KR100903948B1 - 이동 통신 시스템에서 파일럿 신호를 이용하여 동기화하는마이크로웨이브 중계기 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신 채널 내에 삽입한 파일럿 신호를 이용하여 마이크로웨이브 중계기들 간에 동기화하여 통신함으로써 원격지 중계기를 통하여 통신하는 이동 단말이 기지국과 원활하게 서비스 신호를 주고 받을 수 있는 이동 통신용 마이크로웨이브 중계기 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 다른 중계기로 통신 서비스 신호를 전송하는 마이크로웨이브 중계기는, 입력 채널 신호의 주파수를 변환하는 믹서, 입력 기준 발진 신호의 주파수를 변환하여 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 PLL, 및 상기 믹서에 의하여 주파수 변환된 신호와 상기 파일럿 신호를 합성하는 합성기를 포함하고, 상기 합성된 신호에 기초하여 생성된 무선 통신 서비스 신호가 상기 다른 중계기로 전송되고, 상기 파일럿 신호는, 상기 입력 채널 신호의 대역폭 내에 삽입되고, 상기 다른 중계기에서 추출되어 상기 입력 채널 신호의 복원을 위한 발진 신호의 생성에 이용되는 것을 특징으로 한다.

마이크로웨이브 중계기, 기지국 중계기, 원격지 중계기, 파일럿

Description

이동 통신 시스템에서 파일럿 신호를 이용하여 동기화하는 마이크로웨이브 중계기 및 그 방법{Microwave Relaying Apparatus for Synchronizing Using Pilot Signal in Mobile Communication System and Method thereof}

본 발명은 이동 통신을 위한 기지국 중계기에 관한 것으로서, 특히, CDMA, PCS, WCDMA, GSM 등의 규격에 따른 이동 통신 채널 내에 삽입한 파일럿(pilot) 신호를 이용하여 마이크로웨이브(microwave) 중계기들 간에 동기화하여 통신함으로써 원격지 중계기를 통하여 통신하는 이동 단말이 기지국과 원활하게 서비스 신호를 주고 받을 수 있는 이동 통신용 마이크로웨이브 중계기 및 그 방법에 관한 것이다.

CDMA, PCS, WCDMA, GSM 등의 망을 운용하기 위하여 사용되는 마이크로웨이브 중계기는, 광 중계기와는 달리 링크(link) 구간이 마이크로웨이브 안테나를 통해 무선으로 접속이 되므로, 원격지 중계기와 동기를 맞추기 위해 시스템의 기준이 되는 기준 발진기를 사용한다. 마이크로웨이브 중계기용 기준 발진기의 성능은 시스템에 영향을 주기 때문에 위상 잡음에 강해야 하며 주파수 안정도가 우수해야 한다.

마이크로웨이브 중계기는 CDMA, PCS, WCDMA 등의 규격에 따른 기지국 신호를 위와 같은 기준 발진기를 이용하여 마이크로웨이브 대역, 예를 들어, 11GHz 또는 18GHz등으로 변환하여 마이크로웨이브 안테나를 통해 원격지 중계기로 전송하며, 원격지 중계기에서는 마이크로웨이브 안테나로 수신하여 본래의 CDMA, PCS, WCDMA 등의 규격에 따른 주파수의 신호로 변환하여 이동 단말에 서비스할 수 있다.

현재의 이동 통신은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)변조 방식과 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)등의 고속 데이타 서비스를 함에 있어, 기지국의 중계기와 원격지 중계기가 서로 동기가 맞지 않으면 주파수 안정도와 위상 오차로 인하여 이동 단말에 원활한 서비스를 하기가 어렵다.

일반적으로 기지국 중계기와의 동기를 맞추기 위하여 사용되는 원격지 마이크로웨이브 중계기용 기준 발진기로서 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 10MHz발진 신호를 생성하는 장치가 이용될 수 있고, 또는 FSK(Frequency Shift Keying) 모뎀으로부터 전송된 데이터를 이용하여 10MHz발진 신호를 생성하는 장치가 이용될 수 있다. 그러나, 이와 같은 발진기들은 고가의 장치라는 단점이 있고, 특히FSK 모뎀을 이용하는 경우에는 수신 데이터가 비정상 상태가 되면 원격지 중계기에서 동기가 맞지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 기지국과 원격지 간에 저렴하면서도 성능이 우수한 방법으로 동기화하여 이동 통신 서비스를 제공할 수 있는 이동 통신용 마이크로웨이브 중계기 및 그 방법 을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은, 원격지 중계기에 고가의 기준 발진기를 장착하지 않아도 이동 단말이 원활한 서비스를 받을 수 있도록 하기 위하여, CDMA, PCS, WCDMA, GSM 등 통신사 규격에 따른 이동 통신 채널 내에 삽입한 파일럿 신호를 이용하여 동기화하여 통신할 수 있도록 하는 이동 통신용 마이크로웨이브 중계기 및 그 방법에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따라 다른 중계기로 통신 서비스 신호를 전송하는 마이크로웨이브 중계기는, 입력 채널 신호의 주파수를 변환하는 믹서; 입력 기준 발진 신호의 주파수를 변환하여 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 PLL; 및 상기 믹서에 의하여 주파수 변환된 신호와 상기 파일럿 신호를 합성하는 합성기를 포함하고, 상기 합성된 신호에 기초하여 생성된 무선 통신 서비스 신호가 상기 다른 중계기로 전송되고, 상기 파일럿 신호는, 상기 입력 채널 신호의 대역폭 내에 삽입되고, 상기 다른 중계기에서 추출되어 상기 입력 채널 신호의 복원을 위한 발진 신호의 생성에 이용되는 것을 특징으로 한다.

상기 마이크로웨이브 중계기는, 기지국에 연결되어 CDMA, PCS, WCDMA, 및 GSM 중 적어도 어느 하나의 규격에 따른 기지국 신호를 상기 입력 채널 신호로서 수신하고, 상기 다른 중계기와 무선 링크하여 상기 다른 중계기로 상기 무선 통신 서비스 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 파일럿 신호는, 중심 주파수로부터 양측으로 상기 입력 채널 신호가 차지하는 대역을 제외한 상기 대역폭 내의 높은 또는 낮은 대역에 삽입되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따라 다른 중계기로부터 통신 서비스 신호를 수신하는 마이크로웨이브 중계기는, 수신되는 일정 대역폭의 무선 통신 서비스 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부; 및 상기 주파수 변환부에 의하여 주파수 변환된 신호로부터 상기 대역폭 내에서 미리 정해진 주파수로 삽입된 파일럿 신호를 분리하여, 상기 파일럿 신호에 기초하여 동기용 발진 신호를 생성하고, 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 주파수 변환부에 의하여 주파수 변환된 신호에서 상기 파일럿 신호가 제거된 제1 신호의 주파수를 변환하는 원격지 유닛을 포함하고, 상기 주파수 변환부는 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 무선 통신 서비스 신호의 주파수를 변환하는 것을 특징으로 한다.

상기 원격지 유닛은, 상기 파일럿 신호의 주파수를 변환하여 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 회로로 제공하는 분주기를 포함한다.

상기 분주기는, 상기 동기용 발진 신호에 동기된 일정 주파수의 발진 신호를 생성하는 PLL; 및 상기 PLL 출력을 이용하여 상기 파일럿 신호가 적어도 하나의 SAW 필터에서 필터링된 신호의 주파수를 변환하는 믹서를 포함한다.

상기 분주기는, 적어도 하나 이상의 SAW 필터와 적어도 하나 이상의 주파수 분주기를 이용하여 상기 파일럿 신호의 주파수를 변환하는 것도 가능하다.

상기 원격지 유닛은, 상기 파일럿 신호의 주파수가 변환된 신호로부터 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 동기용 PLL을 포함한다.

상기 동기용 PLL은, 상기 파일럿 신호의 주파수가 변환된 신호를 카운트하여 주파수를 변환하는 R 카운터; 피드백 신호의 주파수를 프리-스케일링하는 프리스케일러; 상기 프리스케일러의 출력을 카운트하여 주파수를 변환하는 N 카운터; 상기 R 카운터의 출력과 상기 N 카운터의 출력 사이의 위상을 비교하는 위상 검출기; 상기 위상 검출기의 비교 결과에 따라 출력 전류를 조절하는 차지 펌프; 상기 차지 펌프의 출력에 따라 일정 DC에 해당하는 신호를 생성하는 루프 필터; 및 상기 루프 필터의 출력 전압에 응답하여 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 발진 회로를 포함한다.

상기 원격지 유닛은, 상기 동기용 발진 신호와 같은 주파수의 발진 신호를 생성하는 발진기; 및 소정 제어 신호에 따라 선택적으로 상기 동기용 PLL의 출력 또는 발진기의 출력을 선택하는 RF 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 원격지 유닛은, 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 제1신호를 중간 주파수의 제2 신호로 변환하고, 다시 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 제2신호의 주파수를 변환하여 본래의 채널 신호로 복원하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일면에 따라 이동 통신용 중계기로 마이크로웨이브 통신 서비스 신호를 전송하는 방법은, 입력 채널 신호의 주파수를 변환하는 단계; 입력 기준 발진 신호의 주파수를 변환하여 파일럿 신호를 생성하는 단계; 및 상기 주파수 변환된 신호와 상기 파일럿 신호를 합성하는 단계를 포함하고, 상기 합성된 신호에 기초하여 생성된 무선 통신 서비스 신호가 상기 이동 통신용 중계기로 전송 되고, 상기 파일럿 신호는, 상기 입력 채널 신호의 대역폭 내에 삽입되고, 상기 이동 통신용 중계기에서 추출되어 상기 입력 채널 신호의 복원을 위한 발진 신호의 생성에 이용되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 일면에 따라 이동 통신용 중계기로부터 마이크로웨이브 통신 서비스 신호를 수신하는 방법은, 수신되는 일정 대역폭의 무선 통신 서비스 신호의 주파수를 변환하는 단계; 및 상기 주파수 변환된 신호로부터 상기 대역폭 내에서 미리 정해진 주파수로 삽입된 파일럿 신호를 분리하는 단계; 상기 파일럿 신호에 기초하여 동기용 발진 신호를 생성하는 단계; 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 주파수 변환된 신호에서 상기 파일럿 신호가 제거된 신호의 주파수를 변환하는 단계를 포함하고, 상기 무선 통신 서비스 신호의 주파수를 변환하는 단계는 상기 동기용 발진 신호를 이용하는 것을 한다.

본 발명에 따른 마이크로웨이브 중계기에 따르면, 기지국과 원격지 간에 저렴하면서도 성능이 우수한 방법으로 동기화하여 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 마이크로웨이브 중계기에 따르면, CDMA, PCS, WCDMA, GSM 등 통신사 규격에 따른 이동 통신 채널 내에 삽입한 파일럿 신호에 기초하여 생성한 발진 신호를 이용하여 동기화하고 기지국과 원격지 간에 통신 서비스 신호를 주고 받음으로써, 원격지 중계기에 고가의 기준 발진기를 장착하지 않아도 이동 단말이 원활한 이동 통신 서비스를 제공받을 수 있다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 중계기와 원격지 중계기를 포함하는 이동 통신 중계 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 중계기는 IDU(Indoor Donor Unit: 옥내 도너 유닛)(110) 및 MDU(Microwave Donor Unit: 마이크로웨이브 도너 유닛)(120)을 포함하고, 본 발명의 일실시예에 따른 원격지 중계기는 MRU(Microwave Remote Unit: 마이크로웨이브 원격지 유닛)(130) 및 RU(Remote Unit:원격지 유닛)(140)을 포함한다.

IDU(110)는 CDMA, PCS, WCDMA 및 GSM 등의 무선망의 기지국에서 이동 단말로 서비스를 위하여 생성한 채널 신호들(예를 들어, 중심 주파수 2.16GHz)을 주파수 변환(예를 들어, 중심 주파수 1.44GHz)하여 MDU(120)로 전송하며, MDU(120)는 IDU(110)로부터 수신한 채널 신호를 RF(Radio Frequency) 주파수 대역(예를 들어, 중심 주파수 11GHz)에 실어 안테나를 통하여 무선 통신 서비스 신호로서 송출한다. 역방향 신호는 이와 같은 순방향의 신호처리와는 역으로 처리된다. 예를 들어, 이동 단말로부터 발생한 신호들이나 제어 신호들이 원격지의 MRU(130)에서 안테나를 통하여 무선 통신 서비스 신호로서 송출될 수 있고, 이때 MDU(120)는 무선 통신 서비스 신호를 주파수 다운하여 IDU(110)로 전송하며, IDU(110)는 MDU(120)로부터 수 신한 신호를 주파수 변환하여 기지국으로 전달한다.

원격지의 RU(140)는 이동 단말로부터의 무선 신호(예를 들어, 중심 주파수 2.16GHz)를 주파수 변환하여 MRU(130)로 전송하고, MRU(130)는 이를 수신하여 안테나를 통하여 무선 통신 서비스 신호로서 MDU(120)로 송출하는 것 외에도, 순 방향 처리를 위하여 MRU(130)는 MDU(120)로부터 수신한 무선 통신 서비스 신호를 수신하여 주파수 변환(예를 들어, 중심 주파수 1.44GHz)하여 RU(140)로 전송하며, RU(140)는 MRU(130)로부터 수신한 채널 신호를 이동 단말로 서비스를 위한 무선 주파수 대역(예를 들어, 중심 주파수 2.16GHz)에 실어 안테나를 통하여 송출한다.

이와 같이 이동 통신 중계 시스템(100)은 하향 링크의 순방향 처리를 위하여 기지국 신호를 처리하여 이동 단말로 전송할 뿐만 아니라, 상향 링크의 역방향 처리를 위하여 이동 단말로부터의 신호를 처리하여 무선망 내의 기지국으로 전송한다.

이하에서는 이동 통신 중계 시스템(100)이 순방향 처리를 수행하는 과정을 중심으로 설명한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 순방향의 신호 처리과정이 역방향의 신호 처리 과정과 유사하므로, 역방향의 신호처리에서도 순방향의 신호 처리 과정 중 필요한 과정이 역방향 처리에도 적용될 수 있다.

도 2와 같이 기지국 신호는 20MHz 대역폭의 한 채널 내에 복수의 FA(Frequency Allocation)로 할당되어 전송될 수 있으며, 또한, 이와 같은 대역폭의 채널 여러 개의 신호들이 병렬 처리될 수도 있다. 각 FA 신호는 RU(140)에서 안테나, 예를 들어, 4 섹터 안테나를 통하여 각 섹터로 전송될 수 있다. 옴니(omni) 안테나인 경우에는 20MHz 대역폭의 한 채널이 여러 개의 FA로 할당되지 않으며, 채널 단위 대역의 신호가 옴니 안테나를 통하여 이동 단말을 향하여 모든 방향으로 전송될 수 있다.

특히, 본 발명에서는, IDU(110)에서 채널 마다 파일럿 신호(PILOT)를 삽입하여 원격지로 전송하고, 이 파일럿 신호(PILOT)가 원격지의 RU(140)에서 추출되어 동기화에 이용하도록 한다. 이에 따라 원격지에 고가의 GPS(Global Positioning System)나 FSK(Frequency Shift Keying) 모뎀 등을 이용하지 않아도 효과적이고 성능이 우수한 방법으로 동기화하여 이동 통신 서비스를 제공할 수 있도록 한다.

도 3은 도 1의 IDU(110)를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, IDU(110)는 제1 증폭기(AMP#1)(111), 믹서(mixer)(112), 발진기(113), 파일럿 PLL(Phase-Locked Loop)(114), 합성기(115), 제2 증폭기(AMP#2)(116) 및 바이어스-티(Bias-T)(117)를 포함한다.

제1 증폭기(AMP#1)(111)는 IDU(110)에서 신호 처리에 적합한 전압 레벨로 기지국으로부터 전달된 채널 신호를 증폭한다. 기지국 신호는 이동 단말로의 전송을 위한 CDMA, PCS, WCDMA, 및 GSM 등의 규격에 따른 소정 채널의 신호(예를 들어, 중심 주파수 2.16GHz, 대역폭 20MHz)일 수 있다.

믹서(112)는 제1 증폭기(AMP#1)(111)에서 증폭된 채널 신호의 주파수와 발진기(113)에서 출력되는 소정 주파수의 발진 신호를 합성하여 상기 증폭된 채널 신호의 주파수를 변환한다. 발진기(113)는 기지국에서 사용되고 있는 GPS 또는 OCXO(Oven Compensated Crystal Oscillator)를 이용한 10MHz 발진회로 등 기지국 신호 처리에 안정적으로 10MHz 기준 발진 신호를 발생할 수 있는 발진 장치로부터 10MHz 신호를 받아 적절한 주파수로 주파수를 증가시킨 발진 신호를 생성한다.

파일럿 PLL(114)은 위와 같은 10MHz 기준 발진 신호를 이용하여 주파수를 증가시킨 파일럿 신호(PILOT)를 생성한다. 파일럿 신호(PILOT)는, 예를 들어, 도 2와 같이1449.9MHz의 신호로서, 채널 신호의 대역폭(예를 들어, 20MHz) 내에 삽입되는 데, 채널 신호의 중심 주파수로부터 좌우 양측으로 채널 신호가 차지하는 대역(예를 들어, 18.44MHz)을 제외한 해당 대역폭 내의 가장자리 높은 또는 낮은 대역으로 실질적인 채널 신호보다, 예를 들어, 680khz 떨어진 위치에 삽입된다. 도 2와 같이 상대 마이크로웨이브 중계기와 무선 링크하여 데이터 통신 경로의 설정을 위한 링크용 FSK(Frequency Shift Keying) 신호는 파일럿 신호(PILOT)의 반대쪽에 삽입될 수 있다. 이와 같은 파일럿 신호(PILOT)는, 후술하는 바와 같이, 상대 마이크로웨이브 중계기 내의 RU(140)에서 추출되어 해당 채널 신호의 복원을 위한 발진 신호의 생성에 이용되도록 한다.

합성기(115)는 믹서(112)에 의하여 주파수 변환된 신호와 파일럿 신호(PILOT)를 합성한다. 합성기(115)는 위와 같은 10MHz 기준 발진 신호를 이용할 수 있다. 믹서(112)와 합성기(115)의 주파수 합성에 따라 목표 주파수, 예를 들어, 채널 신호와 파일럿 신호(PILOT)가 포함된 중심 주파수 1.44GHz의 신호가 생성되고, 이는 MDU(120)로 전송하기 적합하도록 제2 증폭기(AMP#2)(116)에서 적절히 증폭되고 바이어스-티(117)에 의하여 적절한 레벨의 DC(예를 들어, 27 볼트)가 부가된다.

바이어스-티(117)의 출력 신호는 MDU(120)로 전송되고, MDU(120)는 IDU(110)로부터 수신한 채널 신호와 파일럿 신호(PILOT)가 포함된 신호를 RF 주파수 대역(예를 들어, 중심 주파수 11GHz)에 실어 안테나를 통하여 무선 통신 서비스 신호로서 송출한다. MDU(120)는 멀티플렉서, 제어회로, 파워 증폭기, 다이플렉서 등을 구비하여 IDU(110)로부터 수신한 여러 채널의 신호(예를 들어, 중심 주파수 10.715GHz, 10.735GHz,..등 23개 채널)를 해당 RF 주파수 대역으로 변환하여 MRU(130)로 송신할 뿐만 아니라, MRU(130)로부터 수신되는 역방향의 마이크로웨이브를 처리하여 IDU(110)로 전달한다.

이와 같이, MDU(120)는 상대 마이크로웨이브 중계기와 무선 링크하여 상대 마이크로웨이브 중계기 내의 MRU(130)로 무선 통신 서비스 신호를 전송하면, MRU(130)는 MDU(120)로부터 수신한 무선 통신 서비스 신호(예를 들어, 중심 주파수 11GHz)를 수신하여 주파수 변환(예를 들어, 중심 주파수 1.44GHz)하여 RU(140)로 전송하며, RU(140)는 MRU(130)로부터 수신한 채널 신호를 이동 단말로 서비스를 위한 무선 주파수 대역(예를 들어, 중심 주파수 2.16GHz)에 실어 안테나를 통하여 송출한다.

도 4는 도 1의 MRU(130)와 RU(140)을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, MRU(130)는 제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)를 포함하는 주파수 변환부를 포함하고, RU(140)는 제1 분배기(141), 분주기(142), 동기화부(143), 제2 분배기(144), 제2 믹서(145), 제2 PLL(146),제3 믹서(147) 및 제3 PLL(148)을 포함한다.

도 4에는 도시되지 않았지만, MRU(130)는 MDU(120)로부터 무선 통신 서비스 신호를 수신하고 RU(140)로부터의 신호를 처리하여 MDU(120)로 전송하기 위하여, 위의 MDU(120)와 유사하게 멀티플렉서, 제어회로, 파워 증폭기, 다이플렉서 등을 구비하여, RU(140)로부터 수신한 여러 채널의 신호(예를 들어, 23개 채널)를 해당 RF 주파수 대역으로 변환하여 MDU(120)로 송신할 뿐만 아니라, MDU(120)로부터 수신되는 순방향의 마이크로웨이브를 처리하여 RU(140)로 전달한다.

MRU(130)의 제1 PLL(132)은 동기화부(143)가 파일럿 신호(PILOT)를 이용하여 생성한 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 제2 분배기(144)를 통하여 제공받고 일정 주파수의 발진 신호를 생성한다. 이에 따라 MRU(130)의 제1 믹서(131)는 앞단에서 추출된 MDU(120)로부터의 일정 대역폭(예를 들어, 채널당 20MHz)의 무선 통신 서비스 신호(예를 들어, 중심 주파수 11GHz)의 주파수를 제1 PLL(132)이 생성한 발진 신호를 이용하여 다운 변환(예를 들어, 1.44GHz로)한다. RU(140)가 MRU(130)로부터 짧은 거리에 있어서 신호의 왜곡에 문제가 되지 않는 경우에는, 제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)는 RU(140)에 포함될 수도 있으며, 이때 제1 믹서(131)의 앞단에는 수신 신호의 DC 레벨을 조절해주는 바이어스-티 회로가 포함될 수 있다. 또는 RU(140)가 MRU(130)로부터 좀 먼 거리에 있어서 신호의 왜곡이 문제될 수 있는 경우에는, 제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)는 MRU(130)에 포함되고, 제1 PLL(132)의 출력이 바이어스-티 회로에 의하여 DC 레벨이 조정된 후 RU(140)로 전송되는 것도 가능하다.

RU(140)는 제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)(경우에 따라서는 바이어스-티 회로 포함 가능)에 의하여 주파수 변환된 신호(예를 들어, 1.44GHz)로부터 해당 대역폭(예를 들어, 채널당 20MHz) 내에서 미리 정해진 주파수로 삽입된 파일럿 신호(PILOT)를 분리하고, 파일럿 신호(PILOT)에 기초하여 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 생성한다. 이와 같이 생성한 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 이용하여 RU(140)는 제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)에 의하여 주파수 변환된 신호에서 파일럿 신호(PILOT)를 제거한 순수 채널 신호를 주파수 변환하여 이동 단말로 전송할 신호(예를 들어, 2.16 GHz)로 복원한다.

이를 위하여, 제1 분배기(141)는 제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)에 의하여 주파수 변환된 신호(예를 들어, 1.44GHz)로부터 해당 대역폭(예를 들어, 채널당 20MHz) 내에서 미리 정해진 주파수로 삽입된 파일럿 신호(PILOT)를 분리하고, 파일럿 신호(PILOT)는 분주기(142)로 출력하며, 후속 처리될 순수 채널 신호(제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)에 의하여 주파수 변환된 신호에서 파일럿 신호를 제거한 신호)는 제2 믹서(145)로 출력한다.

분주기(142)는 파일럿 신호(PILOT)의 주파수(예를 들어, 1449.9MHz)를 변환하여, 예를 들어, 8.95MHz 신호를 동기화부(143)로 제공한다.

동기화부(143)는 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 생성한다. 도 4와 같이 동기화부(143)는 동기용 PLL(410)을 이용하여 분주기(142)의 출력 신호, 즉, 파일럿 신호(PILOT)의 주파수가 변환된 신호로부터 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 생성할 수 있으며, 또는 소정 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator) 발진기를 이용하여 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 생성할 수 도 있다. 목적에 따라 RF 스위치(420)에 소정 제어 신호를 인가함으로써, 동기용 PLL(410) 또는 소정 TCXO의 출력을 선택하여 동기화에 이용할 수 있다.

제2 분배기(144)는 RF 스위치(420)에서 출력되는 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 제1 PLL(132), 제2 PLL(146), 제3 PLL(148) 각각으로 분배한다. 제1 PLL(132), 제2 PLL(146), 및 제3 PLL(148) 각각은 각 위치에서 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 이용하여 목적에 부합하는 소정 목표 주파수의 발진 신호를 생성한다.

이에 따라, 제2 믹서(145)는 제2 PLL(146)의 출력 발진 신호를 이용하여 제1 분배기(141)에서 출력되는 순수 채널 신호(제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)에 의하여 주파수 변환된 신호에서 파일럿 신호를 제거한 신호)를 중간 주파수의 신호(예를 들어, 65MHz)로 변환한다. 이에 따라, 제3 믹서(147)는 제2 믹서(145)에서 중간 주파수로 변환된 신호를 제3 PLL(147)의 출력 발진 신호를 이용하여 주파수 변환하여 이동 단말로 전송할 본래의 채널 신호(예를 들어, 2.16GHz)로 복원한다. 위와 같이 제1 분배기(141)에서 출력되는 순수 채널 신호(제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)에 의하여 주파수 변환된 신호에서 파일럿 신호를 제거한 신호)를 제2 믹서(145)와 제3 믹서(147)에 의한 두번의 주파수 합성을 이용할 수도 있지만, 신호 왜곡이 심하지 않은 경우 등 필요에 따라서는 제3 믹서(147)와 제3 PLL(147) 없이 제2 믹서(145)와 제2 PLL(146)을 이용하여 바로 제1 분배기(141)에서 출력되는 순수 채널 신호(제1 믹서(131)와 제1 PLL(132)에 의하여 주파수 변환된 신호에서 파일럿 신호를 제거한 신호)를 이동 단말로 전송할 본래의 채널 신호(예를 들어, 2.16GHz)로 복원 할 수도 있다.

도 5는 도 4의 분주기(142)의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 분주기(142)는 제1 SAW(Surface Acoustic Wave: 표면 탄성파) 필터(510), 믹서(520), PLL(530), 및 제2 SAW 필터(540)를 포함할 수 있다.

제1 SAW 필터(510)는 제1 분배기(141)에서 분리된 파일럿 신호(PILOT)를 수신하여 해당 대역(1449.9Mhz)을 통과시키고 다른 대역은 제거하는 필터링을 수행한다. PLL(530)은 동기화부(143)에서 생성된 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)에 동기된 일정 주파수의 발진 신호를 생성한다.

이에 따라 믹서(520)는 PLL(530) 출력을 이용하여 파일럿 신호(PILOT)가 제1 SAW 필터(510)에서 필터링된 신호의 주파수를, 예를 들어, 8.95MHz 신호로 변환한다. 제2 SAW 필터(540)는 다시 믹서(520)의 출력을 대역 통과 필터링할 수 있으며, 제2 SAW 필터(540)의 출력은 동기용 PLL(410)로 출력될 수 있다.

도 6은 도 4의 분주기(142)의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 분주기(142)는 적어도 하나 이상의 SAW 필터(610, 630, 660)와 적어도 하나 이상의 주파수 분주기(620, 640, 650)를 이용하여 파일럿 신호(PILOT)의 주파수를 변환하여 동기용 PLL(410)로 제공할 수 있다.

예를 들어, 제1 SAW 필터(610)는 제1 분배기(141)에서 분리된 파일럿 신호(PILOT)를 수신하여 해당 대역(1449.9Mhz)을 통과시키고 다른 대역은 제거하는 필터링을 수행한다. 제1 주파수 분주기(620)는 제1 SAW 필터(610)의 출력의 주파수를 2로 나눈 주파수의 신호를 생성한다. 제1 주파수 분주기(620)의 출력은 제2 SAW 필터(630)에서 다시 대역 통과 필터링된 후 제2 주파수 분주기(640)와 제3 주파수 분주기(650)에서 각각 주파수가 9로 나누어져 주파수 다운된 신호가 생성될 수 있다. 제3 주파수 분주기(650)에서 출력되는, 예를 들어, 1449.9MHz/2/9/9=8.95MHz 신호는 제3 SAW 필터(660)에서 다시 한번 더 대역 통과 필터링되어 동기용 PLL(410)로 제공될 수 있다.

도 7은 도 4의 동기용 PLL(410)을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 분주기(142)에서 파일럿 신호(PILOT)의 주파수가 변환된 신호로부터 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 생성하는 동기용 PLL(410)은 R 카운터(411), 프리스케일러(pre-scaler)(412), N 카운터(413), 위상 검출기(414), 차지 펌프(charge pump)(415), 루프 필터(loop filter)(416) 및 VCTCXO(Voltage Controlled Temperature Compensated Crystal Oscillator)를 포함한다.

동기용 PLL(410)에서 R 카운터(411)의 분주비(예를 들어, 716), 프리 스케일러의 분주비(8) 및 N 카운터(413)의 분주비(800)를 각각 선택함으로써, VCTCXO 발진회로로부터 목표 주파수, 예를 들어, 10MHz의 동기용 발진 신호를 생성할 수 있다.

R 카운터(411)는 분주기(142)로부터 입력되는 신호(파일럿 신호의 주파수가 변환된 신호)(OSCIN)의 펄스를 카운트하여 주파수를 716분주하여 다운 변환한 신호, 예를 들어, 12.5KHz의 신호를 생성한다. 프리스케일러(412)는 VCTCXO 발진회로에서 출력되는 피드백 신호의 주파수를 8분주하여 다운 변환하는 프리-스케일링을 수행한다. N 카운터(413)는 프리스케일러(412)의 출력의 펄스를 카운트하여 주 파수를 800 분주하여 다운 변환한 신호를 생성한다.

이에 따라, 위상 검출기(414)는 R 카운터(411)의 출력과 N 카운터(413)의 출력 사이의 위상을 비교하여 위상 차이에 대응되는 신호를 생성한다. 차지 펌프(415)는 위상 검출기(414)에서 출력되는 비교 차이에 대응되는 신호에 따라 출력 전류를 조절하는 신호를 생성한다. 루프 필터(416)는 차지 펌프(415)의 출력에 대응되는 DC(Direct Current) 전압에 해당하는 신호를 생성한다.

이에 따라, VCTCXO 발진회로는 루프 필터(416)의 출력 전압에 응답하여 동기용 발진 신호(예를 들어, 10MHz)를 생성한다. VCTCXO 발진회로는 온도 보상 기능 등을 수행하고 입력 전압에 대응되는 발진 신호를 생성하는 회로로서, 위상 검출기(414)의 출력에 따라 미리 정해진 주파수, 예를 들어, 10MHz의 신호를 안정적으로 생성하게 된다.

본 명세서에서 개시된 방법 및 시스템에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치, 하드 디스크, 이동형 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 중계기와 원격지 중계기를 포함하는 이동 통신 중계 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1의 각 요소의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1의 IDU(Indoor Donor Unit)을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 1의 MRU(Microwave Remote Unit)와 RU(Remote Unit)을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 4의 분주기의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 4의 분주기의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 도 4의 동기용 PLL을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (13)

1. 다른 중계기로 통신 서비스 신호를 전송하는 마이크로웨이브 중계기에 있어서,

   입력 채널 신호의 주파수를 변환하는 믹서;

   입력 기준 발진 신호의 주파수를 변환하여 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 PLL; 및

   상기 믹서에 의하여 주파수 변환된 신호와 상기 파일럿 신호를 합성하는 합성기를 포함하고,

   상기 합성된 신호에 기초하여 생성된 무선 통신 서비스 신호가 상기 다른 중계기로 전송되고,

   상기 파일럿 신호는, 상기 입력 채널 신호의 대역폭 내에 삽입되고, 동기용 발진 신호를 생성하는 별도의 기준 발진 수단을 사용하지 않는 다른 중계기에서 추출되어 상기 입력 채널 신호의 복원을 위한 상기 동기용 발진 신호의 생성에 이용되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로웨이브 중계기는,

   기지국에 연결되어 CDMA, PCS, WCDMA, 및 GSM 중 적어도 어느 하나의 규격에 따른 기지국 신호를 상기 입력 채널 신호로서 수신하고, 상기 다른 중계기와 무선 링크하여 상기 다른 중계기로 상기 무선 통신 서비스 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
3. 제1항에 있어서, 상기 파일럿 신호는,

   중심 주파수로부터 양측으로 상기 입력 채널 신호가 차지하는 대역을 제외한 상기 대역폭 내의 높은 또는 낮은 대역에 삽입되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
4. 다른 중계기로부터 통신 서비스 신호를 수신하는 마이크로웨이브 중계기에 있어서,

   동기용 발진 신호를 이용하여, 수신되는 일정 대역폭의 무선 통신 서비스 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부; 및

   상기 주파수 변환부에 의하여 주파수 변환된 신호로부터 상기 대역폭 내에서 미리 정해진 주파수로 삽입된 파일럿 신호를 분리하여, 상기 파일럿 신호에 기초하여 상기 동기용 발진 신호를 생성하고, 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 주파수 변환된 신호에서 상기 파일럿 신호가 제거된 제1 신호의 주파수를 변환하는 원격지 유닛을 포함하고,

   상기 원격지 유닛은 별도의 기준 발진 수단을 사용하지 않고 상기 파일럿 신호로부터 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
5. 제4항에 있어서, 상기 원격지 유닛은,

   상기 파일럿 신호의 주파수를 변환하여 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 회로로 제공하는 분주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
6. 제5항에 있어서, 상기 분주기는,

   상기 동기용 발진 신호에 동기된 일정 주파수의 발진 신호를 생성하는 PLL; 및

   상기 PLL 출력을 이용하여 상기 파일럿 신호가 적어도 하나의 SAW 필터에서 필터링된 신호의 주파수를 변환하는 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
7. 제5항에 있어서, 상기 분주기는,

   적어도 하나 이상의 SAW 필터와 적어도 하나 이상의 주파수 분주기를 이용하여 상기 파일럿 신호의 주파수를 변환하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
8. 제4항에 있어서, 상기 원격지 유닛은,

   상기 파일럿 신호의 주파수가 변환된 신호로부터 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 동기용 PLL을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
9. 제8항에 있어서, 상기 동기용 PLL은,

   상기 파일럿 신호의 주파수가 변환된 신호를 카운트하여 주파수를 변환하는 R 카운터;

   피드백 신호의 주파수를 프리-스케일링하는 프리스케일러;

   상기 프리스케일러의 출력을 카운트하여 주파수를 변환하는 N 카운터;

   상기 R 카운터의 출력과 상기 N 카운터의 출력 사이의 위상을 비교하는 위상 검출기;

   상기 위상 검출기의 비교 결과에 따라 출력 전류를 조절하는 차지 펌프;

   상기 차지 펌프의 출력에 따라 일정 DC에 해당하는 신호를 생성하는 루프 필터; 및

   상기 루프 필터의 출력 전압에 응답하여 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 발진 회로

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
10. 제4항에 있어서, 상기 원격지 유닛은,

    상기 동기용 발진 신호와 같은 주파수의 발진 신호를 생성하는 발진기; 및

    소정 제어 신호에 따라 선택적으로 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 동기용 PLL의 출력 또는 상기 발진기의 출력을 선택하는 RF 스위치

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
11. 제4항에 있어서, 상기 원격지 유닛은,

    상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 제1신호를 중간 주파수의 제2 신호 로 변환하고, 다시 상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 제2신호의 주파수를 변환하여 본래의 채널 신호로 복원하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기.
12. 이동 통신용 중계기로 마이크로웨이브 통신 서비스 신호를 전송하는 방법에 있어서,

    입력 채널 신호의 주파수를 변환하는 단계;

    입력 기준 발진 신호의 주파수를 변환하여 파일럿 신호를 생성하는 단계; 및

    상기 주파수 변환된 신호와 상기 파일럿 신호를 합성하는 단계를 포함하고,

    상기 합성된 신호에 기초하여 생성된 무선 통신 서비스 신호가 상기 이동 통신용 중계기로 전송되고,

    상기 파일럿 신호는, 상기 입력 채널 신호의 대역폭 내에 삽입되고, 동기용 발진 신호를 생성하는 별도의 기준 발진 수단을 사용하지 않는 다른 이동 통신용 중계기에서 추출되어 상기 입력 채널 신호의 복원을 위한 상기 동기용 발진 신호의 생성에 이용되는 것을 특징으로 하는 통신 서비스 신호 전송 방법.
13. 이동 통신용 중계기로부터 마이크로웨이브 통신 서비스 신호를 수신하는 방법에 있어서,

    동기용 발진 신호를 이용하여, 수신되는 일정 대역폭의 무선 통신 서비스 신호의 주파수를 변환하는 단계;

    상기 주파수 변환된 신호로부터 상기 대역폭 내에서 미리 정해진 주파수로 삽입된 파일럿 신호를 분리하는 단계;

    상기 파일럿 신호에 기초하여 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 단계; 및

    상기 동기용 발진 신호를 이용하여 상기 주파수 변환된 신호에서 상기 파일럿 신호가 제거된 신호의 주파수를 변환하는 단계를 포함하고,

    별도의 기준 발진 수단을 사용하지 않고 상기 파일럿 신호로부터 상기 동기용 발진 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 통신 서비스 신호 수신 방법.

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