KR100709128B1 - 마이크로웨이브 주파수 및 광선로를 이용한 이동통신 중계장치 - Google Patents

마이크로웨이브 주파수 및 광선로를 이용한 이동통신 중계장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로웨이브 주파수 및 광 선로를 이용한 이동통신 중계장치에 관한 것으로, 마이크로웨이브 도너장비는 기지국 철탑에 위치하여 기지국내부의 광 중계기 도너장비와 광 선로를 통하여 연결되어 기지국 신호를 광 선로를 통하여 수신하여 마이크로웨이브 신호로 변환하고, 변환된 마이크로웨이브 주파수는 마이크로웨이브 리모트장비로 무선 전송되어지며, 전송된 신호는 마이크로웨이브 리모트장비에서 수신하여 상용주파수대역으로 변환되어진 후 광선로를 통하여 광중계기의 리모트장비로 전송되어 광중계기의 출력으로 신규 커버리지를 확장하는 시스템이다. 상기 시스템의 특징으로는 기존에 광중계기에서 사용되던 광 선로를 사용하지 않고 광 링크 구간을 마이크로웨이브 주파수로 전환함으로써 안정된 통화품질과 광 선로 포설, 또는 과다한 광 선로 비용 등의 단점을 극복하였다. 상기시스템의 구조적 특징으로는 광 회선을 마이크로웨이브 주파수대역을 사용함으로 서 발생되는 마이크로파 전송손실을 보완하기 위하여 마이크로웨이브 주파수의 전송손실을 측정하여 손실되는 공간전파의 주파수 출력을 보완하는 레벨 보상시스템과 마이크로웨이브 주파수 지향각을 상시 측정하여 상위 단에서 관리할 수 있도록 하는 지향각 자동측정시스템과 우천시 마이크로웨이브손실로 인한 주파수감쇠 등 공간손실에 대한 자동측정시스템을 내장하고 있다.
마이크로웨이브 중계기, 마이크로웨이브, 광중계기, 광모듈, 마이크로웨이브 광중계 장치

Description

마이크로웨이브 주파수 및 광선로를 이용한 이동통신 중계장치{Mobile communication relay device that use microwave frequency and optic fiber cable}
도 1은 종래의 광중계기의 시스템 구성도
도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 블록도
도 3는 본 발명의 도너장비의 구성을 나타낸 블록도
도 4는 본 발명의 리모트장비의 구성을 나타낸 블록도
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣
10: 기지국 11: 광중계기도너장비 12: 기지국안테나
13: 마이크로웨이브도너장비 14: 도너장비송수신부
20: 중계국 21: 광중계기리모트장비 22: 중계기안테나
23: 마이크로웨이브리모트장비 24: 리모트장비송수신부
131: 도너광모듈 231: 리모트광모듈 132,138,232,238: 감쇠기
133,233: 주파수상향변환기 134,234: 마이크로웨이브고출력증폭기
135,235: 듀플렉스 136,236: 마이크로에이브저잡음증폭기
137,237: 주파수하향변환기
본 발명은 마이크로웨이브 주파수 및 광 선로를 이용한 이동통신 중계장치에 관한 것으로서, 상세히 기술하면 기지국안테나와 마이크로웨이브도너장비를 광중계기도너장비로 연결한 기지국과; 중계국안테나와 마이크로웨이브리모트장비를 광중계기리모트장비로 연결하는 중계국으로 구성하여 상기 기지국의 마이크로웨이브도너장비와 중계국의 마이크로웨이브리모트장비가 무선으로 신호를 주고받도록 함으로서 기존에 설치된 광 중계기 또는 신규 커버리지 확보를 위한 광 중계기를 설치 시에 실시하여야 하는 광 선로의 포설로 인하여 발생되는 경제적인 문제점을 제거하고 마이크로웨이브 주파수를 사용하여 대도시 및 음영지역에 손쉽고 효과적이며 안정된 이동통신서비스를 제공하기 위한 시스템이다.
일반적으로 이동전화는 기지국과의 송수신 고주파에 의한 접속이 이루어짐으로 통화망을 구현하는 시스템으로서 상기 기지국을 통해 다른 이동통신 단말기와 통신을 행하는 단말기와 상기 기지국과 단말기 사이에 개재되어 중계 역할을 행하는 중계기로 이루어 재상호 데이터 통신을 행하게 된다.
상기한 중계기는 주로 균계강도가 부족하여 발생하는 부분적인 음역지역 또는 기지국 신호가 미치지 않는 지역을 커버하기 위하여 기지국의 신호나 단말기에서 전송된 신호를 재 증폭 하여 전송하여 주는 것으로, 기지국과 단말기 사이에 설 치되어 운용되어지며 이동되어지는 가입자 단말기의 신호를 최적의 상태로 기지국으로 전송하여 통화를 가능하게 하는 장치이다.
상기에서 단말기와 기지국간의 무선경로를 구성하는 것에 있어서 단말기와 기지국 간에는 전파경로의 손실이 발생 또는 이동통신 환경의 복잡한 구성과 건물들의 차폐에 의한 회전손실과 페이딩이 발생되어지며 이러한 이유와 단말기에서의 출력이 작은 것을 고려하여 중계기를 통하여 단말기와 기지국간 상호 신호를 증폭하여 전송함으로 원활한 통화상태를 유지하여 준다.
즉 기지국과 단말기간에 손실 및 왜곡을 줄이기 위하여 도1에서와 같이 기지국내 연결되어있는 도너장비와 리모트장비까지 광선로를 길게 연결하여야 한다.
즉 기존 광중계장비는 기지국에 고주파용 동축케이블로 연결된 도너장비에서 기지국에서 받은 신호를 리모트장비까지 송신하기 위하여 기지국에서부터 리모트장비까지 광선로가 연결되어야 하는 것이다.
따라서 이와 같은 지금까지의 구성은 기존에 설치된 광 중계기 또는 신규 커버리지 확보를 위한 광 중계기를 설치 시에 실시하여야 하는 광 선로를 포설하여야 하는 문제로 경제적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 여러 가지 문제점을 고려하여 기지국안테나와 마이크로웨이브도너장비를 광중계기도너장비로 연결한 기지국과; 중계국안테나와 마이크로웨이브리모트장비를 광중계기리모트장비로 연결하는 중계국으로 구성하여 상기 기지국의 마이크로웨이브도너장비와 중계국의 마이크로웨이브리모트장비가 무선으로 신호를 주고받도록 한 것으로, 그 목적은 기존에 설치되어있는 광중계기를 그대로 사용할 수 있도록 기지국 내부에 설치되어있는 기존의 광중계기의 도너장비와 기지국 철탑이나 안테나 근처에 설치되어지는 마이크로웨이브 도너장비를 광선로를 이용하여 신호를 전송하며, 전송된 신호는 기존 광중계기 리모트장비의 안테나 근처에 설치되어지는 마이크로웨이브 리모트장비로 전송한다. 마이크로웨이브 리모트장비로 수신한 신호는 광선로를 이용하여 기존 광중계기 리모트장비에 연결되어지며 광선로를 통하여 전송된 신호는 기존 광중계기 리모트장비의 고출력 증폭기를 통하여 각각의 단말기에 신호를 방사하므로, 기존 광중계기 보다 적은 광선로를 이용하여 이동전화 기지국의 깨끗한 신호를 전달하여 줌으로서 최적의 신호로 깨끗한 통화와 데이터의 전송 시 발생하는 오류현상을 해결하며 영상 전송까지도 가능하도록 함에 있다.
이하에서 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 도2는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 블록도로서, 이동통신중계에 있어서, 기지국안테나(12)와 마이크로웨이브도너장비(13)를 광중계기도너장비(11)로 연결한 기지국(10)과; 중계국안테나(22)와 마이크로웨이브리모트장비(23)를 광중계기리모트장비(21)로 연결하는 중계국(20)으로 구성하여 상기 기지국(10)의 마이크로웨이브도너장비(13)와 중계국(20)의 마이크로웨이브리모트장비(23)가 도너장비송수신부(14)와 리모트장비송수신부(24)를 통하여 무선으로 신호를 주고받는 것이다.
이와 같은 마이크로웨이브주파수를 이용한 광 중계장치는 기지국(10) 내부에 위치하여 기지국안테나(12)로부터 신호를 수신하고, 단말기신호를 기지국안테나(12)로 전송하는 광중계기도너장비(11), 광중계기도너장비(11)와 광선로로 연결되어있으며 기지국안테나(12)의 송신신호를 광중계기도너장비(11)로부터 광신호로 수신 받아 광전변환 후 마이크로 웨이브주파수로 상향변환 한 후 중계국(20)의 마이크로웨이브리모트장비(23)로 송신하고 마이크로웨이브리모트장비(23)로부터 단말기신호를 마이크로웨이브 주파수로 수신 받아 주파수 하향 변환 후 광신호로 변환하여 광중계기도너장비(11)로 전송하는 도너장비송수신부(14)를 갖는 마이크로웨이브도너장비(13)와, 기지국(10) 송신신호를 마이크로웨이브 주파수로 수신 받아 주파수 하향변환 후 광신호로 변환하여 광중계기리모트장비(21)로 전송하고 광중계기리모트장비로(21)부터 단말기신호를 광신호로 수신 받아 광전변환 후 마이크로웨이브 주파수로 상향 변환 후 마이크로웨이브도너장비(13)로 전송하는 리모트장비송수신부(24)를 갖는 마이크로웨이브리모트장비(23)와, 마이크로웨이브리모트장비(23)와 광선로로 연결되어있으며 마이크로웨이브리모트장비(23)로부터 도너장비송수신부(14)로부터 송신된 신호를 광신호로 광전변환 후 고출력 증폭하여 서비스하고 단말기로부터 수신된 신호를 광전변환 후 마이크로웨이브리모트장비(23)로 전송하는 광중계기리모트장비(21)로 구성되어있다.
여기서 마이크로웨이브 도너장비는 첨부된 도면 도3과 같이 기지국안테나(12)와 연결하는 광중계기도너장비(11)의 광신호를 송수신하는 도너광모듈(131)과, 상기 도너광모듈(131)로부터 수신된 신호를 마이크로웨이브 주파수로 상향 변환하여 전송하는 주파수상향변환기(Frequency Up Converter)(133)와, 상기 주파수상향변환기(133)에서 변환된 마이크로웨이브 신호를 고출력으로 증폭하는 마이크로웨이브고출력증폭기(134)와, 상기 마이크로웨이브고출력증폭기(134)에서 출력된 신호를 대역제한 하고 중계국(20)의 마이크로웨이브리모트장비(23)의 리모트장비송수신부(24)로부터 전송된 신호를 대역 제한하는 듀를렉서(135)와, 상기 듀플렉서(135)에서 대역제한 된 신호를 도너장비송수신부(14)를 통하여 마이크로웨이브리모트장비(23)로 전송하고 마이크로웨이브리모트장비(23)의 리모트장비송수신부(24)에서 전송된 신호를 수신하는 도너장비송수신부(14)와, 상기 듀플렉서(135)에서 대역제한 된 마이크로웨이브리모트장비(23)로부터 수신한 신호를 저잡음 증폭하는 마이크로웨이브저잡음증폭기(136)와, 상기 마이크로웨이브저잡음증폭기(136)에서 전송된 신호를 주파수 하향 변환하는 주파수하향변환기(Frequency Down Converter)(137)로 이루어진다.
즉, 광중계기도너장비(11)와 광 케이블을 통하여 연결되어있으며, 기지국안테나(12)로부터 수신되는 광중계기도너장비(11)를 통하여 광신호로 수신되며, 수신된 신호는 주파수상향변환기(133)의 적정한 입력레벨을 위하여 감쇠기(132)를 거쳐 주파수상향변환기(133)로 전송된다. 전송된 신호는 마이크로웨이브리모트장비(23)로 전송하기 위하여 마이크로웨이브주파수로 상향 증폭되어 마이크로웨이브고출력 증폭기(134)로 전송된다. 전송된 신호는 무선구간의 손실을 고려하여 고출력증폭되며 듀플렉서(135)를 통하여 대역제한 되고 도너장비송수신부(14)를 통하여 마이크로웨이브리모트장비(23)로 전송된다.
또한, 마이크로웨이브리모트장비(23)로부터 전송된 단말기 신호는 도너장비송수신부(14)를 통하여 듀플렉서(135)로 입력되며 대역제한된 단말기 신호는 마이크로웨이브저잡음증폭기(136)를 통하여 저 잡음 고 이득 증폭한 후 주파수하향변환기(137)로 전송된다. 주파수하향변환기(137)를 통하여 원래의 단말기 사용 주파수로 변환된 신호는 감쇠기(138)를 통하여 전광변환하기 위한 적정레벨로 조정된 후 도너광모듈(131)로 전송된다. 전송된 신호는 더너광모듈(131)을 통하여 전광변환 후 광중계기도너장비(11)로 전송된다.
마이크로웨이브리모트장비(23)는 첨부된 도면 도4와 같이 중계국안테나(22)와 연결하는 광중계기리모트장비(21)의 광신호를 송수신하는 리모트광모듈(231)과, 상기 리모트광모듈(231)로 부터 수신된 신호를 마이크로웨이브 주파수로 상향 변환하여 전송하는 주파수상향변환기(Frequency Up Converter)(233)와, 상기 주파수상향변환기(233)에서 변환된 마이크로웨이브 신호를 고출력으로 증폭하는 마이크로웨이브고출력증폭기(234)와, 상기 마이크로웨이브고출력증폭기(234)에서 출력된 신호를 대역제한 하고 마이크로웨이브도너장비(13)로부터 전송받은 신호를 대역 제한하는 듀플렉서(235)와, 상기 듀플렉서(235)에서 대역제한 된 신호를 마이크로웨이브도너장비(13)로 전송하고 마이크로웨이브도너장비(13)에서 전송된 신호를 수신하는 리모트장비송수신부(24)와, 상기 듀플렉서(235)에서 대역제한 된 마이크로웨이브도 너장비(13)로부터 수신한 신호를 저잡음 증폭하는 마이크로웨이브저잡음증폭기(336)와, 상기 마이크로웨이브저잡음증폭기(336)에서 전송된 신호를 주파수 하향 변환하는 주파수하향변환기(Frequency Down Converter)(237)로 이루어진다.
즉, 광중계기리모트장비(21)와 광 케이블을 통하여 연결되어있으며, 마이크로웨이브도너장비(13)로부터 수신된 기지국(10)의 송신 신호는 듀플렉서(235)를 통하여 대역제한 된 후 마이크로웨이브저잡음증폭기(336)로 전송된다. 마이크로웨이브저잡음증폭기(336)로 수신된 신호는 저 잡음 고 이득 증폭한 후 주파수하향변환기(237)를 통하여 중계국 송신 주파수로 변환되며 감쇠기(238)를 통하여 광전변환하기 위한 적정한 레벨로 조정된다. 조정된 신호는 리모트광모듈(231)을 통하여 광전변환 후 광중계기리모트장비(21)로 전송된다.
또한, 광중계기리모트장비(21)로부터 광신호로 전송된 단말기 신호는 리모트광모듈(231)을 통하여 광전변환 되며 원래의 단말기 신호로 상향 변환하기 위하여 감쇠기(232)를 거쳐 적정레벨로 조정된 후 주파수상향변환기(233)로 인가된다. 인가된 단말기 신호는 마이크로웨이브 주파수로 상향변환 되며 마이크로웨이브도너장비(13)로 전송하기 위하여 마이크로웨이브고출력증폭기(234)로 전송된다. 마이크로웨이브고출력증폭기(234)는 무선구간의 전송손실을 고려하여 입력된 신호를 고출력 증폭한 후 듀플렉서(235)를 통하여 대역제한 된 후 리모트장비송수신부(24)를 통하여 마이크로웨이브도너장비(13)로 전송한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신 및 방송 서비스에 있어 기존 광중계기의 광선로 구간을 마이크로웨이브 주파수를 이용하여 전송함으로서 광선로 비용을 절감할 수 있으며 기존 광중계기 보다 적은 광선로를 이용하여 이동통신 기지국의 깨끗한 신호를 전달하여 줌으로서 최적의 신호로 깨끗한 통화와 데이터 전송 서비스를 확보하는 신규한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 송수신 안테나와 마이크로웨이브도너장비를 광중계기도너장비로 연결한 기지국과 상기 기지국의 마이크로웨이브도너장비와 무선으로 신호를 주고받는 마이크로웨이브리모트장비와 송수신안테나를 광중계기리모트장비로 연결한 중계국으로 구성한 이동통신중계장치에 있어서,
    상기 마이크로웨이브도너장비를 안테나와 연결하는 광중계기도너장비의 광신호를 송수신하는 도너광모듈과,
    상기 도너광모듈로부터 수신된 신호를 마이크로웨이브 주파수로 상향 변환하여 전송하는 주파수상향변환기(Frequency Up Converter)와,
    상기 주파수 상향변환기에서 변환된 마이크로웨이브 신호를 고출력으로 증폭하는 마이크로웨이브 고출력증폭기와,
    상기 마이크로웨이브 고출력증폭기에서 출력된 신호를 대역제한 하고 마이크로웨이브 리모트장비로부터 전송된 신호를 대역 제한하는 듀플렉서와,
    상기 듀플렉서에서 대역제한 된 신호를 마이크로웨이브 리모트장비로 전송하고 마이크로웨이브 리모트장비에서 전송된 신호를 수신하는 안테나와,
    상기 듀플렉서에서 대역제한 된 마이크로웨이브 리모트장비로부터 수신한 신호를 저잡음 증폭하는 마이크로웨이브 저잡음 증폭기와,
    상기 마이크로웨이브 저잡음 증폭기에서 전송된 신호를 주파수 하향 변환하는 주파수하향변환기(Frequency Down Converter)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 마이크로웨이브 주파수 및 광선로를 이용한 이동통신 중계장치.
  4. 송수신 안테나와 마이크로웨이브도너장비를 광중계기도너장비로 연결한 기지국과 상기 기지국의 마이크로웨이브도너장비와 무선으로 신호를 주고받는 마이크로웨이브리모트장비와 송수신안테나를 광중계기리모트장비로 연결한 중계국으로 구성한 이동통신중계장치에 있어서,
    상기 마이크로웨이브리모트장비는, 안테나와 연결하는 광중계기리모트장비의 광신호를 송수신하는 리모트광모듈과,
    상기 리모트광모듈로 부터 수신된 신호를 마이크로에이브 주파수로 상향 변환하여 전송하는 주파수상향변환기(Frequency Up Converter)와,
    상기 주파수 상향변환기에서 변환된 마이크로웨이브 신호를 고출력으로 증폭하는 마이크로웨이브 고출력증폭기와,
    상기 마이크로웨이브 고출력증폭기에서 출력된 신호를 대역제한 하고 마이크로웨이브 도너장비로부터 전송받은 신호를 대역 제한하는 듀플렉서와,
    상기 듀플렉서에서 대역제한 된 신호를 마이크로웨이브도너장비로 전송하고 마이크로웨이브도너장비에서 전송된 신호를 수신하는 안테나와,
    상기 듀플렉서에서 대역제한 된 마이크로웨이브도너장비로부터 수신한 신호를 저잡음 증폭하는 마이크로웨이브 저잡음 증폭기와,
    상기 마이크로웨이브 저잡음 증폭기에서 전송된 신호를 주파수 하향 변환하는 주파수하향변환기(Frequency Down Converter)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 마이크로웨이브 주파수 및 광선로를 이용한 이동통신 중계장치.
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