 수신부와 송신처리를 하는 송신부가 같이 존재하여 각각 해당 처리를 하는 구조로 되어 있다.

즉, 종래 송수신 장치의 구성으로서는 송신선로와 수신선로 두 가지가 별개로 존재해야만 하는 구조로 되어 있고, 특정 사업자의 요구에 단 방향의 송신기 또는 수신기를 요구할 때에는 한쪽 선로를 없애고 사용하는 경우가 있고, 양쪽 선로가 존재하면서 사용하지 않은 방법으로 사용되기도 한다.

또 최근 요구하는 시스템은 최소형 화를 요구하고 있지만, 양쪽 선로가 같이 존재할 때에는 공간적인 요건이 두 가지 선로가 존재해야 하기 때문에 최근 추세에 부합하지 못하는 문제가 남아 있게 된다.

이는 이동통신 시스템에 들어가는 장비에서 뿐 아니라, 근래에서는 중계기에서는 특히 소형화의 요구가 많아지는데, 종래의 구성으로는 획기적으로 공간을 줄이기에는 제약이 따르는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 사용자가 어느 한 방향의 송신기 혹은 수신기를 원할 경우 겸용으로 사용하며 편리하게 변경 사용할 수 있는 듀얼 모드를 가진 RF 신호 송수신 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

또, 송수신 장치를 구현함에 있어 단일 선로만을 이용하여 송수신기로 모두 사용될 수 있게 하여 최소/최적의 공간과 비용으로 설계 가능한 송수신 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 이동통신 시스템 중계기의 RF 신호 송수신 장치에 있어서, 단일 선로를 공용하는 이통통신 시스템의 RF 신호 송수신 장치에 관한 본 발명의 구성은,

송신단과 수신단을 분기 해주는 듀플렉서와 안테나로 구성된 안테나부와;

상기 안테나부로부터 입력된 신호를 처리하거나 상기 안테나부로 신호를 전 달하는 RF 송수신부와;

상기 RF 송수신부 또는 IF 신호 대역부와 신호를 주고받으며 주파수를 변환하는 주파수 혼합기와;

상기 주파수 혼합기와 신호를 주고받으며 기저대역 신호를 만들어 내는 IF신호 대역부와;

상기 IF 신호 대역부에서 출력되는 신호 또는 상기 RF 송수신부에서 출력되는 신호와 상기 주파수 혼합기에서 혼합이 되는 신호를 출력하는 로컬부와;

상기 RF 송수신부와 상기 IF 신호 대역부 내의 신호의 흐름을 제어하여 송수신 신호를 절체시켜 주는 변환 제어부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 IF 신호 대역부는 상기 변환 제어부의 제어를 받아 IF 신호의 경로를 설정하는 IF 송수신 신호 절체기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고,

상기 RF 송수신부는 상기 변환 제어부의 제어를 받아 RF 신호의 경로를 설정하는 제1 및 제2 RF 송수신 신호 절체기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하며,

상기 변환제어부는 IF 송수신 신호 절체기에는 1bit 신호를 전달하고 제1 및 제2 RF 송수신 신호 절체기에는 각각 1bit 와 2bit의 제어 신호를 전달하는 것을 특징으로 한다.

이하 도 2a를 참조하여 상기 구성수단을 이루고 있는 각 구성요소의 동작과 구성요소들 간의 관계를 상술한다.

안테나부(10)는 안테나(11)와 듀플렉서(12)로 구성되어 있는데 안테나(11)는 수신 신호를 받거나 송신 신호를 방사하는 동작을 하며, 듀플렉서는 같은 안테나를 이용하면서 송신단과 수신단을 분기하는 역할을 해주는 필터이다.

상기 안테나부(10)와 RF대의 신호(13, 14, 15)를 주고받는 RF 송수신부(20)는 제1 및 제2 RF 송수신 신호 절체기(21, 24)와, 제1 및 제2 송수신 여파기(22, 25)와, 저잡음 증폭기(23)로 구성되어 있다.

상기 RF대의 신호는 RF대의 송신신호(13)와 RF대의 수신신호(14, 15)로 나누어질 수 있으며, 이들은 변환제어부(60)의 제어에 의한 제1 및 제2 RF 송수신 신호 절체기(21, 24)의 동작에 따라 송수신 신호 흐름을 가진다.

저잡음 증폭기(23)는 입력된 신호(27)가 낮은 신호로 되어 있기 때문에 이를 운영하기 편리한 신호의 세기로 증폭시키기 위한 것이며, 제1 및 제2 송수신 여파기(22, 25)는 인접 주파수의 잡음을 없애기 위한 구성요소이다.

주파수 혼합기(30)는 상기 RF 송수신부(20) 또는 IF 신호 대역부(40)와 신호(31, 44)를 주고받는다.

구체적인 동작을 보면, 본 발명인 단일 선로를 공용하는 RF 신호 송수신 장치가 송신기로 사용할 때에는 로컬부(50)에서 출력되는 로컬 신호(53)와 IF 신호 대역부(40)에서 출력되는 IF대의 송신신호(44)를 혼합하여 주파수를 상승 변환(UP CONVERSION)시켜 RF 송신신호(31)를 RF 송수신부(20)에 출력하고, 수신기로 사용할 때에는 로컬부(50)에서 출력되는 로컬 신호(53)와 RF 송수신부(20)에서 출력되는 RF대의 수신신호(31)를 혼합하여 주파수를 하강 변환(DOWN CONVERSION)시켜 IF대의 수신신호(44)를 IF 신호 대역부(40)로 전달한다.

IF 신호 대역부(40)는 상기 주파수 혼합기와 신호를 주고받으며 기저대역 신호를 만들어 내며, 변환제어부(60)의 제어에 의한 IF 송수신 신호 절체기(41)의 동작에 따라 IF대의 송신신호(42)를 주파수 혼합기(30)에 전달하거나 IF대의 수신신호(43)를 입력받는다.

로컬부(50)는 로컬 주파수 합성기(51)와 로컬 신호 여파기(52)로 구성되어 있으며, 로컬부(50)에서 출력되는 신호(53)는 상기 IF 신호 대역부(40)에서 출력되는 신호 또는 상기 RF 송수신부(20)에서 출력되는 신호와 주파수 혼합기에서 혼합이 된다.

상기 로컬부(50)의 주파수 합성기(51)는 시스템이 요구하는 주파수로 로컬신호를 발생하기 위한 구성요소이며, 로컬 신호 여파기(52)는 상기 주파수 합성기(51)에서 발생한 신호에 포함되어 있는 잡음을 제거하기 위한 것이다.

변환제어부(60)는 상기 RF 송수신부(20)와 상기 IF 신호 대역부(40) 내에 포함되어 있는 송수신 신호 절체기(41, 24, 21)에 제어 신호를 출력하여 이들을 제어한다. 이와 같은 제어에 의해 본 발명인 단일 선로를 이용한 RF 신호 송수신 장치가 송신기 또는 수신기로 사용될 수 있게 한다.

한편, 상기 IF 신호 대역부(40)는 변환제어부(60)의 제어를 받아 IF 신호의 경로를 설정하는 IF 송수신 신호 절체기(41)를 포함하여 이루어져 있고, RF 송수신부(20)는 변환제어부(60)의 제어를 받아 RF 신호의 경로를 설정하는 제1 및 제2 RF 송수신 신호 절체기(21, 24)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 변환제어부(60)는 IF 송수신 신호 절체기(41)에는 1bit 신호를 전달하 고 제1 및 제2 RF 송수신 신호 절체기(21, 24)에는 각각 1bit 와 2bit의 제어 신호를 전달한다.

상기 신호 절체기들이 전달받는 1bit, 2bit 값들은 송신 경로 또는 수신 경로를 결정하는 값을 의미한다.

즉, IF 송수신 신호 절체기(41)와 제1 RF 송수신 신호 절체기(21)가 받는 1bit 값 중 "0"은 송신 경로(도 2b에서 501과 506)로 결정하기 위한 값이고 "1"은 수신 경로(도 2b에서 502와 507)로 결정하기 위한 값이라 할 수 있으며, 그 반대의 경우로도 정의할 수 있을 것이다.

또, 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)가 받는 2bit 값 중 "00"은 송신 경로(도 2b에서 503)로 결정하기 위한 값이고 "01"과 "10"은 각각 수신 경로(도 2b에서 504, 505)로 결정하기 위한 값이라 할 수 있으며, 해당 값에 따른 송수신 경로 지정은 사용자에 의하여 변경 가능하다 할 것이다.

이하 도 2a와 도 2b를 참조하여 상기 구성과 구성작동을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

본 발명은 단일 선로를 이용하여 RF 신호 송수신 장치로서 하나의 선로로 수신기 또는 송신기로 사용할 수 있는 것이므로 사용자는 선택에 의해 원하는 기기로 사용 가능하다.

사용자가 송신기로 사용하고자 하는 경우를 먼저 살펴본다.

IF 신호 대역부(40)에서 인가된 IF대 송신 신호(42)는 IF 송수신 신호 절체 기(41)로 입력된다. 그러면 변환제어부(60)에서는 1bit의 제어 신호(62)를 송출하고 이 제어 신호를 받은 IF 송수신 신호 절체기(41)는 도 2b 왼쪽 도면에서 보여 주듯이 절체기 내부의 송신 경로(501)로 연결한다.

상기 송신 경로(501)를 지난 신호는 주파수 혼합기(30)로 인가되고, 로컬 주파수 합성기(51)에서 생성되어 나온 로컬 신호(53)와 함께 주파수 혼합기에서 혼합된다.

상기 주파수 혼합기(30)에서는 주파수를 상승 변환(UP CONVERSION)시켜 RF 송신 신호(31)를 RF 송수신부(20)내의 제2 송수신 여파기(25)로 보낸다.

상기 제2 송수신 여파기(25)에서는 입력된 RF 송신 신호(31)에 포함되어 있는 잡음을 제거한 후 이를 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)에 보낸다.

이때 변환제어부(60)에서는 2bit의 제어 신호(63)를 상기 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)에 보내고 이를 받은 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)는 도 2b의 가운데 도면에서 보여 주듯이 송신 경로(503)를 통하게 된다.

상기 송신 신호(27)는 신호의 세기를 키우기 위해 저잡음 증폭기(23)를 거치고 제1 송수신 여파기(22)를 거쳐 제1 RF 송수신 신호 절체기(21)로 인가된다.

그러면 이때 변환제어부(60)는 1bit의 제어신호(64)를 발생하여 상기 제1 RF 송수신 신호 절체기(21)에 보내고 제어 신호를 받은 제1 RF 송수신 신호 절체기(21)는 도 2b의 오른쪽 도면에서 보여 주듯이 송신 경로(506)를 통해 송신 신호를 통과시킨다.

상기 송신 경로(506)를 통과한 신호(13)는 동일한 안테나를 이용하면서 송신 단과 수신단을 분기하는 역할을 하는 필터인 듀플렉서(12)로 인가되어 안테나(11)를 통해 송신신호가 방사된다.

다음은 사용자에 의하여 본 발명인 단일 선로를 이용한 RF 신호 송수신 장치를 수신기로 사용하고자 하는 경우에 대하여 상술한다.

안테나(11)를 통해 받아들여진 수신신호는 듀플렉서(12)를 통해서 수신신호만 검출된 신호(14)를 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)로 보낸다. 그러면, 변환제어부(60)에서는 2bit의 제어신호(63)를 보내어 도 2b의 가운데 도면에서 보여 주듯이 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)가 수신 경로(504)로 지정하게 한다.

상기 수신 신호는 신호의 세기를 키우기 위해 잡음이 아주 낮은 저잡음 증폭기(23)를 거쳐 필요한 신호 외의 잡음을 제거하기 위해 제2 송수신 여파기(22)로 입력된다.

상기 제2 송수신 여파기(22)를 거친 신호(29)는 제1 RF 송수신 신호 절체기(21)로 인가되고 이때 제1 RF 송수신 신호 절체기(21)는 변환제어부(60)의 1bit 제어 신호(64)를 받아 수신 경로(507)로 지정한다.

상기 수신 경로(507)를 통과한 신호(15)는 다시 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)로 인가되어 변환제어부(60)의 2bit의 제어 신호(63)에 의한 제2 RF 송수신 신호 절체기(24)의 동작에 따라 수신 경로(505)로 통과하게 된다.

상기 수신 경로(505)를 통과한 신호(26)는 잡음을 제거하기 위하여 제2 송수신 여파기(25)를 거쳐 주파수 혼합기(30)로 인가되고, 로컬 주파수 합성기(51)에서 발생하는 로컬 신호(53)와 상기 수신 경로를 통과한 신호(26)는 주파수 혼합기(30) 에서 혼합되어 주파수 하강 변환(DOWN CONVERSION)되어 IF 신호(44)로 된다.

상기 변환된 신호(44)는 IF 송수신 신호 절체기(41)에서 변환제어부(60)의 1bit의 제어 신호(62)에 의한 IF 송수신 신호 절체기(41)의 동작에 따라 도 2b의 왼쪽 도면에서 보여 주듯이 수신 경로(502)를 통과하여 IF 수신신호(43)를 출력하게 된다.

이와 같은 실시예를 가지는 본 발명인 단일 선로를 이용한 RF 신호 송수신 장치가 송신신호의 경우와 수신신호의 경우에 신호 경로를 도 2a와 도2b를 참조하여 일괄적으로 정리해보면 다음과 같다.

송신신호의 경우에는, 42 →501 →44 →31 →26 →503 →27 →28 →29 →506 13 과 같은 신호 경로를 따라 송신이 되는 것이고,

수신신호의 경우에는, 14 →504 →27 →28 →29 →507 →15 →505 →26 →31 44 →502 →43 과 같은 신호 경로를 따라 수신이 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명인 단일 선로를 이용한 RF 신호 송수신 장치는 사용자의 선택에 따라 송신기 또는 수신기로 이용할 수 있고 각각으로 사용되는 경우의 동작과 실시예는 상기에서 살펴 본 바와 같다.

상기와 같은 구성작동과 실시예를 가지는 본 발명은 RF 신호 송수신 장치를 단일 선로만으로도 구현이 가능함에 따라 소형화 장비에 구현하기 적합하고 변화되는 추세에 부응하는 이점이 있다.

또, 단일 선로만을 사용함에 따라 이동통신시스템의 기지국이나 중계기에서 송수신 장치를 최소형으로 개발이 가능하여 비용이 적게 드는 효과가 있다.

한편, 사용자의 요구에 의해 송신기 또는 수신기를 겸용으로 사용할 수 있고 편리하게 변경 가능한 유니트로 이용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 이동통신 시스템 중계기의 RF 신호 송수신 장치에 있어서,

   송신단과 수신단을 분기 해주는 듀플렉서와 안테나로 구성된 안테나부와;

   상기 안테나부로부터 입력된 신호를 처리하거나 상기 안테나부로 신호를 전달하는 RF 송수신부와;

   상기 RF 송수신부 또는 IF 신호 대역부와 신호를 주고받으며 주파수를 변환하는 주파수 혼합기와;

   상기 주파수 혼합기와 신호를 주고받으며 기저대역 신호를 만들어 내는 IF신호 대역부와;

   상기 IF 신호 대역부에서 출력되는 신호 또는 상기 RF 송수신부에서 출력되는 신호와 상기 주파수 혼합기에서 혼합이 되는 신호를 출력하는 로컬부와;

   상기 RF 송수신부와 상기 IF 신호 대역부 내의 신호의 흐름을 제어하여 송수신 신호를 절체시켜 주는 변환제어부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 RF 신호 송수신 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 IF 신호 대역부는 상기 변환제어부의 제어를 받아 IF 신호의 경로를 설정하는 IF 송수신 신호 절체기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 RF 신호 송수신 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 RF 송수신부는 상기 변환제어부의 제어를 받아 RF 신호의 경로를 설정하는 RF 송수신 신호 절체기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 싯템의 RF 신호 송수신 장치.

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