KR101008940B1 - 단일화된 ｉｆ 경로를 이용하는 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기의 관리 방법 - Google Patents

단일화된 ｉｆ 경로를 이용하는 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기의 관리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 단일화된 IF 경로를 통해 처리하는 이동통신 중계기에 관한 것으로, 상기 기지국에서 상기 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 하나의 경로를 통해 결합하는 결합 필터; 상기 하나의 경로를 통해 결합된 상기 순방향 RF 신호 및 상기 역방향 RF 신호를 국부 발진기(Local Oscillator)에서 제공된 신호와의 주파수 혼합에 의해 순방향 IF(Intermediate Frequency) 신호 및 역방향 IF 신호로 변환하는 제1 믹서; 상기 순방향 IF 신호에서 역방향 대역의 신호를 제거하는 순방향 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터; 상기 역방향 IF 신호에서 순방향 대역의 신호를 제거하는 역방향 SAW 필터; 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 각각 순방향 RF 신호 및 역방향 RF 신호로 변환하는 제2 믹서; 및 상기 순방향 RF 신호 및 상기 역방향 RF 신호를 분리하여 상기 순방향 RF 신호를 상기 단말기로 전송하고, 상기 역방향 RF 신호를 상기 기지국으로 전송하는 분리 필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

단일화된 ＩＦ 경로를 이용하는 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기의 관리 방법{Mobile repeater using one IF path and the method of managing the mobile repeater}
본 발명은 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순방향 및 역방향의 독립된 IF 경로를 하나의 경로로 단일화하여 처리함으로써 IF 경로의 구조 개선 및 장비의 소형화를 이루는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기 관리 방법에 관한 것이다.
2000년대에 들어오면서 이동통신 시장은 급변하고 있다. 초기에는 CDMA, PCS로 대표되는 2G 서비스가 주류를 이루었지만, 최근 WCDMA, DMB, WiBro 서비스까지 그 영역이 확대되고 있다. 이러한 시장의 흐름에 맞춰가기 위해 사업자들은 다양한 이동통신 장치를 제조하여 공급하고 있다. 또한, 이동통신 장치의 수가 많아지고 다양해 짐으로써 이동통신 사업자들은 소형화, 경량화 및 저가형 장비에 대한 연구를 추진하고 있다.
도 1은 종래의 인 빌딩(In Building)용 RF 중계기를 나타내는 블록도이다. RF(Radio Frequency) 신호의 흐름을 간략히 설명하면, 순방향(Forward)의 경우 도너(Donor) 안테나(12)는 기지국에서 전달되는 신호를 수신하고, 상기 신호는 제1 듀플렉서(Duplexer)(14), Tx LNA(Low Noise Amplifier)(16)를 거쳐 IF 파트(10)에서 IF 신호(Intermediate Frequency)로 변환 처리된다. IF 신호로 변환된 수신 신호는 순방향 SAW 필터(Surface Acoustic Wave Filter)(18)를 거쳐 다시 원래 RF 신호로 복원되며, 종단 증폭기(20)와 제2 듀플렉서(22)를 거쳐 서비스(Service) 안테나(32)를 통해 사용자의 단말기로 전달된다.
역방향(Reverse)의 경우, 단말기의 RF 신호가 중계기의 서비스(Service) 안테나(32)로 전달되면, 이 신호는 제2 듀플렉서(22)와 Rx LNA(34)를 거쳐 IF 파트(10)에서 IF 신호로 변환되어 처리된다. 그리고, 역방향 SAW 필터(36)를 통과한 후, RF 신호로 복원되어 종단 증폭기(38)와 제1 듀플렉서(14), 도너 안테나(12)를 통해 기지국에 전달된다.
상술한 바와 같이, 종래에는 각각 독립된 IF 경로로 구성되어 있어 구조가 복잡하고, 장비의 부피 증가 및 그에 따른 장비의 구입 원가가 늘어나는 비효율성의 문제점이 있었다.
따라서, 순방향 및 역방향의 독립된 IF 경로를 하나의 경로로 단일화하여 처리함으로써 IF 경로의 구조 개선 및 장비의 소형화를 달성하기 위한 필요성이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 이동통신 중계기에서 순방향 및 역방향의 독립된 IF 경로를 하나의 경로로 단일화하여 처리함으로써 IF 경로의 구조 개선 및 장비의 소형화를 이루는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기 관리 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 설치 또는 운용시 타사 신호에 대한 영향을 자동으로 측정함으로써 최적의 안테나 위치를 선정하고, 장비를 보호하며, 양질의 서비스를 제공하기 위한 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기 관리 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기는, 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 단일화된 IF 경로를 통해 처리하는 이동통신 중계기에 있어서, 상기 기지국에서 상기 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 하나의 경로를 통해 결합하는 결합 필터; 상기 하나의 경로를 통해 결합된 상기 순방향 RF 신호 및 상기 역방향 RF 신호를 국부 발진기(Local Oscillator)에서 제공된 신호와의 주파수 혼합에 의해 순방향 IF(Intermediate Frequency) 신호 및 역방향 IF 신호로 변환하는 제1 믹서; 상기 제1 믹서를 통해 변환된 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호에서 스퓨리어스(Spurious)를 제거하는 제1 LPF(Low Pass Filter); 상기 제 1 LPF를 통과한 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 2개의 경로로 각각 분리하는 제1 분리기(2Way Divider); 상기 순방향 IF 신호에서 역방향 대역의 신호를 제거하는 순방향 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터; 상기 역방향 IF 신호에서 순방향 대역의 신호를 제거하는 역방향 SAW 필터; 상기 2개의 경로로 각각 분리된 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 하나의 경로를 통해 결합하는 제2 분리기(2Way Divider); 상기 제2 분리기를 통해 결합된 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 각각 순방향 RF 신호 및 역방향 RF 신호로 변환하는 제2 믹서; 상기 순방향 RF 신호 및 상기 역방향 RF 신호를 분리하여 상기 순방향 RF 신호를 상기 단말기로 전송하고, 상기 역방향 RF 신호를 상기 기지국으로 전송하는 분리 필터; PLL로 구성되며, 상기 제1 믹서 및 상기 제2 믹서에서 변환하기 위한 기준 신호를 생성하여 상기 제1 믹서 및 상기 제2 믹서로 제공하는 국부 발진기(Local Oscillator); 및 상기 국부 발진기의 PLL을 제어하여 상기 이동통신 중계기로 입력되는 입력 신호 중 자사 대역 입력 신호 및 타사 대역 입력 신호의 세기를 확인하고, 상기 확인 결과 자사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제1 기준값 이하이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제2 기준값을 초과할 경우 경고 신호를 생성하는 신호 측정 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 측정 관리부는, 자사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제1 기준값 이상이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 상기 자사 대역 입력 신호보다 기설정된 제3 기준값만큼을 초과할 경우 경고 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 측정 관리부는, 상기 제2 기준값 또는 상기 제3 기준값을 대역 내에서의 인접 채널 누설비를 만족시키는 조건을 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하며, 상기 생성된 경고 신호를 상기 이동통신 중계기의 외부에 디스플레이되도록 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 관리 방법은, 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 단일화된 IF 경로를 통해 처리하는 이동통신 중계기에서, 상기 이동통신 중계기의 관리 방법에 있어서, 상기 이동통신 중계기로 입력되는 입력 신호 중 자사 대역 입력 신호의 세기를 확인하는 단계; 상기 이동통신 중계기의 PLL을 제어하여 타사 대역으로 전환시키는 단계; 상기 PLL 제어에 의해 상기 이동통신 중계기로 입력되는 입력 신호 중 타사 대역 입력 신호의 세기를 확인하는 단계; 및 상기 확인 결과, 자사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제1 기준값 이하이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제2 기준값을 초과할 경우 경고 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2 기준값은 대역 내에서의 인접 채널 누설비를 만족시키는 조건을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 확인 결과, 자사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제1 기준값 이상이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 상기 자사 대역 입력 신호보다 기설정된 제3 기준값만큼을 초과할 경우 경고 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제3 기준값은 대역 내에서의 인접 채널 누설비를 만족시키는 조건을 고려하여 설정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 경고 신호를 생성하는 단계 이후에 상기 생성된 경고 신호를 상기 이동통신 중계기의 외부에 디스플레이되도록 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다른 방법은 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 단일화된 IF 경로를 통해 처리하는 이동통신 중계기에서, 상기 이동통신 중계기에 대한 관리 방법에 있어서, 상기 이동통신 중계기에서 수행되는 전송 서비스를 주기적으로 일시 중단시키는 단계; 상기 이동통신 중계기의 PLL을 제어하여 타사 대역으로 전환시키는 단계; 상기 PLL 제어에 의해 상기 이동통신 중계기로 입력되는 입력 신호 중 타사 대역 입력 신호의 세기를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기를 네트워크 관리자 단말로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 네트워크 관리자 단말에서 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기가 기설정된 제4 기준값을 초과할 경우 상기 해당 이동통신 중계기의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 네트워크 관리자 단말에서 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기가 기설정된 제5 기준값을 초과할 경우 초과 횟수를 누적 카운트하고, 상기 누적 카운트된 횟수가 기설정된 값을 초과할 경우 알림 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 단일화된 IF 경로를 이용한 이동통신 중계기에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 종래의 독립된 IF 경로를 단일화된 IF 구조에서 처리 가능하도록 함으로써 장비의 소형화 및 구조 개선을 통한 원가 절감의 장점이 있다.
둘째, 단일화된 IF 경로를 통한 장비의 소형화 및 구조의 단순화를 통해 장비 결함시에도 대처가 용이하다는 장점이 있다.
셋째, 이동통신 중계기의 설치시 최적의 안테나 위치를 선정함으로써 서비스 커버리지를 확대시킬 수 있으며, 양질의 서비스를 제공할 수 있다.
넷째, 이동통신 중계기의 설치 또는 운용시 타사 신호 측정을 통해 중계기를 관리함으로써 타사 신호에 의한 장비 열화를 줄일 수 있다.
다섯째, 본 발명에 의한 이동통신 중계기 관리를 위해 타사 신호 측정 및 자사 신호와의 비교를 수행함에 있어, 별도의 소자를 추가하지 않고 PLL 제어로만으로도 기능의 구현이 가능하기 때문에 추가 비용이 발생하지 않는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 인 빌딩(In Building)용 RF 중계기를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용한 이동통신 중계기의 블록도.
도 3 내지 도 8은 도 2의 중계기에서 WCDMA의 소정 대역을 기준으로 각 주요 블록 출력단의 주파수 특성과 신호 세기 특성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용한 이동통신 중계기의 신호 처리 절차를 나타내는 흐름도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 관리 기능이 포함된 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기를 나타내는 블록도.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기에 대한 관리 절차를 나타내는 흐름도.
본 발명은 종래의 이동통신 중계기에서 순방향 및 역방향의 신호를 각각 독립된 IF 경로로 처리하던 것을 하나의 경로로 단일화하여 처리함으로써 IF 경로의 구조 개선 및 장비의 소형화를 이루는 이동통신 중계기 및 상기 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기를 관리하는 방법을 제안한다.
한편, 본 발명에 따라 단일화된 IF 경로로 신호 처리할 경우 하나의 경로에서 두 개의 입력 신호를 동시에 처리하기 때문에 종래의 독립된 구조에 비해 상대적으로 입력 신호가 높게 나타날 수 있다. 이와 같이 높은 입력 신호를 동일한 소자에서 처리할 경우 소자의 성능이 저하되거나 수명이 단축될 수 있는 치명적인 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 독립된 IF 경로를 가지는 이동통신 중계기가 최적의 안정적인 서비스를 제공할 수 있도록 타사 신호에 대한 영향을 최소화할 수 있는 방법을 추가로 제안한다.
이를 위해, 본 발명의 실시 예에서는 이동통신 중계기의 설치시 자사 대역 신호의 세기와 타사 대역 신호의 세기를 자동으로 측정하고, 타사 신호의 영향이 이동통신 중계기에 미치는 영향이 커서 설치에 부적합할 경우 알람 신호를 발생시킴으로써 최적의 안테나 위치 선정을 할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동통신 중계기의 운용시에도 주기적으로 타사 신호에 대한 영향을 자동으로 측정하여 네트워크 관리자 단말로 제공함으로써 이동통신 중계기의 지속적인 관리가 가능하게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 하기에는 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
먼저 도 2 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 구조 및 신호 처리 절차에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용한 이동통신 중계기의 블록도이고, 도 3 내지 도 8은 도 2의 이동통신 중계기에서 WCDMA의 소정 대역을 기준으로 각 주요 블록 출력단의 주파수 특성과 신호 세기 특성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도너 안테나(102)가 기지국으로부터 전송된 순방향(Forward) RF 신호를 수신하고, 이후 상기 순방향 RF 신호는 제1 경로의 방향으로 전송된 후, 서비스 안테나(202)를 통해 단말기로 전달된다. 서비스 안테나(202)는 단말기에서 전송된 역방향(Reverse) RF 신호를 수신하고, 이후 상기 역방향 RF 신호는 제2 경로의 방향으로 전송된 후, 도너 안테나(102)를 통해 기지국으로 전달된다.
여기서, 본 발명에 따른 이동통신 중계기에서는 단일화된 IF 경로를 통해 상술한 기능을 제공할 수 있다.
먼저 제1 경로인 순방향 경로에 따른 신호 처리 과정을 설명하기로 한다.
도너 안테나(102)는 기지국으로부터 전송된 신호를 수신하여 제1 듀플렉서(Duplexer)(104)로 제공한다. 제1 듀플렉서(104)는 순방향 RF 신호와 역방향 RF 신호를 분리하는 필터로서, 상기 수신된 기지국 신호를 Tx LNA(106)로 전달한다.
한편, 도 3 내지 도 8은, 특정 업체의 WCDMA 소정 대역 기준을 예로 하여 상기 도 2의 각 주요 블록 출력단의 주파수 특성과 신호 세기 특성을 나타낸 것이다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 도 3 내지 도 8을 참조로 하여 설명하기로 하며, WCDMA 주파수는 Tx에서 2130MHz ~ 2150MHz이고, Rx에서 1940MHz ~ 1960MHz라고 가정한다. 이때, 도너 안테나(102) 출력 신호의 특성은 도 3의 (a)와 같다.
다음으로, Tx LNA(106)는 잡음 상승을 최대한 억제하면서 순방향 RF 신호를 증폭한다. 그리고, 결합 필터(108)는 분리된 순방향/역방향 RF 신호를 하나의 경로로 수신하여 결합(또는 합성)시켜주는 필터로 사용된다. 여기서, 결합 필터의 특성에 의해 타사 신호가 일부 제거되는 데, 결합 필터 출력 신호의 특성은 도 3의 (b)와 같이 나타난다. 이때, 상기 결합 필터(108)는 듀플렉서(duplexer)로 구현될 수 있다.
다음으로, 제1 믹서(Mixer)(110)는 순방향/역방향 RF 신호를 순방향/역방향 IF 신호로 변환(Down Converting)한다. 이때, 변환 과정에서 스퓨리어스(Spurious)가 발생될 수 있다. 그리고, 제1 LPF(Low Pass Filter)(112)는 상기 발생된 스퓨리어스를 제거한다. LPF(112)의 출력 신호는 IF 신호로 변환된 신호로서, 변환 손실만큼 신호 세기는 줄어든다. 예를 들어, 로컬 주파수를 임의의 주파수 2005MHz로 가정했을 때, LPF(112) 출력 신호의 특성은 도 4의 (c)와 같다.
다음으로, 제1 증폭기(Amplifier)(114)는 스퓨리어스가 제거된 IF 신호를 증폭한다. 그리고, 제1 분리기(2Way Divider)(116)는 증폭된 IF 신호를 세기가 같은 2개의 경로(Path)로 분리한다.
다음으로, 순방향 SAW 필터(118)는 순방향 IF 신호에서 역방향 대역의 신호를 제거한다. 이때, 순방향 SAW 필터(118) 출력 신호의 특성은 도 4의 (d)와 같다.
다음으로, 제2 분리기(2Way Divider)(120)는 분리된 IF 신호를 하나의 경로로 결합한다. 이와 같이 제1 분리기(116) 및 제2 분리기(120)는 순방향 SAW 필터(118) 및 역방향 SAW 필터(206)의 입력/출력 단에 각각 위치하여 IF 신호를 분리하거나 결합하는 역할을 담당한다.
다음으로, 제2 증폭기(Amplifier)(122)는 결합된 IF 신호를 증폭한다. 그리고, 감쇠기(Attenuator)(124)는 증폭된 IF 신호의 세기를 조절하며, 제3 증폭기(126)는 IF 신호를 증폭한다.
다음으로, 제2 LPF(128)는 제2 믹서(130)의 입력단에 영향을 주지 않도록 IF 신호에서 스퓨리어스를 제거하는 역할을 하며, 이때 제2 믹서(130)의 입력단에서의 신호는 도 5의 (e)와 같다.
다음으로, 제2 믹서(130)는 순방향/역방향 IF 신호를 순방향/역방향 RF 신호로 변환한다. 여기서, 업 컨버팅(Up Converting) 변환하는 과정에서 스퓨리어스가 발생할 수 있다.
다음으로, 분리 필터(132)는 상기 변환된 순방향 RF 신호를 순방향 경로로, 상기 변환된 역방향 RF 신호를 역방향 경로로 각각 분리하여 전송하고, 제2 믹서(130)에서 발생한 스퓨리어스를 제거할 수 있다. 분리 필터(132) 출력 신호 특성은 도 5의 (f)와 같으며, 순방향에서 분리 필터(132)에 의해 역방향 RF 신호가 대부분 제거됨을 알 수 있다.
다음으로, Tx HPA(134)는 Tx 출력단 증폭기(Amplifier)로, 신호를 원하는 세기로 출력한다. 다음으로, 제2 듀플렉서(Duplexer)(136)는 순방향/역방향 RF 신호를 하나의 경로로 결합하는 필터로, 서비스 안테나(202)와 연결되어 신호를 전송한다. 마지막으로, 서비스 안테나(202)는 순방향 RF 신호의 최종 출력을 단말기로 전달하고, 단말기로부터 역방향 RF 신호를 수신한다. 서비스 안테나 출력 신호의 특성은 도 6과 같다.
이하, 역방향 신호 처리 경로인 제2 경로를 따라 설명하기로 한다.
먼저, 서비스 안테나(202)로부터 수신된 역방향 RF 신호는 제2 듀플렉서(136)로 전달된다. 이때, 제2 듀플렉서(136)의 입력단에서의 신호는 도 7의 (a)와 같다.
다음으로, Rx LNA(204)는 잡음 상승을 최대한 억제하면서 역방향 RF 신호를 증폭한다. 그리고, 상술된 순방향과 동일한 경로(108 내지 116)를 거치고, 역방향 SAW 필터(206)는 역방향 IF 신호에서 순방향 대역의 신호를 제거한다. 여기서, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 역방향 SAW 필터 특성에 의해 타사 신호와 순방향 신호의 대부분이 제거된다.
이후, 상술된 순방향과 동일한 경로를 따라가고, 제2 믹서(130)에서 IF 신호는 다시 원래의 RF 신호로 변환된다. 이때, 변환 손실만큼 신호는 줄어들며, 순방향 및 역방향 RF 신호가 분리 필터(132)에 의해 다시 분리된다. 상기 분리 필터(132)에 의해 순방향 RF 신호는 대부분 제거되며, 분리 필터(132)의 출력 신호는 도 8의 (c)와 같다.
Rx HPA(208)는 Rx 출력단 증폭기로, 신호를 원하는 세기로 출력하고, 최종적으로 제1 듀플렉서(104)를 통해 순방향 RF 신호가 제거된다. 이때, 도너 안테나(102)의 역방향 RF 출력 신호는 도 8의 (d)와 같다.
한편, 국부 발진기(LO; Local Oscillator)(210)는 PLL(Phase Locked Loop)로 구성되며, 믹서에 변환하기 위한 기준 신호를 제공하며, 분리기(212)는 로컬 신호를 세기가 같은 2개의 경로로 분리한다. 또한, 상술한 결합 필터(108)와 분리 필터(132)는 바람직하게는 듀플렉서로 구성될 수 있다.
상술된 바와 같이, 결합 필터(108)를 통해 순방향/역방향 RF 신호가 하나의 경로로 결합되고, 합성된 순방향 및 역방향 RF 신호는 제1 믹서(110)를 통과하며, LO(210)에서 제공된 신호와의 주파수 혼합에 의해 순방향 IF 신호와 역방향 IF 신호로 변환된다. 여기서 변환된 순방향/역방향 IF 신호는 스퓨리어스가 혼재된 신호로 IF 경로에서 각각 SAW 필터(118, 206)를 사용하여 원하는 대역의 순방향/역방향 IF 신호가 각각 추출된다. 또한, 추출된 IF 신호들은 제2 믹서(130)를 통과하여 순방향 및 역방향 RF 신호로 다시 변환된다. 그리고, 변환된 RF 신호들은 분리 필터(132)를 통과하여 다시 순방향 경로 및 역방향 경로로 각각 나뉘어져서 안테나로 전달된다.
도 9는 본 발명에 따른 단일화된 IF 경로를 이용한 이동통신 중계기의 신호 처리 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 먼저 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호가 하나의 경로를 통해 결합된다(S901). 그리고, 하나의 경로를 통해 결합된 순방향 RF 신호 및 역방향 RF 신호는 LO(Local Oscillator)에서 제공된 신호와의 주파수 혼합에 의해 순방향 IF 신호 및 역방향 IF 신호로 변환된다(S911). 다음으로, 순방향 IF 신호 및 역방향 IF 신호가 2개의 경로로 각각 분리된다(S921). 다음으로, 순방향 IF 신호에서는 역방향 대역의 신호가 제거되고, 역방향 IF 신호에서는 순방향 대역의 신호가 제거된다(S931). 다음으로, 2개의 경로로 분리된 순방향 IF 신호 및 역방향 IF 신호가 하나의 경로를 통해 결합된다(S941). 즉, 순방향 IF 신호 및 역방향 IF 신호가 다시 결합(합성)된다. 다음으로, 순방향 IF 신호 및 역방향 IF 신호가 순방향 RF 신호 및 역방향 RF 신호로 변환된다(S951). 그리고, 순방향 RF 신호 및 역방향 RF 신호가 분리되고, 순방향 RF 신호는 단말기로 전송되며, 역방향 RF 신호는 기지국으로 전송된다(S961).
이와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 중계기에서는 각각 독립된 IF 경로를 단일화된 구조로 적용하여 장비의 소형화가 가능하고, 구조 개선을 통한 원가 절감 효과가 있으며, 소형화와 구조의 단순화를 통해 장비 결함 시에도 서비스가 용이하다는 장점이 있다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명에 따라 IF 경로를 단일화하여 처리함으로써 초소형급 중계기를 구현할 경우 IF SAW 필터 외에는 중계기 내에서 타사 신호를 제거할 수 있는 소자가 없다. 따라서, 과입력된 타사의 신호를 SAW 필터 이전에 제거하지 못하기 때문에 SAW 필터가 전단 소자들의 스퓨리어스(spurious) 특성과 같은 전기적인 특성에 영향을 주게 된다. 이로 인해 장비의 성능이 저하됨으로써 서비스 반경이 줄어들 뿐만 아니라 양질의 서비스를 제공할 수 없게 되는 문제가 발생한다.
즉, 본 발명에 따라 IF 경로를 단일화하여 처리함으로써 장비가 소형화되며, 원가 절감의 효과가 있으나, 타사의 신호가 계속해서 입력될 경우 장비의 수명이 줄어들게 된다. 또한, 타사의 강한 신호로 인해 자사의 신호를 증폭한 효과가 없어지게 됨으로써 양질의 서비스를 제공할 수 없게 되는 문제가 추가로 발생한다. 이와 같이 장비가 소형화됨으로써 타사 신호에 대한 영향을 많이 받게 되며, 타사 신호가 일정 레벨 이상 클 경우 이동통신 중계기의 수명에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 IF 경로를 단일화하여 처리하는 이동통신 중계기를 효과적으로 운용하기 위해서 설치시 또는 운용시 타사 신호의 세기를 자동으로 측정하여 알려줌으로써 최적의 장비 설치 및 운용을 가능하게 한다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 중계기 및 이동통신 중계기의 관리 방법을 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기를 나타내는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 도 2에서 상술한 본 발명에 따른 이동통신 중계기에서 최적의 이동통신 중계기 설치 및 운용을 위해 자사 대역 신호 및 타사 대역 신호의 세기를 자동으로 측정하여 보고하는 신호 측정 관리부(300)를 추가하게 된다. 상기 신호 측정 관리부(300)를 제외한 도 10의 각 기능 블록들은 도 2의 기능 블록들과 동일한 기능을 수행하기 때문에 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이때, 상기 신호 측정 관리부(300)에서 측정하는 자사 대역 신호 또는 타사 대역 신호는 상기 이동통신 중계기의 각 기능 블록들 중 다양한 구간에서 측정이 가능하다. 예컨대, 제1 믹서(110)의 전후단에서 측정하거나, IF 신호 처리 구간인 순방향 SAW 필터(118) 또는 역방향 SAW 필터(206)의 전후단에서 측정할 수도 있다.
상기 신호 측정 관리부(300)는 LO(210)의 PLL을 제어하여, 자사 대역 신호 또는 타사 대역 신호의 세기를 측정하게 된다. 따라서, 타사 대역 신호 세기 측정을 위한 별도의 소자가 없이도 본 발명의 실시 예에 따른 구현이 가능하게 된다.
이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따라 자사 대역 신호 또는 타사 대역 신호를 측정하여 이동통신 중계기를 관리하는 방법을 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기에 대한 관리 절차를 나타내는 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 이동통신 중계기를 설치할 경우, 타사 대역의 신호 세기를 측정함으로써 최적의 안테나 설치 위치를 설정할 수 있다.
먼저, 해당 위치에서 이동통신 중계기의 전원을 온(on) 시켜, 중계기를 리셋(reset)(S1101)한다. 그런 다음, 컨트롤러(controller)의 점검 및 초기값 설정을 적용(S1102)한다. 이때, 송수신 감쇄(Tx/Rx Atten.)는 30dB로 적용하고, 알람 LED 및 디스플레이 패널의 입출력 LED 표시는 오프시키게 된다.
한편, 기본적으로 PLL이 자사 대역으로 설정되어 있으므로, 자사 입력 신호의 세기를 확인(S1103)한다. 이때, 검사부(detector)에서의 측정 값을 Y1 dBm이라 하고, 자사 신호 입력 신호 세기를 Y라 할 경우, 자사의 신호 대역 입력 세기(Txin) Y는 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010053350911-pat00001
이때, Y 값이 -58dBm 이상만 저장하며, -58dBm 이하는 모두 -58dBm으로 고려한다. 또한, 감쇄 값이 30dB인 경우 장비 이득은 34dB가 된다.
이와 같이 자사의 입력 신호 세기가 확인되면, 신호 측정 관리부(300)에서는 LO(210)의 PLL을 제어하여 타사 대역 수신 모드로 전환(S1104)하고, 타사 입력 신호 세기를 확인(S1105)하게 된다. 이때, 검사부(detector)에서의 측정 값을 X1 dBm이라 하고, 타사 입력 신호 세기를 X라 할 경우, 타사의 신호 대역 입력 세기(Txin) X는 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112010053350911-pat00002
그런 다음, 다시 신호 측정 관리부(300)에서는 LO(210)의 PLL을 제어하여 자사 대역 수신 모드로 전환(S1106)시킨다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따라 신호 측정 관리부(300)에서는 상기에서 측정된 자사 신호 및 타사 신호를 기설정된 기준값들과 비교함으로써 타사 신호에 의한 영향을 분석하게 된다. 즉, 자사 신호 세기에 비해 타사 신호 세기가 클 경우에는 타사 신호에 의해 이동통신 중계기의 수명이 영향을 받을 수 있으므로 알람 신호를 생성하고 도너 안테나의 위치를 변경하게 된다.
즉, 자사 대역 신호의 세기가 기설정된 제1 기준값(예컨대, -57dBm) 이하(S1107)이고, 타사 대역 신호 세기가 기설정된 제2 기준값(예컨대, -34dBm)을 초과(S1108)할 경우 경고 신호를 생성함으로써, 작업자는 도너 안테나의 위치를 변경(S1110)하게 된다. 이와 같이 도너 안테나의 위치를 변경한 후, 상기 절차를 반복함으로써 타사 대역 신호의 영향을 가장 적게 받는 최적의 설치 위치를 찾을 수가 있게 된다.
반면, 자사 대역 신호의 세기가 기설정된 제1 기준값(예컨대, -57dBm) 이하(S1107)일 경우라도, 타사 대역 신호 세기가 기설정된 제2 기준값(예컨대, -34dBm)보다 작을 경우에는 타사 대역 신호에 대한 영향이 적으므로 다음 설치 진행 절차(Isolation Check)를 진행하게 된다.
한편, 자사 대역 신호의 세기가 기설정된 제1 기준값(예컨대, -57dBm) 이상일 경우(S1107)에는 타사 대역 신호의 세기에 비해 상대적으로 얼마나 큰 지를 비교하게 된다. 즉, 타사 대역 신호의 세기가 자사 대역 신호의 세기보다 기설정된 제3 기준값(예컨대, 23dB)만큼을 초과(S1109)할 경우 경고 신호를 생성함으로써, 작업자는 도너 안테나의 위치를 변경(S1110)하게 된다.
이때, 상기 제2 기준값 또는 제3 기준값은 대역 내에서의 인접 채널 누설비(ACLR; Adjacent Channel Leakage Ratio)를 만족시키는 조건을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
이상으로, 본 발명의 실시 예에 따라 이동통신 중계기를 설치할 경우 타사 대역 신호를 고려하여 도너 안테나의 위치를 설정하는 방법을 설명하였다. 한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동통신 중계기를 설치한 이후, 운용시에도 본 발명의 적용이 가능하다.
이동통신 중계기를 설치한 후 운용하는 도중에도 무선 통신 환경이 변할 수 있다. 주변에 타사의 이동통신 중계기가 설치되거나, 자사의 신호 대역을 방해하는 요소들이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동통신 중계기를 운용하는 중에도 타사 신호의 세기를 주기적으로 보고하도록 함으로써 효과적인 이동통신 중계기의 관리가 가능해진다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라 이동통신 중계기의 운용 중 관리하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 주기적으로 상기 이동통신 중계기에서 수행되는 전송 서비스를 주기적으로 일시 중단시킨다. 이때, 상기 서비스 중단은 이용자가 적은 시간대에 짧은 시간동안 수행하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 상술한 바와 같이 상기 이동통신 중계기의 PLL을 제어하여 타사 대역으로 전환시키고, 상기 이동통신 중계기로 입력되는 입력 신호 중 타사 대역 입력 신호의 세기를 확인한다. 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기는 무선 네트워크를 통해 네트워크 관리 시스템(NMS; Network Management System)의 네트워크 관리자 단말로 전송하여 이동통신 중계기의 상태를 모니터링하게 된다.
이때, 상기 네트워크 관리자 단말에서 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기가 기설정된 기준값을 초과하여 이동통신 중계기에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다고 판단될 경우 상기 해당 이동통신 중계기의 동작을 자동으로 제어하여 중지시키게 된다.
또한, 상기 네트워크 관리자 단말에서, 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기가 상기 설정된 기준값보다는 적지만 지속적으로 타사 대역 입력 신호의 영향을 받을 것으로 판단될 경우에는, 상기 기준값보다 낮은 값으로 다른 기준값을 설정하고, 상기 설정된 낮은 기준값을 초과할 때마다 누적하여 카운트하게 된다. 그런 다음, 상기 누적 카운트된 횟수가 기설정된 횟수를 초과할 경우 알림 신호를 생성하여, 상기 해당 이동통신 중계기의 동작을 중지시키거나 도너 안테나의 위치를 변경시키는 등의 재설치를 하게 된다.
다른 방법으로는 상기 네트워크 관리자 단말에서 상기 수신된 타사 대역 입력 신호 세기의 추이를 분석하고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기의 추이가 위험한 방향으로 진행될 것으로 예상될 경우, 해당 이동통신 중계기의 동작을 중지시키거나 도너 안테나의 위치를 변경시키게 된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
102 : 도너 안테나 104 : 제1 듀플렉서
106 : Tx LNA 108 : 결합 필터
110 : 제1 믹서 112 : 제1 LPF
114 : 제1 증폭기 116 : 제1 분리기
118 : 순방향 SAW 필터 120 : 제2 분리기
122 : 제2 증폭기 124 : 감쇠기
126 : 제3 증폭기 128 : 제2 LPF
130 : 제2 믹서 132 : 분리 필터
134 : Tx HPA 136 : 제2 듀플렉서
202 : 서비스 안테나 204 : Rx LNA
206 : 역방향 SAW 필터 208 : Rx HPA
210 : LO 212 : 제3 분리기
300 : 신호 측정 관리부

Claims (11)

  1. 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF(Radio Frequency) 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 단일화된 IF(Intermediate Frequency) 경로를 통해 처리하는 이동통신 중계기에 있어서,
    상기 기지국에서 상기 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 하나의 경로를 통해 결합하는 결합 필터;
    상기 하나의 경로를 통해 결합된 상기 순방향 RF 신호 및 상기 역방향 RF 신호를 국부 발진기(Local Oscillator)에서 제공된 신호와의 주파수 혼합에 의해 순방향 IF 신호 및 역방향 IF 신호로 변환하는 제1 믹서;
    상기 제1 믹서를 통해 변환된 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호에서 스퓨리어스(Spurious)를 제거하는 제1 LPF(Low Pass Filter);
    상기 제 1 LPF(Low Pass Filter)를 통과한 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 2개의 경로로 각각 분리하는 제1 분리기(2Way Divider);
    상기 순방향 IF 신호에서 역방향 대역의 신호를 제거하는 순방향 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터;
    상기 역방향 IF 신호에서 순방향 대역의 신호를 제거하는 역방향 SAW 필터;
    상기 2개의 경로로 각각 분리된 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 하나의 경로를 통해 결합하는 제2 분리기(2Way Divider);
    상기 제2 분리기를 통해 결합된 상기 순방향 IF 신호 및 상기 역방향 IF 신호를 각각 순방향 RF 신호 및 역방향 RF 신호로 변환하는 제2 믹서;
    상기 순방향 RF 신호 및 상기 역방향 RF 신호를 분리하여 상기 순방향 RF 신호를 상기 단말기로 전송하고, 상기 역방향 RF 신호를 상기 기지국으로 전송하는 분리 필터;
    PLL(Phase Locked Loop)로 구성되며, 상기 제1 믹서 및 상기 제2 믹서에서 변환하기 위한 기준 신호를 생성하여 상기 제1 믹서 및 상기 제2 믹서로 제공하고, 신호 측정 관리부의 제어 신호에 따라 상기 제1 믹서 및 상기 제2 믹서에서 자사 대역 신호로 변환하기 위한 기준 신호를 생성하거나 타사 대역 신호로 변환하기 위한 기준 신호를 생성하는 국부 발진기(Local Oscillator); 및
    상기 국부 발진기의 PLL을 제어하여 상기 이동통신 중계기로 입력되는 입력 신호 중 자사 대역 입력 신호 및 타사 대역 입력 신호의 세기를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 자사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제1 기준값 이하이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제2 기준값을 초과하는 제1 조건을 만족할 경우와, 상기 자사 대역 입력 신호 세기가 상기 제1 기준값 이상이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 상기 자사 대역 입력 신호보다 기설정된 제3 기준값만큼을 초과하는 제2 조건을 만족할 경우에 경고 신호를 생성하는 신호 측정 관리부;를 포함하여 구성하되,
    상기 신호 측정 관리부는, 상기 이동통신 중계기에서 수행되는 전송 서비스를 주기적으로 일시 중단시키고, 상기 국부 발진기의 상기 PLL을 제어하여 이동통신 중계기의 수신 대역을 타사 대역으로 전환시켜 이동통신 중계기로 입력되는 신호 중 타사 대역 입력 신호의 세기를 상기 순방향 SAW 필터 또는 상기 역방향 SAW 필터의 전후단인 IF 신호단에서 측정하는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 측정 관리부는,
    상기 제3 기준값을 대역 내에서의 인접 채널 누설비에 의해 설정하는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호 측정 관리부는,
    상기 생성된 경고 신호를 상기 이동통신 중계기의 외부에 디스플레이되도록 출력하는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기.
  5. 기지국에서 단말기로 전송되는 순방향 RF 신호 및 상기 단말기에서 상기 기지국으로 전송되는 역방향 RF 신호를 단일화된 IF 경로를 통해 처리하는 이동통신 중계기의 관리 방법에 있어서,
    상기 이동통신 중계기의 신호 측정 관리부에서, 상기 이동통신 중계기로 입력되는 신호 중 자사 대역 입력 신호의 세기를 확인하는 단계;
    상기 이동통신 중계기의 신호 측정 관리부에서, 상기 이동통신 중계기에서 수행되는 전송 서비스를 주기적으로 일시 중단시키는 단계;
    상기 신호 측정 관리부에서 국부 발진기의 PLL을 제어하여 이동통신 중계기의 수신 대역을 타사 대역으로 전환시키는 단계;
    상기 신호 측정 관리부에서, 상기 이동통신 중계기로 입력되는 신호 중 타사 대역 입력 신호의 세기를 상기 이동통신 중계기의 순방향 SAW 필터 또는 역방향 SAW 필터의 전후단인 IF 신호단에서 측정하는 단계;
    상기 신호 측정 관리부에서, 상기 측정 결과, 자사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제1 기준값 이하이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 기설정된 제2 기준값을 초과할 경우 경고 신호를 생성하는 단계;
    상기 신호 측정 관리부에서, 상기 측정 결과, 자사 대역 입력 신호 세기가 상기 제1 기준값 이상이고, 상기 타사 대역 입력 신호 세기가 상기 자사 대역 입력 신호보다 기설정된 제3 기준값만큼을 초과할 경우 상기 신호 측정 관리부에서 경고 신호를 생성하는 단계;
    상기 신호 측정 관리부에서, 상기 측정된 타사 대역 입력 신호의 세기를 네트워크 관리자 단말로 전송하는 단계;
    상기 네트워크 관리자 단말에서, 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기가 기설정된 제4 기준값을 초과할 경우 상기 해당 이동통신 중계기의 동작을 중지시키는 단계; 및
    상기 네트워크 관리자 단말에서, 상기 확인된 타사 대역 입력 신호의 세기가 기설정된 제5 기준값을 초과할 경우 초과 횟수를 누적 카운트하고, 상기 누적 카운트된 횟수가 기설정된 값을 초과할 경우 알림 신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 기준값은,
    대역 내에서의 인접 채널 누설비에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 관리 방법.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 제3 기준값은,
    대역 내에서의 인접 채널 누설비에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 관리 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 경고 신호를 생성하는 단계 이후에,
    상기 생성된 경고 신호를 상기 이동통신 중계기의 외부에 디스플레이되도록 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일화된 IF 경로를 이용하는 이동통신 중계기의 관리 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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