KR100848835B1 - Digital optical repeater and digital signal processing method in the repeater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 광 중계 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RF신호의 파워 레벨을 디지털적으로 검출하고 RF 신호의 이득을 디지털적으로 조절하는 디지털 광 중계 시스템과 이 디지털 광 중계 시스템에서의 디지털 신호 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital optical relay system, and more particularly, to a digital optical relay system for digitally detecting a power level of an RF signal and digitally adjusting a gain of the RF signal, and a digital signal in the digital optical relay system. It is about a processing method.
종래의 디지털 광 중계 시스템의 일 예에서는 도 1에 도시한 바와 같이 기지국(1)의 신호를 받은 메인 허브 유닛(Main Hub Unit; 이하, 'MHU'라 약칭한다)(2) 내의 하향 변환 모듈(21)에서 중간 주파수로 변환하며 그 중간 주파수를 신호처리모듈(22)에서 디지털 신호로 변환하여 디지털 광 모듈(23)과 광케이블을 통하여 광신호로 원격지의 리모트 광 유닛(Remote Optic Uint; 이하, 'ROU'라 약칭한다)(3)로 전송한다. 이에 따라 ROU(3)의 디지털 광 모듈(31)에서 수신된 광신호를 전기적 신호로 변환하고 신호처리모듈(32)에서 아날로그 중간 주파수로 변환을 한 후에 상향 변환 모듈(33)로 입력한다. 상기 상향 변환 모듈(33)에서는 아날로그 중간 주파 수를 RF 신호로 변환을 하여 선형 전력증폭기(LPA) 모듈(34) 혹은 고전력증폭기(HPA) 모듈을 이용하여 증폭을 한 후 듀플렉서(35)와 안테나를 통하여 가입자 단말기(4) 측으로 고출력으로 방사된다.In an example of a conventional digital optical relay system, as shown in FIG. 1, a down conversion module (in a main hub unit) hereinafter referred to as “MHU” 2 receiving a signal from a base station 1 ( 21 to an intermediate frequency, and converts the intermediate frequency into a digital signal in the
또, 상기 가입자 단말기(4) 측으로부터의 신호는 상기 기지국(1)으로부터의 신호와는 역으로, ROU(3)의 듀플렉서(35), 저잡음증폭기(LNA)(36), 하향 변환 모듈(37), 신호처리모듈(32) 및 디지털 광 모듈(31)을 통하여 MHU(2)의 디지털 광 모듈(23), 신호처리모듈(22), 상향 변환 모듈(24)과 안테나를 통하여 기지국(1) 측으로 방사된다.The signal from the
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 MHU(2)에서는 하향 변환 모듈(21) 및 상향 변환 모듈(24)에 감쇠기(attenuator)를 구비하고 있고, 제어모듈(25)에서 기지국(1)으로부터 입력되는 RF 신호의 파워 레벨을 검출하고 이 검출된 RF 신호의 파워 레벨에 근거하여 하향 변환 모듈(21) 및 상향 변환 모듈(24)의 감쇠기를 제어함으로써 하향 변환 모듈(21) 및 상향 변환 모듈(24)에 대한 이득을 조절한다. 또한, 상기 ROU(3)에서는 하향 변환 모듈(37) 및 상향 변환 모듈(33)에 감쇠기를 구비하고 있고, 제어모듈(38)에서 가입자 단말기(4)로부터 입력되는 RF 신호의 파워 레벨을 검출하고 이 검출된 RF 신호의 파워 레벨에 근거하여 하향 변환 모듈(37) 및 상향 변환 모듈(33)의 감쇠기를 제어함으로써 하향 변환 모듈(37) 및 상향 변환 모듈(33)에 대한 이득을 조절한다. As shown in FIG. 2, the
한편, 종래의 디지털 광 중계 시스템의 다른 예에서는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 MHU(2)는 도 1의 예와 동일하지만, ROU(3_1)에서는 신호처리모듈(32)에 의하여 아날로그 중간 주파수로 변환을 한 후의 순방향 신호에 대하여 상향 변환 모듈 및 선형 전력증폭기(LPA) 모듈 혹은 고전력증폭기(HPA)에 의하여 처리하지 않고, 신호처리모듈(32)의 디지털신호처리부(32_2; 도 4 참조)와 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)처리부(32_3; 도 4 참조)을 거친 순방향 디지털 신호를 디지털 전치 왜곡(Digital PreDistortion; DPD) 방식에 의하여 처리하고, ROU(3_1)에서 역방향 신호에 대해서는 도 1의 예와 동일하게 처리한다.Meanwhile, in another example of the conventional digital optical relay system, as shown in FIGS. 3 and 4, the
즉, 이 예에서도 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 MHU(2)에서는 하향 변환 모듈(21) 및 상향 변환 모듈(24)에 감쇠기를 구비하고 있고, 제어모듈(25)에서 기지국(1)으로부터 입력되는 RF 신호의 파워 레벨을 검출하고 이 검출된 RF 신호의 파워 레벨에 근거하여 하향 변환 모듈(21) 및 상향 변환 모듈(24)의 감쇠기를 제어함으로써 하향 변환 모듈(21) 및 상향 변환 모듈(24)에 대한 이득을 조절한다. 또한, 상기 ROU(3)에서는 하향 변환 모듈(37)에 감쇠기를 구비하고 있고, 제어모듈(38)에서 가입자 단말기(4)로부터 입력되는 RF 신호의 파워 레벨을 검출하고 이 검출된 RF 신호의 파워 레벨에 근거하여 하향 변환 모듈(37)의 감쇠기를 제어함으로써 하향 변환 모듈(37)에 대한 이득을 조절하고 있다.That is, even in this example, as shown in FIG. 4, the
상기와 같이 구성된 종래 광 중계 시스템에서는 제어모듈(25,38)에 의하여 하향 변환 모듈(21,37) 및 상향 변환 모듈(24,33)에 대한 이득을 조절하는데, 이 RF 신호에 대한 이득 조절을 아날로그 구간에서 수행하게 되어 RF 주파수의 특성상 이득조절 과정에서 그 정확도나 RF 신호가 왜곡되는 현상이 발생하며, 주변 환경 요소의 영향을 많이 받는다는 문제가 있다.In the conventional optical relay system configured as described above, the gains for the
또, 종래 디지털 광 중계 시스템에서는 RF 신호의 파워를 측정하기 위해 하향 변환 모듈에 별도의 RF 신호 검출 소자가 필요하고, 또한 RF 신호에 대한 이득 조절을 위하여 하향 변환 모듈 및 상향 변환 모듈에 감쇠기가 필요함에 따라, 하향 변환 모듈 및 상향 변환 모듈의 단가가 증가하고 또한 그들 모듈의 사이즈도 증가하게 되는 문제가 있다.In addition, in the conventional digital optical relay system, a separate RF signal detection element is required in the down conversion module to measure the power of the RF signal, and an attenuator is required in the down conversion module and the up conversion module to adjust the gain for the RF signal. Accordingly, there is a problem that the unit cost of the down-conversion module and the up-conversion module increases, and the size of those modules also increases.
또한, 도 3 및 도 4와 같이 디지털 전치 왜곡(DPD) 방식을 채택한 디지털 광 중계 시스템에서는 ROU(3_1)에 업 컨버터가 존재하지 않아 이득 조절을 할 수 없어 RF 특성의 안정성이 떨어진다는 문제가 있다.In addition, in the digital optical relay system adopting the digital predistortion (DPD) method as shown in Figs. .
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 디지털 광 중계 시스템에서 필수적으로 사용되는 신호처리모듈에서 부가적인 소자의 사용 없이 입력 디지털 신호로부터 RF 신호 레벨을 검출하고, 이득을 조절하기 위한 부가적인 소자의 사용 없이 디지털적으로 RF 신호의 이득을 조절하여 이득 조절의 정확도와 전반적인 RF 특성의 안정성을 높여 안정적인 무선 이동통신 환경을 제공하도록 하는 디지털 광 중계 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and detects an RF signal level from an input digital signal and adjusts a gain without using additional elements in a signal processing module which is essentially used in a digital optical relay system. The purpose of the present invention is to provide a digital optical relay system that provides a stable wireless mobile communication environment by increasing the accuracy of the gain control and the stability of the overall RF characteristics by adjusting the gain of the RF signal digitally without using additional devices. .
또한, 본 발명은 부가적인 소자의 사용 없이 입력 디지털 신호로부터 RF 신호 레벨을 검출하고 이득을 조절하기 위한 부가적인 소자의 사용 없이 디지털적으로 RF 신호의 이득을 조절하여 이득 조절의 정확도와 전반적인 RF 특성의 안정성을 높여 안정적인 무선 이동통신 환경을 제공하도록 하는 디지털 광 중계 시스템에서 의 디지털 신호 처리 방법을 제공하고자 함에 그 다른 목적이 있다.In addition, the present invention detects the RF signal level from the input digital signal without the use of additional elements and adjusts the gain of the RF signal digitally without the use of additional elements to adjust the gain. Another object of the present invention is to provide a digital signal processing method in a digital optical relay system that provides a stable wireless mobile communication environment by increasing the stability of the system.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디지털 광 중계 시스템은, 기지국과 무선 통신을 하는 메인 허브 유닛(Main Hub Unit)과, 상기 메인 허브 유닛과는 광 케이블을 통하여 연결되며 가입자 단말기와 무선 통신을 하는 리모트 광 유닛(Remote Optic Uint)을 포함하는 디지털 광중계 시스템에 있어서, 상기 리모트 광 유닛은, 순방향 및 역방향 디지털 신호를 신호처리하여 입력 디지털 신호로부터 순방향 및 역방향 RF 신호 파워 레벨 데이터를 검출하여 제어모듈에 전달하고, 제어모듈로부터 전달받은 순방향 및 역방향 RF 신호에 대한 이득 조절 데이터를 입력되는 순방향 및 역방향의 디지털 신호에 수치 연산함으로써 디지털적으로 순방향 및 역방향 RF 신호의 이득을 조절하는 디지털신호처리모듈과; 순방향 및 역방향의 이득 조절 정보 테이블을 구비하고 있으며, 디지털 신호처리모듈로부터의 순방향 및 역방향의 RF 신호 파워 레벨 데이터에 대응하는 순방향 및 역방향의 이득 조절 데이터를 상기 순방향 및 역방향의 이득 조절 정보 테이블에서 찾아서 해당 이득 조절 데이터를 상기 디지털 신호처리모듈로 전달하는 제어모듈을 포함하여 구성된다In order to achieve the above object, a digital optical relay system according to the present invention includes a main hub unit (Main Hub Unit) for wireless communication with a base station, and the main hub unit is connected through an optical cable and wirelessly communicates with a subscriber station. In the digital optical relay system including a remote optical unit (Remote Optic Uint), the remote optical unit, by processing the forward and reverse digital signal to detect the forward and reverse RF signal power level data from the input digital signal Digital signal processing to digitally control gain of forward and reverse RF signal by transmitting to control module and numerically calculating gain adjustment data of forward and reverse RF signal received from control module to input forward and reverse digital signal. A module; A forward and reverse gain adjustment information table, and forward and reverse gain adjustment data corresponding to forward and reverse RF signal power level data from the digital signal processing module are found in the forward and reverse gain adjustment information tables. And a control module for transmitting the gain control data to the digital signal processing module.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 디지털 광 중계 시스템에서의 디지털 신호 처리 방법은, 기지국과 무선 통신을 하는 메인 허브 유닛과, 상기 메인 허브 유닛과는 광 케이블을 통하여 연결되며 가입자 단말기와 무선 통신을 하는 리모트 광 유닛을 포함하는 디지털 광중계 시스템에 있어서, 상기 리모트 광 유닛에서, 순방향 및 역방향 디지털 신호를 신호처리하여 입력 디지털 신호로부터 순방향 및 역방향 RF 신호 파워 레벨 데이터를 검출하는 단계와; 상기 검출된 순방향 및 역방향 RF 신호 파워 레벨 데이터에 대응하는 이득 조절 데이터를 순방향 및 역방향의 이득 조절 정보 테이블에서 탐색하는 단계와; 상기 탐색된 순방향 및 역방향 RF 신호에 대한 이득 조절 데이터를 입력되는 순방향 및 역방향의 디지털 신호에 수치 연산함으로써 디지털적으로 순방향 및 역방향 RF 신호의 이득을 조절하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the digital signal processing method in the digital optical relay system according to the present invention in order to achieve the above object, the main hub unit for wireless communication with the base station, the main hub unit is connected via an optical cable and the subscriber terminal 10. A digital optical relay system comprising a remote optical unit in wireless communication with a remote optical unit, the remote optical unit comprising: processing forward and reverse digital signals to detect forward and reverse RF signal power level data from an input digital signal; ; Searching for gain adjustment data corresponding to the detected forward and reverse RF signal power level data in a forward and backward gain adjustment information table; And adjusting the gain of the forward and reverse RF signals digitally by numerically calculating the gain control data for the found forward and reverse RF signals to the input forward and reverse digital signals.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면, RF 신호의 파워 레벨을 측정하는 별도의 소자를 사용하지 않고 디지털 신호처리에 의하여 RF 신호의 파워 레벨을 검출하며, 이득을 조절하기 위한 부가적인 소자의 사용 없이 디지털 신호처리에 의하여 RF 신호의 이득을 조절하기 때문에 그 정확성이 상대적으로 뛰어나다. 또한, RF 특성에 영향을 주지 않고, 주변 환경 요소에 의한 영향을 상대적으로 적게 받으므로 좀 더 안정적인 디지털 광 중계기 시스템을 구현할 수 있게 된다. According to the present invention configured as described above, the power level of the RF signal is detected by digital signal processing without using a separate device for measuring the power level of the RF signal, and without the use of an additional device for adjusting the gain. Since the gain of the RF signal is adjusted by digital signal processing, its accuracy is relatively excellent. In addition, it is possible to implement a more stable digital optical repeater system because it is less affected by the surrounding environment factors without affecting the RF characteristics.
또한, 종래 디지털 전치 왜곡(DPD) 방식을 채택한 디지털 광 중계 시스템에서도 리모트 광 유닛(ROU)에 업 컨버터가 존재하지 않아 이득 조절을 할 수 없었지만, 본 발명을 적용하면 이득 조절 문제를 해결하여 RF 특성의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, in the digital optical relay system adopting the conventional digital predistortion (DPD) method, gain control was not possible because the upconverter does not exist in the remote optical unit (ROU). It is possible to improve the stability of the.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 광 중 계 시스템과 이 디지털 광 중계 시스템에서의 디지털 신호 처리 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a digital optical relay system and a digital signal processing method in the digital optical relay system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서 메인 허브 유닛(MHU) 및 리모트 광 유닛(ROU)에서 하향 변환 모듈과 상향 변환 모듈, 신호처리모듈 및 제어모듈의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 5 is a diagram for describing the configuration of a down conversion module, an up conversion module, a signal processing module, and a control module in a main hub unit (MHU) and a remote optical unit (ROU) in a digital optical relay system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram.
동 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서는 MHU(2A)의 하향 변환 모듈(21A) 및 상향 변환 모듈(24A)에 RF 신호의 이득을 조절하는 감쇠기가 필요하지 않고, 또 기지국 측으로부터 오는 RF 신호의 파워 레벨을 측정하기 위한 소자도 필요하지 않으며, MHU(2A)의 제어모듈(25A)은 하향 변환 모듈(21A) 및 상향 변환 모듈(24A)의 이득제어를 수행하지 않는다. As shown in the figure, in the digital optical relay system according to an embodiment of the present invention, an attenuator for adjusting the gain of the RF signal is required for the
또, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서는 ROU(3A)의 하향 변환 모듈(31A) 및 상향 변환 모듈(37A)에 RF 신호의 이득을 조절하는 감쇠기가 필요하지 않고, 또 사용자 단말기 측으로부터 오는 RF 신호의 파워 레벨을 측정하기 위한 소자도 필요하지 않으며, ROU(3A)의 제어모듈(25A)은 하향 변환 모듈(21A) 및 상향 변환 모듈(24A)의 이득제어를 수행하지 않는다.In addition, in the digital optical relay system according to the embodiment of the present invention, the down conversion module 31A and the up
상기 ROU(3A)의 신호처리모듈(32A)을 구성하는 디지털 신호처리부(32_1A)에서는 디지털 광 모듈(31)을 통해 입력되는 순방향의 디지털 신호를 신호처리하여 입력 디지털 신호로부터 순방향 RF 신호 파워 레벨을 검출하고 이 순방향 RF 신호 파워 레벨을 제어모듈(38A)에 전달하고, 제어모듈(38A)로부터 전달받은 순방향 RF 신호에 대한 이득 조절 데이터를 입력되는 순방향의 디지털 신호에 수치 연산함으 로써 디지털적으로 순방향 RF 신호의 이득을 조절하여 출력한다. 이에 따라 RF 신호의 이득이 조절된 순방향의 디지털 신호는 신호변환모듈(32_1)에서 아날로그 신호로 변환되어 순방향의 상향 변환모듈(33)로 출력된다.In the digital signal processor 32_1A constituting the
한편, 역방향의 하향 변환 모듈(37A)을 통하여 입력된 역방향의 RF 신호는 신호변환모듈(32_1)에서 디지털 신호로 변환되어 디지털 신호처리부(32_2A)에 입력된다. 상기 디지털 신호처리부(32_1A)에서는 입력되는 역방향의 디지털 신호를 신호처리하여 입력 디지털 신호로부터 역방향 RF 신호 파워 레벨을 검출하고 이 역방향 RF 신호 파워 레벨을 제어모듈(38A)에 전달하고, 제어모듈(38A)로부터 전달받은 역방향 RF 신호에 대한 이득 조절 데이터를 입력되는 역방향의 디지털 신호에 수치 연산함으로써 디지털적으로 역방향 RF 신호의 이득을 조절한 후에 이 이득 조절된 디지털 신호를 디지털 광 모듈(31)을 통해 MHU(2A)측으로 전송한다.On the other hand, the reverse RF signal input through the
상기 제어모듈(38A)은 순방향 및 역방향의 이득 조절 정보 테이블을 구비하고 있으며, 디지털 신호처리부(32_2A)에서 검출하여 전달된 순방향 및 역방향의 RF 신호 파워 레벨에 대응하는 순방향 및 역방향의 이득 조절 데이터를 상기 순방향 및 역방향의 이득 조절 정보 테이블에서 찾아서 해당 이득 조절 데이터를 디지털 신호처리부(32_2A)에 전달한다.The
여기서, 상기 디지털 신호처리부(32_2A)는 FPGA(Field-Programmable Gate Array)로 구성될 수 있다.The digital signal processor 32_2A may be configured as a field-programmable gate array (FPGA).
또한, 상기한 점들을 제외하고 MHU(2A) 및 ROU(3A)는 도 1 및 도 2에 도시한 종래 구성과 동일하다.Also, except for the above points, the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서 메인 허브 유닛(MHU) 및 리모트 광 유닛(ROU)에서 하향 변환 모듈과 상향 변환 모듈, 신호처리모듈 및 제어모듈의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 6 is a diagram for describing the configuration of a down conversion module, an up conversion module, a signal processing module, and a control module in a main hub unit (MHU) and a remote optical unit (ROU) in a digital optical relay system according to another embodiment of the present invention. It is a block diagram.
동 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서도 상기한 도 5의 실시예와 마찬가지로 MHU(2A)의 하향 변환 모듈(21A) 및 상향 변환 모듈(24A)에 RF 신호의 이득을 조절하는 감쇠기가 필요하지 않고, 또 기지국 측으로부터 오는 RF 신호의 파워 레벨을 측정하기 위한 소자도 필요하지 않으며, MHU(2A)의 제어모듈(25A)은 하향 변환 모듈(21A) 및 상향 변환 모듈(24A)의 이득제어를 수행하지 않는다. As shown in the figure, in the digital optical relay system according to another embodiment of the present invention, RF is applied to the down-
또, 본 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서의 디지털 신호처리부(32_2A) 및 제어모듈(38A)의 동작은 상기한 도 5의 실시예와 실질적으로 동일하다.In addition, the operations of the digital signal processor 32_2A and the
다음으로, 본 발명에 따른 디지털 광 중계 시스템의 디지털 신호처리부(32_2A)에서 RF 신호 파워 레벨의 검출 및 이득 제어 동작에 대하여 상세히 설명한다.Next, an operation of detecting and gain control of the RF signal power level in the digital signal processing unit 32_2A of the digital optical relay system according to the present invention will be described in detail.
아날로그 신호는 아날로그/디지털 변환기를 거치면 아날로그 신호의 파워 레벨에 따라 디지털 신호의 크기도 변하게 된다. 그러나 샘플링 클럭으로 디지털화한 하나하나의 디지털 신호로는 전체적인 아날로그 신호의 파워 레벨을 측정할 수 없으므로 일정 횟수 이상의 연속되는 디지털 신호를 더한 후 그 더한 횟수로 나누게 되면 아날로그 레벨당 일정한 수치의 값을 나타내게 된다. The analog signal goes through the analog-to-digital converter, and the magnitude of the digital signal changes according to the power level of the analog signal. However, since each digital signal digitized by the sampling clock cannot measure the power level of the entire analog signal, if you add more than a certain number of consecutive digital signals and divide them by the number of times, the digital signal shows a constant value per analog level. .
이러한 원리를 이용하여 MHU(2A)의 하향 변환 모듈(21A)을 통해 신호처리모듈(22)에 들어온 RF 신호가 일정 값의 아날로그 신호의 파워 레벨이라 하면, 이는 신호변환부(22_1)에서 아날로그/디지털 변환을 14 비트의 디지털 신호로 변환되어 광 모듈(23, 31)을 거쳐 ROU(3A)의 신호처리모듈(32A)의 디지털 신호처리부(32_2A)에 입력된다. 상기 디지털 신호처리부(32_2A) 입력되는 디지털 신호를 예를 들면 50MHz 샘플링 클럭을 사용했을 경우 예를 들면 226만큼의 연속되는 디지털 신호를 더한 후 226 로 나누게 되면(즉, 일정 구간에서 연속하는 디지털 신호의 평균값을 구하면) 아날로그의 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값이 된다(도 7의 S1). 상기 디지털 신호처리부(32_2A)는 아날로그의 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값을 제어모듈(38A)로 보낸다(도 7의 S2).Using this principle, if the RF signal entered into the
상기 제어모듈(38A)에서는 사용자에 의하여 설정되어 있는 순방향 이득 조절 정보 테이블에서 상기 디지털 신호처리부(32_2A)로부터 전달된 디지털 값에 대응하는 14비트의 이득 조절 데이터를 찾아 그 이득 조절 데이터를 상기 디지털 신호처리부(32_2A)로 보낸다(도 7의 S5~S7).The
상기 디지털 신호처리부(32_2A)는 광 모듈(31)에서 입력된 14 비트의 디지털 신호에 상기 이득 조절 데이터를 수치연산(예를 들면 가산)을 하여 출력한다(도 7의 S9~S11). 이 출력 데이터는 도 5의 실시예에서는 신호변환모듈(32_1)에서 아날로그 신호로 변환되어 상향 변환 모듈(33A)로 전달되고, 도 6의 실시예에서는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)처리부를 경유하여 DPD 모듈(39)로 전달 된다.The digital signal processor 32_2A performs numerical calculation (for example, addition) of the gain adjustment data on the 14-bit digital signal input from the optical module 31 (S9 to S11 in FIG. 7). In the embodiment of FIG. 5, the output data is converted into an analog signal by the signal conversion module 32_1 and transferred to the up
한편, 역방향의 경우 ROU(3A)의 하향 변환 컨버터(37A)를 통해 신호처리ahe모듈(32A)에 들어온 RF 신호가 일정 값의 아날로그 신호의 파워 레벨이라 하면, 이는 12 비트 디지털 신호로 변환되어 디지털신호처리부(32_2A)에 입력된다. 디지털신호처리부(32_2A)에서 예를 들면 50MHz 샘플링 클럭을 사용했을 경우 예를 들면 226 만큼의 연속되는 디지털 신호를 더한 후 226로 나누게 되면(즉, 일정 구간에서 연속하는 디지털 신호의 평균값을 구하면) 아날로그의 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값이 된다(도 7의 S1). 상기 디지털 신호처리부(32_2A)는 아날로그의 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값을 제어모듈(38A)로 보낸다(도 7의 S3).On the other hand, in the reverse direction, if the RF signal entering the signal
상기 제어모듈(38A)에서는 사용자에 의하여 설정되어 있는 역방향 이득 조절 정보 테이블에서 상기 디지털 신호처리부(32_2A)로부터 전달된 디지털 값에 대응하는 12비트의 이득 조절 데이터를 찾아 그 이득 조절 데이터를 상기 디지털 신호처리부(32_2A)로 보낸다(도 7의 S5~S7). The
상기 디지털 신호처리부(32_2A)는 입력되는 역방향의 12비트 디지털 신호에 상기 이득 조절 데이터를 수치연산(예를 들면 가산)을 하여 출력한다. 이 출력 신호는 광 모듈(31,23)을 거쳐 MHU(22)의 신호처리모듈(22)에 입력되어 아날로그신호로 변환되어 출력된다(도 7의 S9~S11).The digital signal processor 32_2A performs numerical calculation (for example, adding) on the gain control data to an input 12-bit digital signal in the reverse direction, and outputs the digital result. This output signal is input to the
다음으로, 디지털 신호처리부(32_2A)와 제어모듈(38A)에서 순방향 디지털신호에 대한 아날로그 파워 레벨 검출 및 이득 조절에 대하여 구체 예를 들어 설명하 기로 한다.Next, the analog power level detection and the gain control of the forward digital signal in the digital signal processor 32_2A and the
예를 들어 사용자가 순방향 아날로그 입력 파워 허용 레벨의 범위를 -15 ~ -20dBm으로 설정해 놓았고, 실제 아날로그 파워 입력 레벨이 -10 dBm(과입력), -17 dBm(gkj용 입력), -25 dBm(저입력)의 세 종류라고 가정한다.For example, the user has set the range of the forward analog input power tolerance level from -15 to -20 dBm, and the actual analog power input levels are -10 dBm (over input), -17 dBm (input for gkj), -25 dBm ( Assume that there are three kinds of low input.
1) -10 dBm(과입력)의 순방향 아날로그 신호 입력 파워 레벨이 입력되는 경우(표 1 참조)1) When a forward analog signal input power level of -10 dBm (over input) is input (see Table 1).
신호처리모듈(32A)의 디지털신호처리부(32_2A)에서는 연속하는 14비트의 순방향 디지털 신호를 평균하여 -10 dBm의 아날로그 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값(헥사 코드 : 0FF5)을 구하고, 이 디지털 값(헥사 코드 : 0FF5)을 제어모듈(38A)에 전달한다. 이에 따라 제어모듈(38A)은 최대 아날로그 입력 파워 레벨의 디지털화한 데이터(헥사 코드 : 1FBD)와 비교하여 그 차이에 대한 데이터(헥사 코드 : 0FC8)를 디지털신호처리부(32_2A)로 보내게 되며, 디지털신호처리부(32_2A)에서는 이 데이터(헥사 코드 : 0FC8)를 입력되는 14비트의 순방향 디지털 신호에 더하여 아날로그 신호의 파워 레벨을 감쇠시켜 -15 dBm의 아날로그 신호의 파워 레벨을 출력하게 된다. The digital signal processing section 32_2A of the
2) -17 dBm(허용 입력)의 순방향 아날로그 신호 입력 파워 레벨이 입력되는 경우(표 2 참조)2) When a forward analog signal input power level of -17 dBm (allowed input) is input (see Table 2).
신호처리모듈(32A)의 디지털신호처리부(32_2A)에서는 연속하는 14비트의 순방향 디지털 신호의 평균하여 -17 dBm의 아날로그 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값(헥사 코드 : 208C)을 구하고, 이 디지털 값(헥사 코드 : 208C)을 제어모듈(38A) 에 전달한다. 이에 따라 제어모듈(38A)은 아날로그 입력 파워 허용 레벨의 디지털화 한 정보(헥사 코드 : 1FBD ~ 2BC6)와 비교하여 그 차이에 대한 정보(헥사 코드 : 0000)를 디지털신호처리부(32_2A)로 보내게 되며, 디지털신호처리부(32_2A)에서는 이 데이터(헥사 코드 : 0000)를 입력되는 14비트의 순방향 디지털 신호에 더하여 아날로그 신호의 파워 레벨을 그대로 유지시킨다. The digital signal processing unit 32_2A of the
3) -25 dBm(저입력)의 순방향 아날로그 신호 입력 파워 레벨이 입력되는 경우(표 3 참조)3) When a forward analog signal input power level of -25 dBm (low input) is input (see Table 3).
신호처리모듈(32A)의 디지털신호처리부(32_2A)에서는 연속하는 14비트의 순방향 디지털 신호의 평균하여 -25 dBm의 아날로그 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값(헥사 코드 : 27EF)을 구하고, 이 디지털 값(헥사 코드 : 27EF)을 제어모듈(38A)에 전달한다. 이에 따라 제어모듈(38A)은 최소 아날로그 입력 파워 레벨의 디지털화한 데이터(헥사 코드 : 2BC6)와 비교하여 그 차이에 대한 데이터(헥사 코드 : 03D7)를 디지털신호처리부(32_2A)로 보내게 되며, 디지털신호처리부(32_2A)에서는 이 데이터(헥사 코드 : 03D7)를 입력되는 14비트의 순방향 디지털 신호에 더하여 아날로그 신호의 파워 레벨을 증가시켜 -20 dBm의 아날로그 신호의 파워 레벨을 출력하게 된다. The digital signal processing section 32_2A of the
다음으로, 디지털 신호처리부(32_2A)와 제어모듈(38A)에서 역방향 디지털신호에 대한 아날로그 파워 레벨 검출 및 이득 조절에 대하여 구체 예를 들어 설명하기로 한다. Next, analog power level detection and gain control of the reverse digital signal in the digital signal processor 32_2A and the
예를 들어 사용자가 역방향 아날로그 입력 파워 허용 레벨의 범위를 -15 ~ -20dBm으로 설정해 놓았고, 실제 아날로그 파워 입력 레벨이 -10 dBm(과입력), -17 dBm(허용 입력), -25 dBm(저입력)의 세 종류라고 가정한다.For example, the user has set the range for the reverse analog input power tolerance level from -15 to -20 dBm, and the actual analog power input levels are -10 dBm (over input), -17 dBm (allowed input), and -25 dBm (low). Assume three kinds of input).
1) -10 dBm(과입력)의 역방향 아날로그 신호 입력 파워 레벨이 입력되는 경우(표 1 참조)1) When a reverse analog signal input power level of -10 dBm (over input) is input (see Table 1)
신호처리모듈(32A)의 디지털신호처리부(32_2A)에서는 연속하는 12비트의 역방향 디지털 신호를 평균하여 -10 dBm의 아날로그 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값(헥사 코드 : 3FD)을 구하고, 이 디지털 값(헥사 코드 : 3FD)을 제어모듈(38A)에 전달한다. 이에 따라 제어모듈(38A)은 최대 아날로그 입력 파워 레벨의 디지털화한 데이터(헥사 코드 : 5CD)와 비교하여 그 차이에 대한 데이터(헥사 코드 : 1D0)를 디지털신호처리부(32_2A)로 보내게 되며, 디지털신호처리부(32_2A)에서는 이 데이터(헥사 코드 : 1D0)를 입력되는 12비트의 역방향 디지털 신호에 더하여 아날로그 신호의 파워 레벨을 감쇠시켜 -15 dBm의 아날로그 신호의 파워 레벨을 출력하게 된다. The digital signal processing section 32_2A of the
2) -17 dBm(허용 입력)의 역방향 아날로그 신호 입력 파워 레벨이 입력되는 경우(표 2 참조)2) When a reverse analog signal input power level of -17 dBm (allowed input) is input (see Table 2)
신호처리모듈(32A)의 디지털신호처리부(32_2A)에서는 연속하는 12비트의 역방향 디지털 신호의 평균하여 -17 dBm의 아날로그 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값(헥사 코드 : 6A3)을 구하고, 이 디지털 값(헥사 코드 : 6A3)을 제어모듈(38A)에 전달한다. 이에 따라 제어모듈(38A)은 아날로그 입력 파워 허용 레벨의 디지털화 한 정보(헥사 코드 : 5CD ~ 7EF)와 비교하여 그 차이에 대한 정보(헥사 코드 : 000)를 디지털신호처리부(32_2A)로 보내게 되며, 디지털신호처리부(32_2A)에서는 이 데이터(헥사 코드 : 000)를 입력되는 12비트의 역방향 디지털 신호에 더하여 아날로그 신호의 파워 레벨을 그대로 유지시킨다. The digital signal processor 32_2A of the
3) -25 dBm(저입력)의 역방향 아날로그 신호 입력 파워 레벨이 입력되는 경우(표 3 참조)3) When a reverse analog signal input power level of -25 dBm (low input) is input (see Table 3)
신호처리모듈(32A)의 디지털신호처리부(32_2A)에서는 연속하는 12비트의 역방향 디지털 신호의 평균하여 -25 dBm의 아날로그 파워 레벨을 갖는 일정한 디지털 값(헥사 코드 : 9CB)을 구하고, 이 디지털 값(헥사 코드 : 9CB)을 제어모듈(38A)에 전달한다. 이에 따라 제어모듈(38A)은 최소 아날로그 입력 파워 레벨의 디지털화한 데이터(헥사 코드 : 7EF)와 비교하여 그 차이에 대한 데이터(헥사 코드 : 1DE)를 디지털신호처리부(32_2A)로 보내게 되며, 디지털신호처리부(32_2A)에서는 이 데이터(헥사 코드 : 1DE)를 입력되는 12비트의 역방향 디지털 신호에 더하여 아날로그 신호의 파워 레벨을 증가시켜 -20 dBm의 아날로그 신호의 파워 레벨을 출력하게 된다. The digital signal processing section 32_2A of the
<표 1> 아날로그 신호 과입력시 변환테이블<Table 1> Conversion table for analog signal over input
<표 2> 아날로그 신호 허용 입력시 변환테이블<Table 2> Conversion Table for Analog Signal Tolerance Input
<표 3> 아날로그 신호 저입력시 변환테이블<Table 3> Conversion table for analog signal low input
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, RF 신호의 파워 레벨을 측정하는 별도의 소자를 사용하지 않고 디지털 신호처리에 의하여 RF 신호의 파워 레벨을 검출하며, 이득을 조절하기 위한 부가적인 소자의 사용 없이 디지털 신호처리에 의하여 RF 신호의 이득을 조절하기 때문에 그 정확성이 상대적으로 뛰어나다. 또한, RF 특성에 영향을 주지 않고, 주변 환경 요소에 의한 영향을 상대적으로 적게 받으므로 좀 더 안정적인 디지털 광 중계기 시스템을 구현할 수 있게 된다. As described above, according to the present invention, the digital signal processing detects the power level of the RF signal without using a separate device for measuring the power level of the RF signal, and does not use an additional device for adjusting the gain. Since the gain of the RF signal is adjusted by signal processing, its accuracy is relatively excellent. In addition, it is possible to implement a more stable digital optical repeater system because it is less affected by the surrounding environment factors without affecting the RF characteristics.
한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예들에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 수정 및 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부하는 특허청구범위에 속하는 것이라면 본 발명에 포함되는 것은 자명할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above specific embodiments, it can be carried out by various modifications and variations within the scope not departing from the gist of the present invention. If such changes and modifications fall within the scope of the appended claims, it will be apparent that they are included in the present invention.
도 1은 종래 디지털 광 중계 시스템에 대한 일예의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an example of a conventional digital optical relay system.
도 2는 도 1에 도시한 메인 허브 유닛(MHU) 및 리모트 광 유닛(ROU)에서 하향 변환 모듈과 상향 변환 모듈, 신호처리모듈 및 제어모듈의 관계를 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a down conversion module, an up conversion module, a signal processing module, and a control module in the main hub unit MHU and the remote optical unit ROU shown in FIG. 1.
도 3은 종래 디지털 광 중계 시스템에 대한 다른 예의 구성도이다.3 is a configuration diagram of another example of a conventional digital optical relay system.
도 4는 도 3에 도시한 메인 허브 유닛(MHU) 및 리모트 광 유닛(ROU)에서 하향 변환 모듈과 상향 변환 모듈, 신호처리모듈 및 제어모듈의 관계를 설명하기 위한 구성도이다.4 is a configuration diagram illustrating a relationship between a down conversion module, an up conversion module, a signal processing module, and a control module in the main hub unit MHU and the remote optical unit ROU shown in FIG. 3.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서 메인 허브 유닛(MHU) 및 리모트 광 유닛(ROU)에서 하향 변환 모듈과 상향 변환 모듈, 신호처리모듈 및 제어모듈의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 5 is a diagram for describing the configuration of a down conversion module, an up conversion module, a signal processing module, and a control module in a main hub unit (MHU) and a remote optical unit (ROU) in a digital optical relay system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 광 중계 시스템에서 메인 허브 유닛(MHU) 및 리모트 광 유닛(ROU)에서 하향 변환 모듈과 상향 변환 모듈, 신호처리모듈 및 제어모듈의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 6 is a diagram for describing the configuration of a down conversion module, an up conversion module, a signal processing module, and a control module in a main hub unit (MHU) and a remote optical unit (ROU) in a digital optical relay system according to another embodiment of the present invention. It is a block diagram.
도 7은 본 발명에 따른 디지털 광 중계 시스템에서 디지털 신호 처리 과정을 설명하기 위한 절차 도면이다.7 is a flowchart illustrating a digital signal processing process in the digital optical relay system according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 기지국 2, 2A : 메인 허브 유닛(MHU)1:
3, 3_1, 3A, 3_1A : 리모트 광 유닛(ROU)3, 3_1, 3A, 3_1A: Remote Optical Unit (ROU)
4 : 단말기 21,21A : 순방향 하향 변환 모듈4:
22 : 신호처리모듈 23 : 디지털 광 모듈22: signal processing module 23: digital optical module
24, 24A : 역방향 상향 변환 모듈 25, 25A : 제어 모듈24, 24A: reverse up-
31 : 디지털 광 모듈 32, 32A : 신호처리모듈31: digital
33, 33A : 순방향 상향 변환 모듈 34 : 저전력증폭기 모듈33, 33A: Forward Up Conversion Module 34: Low Power Amplifier Module
35 : 듀플렉서 36 : 저잡음증폭기35: duplexer 36: low noise amplifier
37, 37A : 역방향 하향 변환 모듈 38, 38A : 제어 모듈37, 37A: reverse down
39 : 디지털 전치 왜곡(DPD) 모듈39: digital predistortion (DPD) module
Claims (5)
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