KR100568402B1 - 이동 통신의 기지국 급전선 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신의 기지국 장치에 관한 것으로, 특히 디지털 처리부에서 안테나부까지 디지털 또는 아날로그 광 전송 방식을 사용하며, 디지털 처리부와 안테나부 사이의 전송 경로에 동축케이블 대신 광 케이블을 포설함으로써, 신호 손실을 감소시킬 수 있어 종래의 고출력 증폭기 대신 저출력 증폭기가 사용 가능하며 안테나에서 저잡음 증폭기까지의 신호 손실이 적어 잡음 지수를 효과적으로 개선 가능하다.

또한, 안테나부와 디지털 처리부의 연결 선로인 급전선을 광 케이블로 포설함으로써, 투자비를 절감할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Description

이동 통신의 기지국 급전선 장치{BASE-STATION FEEDER LINE APPARATUS IN MOBILE COMMUNICATION}

도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신의 기지국 급전선 장치를 나타내는 블록 도이고,

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신의 기지국 급전선 장치를 나타내는 블록 도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 안테나부 110 : 안테나

112 : 듀플렉서 114 : 저출력 증폭기

116 : 저잡음 증폭기 118 : 제 1 광전 변환기

150 : 광 케이블 200 : 디지털 처리부

210 : 제 2 광전 변환기 212 : 업 컨버터

214 : 다운 컨버터

본 발명은 이동 단말의 기지국 장치에 관한 것으로서, 특히 기지국 신설 또 는 이설 시에 동축케이블로 이루어진 급전선을 광 케이블로 적용하여 급전선에서 발생하는 신호 손실을 최소화시키는 이동 통신의 기지국 급전선 장치에 관한 것이다.

이동 단말의 기지국을 신설 또는 이설 할 경우에 기지국 장비의 송신단은 고출력 증폭부의 출력부에서 안테나간 삽입 손실의 최소화 및 수신단의 잡음 지수를 최소화할 목적으로 주파수 특성이 우수한 직경이 큰 동축케이블을 주로 사용한다.

도 1은 종래 기술에 따른 동축케이블을 이용한 이동 통신의 기지국 급전선 장치를 나타내는 블록 도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이동 통신 기지국의 송수신단(30)은 송수신 겹용 안테나(10)와 연결되고, 안테나(10)와 동축케이블(12)로 연결되어 있는 듀플렉스(14), 듀플렉서(14)에 차례로 연결되어 송신 경로를 형성하는 고출력 증폭기(HPA : High Power Amplifier)(16) 및 업 컨버터(18), 듀플렉서(14)에 차례로 연결되어 수신 경로를 형성하는 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(20) 및 다운 컨버터(22)로 구성된다.

듀플렉서(14)는 송신 필터와 수신 필터로 구성되어 있으며, 수신 또는 송신 신호를 필터링 하는 외에 수신 신호와 송신 신호를 분리시키는 기능을 수행한다. 이에 따라, 하나의 안테나(10)로 송수신이 겸용으로 이루어진다.

기지국 시스템(도시하지 않음)으로부터 제공되는 송신 신호(Tx)는 업 컨버터(18)에 의해 고주파수 신호로 변환되고, 고출력 증폭기(16)에 의해 증폭된 후 듀플렉서(14), 동축케이블(12) 및 안테나(10)를 경유하여 송신된다. 반대로, 안 테나(10)에서 수신된 신호는 동축케이블(12) 및 듀플렉서(14)를 통해 저잡음 증폭기(20)에 도달하며, 저잡음 증폭기(20)에 의해 잡음 성분이 제거된 후 다운 컨버터(22)에 의해 저주파수 신호로 변환된다. 다운 컨버터(22)에서 출력되는 수신 신호(Rx)로서 기지국 내의 시스템에 제공된다.

그런데, 이러한 기지국의 용량 및 정격 출력은 셀의 크기에 따라 결정된다. 예를 들어, 도심과 같은 통화량 밀집 지역에서는 셀의 크기가 매우 작으므로 기지국의 용량 및 정격 출력도 작지만, 농어촌과 같은 통화량이 적고 이동국의 수도 상대적으로 적은 지역에서는 셀의 크기가 매우 크며 이로 인해 기지국의 용량 및 정격 출력도 크다.

일반적으로, 기지국의 안테나와 시스템은 건물 등의 옥외와 옥내로 분리되어 설치되며, 동축케이블(12)에 의해 서로 연결된다. 이때, 옥외에 설치된 안테나(10)와 옥내의 송수신단(30)을 연결하는 동축케이블(12)은 주파수의 특성에 따라 신호 손실을 보상하기 위해서 직경 커지거나 길이가 길어진다.

아래의 표 1은 동축케이블(12)의 직경에 따라 800MHz 또는 2GHz에서 길이 100m을 기준으로 한 동축케이블(12)의 감쇄(Attenuation) 특성을 나타내고 있다.

구 분	1/4＂	3/8＂	1/2＂	7/8＂	1-1/4＂	1-5/8＂
800MHz	12.73	9.20	6.47	3.67	2.86	2.24
2GHz	20.98	15.10	10.74	6.31	4.95	3.98

상기 표 1과 같이 동축케이블의 직경이 7/8＂에서 주파수 대역 800MHz 대비 2GHz 대역의 감쇄 특성은 약 3dB이상의 차이가 나고, 2GHz의 주파수 대역에서 3dB 의 신호 손실을 줄이기 위해서 기존에 포설된 7/8″인 동축케이블의 길이를 약 40m 이상에서는 1-1/4″ 또는 1-5/8″의 동축케이블로 신규 포설해야 한다.

동기식은 IMT-2000의 주파수대역(5MHz)을 3개의 작은 채널로 쪼개 사용해 협대역(narrowband) 또는 MC방식(multi-carrier)이라고 불리는데, 비동기식은 전체 주파수대역을 한 채널로 사용해 광대역(wideband)·DS(direct-sequence) 또는 WCDMA(wideband CDMA)라고 한다.

IMT-2000 서비스 비동기식 방식에서 사용되는 광대역 방식인 WCDMA의 도입에 따라 기존의 IS-95 시스템과 기지국 공유를 위해서 기 포설된 동축케이블(7/8″)의 길이가 40m 이하인 경우에는 공유하여 사용할 수 있지만 동축케이블의 길이가 40m 이상인 경우에는 WCDMA에서 신호 손실을 고려하여 1-5/8″의 동축케이블을 신규 포설해야 한다.

그러나, 상기와 같이 주파수 대역이 광대역일수록 동축케이블의 직경이 커지며, 이에 따라 투자비 증가뿐만 아니라 시설 공사가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 옥외의 안테나부와 디지털 처리부 내에 광전 변환기를 설치하고 안테나부와 디지털 처리부를 광 케이블로 연결하는 이동 통신의 기지국 급전선 장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하고, 외부로부터 입력되는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 상기 기지국으로 송신하는 디지털 처리부와, 상기 디지털 처리부로부터 광 신호를 수신하고, 안테나로부터 통해 수신된 신호를 광 신호로 변환하여 상기 디지털 처리부로 송신하는 안테나부와, 광 케이블로 이루어져 상기 디지털 처리부와 안테나부를 연결하는 급전선을 포함한다.

본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 핵심 요지는 종래의 옥내의 디지털 처리부와 옥외의 안테나부 사이의 신호 전송 경로인 동축케이블로 이루어진 급전선 대신에 광 케이블을 사용함으로써, 송신단은 광 케이블로 이루어진 급전선에서 발생되는 손실이 최소화됨으로 고출력 증폭기 대신 저출력 증폭기가 사용 가능하며, 수신단은 안테나에서 초단 저잡음 증폭기까지의 손실이 적으므로 잡음 지수를 효과적으로 개선할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신의 기지국 급전선 장치를 나타내는 블록 도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이동 통신 기지국 장치는 송수신 겹용 안테나(110)와 연결되고, 안테나(110)에 연결되어 있는 듀플렉스(112), 듀플렉서(112)에 차례로 연결되어 송신 경로를 형성하는 저출력 증폭기(114), 듀플렉서(112)에 차례로 연결되어 수신 경로를 형성하는 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(116) 및 제 1 광전 변환기(118)로 구성된 안테나부(100)와, 안테나부(100)에서 출력되는 광 신호의 전송 경로인 광 케이블(150)과, 제 2 광전 변환기(210), 업 및 다운 컨버터(212, 214)로 구성된 디지털 처리부(200)로 구성된다.

듀플렉서(112)는 송신 필터와 수신 필터로 구성되어 있으며, 수신 또는 송신 신호를 필터링 하는 외에 수신 신호와 송신 신호를 분리시키는 기능을 수행한다. 이에 따라, 하나의 안테나(110)로 송수신이 겸용으로 이루어진다.

기지국 시스템(도시하지 않음)으로부터 제공되는 송신 신호(Tx)는 업 컨버터(212)에 의해 고주파수 신호로 변환되고, 제 2 광전 변환기(210)에 의해 전기적인 고주파 신호를 광 신호로 변환된 후 광 케이블(150)을 경유하여 안테나부(100)의 제 1 광전 변환기(118)에 전송된다. 전송된 광 신호는 제 1 광전 변환기(118)에 의해 전기적인 신호 변환된 후 저출력 증폭기(114)에 의해 증폭된 후 듀플렉서(112) 및 안테나(110)를 경유하여 송신된다. 반대로, 안테나(110)에서 수신된 신호는 듀플렉서(112)를 통해 저잡음 증폭기(116)에 도달하며, 저잡음 증폭기(116)에 의해 잡음 성분이 제거된 후 제 1 광전 변환기(118)에 의해 광 케이블(150)을 전송에 적합한 광 신호로 변환되고, 변환된 광 신호는 광 케이블(150)을 경유하여 디지털 처리부(200)에 전송된다. 전송된 광 신호는 제 2 광전 변환기(210)에 의해 전기적인 신호 변환된 후 다운 컨버터(214)에 의해 저주파수 신호로 변환된다. 다운 컨버터(214)에서 출력되는 수신 신호(Rx)로서 기지국 내의 시스템에 제공된다.

상기와 같이 디지털 처리부(200)에서 안테나부(100)까지 디지털 또는 아날로 그 광 전송 방식을 사용하며, 디지털 처리부(200)와 안테나부(100) 사이의 전송 경로에 동축케이블 대신 광 케이블을 포설함으로써, 신호 손실을 감소시킬 수 있어 종래의 고출력 증폭기 대신 저출력 증폭기가 사용 가능하며 안테나에서 저잡음 증폭기까지의 신호 손실이 적어 잡음 지수를 효과적으로 개선 가능하다.

또한, 안테나부(100)와 디지털 처리부(200)의 연결 선로인 급전선을 광 케이블로 포설함으로써, 투자비를 절감할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 디지털 처리부와 안테나부에 광전 변환 장치를 설치하고 그 사이의 급전선을 광 케이블로 연결함으로써, 급전선 전송에 따른 신호 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 급전선을 동축케이블 대신 광 케이블을 포설함으로써, 포설 공사의 기간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 투자비를 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 기지국으로부터 전송되는 신호를 수신하고, 외부로부터 입력되는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 상기 기지국으로 송신하는 디지털 처리부와,

   상기 디지털 처리부로부터 광 신호를 수신하고, 안테나로부터 통해 수신된 신호를 광 신호로 변환하여 상기 디지털 처리부로 송신하는 안테나부와,

   광 케이블로 이루어져 상기 디지털 처리부와 안테나부를 연결하는 급전선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신의 기지국 급전선 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디지털 처리부는,

   상기 기지국으로부터 입력된 송신 신호를 고주파 신호로 변환하는 업 컨버터와,

   상기 광 케이블을 통해 입력되는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하고, 상기 업 컨버터에서 입력된 송신 신호를 광 신호로 변환하는 제 2 광전 변환기와,

   상기 제 2 광전 변환기에서 변환 신호를 저주파 신호로 변환하는 다운 컨버터로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신의 기지국 급전선 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 안테나부는,

   상기 안테나에서 입력된 수신 신호에서 잡음 성분을 제거하는 저잡음 증폭부와,

   상기 광 케이블을 통해 입력되는 광 신호를 전기적인 신호로 변환하고, 상기 저전력 증폭기로부터 입력된 신호를 광 신호로 변환하는 제 1 광전 변환기와,

   상기 제 1 광전 변환기에서 출력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하는 저전력 증폭기로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신의 기지국 급전선 장치.

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