KR100607652B1 - 섹터 병합을 위한 기지국 장치 및 그의 송수신 방법 - Google Patents

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    • H04W16/24—Cell structures

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 섹터 병합을 위한 기지국 장치 및 그의 송수신 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 원하는 서비스 영역을 확보하고 우수한 통화품질을 구현하여 최적화 작업을 이룰 수 있는 섹터 병합을 위한 기지국 장치 및 그의 송수신 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서, 송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하고, 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제1 신호 변환 수단; 병합된 각 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 제1 신호 변환 수단으로부터 전달된 중간주파수 대역 신호를 분배하는 신호 분배 수단; 및 상기 신호 분배 수단에서 분배된 신호를 공중파 대역 신호로 체배하고 증폭시켜 전송하는 송신 수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 기지국에서의 섹터병합 등에 이용됨.
섹터 병합, 기지국 장치, 신호 분배, 신호 합성,

Description

섹터 병합을 위한 기지국 장치 및 그의 송수신 방법{CELL SITE EQUIPMENT FOR THE COMBINING SECTOR AND ITS TRANSCEIVING METHOD}
도 1 내지 도 3은 일반적인 기지국 장치의 구성도.
도 4는 종래의 2섹터 병합을 위한 무선주파수 기지국 장치의 구성도.
도 5는 종래의 3섹터 병합을 위한 무선주파수 기지국 장치의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제1 실시예 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제2 실시예 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제3 실시예 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제4 실시예 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 송신 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 11은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 송신 방법에 대한 다른 실시예 흐름도.
도 12는 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 수신 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 13은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 수신 방법에 대한 다른 실시예 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
610 : 신호변환 처리부 620 : 신호 분배부
630 : 송신 처리부 631,635 : 송신전력 체배부
633,637 : 가변증폭기 634,638 : 증폭기
본 발명은 통신시스템에서의 섹터 병합을 위한 기지국 장치 및 그의 송수신 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 기지국 장치의 구성도로서, 한 송신시스템 및 공중선부를 갖는 일반 섹터 기지국의 순방향 링크 구성을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 기지국 장치는, 중간주파수 변환부(111)와, 송신 처리부(112)와, 증폭부(113)와, 대역통과필터(114)로 구성된다.
이와 같은 구조를 갖는 일반적인 기지국 장치의 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기저대역신호가 입력되면, 입력된 기저대역신호를 안테나로 송신하기 위해 중간주파수 변환부(111)에서 중간주파수 대역 신호로 변환하고, 변환된 중간 주파수 대역 신호는 송신 처리부(112)로 전달된다.
이렇게, 송신 처리부(112)를 통해 처리된 신호는 증폭부(113)를 통하여 증폭되고, 증폭된 신호는 필터링하여 잡음을 제거하는 대역통과필터(114)로 전달되어 안테나를 통해 송신된다.
도 2는 일반적인 기지국 장치의 구성도로서, 두 송신시스템 및 공중선부를 갖는 일반 섹터 기지국의 순방향 링크 구성을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 기지국 장치는, 제1 및 제2 중간주파수 변환부(211,221)와, 제1 및 제2 송신 처리부(212,222)와, 제1 및 제2 증폭부(213,223)와, 제1 및 제2 대역통과필터(214,224)로 구성된다.
이와 같은 구조를 갖는 일반적인 기지국 장치의 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기저대역신호가 입력되면, 입력된 기저대역신호를 각각의 안테나 A, B로 송신하기 위해 제1 및 제2 중간주파수 변환부(211,221)에서 중간주파수 대역 신호로 변환하고, 변환된 중간주파수 대역 신호는 각각의 제1 및 제2 송신 처리부(212,222)로 전달된다.
이렇게, 제1 및 제2 송신 처리부(212,222)를 통해 처리된 신호는 각각의 제1 및 제2 증폭부(213,223)를 통하여 증폭되고, 증폭된 각각의 신호는 필터링하여 잡음을 제거하는 제1 및 제2 대역통과필터(214,224)로 전달되어 안테나 A, B를 통해 각각 송신된다.
도 3은 일반적인 기지국 장치의 구성도로서, 세 송신시스템 및 공중선부를 갖는 일반 섹터 기지국의 순방향 링크 구성을 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 기지국 장치는, 제1, 제2, 그리고 제3 중간주파수 변환부(311,321,331)와, 제1, 제2, 그리고 제3 송신 처리부(312,322,332)와, 제1, 제2, 그리고 제3 증폭부(313,323,333)와, 제1, 제 2, 그리고 제3 대역통과필터(314,324,334)로 구성된다.
이와 같은 구조를 갖는 일반적인 기지국 장치의 동작에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 기저대역신호가 입력되면, 입력된 기저대역신호를 각각의 안테나 A, B, 그리고 C로 송신하기 위해 제1, 제2, 그리고 제3 중간주파수 변환부(311,321,331)에서 중간주파수 대역 신호로 변환하고, 변환된 중간주파수 대역 신호는 각각의 제1, 제2, 그리고 제3 송신 처리부(312,322,332)로 전달된다.
이렇게, 제1, 제2, 그리고 제3 송신 처리부(312,322,332)를 통해 처리된 신호는 각각의 제1, 제2, 그리고 제3 증폭부(313,323,333)를 통하여 증폭되고, 증폭된 각각의 신호는 필터링하여 잡음을 제거하는 제1, 제2, 그리고 제3 대역통과필터(314,324,334)로 전달되어 안테나 A, B, 그리고 C를 통해 각각 송신된다.
도 4는 종래의 2섹터 병합을 위한 무선주파수 기지국 장치의 구성도로서, 공중선부 대역통과필터 전단에서 병합을 실시한 장치이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 2섹터 병합을 위한 기지국 장치는, 중간주파수 변환부(411)와, 송신 처리부(412)와, 증폭부(413)와, 신호 분배부(414)와, 제1 및 제2 대역통과필터(415,416)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 공중선부 대역통과필터 전단에서 섹터 병합을 실시하는 기지국 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 중간주파수 변환부(411)는 기저대역신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하여 송신 처리부(412)로 전달한다.
이렇게, 송신처리된 중간주파수 대역 신호는 증폭부(413)로 전달되어 증폭된다.
이어서, 증폭된 신호는 신호 분배부(414)에 의해 분배되어 각각의 제1 및 제2 대역통과필터(415,416)로 전달되고, 전달된 각 신호는 제1 및 제2 대역통과필터(415,416)를 통해 필터링되어 잡음이 제거된 후에 안테나 A, B를 통해 각각 송신된다.
도 5는 종래의 3섹터 병합을 위한 무선주파수 기지국 장치의 구성도로서, 공중선부 대역통과필터 전단에서 병합을 실시한 장치이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 3섹터 병합을 위한 기지국 장치는, 중간주파수 변환부(511)와, 송신 처리부(512)와, 증폭부(513)와, 신호 분배부(514)와, 제1, 제2, 그리고 제3 대역통과필터(515,516,517)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 종래의 공중선부 대역통과필터 전단에서 섹터 병합을 실시하는 기지국 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 중간주파수 변환부(511)는 기저대역신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하여 송신 처리부(512)로 전달한다.
이렇게, 송신처리된 중간주파수 대역 신호는 증폭부(513)로 전달되어 증폭된다.
이어서, 증폭된 신호는 신호 분배부(514)에 의해 분배되어 각각의 제1, 제2, 그리고 제3 대역통과필터(515,516,517)로 전달되고, 전달된 각 신호는 제1, 제2, 그리고 제3 대역통과필터(515,516,517)를 통해 필터링되어 잡음이 제거된 후에 안테나 A, B, 그리고 C를 통해 각각 송신된다.
이와 같이, 종래의 섹터 병합을 위한 기지국 장치는 통화량 증가 및 통화품질의 향상을 위하여 2섹터, 3섹터 등 여러 방향의 지향성을 갖는 공중선부 및 그에 수반되는 송수신부 시스템을 필요로 하였는데 그 중에서 3섹터 기지국이 주종을 이루었다.
또한, 전방향 방사패턴의 옴니형 공중선부를 사용하는 기지국이 운용되어 왔으나 특정 방향에 대한 통화량 유발이나 통화품질 향상 요인이 발생되므로 공중선부에 지향성을 발생시키고자 할 때에는 흔히 송수신부 시스템 및 공중선부를 추가로 증가시켜 세 방향의 지향성을 갖는 기지국을 운용하였다.
그러나, 특정지역에서의 과다한 섹터의 증가는 투자비용 증가뿐만 아니라 제어채널의 증가에 따른 통화품질 불량의 원인으로 작용하게 되었고, 2섹터 이상의 시스템 및 공중선부를 운용하는 섹터 병합의 송수신 장치는 수동회로인 대역통과필터를 포함한 안테나 급전선부에서 병합을 실시하는 방법을 사용하였다.
따라서, 한 송신시스템 및 공중선부를 갖는 기지국에서는 부분적으로 공중선부만 증가시켜 방향별 지향성을 발생시켰고, 3섹터 기지국에서는 종래의 서비스 방 향별 지향성을 유지하면서 공중선부의 세 방향을 병합시킴으로써 시스템 수를 감소시켜 비용절감을 유도했다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 경우, 안테나 및 급전선부에서 병합을 실시함으로써, 두 섹터의 방향별 서비스 영역을 차등적으로 적용하고자 할 때는 안테나의 기울기를 조정하는 하드웨어적인 작업을 시행해야만 했고, 이에 따라 운용상 불편하고 우수한 통화품질 확보를 위해서 최적화 작업을 위한 유연성의 확보에도 많은 제약이 따랐으며, 또한 병합된 두 섹터 이상의 출력이 절반으로 감소되어 보상 및 관리가 어려웠고, 소프트웨어적으로 방향별 출력 조정이 불가능하며, 병합에 의한 손실이 과다한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원하는 서비스 영역을 확보하고 우수한 통화품질을 구현하여 최적화 작업을 이룰 수 있는 섹터 병합을 위한 기지국 장치 및 그의 송수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서, 송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하고, 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제1 신호 변환 수단; 병합된 각 섹터로 신호를 송신하 기 위하여, 상기 제1 신호 변환 수단으로부터 전달된 중간주파수 대역 신호를 분배하는 신호 분배 수단; 및 상기 신호 분배 수단에서 분배된 신호를 공중파 대역 신호로 체배하고 증폭시켜 전송하는 송신 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 장치는, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서, 송신하기 위한 기저대역 신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하기 위한 제1 신호 변환 수단; 상기 제1 신호 변환 수단에서 변환된 중간주파수 대역 신호를 공중파 대역 신호로 체배시키는 체배 수단; 병합된 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 체배 수단으로부터 전달된 공중파 대역 신호를 분배하기 위한 신호 분배 수단; 및 상기 신호 분배 수단에서 분배된 신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 제1 증폭 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또다른 장치는, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서, 다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 증폭 수단; 병합된 섹터로부터 신호를 수신하기 위하여, 상기 다수의 증폭 수단에서 증폭된 수신신호들을 합성하기 위한 신호 합성 수단; 상기 신호 합성 수단으로부터 전달된 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭하기 위한 변환 수단; 및 상기 변환 수단에서 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환시키기 위한 신호 변환 처리수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 방법은, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 적용되는 신호 송수신 방법에 있어서, 송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하는 제 1 단계; 상기 잡음이 제거된 기저대역 신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제 2 단계; 병합된 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 변환된 중간주파수 대역 신호를 분배하는 제 3 단계; 및 상기 분배된 신호들을 각각 공중파 대역 신호로 체배하고 증폭한 후에 잡음을 제거하여 송신하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 방법은, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 적용되는 신호 송수신 방법에 있어서, 송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하는 제 1 단계; 상기 잡음이 제거된 기저대역 신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제 2 단계; 병합된 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 변환된 중간주파수 대역 신호를 공중파 대역 신호로 체배하는 제 3 단계; 상기 체배된 신호를 분배하는 제 4 단계; 및 상기 분배된 다수의 신호들을 각각 증폭한 후 잡음을 제거하여 송신하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또다른 방법은, 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 적용되는 신호 수신 방법에 있어서, 다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호를 필터링하여 잡음을 제거한 후 증폭하는 제 1 단계; 수신신호를 병합된 섹터로부터 수신하기 위하여, 상기 제 6 단계에서 증폭된 신호들을 합성하는 제 2 단계; 및 상기 합성한 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭한 후 기저대역 신호로 변환시키는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제1 실시예 구성도로서, 송신 처리부 전단에서 섹터 병합을 수행하는 기지국 장치의 일예를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 섹터 병합을 위한 기지국 장치는, 기저대역신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하는 신호 변환 처리부(610)와, 신호 변환 처리부(610)로부터 전달된 중간주파수 대역의 신호를 분배하기 위한 신호 분배부(620)와, 신호 분배부(620)를 통해 분배된 신호들을 각각 채배하여 증폭시키는 송신 처리부(630)를 구비한다.
송신 처리부(630)는, 신호 분배부(620)를 통해 각각 분배된 신호를 공중파 대역 신호로 체배시키는 제1 및 제2 송신전력 체배부(631,635)와, 제1 및 제2 송신전력 체배부(631,635)로부터 전달된 각각의 신호를 증폭하는 제1 및 제2 증폭부(632,636)로 구성된다.
제1 및 제2 증폭부(632,636)는 제1 및 제2 송신전력 체배부(631,635)로부터 전달된 각각의 신호를 증폭하는 제1 및 제2 가변증폭기(633,637)와, 제1 및 제2 가변증폭기(633,637)로부터 전달된 각각의 신호를 증폭하는 제1 및 제2 증폭기(634,638)로 구성된다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 대한 송신 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
기저대역 신호는 신호변환 처리부(610)를 통해 신호변환 과정을 거친 후 신호 분배부(620)로 전달되어 분배되고, 분배된 신호는 각각 제1 및 제2 송신전력 체 배부(631,635)로 전달된다.
여기서, 신호변환 처리부(610)는 안테나 A, B로 송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 혼합된 잡음을 제거한 후 중간주파수 대역의 신호로 상향변환시켜 신호 분배부(620)로 전달한다.
이어서, 제1 송신전력 체배부(631)는 신호 분배부(620)에 의해 분배된 신호를 반송파에 실어 보낼 수 있는 공중파 대역 신호로 변환하고, 제1 가변증폭기(633)는 제1 송신전력 체배부(631)에서 변환된 신호를 전달받아 증폭하고, 제1 증폭기(634)는 제1 가변증폭기(633)에서 1차 증폭된 신호를 전달받아 재 증폭하여 안테나 A로 전달한다.
마찬가지로, 제2 송신전력 체배부(635)도 신호 분배부(620)에 의해 분배된 신호를 공중파 대역 신호로 변환하고, 제2 송신전력 체배부(635)를 통해 변환된 신호는 제2 가변증폭기(637)로 전달되고, 제2 가변증폭기(637)로부터 출력된 신호는 제2 증폭기(638)로 전달된다.
상기 제1 실시예에서는 2섹터 병합을 일예로 들어 설명하고 있으나, 신호 분배부(620)에서 3개의 신호로 분배하고 송신전력 체배부, 가변 증폭기와 증폭기 및 안테나를 각각 1개씩 추가하여 3섹터 병합도 가능하다. 이러한 방식으로 섹터 병합의 수를 필요한 개수 만큼 확장할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제2 실시예 구성도로서, 송신 처리부 전단에서 섹터 병합을 수행하는 기지국 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 섹터 병합을 위한 기지국 장치는, 기저대역신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하는 신호변환 처리부(711)와, 신호변환 처리부(711)로부터 전달된 중간주파수 대역의 신호를 공중파 대역 신호로 변환시키는 송신전력 체배 및 가변증폭부(712)와, 송신전력 체배 및 가변증폭부(712)로부터 전달된 공중파 대역 신호를 분배하기 위한 신호 분배부(713)와, 신호 분배부(713)를 통해 분배된 신호들을 각각 증폭하기 위한 제1, 제2, 그리고 제3 증폭부(714,715,716)를 구비한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 대한 송신과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
기저대역 신호는 신호변환 처리부(711)를 통해 신호변환 과정을 거친 후 송신전력 체배 및 가변증폭부(712)로 전달된다.
여기서, 신호변환 처리부(711)는 안테나 A, B, 그리고 C로 송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 혼합된 잡음을 제거한 후 중간주파수 대역의 신호로 상향변환시켜 송신전력 체배 및 가변증폭부(712)로 전달한다.
이때, 송신전력 체배 및 가변증폭부(712)는 신호변환 처리부(711)로부터 전달된 신호를 공중파 대역 신호로 변환하고 충분히 증폭하여 신호 분배부(713)로 전달한다.
이어서, 신호 분배부(713)에 의해 분배된 공중파 대역 신호는 각각의 제1, 제2, 그리고 제3 증폭부(714,715,716)로 전달된다.
상기 제2 실시예에서는 3섹터 병합을 일예로 들어 설명하고 있으나, 신호 분 배부(713)에서 2개의 신호로 분배하고 증폭기 및 안테나를 각각 1개씩 제거하여 2섹터 병합도 가능하다. 이러한 방식으로 간단하게 신호 분배부와 증폭부 및 안테나를 확장 및 축소하므로써, 섹터 병합의 수를 필요한 개수 만큼 확장하거나 2개로 축소할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제3 실시예 구성도로서, 수신처리부 전단에서 섹터 병합을 수행하는 기지국 장치의 일예를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 섹터 병합을 위한 기지국 장치는, 안테나 A를 통해 입력된 수신신호를 증폭하기 위한 제1 증폭부(811)와, 안테나 B를 통해 입력된 수신신호를 증폭하기 위한 제2 증폭부(812)와, 제1 및 제2 증폭부(811,812)에 의해 증폭된 각각의 수신신호를 합성하기 위한 신호 합성부(813)와, 신호 합성부(813)로부터 전달된 수신신호를 원래의 신호로 변환된 후 증폭하는 수신전력 변환 및 가변증폭부(814)와, 수신전력 변환 및 가변증폭 부(814)로부터 전달된 신호를 기저대역 신호로 변환하는 신호변환 처리부(815)를 구비한다.
여러 개의 이동국으로부터 방사되어 기지국의 각 방향별 수신 안테나 A 및 B를 통해 수신된 수신신호는 제1 및 제2 증폭부(811,812)에 의해서 증폭된 후, 신호 합성부(813)에 의해 합성된다. 여기서, 안테나 A를 통해 수신되는 신호와 안테나 B를 통해 수신되는 신호는 서로 다른 섹터의 수신신호이다.
이렇게, 합성된 수신신호는 수신전력 변환 및 가변증폭부(814)를 통해 원래의 신호로 변환된 후 충분한 전력을 갖는 신호로 증폭된다. 이때, 수신전력 변환 및 가변증폭부(814)는 내장하고 있는 자동이득 조정회로를 갖고 있어 수신신호의 주파수 레벨을 일정하게 유지할 수 있고, 또한 두 개의 수신안테나를 통해 한 섹터의 수신신호를 수신하는 기지국의 공간 다이버시티 수신을 위해 두 개의 독립적인 수신기 회로를 내장하고 있다.
이어서, 신호변환 처리부(815)는 수신전력 변환 및 가변증폭부(814)의 신호변환 과정에서 발생된 잡음을 필터링하여 제거한 후 증폭된 원래의 신호를 중간주파수 대역 신호로 하향변환시켜 하향변환된 중간주파수 대역 신호가 기저대역신호로 변환되도록 처리한다.
상기 제3 실시예에서는 2섹터 병합을 일예로 들어 설명하고 있으나, 신호 합성부(813)에서 3개의 신호를 합성하도록 하고, 증폭부와 안테나를 각각 1개씩 추가하여 3섹터 병합도 가능하다(후술되는 도 9 참조). 이러한 방식으로 섹터 병합의 수를 필요한 개수 만큼 확장할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 제4 실시예 구성도로서, 수신처리부 전단에서 섹터 병합을 수행하는 기지국 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 섹터 병합을 위한 기지국 장치는, 안테나 A를 통해 입력된 수신신호를 증폭하기 위한 제1 증폭부(911)와, 안테나 B를 통해 입력된 수신신호를 증폭하기 위한 제2 증폭부(912)와, 안테나 C를 통해 입력된 수신신호를 증폭하기 위한 제3 증폭부(913)와, 제1, 제2, 그리고 제3 증폭부(911,912,913)에 의해 증폭된 각각의 수신신호를 합성하기 위한 신호 합성부(914)와, 신호 합성부(914)로부터 전달된 수신신호를 원래의 신호로 변환하여 증폭하는 수신전력 변환 및 가변증폭부(915)와, 수신전력 변환 및 가변증폭부(915)로부터 전달된 원래의 신호를 기저대역 신호로 변환하는 신호변환 처리부(916)를 구비한다.
여러 개의 이동국으로부터 방사되어 기지국의 각 방향별 수신 안테나 A, B, 그리고 C를 통해 수신된 수신신호는 제1, 제2, 그리고 제3 증폭부(911,912,913)에 의해서 증폭된 후, 신호 합성부(914)에 의해 합성된다. 여기서, 안테나 A를 통해 수신되는 신호와 안테나 B를 통해 수신되는 신호와 안테나 C를 통해 수신되는 신호는 서로 다른 섹터의 수신신호이다.
이렇게, 합성된 수신신호는 수신전력 변환 및 가변증폭부(915)를 통해 원래의 신호로 변환된 후 충분한 전력을 갖는 신호로 증폭된다. 이때, 수신전력 변환 및 가변증폭부(915)는 내장하고 있는 자동이득 조정회로를 갖고 있어 수신신호의 주파수 레벨을 일정하게 유지할 수 있고, 또한 세 개의 수신안테나를 통해 한 섹터의 수신신호를 수신하는 기지국의 공간 다이버시티 수신을 위해 세 개의 독립적인 수신기 회로를 내장하고 있다.
이어서, 신호변환 처리부(916)는 수신전력 변환 및 가변증폭부(915)의 신호변환 과정에서 발생된 잡음을 필터링하여 제거한 후 중간주파수 대역 신호로 하향변환시켜 하향변환된 중간주파수 대역 신호가 기저대역신호로 변환되도록 처리한다.
도 10은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 송신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
기지국내의 기저대역 처리부로부터 전달된 기저대역신호가 병합된 섹터를 통해 단말기로 송신될 수 있도록 신호변환 처리부로 전달되면(1001), 신호변환 처리부에서는 전달된 기저대역신호를 중간주파수 대역 신호로 변환한다(1002).
이후, 신호 분배부에서는 변환된 중간주파수 대역 신호가 병합된 섹터를 통해 송신될 수 있도록 신호를 분배하고(1003), 이어 송신전력 체배부에서는 분배된 신호들을 각각 반송파에 실어 보낼 수 있는 공중파 대역 신호로 변환한다(1004,1005).
그리고, 신호변환 과정(1004,1005)에서 체배된 신호들을 각각 선형 증폭하여 충분한 전력을 갖도록 하는데(1006,1007) 신호 처리 도중에 많은 잡음이 신호에 혼합되므로 증폭된 신호들을 각각 필터링하여 잡음을 제거한 후(1008,1009), 각 섹터를 통해 단말기로 송신한다(1010,1011).
상기 일실시예에서는 2섹터 병합을 일예로 들어 설명하고 있으나, 신호를 분배하는 과정에서 3개의 신호로 분배함으로써 3섹터 병합도 가능하게 한다. 이러한 방식으로 다수 섹터의 병합이 가능하다.
도 11은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 송신 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.
기지국내의 기저대역 처리부로부터 전달된 기저대역신호가 병합된 섹터를 통해 단말기로 송신될 수 있도록 신호변환 처리부로 전달되면(1101), 신호변환 처리부에서는 전달받은 기저대역신호를 중간주파수 대역 신호로 변환한다(1102).
이어, 송신전력 체배부에서는 변환된 중간주파수 대역 신호를 공중파 대역 신호로 변환한다(1103).
이후, 신호 분배부에서는 변환된 공중파 대역 신호가 병합된 섹터를 통해 송신될 수 있도록 신호를 분배하고(1104), 분배된 신호들은 각각 선형 증폭되어 충분한 전력을 갖게 된다(1105,1106,1107).
그러나, 이러한 과정에서 신호 처리 도중에 많은 잡음이 신호에 혼합되므로 증폭된 신호들을 각각 필터링하여 잡음을 제거한 후(1108,1109,1110), 병합된 섹터를 통해 단말기로 송신한다(1111,1112,1113).
상기 다른 실시예에서는 3섹터 병합을 일예로 들어 설명하고 있으나, 신호를 분배하는 과정에서 2개의 신호로 분배함으로써 2섹터 병합도 가능하다. 이러한 방식으로 섹터의 병합을 축소 및 확장할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 수신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
안테나 A, B를 통해 각각의 수신신호가 수신되면(1201,1202) 수신과정을 통해 많은 잡음이 혼합되므로 수신신호들은 각각 필터링하여 잡음을 제거한 후(1203,1204), 증폭부를 통해 각각 저잡음 증폭을 한다(1205,1206).
이와 같은 과정을 통과한 수신신호들을 병합된 섹터를 통해 합성할 수 있도록 신호 합성부에서 합성하고(1207) 합성된 수신신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환한 후 충분히 증폭한다(1208).
이어, 증폭된 신호를 신호변환 처리부로 전달하여 잡음을 제거시킨 후 중간 주파수 대역 신호로 하향변환하고 하향변환한 신호를 기저대역 신호로 변환한다(1209).
상기 일실시예에서는 2섹터 병합을 일예로 들어 설명하고 있으나, 신호를 합성하는 과정에서 3개의 신호를 합성함으로써 3섹터 병합도 가능하다(후술되는 도 13 참조). 이러한 방식으로 섹터 병합을 확장할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 수신 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.
안테나 A, B, 그리고 C를 통해 각각의 수신신호가 수신되면(1301,1302,1303) 수신과정을 통해 많은 잡음이 혼합되므로 수신신호들은 각각 필터링하여 잡음을 제거한 후(1304,1305,1306) 증폭부를 통해 각각 저잡음 증폭을 한다(1307,1308,1309).
이와 같은 과정을 통과한 수신신호들을 병합된 섹터를 통해 합성할 수 있도록 신호 합성부에서 합성하고(1310) 합성된 수신신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환한 후 충분히 증폭한다(1311).
이어, 증폭된 신호를 신호변환 처리부로 전달하여 잡음을 제거시킨 후 중간주파수 대역 신호로 하향변환하고 하향변환한 신호를 기저대역 신호로 변환한다(1312).
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 기지국과 안테나 사이에서 송수신되는 무선주파수 신호가 병합된 섹터를 통해 원하는 서비스의 영역을 확보하여 통화품질을 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 기술 사상이 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기지국에서 섹터를 병합하기 위해 송신신호를 분배하여 체배시키고 수신신호들을 합성시켜 변환함으로써, 다음과 같은 효과들을 갖는다.
첫째, 송수신단간에 다수의 섹터 병합을 실시하여 기존의 방향별 지향성을 유지하면서 송수신단을 간단하게 구성할 수 있다.
둘째, 무선주파수의 송수신 과정을 간단하게 하여 제어채널의 혼재를 현저히 줄일 수 있다.
셋째, 부분적으로 한 개의 시스템을 유지하면서 공중선부에 대한 섹터 증가 및 섹터 병합을 실시함으로써, 비용 절감뿐만 아니라 통화품질을 향상시킬 수 있다.
넷째, 송수신 과정시 발생되는 제어채널의 혼재를 줄임으로써, 에너지대 잡음비가 상승하게 되어 통화품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서,
    송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하고, 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제1 신호 변환 수단;
    병합된 각 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 제1 신호 변환 수단으로부터 전달된 중간주파수 대역 신호를 분배하는 신호 분배 수단; 및
    상기 신호 분배 수단에서 분배된 신호를 공중파 대역 신호로 체배하고 증폭시켜 전송하는 송신 수단
    을 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 제1 증폭 수단;
    병합된 섹터로부터 신호를 수신하기 위하여, 상기 다수의 제1 증폭 수단에서 증폭된 수신신호들을 합성하기 위한 신호 합성 수단;
    상기 신호 합성 수단으로부터 전달된 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭하기 위한 변환 수단; 및
    상기 변환 수단에서 중간주파수로 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환시키 기 위한 제2 신호 변환 수단
    을 더 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 송신 수단은,
    상기 신호 분배 수단에서 분배된 신호들을 공중파 대역 신호로 각각 체배시키기 위한 다수의 체배 수단; 및
    상기 다수의 체배 수단으로부터 전달된 공중파 대역 신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 제2 증폭 수단
    을 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 증폭 수단 각각은,
    상기 체배 수단으로부터 전달된 공중파 대역 신호를 가변증폭하기 위한 가변증폭기; 및
    상기 가변증폭기로부터 전달된 신호를 재증폭하기 위한 증폭기
    를 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 분배 수단은 입력받은 신호를 3개로 분배하고, 상기 신호 합성 수단은 3개 섹터로부터 3개의 상기 제1 증폭 수단을 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 분배 수단은 입력받은 신호를 2개로 분배하고, 상기 신호 합성 수단은 2개 섹터로부터 2개의 상기 제1 증폭 수단을 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  7. 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서,
    송신하기 위한 기저대역 신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하기 위한 제1 신호 변환 수단;
    상기 제1 신호 변환 수단에서 변환된 중간주파수 대역 신호를 공중파 대역 신호로 체배시키는 체배 수단;
    병합된 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 체배 수단으로부터 전달된 공중파 대역 신호를 분배하기 위한 신호 분배 수단; 및
    상기 신호 분배 수단에서 분배된 신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 제1 증폭 수단
    을 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 제2 증폭 수단;
    병합된 섹터로부터 신호를 수신하기 위하여, 상기 다수의 제2 증폭 수단에서 증폭된 수신신호들을 합성하기 위한 신호 합성 수단;
    상기 신호 합성 수단으로부터 전달된 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭하기 위한 변환 수단; 및
    상기 변환 수단에서 중간주파수로 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환시키기 위한 제2 신호 변환 수단
    을 더 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호 분배 수단은 입력받은 신호를 3개로 분배하고, 상기 신호 합성 수단은 3개 섹터로부터 3개의 상기 제2 증폭 수단을 통하여 전달되는 신호를 합성하 는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 신호 분배 수단은 입력받은 신호를 2개로 분배하고, 상기 신호 합성 수단은 2개 섹터로부터 2개의 상기 제2 증폭 수단을 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  11. 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 있어서,
    다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호들을 각각 증폭하기 위한 다수의 증폭 수단;
    병합된 섹터로부터 신호를 수신하기 위하여, 상기 다수의 증폭 수단에서 증폭된 수신신호들을 합성하기 위한 신호 합성 수단;
    상기 신호 합성 수단으로부터 전달된 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭하기 위한 변환 수단; 및
    상기 변환 수단에서 중간주파수로 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환시키기 위한 신호 변환 처리수단
    을 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 증폭 수단은 그 수가 3개이고, 상기 신호 합성 수단은 3개 섹터로부터 상기 3개의 증폭 수단을 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 증폭 수단은 그 수가 2개이고, 상기 신호 합성 수단은 2개 섹터로부터 상기 2개의 증폭 수단을 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치.
  14. 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 적용되는 신호 송수신 방법에 있어서,
    송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하는 제 1 단계;
    상기 잡음이 제거된 기저대역 신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제 2 단계;
    병합된 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 변환된 중간주파수 대역 신호를 분배하는 제 3 단계; 및
    상기 분배된 신호들을 각각 공중파 대역 신호로 체배하고 증폭한 후에 잡음 을 제거하여 송신하는 제 4 단계
    를 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호를 필터링하여 잡음을 제거한 후 증폭하는 제 5 단계;
    수신신호를 병합된 섹터로부터 수신하기 위하여, 상기 제 5 단계에서 증폭된 신호들을 합성하는 제 6 단계; 및
    상기 합성한 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭한 후 기저대역 신호로 변환시키는 제 7 단계
    를 더 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는 신호를 3개로 분배하고, 상기 제 6 단계에서는 3개 섹터로부터 3개의 상기 안테나를 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서는 신호를 2개로 분배하고, 상기 제 6 단계에서는 2개 섹터로부터 2개의 상기 안테나를 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  18. 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 적용되는 신호 송수신 방법에 있어서,
    송신하기 위한 기저대역 신호를 필터링하여 잡음을 제거하는 제 1 단계;
    상기 잡음이 제거된 기저대역 신호를 중간주파수 대역 신호로 변환하는 제 2 단계;
    병합된 섹터로 신호를 송신하기 위하여, 상기 변환된 중간주파수 대역 신호를 공중파 대역 신호로 체배하는 제 3 단계;
    상기 체배된 신호를 분배하는 제 4 단계; 및
    상기 분배된 다수의 신호들을 각각 증폭한 후 잡음을 제거하여 송신하는 제 5 단계
    를 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호를 필터링하여 잡음을 제거한 후 증폭하는 제 6 단계;
    수신신호를 병합된 섹터로부터 수신하기 위하여, 상기 제 6 단계에서 증폭된 신호들을 합성하는 제 7 단계; 및
    상기 합성한 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭한 후 기저대역 신호로 변환시키는 제 8 단계
    를 더 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서는 신호를 3개로 분배하고, 상기 제 7 단계에서는 3개 섹터로부터 3개의 상기 안테나를 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서는 신호를 2개로 분배하고, 상기 제 6 단계에서는 2개 섹터로부터 2개의 상기 안테나를 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 송수신 방법.
  22. 섹터 병합을 위한 기지국 장치에 적용되는 신호 수신 방법에 있어서,
    다수의 안테나를 통해 입력된 수신신호를 필터링하여 잡음을 제거한 후 증폭하는 제 1 단계;
    수신신호를 병합된 섹터로부터 수신하기 위하여, 상기 제 6 단계에서 증폭된 신호들을 합성하는 제 2 단계; 및
    상기 합성한 신호를 원래의 중간주파수 신호로 변환하고 증폭한 후 기저대역 신호로 변환시키는 제 3 단계
    를 포함하여 이루어진 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 수신 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서는 3개 섹터로부터 3개의 상기 안테나를 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 수신 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서는 2개 섹터로부터 2개의 상기 안테나를 통하여 전달되는 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 섹터 병합을 위한 기지국 장치의 신호 수신 방법.
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