KR101282070B1 - Ｍｉｍｏ 중계 장치 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 중계 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101282070B1
KR101282070B1 KR1020120095505A KR20120095505A KR101282070B1 KR 101282070 B1 KR101282070 B1 KR 101282070B1 KR 1020120095505 A KR1020120095505 A KR 1020120095505A KR 20120095505 A KR20120095505 A KR 20120095505A KR 101282070 B1 KR101282070 B1 KR 101282070B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
amplifier
downlink signal
input
output
Prior art date
Application number
KR1020120095505A
Other languages
English (en)
Inventor
조형식
임기호
박병기
Original Assignee
조형식
주식회사 엠티아이
(주) 기산텔레콤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조형식, 주식회사 엠티아이, (주) 기산텔레콤 filed Critical 조형식
Priority to KR1020120095505A priority Critical patent/KR101282070B1/ko
Priority to RU2015110569/07A priority patent/RU2591048C1/ru
Priority to EP12883733.3A priority patent/EP2892165A4/en
Priority to PCT/KR2012/011611 priority patent/WO2014035017A1/ko
Priority to JP2015501559A priority patent/JP5763863B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of KR101282070B1 publication Critical patent/KR101282070B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H04B7/026—Co-operative diversity, e.g. using fixed or mobile stations as relays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15507—Relay station based processing for cell extension or control of coverage area
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
    • H04B7/15535—Control of relay amplifier gain
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H04B7/15528—Control of operation parameters of a relay station to exploit the physical medium
    • H04B7/1555—Selecting relay station antenna mode, e.g. selecting omnidirectional -, directional beams, selecting polarizations

Abstract

본 발명은 LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템과 같은 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템 등에서 적용하고 있는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식의 신호를 효과적으로 중계하기 위한 MIMO 중계 장치에 관한 것으로, 서비스용 안테나들과 단말기 사이의 전송 채널 행렬을 2x2로 만들어 주면서 MIMO방식의 기지국 혹은 중계기의 신호를 하나의 케이블을 사용하여 서비스용 안테나 까지 전송 할 수 있도록 하고, 그 하나의 케이블내에 두 개 이상의 경로를 만들어 주기 위하여 중계기내에 두 개 이상의 트랜시버(또는 하향/상향 신호 증폭부라 칭함)를 구비하고 그 두 개 이상의 트랜시버 중 적어도 한 개의 트랜시버의 주파수 다운(down) 부분과 주파수 업(up) 부분을 서로 분리하여 각각 기지국이나 중계기에 유선 혹은 무선으로 접속되는 도너와 서비스 안테나 측에 구현함으로써, 한 개의 케이블내에 두 개 이상의 독립적인 다른 경로를 갖도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 MIMO 경로내의 역방향 경로는 존재하지 않도록 구현함으로써 더욱 중계기 자체의 제조 비용도 절감할 수 있다.

Description

ＭＩＭＯ 중계 장치{MIMO Repeater}
본 발명은 LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템과 같은 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템 등에서 적용하고 있는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식의 신호를 효과적으로 중계하기 위한 MIMO 중계 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은 음성, 데이터, 등과 같은 다양한 타입의 통신 콘텐츠를 제공하기 위하여 폭넓게 전개된다. 이러한 시스템들은 이용 가능한 시스템 리소스들(예를 들어, 대역폭, 전송 전력)을 공유함으로써 다수의 사용자들과의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속 시스템들일 수 있다. 그러한 다중 접속 시스템들은 예를 들어 코드분할다중접속(CDMA) 시스템, 시분할다중접속(TDMA) 시스템, 주파수분할다중접속(FDMA) 시스템, 3GPP 롱텀에벌루션(LTE) 시스템, 및 직교주파수분할다중접속(OFDMA) 시스템 등을 포함한다.
일반적으로, 무선 다중 접속 통신 시스템은 다수의 무선 단말들에 대한 통신을 동시에 지원할 수 있다. 각각의 단말은 순방향 링크 및 역방향 링크상의 전송들을 통해 하나 이상의 기지국들과 통신한다. 순방향 링크(또는 다운링크나 하향링크라 칭함)는 기지국들로부터 단말들로의 통신 링크를 지칭하고, 역방향 링크(또는 업링크나 상향링크라 칭함)는 단말들로부터 기지국들로의 통신 링크를 지칭한다. 이러한 통신 링크는 단일입력단일출력(SISO) 방식, 다중입력단일출력(MISO) 방식, 또는 다중입력다중출력(MIMO) 방식을 통해 설정될 수 있다.
MIMO 방식의 시스템들은 데이터 전송을 위해 다수의(NT) 전송 안테나들 및 다수의(NR) 수신 안테나들을 이용한다. NT 개의 전송 안테나들 및 NR개의 수신 안테나들에 의하여 형성되는 MIMO 채널은 NS개의 독립 채널들로 분해될 수 있으며, 독립 채널들은 공간 채널로서 지칭될 수 있다. NS개의 독립 채널들 각각은 디멘션(dimension)에 대응한다. 다수의 전송 및 수신 안테나들에 의하여 생성된 추가적 디멘션들이 이용된다면, MIMO 시스템은 개선된 성능(예를 들어, 더 높은 처리량 및/또는 더 큰 신뢰성)을 제공할 수 있다.
한편, 위와 같은 MIMO 통신방식에서 전파음영지역을 커버하거나 기지국의 설치비용이 부담스러운 지역에 중계기를 구성시킬 필요가 있다.
그러나, 기존의 일반 적인 중계기는 기지국에서 사용자 단말기 쪽으로 통신신호를 전송하는 하향 신호에 대해서 기지국에서 송신된 신호를 수신하는 한 개의 수신 안테나와 서비스구역을 향하는 한 개의 재송신 안테나를 구비하여, 수신된 신호를 증폭하여 재송신하는 형태로 되어있는데, 이와 같은 기존의 중계기를 MIMO 방식의 통신 시스템에 적용하여 순방향 링크에서 MIMO 방식의 신호를 중계할 경우, 사용자 단말기에서 MIMO 통신 방식의 신호에 대한 복원이 불가능해지는 문제점이 발생하였고, 이는 사용자 단말기에서 기지국 쪽으로 신호를 전송하는 역방향 링크에 대해서도 동일한 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 기지국 또는 중계기로부터 다수의 안테나들까지 MIMO 신호를 일정 거리 확장하거나 전달하기 위해서는 MIMO 안테나의 수에 대응하는 다수개의 전송 케이블이 필요한데, 그 다수개의 전송 케이블의 설치로 인하여 케이블 구입비, 작업 시간 및 인력 등이 늘어나 시설비가 대폭 상승하고 설치 공간에도 많은 제약이 따르는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템과 같은 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템 등에서 적용하고 있는 MIMO 신호를 왜곡 없이 효과적으로 중계할 수 있도록 함과 아울러 하나의 케이블을 통해 다수의 서비스 안테나까지 일정 거리 확장하여 전송할 수 있도록 하는, MIMO 중계 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 MIMO 중계 장치는, 기지국 또는 중계기와의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제1 입출력 단자, 단일의 동축 케이블의 일단이 연결되는 제1 케이블 단자, 상기 다수개의 제1 입출력 단자 각각에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 다수개의 제1 신호 분리부, 상기 제1 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제2 신호 분리부, 상기 다수개의 제1 신호 분리부 중 적어도 하나와 상기 제2 신호 분리부의 사이에 각각 연결된 제1 상향 신호 증폭부와 제1 하향 신호 증폭부, 및 상기 다수개의 제1 신호 분리부 중 적어도 다른 하나와 상기 제2 신호 분리부의 사이에 연결된 제2 하향 신호 증폭부를 포함하는 제1 중계 장치; 및 상기 단일의 동축 케이블의 타단이 연결되는 제2 케이블 단자, 사용자 단말과의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제2 입출력 단자, 상기 제2 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제3 신호 분리부, 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 하나의 사이를 연결하는 바이패스 라인, 및 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 다른 하나의 사이에 연결된 제3 하향 신호 증폭부를 포함하는 제2 중계 장치를 포함하고, 상기 제1 상향 신호 증폭부와 제1 하향 신호 증폭부는 각각 주파수 다운 컨버터, 필터, 및 증폭기를 포함하는 제1 부분과; 주파수 업 컨버터, 필터, 증폭기, 가변 감쇠기 및 전력 증폭기를 포함하는 제2 부분을 구비하여 신호의 선택도와 증폭도를 높일 수 있는 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기로 구성되고, 상기 제2 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제1 부분과 동일하게 구성되며, 상기 제3 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제2 부분과 동일하게 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 MIMO 중계 장치는 상기 제1 상향 신호 증폭부로부터 출력된 상향 신호를 다수의 신호로 분배하여 상기 다수의 제1 신호 분리부로 각각 입력하는 상향 신호 분배부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 MIMO 중계 장치는 상기 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 기초로 상기 제3 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호의 출력 레벨를 조절하는 출력 조절부를 더 포함할 수 있고, 상기 출력 조절부는 상기 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 검출하는 제1 검출부, 상기 제3 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호를 검출하는 제2 검출부, 및 상기 검출된 제1 하향 신호를 기준으로 상기 제3 하향 신호 증폭부의 가변 감쇠기를 제어하여 상기 제2 하향 신호의 출력 레벨을 조정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 다수개의 제1 입출력 단자는 다수개의 도너 안테나를 각각 연결하기 위한 것이거나, 기지국 또는 중계기와 연결되는 다수개의 케이블을 각각 연결하기 위한 것일 수 있고, 상기 다수개의 제2 입출력 단자는 다수개의 서비스 안테나를 각각 연결하기 위한 것일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 MIMO 중계 장치는, 기지국 또는 중계기와의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제1 입출력 단자, 단일의 동축 케이블의 일단이 연결되는 제1 케이블 단자, 상기 다수개의 제1 입출력 단자 중 적어도 하나에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제1 신호 분리부, 상기 제1 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제2 신호 분리부, 상기 다수개의 제1 입출력 단자 중 적어도 다른 하나와 상기 제2 신호 분리부의 사이를 연결하는 제1 바이패스 라인, 상기 제1 신호 분리부와 상기 제2 신호 분리부의 사이에 연결된 제1 하향 신호 증폭부를 포함하는 제1 중계 장치; 및 상기 단일의 동축 케이블의 타단이 연결되는 제2 케이블 단자, 사용자 단말과의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제2 입출력 단자, 상기 제2 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제3 신호 분리부, 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 하나의 사이를 연결하는 제2 바이패스 라인, 및 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 다른 하나의 사이에 연결된 제2 하향 신호 증폭부를 포함하는 제2 중계 장치를 포함하고, 주파수 다운 컨버터, 필터, 및 증폭기를 포함하는 제1 부분과; 주파수 업 컨버터, 필터, 증폭기, 가변 감쇠기 및 전력 증폭기를 포함하는 제2 부분을 구비하여 신호의 선택도와 증폭도를 높일 수 있는 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기에서, 상기 제1 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제1 부분으로 구성되며, 상기 제2 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제2 부분으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 MIMO 중계 장치는 상기 제1 바이패스 라인을 통해 전송되는 상향 신호를 분배하여 상기 제1 신호 분리부로 입력하는 상향 신호 분배부; 및 상기 제2 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 기초로 상기 제2 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호의 출력 레벨를 조절하는 출력 조절부 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 출력 조절부는 상기 제2 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 검출하는 제1 검출부, 상기 제2 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호를 검출하는 제2 검출부, 및 상기 검출된 제1 하향 신호를 기준으로 상기 제2 하향 증폭부의 가변 감쇠기를 제어하여 제2 하향 신호의 출력 레벨을 조정하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 다수개의 제1 입출력 단자는 다수개의 도너 안테나를 각각 연결하기 위한 것이거나, 기지국 또는 중계기와 연결되는 다수개의 케이블을 각각 연결하기 위한 것일 수 있고, 상기 다수개의 제2 입출력 단자는 다수개의 서비스 안테나를 각각 연결하기 위한 것일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면 LTE(Long Term Evolution) 통신 시스템과 같은 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템 등에서 적용하고 있는 MIMO 방식의 신호를 왜곡 없이 효과적으로 중계할 수 있다.
또한, 기지국 또는 중계기로부터 다수의 안테나들까지 MIMO 신호를 일정 거리 확장하거나 전달할 때 MIMO 안테나의 수에 대응하는 다수개의 전송 케이블을 하나의 전송 케이블로 공용화할 수 있도록 하여 중계 장치의 시설 비용을 현저히 줄일 수 있다.
또한, 중계 장치 내에서 상향 신호의 중계 경로를 하나로 형성하여 역방향 신호가 MIMO 방식의 신호가 아닐 경우에도 효율적으로 신호를 중계하면서 중계 장치의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있다.
도 1은 다중 접속 방식의 무선 통신 시스템에서 MIMO 신호의 송수신 체계를 설명하기 위한 도면,
도 2는 일반적인 무선 중계기를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 중계 장치의 구성도,
도 4는 도 3의 제1 하향 신호 증폭부의 세부 구성도,
도 5는 도 3의 제1 상향 신호 증폭부의 세부 구성도,
도 6은 도 3의 제2 하향 신호 증폭부의 세부 구성도,
도 7은 도 3의 제3 하향 신호 증폭부의 세부 구성도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 중계 장치의 구성도,
도 9는 도 8의 제1 하향 신호 증폭부의 세부 구성도,
도 10은 도 8의 제2 하향 신호 증폭부의 세부 구성도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
무선신호 전달의 구간에서 한 개 혹은 그 이상의 반사파에 의한 현상은 통신 시스템의 수신 성능을 저하시키는 주요한 요인이기도 하지만, 이러한 다중 반사파 현상을 잘 이용하면 주파수 효율을 올릴 수 있는데, 이 기술 방식이 MIMO(Multi Input Multi Output) 시스템이다. MIMO는 그 명칭 에서 알 수 있듯이 송신 측과 수신 측에 모두 복수 개의 안테나를 사용하여 전송속도, 용량 증대, 커버리지 증대 등의 성능 향상을 꾀하는 방법이다.
간단하게 송신 측에 안테나가 2개, 수신 측에 안테나가 2개 있는 2X2 시스템을 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 송신안테나 1번과 수신안테나 1번 사이의 채널의 특성을 h 11, 송신 안테나 2번과 수신 안테나 1번 사이의 채널의 특성을 h 12, 송신안테나 1번과 수신안테나 2번 사이의 채널의 특성을 h 21, 송신안테나 2번과 수신안테나 2번 사이의 채널의 특성을 h 22라고 하고, 이 경우의 채널 특성들은 한데 모으면 하기 수학식 1과 같은 채널 행렬이 만들어 진다.
[수학식 1]
Figure 112012069981505-pat00001
Figure 112012069981505-pat00002
이 때, x 1과 x 2는 각각 송신 안테나 1과 2에서 송신되는 송신 신호가 되며, n 1과 n 2는 각각 수신 안테나 1과 2에 존재하는 잡음이며, y1 과 y2는 수신 신호가 된다.
위의 기초적인 수식을 토대로 다음의 수학식 2,3과 같은 2가지 예를 볼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112012069981505-pat00003
[수학식 3]
Figure 112012069981505-pat00004
수학식 2의 행렬의 예는 분석하면 6=1x 1+2x 2와 12=2x 1+4x 2로 두 식은 정보량이 하나인 결국 같은 식임을 알 수 있다. 반면에, 수학식 3의 행렬은 두 개의 식이 다른 식이므로 결국 행렬 혹은 연립 방정식을 풀면 서로 다른 송신신호 x 1와 x 2의 값을 구해낼 수 있다. 선형대수학에서는 수학식 2의 2X2 행렬은 랭크(rank)가 1이라고 하며, 수학식 3의 행렬은 랭크(rank)가 2라고 한다.
아래 수학식 4에서, 2개의 송신 안테나와 2개의 수신안테나로 구성되어 2x2의 채널행렬을 갖고 랭크2 의 조건을 유지하는 시스템에서 채널행렬의 역행렬을 적용하여 각각의 안테나에서 수신되는 신호에서 송신신호가 추출되는 기본적인 형태를 보인다.
[수학식 4]
Figure 112012069981505-pat00005
수학식 1과 수학식 4에서
Figure 112012069981505-pat00006
과
Figure 112012069981505-pat00007
는 각 안테나 별 전송된 것으로 추정되는 신호를 복조 해낸 값에 해당한다.
이와 같은 MIMO 방식을 MIMO SM(Spatial Multiplexing: 공간다중방식) 방식이라 하고, 동시에 보낼 수 있는 서로 다른 데이터 스트림의 개수는 송신 안테나 개수(M)와 수신 안테나 개수(N) 중 더 작은 것에 의해 제한되어 일반적인 MIMO의 형태는 송수신 안테나의 개수가 동일한 구조를 갖는다.
도 2는 일반적인 중계기를 설명하기 위한 도면으로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 무선 중계기(210)는 2개의 송수신 안테나를 구비한 기지국(220)에서 2개의 송수신 안테나를 구비한 사용자 단말기(230) 쪽으로 MIMO 통신신호를 송신하는 하향 MIMO 신호에 대해서 기지국(220)에서 전송된 신호를 수신하는 한 개의 수신 안테나(210a)와 서비스구역 즉, 사용자 단말기(230)측을 향하는 한 개의 재송신 안테나(210b)를 접속하고, 수신된 신호를 하향 신호 증폭부(213)에서 증폭하여 재송신하는 형태로 구성되어 있다.
이 경우는 기지국과 중계기 사이의 링크에서 상호 접속되는 안테나의 수가 각각 2개와 1개로 되고(즉 2x1), 중계기와 단말기 사이의 링크에서 상호 접속되는 안테나의 수가 각각 1개와 2개가 되므로(즉 1x2), MIMO신호의 전송 및 복원이 불가능 해진다. 이는 사용자 단말기(230)에서 기지국(220) 쪽으로 신호를 송신하는 상향신호가 MIMO방식인 경우에 대해서도 같은 현상이 발생한다.
도 2에서 참조부호 211~212는 상향 신호와 하향 신호를 분리하기 위한 듀플렉서를 나타내고, 참조부호 214는 상향 신호 증폭부를 나타낸다.
전술한 바와 같이 MIMO의 기본적인 원리는 공간상의 반사파 신호를 이용해 기지국 혹은 중계기로부터 두 개 이상의 다른 경로(안테나 포함)를 통해 서로 다른 데이터를 단말로 보내어 같은 시간내에 같은 주파수에서 전송효율을 증가 시키는 것이다. 이런 두 개 이상의 MIMO 신호를 기지국이나 중계기로부터 두 개 이상의 서비스 안테나까지 전달하여, 서비스 안테나들과 단말기 사이에 MIMO의 효과를 가질 수 있게 하기 위하여 두 개 이상의 서로 섞이지 않는 경로를 만들어 주어야 하는데, 이를 위해 두 개 이상의 케이블을 시설할 경우 비용이 크게 증가된다.
본 발명의 실시예에 따르면 수학식 1과 같이 서비스용 안테나들과 단말기 사이의 전송 채널 행렬을 2x2로 만들어 주면서 MIMO방식의 기지국 혹은 중계기의 신호를 하나의 케이블을 사용하여 서비스용 안테나 까지 전송 할 수 있도록 하고, 그 하나의 케이블내에 두 개 이상의 경로를 만들어 주기 위하여 중계기내에 두 개 이상의 트랜시버(또는 하향/상향 신호 증폭부라 칭함)를 구비하고 그 두 개 이상의 트랜시버 중 적어도 한 개의 트랜시버의 주파수 다운(down) 부분과 주파수 업(up) 부분을 서로 분리하여 각각 기지국이나 중계기에 유선 혹은 무선으로 접속되는 도너와 서비스 안테나 측에 구현함으로써, 한 개의 케이블내에 두 개 이상의 독립적인 다른 경로를 갖도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 MIMO 경로내의 역방향 경로는 존재하지 않도록 구현함으로써 더욱 중계기 자체의 제조 비용도 절감할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면 MIMO 방식의 통신을 하기 위한 기지국이나 중계기에 유선 혹은 무선으로 접속되는 도너에서 서비스안테나 사이는 완전히 분리된 두 개의 독립적인 채널을 가짐으로써, 완벽한 공간 MIMO 신호를 중계할 수 있는데, 이에 대한 구체적인 실시예의 설명은 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 중계 장치의 구성도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 단일의 동축 케이블(500)을 매개로 서로 연결된 제1 중계 장치(300) 및 제2 중계 장치(400)를 포함할 수 있고, 제1 중계 장치(300)는 제1 입출력 단자(310), 제1 케이블 단자(320), 제1 신호 분리부(330), 제2 신호 분리부(340), 제1 하향 신호 증폭부(350), 제1 상향 신호 증폭부(360), 제2 하향 신호 증폭부(370), 및 상향 신호 분배부(380)를 포함할 수 있고, 제2 중계 장치(400)는 제2 입출력 단자(410), 제2 케이블 단자(420), 제3 신호 분리부(440), 바이패스 라인(460), 제3 하향 신호 증폭부(470), 및 출력 조절부(490)를 포함할 수 있다.
도 3에 대한 설명에서 하향 신호 또는 상향 신호는 MIMO 방식을 포함하는 신호일 수 있는데, 본 실시예에서는 하향 신호는 MIMO 방식의 신호이고 상향 신호는 MIMO 방식이 아닌 다른 방식의 신호인 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.
먼저 도 3의 실시예에 따른 제1 중계 장치(300)의 구성에 대해 설명한다.
제1 입출력 단자(310)는 기지국 또는 중계기와의 독립적인 MIMO 경로의 수(예를 들어, 대향하는 기지국 또는 중계기의 안테나 수)에 대응하도록 제1 중계 장치(300)의 일 측에 설치된 다수개의 단자로써, 예를 들어, 기지국 또는 중계기의 안테나 수가 2개일 경우 제1 입출력 단자(310)는 2개의 입출력 단자(311,312)를 포함할 수 있고, 각 입출력 단자(311,312)에는 일 예로 도너 안테나(미도시)가 연결되거나 다른 예로 기지국 또는 중계기의 출력과 연결되는 케이블(미도시)이 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 케이블 단자(320)는 단일의 동축 케이블(500)의 일단이 연결되도록 제1 중계 장치(300)의 일 측에 설치된 단일의 단자를 나타낸다.
제1 신호 분리부(330)는 주파수 별로 상향 신호와 하향 신호를 서로 분리하기 위한 것으로, 예를 들어, 전술한 2개의 입출력 단자(311,312) 각각에 연결된 2개의 신호 분리부(331,332)를 포함할 수 있고, 각 신호 분리부(331,332)는 듀플렉서로 구성할 수 있고, 신호 분리부(332)는 경우에 따라 예를 들어 상향 신호 분배부(380)를 구비하지 않을 경우 하향 대역용 필터로 구성할 수 있다.
제2 신호 분리부(340)는 제1 케이블 단자(320)에 연결되어 제1 케이블 단자(320)를 통해 입출력되는 상향 신호와 하향 신호를 주파수 별로 서로 분리하기 위한 것이다.
제1 하향 신호 증폭부(350)는 전술한 제1 신호 분리부(331,332) 중 하나(331)와 제2 신호 분리부(340)의 사이에 연결되어 제1 순방향 증폭 경로를 형성하기 위한 것으로, 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 증폭기(a), 국부발진기(b)와 믹서(c)를 포함하는 순방향 다운 컨버터(b,c), 증폭기(d), 필터(e), 증폭기(f,g), 국부발진기(h)와 믹서(i)를 포함하는 순방향 업 컨버터(h,i), 증폭기(j), 필터(k), 증폭기(l), 가변 감쇠기(m), 및 증폭기(n)가 순차적으로 직렬 연결된 전통적인 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기로 구성할 수 있다.
제1 상향 신호 증폭부(360)는 전술한 제1 신호 분리부(331,332) 중 하나(331)와 제2 신호 분리부(340)의 사이에 연결되어 제1 역방향 증폭 경로를 형성하기 위한 것으로, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 증폭기(a), 국부발진기(b)와 믹서(c)를 포함하는 역방향 다운 컨버터(b,c), 증폭기(d), 필터(e), 증폭기(f,g), 국부발진기(h)와 믹서(i)를 포함하는 역방향 업 컨버터(h,i), 증폭기(j), 필터(k), 증폭기(l), 가변 감쇠기(m), 및 증폭기(n)가 순차적으로 직렬 연결된 전통적인 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기로 구성할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 전술한 바와 같은 도 4,5의 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기에서 a~f의 구성을 제1 부분으로 g~n의 구성을 제2 부분으로 구분하도록 한다.
제2 하향 신호 증폭부(370)는 전술한 제1 신호 분리부(331,332) 중 다른 하나(332)와 제2 신호 분리부(340)의 사이에 연결되어 제2 순방향 증폭 경로를 형성하기 위한 것으로, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 증폭기(a), 국부발진기(b)와 믹서(c)를 포함하는 순방향 다운 컨버터(b,c), 증폭기(d), 필터(e), 증폭기(f)가 순차적으로 직렬 연결된 전통적인 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 제1 부분(도 4의 a~f 참조)으로 구성할 수 있다.
상향 신호 분배부(380)는 전술한 제1 상향 신호 증폭부(360)로부터 출력된 상향 신호를 다수의 신호로 분배하여 전술한 다수의 제1 신호 분리부(331,332)로 각각 입력하기 위한 것으로, 도 3의 실시예에서 선택적으로 구성할 수 있다.
다음, 도 3의 실시예에 따른 제2 중계 장치(400)의 구성에 대해 설명한다.
제2 입출력 단자(410)는 사용자 단말과의 독립적인 MIMO 경로의 수(예를 들어, 대향하는 사용자 단말의 안테나 수)에 대응하도록 제2 중계 장치(400)의 일 측에 설치된 다수개의 단자로써, 예를 들어, 사용자 단말의 안테나 수가 2개일 경우 제2 입출력 단자(410)는 2개의 입출력 단자(411,412)를 포함할 수 있고, 각 입출력 단자(411,412)에는 일 예로 서비스 안테나(미도시)가 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 제2 케이블 단자(420)는 단일의 동축 케이블(500)의 일단이 연결되도록 제2 중계 장치(400)의 일 측에 설치된 단일의 단자를 나타낸다.
제3 신호 분리부(440)는 제2 케이블 단자(420)에 연결되어 제2 케이블 단자(420)를 통해 입출력되는 하향 신호와 상향 신호를 주파수 별로 서로 분리하기 위한 것이다.
바이패스 라인(460)은 제3 신호 분리부(440)와 다수개의 제2 입출력 단자(411,412) 중 하나(411)의 사이를 연결하여 상향 신호와 하향 신호를 신호 처리 없이 그대로 바이패스하기 위한 것이다.
제3 하향 신호 증폭부(470)는 전술한 제3 신호 분리부(440)와 다수개의 제2 입출력 단자(411,412) 중 다른 하나(412)의 사이에 연결되어 순방향 증폭 경로를 형성하기 위한 것으로, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 증폭기(g), 국부발진기(h)와 믹서(i)를 포함하는 순방향 업 컨버터(h,i), 증폭기(j), 필터(k), 증폭기(l), 가변 감쇠기(m), 및 증폭기(n)가 순차적으로 직렬 연결된 전통적인 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 제2 부분(도 4의 g~n 참조)으로 구성할 수 있다.
출력 조절부(490)는 바이패스 라인(460)을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 기초로 제3 하향 신호 증폭부(470)로부터 출력된 제2 하향 신호의 출력 레벨를 조절하기 위한 것으로, 바이패스 라인(460)을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 검출하는 제1 검출부(491), 제3 하향 신호 증폭부(470)로부터 출력된 제2 하향 신호를 검출하는 제2 검출부(492), 및 검출된 제1 하향 신호를 기준으로 제3 하향 신호 증폭부(470)의 가변 감쇠기(m)를 제어하여 제2 하향 신호의 출력 레벨을 조정하는 제어부(493)를 포함할 수 있다.
도 3의 실시예에 따른 MIMO 중계 장치의 동작을 순방향 경로 및 역방향 경로로 구분하여 설명한다.
먼저 도 3의 MIMO 중계 장치의 순방향 경로에 대해 설명한다.
제1 중계 장치(300)의 2개의 입출력 단자(311,312)를 통해 입력된 기지국 또는 중계기로부터의 2개의 고주파 하향 신호 중 하나(이하 제1 고주파 하향 신호라 칭함)는 신호 분리부(331)를 통해 하향 신호 증폭부(350)에 입력되고, 하향 신호 증폭부(350)는 입력된 제1 고주파 하향 신호를 중간 주파수로 다운하고(도 4의 a~d), 필터를 사용하여 선택도를 높인 다음(도 4의 e~f), 다시 고주파 신호로 업하고 증폭하여(도 4의 g~n) 출력하며, 전술한 2개의 고주파 하향 신호 중 다른 하나(이하 제2 고주파 하향 신호라 칭함)는 신호 분리부(332)를 통해 하향 신호 증폭부(370)에 입력되고, 하향 신호 증폭부(370)는 입력된 제2 고주파 하향 신호를 중간 주파수로 다운하고(도 6의 a~d), 필터를 사용하여 선택도를 높인 다음 증폭하여(도 6의 e~f) 출력한다. 하향 신호 증폭부(350)로부터 출력된 제1 고주파 하향 신호와 하향 신호 증폭부(370)로부터 출력된 중간주파 하향 신호는 신호 분리부(340)를 통해 순방향으로 출력되고, 신호 분리부(340)로부터 출력된 제1 고주파 하향 신호와 중간주파 하향 신호는 단일의 케이블 단자(320)를 통해 출력되고 단일의 동축 케이블(500)을 통해 일정 거리 연장 전송되어 제2 중계 장치(400)로 전달된다.
제2 중계 장치(400)의 단일 케이블 단자(420)를 통해 입력된 제1 고주파 하향 신호와 중간주파 하향 신호는 신호 분리부(440)로 입력되고, 신호 분리부(440)는 입력된 제1 고주파 하향 신호와 중간주파 하향 신호를 분리하여 바이패스 라인(460)과 하향 신호 증폭부(470)로 각각 출력한다. 하향 신호 증폭부(470)는 입력된 중간주파 하향 신호를 주파수 업하여 제2 고주파 하향 신호로 복원한 후 출력한다(도 7의 g~n 참조).
바이패스 라인(460)을 통한 제1 고주파 하향 신호와 하향 신호 증폭부(470)로부터 출력된 제2 고주파 하향 신호는 제2 중계 장치(400)의 2개의 입출력 단자(411,412)에 연결된 2개의 서비스 안테나(미도시)를 통해 각각 외부로 방사 출력되는데, 이때 출력 조절부(490)는 바이패스 라인(460)을 통해 전송되는 제1 고주파 하향 신호에 맞추어 하향 증폭부(470)로부터 출력된 제2 고주파 하향 신호의 출력 레벨를 조절한다.
다음 도 3의 MIMO 중계 장치의 역방향 경로에 대해 설명한다.
제2 중계 장치(400)의 2개의 입출력 단자(411,412) 중 하나(411)를 통해 입력된 사용자 단말(미도시)로부터의 역방향의 고주파 상향 신호는 바이패스 라인(460)을 통해 신호 분리부(440)에 입력되어 역방향으로 출력되고, 신호 분리부(440)로부터 출력된 고주파 상향 신호는 단일의 케이블 단자(420)를 통해 출력되고 단일의 동축 케이블(500)을 통해 일정 거리 연장 전송되어 제1 중계 장치(300)로 전달된다.
제1 중계 장치(300)의 단일 케이블 단자(320)를 통해 입력된 고주파 상향 신호는 신호 분리부(340)로 입력되고, 신호 분리부(340)는 입력된 고주파 상향 신호를 분리하여 단일의 상향 신호 증폭부(360)로 출력한다. 상향 신호 증폭부(360)는 입력된 고주파 상향 신호를 중간 주파수로 다운하고(도 5의 a~d), 필터를 사용하여 선택도를 높인 다음(도 5의 e~f), 다시 고주파 신호로 업하고 증폭하여(도 5의 g~n) 출력한다.
상향 신호 증폭부(360)로부터 출력된 고주파 상향 신호는 상향 신호 분배부(380)로 입력되고, 상향 신호 분배부(380)는 입력된 하나의 고주파 상향 신호를 2개의 고주파 상향 신호로 분배하여 2개의 신호 분리부(331,332)로 전달한다. 2개의 신호 분리부(331,332)는 각각 입력된 2개의 고주파 상향 신호를 2개의 입출력 단자(311,312)를 통해 역방향으로 출력하고, 제1 중계 장치(300)의 2개의 입출력 단자(311,312)를 통해 출력된 2개의 고주파 상향 신호는 2개의 도너 안테나 또는 케이블을 통해 기지국 또는 중계기 측으로 전달된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 중계 장치의 구성도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 단일의 동축 케이블(500)을 매개로 서로 연결된 제1 중계 장치(800) 및 제2 중계 장치(400)를 포함할 수 있고, 제1 중계 장치(800)는 제1 입출력 단자(810), 제1 케이블 단자(820), 제1 신호 분리부(830), 제2 신호 분리부(840), 제1 바이패스 라인(860), 및 제1 하향 신호 증폭부(870)를 포함할 수 있고, 제2 중계 장치(400)는 제2 입출력 단자(410), 제2 케이블 단자(420), 제3 신호 분리부(440), 제2 바이패스 라인(460), 제2 하향 신호 증폭부(470), 및 출력 조절부(490)를 포함할 수 있다.
도 8에 대한 설명에서 하향 신호 또는 상향 신호는 MIMO 방식을 포함하는 신호일 수 있고, 본 실시예에서 하향 신호는 MIMO 방식의 신호이고 상향 신호는 MIMO 방식이 아닌 다른 방식의 신호인 경우를 예를 들어 설명하도록 한다.
먼저 도 8의 실시예에 따른 제1 중계 장치(800)의 구성에 대해 설명한다.
제1 입출력 단자(810)는 기지국 또는 중계기와의 독립적인 MIMO 경로의 수(예를 들어, 기지국 또는 중계기의 안테나 수)에 대응하도록 제1 중계 장치(800)의 일 측에 설치된 다수개의 단자로써, 예를 들어, 기지국 또는 중계기의 안테나 수가 2개일 경우 제1 입출력 단자(810)는 2개의 입출력 단자(811,812)를 포함할 수 있고, 각 입출력 단자(811,812)에는 일 예로 도너 안테나(미도시)가 연결되거나 다른 예로 기지국 또는 중계기의 출력과 연결되는 케이블(미도시)이 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 제1 케이블 단자(820)는 단일의 동축 케이블(500)의 일단이 연결되도록 제1 중계 장치(800)의 일 측에 설치된 단일의 단자를 나타낸다.
제1 신호 분리부(830)는 주파수 별로 상향 신호와 하향 신호를 서로 분리하기 위한 것으로, 예를 들어, 전술한 2개의 입출력 단자(811,812) 중 하나(812)에 연결되어 있고, 듀플렉서 또는 하향 대역용 필터로 구성할 수 있다.
제2 신호 분리부(840)는 제1 케이블 단자(820)에 연결되어 제1 케이블 단자(820)를 통해 입출력되는 상향 신호와 하향 신호를 주파수 별로 서로 분리하기 위한 것이다.
제1 바이패스 라인(860)은 전술한 2개의 입출력 단자(811,812) 중 하나(811)와 전술한 제2 신호 분리부(840)의 사이를 연결하여 상향 신호와 하향 신호를 신호 처리 없이 그대로 바이패스하기 위한 것이다.
제1 하향 신호 증폭부(870)는 전술한 제1 신호 분리부(830)와 제2 신호 분리부(840)의 사이에 연결되어 순방향 증폭 경로를 형성하기 위한 것으로, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이 증폭기(a), 국부발진기(b)와 믹서(c)를 포함하는 순방향 다운 컨버터(b,c), 증폭기(d), 필터(e), 및 증폭기(f)가 순차적으로 직렬 연결된 전통적인 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 제1 부분(도 4 참조)으로 구성할 수 있다.
상향 신호 분배부(880)는 전술한 제1 바이패스 라인(860)을 통해 전송되는 상향 신호를 분배하여 전술한 제1 신호 분리부(830)로 입력하기 위한 것으로, 도 8의 실시예에서 선택적으로 구비할 수 있다. 도 8의 실시예에서 상향 신호 분배부(880)를 구비하지 않을 경우에는 전술한 제1 신호 분리부(830)는 상향 대역용 필터로 구성할 수 있다.
다음, 도 8의 실시예에 따른 제2 중계 장치(400)의 구성에 대해 설명한다.
제2 입출력 단자(410)는 사용자 단말과의 독립적인 MIMO 경로의 수(예를 들어 사용자 단말의 안테나 수)에 대응하도록 제2 중계 장치(400)의 일 측에 설치된 다수개의 단자로써, 예를 들어, 사용자 단말의 안테나 수가 2개일 경우 제2 입출력 단자(410)는 2개의 입출력 단자(411,412)를 포함할 수 있고, 각 입출력 단자(411,412)에는 일 예로 서비스 안테나(미도시)가 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 제2 케이블 단자(420)는 단일의 동축 케이블(500)의 일단이 연결되도록 제2 중계 장치(400)의 일 측에 설치된 단일의 단자를 나타낸다.
제3 신호 분리부(440)는 제2 케이블 단자(420)에 연결되어 제2 케이블 단자(420)를 통해 입출력되는 하향 신호와 상향 신호를 주파수 별로 서로 분리하기 위한 것이다.
제 2 바이패스 라인(460)은 제3 신호 분리부(440)와 다수개의 제2 입출력 단자(411,412) 중 하나(411)의 사이를 연결하여 상향 신호와 하향 신호를 신호 처리 없이 그대로 바이패스하기 위한 것이다.
제2 하향 신호 증폭부(470)는 전술한 제3 신호 분리부(440)와 다수개의 제2 입출력 단자(411,412) 중 다른 하나(412)의 사이에 연결되어 순방향 증폭 경로를 형성하기 위한 것으로, 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 증폭기(g), 국부발진기(h)와 믹서(i)를 포함하는 순방향 업 컨버터(h,i), 증폭기(j), 필터(k), 증폭기(l), 가변 감쇠기(m), 및 증폭기(n)가 순차적으로 직렬 연결된 전통적인 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 제2 부분(도 4 참조)으로 구성할 수 있다.
출력 조절부(490)는 바이패스 라인(460)을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 기초로 제2 하향 신호 증폭부(470)로부터 출력된 제2 하향 신호의 출력 레벨를 조절하기 위한 것으로, 바이패스 라인(460)을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 검출하는 제1 검출부(491), 제2 하향 신호 증폭부(470)로부터 출력된 제2 하향 신호를 검출하는 제2 검출부(492), 및 검출된 제1 하향 신호를 기준으로 제2 하향 신호 증폭부(470)의 가변 감쇠기(m)를 제어하여 제2 하향 신호의 출력 레벨을 조정하는 제어부(493)를 포함할 수 있다.
도 8의 실시예에 따른 MIMO 중계 장치의 동작을 순방향 경로 및 역방향 경로로 구분하여 설명한다.
먼저 도 8의 MIMO 중계 장치의 순방향 경로에 대해 설명한다.
제1 중계 장치(800)의 2개의 입출력 단자(811,812)를 통해 입력된 기지국 또는 중계기로부터의 2개의 고주파 하향 신호 중 하나(이하 제1 고주파 하향 신호라 칭함)는 바이패스 라인(860)을 통해 신호 분리부(840)로 입력되고, 전술한 2개의 고주파 하향 신호 중 다른 하나(이하 제2 고주파 하향 신호라 칭함)는 신호 분리부(830)를 통해 하향 신호 증폭부(870)에 입력되고, 하향 신호 증폭부(870)는 입력된 제2 고주파 하향 신호를 중간 주파수로 다운하고(도 9의 a~d), 필터를 사용하여 선택도를 높인 다음 증폭하여(도 9의 e~f) 출력한다. 바이패스 라인(860)을 통해 전달된 제1 고주파 하향 신호와 하향 신호 증폭부(870)로부터 출력된 중간주파 하향 신호는 신호 분리부(840)를 통해 순방향으로 출력되고, 신호 분리부(840)로부터 출력된 제1 고주파 하향 신호와 중간주파 하향 신호는 단일의 케이블 단자(820)를 통해 출력되고 단일의 동축 케이블(500)을 통해 일정 거리 연장 전송되어 제2 중계 장치(400)로 전달된다.
제2 중계 장치(400)의 단일 케이블 단자(420)를 통해 입력된 제1 고주파 하향 신호와 중간주파 하향 신호는 신호 분리부(440)로 입력되고, 신호 분리부(440)는 입력된 제1 고주파 하향 신호와 중간주파 하향 신호를 분리하여 바이패스 라인(460)과 하향 신호 증폭부(470)로 각각 출력한다. 하향 신호 증폭부(470)는 입력된 중간주파 하향 신호를 주파수 업하여 제2 고주파 하향 신호로 복원한 후 출력한다(도 10의 g~n 참조).
바이패스 라인(460)을 통한 제1 고주파 하향 신호와 하향 신호 증폭부(470)로부터 출력된 제2 고주파 하향 신호는 제2 중계 장치(400)의 2개의 입출력 단자(411,412)에 연결된 2개의 서비스 안테나(미도시)를 통해 각각 외부로 방사 출력되는데, 이때 출력 조절부(490)는 바이패스 라인(460)을 통해 전송되는 제1 고주파 하향 신호에 맞추어 하향 증폭부(470)로부터 출력된 제2 고주파 하향 신호의 출력 레벨를 조절한다.
다음 도 8의 MIMO 중계 장치의 역방향 경로에 대해 설명한다.
제2 중계 장치(400)의 2개의 입출력 단자(411,412) 중 하나(411)를 통해 입력된 사용자 단말(미도시)로부터의 역방향의 고주파 상향 신호는 바이패스 라인(460)을 통해 신호 분리부(440)에 입력되어 역방향으로 출력되고, 신호 분리부(440)로부터 출력된 고주파 상향 신호는 단일의 케이블 단자(420)를 통해 출력되고 단일의 동축 케이블(500)을 통해 일정 거리 연장 전송되어 제1 중계 장치(800)로 전달된다.
제1 중계 장치(800)의 단일 케이블 단자(820)를 통해 입력된 고주파 상향 신호는 신호 분리부(840)로 입력되고, 신호 분리부(840)는 입력된 고주파 상향 신호를 분리하여 단일의 바이패스 라인(860)을 통해 2개의 입출력 단자(811,812) 중 하나(811)로 전송하는데, 이때 상향 신호 분배부(880)는 바이패스 라인(860)을 통해 전송되는 하나의 고주파 상향 신호를 분배하여 신호 분리부(830)로 전달한다. 신호 분리부(830)는 입력된 고주파 상향 신호를 2개의 입출력 단자(311,312) 중 다른 하나(812)를 통해 역방향으로 출력하고, 제1 중계 장치(800)의 2개의 입출력 단자(811,812)를 통해 출력된 2개의 고주파 상향 신호는 2개의 도너 안테나 또는 케이블을 통해 기지국 또는 중계기 측으로 전송된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300,800: 제1 중계 장치
310,311,312,810,811,812: 입출력 단자
320,420,820: 케이블 단자
330,340,440,830,840: 신호 분리부
350,370,470,870: 하향 신호 증폭부
360: 상향 신호 증폭부
380,880: 상향 신호 분배부
460,860: 바이패스 라인
490: 출력 조절부
500: 단일의 동축 케이블

Claims (16)

  1. 기지국 또는 중계기와의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제1 입출력 단자, 단일의 동축 케이블의 일단이 연결되는 제1 케이블 단자, 상기 다수개의 제1 입출력 단자 각각에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 다수개의 제1 신호 분리부, 상기 제1 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제2 신호 분리부, 상기 다수개의 제1 신호 분리부 중 적어도 하나와 상기 제2 신호 분리부의 사이에 각각 연결된 제1 상향 신호 증폭부와 제1 하향 신호 증폭부, 및 상기 다수개의 제1 신호 분리부 중 적어도 다른 하나와 상기 제2 신호 분리부의 사이에 연결된 제2 하향 신호 증폭부를 포함하는 제1 중계 장치; 및
    상기 단일의 동축 케이블의 타단이 연결되는 제2 케이블 단자, 사용자 단말과의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제2 입출력 단자, 상기 제2 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제3 신호 분리부, 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 하나의 사이를 연결하는 바이패스 라인, 및 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 다른 하나의 사이에 연결된 제3 하향 신호 증폭부를 포함하는 제2 중계 장치를 포함하고,
    상기 제1 상향 신호 증폭부와 제1 하향 신호 증폭부는 각각 주파수 다운 컨버터, 필터, 및 증폭기가 순차적으로 직렬 연결된 제1 부분과; 주파수 업 컨버터, 필터, 증폭기, 가변 감쇠기 및 전력 증폭기가 순차적으로 직렬 연결된 제2 부분을 구비하고 상기 제1 부분과 제2 부분이 직렬 연결된 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기로 구성되고,
    상기 제2 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제1 부분과 동일하게 구성되며, 상기 제3 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제2 부분과 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상향 신호 증폭부로부터 출력된 상향 신호를 다수의 신호로 분배하여 상기 다수의 제1 신호 분리부로 각각 입력하는 상향 신호 분배부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 기초로 상기 제3 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호의 출력 레벨를 조절하는 출력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 출력 조절부는 상기 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 검출하는 제1 검출부, 상기 제3 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호를 검출하는 제2 검출부, 및 상기 검출된 제1 하향 신호를 기준으로 상기 제3 하향 신호 증폭부의 가변 감쇠기를 제어하여 상기 제2 하향 신호의 출력 레벨을 조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 제1 입출력 단자는 다수개의 도너 안테나를 각각 연결하기 위한 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 제1 입출력 단자는 기지국 또는 중계기와 연결되는 다수개의 케이블을 각각 연결하기 위한 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다수개의 제2 입출력 단자는 다수개의 서비스 안테나를 각각 연결하기 위한 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상향 신호 및 하향 신호 중 적어도 하나는 MIMO 신호인 것 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  9. 기지국 또는 중계기와의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제1 입출력 단자, 단일의 동축 케이블의 일단이 연결되는 제1 케이블 단자, 상기 다수개의 제1 입출력 단자 중 적어도 하나에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제1 신호 분리부, 상기 제1 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제2 신호 분리부, 상기 다수개의 제1 입출력 단자 중 적어도 다른 하나와 상기 제2 신호 분리부의 사이를 연결하는 제1 바이패스 라인, 상기 제1 신호 분리부와 상기 제2 신호 분리부의 사이에 연결된 제1 하향 신호 증폭부를 포함하는 제1 중계 장치; 및
    상기 단일의 동축 케이블의 타단이 연결되는 제2 케이블 단자, 사용자 단말과의 독립적인 MIMO 경로에 대응 설치된 다수개의 제2 입출력 단자, 상기 제2 케이블 단자에 연결되어 상향 신호와 하향 신호를 분리하는 제3 신호 분리부, 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 하나의 사이를 연결하는 제2 바이패스 라인, 및 상기 제3 신호 분리부와 상기 다수개의 제2 입출력 단자 중 적어도 다른 하나의 사이에 연결된 제2 하향 신호 증폭부를 포함하는 제2 중계 장치를 포함하고,
    주파수 다운 컨버터, 필터, 및 증폭기가 순차적으로 직렬 연결된 제1 부분과; 주파수 업 컨버터, 필터, 증폭기, 가변 감쇠기 및 전력 증폭기가 순차적으로 직렬 연결된 제2 부분을 구비하고 상기 제1 부분과 제2 부분이 직렬 연결된 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기에서, 상기 제1 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제1 부분으로 구성되며, 상기 제2 하향 신호 증폭부는 상기 슈퍼헤테로다인 방식의 증폭기의 상기 제2 부분으로 구성된 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 바이패스 라인을 통해 전송되는 상향 신호를 분배하여 상기 제1 신호 분리부로 입력하는 상향 신호 분배부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 기초로 상기 제2 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호의 출력 레벨를 조절하는 출력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 출력 조절부는 상기 제2 바이패스 라인을 통해 전송되는 제1 하향 신호를 검출하는 제1 검출부, 상기 제2 하향 신호 증폭부로부터 출력된 제2 하향 신호를 검출하는 제2 검출부, 및 상기 검출된 제1 하향 신호를 기준으로 상기 제2 하향 증폭부의 가변 감쇠기를 제어하여 제2 하향 신호의 출력 레벨을 조정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 다수개의 제1 입출력 단자는 다수개의 도너 안테나를 각각 연결하기 위한 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 다수개의 제1 입출력 단자는 기지국 또는 중계기와 연결되는 다수개의 케이블을 각각 연결하기 위한 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 다수개의 제2 입출력 단자는 다수개의 서비스 안테나를 각각 연결하기 위한 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상향 신호 및 하향 신호 중 적어도 하나는 MIMO 신호인 것을 특징으로 하는 MIMO 중계 장치.
KR1020120095505A 2012-08-30 2012-08-30 Ｍｉｍｏ 중계 장치 KR101282070B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120095505A KR101282070B1 (ko) 2012-08-30 2012-08-30 Ｍｉｍｏ 중계 장치
RU2015110569/07A RU2591048C1 (ru) 2012-08-30 2012-12-27 Ретрансляционное устройство с множеством входов и множеством выходов (mimo)
EP12883733.3A EP2892165A4 (en) 2012-08-30 2012-12-27 MIMO RELAY DEVICE
PCT/KR2012/011611 WO2014035017A1 (ko) 2012-08-30 2012-12-27 Mimo 중계 장치
JP2015501559A JP5763863B2 (ja) 2012-08-30 2012-12-27 Ｍｉｍｏ中継装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120095505A KR101282070B1 (ko) 2012-08-30 2012-08-30 Ｍｉｍｏ 중계 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101282070B1 true KR101282070B1 (ko) 2013-07-04

Family

ID=48996524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120095505A KR101282070B1 (ko) 2012-08-30 2012-08-30 Ｍｉｍｏ 중계 장치

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2892165A4 (ko)
JP (1) JP5763863B2 (ko)
KR (1) KR101282070B1 (ko)
RU (1) RU2591048C1 (ko)
WO (1) WO2014035017A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101506842B1 (ko) 2014-07-25 2015-03-27 조형식 Mimo 신호 확장 장치
KR101536279B1 (ko) * 2013-11-25 2015-07-14 주식회사 쏠리드 주파수 변환을 이용한 mimo 중계 시스템 및 그 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107211484B (zh) * 2015-01-16 2021-05-11 梁平 无线系统中的对称和全双工中继器
US10581484B2 (en) * 2017-10-16 2020-03-03 Cellphone-Mate, Inc. Signal boosters with compensation for cable loss
DE102019208987A1 (de) * 2019-06-19 2020-12-24 Molex Cvs Dabendorf Gmbh Schaltungsanordnung zur Übertragung von Funksignalen und Verfahren zum Betrieb einer Schaltungsanordnung
CN113473489B (zh) * 2021-07-12 2023-12-05 深圳市信通飞扬科技有限公司 一种移频mimo双路分布方法、系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050120972A (ko) * 2004-06-21 2005-12-26 에스케이 텔레콤주식회사 Ｍｉｍｏ 시스템을 이용한 무선 데이터 통신 시스템 및 방법
KR20080110016A (ko) * 2007-06-14 2008-12-18 주식회사 케이티프리텔 이동통신 시스템에서 역방향 이득을 제어하는 중계기 및방법
KR20090101595A (ko) * 2008-03-24 2009-09-29 주식회사 케이티 이동통신 시스템의 중계기 및 중계 방법
KR20100045602A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 주식회사 케이티 이동통신 시스템의 디지털 중계기 및 이를 이용한 중계 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005115022A2 (en) * 2004-05-13 2005-12-01 Widefi, Inc. Non-frequency translating repeater with detection and media access control
RU2293442C1 (ru) * 2005-09-19 2007-02-10 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации Мобильный узел подвижной связи
US8064823B2 (en) * 2007-11-30 2011-11-22 Nokia Corporation Apparatus, method and computer program product for determining transmit weights in relay networks
RU2372800C2 (ru) * 2008-01-28 2009-11-20 Олег Анатольевич Толмачев Сухая смесь для приготовления безалкогольных и алкогольных напитков
US8995311B2 (en) * 2008-02-25 2015-03-31 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Relays in multi-user MIMO systems
KR101068975B1 (ko) * 2008-12-26 2011-09-30 광운대학교 산학협력단 Ｍｉｍｏ 링크를 구성하는 인빌딩 분산 안테나 시스템
US20110267976A1 (en) * 2009-01-23 2011-11-03 Panasonic Corporation Wireless relay apparatus and wireless relay system
JP2011146911A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Panasonic Corp 中継装置および中継方法
CN102377470B (zh) * 2010-08-13 2015-08-12 中兴通讯股份有限公司 可重配置无线节点及与宏小区无线接入点协同工作的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050120972A (ko) * 2004-06-21 2005-12-26 에스케이 텔레콤주식회사 Ｍｉｍｏ 시스템을 이용한 무선 데이터 통신 시스템 및 방법
KR20080110016A (ko) * 2007-06-14 2008-12-18 주식회사 케이티프리텔 이동통신 시스템에서 역방향 이득을 제어하는 중계기 및방법
KR20090101595A (ko) * 2008-03-24 2009-09-29 주식회사 케이티 이동통신 시스템의 중계기 및 중계 방법
KR20100045602A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 주식회사 케이티 이동통신 시스템의 디지털 중계기 및 이를 이용한 중계 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536279B1 (ko) * 2013-11-25 2015-07-14 주식회사 쏠리드 주파수 변환을 이용한 mimo 중계 시스템 및 그 방법
KR101506842B1 (ko) 2014-07-25 2015-03-27 조형식 Mimo 신호 확장 장치
WO2016013789A1 (ko) * 2014-07-25 2016-01-28 조형식 Mimo 신호 확장 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2892165A4 (en) 2016-05-25
EP2892165A1 (en) 2015-07-08
JP5763863B2 (ja) 2015-08-12
RU2591048C1 (ru) 2016-07-10
WO2014035017A1 (ko) 2014-03-06
JP2015513275A (ja) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101282070B1 (ko) Ｍｉｍｏ 중계 장치
KR100352852B1 (ko) 광기지국용 수신신호 전송장치
US10097257B2 (en) Wireless communications network using frequency conversion of MIMO signals
CN102113406B (zh) 中继站及使用该中继站的无线通信系统
KR20080093746A (ko) 저잡음 증폭기를 상하향 공용으로 구성하는 시분할 이중화방식의 원격 스테이션 및 이를 이용한 유선 중계 방법
US8681723B2 (en) Method and apparatus of transmitting backhaul signal in wireless communication system including relay station
KR101463239B1 (ko) 멀티 밴드를 지원하는 분산 안테나 시스템
CN106357310B (zh) 多输入多输出信号传输方法和系统
CN206196066U (zh) 一种射频拉远模块及应用该模块的信号传输系统
EP3005469B1 (en) Leaky cable communication
KR101791636B1 (ko) 기지국 신호 정합 장치, 이를 포함하는 기지국 인터페이스 유닛 및 분산 안테나 시스템
CN106559110B (zh) 有源天线、载波聚合方法和系统
CN107026660A (zh) 通信中继装置、通信中继系统以及方法
US20120252356A1 (en) Payload for a multi-beam satellite
WO2011129417A1 (ja) 通信システム、通信中継装置及び通信制御方法
KR20080107795A (ko) 중계국 수신부의 이득을 자동으로 제어하는 시분할 이중화방식의 광무선 중계시스템 및 이를 이용한 신호제어 방법
KR20140037227A (ko) 다중 입출력 신호의 전송 시스템, 장치 및 방법
KR101506842B1 (ko) Mimo 신호 확장 장치
KR101282069B1 (ko) Ｍｉｍｏ 통신을 위한 무선 중계 장치
KR101297818B1 (ko) 전송 속도 경감을 위한 중계기 및 그 방법
WO2008117992A1 (en) Asymmetry type line repeater using dual bands
KR101415753B1 (ko) 이동통신 시스템의 중계 장치 및 방법
EP3080921A1 (en) Arrangement comprising a network node and leaky cable
KR101631602B1 (ko) 이동통신 중계기 시스템 및 통합 라인 중계기
KR101060582B1 (ko) 중계기 시스템 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160623

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170626

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190611

Year of fee payment: 7