KR100778080B1 - 디지털 신호 처리부의 높은 샘플링 주파수를 이용한ｓａｗ필터 미사용 중계기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 디지털 신호 처리부의 높은 샘플링 주파수를 이용한 SAW필터 미사용 중계기에 관한 것으로서, 기지국으로부터의 순방향신호를 상기 순방향신호와 소정 이상의 주파수 대역차이를 갖는 샘플링 주파수로 샘플링 하여 리모트로 전달하는 순방향신호 처리회로와, 상기 리모트로부터의 역방향신호를 상기 역방향신호와 소정 이상의 주파수 대역 차이를 샘플링 주파수로 샘플링 하여 상기 기지국으로 전달하는 역방향신호 처리회로를 갖는다. 이에 의해, 회로를 간단화할 수 있을 뿐만 아니라, 중계기의 크기를 감소시키고 원가를 절감할 수 있다.
중계기, 디지털 신호 처리부, 샘플링 주파수, SAW필터, LC필터
Description
도 1은 본 발명에 따른 무선 중계기의 구성 블록도,
도 2는 도 1의 DSP의 구성블럭도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 도너 120 : 순방향신호 처리회로
121 : 디지털 신호 처리부 121a : 샘플링부
121b : 데이터 분리기 121c : 필터
121d : DAC 122 : DR 필터(Dielectric Resonator filter)
123 : RF 증폭기 124 : 업믹서
123 : RF 증폭기 124 : 업믹서
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127 : LD(Laser Diode) 130 : 역방향신호 처리회로
126,131,133 : LC 필터 134 : IF 증폭기
135 : 디지털 신호 처리부 136 : 다운믹서
137 : PD(Photo Diode) 140 : WDM
150 : 리모트
본 발명은 디지털 신호 처리부의 높은 샘플링 주파수를 이용한 SAW필터 미사용 중계기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 회로의 구성을 간단화하여 그 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있도록 하는 디지털 신호 처리부의 높은 샘플링 주파수를 이용한 SAW필터 미사용 중계기에 관한 것이다.
WiBro(Wireless Broadband Internet)는 이동하면서 초고속 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 무선 휴대 인터넷을 말하며, 노트북, PDA, Handheld PC 등 다양한 형태의 휴대용 이동통신 단말기를 이용하여 실내 및 실외의 정지 환경에서와, 보행이나 중저속의 이동 환경에서 인터넷에 접속하여 다양한 정보 및 콘텐츠 이용이 가능한 서비스이다. 와이브로 시스템은 2.3GHz 주파수 대역을 사용하고 시속 60km/h의 이동성을 제공하며, 하향 전송속도는 24.8Mbps이고, 상향 전송속도는 5.2Mbps로 상하향 비대칭 전송 특성을 갖는 IP(Internet Protocol) 기반의 무선 데이터 시스템이다.
한편, 와이브로 시스템에 사용되는 무선 중계기는, 도너와, 리모트로 구성된다. 도너는 기지국(BTS: Base Station Transceiver Subsystem)에서 송신된 신호를 광신호로 변환시켜 리모트로 제공하거나, 리모트로부터 전송된 역방향 신호를 전기적 신호로 변환하여 기지국으로 제공한다. 리모트는 도너에서 전송된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 음영지역으로 전송하고, 단말기로부터 수신된 신호를 광신호로 변환하여 도너로 전송한다.
그런데, 이러한 종래의 무선 중계기는 샘플링 주파수가 순방향신호의 엣지 주파수와 역방향신호의 엣지 주파수의 중간영역에 배치되며, 샘플링 주파수는 순방향신호 및 역방향신호와 각각 약 11MHz의 주파수가 차이난다. 즉, 샘플링 주파수와 순방향신호 및 역방향신호 간의 주파수 차이가 매우 작다.
이에 따라, 중계기의 도너에는 이미지 제거 및 샘플링 주파수를 제거하기 위해, SAW필터를 사용하고 있다. 그러나 SAW필터는 특성상 선형성이 보장되지 아니하며, 지연시간이 큰 SAW필터일수록 신호의 손실이 크기 때문에 이를 보상하기 위해 다수의 증폭기를 사용해야 한다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, SAW필터는 그 크기가 커서 중계기내의 공간을 많이 차지하며, 다수의 증폭기 사용으로 인해 중계기의 크기를 증가시킨다는 문제점이 있으며, 가격도 비싸다.
이에 따라, 와이브로 중계기에서 SAW필터를 사용하지 아니할 수 있는 방법을 모색하여야 할 것이다.
따라서 본 발명의 목적은, 회로의 구성을 간단화하여 그 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 원가를 절감할 수 있도록 하는 디지털 신호 처리부의 높은 샘플링 주파수를 이용한 SAW필터 미사용 중계기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 기지국으로부터의 순방향신호를 상기 순방향신호와 소정 이상의 주파수 대역차이를 갖는 샘플링 주파수로 샘플링 하여 리모트로 전달하는 순방향신호 처리회로; 및 상기 리모트로부터의 역방향신호를 상기 역방향신호와 소정 이상의 주파수 대역 차이를 갖는 샘플링 주파수 로 샘플링 하여 상기 기지국으로 전달하는 역방향신호 처리회로;를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 순방향신호 처리회로는, 상기 기지국으로부터 제공된 순방향신호를 일정 이상의 샘플링 주파수로 샘플링 하는 디지털 신호 처리부와, 상기 샘플링 된 순방향신호에서 상기 샘플링 주파수를 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있다.
상기 순방향신호의 중간주파수는 125MHz이며, 상기 샘플링 주파수는 200MHz인 것이 바람직하다.
상기 디지털 신호 처리부는, 상기 순방향신호를 샘플링 하는 샘플링부와, 상기 순방향신호를 I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기와, 상기 I신호와 Q신호를 저역 필터링하는 필터기와, 상기 필터기를 통과한 I신호와 Q신호를 합성하여 아날로그 신호로 변환하는 DAC를 포함할 수 있다.
상기 역방향신호 처리회로는, 상기 기지국으로부터 제공된 역방향신호를 일정 이상의 샘플링 주파수로 샘플링 하는 디지털 신호 처리부와, 상기 샘플링 된 역방향신호에서 상기 샘플링 주파수를 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있다.
상기 역방향신호의 중간주파수는 75MHz이며, 상기 샘플링 주파수는 200MHz인 것이 바람직하다.
상기 디지털 신호 처리부는, 상기 역방향신호를 샘플링 하는 샘플링부와, 상기 역방향신호를 I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기와, 상기 I신호와 Q신호를 저역 필터링하는 필터기와, 상기 필터기를 통과한 I신호와 Q신호를 합성하여 아날로그 신호로 변환하는 DAC를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 무선 중계기의 구성블럭도이다.
무선 중계기는, 도너(110)와, 리모트(150)로 구성된다. 도너(110)와 리모트(150)는 광선로에 의해 연결되어 있다.
도너(110)는 기지국으로부터의 신호를 리모트(150)로 전달하기 위해 동작하는 순방향신호 처리회로(120)와, 리모트(150)로부터의 신호를 기지국으로 전달하기 위한 역방향신호 처리회로(130)와, LD(Laser Diode, 127)와, 한 쌍의 PD(Photo Diode, 137)와, WDM(140)(Wavelength Division Multiplexer)를 포함한다.
순방향신호 처리회로(120)는, 디지털 신호 처리부(121), DR필터(Dielectric Resonator filter, 122), 업믹서(124), LC필터(126), RF 증폭기(123)를 포함한다.
순방향 처리회로(120)의 디지털 신호 처리부(121)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국으로부터 제공된 순방향신호를 샘플링 하는 샘플링부(121a)와, I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기(121b)와, I신호와 Q신호를 각각 저역 필터링하는 필터기(121c)와, I신호와 Q신호를 다시 합성하여 아날로그 신호로 변환하는 DAC(121d)를 포함한다.
도너(110)는 기지국으로부터의 신호를 리모트(150)로 전달하기 위해 동작하는 순방향신호 처리회로(120)와, 리모트(150)로부터의 신호를 기지국으로 전달하기 위한 역방향신호 처리회로(130)와, LD(Laser Diode, 127)와, 한 쌍의 PD(Photo Diode, 137)와, WDM(140)(Wavelength Division Multiplexer)를 포함한다.
순방향신호 처리회로(120)는, 디지털 신호 처리부(121), DR필터(Dielectric Resonator filter, 122), 업믹서(124), LC필터(126), RF 증폭기(123)를 포함한다.
순방향 처리회로(120)의 디지털 신호 처리부(121)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국으로부터 제공된 순방향신호를 샘플링 하는 샘플링부(121a)와, I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기(121b)와, I신호와 Q신호를 각각 저역 필터링하는 필터기(121c)와, I신호와 Q신호를 다시 합성하여 아날로그 신호로 변환하는 DAC(121d)를 포함한다.
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기지국으로부터 제공된 순방향신호는 125MHz의 주파수대역과 27MHz의 대역폭을 가지고, 엣지(edge)주파수는 111.5 ~ 138.5MHz이다. 샘플링부(121a)는 순방향신호를 200MHz의 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링하며, 그러면, AD컨버전과 함께 75MHz의 순방향신호가 출력된다. 이 때, 순방향신호의 주파수대역과 샘플링 주파 수는 100MHz 이상 차이가 발생하므로, 샘플링 주파수를 제거하기 위해, 스커트 특성이 우수한 SAW필터를 사용할 필요가 없어진다.
DAC(121d)에서는 복소 복조(Complex Modulation)을 수행하며, 이 때, F/4(F=400MHz)의 주파수를 사용한다. 이러한 복소 복조에 의해 이미지 성분이 제거된다.
LC 필터(126)는 종래의 SAW필터 대신 사용한다. 이는 DAC(121d)에 의해 이미지 성분이 제거되었고, 샘플링부(121a)에서 200MHz의 샘플링 주파수를 사용함에 따라 샘플링 주파수를 제거하기 위해, SAW필터를 사용할 필요가 없어졌기 때문이다. 이러한 LC 필터(126)를 사용하게 되면, SAW필터에 비해 크기가 작고, 원가가 적을 뿐만 아니라, 별도의 증폭기를 장착할 필요가 없으므로, 중계기의 크기를 감소시키고 원가를 절감할 수 있도록 한다.
업믹서(124)는, 순방향신호를 중간주파수 대역인 75MHz에서 2.3GHz로 업 컨버전 한다. RF 증폭기(123)는 DR필터(Dielectric Resonator filter, 122)에 의해 필터링 된 순방향신호를 일정 이상의 크기로 증폭시킨다.
LD(Laser Diode, 127)는 기지국으로부터의 전기적신호를 광케이블을 통해 리모트(150)로 송신할 수 있도록 광신호로 변환한다.
WDM(140)은 광케이블을 빛의 파장 의해 다수의 채널로 분할하여 복수의 통신로로 사용할 수 있게 하는 장치로서, LD(Laser Diode, 127)로부터의 광신호를 광케이블을 통해 리모트(150)로 전송되도록 한다.
역방향신호 처리회로(130)는, 상호 병렬 연결되어 있는, 한 쌍의 PD(Photo Diode, 137), 한 쌍의 다운믹서(136), 두 쌍의 LC필터(131,133), 한 쌍의 디지털 신호 처리부(135), 한 쌍의 IF 증폭기(134)를 포함한다.
한 쌍의 PD(Photo Diode, 137)는 리모트(150)로부터의 광신호를 전기적신호로 변환하여 각 다운믹서(136)로 전달한다.
업믹서(124)는, 순방향신호를 중간주파수 대역인 75MHz에서 2.3GHz로 업 컨버전 한다. RF 증폭기(123)는 DR필터(Dielectric Resonator filter, 122)에 의해 필터링 된 순방향신호를 일정 이상의 크기로 증폭시킨다.
LD(Laser Diode, 127)는 기지국으로부터의 전기적신호를 광케이블을 통해 리모트(150)로 송신할 수 있도록 광신호로 변환한다.
WDM(140)은 광케이블을 빛의 파장 의해 다수의 채널로 분할하여 복수의 통신로로 사용할 수 있게 하는 장치로서, LD(Laser Diode, 127)로부터의 광신호를 광케이블을 통해 리모트(150)로 전송되도록 한다.
역방향신호 처리회로(130)는, 상호 병렬 연결되어 있는, 한 쌍의 PD(Photo Diode, 137), 한 쌍의 다운믹서(136), 두 쌍의 LC필터(131,133), 한 쌍의 디지털 신호 처리부(135), 한 쌍의 IF 증폭기(134)를 포함한다.
한 쌍의 PD(Photo Diode, 137)는 리모트(150)로부터의 광신호를 전기적신호로 변환하여 각 다운믹서(136)로 전달한다.
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각 다운믹서(136)에서는 역방향신호를 중간주파수 대역으로 다운 컨버전 한다. 역방향신호는 중간주파수로 75MHz의 주파수대역과 27MHz의 대역폭을 사용하며, 엣지 주파수는 61.5 ~ 88.5MHz이다. 이에 따라, 종래의 무선 중계기에서는 각 다운믹서(136)에서 역방향신호를 75MHz로 다운 컨버전 하였으나, 본 발명의 무선 중계기에서는 디지털 신호 처리부(135)에서의 처리를 위해 역방향신호를 125MHz 주파수대역으로 다운 컨버전 한다.
도 2는 도 1의 DSP의 구성블럭도이다.
각 디지털 신호 처리부(135)는, 도 2에 도시된 순방향신호 처리회로(120)의 디지털 신호 처리부(121)와 동일한 구조로 형성되므로, 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 각 디지털 신호 처리부(135)는, 순방향신호 처리회로(120)의 디지털 신호 처리부(121)와 마찬가지로, 역방향신호를 샘플링 하는 샘플링부(121a)와, I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기(121b)와, I신호와 Q신호를 각각 저역 필터링하는 필터기(121c)와, I신호와 Q신호를 합성하여 디지털 신호로 변환하는 DAC(121d)를 포함한다.
각 디지털 신호 처리부의 샘플링부(121a)는 역방향신호를 200MHz의 샘플링 주파수로 샘플링 하여 AD컨버전 한다. 이 때, 역방향신호의 주파수는 125MHz이므 로, 샘플링 후 75MHz의 역방향신호가 출력된다. 그러면, 역방향신호의 주파수대역과 샘플링 주파수는 100MHz 이상 차이가 발생하므로, 샘플링 주파수를 제거하기 위해, 스커트 특성이 우수한 SAW필터를 사용할 필요가 없어진다.
각 DAC(121d)는 순방향회로에서와 마찬가지로, 복소 복조를 수행하며, 이 때, F/4(F=400MHz)의 주파수를 사용한다. 이러한 복소 복조에 의해 이미지 성분이 제거된다.
LC 필터(131)는 종래의 SAW필터를 대신한다. 이는 DAC(121d)에 의해 이미지 성분이 제거되었고, 샘플링부(121a)에서 200MHz의 샘플링 주파수를 사용함에 따라 샘플링 주파수를 제거하기 위해, SAW필터를 사용할 필요가 없어졌기 때문이다.
각 IF 증폭기(134)는 각 디지털 신호 처리부(135)로부터의 역방향신호를 증폭한다.
이와 같이, 본 무선 중계기는, 디지털 신호 처리부(121,135)에서 순방향신호와 역방향신호의 샘플링 할 때, 순방향신호 및 역방향신호와 일정 이상 주파수 차이를 갖는 200MHz의 샘플링 주파수를 사용하고, DAC(121d)에서는 복소 복조를 통해 이미지 성분을 제거한다. 이에 따라, SAW필터 대신 LC필터를 사용할 수 있게 되었으므로, 회로를 간단화할 수 있을 뿐만 아니라, 중계기의 크기를 감소시키고 원가를 절감할 수 있다.
이러한 무선 중계기는, 와이브로 시스템 이외에도 전송신호의 대역폭이 50MHz 이하인 무선통신시스템, 예를 들면, WCDMA, CDMA 등에도 적용 가능함은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회로를 간단화할 수 있을 뿐만 아니라, 중계기의 크기를 감소시키고 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 받아들여져야 하며, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (7)
- 기지국으로부터의 순방향신호를 상기 순방향신호와 소정 이상의 주파수 대역차이를 갖는 샘플링 주파수로 샘플링 하여 리모트로 전달하는 순방향신호 처리회로; 및상기 리모트로부터의 역방향신호를 상기 역방향신호와 소정 이상의 주파수 대역 차이를 갖는 샘플링 주파수로 샘플링 하여 상기 기지국으로 전달하는 역방향신호 처리회로;를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
- 제 1 항에 있어서,상기 순방향신호 처리회로는,상기 기지국으로부터 제공된 순방향신호를 일정 이상의 샘플링 주파수로 샘플링 하는 디지털 신호 처리부와,상기 샘플링 된 순방향신호에서 상기 샘플링 주파수를 제거하기 위한 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
- 제 1 항에 있어서,상기 순방향신호의 중간주파수는 125MHz이며, 상기 샘플링 주파수는 200MHz인 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
- 제 2 항에 있어서,상기 디지털 신호 처리부는,상기 순방향신호를 샘플링 하는 샘플링부와,상기 순방향신호를 I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기와,상기 I신호와 Q신호를 저역 필터링하는 필터와,상기 I신호와 Q신호를 아날로그 신호로 변환하여 합성하는 DAC를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
- 제 1 항에 있어서,상기 역방향신호 처리회로는,상기 기지국으로부터 제공된 역방향신호를 일정 이상의 샘플링 주파수로 샘플링 하는 디지털 신호 처리부와,상기 샘플링 된 역방향신호에서 상기 샘플링 주파수를 제거하기 위한 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
- 제 1 항에 있어서,상기 역방향신호의 중간주파수는 75MHz이며, 상기 샘플링 주파수는 200MHz인 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
- 제 5 항에 있어서,상기 디지털 신호 처리부는,상기 역방향신호를 샘플링 하는 샘플링부와,상기 역방향신호를 I신호와 Q신호로 분리하는 데이터 분리기와,상기 I신호와 Q신호를 저역 필터링하는 필터와,상기 I신호와 Q신호를 아날로그 신호로 변환하여 합성하는 DAC를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기.
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