KR101031619B1 - 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치 - Google Patents

다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에서 사용 가능한 인빌딩 중계장치에 관한 것으로서, 다운 링크시 상기 기지국으로부터 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 마스터 출력 포트를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 마스터 유닛; 상기 디지털 신호를 전송하는 UTP 케이블; 다운 링크시 상기 UTP 케이블을 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 안테나를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 리모트 안테나를 통하여 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 UTP 케이블을 통하여 출력하는 리모트 유닛을 포함하며, 상기 디지털 신호를 2개 이상의 전송 경로로 전송하기 위하여 상기 UTP 케이블을 2개 이상의 그룹으로 구분하며, 상기 UTP 케이블에 연결된 상기 리모트 유닛도 2개 이상의 그룹으로 구분하고, 일정 커버리지 영역 내에 서로 상이한 그룹에 속하는 리모트 유닛의 리모트 안테나를 교번되게 배치하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에서 사용 가능한 인빌딩 중계장치가 제공된다.
인빌딩 중계장치, UTP 케이블, 마스터 유닛, 리모트 유닛, 다중입력 다중출력

Description

다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치 {In-building repeater applicable to multi input multi output mobile telecommunication system}
본 발명은 인빌딩 중계시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 2세대 이동통신 시스템은 물론, 4세대 이동통신 시스템의 주요 기술 중 하나인 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에서 사용 가능한 인빌딩 중계장치에 관한 것이다.
이동 통신 서비스 시스템은 일반적으로 기지국, 기지국 제어기, 교환국 및 단말국으로 구성된다. 기지국과 단말국은 일정한 주파수 대역으로 통신하며, 각 기지국은 일정한 통화반경을 갖는다. 따라서, 다수의 기지국을 적절히 배치하여 각 기지국의 통화반경을 서로 겹치게 하여 통화 가능한 지역을 넓힌다. 그러나, 이러한 다수의 기지국의 배치에 의해 도시 전체를 커버하더라도 도서지방이나 대형 건물 지하공간 및 고층 빌딩의 내부에서는 통화가 불가능한 통화 음영 지역이 발생한다. 이러한 통화 음영 지역 발생을 해결하고 커버리지를 확장시키기 위한 방안 중 하나가 중계 장치의 설치이다. 이러한 중계 장치는 적용 지역이나 중계 방식에 따라 광 중계장치, RF 중계장치, 마이크로웨이브 중계장치 및 인빌딩(In-building) 중계장치 등이 있다. 외곽 지역 등에는 광 중계장치가 사용되며, 가시거리가 수Km인 경우에는 마이크로웨이브 중계장치가 사용되고, 아파트 단지, 대형건물 및 지하 주차장 등에는 인빌딩 중계장치가 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 인빌딩 중계장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 인빌딩 중계장치는 2G 이동 통신 시스템에 사용되는 인빌딩 중계장치로서, 이러한 인빌딩 중계장치는 마스터 안테나(11), 마스터 중계 유닛(12), 유선 전송 선로(13; 13a ~ 13d), 리모트 중계 유닛(14; 14a~14d) 및 리모트 안테나(15; 15a~15d)를 포함한다. 마스터 안테나(11)는 다운링크 시 기지국간의 RF 신호를 송수신하며, 마스터 중계 유닛(12)은 마스터 안테나(11)에서 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환한 후 유선 전송 선로(13)를 통하여 리모트 중계 유닛(14)에 전송한다. 리모트 중계 유닛(14)은 전송 받은 디지털 신호를 RF 신호로 변환한 후 리모트 안테나(15)를 통하여 단말기(20)로 송신하며, 업 링크시는 다운링크와 역경로로 이루어지게 된다. 한편, 이러한 종래 기술에 따른 인빌딩 중계장치는 2세대 이동 통신 시스템에 사용되는 것으로서 이러한 인빌딩 중계장치는 4세대 이동 통신 시스템 즉, 4세대 이동통신 시스템의 주요 기술 중 하나인 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 그대로 사용할 수 없다. 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 사용하기 위해서는 리모트 안테나 및 동축 케이블을 추가적으로 설치해야만 하는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 추가적인 리모트 안테나 및 동축 케이블의 설치 없이도 2세대 이동 통신 시스템은 물론 4세대 이동 통신 시스템에도 사용할 수 있는 인빌딩 중계 장치에 대 한 개발 요구가 절실한 상황이다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안테나 또는 유선 전송선로의 추가적인 설비 없이 기존의 2세대 이동통신 시스템에서의 사용은 물론 4세대 이동통신 시스템 즉, 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에서 사용 가능한 인빌딩 중계장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 이동 통신 시스템에서 기지국과 단말기 간의 신호를 중계하기 위한 중계장치로서, 다운 링크시 상기 기지국으로부터 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 마스터 출력 포트를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 마스터 유닛; 상기 디지털 신호를 전송하는 UTP 케이블; 다운 링크시 상기 UTP 케이블을 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 안테나를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 리모트 안테나를 통하여 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 UTP 케이블을 통하여 출력하는 리모트 유닛을 포함하며, 상기 디지털 신호를 2개 이상의 전송 경로로 전송하기 위하여 상기 UTP 케이블을 2개 이상의 그룹으로 구분하며, 상기 UTP 케이블에 연결된 상기 리모트 유닛도 2개 이상의 그룹으로 구분하고, 일정 커버리지 영역 내에 서로 상이한 그룹에 속하는 리모트 유닛의 리모트 안테나를 교번되게 배치하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중 출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치가 제공된다.
상기 마스터 유닛은 다운 링크시 상기 변환된 디지털 신호를 각 그룹별로 일정 시간 지연시켜 상기 마스터 출력 포트를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 각 그룹별로 일정 시간 지연시켜 RF 신호로 변환하여 출력한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 UTP 케이블을 통하여 상기 마스터 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에 연결되는 제1 확장 유닛을 더 포함하며, 상기 제1 확장 유닛은 다운 링크시 상기 마스터 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 리모트 유닛으로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 마스터 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 UTP 케이블을 통하여 상기 제1 확장 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에 연결되는 제2 확장 유닛을 더 포함하며, 상기 제2 확장 유닛은 다운 링크시 상기 제1 확장 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 리모트 유닛으로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 제1 확장 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 마스터 유닛은 상기 기지국과 RF 신호를 송수신하기 위한 마스터 안테나; 상기 마스터 안테나에 연결되어 특정 대역의 RF 신호를 통과시키는 마스터 신호 분리부; 상기 마스터 신호 분리부에 연결되어, 다운 링크시 상기 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하며, 업 링크시 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하여 전송하는 마스터 신호 변환부; 상기 마스터 신호 변환부에 연결되어, 다운 링크시 상 기 마스터 신호 변환부에서 수신한 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 마스터 출력 포트로 전송하고, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트에서 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 마스터 신호 변환부로 전송하는 마스터 신호 처리부; 상기 마스터 유닛의 각 구성에 전원을 공급하는 마스터 전원부; 및 상기 마스터 유닛의 각 구성의 상태 정보 조회 및 동작을 제어하는 마스터 제어부를 포함한다.
상기 마스터 유닛의 마스터 신호 처리부는 다운 링크시 상기 디지털 신호를 일정 시간 지연시켜 상기 마스터 출력 포트로 전송하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 일정 시간 지연시켜 전송하는 마스터 신호 지연기를 더 포함한다.
상기 리모트 유닛은 상기 UTP 케이블에 연결되어, 다운 링크시 상기 UTP 케이블을 통하여 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 리모트 신호 변환부로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 신호 변환부에서 수신한 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 UTP 케이블로 전송하는 리모트 신호 처리부; 상기 리모트 신호 처리부에 연결되어, 다운 링크시 상기 리모트 신호 처리부에서 수신한 상기 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 신호 분리부로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 신호 분리부에서 수신한 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 리모트 신호 처리부로 전송하는 리모트 신호 변환부; 상기 단말기와 RF 신호를 송수신하기 위한 리모트 안테나; 상기 리모트 안테나와 상기 리모트 신호 변환부 사이에 연결되어, 특정 대역의 RF 신호를 통과시키는 리모트 신호 분리 부; 상기 리모트 유닛의 각 구성에 전원을 공급하는 리모트 전원부; 및 상기 리모트 유닛의 각 구성의 상태 정보 조회 및 동작을 제어하는 리모트 제어부를 포함한다.
상기 리모트 유닛은 상기 리모트 신호 분리부와 상기 리모트 안테나 사이에 연결되어, 상기 RF 신호를 다중 경로로 분리하는 신호 분배기를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 4세대 이동통신 시스템의 주요 기술 중 하나인 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템 적용 시 추가 안테나 및 동축케이블 확장 없이도 서비스가 가능하게 된다.
그리고, 본 발명에서와 같이 서로 다른 데이터 전송 경로를 갖는 상이한 그룹에 속하는 리모트 안테나를 교번되게 배치시킨 구조를 적용함으로써 출력 파워의 열화 없이 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템 구현이 가능한 효과를 얻게 된다.
또한, 서로 상이한 신호 전송 경로를 갖는 UTP 케이블은 각 그룹별로 신호 지연 시간의 조절이 가능하여, 기지국과 단말기까지의 전체 지연 시간을 맞추어 최적화된 셀 운영을 할 수 있으며, 각 전송 경로에 따라 지연 시간의 차이를 주어 다이버시티 효과도 얻을 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인빌딩 중계장치의 개략 구성도이며, 도 3은 본 발명의 인빌딩 중계장치의 마스터 유닛의 개략 구성도이고, 도 4는 본 발명의 인빌딩 중계장치의 리모트 유닛의 개략 구성도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인빌딩 중계장치는 기지국(100)과 단말기(미도시) 간의 신호를 중계하기 위하여, 기지국(100)과 단말기 사이에 배치된다. 인빌딩 중계장치(600)는 마스터 유닛(200), 리모트 유닛(300) 및 마스터 유닛(200)과 리모트 유닛(300) 사이에 연결되어 디지털 신호를 전송하기 위한 유선 전송 선로(400) 즉, UTP 케이블(Unshielded Twisted Pair Cable)을 포함한다.
마스터 유닛(200)은 다운 링크시 기지국(100)으로부터 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 마스터 출력 포트(미도시)를 통하여 UTP 케이블(400)로 전송, 업 링크시 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 기지국(100)으로 전송한다. 리모트 유닛(300)은 다운 링크시 UTP 케이블(400)을 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 안테나를 통하여 단말기(미도시)로 전송하며, 업 링크시 리모트 안테나를 통하여 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블(400)을 통하여 마스터 유닛(200)으로 전송한다.
본 실시예에서 기지국(100)은 2세대 이동 통신 시스템용 제1 기지국(110)과 다중입력 다중출력 기술이 사용되는 4세대 이동 통신 시스템용 제2 기지국(130)을 포함한다.
마스터 유닛(200)은 다수의 마스터 출력 포트(미도시)를 구비하며, 다수의 마스터 출력 포트에는 다수의 UTP 케이블(400)이 접속된다. 다수의 리모트 유 닛(300)은 빌딩이나 지하 주차장 등의 건물 내부의 음영 지역에 배치되며, 다수의 리모트 유닛(300)은 다수의 UTP 케이블(400)에 접속되어 마스터 유닛(200)과 연결된다.
한편, 마스터 유닛(200)이나 리모트 유닛(300)에 디지털로 변환된 디지털 신호를 2개 이상의 전송 경로로 전송하기 위하여, UTP 케이블(400)을 2개 이상의 그룹으로 구분하여 구성하며, 이러한 UTP 케이블(400)에 연결된 리모트 유닛(300)도 2개 이상의 그룹으로 구분하여 구성한다. 그리고, 리모트 유닛(300)에 연결된 리모트 안테나는 일정 커버리지 영역 내에 서로 상이한 그룹에 속하는 리모트 유닛의 리모트 안테나가 교번되게 배치되도록 구성하여, 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템이 구현되어도 별도의 안테나 설치 없이도 다중입력 다중출력 서비스가 가능하게 된다.
본 실시예의 경우, 디지털 신호를 2개의 전송 경로 예를 들면, A 경로와 B 경로로 구분하여 전송하기 위하여, UTP 케이블(400)은 제1 UTP 케이블 그룹(410)과 제2 UTP 케이블 그룹(420)으로 구분하여 구성된다. 이와 마찬가지로, 리모트 유닛(300)은 제1 UTP 케이블 그룹(410)에 연결된 제1 리모트 유닛 그룹(300A)과 제2 UTP 케이블 그룹(420)에 연결된 제2 리모트 유닛 그룹(300B)으로 구분하여 구성되며, 각 리모트 유닛(300)에는 동축 케이블을 통하여 2개의 리모트 안테나가 연결된다. 리모트 안테나의 배치 구조를 살펴보면, 제1 리모트 유닛 그룹(300A)에 속하는 리모트 유닛에 연결된 리모트 안테나와 제2 리모트 유닛 그룹(300B)에 속하는 리모트 유닛에 연결된 리모트 안테나가 서로 교번되게 배치되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 서로 상이한 데이터 전송 경로를 가진 리모트 안테나를 교번되게 배치하면, 일정 커버리지 영역 내에 위치한 단말기에서는 서로 상이한 데이터 전송 경로를 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있게 되므로, 추가적인 리모트 안테나의 설치 없이도 다중입력 다중출력 서비스를 구현할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예의 경우, 8개의 마스터 출력 포트에 8개의 UTP 케이블이 연결되고, 데이터 전송 경로도 2개로 그룹화한 것으로 설명하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐, 마스터 출력 포트와 UTP 케이블의 개수 및 데이터 전송 경로의 개수의 이에 한정되는 것은 아니며 다양하게 변형될 수 있다.
도 3을 참조하면, 마스터 유닛(200)은 마스터 안테나(210), 마스터 신호 분리부(220), 마스터 신호 변환부(230), 마스터 신호 처리부(240), 마스터 전원부(250) 및 마스터 제어부(260)로 구성된다.
마스터 안테나(210)는 마스터 신호 분리부(220)에 연결되어, 기지국(100)과 RF 신호를 송수신하는 기능을 수행한다. 마스터 신호 분리부(220)는 마스터 안테나(210)에 연결되어 특정 대역의 RF 신호를 통과시킨다.
마스터 신호 변환부(230)는 마스터 신호 분리부(220)에 연결되어, 다운 링크 시에는 마스터 신호 분리부(220)를 통하여 기지국으로부터 수신한 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환시켜서 마스터 신호 처리부(240)로 전송하며, 업 링크시에는 마스터 신호 처리부(240)로부터 수신한 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하여 마스터 신호 분리부(220)로 전송한다.
마스터 신호 처리부(240)는 마스터 신호 변환부(230)에 연결되어, 다운 링크 시에는 마스터 신호 변환부(230)로부터 수신한 중간 주파수 신호 즉, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블(400)이 접속되는 마스터 출력 포트(미도시)로 전송하고, 업 링크 시에는 마스터 출력 포트에서 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 마스터 신호 변환부로 전송한다. 한편, 마스터 신호 처리부(240)는 다운 링크시 변환된 디지털 신호를 각 그룹별로 일정 시간 지연시켜 마스터 출력 포트를 통하여 출력하며, 업 링크시 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 각 그룹별로 일정 시간 지연시켜 RF 신호로 변환하여 출력시킬 수 있다.
마스터 전원부(250)는 마스터 유닛의 각 구성에 전원을 공급하며, 마스터 제어부(260)는 마스터 유닛의 각 구성의 상태 정보 조회 및 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
도 4를 참조하면, 리모트 유닛(300)은 리모트 안테나(310), 리모트 신호 분리부(320), 리모트 신호 변환부(330), 리모트 신호 처리부(340), 리모트 전원부(350) 및 리모트 제어부(360)로 구성된다.
리모트 신호 처리부(340)는 마스터 유닛(200)과 접속된 UTP 케이블에 연결되어, 다운 링크 시에는 UTP 케이블(400)을 통하여 마스터 유닛(200)으로부터 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 리모트 신호 변환부(330)로 전송하며, 업 링크 시에는 리모트 신호 변환부(330)에서 수신한 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블(400)로 전송한다.
리모트 신호 변환부(330)는 리모트 신호 처리부(340)에 연결되어, 다운 링크 시에는 리모트 신호 처리부(340)에서 수신한 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 신호 분리부(320)로 전송하며, 업 링크시에는 리모트 신호 분리부(320)에서 수신한 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 리모트 신호 처리부(340)로 전송한다.
리모트 안테나(310)는 단말기와 RF 신호를 송수신하며, 리모트 신호 분리부(320)는 리모트 안테나(310)와 리모트 신호 변환부(330) 사이에 연결되어, 특정 대역의 RF 신호를 통과시킨다. 리모트 유닛(300)에 연결되는 리모트 안테나(310)의 수는 커버리지 영역에 따라 달라질 수 있다.
리모트 전원부(350)는 리모트 유닛(300)의 각 구성에 전원을 공급하며, 리모트 제어부(360)는 리모트 유닛(300)의 각 구성에 대한 상태 정보 조회 및 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명의 마스터 유닛의 마스터 신호 처리부의 세부 구조를 나타낸 기능 블록도이다.
도 5를 참조하면, 마스터 신호 처리부(240)는 아날로그/디지털 컨버터(241), 디지털/아날로그 컨버터(242), 프레이머(243), 리프레이머(244), 신호 지연기(245), 변환기(246) 및 마스터 출력 포트(247)로 구성된다.
아날로그/디지털 컨버터(241)는 다운 링크 시 마스터 신호 변환부(230)로부터 수신한 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 프레이머(243)로 전송하며, 디지털/아날로그 컨버터(242)는 업 링크시 리프레이머(244)에서 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 마스터 신호 변환부(230)로 전송한다. 프레이머(243) 및 리프레이머(244)는 데이터 전송에 적합한 포맷으로 프레임화하거나 역프레임화하는 기능을 수행한다.
마스터 신호 지연기(245)는 다운 링크시 디지털 신호를 일정 시간 지연시켜 마스터 변환기(246)를 통하여 마스터 출력 포트(247)로 전송하며, 업 링크시 마스터 출력 포트(247)와 마스터 변환기(246)를 통하여 수신한 디지털 신호를 일정 시간 지연시켜 전송한다. 이와 같이, 마스터 신호 지연기(245)는 각각의 UTP 케이블을 통하여 개별 전송 경로로 들어오는 디지털 신호를 개별적으로 지연 시간을 변경 및 조정할 수 있어서 다이버시티 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 인빌딩 중계장치가 2세대 이동통신 시스템에서 사용되는 경우 커버리지를 나타낸 도이며, 도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 인빌딩 중계장치가 다중입력 다중출력 이동통신 시스템에서 사용되는 경우 커버리지를 나타낸 도이다.
2세대 이동 통신 시스템(1.8㎓ 대역) 설치 시 본 발명에서와 같이 리모트 안테나를 서로 상이한 데이터 전송 경로를 갖는 리모트 안테나가 서로 교번되게 배치하면, 2세대 이동 통신 시스템과 4세대 이동 통신 시스템의 주파수 특성에 의한 전송거리 특성을 이용하여 다중입력 다중출력 효과를 얻을 수 있다. 프리스페이스 경 로 손실(Free Space Path Loss)과 같이 안테나의 동일한 EIRP 기준에서 주파수가 반으로 줄어들면 거리는 2배, 면적은 4배로 늘어난다.
그 결과, 4G 단말기는 제1 리모트 유닛 그룹에 속하는 리모트 유닛을 통하여 전송되는 A 경로의 신호와 제2 리모트 유닛 그룹에 속하는 리모트 유닛을 통하여 전송되는 B 경로의 신호를 동시에 받을 수 있게 된다. 또한, 단말기에서 송출되는 업 링크 신호는 A 경로의 리모트 안테나와 B 경로의 리모트 안테나가 동시에 수신하여 각각 제1 리모트 유닛 그룹에 속하는 리모트 유닛과 제2 리모트 유닛 그룹에 속하는 리모트 유닛과 UTP 케이블을 통하여 마스터 유닛으로 전송된다.
따라서, 추가 안테나 및 동축케이블 확장 없이도 1.8㎓ 대역의 2세대 이동 통신 시스템 기준의 안테나 배치구조를 이용하여 800MHz 대역의 4세대 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템을 구현할 수 있으며, 리모트 유닛에서 단일 안테나 포트를 사용함으로써 출력 파워의 열화 없이 다중입력 다중출력 시스템의 구현이 가능하게 된다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인빌딩 중계장치의 개략 구성도이다. 도 8에 도시된 제2 실시예는 제1 실시예와 비교하여 리모트 유닛에 신호 분배기를 추가적으로 설치한 점이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 설명한다.
도 8을 참조하면, 인빌딩 중계장치(600)는 마스터 유닛(200), 리모트 유닛(300) 및 마스터 유닛(200)과 리모트 유닛(300) 사이에 연결되어 디지털 신호 를 전송하기 위한 유선 전송 선로(400) 즉, UTP 케이블(Unshielded Twisted Pair Cable)을 포함한다. 마스터 유닛(200)은 다운 링크시 기지국(100)으로부터 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 마스터 출력 포트(미도시)를 통하여 UTP 케이블(400)로 전송, 업 링크시 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 기지국(100)으로 전송한다. 리모트 유닛(300)은 다운 링크시 UTP 케이블(400)을 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 안테나를 통하여 단말기(미도시)로 전송하며, 업 링크시 리모트 안테나를 통하여 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UTP 케이블(400)을 통하여 마스터 유닛(200)으로 전송한다.
리모트 유닛(300)은 리모트 안테나(310A, 310B), 리모트 신호 분리부(미도시), 리모트 신호 변환부(미도시), 리모트 신호 처리부(미도시), 리모트 전원부(미도시) 및 리모트 제어부(미도시)로 구성되며, 추가적으로 리모트 신호 분리부와 리모트 안테나 사이에 연결된 신호 분배기(370A, 370B)를 더 포함한다. 신호 분배기는 리모트 신호 분리부에서 수신한 RF 신호를 다중 경로로 분리하거나, 다수의 리모트 안테나로부터 수신한 RF 신호를 리모트 신호 분리부로 전송하는 기능을 수행한다. 이와 같이 신호 분배기를 사용하면 단일의 리모트 유닛으로 여러 음영지역을 커버할 수 있게 되는 효과를 얻을 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인빌딩 중계장치의 개략 구성도이며, 도 10은 본 발명의 인빌딩 중계장치의 확장 유닛의 개략 구성도이다. 본 발명의 제 3 실시예는 마스터 유닛과 리모트 유닛 간의 거리 제한을 극복하기 위하여 추가적으로 확장 유닛을 설치한 점이 상이하며, 나머지 구성은 다른 실시예들과 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 인빌딩 중계장치는 마스터 유닛(200), 리모트 유닛(300), 확장 유닛(500) 및 각 유닛 사이에 연결되어 각 유닛 간의 디지털 신호를 전송하기 위한 유선 전송 선로(400) 즉, UTP 케이블(400)을 포함한다. 확장 유닛(500)은 UTP 케이블(400)을 통하여 수신한 디지털 신호를 증폭하여 UTP 케이블(400)로 출력하는 기능을 수행하여, 디지털 신호의 전송 거리를 늘려주는 역할을 수행한다.
본 실시예의 경우, 확장 유닛(500)은 제1 확장 유닛(510)과 제2 확장 유닛(520)으로 구성된다. 제1 확장 유닛(510)은 마스터 유닛(500)과 리모트 유닛(300) 사이에 연결되어, 다운 링크시 마스터 유닛(510)으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 리모트 유닛(300)으로 전송하며, 업 링크시 리모트 유닛(300)으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 마스터 유닛(200)으로 전송한다.
또한, 제2 확장 유닛(520)은 UTP 케이블(400)을 통하여 제1 확장 유닛(510)과 리모트 유닛(300) 사이에 연결되어, 다운 링크시 제1 확장 유닛(510)으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 리모트 유닛(300)으로 전송하며, 업 링크시 리모트 유닛(300)으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 제1 확장 유닛(510)으로 전송한다.
도 10을 참조하면, 제1 확장 유닛(510)은 확장 신호 처리부(511), 확장 제어 부(513) 및 확장 전원부(515)를 포함한다. 확장 신호 처리부(511) UTP 케이블을 통하여 수신한 디지털 신호를 증폭하여 UTP 케이블로 재전송하는 기능을 수행하며, 확장 제어부(513)는 확장 신호 처리부(511)의 상태정보 조회 및 동작을 제어하고, 확장 전원부(515)는 각 구성에서 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 제2 확장 유닛(520) 역시 제1 확장 유닛과 동일한 구성을 갖는다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에서 사용 가능한 인빌딩 중계장치의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 인빌딩 중계장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인빌딩 중계장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 인빌딩 중계장치의 마스터 유닛의 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 인빌딩 중계장치의 리모트 유닛의 개략 구성도이다.
도 5는 본 발명의 마스터 유닛의 마스터 신호 처리부의 세부 구조를 나타낸 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 인빌딩 중계장치가 2세대 이동통신 시스템에서 사용되는 경우 커버리지를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 인빌딩 중계장치가 다중입력 다중출력 이동통신 시스템에서 사용되는 경우 커버리지를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인빌딩 중계장치의 개략 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 인빌딩 중계장치의 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명의 인빌딩 중계장치의 확장 유닛의 개략 구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 기지국
200 : 마스터 유닛
300 : 리모트 유닛
400 : UTP 케이블
500 : 확장 유닛

Claims (8)

  1. 이동 통신 시스템에서 기지국과 단말기 간의 신호를 중계하기 위한 중계장치에 있어서,
    다운 링크시 상기 기지국으로부터 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 마스터 출력 포트를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 마스터 유닛;
    상기 디지털 신호를 전송하는 UTP 케이블;
    다운 링크시 상기 UTP 케이블을 통하여 수신한 디지털 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 안테나를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 리모트 안테나를 통하여 수신한 RF 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 UTP 케이블을 통하여 출력하는 리모트 유닛을 포함하며,
    상기 디지털 신호를 2개 이상의 전송 경로로 전송하기 위하여 상기 UTP 케이블을 2개 이상의 그룹으로 구분하며, 상기 UTP 케이블에 연결된 상기 리모트 유닛도 2개 이상의 그룹으로 구분하고, 일정 커버리지 영역 내에 서로 상이한 그룹에 속하는 리모트 유닛의 리모트 안테나를 교번되게 배치하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 유닛은 다운 링크시 상기 변환된 디지털 신호를 각 그룹별로 일정 시간 지연시켜 상기 마스터 출력 포트를 통하여 출력하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 각 그룹별로 일정 시간 지연시켜 RF 신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  3. 제1항에 있어서,
    UTP 케이블을 통하여 상기 마스터 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에 연결되는 제1 확장 유닛을 더 포함하며,
    상기 제1 확장 유닛은 다운 링크시 상기 마스터 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 리모트 유닛으로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 마스터 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  4. 제3항에 있어서,
    UTP 케이블을 통하여 상기 제1 확장 유닛과 상기 리모트 유닛 사이에 연결되는 제2 확장 유닛을 더 포함하며,
    상기 제2 확장 유닛은 다운 링크시 상기 제1 확장 유닛으로부터 수신한 디지 털 신호를 증폭하여 상기 리모트 유닛으로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 유닛으로부터 수신한 디지털 신호를 증폭하여 상기 제1 확장 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 마스터 유닛은,
    상기 기지국과 RF 신호를 송수신하기 위한 마스터 안테나;
    상기 마스터 안테나에 연결되어 특정 대역의 RF 신호를 통과시키는 마스터 신호 분리부;
    상기 마스터 신호 분리부에 연결되어, 다운 링크시 상기 특정 대역의 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하며, 업 링크시 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하여 전송하는 마스터 신호 변환부;
    상기 마스터 신호 변환부에 연결되어, 다운 링크시 상기 마스터 신호 변환부에서 수신한 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 마스터 출력 포트로 전송하고, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트에서 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 마스터 신호 변환부로 전송하는 마스터 신호 처리부;
    상기 마스터 유닛의 각 구성에 전원을 공급하는 마스터 전원부; 및
    상기 마스터 유닛의 각 구성의 상태 정보 조회 및 동작을 제어하는 마스터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마스터 유닛의 마스터 신호 처리부는,
    다운 링크시 상기 디지털 신호를 일정 시간 지연시켜 상기 마스터 출력 포트로 전송하며, 업 링크시 상기 마스터 출력 포트를 통하여 수신한 디지털 신호를 일정 시간 지연시켜 전송하는 마스터 신호 지연기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 리모트 유닛은,
    상기 UTP 케이블에 연결되어, 다운 링크시 상기 UTP 케이블을 통하여 수신한 디지털 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 리모트 신호 변환부로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 신호 변환부에서 수신한 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 UTP 케이블로 전송하는 리모트 신호 처리부;
    상기 리모트 신호 처리부에 연결되어, 다운 링크시 상기 리모트 신호 처리부에서 수신한 상기 중간 주파수 신호를 RF 신호로 변환하여 리모트 신호 분리부로 전송하며, 업 링크시 상기 리모트 신호 분리부에서 수신한 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 리모트 신호 처리부로 전송하는 리모트 신호 변환부;
    상기 단말기와 RF 신호를 송수신하기 위한 리모트 안테나;
    상기 리모트 안테나와 상기 리모트 신호 변환부 사이에 연결되어, 특정 대역의 RF 신호를 통과시키는 리모트 신호 분리부;
    상기 리모트 유닛의 각 구성에 전원을 공급하는 리모트 전원부; 및
    상기 리모트 유닛의 각 구성의 상태 정보 조회 및 동작을 제어하는 리모트 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 리모트 유닛은,
    상기 리모트 신호 분리부와 상기 리모트 안테나 사이에 연결되어, 상기 특정 대역의 RF 신호를 다중 경로로 분리하는 신호 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입력 다중출력 이동 통신 시스템에 적용 가능한 인빌딩 중계장치.
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