KR100574668B1 - 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치및 그 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치및 그 방법 Download PDF

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KR100574668B1 KR1020040094109A KR20040094109A KR100574668B1 KR 100574668 B1 KR100574668 B1 KR 100574668B1 KR 1020040094109 A KR1020040094109 A KR 1020040094109A KR 20040094109 A KR20040094109 A KR 20040094109A KR 100574668 B1 KR100574668 B1 KR 100574668B1
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양성환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것으로, 입력되는 RF 신호를 분리하는 스플리터와; 상기 스플리터에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 컴바이닝 성능 측정부와; 상기 컴바이닝 성능 측정부의 출력을 입력받아 스위처블 컴바이닝을 수행하여 출력하는 스위처블 컴바이너를 포함하여 구성함으로써, 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 몇 개의 대전력 증폭기의 출력을 컴바이닝할 때 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 할 수 있게 되는 것이다.

Description

이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for measure a combining performance of base transceiver station in mobile communication}
도 1은 일반적인 이동통신 시스템의 블록구성도이고,
도 2는 종래 이동통신 시스템에서 기지국의 블록구성도이며,
도 3은 종래 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 방법을 보인 흐름도이고,
도 4는 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치의 블록구성도이며,
도 5는 도 4에서 컴바이닝 성능 측정부의 상세블록도이고,
도 6은 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법을 보인 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 교환기 20 : 제어국
30 : 기지국 40 : 이동통신 단말기
100 : 스플리터 200 ~ 204 : 컴바이닝 성능 측정부
210 : 제어부 220 : 신호특성 변환부
221 ~ 223 : DAC 224 : 시간 지연부
225 : 가변 감쇄부 226 : 위상 변위부
230 : 증폭부 240 : 출력전력 측정부
241 : 커플러 242 : 서큘레이터
243, 246 : 전력 검출부 244, 247 : ADC
245 : 고정 감쇄부 300 : 스위처블 컴바이너
본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 몇 개의 대전력 증폭기의 출력을 컴바이닝할 때 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너(Switchable Combiner) 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 하기에 적당하도록 한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템은 사람, 자동차, 선박, 열차, 항공기 등 이동체를 대상으로 하는 통신 시스템으로, 이에는 키폰 시스템, 이동전화(휴대전화, 차량전화), 항만전화, 항공기전화, 이동공중전화(열차, 유람선, 고속버스 등에 설치), 무선호출, 무선전화, 위성이동통신, 아마추어무선, 어업무선 등이 포함된다.
이러한 이동통신 시스템에는 아날로그 방식을 사용하는 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 시스템, 디지털 방식을 사용하는 CDMA(Code Division Multiple Access, 부호 분할 다원 접속) 시스템, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access, 시분할 다원 접속) 시스템, FDMA(Frequency Division Multiple Access, 주파수 분할 다원접속) 시스템, WLL(Wireless Local Loop, 무선 가입자 망), CDMA2000-1x, IMT-2000(International Mobile Telecommunication in the year 2000, 범세계 이동통신) 시스템, GSM(Global System for Mobile communication) 시스템 등이 있다.
도 1은 일반적인 이동통신 시스템의 블록구성도이다.
여기서 참조번호 10은 이동통신 시스템에서 교환 기능을 수행하는 교환기(Mobile Switching Center, MSC)이고, 20은 상기 교환기(10)와 연결되고 기지국의 관리 및 제어를 수행하는 제어국(Base Station Controller, BSC)이며, 30은 상기 제어국(20)의 제어를 받고, 기저대역 신호처리, 유무선 변환 및 무선신호의 송수신 등을 수행하는 기지국(Base Transceiver Station, BTS)이며, 40은 상기 기지국(30)과 연결되어 사용자의 인증, 보안 처리와 신호 처리 및 무선 송수신을 수행하는 이동통신 단말기(Mobile Station, MS)이다.
그래서 교환기(10)는 교환 기능을 수행하는 것으로, 모든 통신 선로의 도로 및 교차로 역할을 수행한다. 이러한 교환기(10)는 이동통신 서비스의 제공에 가장 중요한 망 구성 장치로서, 유선통신 기능과 이동통신 기능을 제공한다.
또한 제어국(20)은 교환기(10)와 기지국(30) 사이에 위치하여 기지국 관리 및 제어를 담당한다. No.7 신호방식을 이용하여 각종 신호 처리를 수행한다. 이러 한 제어국(20)에서 호처리 프로세서(도면상에 미도시)는 제어국(20) 내의 최상위 프로세서로서 시스템 가동시 호처리 서비스 기능을 담당한다. 호처리 제어 기능은 호 설정시 보코딩 채널을 할당하고, 핸드오프 처리를 위해 트랜스 코더와 기지국(30) 사이의 통신경로 설정을 지원한다.
또한 기지국(30)은 기저대역 신호처리, 유무선 변환 및 무선 신호의 송수신 등을 수행하여 가입자의 이동통신 단말기(40)와 직접적으로 연결되는 망 종단 장치이다. 그리고 기지국(30)은 RF(Radio Frequency) 무선 처리부와 CDMA 신호를 처리하는 채널 및 제어기로 이루어진 기저대역 처리부가 있다.
또한 이동통신 단말기(40)는 사용자의 인증, 보안 등의 역할을 수행하는 가입자 식별부와 신호처리 및 무선 송수신을 담당하는 무선통신부로 나누어져 기능한다. 그래서 이동통신 단말기(40)는 무선채널 신호세기 및 품질측정 기능, 무선신호의 변복조 및 송수신 기능, 채널 부호화 및 복호화 기능, 페이징 및 시스템 방송신호 수신 기능, 호처리 및 부가서비스 처리 기능 등을 수행한다.
도 2는 종래 이동통신 시스템에서 기지국의 블록구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 입력되는 RF(Radio Frequency) 신호를 분리하는 스플리터(Splitter)(31)와; 상기 스플리터(31)에 의해 분리된 각각의 RF 신호를 고전력 증폭하는 제 1 내지 제 4 전력 증폭기(32 ~ 35)와; 상기 제 1 내지 제 4 전력 증폭기(32 ~ 35)에서 각각 증폭된 RF 신호를 합성하는 컴바이너(Combiner)(36)로 구성된다.
도 3은 종래 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 방법을 보인 흐름도이 다.
이에 도시된 바와 같이, 입력된 RF 신호를 분리시키는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계 후 분리된 RF 신호를 고전력 증폭시키는 제 2 단계(ST2)와; 상기 제 2 단계 후 증폭된 RF 신호를 합성하여 출력시키는 제 3 단계(ST3)를 수행한다.
이러한 종래 기술의 동작을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 스플리터(31)에서는 입력되는 RF 신호를 4개의 신호로 분리시킨다(ST1).
그러면 제 1 내지 제 4 전력 증폭부(32 ~ 35)에서는 스플리터(31)에 의해 분리된 각각의 RF 신호를 고전력 증폭시킨다(ST2).
이어 컴바이너(36)에서는 제 1 내지 제 4 전력 증폭기(32 ~ 35)에 의해 고전력 증폭된 RF신호를 합성하여 출력한다(ST3).
이때 제 1 내지 제 4 전력 증폭기(32 ~ 35) 각각은 동일한 출력 및 특성을 가지고 있는 전력 증폭기이다.
즉, 종래 기술에서는 기지국(30)에서 단순한 전력 분배 및 합성 기술을 사용하여 동일한 출력 및 특성을 가지고 있는 전력 증폭기의 출력만을 합성하도록 동작하였다.
그러나 이러한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 종래 기술에서는 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 주로 삽입 손실이 작은 스위처블 컴바이너를 사용한다. 이때 컴바이닝 손실을 줄이기 위해 특성이 동일한 대전력 전력증폭기를 사용하여 컴바이닝을 해야 한다. 이로 인해 전력증폭기를 다른 제품과 혼용하여 사용하는 것에 제약을 가지는 단점이 있었다.
이를 개선하기 위해 대전력 전력 증폭기 내에 위상, 이득, 지연 값을 바꿀 수 있는 장치를 두어 각 제조사별로 동일한 값으로 맞추게 하여 혼용하여 컴바이닝할 수 있도록 하는 경우가 있다.
하지만 이러한 방식은 대전력 전력 증폭기의 제조사 제품의 검사를 반드시 해야만 기지국의 품질 향상을 가질 수 있는 한계가 있었다.
또한 필드에서 오랜 시간 사용하게 되면 외부적인 요인 및 내부적인 요인으로 인해 처음에 동일한 값으로 맞추어 놓았던 대전력 증폭기의 특성이 바뀌어 컴바이닝 손실이 증가하게 한다. 이로 인해 이동통신 기지국의 출력전력이 감소할 뿐만 아니라, 스위처블 컴바이너의 입력측에서 정재파비가 나빠져 대전력 증폭기의 종단의 아이솔레이터(isolator)에 열을 발생시켜 대전력 증폭기의 수명을 감축시키는 문제점이 있게 된다.
또한 컴바이닝이 제대로 되고 있는지도 알 수 없는 한계가 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 몇 개의 대전력 증폭기의 출력을 컴바이닝할 때 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 할 수 있는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치는,
입력되는 RF 신호를 분리하는 스플리터와; 상기 스플리터에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 컴바이닝 성능 측정부와; 상기 컴바이닝 성능 측정부의 출력을 입력받아 스위처블 컴바이닝을 수행하여 출력하는 스위처블 컴바이너를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법은,
입력된 RF 신호를 분리시키는 제 10 단계와; 상기 제 10 단계 후 분리된 RF 신호의 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 제 20 단계와; 상기 제 20 단계 후 컴바이닝 성능이 측정된 RF 신호를 합성하여 출력시키는 제 30 단계를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
이하, 상기와 같은 본 발명, 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치의 블록구성도이며, 도 5는 도 4에서 컴바이닝 성능 측정부의 상세블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 입력되는 RF 신호를 분리하는 스플리터 (Splitter)(100)와; 상기 스플리터(100)에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 컴바이닝 성능 측정부(200)와; 상기 컴바이닝 성능 측정부(200)의 출력을 입력받아 스위처블 컴바이닝을 수행하여 출력하는 스위처블 컴바이너(300)를 포함하여 구성된다.
상기에서 컴바이닝 성능 측정부(200)는, 상기 스플리터(100)에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 각각 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 제 1 내지 제 4 컴바이닝 성능 측정부(201 ~ 204)를 포함하여 구성된다.
상기에서 컴바이닝 성능 측정부(200)는, 상기 컴바이닝 성능 측정부(200)의 동작을 제어하는 제어부(210)와; 상기 스플리터(100)에 의해 분리된 RF 신호를 입력받고, 상기 제어부(210)의 제어를 받아 입력받은 RF 신호의 신호특성을 변환시키는 신호특성 변환부(220)와; 상기 신호특성 변환부(220)의 출력을 고전력 증폭시키는 증폭부(230)와; 상기 증폭부(230)의 출력에 대해 출력전력을 측정하여 상기 제어부(210)로 알리고, 상기 스위처블 컴바이너(300)로 출력하는 출력전력 측정부(240)를 포함하여 구성된다.
상기 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치는, 컴바이닝 성능 측정부(200)의 동작을 제어하는 제어부(210)와; 스플리터(100)에 의해 분리된 RF 신호를 입력받고, 상기 제어부(210)의 제어를 받아 입력받은 RF 신호의 신호특성을 변환시키는 신호특성 변환부(220)와; 상기 신호특성 변환부(220)의 출력을 고전력 증폭시키는 증폭부(230)와; 상기 증폭부(230)의 출력에 대해 출력전력을 측정하여 상기 제어부(210)로 알리고, 스위처블 컴바이너(300)로 출력하는 출력전력 측 정부(240)를 포함하여 구성된다.
상기에서 제어부(210)는, 상기 출력전력 측정부(240) 내의 제 1 전력 검출부(243)에서 측정된 포워드 전력과 상기 출력전력 측정부(240) 내의 제 2 전력 검출부(246)에서 측정된 반사 전력의 비로 정재파비를 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어부(210)는, 상기 출력전력 측정부(240)에서 측정된 전력 값을 입력받아 상기 신호특성 변환부(220)를 제어하여 상기 증폭부(230)에서 증폭되는 신호에 대해 위상, 이득, 지연 특성을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 신호특성 변환부(220)는, 상기 제어부(210)의 디지털 제어 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 제 1 내지 제 3 DAC(Digital to Analog Converter, 디지털-아날로그 변환기)(221 ~ 223)와; 상기 제 1 DAC(221)의 제어 신호에 의해 상기 스플리터(100)에 의해 분리된 RF 신호를 입력받아 시간 지연시켜 출력하는 시간 지연부(224)와; 상기 제 2 DAC(222)의 제어 신호에 의해 상기 시간 지연부(224)의 출력을 가변 감쇄시켜 출력하는 가변 감쇄부(225)와; 상기 제 3 DAC(223)의 제어 신호에 의해 상기 가변 감쇄부(225)의 출력을 위상 변위시켜 상기 증폭부(230)로 출력하는 위상 변위부(226)를 포함하여 구성된다.
상기에서 출력전력 측정부(240)는, 상기 증폭부(230)의 출력을 입력받아 커플링(Coupling)하는 커플러(Coupler)(241)와; 상기 커플러(241)의 출력을 입력받아 서큘레이팅(Circulating)하는 서큘레이터(Circulator)(242)와; 상기 커플러(241)의 출력을 입력받아 전력을 검출하는 제 1 전력 검출부(243)와; 상기 제 1 전력 검출부(243)에서 검출된 아날로그 전력값을 디지털 전력값으로 변환시켜 상기 제어부 (210)로 출력하는 제 1 ADC(Analog-to-Digital Converter, 아날로그-디지털 변환기)(244)와; 상기 서큘레이터(242)의 출력을 입력받아 고정 감쇄시키는 고정 감쇄부(245)와; 상기 고정 감쇄부(245)의 출력을 입력받아 전력을 검출하는 제 2 전력 검출부(246)와; 상기 제 2 전력 검출부(246)에서 검출된 아날로그 전력값을 디지털 전력값으로 변환시켜 상기 제어부(210)로 출력하는 제 2 ADC(247)를 포함하여 구성된다.
도 6은 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 입력된 RF 신호를 분리시키는 제 10 단계(ST10)와; 상기 제 10 단계 후 분리된 RF 신호의 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 제 20 단계(ST21 ~ ST23)와; 상기 제 20 단계 후 컴바이닝 성능이 측정된 RF 신호를 합성하여 출력시키는 제 30 단계(ST30)를 포함하여 수행한다.
상기에서 제 20 단계(ST21 ~ ST23)는, 상기 제 10 단계에서 분리된 RF 신호의 신호특성을 변환시키는 제 21 단계(ST21)와; 상기 제 21 단계에서 변환된 신호를 고전력 증폭시키는 제 22 단계(ST22)와; 상기 제 22 단계에서 증폭된 출력에 대해 출력전력을 측정하는 제 23 단계(ST23)를 포함하여 수행한다.
상기에서 제 21 단계(ST21)는, 상기 제 10 단계에서 분리된 RF 신호에 대해 시간 지연과 가변 감쇄와 위상 변위를 수행하여 신호특성 변환을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제 23 단계(ST23)는, 상기 제 22 단계에서 증폭된 신호에 대해 커 플링과 서큘레이팅을 수행하고, 커플링을 수행한 신호에 대해 전력을 검출하고, 서큘레이팅을 수행한 신호에 대해 전력 검출을 수행하여 정재파비를 계산하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 몇 개의 대전력 증폭기의 출력을 컴바이닝할 때 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 하고자 한 것이다.
그래서 기지국에서는 주로 송신 출력을 높이기 위해 다수의 대전력 증폭기의 출력신호를 스위처블 컴바이너를 통해 출력 전력을 높인다. 이때 컴바이닝을 위해 대전력 증폭기의 특성 중 위상, 이득, 지연 특성이 중요하게 된다. 이러한 대전력 증폭기간에 차이가 발생하면 컴바이닝 손실이 발생하는 문제점을 야기한다.
다시 말하면, 컴바이너는 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 특성 차가 발생하면 반사파가 발생한다. 이로 인해 컴바이닝 손실이 발생하는 것이다. 윌키슨 컴바이너는 아이솔레이션(Isolation) 저항이 존재하여 컴바이너로 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 특성 차가 발생하면 아이솔레이션 저항이 반사되는 신호의 로드가 되어 열로 변환한다. 하지만, 스위처블 컴바이너는 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 특성 차가 발생하면 각각의 입력측으로 반사신호를 보낸다.
따라서 대전력 증폭기의 종단이 오픈 되어 있을 때 보호하기 위해 아이솔레이터(Isolator)를 장착하는데, 반사파의 신호가 아이솔레이터의 터미네이션(Termination) 저항에 로드가 걸려 열을 발생시킨다.
기지국에서 윌키슨 컴바이너를 사용하기 힘든 이유는 기지국 특성상 항상 컴바이닝을 하는 것은 아니고, 출력 전력을 증가시키기 위해 하는 것이기 때문에 스루 타입으로도 사용해야 하는 경우가 있기 때문이다. 이렇게 되면 3dB에 손실이 발생하게 된다. 그리고, 대전력을 다루는 시스템에서 반사되는 전력을 그 자체의 저항이 열로 변환하기 때문에 구조적인 문제로 인해 제작하기도 힘들다.
그래서 본 발명은 상기와 같은 이유로 인해 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 하는 장치를 구성하고, 이를 구동하기 위한 방법을 구현한 것이다.
그래서 스플리터(100)는 입력되는 RF 신호를 분리한다.
그리고 컴바이닝 성능 측정부(200)는 제 1 내지 제 4 컴바이닝 성능 측정부(200)에 의해 네 개로 구성할 수 있다. 이러한 컴바이닝 성능 측정부(200)는 스플리터(100)에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행한다.
또한 스위처블 컴바이너(300)는 컴바이닝 성능 측정부(200)의 출력을 입력받아 스위처블 컴바이닝을 수행하여 출력한다.
한편 컴바이닝 성능 측정부(200) 제어부(210)는 컴바이닝 성능 측정부(200)의 동작을 제어한다.
그래서 제어부(210)는 출력전력 측정부(240) 내의 제 1 전력 검출부(243)에서 측정된 포워드 전력과 출력전력 측정부(240) 내의 제 2 전력 검출부(246)에서 측정된 반사 전력의 비로 정재파비를 계산한다. 또한 제어부(210)는 출력전력 측정부(240)에서 측정된 전력 값을 입력받아 신호특성 변환부(220)를 제어하여 증폭부(230)에서 증폭되는 신호에 대해 위상, 이득, 지연 특성을 제어하게 된다.
또한 신호특성 변환부(220)는 스플리터(100)에 의해 분리된 RF 신호를 입력받고, 제어부(210)의 제어를 받아 입력받은 RF 신호의 신호특성을 변환시키게 된다.
이러한 신호특성 변환부(200)에서 제 1 내지 제 3 DAC(221 ~ 223)는 제어부(210)의 디지털 제어 신호를 아날로그 신호로 변환시킨다.
그리고 시간 지연부(224)는 제 1 DAC(221)의 제어 신호에 의해 스플리터(100)에 의해 분리된 RF 신호를 입력받아 시간 지연시켜 가변 감쇄부(225)로 출력한다.
또한 가변 감쇄부(225)는 제 2 DAC(222)의 제어 신호에 의해 시간 지연부(224)의 출력을 가변 감쇄시켜 위상 변위부(226)로 출력한다.
또한 위상 변위부(226)는 제 3 DAC(223)의 제어 신호에 의해 가변 감쇄부(225)의 출력을 위상 변위시켜 증폭부(230)로 출력한다.
그리고 증폭부(230)는 신호특성 변환부(220)의 출력을 고전력 증폭시킨다.
그리고 출력전력 측정부(240)는 증폭부(230)의 출력에 대해 출력전력을 측정하여 제어부(210)로 알리고, 스위처블 컴바이너(300)로 출력한다.
이러한 출력전력 측정부(240)에서 커플러(241)는 증폭부(230)의 출력을 입력받아 커플링하여 제 1 전력 검출부(243)와 서큘레이터(242)로 출력한다.
또한 서큘레이터(242)는 커플러(241)의 출력을 입력받아 서큘레이팅하여 고정 감쇄부(245)와 스위처블 컴바이너(300)로 출력한다.
또한 제 1 전력 검출부(243)는 커플러(241)의 출력을 입력받아 전력을 검출하여 제 1 ADC(244)로 출력하여 포워드 전력 검출값이 제어부(210)로 전달되도록 한다.
또한 제 1 ADC(244)는 제 1 전력 검출부(243)에서 검출된 아날로그 전력값을 디지털 전력값으로 변환시켜 포워드 전력 검출값을 제어부(210)로 출력한다.
또한 고정 감쇄부(245)는 서큘레이터(242)의 출력을 입력받아 고정 감쇄시켜 제 2 전력 검출부(246)로 출력한다.
또한 제 2 전력 검출부(246)는 고정 감쇄부(245)의 출력을 입력받아 전력을 검출하여 반사 전력 검출값이 제어부(210)로 전달되도록 한다.
제 2 ADC(247)는 제 2 전력 검출부(246)에서 검출된 아날로그 전력값을 디지털 전력값으로 변환시켜 반사 전력 검출값을 제어부(210)로 출력한다.
그래서 증폭부(230)의 출력신호는 커플러(241)를 통해 나온 RF 신호가 출력되고, 이 신호는 제 1 전력 검출부(243)와 제 1 ADC(244)에 의해 생성된 포워드 전력 검출값이 되어 제어부(210)로 인가된다.
그리고 서큘레이터(242)에서 스위처블 컴바이너(300)로 출력되는 신호에 대한 반사파는 서큘레이터(242)와 고정 감쇄부(245)를 통해 나온 RF 신호로 출력되 고, 이 신호는 제 2 전력 검출부(246)와 제 2 ADC(247)에 의해 생성된 반사 전력 검출값이 되어 제어부(210)로 인가된다.
그러면 제어부(210)에서는 포워드 전력과 반사 전력의 비로 정재파비를 계산하게 된다.
이러한 본 발명의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 제 1 컴바이닝 성능 측정부(201)에서 출력되어 스위처블 컴바이너(300)로 입력되는 신호는 다음의 수학식 1이 된다.
Figure 112004053399243-pat00001
또한 제 2 컴바이닝 성능 측정부(202)에서 출력되어 스위처블 컴바이너(300)로 입력되는 신호는 다음의 수학식 2가 된다.
Figure 112004053399243-pat00002
또한 제 3 컴바이닝 성능 측정부(203)에서 출력되어 스위처블 컴바이너(300)로 입력되는 신호는 다음의 수학식 3이이 된다.
Figure 112004053399243-pat00003
또한 제 4 컴바이닝 성능 측정부(204)에서 출력되어 스위처블 컴바이너(300) 로 입력되는 신호는 다음의 수학식 4가 된다.
Figure 112004053399243-pat00004
그러면 스위처블 컴바이너(300)에서 출력되는 신호는 다음의 수학식 5와 같이 된다.
Figure 112004053399243-pat00005
따라서 다음의 수학식 6과 같은 조건이 된다면, 스위처블 컴바이너(300)의 입력단에서 반사파가 발생하게 되어 컴바이닝 손실이 증가하게 되고, 고정감쇄기(109)에서 열이 발생하게 된다.
Figure 112004053399243-pat00006
따라서 제어부(210)에서는 제 1 전력 검출부(243)에 의한 포워드 전력과 제 2 전력 검출부(246)에 의한 반사 전력의 비로 정재파비를 계산하여 제 1 내지 제 4 컴바이닝 성능 측정부(201 ~ 204) 각각의 시간 지연부(224), 가변 감쇄부(225), 위상 변위부(226)에 대해 다음의 수학식 7과 같은 조건이 만족되도록 제어한다.
Figure 112004053399243-pat00007
그러면 스위처블 컴바이너(300)에서 컴바이닝된 출력신호는 다음의 수학식 8과 같이 된다.
Figure 112004053399243-pat00008
따라서 스위처블 컴바이너(300)에서 컴바이닝된 출력신호는 손실이 없게 되고, 반사파 또한 발생하지 않게 된다.
이처럼 본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 몇 개의 대전력 증폭기의 출력을 컴바이닝할 때 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 하게 되는 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 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치 및 그 방법은 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 출력을 증가시키기 위해 몇 개의 대전력 증폭기의 출력을 컴바이닝할 때 대전력 증폭기와 스위처블 컴바이너 사이의 정재파비를 측정한 후 각각의 대전력 증폭기의 입력되는 신호의 위상, 이득, 지연 값을 변화시켜 컴바이닝 손실을 작게 발생하도록 할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한 본 발명은 스위처블 컴바이너를 이용한 기지국 송신 시스템에서 컴바이닝 성능을 측정하고, 이를 이용하여 대전력 증폭기의 특성 중 위상, 이득, 지연 값을 같아지도록 조절함으로써 컴바이닝 손실이 적은 양질의 기지국 송신 시스템을 구성할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 입력되는 RF 신호를 분리하는 스플리터와;
    상기 스플리터에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 컴바이닝 성능 측정부와;
    상기 컴바이닝 성능 측정부의 출력을 입력받아 스위처블 컴바이닝을 수행하여 출력하는 스위처블 컴바이너를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컴바이닝 성능 측정부는,
    상기 스플리터에 의해 분리된 각각의 RF 신호에 대해 각각 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 제 1 내지 제 4 컴바이닝 성능 측정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컴바이닝 성능 측정부는,
    상기 컴바이닝 성능 측정부의 동작을 제어하는 제어부와;
    상기 스플리터에 의해 분리된 RF 신호를 입력받고, 상기 제어부의 제어를 받아 입력받은 RF 신호의 신호특성을 변환시키는 신호특성 변환부와;
    상기 신호특성 변환부의 출력을 고전력 증폭시키는 증폭부와;
    상기 증폭부의 출력에 대해 출력전력을 측정하여 상기 제어부로 알리고, 상 기 스위처블 컴바이너로 출력하는 출력전력 측정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  4. 컴바이닝 성능 측정부의 동작을 제어하는 제어부와;
    스플리터에 의해 분리된 RF 신호를 입력받고, 상기 제어부의 제어를 받아 입력받은 RF 신호의 신호특성을 변환시키는 신호특성 변환부와;
    상기 신호특성 변환부의 출력을 고전력 증폭시키는 증폭부와;
    상기 증폭부의 출력에 대해 출력전력을 측정하여 상기 제어부로 알리고, 스위처블 컴바이너로 출력하는 출력전력 측정부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 출력전력 측정부 내의 제 1 전력 검출부에서 측정된 포워드 전력과 상기 출력전력 측정부 내의 제 2 전력 검출부에서 측정된 반사 전력의 비로 정재파비를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 출력전력 측정부에서 측정된 전력 값을 입력받아 상기 신호특성 변환부를 제어하여 상기 증폭부에서 증폭되는 신호에 대해 위상, 이득, 지연 특성을 제어 하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 항에 있어서, 상기 신호특성 변환부는,
    상기 제어부의 디지털 제어 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 제 1 내지 제 3 DAC와;
    상기 제 1 DAC의 제어 신호에 의해 상기 스플리터에 의해 분리된 RF 신호를 입력받아 시간 지연시켜 출력하는 시간 지연부와;
    상기 제 2 DAC의 제어 신호에 의해 상기 시간 지연부의 출력을 가변 감쇄시켜 출력하는 가변 감쇄부와;
    상기 제 3 DAC의 제어 신호에 의해 상기 가변 감쇄부의 출력을 위상 변위시켜 상기 증폭부로 출력하는 위상 변위부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력전력 측정부는,
    상기 증폭부의 출력을 입력받아 커플링하는 커플러와;
    상기 커플러의 출력을 입력받아 서큘레이팅하는 서큘레이터와;
    상기 커플러의 출력을 입력받아 전력을 검출하는 제 1 전력 검출부와;
    상기 제 1 전력 검출부에서 검출된 아날로그 전력값을 디지털 전력값으로 변환시켜 상기 제어부로 출력하는 제 1 ADC와;
    상기 서큘레이터의 출력을 입력받아 고정 감쇄시키는 고정 감쇄부와;
    상기 고정 감쇄부의 출력을 입력받아 전력을 검출하는 제 2 전력 검출부와;
    상기 제 2 전력 검출부에서 검출된 아날로그 전력값을 디지털 전력값으로 변환시켜 상기 제어부로 출력하는 제 2 ADC를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 장치.
  9. 입력된 RF 신호를 분리시키는 제 10 단계와;
    상기 제 10 단계 후 분리된 RF 신호의 신호에 대해 컴바이닝 성능 측정을 수행하는 제 20 단계와;
    상기 제 20 단계 후 컴바이닝 성능이 측정된 RF 신호를 합성하여 출력시키는 제 30 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 20 단계는,
    상기 제 10 단계에서 분리된 RF 신호의 신호특성을 변환시키는 제 21 단계와;
    상기 제 21 단계에서 변환된 신호를 고전력 증폭시키는 제 22 단계와;
    상기 제 22 단계에서 증폭된 출력에 대해 출력전력을 측정하는 제 23 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 21 단계는,
    상기 제 10 단계에서 분리된 RF 신호에 대해 시간 지연과 가변 감쇄와 위상 변위를 수행하여 신호특성 변환을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 23 단계는,
    상기 제 22 단계에서 증폭된 신호에 대해 커플링과 서큘레이팅을 수행하고, 커플링을 수행한 신호에 대해 전력을 검출하고, 서큘레이팅을 수행한 신호에 대해 전력 검출을 수행하여 정재파비를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국의 컴바이닝 성능 측정 방법.
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