KR100964280B1

KR100964280B1 - 댁내형 무선 중계 시스템

Info

Publication number: KR100964280B1
Application number: KR1020080043123A
Authority: KR
Inventors: 유호상; 신철하; 김영수
Original assignee: 알파웨이브(주)
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2010-06-16
Also published as: KR20090117196A

Abstract

본 발명은, 이동통신 무선망에서 발생하는 댁내의 음영 지역을 해소하기 위한 것으로, 옥외에 설치되며 기지국과 무선으로 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하고, 제1동축케이블을 통하여 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 제1동축케이블을 통하여 전원을 수신하는 옥외 무선 중계장치와; 제1동축케이블로부터의 순방향 이동통신 신호를 도너(donor) 장치로 무선으로 송신하고, 역방향 이동통신 신호를 도너 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하며, 전원을 도너 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하는 리셉터(receptor) 장치와; 제2동축케이블로부터의 역방향 이동통신 신호를 리셉터 장치로 무선으로 송신하고, 순방향 이동통신 신호를 리셉터 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제2동축케이블로 전달하며, 전원을 제2동축케이블을 매개로 수신하여 리셉터 장치로 무선으로 전달하는 도너 장치와; 실내에 위치하며 실내에서 이동통신단말기와 무선으로 순방향 및 역방향 이동통신 신호를 송수신하여 RF 신호를 증폭하고, 제2동축케이블을 통하여 옥외 무선 중계장치와 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 전원을 제2동축케이블로 전달하는 옥내 무선 중계장치를 구비하여 구성된 댁내형 무선 중계 시스템을 제공한다.

무선중계, 무선전력, 자계, 발진, 중계기, 아이솔레이션

Description

댁내형 무선 중계 시스템{In-home RF repeater system}

본 발명은 이동통신 무선망에서 댁내의 음영지역을 해소하기 위한 무선 중계 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 중계시스템이 기지국 및 음영지역의 이동통신단말기와 양질의 RF 신호를 송수신할 수 있도록 무선 중계시스템을 옥내 무선 중계장치와 옥외 무선 중계장치로 분리하여 RF 신호를 증폭하고, 동축케이블로 옥내 무선 중계장치와 옥외 무선 중계장치 사이에서 송수신되는 이동통신 RF 신호와 DC 전원을 유리와 같은 유전체에서 무선으로 전달될 수 있도록 하며, 발진을 진단하여 무선망 열화를 제거할 수 있고, 무선 중계시스템을 수요자가 직접 설치할 수 있도록 구성된 댁내형 무선 중계 시스템에 관한 것이다.

종래, 일반적인 댁내형 무선 중계시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 이동통신의 RF 신호를 증폭할 수 있는 중계장치(130)를 옥내에 설치하고, 기지국(100)과 무선으로 송수신하는 링크 안테나(101)를 옥외에 설치한 후에, 이 링크 안테나(101)를 동축케이블(102)로 옥내의 중계장치(130)와 연결하여 사용한다.

상기 링크 안테나(101)는 기지국(100)과 무선으로 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하게 된다. 기지국(100)에서 송신된 순방향 신호는 링크 안테 나(101)로 수신되어 동축케이블(102)을 거쳐 듀플렉서(103)에 입력된다. 듀플렉서는 수신신호를 RF 증폭기(104)에 입력시켜 RF 신호를 증폭하게 된다. 증폭된 RF 신호는 대역통과필터(105)를 거쳐 RF 증폭기(106)에서 증폭이 다시 이루어진다. 증폭된 RF 신호는 듀플렉서(107)를 거쳐 서비스 안테나(108)를 통하여 RF 신호로 방사되어 이동통신단말기(140)에 수신되게 된다. 또한, 이동통신단말기(140)에서 송신된 역방향 신호는 서비스 안테나(108)로 수신되어 듀플렉서(107)를 거쳐 RF 증폭기(109)로 입력되어 RF 신호 증폭이 이루어진다. 증폭된 신호는 대역통과필터(110)를 거쳐 RF 증폭기(111)에서 신호 증폭이 이루어진다. 증폭된 신호는 듀플렉서(103), 동축케이블(102)을 거쳐 링크 안테나(101)로 입력되어 방사된다. 방사된 RF 신호는 기지국(100)에 도달하게 된다.

이와 같이 종래의 댁내형 무선 중계시스템은 링크 안테나(101)만 실외에서 설치되기 때문에, 기지국(100)에서 수신되는 순방향 패스는 동축케이블(102)의 손실로 인하여 잡음지수(noise figure)가 커지게 되며, 이동통신단말기(112)에서 수신되어 옥내의 중계장치(130)에서 증폭된 역방향 신호는 동축케이블(102)의 손실로 출력이 감쇄되어 기지국(100)으로 송신되는 단점이 있다.

또, 링크 안테나(101)와 서비스 안테나(108) 간의 아이솔레이션(isolation) 확보를 위하여 링크 안테나(101)가 실외에 설치되고 서비스 안테나(108)가 실내에 설치된다. 이 경우에, 링크 안테나(101)를 연결하기 위한 동축케이블(102)은 벽면을 관통하여 설치되기 때문에, 설치시에 건물의 손상 및 소음으로 인하여 민원이 발생하고 미관상 좋지 않으며 수요자가 직접 설치하기 힘들게 되어 별도의 설치비 용이 추가되는 단점이 있다.

또한, 발진(미세 발진 포함)을 검사할 수 있는 기능이 없기 때문에, 링크 안테나(101)와 서비스 안테나(108) 간의 아이솔레이션이 확보되지 않을 때, 무선망 열화에 영향을 주는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 댁내형 무선 중계시스템을 옥외 무선 중계장치와 옥내 무선 중계장치로 분리하여 각각 RF 신호를 증폭하며, 옥외 무선 중계장치와 옥내 무선 중계장치를 연결하는 동축케이블이 벽을 관통하여 설치되지 않도록 동축케이블에서 송수신되는 순방향 및 역방향의 이동통신 신호와 DC 전원을 유리와 같은 유전체에서 무선으로 전달하며, 무선 중계시스템으로 인한 발진을 검사하고, 수요자가 직접 설치하여 무선 중계 시스템을 사용할 수 있도록 구성된 댁내형 무선 중계시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 댁내형 무선 중계 시스템은, 이동통신 무선망에서 발생하는 댁내의 음영 지역을 해소하기 위하여 사용되는 댁내형 무선 중계 시스템에 있어서, 옥외에 설치되며 기지국과 무선으로 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하고, 제1동축케이블을 통하여 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 제1동축케이블을 통하여 전원을 수신하는 옥외 무선 중계장치와; 제1동축케이블로부터의 순방향 이동통신 신호를 도너(donor) 장치로 무선으로 송신하고, 역방향 이동통신 신호를 도너 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하며, 전원을 도너 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하는 리셉터(receptor) 장치와; 제2동축케이블로부터의 역방향 이동통신 신호를 리셉터 장치로 무선으로 송신하고, 순방향 이동통신 신호를 리셉터 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제2동축케이블로 전달하며, 전원을 제2동축케이블을 매개로 수신하여 리셉터 장치로 무선으로 전달하는 도너 장치와; 실내에 위치하며 실내에서 이동통신단말기와 무선으로 순방향 및 역방향 이동통신 신호를 송수신하여 RF 신호를 증폭하고, 제2동축케이블을 통하여 옥외 무선 중계장치와 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 전원을 제2동축케이블로 전달하는 옥내 무선 중계장치를 구비하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 댁내형 무선 중계시스템을 옥외 무선 중계장치와 옥내 무선 중계장치로 분리하여 각각 RF 신호를 증폭함으로써 무선 중계시스템과 기지국 간에 그리고 무선 중계시스템과 단말기 간에 매우 좋은 전파 환경을 구축할 수 있게 된다. 또, 옥외 무선 중계장치와 옥내 무선 중계장치 사이에 위치한 유리와 같은 유전체를 무선으로 투과할 수 있도록 하여 벽을 관통하면서 생기는 설치 소음 및 건물 손상이 없고 사용자가 직접 용이하게 설치할 수 있게 된다. 또한, 발진을 검사하여 무선 중계시스템에 의한 무선망 열화의 주요인인 미세 발진 및 완전 발진을 스스로 진단하여 무선망 열화를 방지할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 댁내형 무선 중계 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 댁내형 무선 중계시스템을 도시한 구성 도이다.

동 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 댁내형 무선 중계시스템은, 옥외 무선 중계장치(201)와 리셉터 장치(209), 도너 장치(214) 및 옥내 무선 중계장치(219)를 구비하여 구성된다.

상기 옥외 무선 중계장치(201)는 옥외에 설치되며 기지국(200)과 무선으로 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하고, 제1동축케이블(208)과 리셉터 장치(209), 도너 장치(214) 및 제2동축케이블(218)을 매개로 옥내 무선 중계장치(219)와 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 또한 제1동축케이블(208)과 리셉터 장치(209), 도너 장치(214) 및 제2동축케이블(218)을 매개로 옥내 무선 중계장치(219)로부터 DC 전원을 수신한다.

이러한 옥외 무선 중계장치(201)의 일 예는 기지국(200)과 순방향 및 역방향 이동통신 신호를 송수신하는 링크 안테나(202)와; 링크 안테나(202)로부터의 순방향 이동통신 신호와 이동통신단말기(230)로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제1듀플렉서(203)와; 상기 링크 안테나(202)에서 수신되어 제1듀플렉서(203)를 거친 순방향 이동통신 신호를 RF 증폭하는 제1 RF 증폭기(204)와; 제1 RF 증폭기(204)에서 증폭된 순방향 이동통신 신호와 이동통신단말기(230)로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제2듀플렉서(203)와; 옥내 무선 중계장치(219)로부터 도너 장치(214)와 리셉터 장치(209)를 매개로 제1동축케이블(208)을 통해서 전송되어 온 역방향 이동통신 신호와 DC 전원을 분리하고 상기 제2듀플렉서(203)로부터의 순방향 이동통신 신호를 제1동축케이블(208)에 인가하여 리셉터 장치(209) 및 도너 장치(214)를 통하여 순방향 이동통신 신호가 옥내 무선 중계장치(219)로 전송되도록 하는 제1바이어스티(Bias Tee)(206)와; 제1동축케이블(208)로부터 제1바이어스티(206)와 제2듀플렉서(205)를 매개로 전송되어온 역방향 이동통신 신호를 RF 증폭하여 제1듀플렉서(203)로 출력하는 제2 RF 증폭기(207)를 포함하여 구성된다.

상기 옥내 무선 중계장치(219)는 실내에 위치하며 실내에서 이동통신단말기(230)와 무선으로 순방향 및 역방향 이동통신 신호를 송수신하여 RF 신호를 증폭하고, 제2동축케이블(218)과 도너 장치(214), 리셉터 장치(209) 및 제1동축케이블(208)을 매개로 옥외 무선 중계장치(201)와 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 또한 직류(DC) 전원을 제2동축케이블(218)과 도너 장치(214), 리셉터 장치(209) 및 제1동축케이블(208)을 매개로 옥외 무선 중계장치(201)에 공급하고, 무선 중계장치의 링크 안테나(202)와 서비스 안테나(227)의 아이솔레이션을 측정하여 발진을 검사한다.

이러한 옥내 무선 중계장치(219)의 일 예는, 옥외 무선 중계장치(201)로부터 리셉터 장치(209)와 도너 장치(214)를 매개로 제2동축케이블(218)을 통해서 전송된 순방향 이동통신 신호를 제3듀플렉서(221)로 전달하고, 제3듀플렉서(221)를 통하여 전달된 역방향 이동통신 신호와 함께 DC 전원을 제2동축케이블(218)에 인가하여 도너 장치(214)와 리셉터 장치(209)를 매개로 옥외 무선 중계장치(201)로 전송되도록 하는 제2바이어스 티(Bias Tee)(220)와; 제2바이어스 티(220)를 통하여 입력된 기지국(200)로부터의 순방향 이동통신 신호와 이동통신단말기(230)로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제3듀플렉서(221)와; 상기 제3듀플렉서(203)으로부터의 순방향 이동통신 신호를 가변 감쇄하는 제1감쇄기(229)와; 상기 제1감쇄기(229)를 매개해서 입력되는 순방향 이동통신 신호를 RF 증폭하는 제3 RF 증폭기(228)와; 상기 제3 RF 증폭기(228)에서 출력되는 순방향 이동통신 신호를 분기하여 순방향 신호검출기(232)와 제4듀플렉서(226)로 출력하는 제1커플러(231)와; 상기 제1커플러(231)에서 커플링되어 입력되는 순방향 신호로부터 순방향 RF 전력을 검출하는 순방향 신호검출기(232)와; 제1커플러(231)를 통하여 입력된 기지국(200)로부터의 순방향 이동통신 신호와 서비스 안테나(227)를 통하여 입력된 이동통신단말기(230)로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제4듀플렉서(226)와; 상기 제4듀플렉서(226)에서 분리된 역방향 이동통신 신호를 가변적으로 RF 증폭하는 가변 RF 증폭기(225)와; 가변 RF 증폭기(225)로부터의 역방향 이동통신 신호를 가변 감쇄하는 제2감쇄기(224)와; 상기 제2감쇄기(224)로부터 출력되는 역방향 이동통신 신호를 분기하여 역방향 신호검출기(223)와 제3듀플렉서(221)로 출력하는 제2커플러(231)와; 상기 제2커플러(222)에서 커플링되어 입력되는 역방향 신호로부터 역방향 RF 전력을 검출하는 역방향 신호검출기(223)를 포함하여 구성된다.

상기 리셉터 장치(209)는 제1동축케이블(208)로부터의 순방향 이동통신 신호를 유전체(213)를 매개로 도너 장치(214)로 무선으로 송신하여 제2동축케이블(218)을 매개로 옥내 무선 중계장치(219)로 전달되도록 하고, 옥내 무선 중계장치(219)로부터의 역방향 이동통신 신호를 도너 장치(214)를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블(208)을 매개로 옥외 무선 중계장치(201)로 전달하며, 옥내 무선 중계장치(219)로부터의 전원을 도너 장치(214)를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이 블(208)을 매개로 옥외 무선 중계장치(201)로 전달한다.

이러한 리셉터 장치(209)의 일 예는 제1동축케이블(208)을 통해서 수신된 순방향 이동통신 신호를 무선으로 송신하고 도너 장치(214)를 통해서 역방향 이동통신 신호를 무선으로 수신하여 제1동축케이블(208)를 매개로 옥내 무선 중계장치(219)로 전달하는 제1근거리 안테나(212)와; 자계수신코일과 강자성체(페라이트)로 구성되어 도너 장치(214)의 자계발생코일(215)에서 발생한 자계를 수신하고 이 수신된 자계를 AC 전원으로 변환하는 자계/전원 변환기(211)와; 상기 자계/전원 변환기(211)에서 출력되는 AC 전원을 DC 전원으로 변환하여 상기 제1동축케이블(208)을 통하여 옥외 무선 중계장치(201)로 전달하는 AC-DC 변환기(210)를 포함하여 구성된다.

상기 도너 장치(214)는 제2동축케이블(218)로부터의 역방향 이동통신 신호를 유전체(213)를 매개로 리셉터 장치(209)로 무선으로 송신하고, 옥외 무선 중계장치(201)로부터의 순방향 이동통신 신호를 리셉터 장치(209)를 매개로 무선으로 수신하여 제2동축케이블(218)을 매개로 옥내 무선 중계장치(219)로 전달하며, 옥내 무선 중계장치(219)로부터의 전원을 제2동축케이블(218)을 매개로 수신하여 리셉터 장치(209)로 무선으로 전달하여 제2동축케이블(218)을 매개로 옥외 무선 중계장치(201)로 전달되도록 한다.

이러한 도너 장치(214)의 일 예는 제2동축케이블(218)을 통해서 수신된 역방향 이동통신 신호를 무선으로 송신하고 리셉터 장치(209)를 통해서 순방향 이동통신 신호를 무선으로 수신하여 제2동축케이블(218)을 매개로 옥내 무선 중계장 치(219)로 전달하는 제2근거리 안테나(217)와; 옥내 무선 중계장치(219)로부터 제2동축케이블(218)을 매개로 수신한 DC 전원을 AC 전원으로 변환하는 DC-AC 변환기(216)와; 상기 DC-AC 변환기(216)로부터의 AC 전원을 자계로 변환 출력하는 자계발생코일(215)을 포함하여 구성된다.

상기 도너 장치(214)와 리셉터 장치(209)는 각각 서로 다른 극성을 갖는 영구자석의 자력에 의하여 유전체(예를 들면 유리 창문)를 사이에 두고, 유전체의 안쪽과 바깥쪽에 각각 위치시키고 서로 고정설치할 수 있다. 또한, 옥외 무선 중계장치(201)와 옥내 무선 중계장치(219)도 마찬가지로 각각 서로 다른 극성을 갖는 영구자석의 자력에 의하여 유전체의 안쪽과 바깥에 각각 위치시키고 서로 고정설치할 수 있다.

다음으로, 상기한 도너 장치(214)의 자계발생코일(215)와 리셉터 장치(209)의 자계/전원 변환장치(211)에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 도너 장치(214)의 자계발생코일(215)은 에어 코일(Air Coil)(300)로 이루어지며, 도 4에 도시한 바와 같이 전류(I)가 급전됨에 따라 에어 코일의 근방에서만 강한 자속(M)이 발생한다.

상기 리셉터 장치(209)의 자계/전원 변환장치(211)는 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이 강자성체(페라이트 코어)(302)와 자계수신코일(301)로 구성된다. 상기 강자성체(302)는 한쪽이 막힌 원통 형상에 그 막힌 쪽 면의 중앙 부분에서 돌출된 원기둥이 형성되어 있는 구조로 되어 있고, 상기 원기둥에 자계수신코일(301)이 감 겨져 있다.

이와 같이 구성됨에 따라 자계 발생코일(215)인 에어 코일(300)에서 발생한 자속은 강자성체(페라이트 코어)(302)가 일정 거리에 떨어져 있을지라도 자기 저항이 상대적으로 작기 때문에 강자성체(페라이트 코어)(302)로 자속이 집속되어 자계 수신코일(301)에 유도 기전력이 발생한다. 즉, 도 3에서와 같이 자계발생코일인 에어 코일(300)에 의한 자속은 강자성체(페라이트 코어)(302)의 중심으로 집속되어 강자성체(302)의 외부로부터 자속이 발생한다.

상기 발생되는 자계의 리덕턴스(reluctance)(R)는 다음의 식과 같이 나타낼 수 있다.

R = L/(uS)

여기서, L은 길이이고 u는 투자율이며, S은 면적이다.

한편, 도 5에서 A은 에러 코일(300) 내부의 임의의 점이고, B는 에어 코일(300) 외부의 임의의 점이다. 자속이 A점에서 B점으로 이동하는 경로는 2가지이다. 그 첫 번째가 도면에서 L2 경로이고, 두 번째가 도면에서 L1 + 페라이트 내부(투자율이 높기 때문에 R ≒ 0) + L3이다.

자계는 첫째 경로의 리덕턴스보다 둘째 경로의 리덕턴스가 크도록 하면, 대부분의 자계는 두 번째 경로로 흐르게 된다. 따라서, L2의 길이가 L1/L3의 길이에 비해 길어질수록 대부분의 자계는 두 번째 경로를 통해서 흐르게 된다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 댁내형 무선 중계시스템의 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 기지국(200)의 순방향 및 역방향 이동통신 신호는 링크 안테나(202)에서 송수신된다. 기지국(200)로부터 수신되는 순방향 이동통신 신호는 링크 안테나(202)와 제1듀플렉서(203)를 거쳐 제1 RF 증폭기(204)로 입력되어 신호의 증폭이 이루어진다. 증폭된 신호는 제2듀플렉서(205)와 제1바이어스티(206)를 거쳐 제1동축케이블(208)로 전송된다.

상기 제1동축케이블(208)을 통하여 전송되어온 역방향 이동통신 신호는 제1바이어스티(206)와 제2듀플렉서(205)를 거쳐 제2 RF 증폭기(207)에 입력되어 신호의 증폭이 이루어진다. 이 증폭된 신호는 제1듀플렉서(203)와 링크 안테나(202)를 거쳐 기지국(200)으로 송신된다.

또한, 상기 제1동축케이블(208)을 통하여 전송되어온 DC 전원은 제1바이어스티(206)에서 RF 신호와 분리되어 옥외 무선 중계장치(201)의 전원으로 사용한다.

한편, 옥내 무선 중계장치(219)로부터 제2동축케이블(218)를 통하여 도너 장치(214)에 수신된 역방향 이동통신 신호는 제2근거리 안테나(217)를 거쳐 무선으로 유전체(213)를 통과하여 리셉터 장치(209)의 제1근거리 안테나(212)로 수신되어 제1동축케이블(208)로 전달된다.

또한, 옥외 무선 중계장치(201)로부터 제1동축케이블(208)을 통하여 리셉터 장치(209)에 수신된 순방향 이동통신 신호는 제1근거리 안테나(212)를 거쳐 무선으로 유전체(213)을 통과하여 도너 장치(214)의 제2근거리 안테나(217)로 수신되어 제2동축케이블(218)로 전달된다.

한편, 옥내 무선 중계장치(219)로부터 제2동축케이블(218)를 통하여 도너 장 치(214)에 전달된 DC 전원은 DC-AC 변환기(216)를 거쳐 AC 신호로 변환되며, 이 변환된 AC 신호는 자계발생코일(215)을 거쳐 자계(magnetic field)로 변환된다. 이 자계는 유전체(213)를 통과하여 리셉터 장치(209)의 자계/전원 변환기(211)로 수신되며 AC-DC 변환기(210)을 거쳐 DC 전원으로 변환된다. 이 변환된 DC 전원은 제1동축케이블(208)을 통하여 옥외 무선 중계장치(201)로 공급된다.

한편, 이동통신단말기(230)의 출력인 역방향 이동통신 신호는 서비스 안테나(227)로 수신되어 제4듀플렉서(226)를 거쳐 가변 RF 증폭기(225)에 입력된다. 가변 RF 증폭기(225)에서 증폭된 역방향 이동통신 신호는 제2감쇄기(224)를 거쳐 제2커플러(222)에 입력된다. 상기 제2커플러(222)를 통과한 역방향 신호는 제3듀플렉서(221)와 제2바이어스티(220)를 거쳐 제2동축케이블(218)로 전달된다. 또한, 상기 제2커플러(222)에서 커플링된 역방향 신호는 역방향 신호 검출기(223)에 입력되어 역방향 신호의 RF 전력이 검출된다.

한편, 제2동축케이블(218)에서 수신된 순방향 이동통신 신호는 제2바이어스티(220)와 제3듀플렉서(221), 제1감쇄기(229)를 거쳐 제3 RF 증폭기(228)에 입력된다. 제3 RF 증폭기(228)에서 증폭된 순방향 이동통신 신호는 제1커플러(231)와 제4듀플렉서(226) 및 서비스 안테나(227)를 거쳐 이동통신단말기(230)로 방사된다. 또한, 상기 제1커플러(231)에서 커플링된 순방향 신호는 순방향 신호 검출기(232)에입력되어 순방향 신호의 RF 전력을 검출한다.

한편, 옥내 무선 중계장치(219)에서 옥외 무선 중계장치(201)에 전원을 공급하기 위하여, DC 전원이 제2바이어스티(220)에 인가되어 이동통신 신호와 결합하여 제2동축케이블(218)로 인가된다.

본 발명에서 옥내 무선 중계장치(219)에서 발진 검출은 완전 발진과 미세 발진을 모두 검사한다.

완전 발진은 일반적으로 옥외 무선 중계장치(201)의 링크 안테나(202)와 옥내 무선 중계장치(219)의 서비스 안테나(227) 사이의 아이솔레이션이 무선 중계장치의 순방향 또는 역방향 이득과 같거나 작을 때 발생한다. 완전 발진이 되면, 무선 중계시스템의 출력은 비정상적으로 높게 출력되므로 순방향 및 역방향 신호 검출기(232,223)에서 순방향 및 역방향의 완전 발진을 검사하게 된다.

미세 발진은 일반적으로 옥외 무선 중계장치(201)의 링크 안테나(202)와 옥내 무선 중계장치(219)의 서비스 안테나(227) 사이의 아이솔레이션이 무선 중계시스템의 순방향 또는 역방향 이득 대비 1 ~ 15 dB 높은 경우에 발생하며, 본 발명에서는 미세 발진을 역방향에서 검사한다. 미세 발진의 경우에는 출력 신호가 정상적이므로 역방향 신호 검출기(223)에서 검출할 수 없다. 미세 발진을 검출하기 위해서는 가변 RF 증폭기(225)의 이득을 추가적으로 1 dB 씩 증가하여 15 dB까지 증가시켜 역방향에서 완전 발진을 유도한다. 가변 RF 증폭기(225)의 이득을 1 dB ~ 15 dB까지 증가시키는 도중에 역방향 신호 검출기(223)에서 완전 발진을 검출하면, 미세 발진은 상태 (16 dB - 가변 RF 증폭기 이득)에 있다고 말할 수 있다. 가변 RF 증폭기(225)가 15 dB까지 가변되어도 완전 발진되지 않으면, 무선 중계시스템은 완전 발진 및 미세 발진 상태에 있지 않고 정상적인 상태에 있다고 판단한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 옥외 무선 중계장치와 옥내 무선 중계장치로 RF 신호를 증폭함으로써 댁내형 무선 중계 시스템과 기지국 간의 전파 환경, 그리고 댁내형 무선 중계 시스템과 이동통신단말기 간의 전파 환경을 개선할 수 있다. 즉, 옥외 무선 중계장치에서 이동통신 순방향 신호인 기지국 수신신호를 증폭할 수 있는 RF 증폭기로 수신 잡음지수(noise figure)가 개선되며, 역방향 신호인 이동통신단말기의 송신신호를 댁내형 무선 중계시스템의 동축케이블 손실없이 송신할 수 있다.

또, 옥외 및 옥내 무선 중계장치를 연결하기 위한 동축케이블을 건물 벽체를 통과하여 설치하지 않고, 유리와 같은 유전체에서 무선으로 투과하도록 전원을 자계로 변환하여 전달하고 이동통신 순방향 및 역방향 이동통신 신호는 근거리 안테나를 사용하여 전달함으로써 건물 손상 및 설치 소음을 제거할 수 있다.

또한, 댁내형 무선 중계 시스템에서 발진 검사 기능 구현으로 무선망의 영향을 자가 진단할 수 있게 된다.

도 1은 종래 일반적인 댁내형 무선 중계시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 댁내형 무선 중계시스템을 도시한 구성도이다.

도 3은 도 2에 도시한 리셉터 장치의 자계/전원 변환기와 도너 장치의 자계발생 코일을 도시한 도면이다.

도 4는 도 3에 도시한 도너 장치의 자계발생 코일의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 3에서 리셉터 장치의 자계/전원 변환기의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

200 : 기지국 201 : 옥외 무선 중계장치

202 : 링크 안테나 203 : 제1듀플렉서

204 : 제1 RF 증폭기 205 : 제2듀플렉서

206 : 제1바이어스티(Bias Tee) 207 : 제2 RF 증폭기

208 : 제1동축케이블 209 : 리셉터 장치

210 : AC-DC 변환기 211 : 자계/전원변환기

212 : 제1근거리 안테나 213 : 유전체

214 : 도너 장치 215 : 자계발생코일

216 : DC-AC 변환기 217 : 제2근거리 안테나

218 : 제2동축케이블 219 : 옥내 무선 중계장치

220 : 제2바이어스티 221 : 제3듀플렉서

222 : 제2커플러 223 : 역방향 신호검출기

224 : 제2감쇄기 225 : 가변 RF 증폭기

226 : 제4듀플렉서 227 : 서비스 안테나

228 : 제3 RF 증폭기 229 : 제1감쇄기

230 : 이동통신단말기 231 : 제1커플러

232 : 순방향 신호검출기

Claims

이동통신 무선망에서 발생하는 댁내의 음영 지역을 해소하기 위하여 사용되는 댁내형 무선 중계 시스템에 있어서,

옥외에 설치되며 기지국과 무선으로 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하고, 제1동축케이블을 통하여 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 제1동축케이블을 통하여 전원을 수신하는 옥외 무선 중계장치와;

제1동축케이블로부터의 순방향 이동통신 신호를 도너(donor) 장치로 무선으로 송신하고, 역방향 이동통신 신호를 도너 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하며, 전원을 도너 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하는 리셉터(receptor) 장치와;

제2동축케이블로부터의 역방향 이동통신 신호를 리셉터 장치로 무선으로 송신하고, 순방향 이동통신 신호를 리셉터 장치를 매개로 무선으로 수신하여 제2동축케이블로 전달하며, 전원을 제2동축케이블을 매개로 수신하여 리셉터 장치로 무선으로 전달하는 도너 장치와;

실내에 위치하며 실내에서 이동통신단말기와 무선으로 순방향 및 역방향 이동통신 신호를 송수신하여 RF 신호를 증폭하고, 제2동축케이블을 통하여 옥외 무선 중계장치와 순방향 및 역방향의 이동통신 신호를 송수신하며, 전원을 제2동축케이블로 전달하는 옥내 무선 중계장치를 포함하여 구성되고,

상기 리셉터 장치는,

상기 제1동축케이블을 통해서 수신된 순방향 이동통신 신호를 무선으로 송신하고 도너 장치를 통해서 역방향 이동통신 신호를 무선으로 수신하여 제1동축케이블로 전달하는 제1근거리 안테나와;

상기 도너 장치에서 발생한 자계를 수신하고 이 수신된 자계를 교류 전원으로 변환하는 자계/전원 변환기와;

상기 자계/전원 변환기에서 출력되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 제1동축케이블로 전달하는 AC-DC 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.
제1항에 있어서,

상기 옥외 무선 중계장치는,

기지국과 순방향 및 역방향 이동통신 신호를 송수신는 링크 안테나와;

상기 링크 안테나로부터의 순방향 이동통신 신호와 이동통신단말기로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제1듀플렉서와;

상기 링크 안테나에서 수신되어 제1듀플렉서를 거친 순방향 이동통신 신호를 RF 증폭하는 제1 RF 증폭기와;

상기 제1 RF 증폭기에서 증폭된 순방향 이동통신 신호와 이동통신단말기로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제2듀플렉서와;

상기 제1동축케이블을 통해서 전송되어온 역방향 이동통신 신호와 직류 전원을 분리하고 상기 제2듀플렉서로부터의 순방향 이동통신 신호를 제1동축케이블에 인가하는 제1바이어스티(Bias Tee)와;

상기 제1동축케이블로부터 제1바이어스티와 제2듀플렉서를 매개로 전송되어온 역방향 이동통신 신호를 RF 증폭하여 제1듀플렉서로 출력하는 제2 RF 증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.
제1항에 있어서,

상기 옥내 무선 중계장치는,

상기 제2동축케이블을 통해서 전송되어온 순방향 이동통신 신호를 제3듀플렉 서로 전달하고, 제3듀플렉서를 통하여 전달된 역방향 이동통신 신호와 함께 직류 전원을 제2동축케이블에 인가하는 제2바이어스티와;

상기 제2바이어스티를 통하여 입력된 순방향 이동통신 신호와 이동통신단말기로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제3듀플렉서와;

상기 제3듀플렉서으로부터의 순방향 이동통신 신호를 가변 감쇄하는 제1감쇄기와;

상기 제1감쇄기를 매개해서 입력되는 순방향 이동통신 신호를 RF 증폭하는 제3 RF 증폭기와;

상기 제3 RF 증폭기에서 출력되는 순방향 이동통신 신호를 분기하여 순방향 신호검출기와 제4듀플렉서로 출력하는 제1커플러와;

상기 제1커플러에서 커플링되어 입력되는 순방향 신호로부터 순방향 RF 전력을 검출하는 순방향 신호검출기와;

상기 제1커플러를 통하여 입력된 순방향 이동통신 신호와 서비스 안테나를 통하여 입력되는 이동통신단말기로부터의 역방향 이동통신 신호를 분리하는 제4듀플렉서와;

상기 제4듀플렉서에서 분리된 역방향 이동통신 신호를 가변적으로 RF 증폭하는 가변 RF 증폭기와;

상기 가변 RF 증폭기로부터의 역방향 이동통신 신호를 가변 감쇄하는 제2감쇄기와;

상기 제2감쇄기로부터 출력되는 역방향 이동통신 신호를 분기하여 역방향 신 호검출기와 제3듀플렉서로 출력하는 제2커플러와;

상기 제2커플러에서 커플링되어 입력되는 역방향 신호로부터 역방향 RF 전력을 검출하는 역방향 신호검출기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.
삭제
제1항에 있어서,

상기 자계/전원 변환장치는,

한쪽이 막힌 원통 형상에 그 막힌 면의 중앙 부분에서 돌출된 원기둥이 형성되어 있는 구조로 되어 있는 강자성체와;

상기 강자성체의 원기둥에 감긴 자계수신코일을 포함하는 것을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.
제1항에 있어서,

상기 도너 장치는 제2동축케이블을 통해서 수신된 역방향 이동통신 신호를 무선으로 송신하고 리셉터 장치를 통해서 순방향 이동통신 신호를 무선으로 수신하여 제2동축케이블로 전달하는 제2근거리 안테나와;

상기 옥내 무선 중계장치로부터 제2동축케이블을 매개로 수신한 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 DC-AC 변환기와;

상기 DC-AC 변환기로부터의 교류 전원을 자계로 변환 출력하는 자계발생코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.
제1항에 있어서,

상기 도너 장치와 리셉터 장치는 각각 유전체의 안쪽과 바깥쪽에 위치시키고 서로 다른 극성을 갖는 영구자석의 자력에 의하여 서로 고정설치되는 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.
제1항에 있어서,

옥외 무선 중계장치와 옥내 무선 중계장치는 각각 유전체의 안쪽과 바깥쪽에 위치시키고 서로 다른 극성을 갖는 영구자석의 자력에 의하여 서로 고정설치되는 것을 특징으로 하는 댁내형 무선 중계 시스템.