KR101235141B1 - 이동 통신 무선 중계 장치 및 무선 중계 신호 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 무선 중계 장치 및 무선 중계 신호 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치는, 기지국으로부터 발신된 디지털 변조파를 수신하는 수신부; 상기 수신된 디지털 변조파를 기저 대역 신호로 변환하여 디지털 데이터를 재생하는 신호 변환부; 상기 재생된 디지털 데이터를 변조하여 송신 신호를 생성하는 변조부; 및 상기 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭부를 포함하며, 상기 전력 증폭부의 출력 신호의 일부는 상기 변조부의 입력단에 피드백되어 상기 전력 증폭부가 선형화된다.

Description

이동 통신 무선 중계 장치 및 무선 중계 신호 처리 방법{RF repeater and method of processing signal for mobile communication}
본 발명은 이동 통신 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이동 통신 무선 중계 장치 및 무선 중계 신호 처리 방법에 관한 것이다.
디지털 TRS(Trunked Radio Service), PCS(personal communication services), 셀룰러 또는 IMT-2000과 같은 이동 통신 시스템은 기본적으로 교환국, 기지국, 및 단말기(또는, 이동국)으로 구성된다. 상기 이동 통신 시스템의 전체 통신 서비스 지역은 여러 개의 작은 서비스 구역인 셀들로 나뉘고, 상기 셀의 중앙에 기지국을 설치하여, 기지국이 셀 내의 단말기와 교환국 사이의 중계 역할을 수행한다. 그러나, 셀 내에는 전파 음영 지역 또는 신호 혼재 지역이 존재할 수 있으며, 이 경우, 통화 품질과 기지국의 통화영역을 확보하기 위하여, 기지국과 단말기 사이에 신호를 중계하는 하나 이상의 디지털 이동 통신 중계 장치가 사용될 수 있다.
상기 디지털 이동 통신 중계 장치는 기지국과의 링크 방식에 따라 무선 중계 장치(또는, RF 중계 장치), 광 중계 장치, 마이크로웨이브 중계 장치 또는 레이저 중계 장치가 있다. 이중 무선 중계 장치는, RF 신호를 이용하여 기지국과 이동국 사이를 링크하는 방식으로 기지국과 이동국 사이의 전파 경로 손실을 보상하여 신호를 중계한다. 최근 이동통신 서비스는 가입자 증가로 인하여 하나의 기지국에 여러 개의 반송파(캐리어)를 할당하여 송출하고 있다. 따라서, 중계 장치에서 다수의 캐리어들을 증폭하면서 나타날 수 있는 신호의 혼변조를 억제하기 위해서는 무선 중계 장치의 전력 증폭기가 우수한 선형성을 가져야 한다. 무선 중계 장치가 비선형성을 갖는 경우, 전송되는 신호 스펙트럼이 인접 채널로 확장되는 인접 채널 간섭(adjacent channel interference; ACI)을 초래할 수 있으며, 이것은 디지털 변조 방식을 사용하는 CDMA, WCDMA, Wibro, 그리고 특히 디지털 TRS에서 통신 품질을 열화시키는 원인이 된다.
종래에는, 중계 장치가 선형 증폭을 할 수 있도록 전력 증폭기를 백오프(back-off)시켜 선형성이 보장되는 영역에서 동작하도록 설계되었다. 예를 들면, -60 dB 이하의 인접채널 누설 전력을 요구하는 디지털 TRS에 관한 TETRA(Terestrial Trunked Radio System) 규격에서는 전력 증폭기가 10 dB 이상 백오프되어 사용된다. 이와 같이 백오프를 사용하는 종래의 중계 장치의 증폭 방식은 전력 낭비가 클 뿐만 아니라, 대출력의 증폭기 사용에 따른 중계 장치의 대형화와 안정성 저하의 문제를 가지게 된다.
한편 무선 신호의 전파 경로 손실이 많을수록, 중계 장치의 전력 증폭은 높은 이득(gain)을 필요로 한다. 종래의 중계기는 구조적으로 각 수신 채널의 이득을 선택적으로 제어할 수 없도록 되어 있어, 신호 레벨이 낮은 신호를 기준으로 중계 장치의 출력을 설정하면 큰 신호 레벨의 신호는 포화될 수 있으며, 큰 신호 레벨의 신호를 기준으로 중계 장치의 출력을 설정하면 낮은 레벨의 신호는 여전히 낮은 출력 레벨을 갖는 문제점이 발생한다. 또한, 수신한 무선 신호를 크기만 증폭하는 방식이므로 도심지의 건물들과 장애물로 인한 다중 경로 페이딩(multipath fading) 및 잡음을 그대로 단말기에 전달하기 때문에, 중계 신호의 품질이 열화되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전파 경로 손실을 보상하기 위한 이득 조절시 복수 개의 수신 채널 각각에 대하여 적절한 이득 조절을 통하여 기지국과 같이 일정한 출력 수준을 가지며 혼변조 없이 다중화된 채널 증폭이 가능하고, 전력 증폭기를 선형화하고 무선 전력 증폭기의 소모 전력 효율을 개선하여 무선 중계 장치의 소형화와 운영 경제성을 도모하고, 선택적으로는, 무선 전송구간에서 포함된 잡음을 제거하여 기지국과 동등한 수준의 신호 품질을 이동국에 전송 가능한 이동 통신 무선 중계 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 전술한 이점을 갖는 무선 중계 신호 처리 방법을 제공하는 것이다
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치는, 기지국으로부터 발신된 디지털 변조파를 수신하는 수신부; 상기 수신된 디지털 변조파를 기저 대역 신호로 변환하여 디지털 데이터를 재생하는 신호 변환부; 상기 재생된 디지털 데이터를 변조하여 송신 신호를 생성하는 변조부; 및 상기 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭부를 포함한다. 상기 전력 증폭부의 출력 신호의 일부는 상기 변조부의 입력단에 피드백되어 상기 전력 증폭부가 선형화된다. 상기 피드백은 카테시안 피드백 루프에 의해 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 디지털 변조파는 복수의 채널 주파수들을 가지며, 상기 변조부 및 전력 증폭부는 상기 복수의 채널 주파수들마다 할당될 수도 있다. 또한, 상기 이동 통신 무선 중계 장치는, 상기 신호 변환부와 상기 변조부 사이에 상기 변환된 디지털 데이터의 오류를 정정하는 오류 정정부를 더 포함할 수도 있다.
상기 이동 통신 무선 중계 장치는 디지털 TRS 규격에 따를 수 있다. 엄격한 전송 품질이 요구되는 디지털 TRS 규격에서 본 발명의 실시예들의 전송 품질과 전력 효율 측면에서의 이점은 더욱 분명해진다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 중계 신호 처리 방법은, 기지국으로부터 발신된 디지털 변조파를 수신하는 단계; 상기 수신된 디지털 변조파를 기저 대역 신호로 변조하여 디지털 데이터를 재생하는 단계; 상기 재생된 디지털 데이터를 변조하여 송신 신호를 생성하는 단계; 상기 송신 신호를 출력 레벨로 증폭하는 단계; 및 상기 증폭된 송신 신호의 일부를 상기 송신 신호를 생성하는 단계 동안 피드백시켜 상기 증폭하는 단계를 선형화시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 선형화시키는 단계는 카테시안 피드백 루프에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 디지털 데이터를 재생하는 단계 이후에, 상기 디지털 데이터의 오류를 정정하는 단계가 더 수행될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 신호 변환부에 의해 기지국으로부터 수신된 디지털 변조파가 기저 대역 신호로 변환됨으로써, 카테시안 피드백 시스템과 같은 선형화 기구를 이용하여 전력 증폭부의 선형화가 가능하고, 그에 따라 전파 경로 손실을 보상하기 위한 이득 조절시 전력 효율이 개선되어 무선 중계 장치의 소형화와 운영 경제성을 도모할 수 있는 무선 중계 장치가 제공될 수 있다. 또한, 상기 무선 중계 장치는 재생된 디지털 데이터를 이용하기 때문에 혼변조 없이 다중화된 채널 증폭이 가능하고 다중 경로 페이딩에 대응하여 이동국에 기지국과 동일한 수준의 신호 전송이 가능하도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 이점과 특징을 갖는 무선 중계 신호 처리 방법이 제공될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 중계 신호 처리 방법을 설명하는 순서도이며, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치들의 순방향 신호 중계를 위한 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카테시안 피드백 시스템의 회로도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치를 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치를 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치의 서비스측에서 측정된 출력 신호를 나타내는 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 중계 신호 처리 방법을 설명하는 순서도이며, 도 1b 및 도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치들(100)의 순방향 신호 중계를 위한 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1a와 함께 도 1b를 참조하면, 무선 중계 장치(100)는 기지국(BS)에 무선으로 링크되어 기지국(BS)의 서비스 신호를 전파 음역 지역의 이동국(MS)으로 전달한다. 디지털 중계 장치(100)는 기지국(BS)으로부터 수신된 디지털 변조파를 수신하여 처리하기 위한 수신 신호 처리부(RX)를 갖는다. 수신 신호 처리부(RX)는 수신부(10) 및 신호 변환부(20)를 포함할 수 있다.
수신부(10)는 기지국(BS)으로부터 발신된 디지털 변조파를 수신할 수 있다(S100). 수신부(10)는 기지국 대향 안테나(BA)를 통하여 기지국(BS)으로부터 전송된 RF 신호를 수신하여 미리 설정된 수신 대역 이외의 불필요한 대역의 신호를 제거하기 위한 대역 통과 필터(band pass filter; 미도시) 및 상기 대역 통과 필터의 출력단에 결합되어 수신된 디지털 변조파를 증폭시키기 위한 저잡음 증폭기(미도시)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 신호는 좀더 용이한 신호 처리 및 증폭 과정을 위하여, 수신부(10)는 중간 주파수(IF; Intermediate Frequency)로 변환하기 위한 주파수 하향 변환기(down converter; 미도시)를 더 포함할 수도 있다.
수신부(10)를 통하여 출력되는 디지털 변조파는 신호 변환부(20)에 의해 기저 대역 신호로 변환되어 기지국에서 보낸 데이터로 복원된다(S200). 신호 변환부(20)는, 예를 들면, 위상 천이기와 직교 회복기(regenerator)를 포함할 수 있다. 상기 직교 회복기는, 위상 천이기에 의해 생성된 90 °위상 차이를 갖는 반송파 신호를 입력되는 디지털 변조파에 각각 곱하기 위한 2 개의 믹서들(mixer)을 포함할 수 있다. 필요에 따라, 상기 믹서들의 출력단에는 저역 통과 필터가 결합될 수도 있다. 상기 믹서들의 신호 처리에 의해 상기 디지털 변조파는 복조되고, 기저 대역 신호인 서로 직교하는 I(In-phase) 채널 신호(Id) 및 Q(Quadrature-phase) 채널 신호(Qd)가 생성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 기저 대역 신호는 I 채널 신호(Id)와 Q 채널 신호(Qd) 중 어느 하나의 신호만으로 구성될 수 있으며, 이 경우, 신호 변환부(20)는 하나의 믹서와 하나의 저역 통과 필터만으로 구성될 수도 있을 것이다.
신호 변환부(20)에 의해 재생된 기저 대역 신호, Id 및 Qd는 상기 디지털 변조파의 하향 링크 과정의 전송 손실을 보상하기 위하여 송신 신호 처리부(TX)에서 이득 제어된 후 이동국 대향 안테나(MS)를 통하여 전파될 수 있다. 송신 신호 처리부(TX)는 변조부(up converter; 30) 및 전력 증폭부(40)를 포함할 수 있다. 변조부(30)에 의해, 재생된 디지털 데이터가 변조되어 송신 신호를 생성하고(S300), 전력 증폭부(40)에 의해 상기 송신 신호가 출력 레벨로 증폭된다(S400).
구체적으로, 변조부(30)는, 위상 천이된 반송파 신호를 제공하는 위상 천이기, 위상 천이기로부터 제공된 반송파 신호를 I 채널 신호 및 Q 채널 신호에 혼합하여 I 채널 RF 신호 및 Q 채널 RF 신호로 업 컨버전하는 믹서들, 상기 믹서들로부터 출력된 I 채널 RF 신호 및 Q 채널 RF 신호를 전력 합성하여 기지국(BS)의 디지털 변조파와 동일한 주파수를 갖는 송신 신호를 생성하는 전력 합성기로 구성될 수 있다. 전술한 변조부(30)의 구성은 예시적이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
전력 증폭부(40)는, 예를 들면, 높은 출력 레벨로 증폭이 가능한 고출력 증폭기(High Power Amplifier; HPA)를 포함할 수 있다. 필요에 따라, 고출력 트랜지스터를 평형으로 연결하여 높은 출력 레벨을 얻을 수도 있다.
상기 증폭된 송신 신호의 일부를 상기 송신 신호를 생성하는 단계 동안 피드백시켜 상기 증폭하는 단계를 선형화시킬 수 있다(S500). 이를 위하여, 이동 통신 무선 중계 장치(100)는 전력 증폭부(40)의 출력 신호를 변조부(30)의 입력단에 피드백하는 피드백 회로(50)를 포함할 수 있다. 피드백 회로(50)는 카테시안 피드백 시스템(Cartesian Feedback system; CFS)일 수 있으며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카테시안 피드백 시스템(CFS)의 회로도를 도시한다.
도 2를 참조하면, 전력 증폭부(40)를 통하여 출력되는 송신 신호의 일부는, 카테시안 피드백 시스템(CFS) 내에서 결합기(50c)를 통해 전력 분기된 후 복조되고, 신호 변환부(20)로부터 수신된 I 채널 신호 Id 및 Q 채널 신호 성분 Qd에 각각 피드백시켜 전력 증폭부(40)를 선형화한다. 결합기(50c)는 송신 전력에 영향을 미치지 않도록 적절한 값의 결합비를 갖는다. 카테시안 피드백 시스템(CFS)은 전력 증폭부(40)의 신호를 복조하기 위한 하나 이상의 하향 변환 믹서들(50m1, 50m2)을 포함할 수 있다. 필요에 따라, 믹서들(50m1, 50m2)과 결합기(50c) 사이에 위상 변위기(미도시)가 제공될 수도 있다. 상기 위상 변위기는 카테시안 피드백 시스템(CFS)의 포워드 경로의 신호와 피드백 경로의 신호들에 대한 위상차 보상(phase adjustment)을 위한 것이다.
하향 변환 믹서들(50m1, 50m2)을 통하여 출력된 기저 대역의 I 채널 신호(I') 및 Q 채널 신호(Q')는 감산기들(50d1, 50d2)에 각각 입력되고, 감산기들(50d1, 50d2)은 신호 변환부(20)로부터 입력된 기저 대역 신호인 I 채널 신호 Id 및 Q 채널 신호 Qd와 감산을 수행하고, 그에 따른 오류 신호들(ei, eo)이 변조부(30)의 상향 변환 믹서(30m1, m2)에 입력되어 전력 증폭부(40)의 출력 신호가 선형화될 수 있다.
도 1b를 참조하여 상술한 신호 처리 과정은 단일 채널 주파수를 갖는 기저 대역 신호에 대한 것이지만, 신호 변환부(12)에 의해 출력되는 디지털 데이터는 복수의 채널 주파수들, 예를 들면, F1, F2, ..., FN을 가질 수 있다. 이 경우, 이동 통신 무선 중계 장치(100)의 송신부(TX)는, 도 1c에 도시된 바와 같이, 각 채널 주파수(F1, F2, ..., FN)마다 각각 할당되는 복수의 변조부들(30), 전력 증폭부들(40) 및 피드백 회로들(50)을 포함할 수도 있다. 각 채널 주파수별(F1, F2,..., FN)로 선형화되어 증폭된 신호들은 합산기(60)에 의해 합쳐져서 이동국 대향 안테나(MA)로 전송된다.
전술한 실시예들에 따르면, 기지국으로부터 수신된 디지털 변조파를 기저 대역 신호로 변환함으로써, 카테시안 피드백 시스템(CFS)에 의한 선형화가 가능하고, 전력 증폭부(22)에서 발생할 수 있는 왜곡이 제거될 수 있다. 또한, 채널 주파수별로 동등한 수준으로 및/또는 개별적으로 출력 레벨의 이득을 결정할 수 있기 때문에, 이웃하는 채널 주파수들을 갖는 신호들 사이의 혼변조 없이 다중화된 채널 증폭이 가능하며, 그 결과, 다중 경로 페이딩에 대응하여 이동국에 기지국과 동일한 수준의 신호 전송이 가능하다.
종래와 같이 기지국으로부터 수신된 디지털 변조파를 단순히 전력 증폭하여 송출하는 전력 증폭 처리와 비교시, 본 발명의 실시예에 따르면, 전력 증폭기의 선형화를 위하여 전력 증폭기를 백오프하여 동작시킬 필요가 없으므로 전력 효율이 개선되고, 그에 따라 중계 장치의 소형화를 얻을 수 있으며, 장치의 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 실험적으로, 본 실시예에 따른 카테시안 피드백 시스템(CFS)에 의해, 최소 30 dB 이상 왜곡 신호가 제거되고, 종래의 단순 전력 증폭기와 비교할 때 10 dB로 백 오프 시킨 것과 동일한 수준의 선형화 효과를 얻을 수 있었다.
전술한 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치는 표 1의 TETRA 무선 규격에 따를 수 있으며, 이 경우, 상기 중계 장치는 기지국으로부터 발신된 디지털 변조파를 Pi/4 DQPSK 방식으로 변환 및 변조 과정을 통해 전력 증폭하여 이동국에 중계한다.
TETRA 무선 규격
항목 내용 비고
주파수 대역 806 ~ 870 MHz
다중 접속 방식 TDMA 4-Time Slot, FDD
송수신 주파수 간격 45MHz
채널 대역폭 25kHz
데이터 속도 7.2kbps(28.8kbps for TETRA R1 MSPD)
변조 방식 Pi/4 DQPSK
출력 전력 1, 3, 5, 10, 20 watts
인접 채널 누설 전력 -60dBc
음성 코덱 ACELP
보안 TEA1,2,3 & E2EE
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치(200)를 나타내는 블록도이다. 도시된 구성 요소들 중 전술한 구성 요소와 동일한 참조 번호를 갖는 구성 요소들에 대한 특징 및 이점은 모순되지 않는 한 전술한 개시 사항을 참조할 수 있다.
도 3을 참조하면, 이동 통신 무선 중계 장치(300)는 도 1a의 무선 중계 징치와 달리, 기지국(BS)으로부터 수신된 디지털 변조파의 오류 정정을 위한 오류 정정부(EC)를 더 포함할 수 있다. 오류 정정부(EC)는, 기저 대역에서 오류 정정을 할 수 있도록 신호 변환부(20)와 변조부(30) 사이에 배치될 수 있다.
신호 변환부(20)로부터 출력된 기저 대역 신호 Id 및 Qd는 다중 경로 페이딩과 잡음에 의한 오류 성분을 포함할 수 있다. 오류 정정부(EC)는 이러한 기저 대역 신호 Id 및 Qd에서 신호의 위상점을 분석하고 기지국에서 송신할 때의 신호점을 파악하고, 이를 기준으로 상기 오류 성분을 정정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치(300)를 도시하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 이동 통신 무선 중계 장치(300)는 기지국에 링크되는 도너 유닛(DU), 및 도너 유닛(DU)로부터 분리되어 원격지에 배치되고 이동국과 링크되는 원격 서비스 유닛(RU1, RU2)을 포함할 수 있다. 원격 서비스 유닛(RU1, RU2)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 2 이상의 복수 개일 수 있으며, 이 경우 도너 유닛(DU)과 원격 서비스 유닛(RU1, RU2)은 1: N (N은 2 이상의 정수) 관계를 만족할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 원격 서비스 유닛은 하나일 수 있다.
도너 유닛(DU)에는 전술한 수신부(10) 및 신호 변환부(20)를 포함하는 수신 신호 처리부(RX)가 배치될 수 있으며, 원격 서비스 유닛(RU1, RU2)에는 송신 신호 처리부(TX)를 구성하는 전술한 변조부(30), 전력 증폭부(40) 및 선형화를 위한 카테시안 피드백 시스템(50)이 배치될 수 있다. 도너 유닛(DU)과 원격 서비스 유닛(RU1, RU2)은 각각 이더넷 케이블, 광케이블, 마이크로파, 또는 주파수 변환에 의한 무선 링크와 같은 전송 매체(60)에 의해 서로 통신될 수 있으며, 이를 위하여 각 단에 인터페이스 회로(DI, SI)를 포함할 수 있다. 도너측 인터페이스 회로(DI) 및 서비스측 인터페이스 회로(SI)는 전송 매체(60)에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는, 이더넷 케이블을 통하여 연결됨으로써 기저 대역의 디지털 데이터는 저비용으로 전송 손실을 최소화할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 디지털 변조파가 복수의 채널 주파수들을 갖는 경우, 도 4에 도시된 실시예에서도 변조부(30), 전력 증폭부(40) 및 카테시안 피드백 시스템(50)은, 도 1b를 참조하여 상술한 바와 같이 상기 채널 주파수마다 할당될 수 있다. 또한, 도너 유닛(DU)은 전술한 바와 같이 변환된 디지털 데이터의 오류를 정정하기 위한 오류 정정부(도 2의 EC 참조)를 더 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치를 도시하는 블록도이다.
도 1a 내지 도 4를 참조하여 전술한 이동 통신 무선 중계 장치들은 순방향 신호 중계의 관점에서 개시되고 있지만 이는 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 실제 이동 통신 무선 중계 장치는 이동국으로부터 기지국으로의 역방향 신호 중계를 위한 신호 처리 회로를 더 포함할 수 있다. 역방향 신호 중계를 위한 신호 처리 회로는, 당해 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 순방향 신호 처리를 위한 구성 요소(RX, TX)와 대칭적으로 구현될 수 있을 것이다. 역방향 신호 처리를 위한 구성 요소도 수신 신호 처리부(RX')와 송신 신호 처리부(TX')를 갖는다.
도 5를 참조하면, 역방향 신호 중계를 위한 신호 처리 회로(RX', TX')는 이동국 대향 안테나(MA)로부터 인입되는 신호를 저잡음 증폭 및 복조하여 재생한 후, 다시 변조하여 기지국으로 송출될 수 있을 것이다. 그러나, 이는 예시적이며, 역방향 신호 중계를 위한 신호 처리 회로는 이동국으로부터 수신된 RF 신호를 저잡음 증폭하고 이를 다시 소정의 출력 레벨로 이득 제어하고 높은 선택도를 갖는 대역 필터를 사용하여 필터링하여 단순히 송출할 수도 있을 것이다. 역방향 신호 중계를 위한 신호 처리 회로는 요구되는 규격을 만족시키고 신호 처리의 용이성을 확보하기 위하여 적합한 다른 구성을 채택할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
순방향 신호 처리를 위한 신호 처리 회로와 역방향 신호 처리를 위한 신호 처리 회로는 FDD(Frequency Division Duplex) 또는 TDD(Time Division Duplex) 방식에 따라 각자의 신호 처리 회로를 독립적으로 구성하거나 일부 공유할 수도 있다. TETRA 무선 규격은 FDD 방식을 정하고 있기 때문에, 이에 의한 경우, 순방향 및 역방향 신호 처리 회로의 양단에는 주파수 필터(link duplexer, 70A)와 서비스 필터(service duplexer; 70B)가 각각 결합되어 공유될 수 있다. 일부 실시예예에서, 이동 통신 무선 중계 장치(400)는 도 4에서 상술한 바와 같이 점선(DL)으로 표시한 바와 같이 구성 요소가 서로 이격되어 도너 유닛과 원격 서비스 유닛으로 구성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 무선 중계 장치의 서비스 유니트측에서 측정된 출력 신호를 나타내는 이미지이다.
출력 신호는 TETRA signal Analyzer로 분석되었다. 도 6의 점선 사각형(DR) 내에 표시된 출력 신호는 다중 경로 페이딩 및 잡음 등에 의한 오류 성분이 완전히 제거되고, 인접 채널 주파수간 혼조가 없이 기지국의 신호점으로 완전히 복원된 후 서비스 유니트를 통해 출력되는 것을 알 수 있다.
전술한 구성 요소들, 예를 들면, 수신부, 신호 처리부, 오류 정정부, 변환부 및 전력 증폭부는 컴퓨터에서 읽고 실행될 수 있는 하나 이상의 코드들의 집합; 마이크로 프로세서, FPGA(field programmable gate array) 또는 디지털 시그널 프로세서와 같은 하드웨어들; 또는 상기 코드들과 하드웨어의 집합들로 구현될 수 있다. 또한, 전술한 신호 처리 방법도 마찬가지로 컴퓨터에서 읽고 실행될 수 있는 하나 이상의 코드들의 집합, 하드웨어들 또는 이들의 집합에 의해 구현될 수 있으며, 상기 코드들 중 적어도 일부는 컴퓨터에서 독출가능한 저장 미디어에 저장될 수 있다. 전술한 저장 미디어도 본 발명의 실시예이며, 상기 저장 미디어는 램(RAM), 롬(ROM), 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리 또는 상변화 메모리(PcRAM)와 같은 다른 메모리 소자, 씨디롬 및 디브이디(DVD)와 같은 광 또는 홀로그래프 미디어, 자기테이프, 하드디스크, 고상 디스크 장치(SSD)일 수 있으며, 이는 예시적이며, 다른 적합한 기록 매체일 수 있다.
본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 기지국으로부터 발신된 디지털 변조파를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 디지털 변조파를 제 1 기저 대역 신호로 변환하여 디지털 데이터를 재생하는 신호 변환부;
    상기 재생된 디지털 데이터를 변조하여 송신 신호를 생성하는 변조부;
    상기 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭부; 및
    상기 전력 증폭부의 출력 신호의 일부를 상기 변조부의 입력단에 피드백하여 상기 전력 증폭부를 선형화하기 위한 피드백 루프를 포함하며,
    상기 피드백 루프는 상기 전력 증폭부의 출력 신호의 일부를 제 2 기저 대역 신호로 변환하고, 상기 제 1 기저 대역 신호의 성분들에 대하여 상기 제 2 기저 대역 신호의 해당 성분들로 각각 감산을 수행하여 얻어진 오류 신호들을 상기 변조부의 입력단에 직접 전송하는 카테시안 피드백 루프를 포함하는 디지털 TRS(Trunked Radio Service) 방식의 이동 통신 무선 중계 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피드백 루프는 상기 제 2 기저 대역 신호의 위상차 보상을 위한 위상 변위기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 무선 중계 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지털 변조파는 복수의 채널 주파수들을 가지며,
    상기 변조부 및 전력 증폭부는 상기 복수의 채널 주파수들마다 할당되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 무선 중계 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 변환부와 상기 변조부 사이에 상기 변환된 디지털 데이터의 오류를 정정하는 오류 정정부를 더 포함하는 이동 통신 무선 중계 장치.
  5. 삭제
  6. 기지국으로부터 발신된 디지털 변조파를 수신하는 단계;
    상기 수신된 디지털 변조파를 제 1 기저 대역 신호로 변조하여 디지털 데이터를 재생하는 단계;
    상기 재생된 디지털 데이터를 변조하여 송신 신호를 생성하는 단계;
    상기 송신 신호를 출력 레벨로 증폭하는 단계; 및
    상기 증폭된 송신 신호의 일부를 상기 송신 신호를 생성하는 단계 동안 피드백시켜 상기 증폭하는 단계를 선형화시키는 단계를 포함하며,
    상기 선형화시키는 단계는, 상기 출력 레벨로 증폭된 출력 신호의 일부를 제 2 기저 대역 신호로 변환하고, 상기 제 2 기저 대역 신호와 상기 제 1 기저 대역 신호의 감산을 수행하여 얻어진 오류 신호를 함께 변조하여 상기 송신 신호를 생성하는 단계를 포함하는 무선 중계 신호 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 선형화시키는 단계는 상기 제 2 기저 대역 신호의 위상차 보상을 위해 위상 변위를 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 신호 처리 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 디지털 데이터를 재생하는 단계 이후에, 상기 디지털 데이터의 오류를 정정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계 신호 처리 방법.
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