KR100668114B1 - 시분할 다중 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈 - Google Patents

시분할 다중 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈 Download PDF

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Abstract

휴대 인터넷 시스템에 있어서, 중계기의 무선주파수 구동 모듈의 블록 크기와 전력소비 소자 사용을 최소화함으로써 구동 모듈 배치의 유연성을 향상시킬 수 있고, 전체 전력 소비량과 발열을 최소화함으로써 전체 장비의 평균 고장 간격(MTBF)를 향상시킬 수 있는 시분할 다중(TDD) 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈이 제공된다. 시분할 다중(TDD) 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수(RF) 구동 모듈은, 필터, 증폭기 및 감쇠기 패드를 공유하는 수신/송신 공용 RF 구동 블록; 및 수신/송신 공용 RF 구동 블록의 양 끝단에 각각 위치하며, 하향 링크 및 상향 링크 모두를 연결시키기 위한 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 하향 링크 동작시, 제1 및 제2 스위치는 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 하향 링크 방향인 제1 방향으로 절환되며, 상향 링크 동작시, 제1 및 제2 스위치는 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 상향 링크 방향인 제2 방향으로 절환되는 것을 특징으로 한다.
시분할 다중, 휴대 인터넷 시스템, 구동 모듈, 중계기, 상향/하향 링크

Description

시분할 다중 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈 {Radio Frequency Drive Module For Sharing Up/Down Link Of Time Division Duplex Repeater}
도 1은 종래의 기술에 따른 주파수분할 다중(FDD) 방식 중계기의 무선주파수(RF) 구동 모듈의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시분할 다중(TDD) 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 RF 구동 모듈의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈을 구비한 시분할다중 방식 중계기를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 20 : 필터
11, 13, 15, 21, 23, 25 : 증폭기(AMP)
12, 14, 22, 24 : 감쇠기 패드(Pad)
30, 31 : 스위치
40 : 필터
41, 43, 45 : 증폭기(AMP)
42, 44 : 감쇠기 패드(Pad)
본 발명은 휴대 인터넷 시스템에 있어서 상향/하향 링크 공용 무선주파수(Radio Frequency: RF) 구동 모듈을 구비한 시분할다중(Time Division Duplex: TDD) 방식 중계기(Repeater)에 관한 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 주파수분할 다중(Frequency Division Duplex: FDD) 방식 중계기의 무선주파수(RF) 구동 모듈의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 주파수분할 다중(FDD) 방식 중계기의 RF 상향/하향 RF 구동 모듈은 하향 링크(DL Link)와 상향 링크(UL Link)를 따라 각각 독립적으로 구성되어 있었다.
따라서 다수의 증폭기(11,13,15)(21,23,25) 및 감쇠기 패드(12,14)(22,24) 등으로 구성되는 독립적인 RF 블록과, 각각의 프론트엔드 유닛(Front End Unit: FEU)의 필터(10, 20)와 각각의 안테나(도시되지 않음)를 사용하고 있다.
이와 같은 주파수분할 다중(FDD) 시스템에 있어서, 상향 링크 및 하향 링크가 각각 독립적인 링크로 구성이 되어 있어야 하고, 항상 양쪽 링크가 동작을 하고 있고, 하향 링크와 상향 링크의 점유 주파수 밴드(BAND)도 서로 상이해야 한다.
그러나 시분할 다중(TDD) 시스템에 있어서, 상향 링크 및 하향 링크는 한 쪽 링크가 동작을 할 경우, 다른 링크는 항상 오프되어 있어야 한다. 즉, 상향 링크 및 하향 링크 모두 점유 주파수 대역폭이 동일하기 때문에 이러한 동작은 시분할 다중(TDD) 시스템에서는 필수적이다.
주파수분할 다중(FDD) 시스템의 경우와 같이, 시분할 다중(TDD) 시스템이 하향 링크와 상향 링크가 각각 독립적으로 구성되면, 일단 차지하는 공간 자체가 넓어지고, 하나의 링크가 온(ON)되어 있는 시간동안 나머지 하나의 링크에 미치는 영향을 최소화하기 위한 추가 조치가 필요하게 되므로, 동작 알고리즘 또한 복잡하게 된다.
특히, 하향 링크의 출력 무선주파수(RF) 파워가 높아질수록 하향 링크 온(ON)시, 상향 링크에 미치는 영향이 점점 더 커지게 되므로 이를 개선할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대 인터넷용 중계기의 무선주파수 구동 모듈의 블록 크기와 전력소비 소자 사용을 최소화함으로써, 구동 모듈 배치의 유연성을 향상시킬 수 있는 시분할 다중(TDD) 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 전체 전력 소비량과 발열을 최소화함으로써, 전체 장비의 평균 고장 간격(Mean Time Between Failure: MTBF)를 향상시키기 위한 시분할 다중(TDD) 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시분할다중 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈은, 필터, 증폭기 및 감쇠기 패드를 공유하는 수신/송신 공용 RF 구동 블록; 및 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록의 양 끝단에 각각 위치하며, 하향 링크 및 상향 링크 모두를 연결시키기 위한 제1 및 제2 스위치를 포함하며, 상기 하향 링크 동작시, 상기 제1 및 제2 스위치는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 하향 링크 방향인 제1 방향으로 절환되며, 상기 상향 링크 동작시, 상기 제1 및 제2 스위치는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 상향 링크 방향인 제2 방향으로 절환되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 시분할다중 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈을 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예는 휴대 인터넷용 중계기의 RF 구동 모듈의 블록 크크기와 전력소비 소자사용을 최소화하여 모듈배치의 유연성(Flexibility)을 향상시키고, 전체 전력 소비량과 발열을 최소화하여 전체 장비의 평균 고장 간격(MTBF)을 개선할 수 있는 TDD 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 RF 구동 모듈에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시분할 다중(TDD) 방식 중계기의 상향/하향 링크 공용 RF 구동 모듈의 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈을 구비한 시분할다중 방식 중계기를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈을 구비한 시분할다중 방식 중계기는, 수신/송신 공용 RF 구동 블록와 제1 및 제2 스위치(30, 31)을 포함한다.
수신/송신 공용 RF 구동 블록은 필터, 증폭기 및 감쇠기 패드를 공유한다.
제1 및 제2 스위치(30, 31)는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록의 양 끝단에 각각 위치하며, 하향 링크 및 상향 링크 모두를 연결시키기 위한 것으로, 하향 링크 동작시, 상기 제1 및 제2 스위치(30, 31)는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 하향 링크 방향인 제1 방향으로 절환되며, 상기 상향 링크 동작시, 제1 및 제2 스위치(30, 31)는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 상향 링크 방향인 제2 방향으로 절환된다.
즉, 수신/송신 공용 RF 구동 블록은, 양 끝단에 위치한 각각의 스위치(30, 31)를 사용하여, 하나의 RF 구동 블록으로 하향 링크 및 상향 링크 모두를 링크(Link)시킬 수 있도록 구성된다.
본 발명의 실시예에서, 양 끝단의 제1 및 제2 스위치(30, 31)는 중계기 시스템의 TDD 스위칭 알고리즘과 동일한 알고리즘으로 동작하게 구현되어 있다. 스위칭 시간은 약 40ns 이하의 스위치를 사용하여 구현하였다.
세부 동작을 살펴보면, 하향 링크 동작시는 제1 및 제2 스위치(30, 31)가 각각 1-1, 1-2 방향으로 위치하게 되어, RF 구동 블록은 필터(40), 증폭기(41, 43, 45) 및 감쇠기 패드(42,44)를 거쳐 하향 링크 블록으로 동작하게 된다.
이와는 반대로 상향 링크 동작시는 제1 및 제2 스위치(30, 31)가 각각 2-1, 2-2 방향으로 위치하게 되어 RF 구동 블록은 필터(40), 증폭기(41, 43, 45) 및 감쇠기 패드(42,44)를 거쳐 상향 링크 블록으로 동작하게 된다.
수신 RF 구동 블록의 구성과 송신 RF 구동 블록의 구성이 상이한 부분은 수신 RF 구동 블록 구성에서는 수신 감도 향상을 위해 저잡음(Low Noise) 증폭기를 사용하고, 송신 RF 구동 블록 구성에서는 고전력(High Power) 증폭기를 사용하게 된다.
본 발명의 실시예에서는 저잡음(Low Noise) 증폭기와 고전력(High Power) 증폭기를 제외한 나머지 RF 구동 블록 부분을 공용화하는 것으로, 수신/송신 모듈 구성이 동일하다. 다시 말하면, 기존의 FDD 시스템에서는 수신 RF 구동 블록 구성과 송신 RF 구동 블록 구성에 있어서, 점유 주파수가 다르기 때문에 동일 필터를 사용할 수 없었으나, 본 발명의 실시예에 따른 TDD 시스템에서는, 수신 RF 구동 블록 구성과 송신 RF 구동 블록 구성의 점유 주파수가 같기 때문에 동일한 필터/증폭기/감쇠기 패드를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예는, 종래의 독립적으로 구성되어 있던 하향/상향 링크 블록을 하나의 블록으로 구성하고, 스위칭 타임이 매우 빠른 무선주파수(RF) 스위치를 사용하여 하나의 RF 블록이 하향 링크 및 상향 링크에서 모두 동작할 수 있다.
도 3에서, 도면부호 1은 광 모듈을 나타내며, 도면부호 2는 저잡음 증폭기(LNA) 및 전력 증폭기(LPA)를 나타내며, 도면부호 3은 대역 통과 필터(Band Pass Filter: BPF)를 각각 나타내는데, 이들 구성요소(1, 2, 3)는 전술한 수신/송신 공용 RF 구동 블록 및 스위치(30, 31)와 함께 시분할다중(TDD) 방식 중계기를 구성하게 된다.
이런 기법을 사용함으로써, 여러 가지 이점을 얻을 수 있다.
첫째로, RF 블록 사이즈를 크게 줄일 수 있어 전체 중계기 시스템에서의 레이아웃 유연성(Flexibility)을 향상시킨다.
둘째로, 독립 링크 구성에 적용되던 전력 소모 소자들의 수를 크게 줄여 전력 소모와 열발생을 최소화시킨다. 이는 시스템의 평균 고장 간격(MTBF)과 장비 신뢰성을 향상시킨다.
셋째로, 종래의 구조에서 야기되었던 상향/하향 링크 사이의 상호 영향을 개선할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하향 링크와 상향 링크를 구성하는 RF 구동 블록을 스위치를 사용하여 공유함으로써, 기본 블록 사이즈를 줄이고, 전력소비 소자사용을 최소화하여 모듈배치의 유연성을 향상시키며, 전체 전력 소비량과 발열을 최소화하여 전체 장비의 평균 고장 간격(MTBF)을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 중계기 시스템의 TDD 알고리즘을 그대로 사용할 수 있기 때문에 상향 링크 및 하향 링크의 스위칭을 위해 별도의 알고리즘이 필요하지 않으며, 하나의 링크가 온되어 있을 때, 나머지 하나의 링크에 미치는 영향을 해결할 수 있다.

Claims (1)

  1. 시분할다중(Time Division Duplex: TDD) 방식 중계기(Repeater)의 무선주파수(Radio Frequency: RF) 구동 모듈에 있어서,
    필터, 증폭기 및 감쇠기 패드를 공유하는 수신/송신 공용 RF 구동 블록; 및
    상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록의 양 끝단에 각각 위치하며, 하향 링크 및 상향 링크 모두를 연결시키기 위한 제1 및 제2 스위치
    를 포함하며,
    상기 하향 링크 동작시, 상기 제1 및 제2 스위치는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 하향 링크 방향인 제1 방향으로 절환되며,
    상기 상향 링크 동작시, 상기 제1 및 제2 스위치는 상기 수신/송신 공용 RF 구동 블록을 동작시키기 위해 각각 상향 링크 방향인 제2 방향으로 절환되는 것
    을 특징으로 하는 상향/하향 링크 공용 무선주파수 구동 모듈.
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