KR101582927B1 - 혼변조 왜곡을 방지하는 무선통합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선설비의 공용화를 위한 무선통합장치를 개시한다. 본 발명에 따른 무선통합장치는, Tx신호 입력과 Rx신호 출력이 이루어지는 다수의 포트; Tx신호 출력과 Rx신호 입력이 이루어지는 안테나포트; 상기 다수의 포트를 통해 각각 입력된 다수의 Tx신호를 결합하는 Tx결합수단과 상기 안테나포트를 통해 입력된 Rx신호를 분배하는 Rx분배수단을 포함하는 신호결합 및 분배수단; 상기 신호결합 및 분배수단의 상기 Tx결합수단에서 서로 다른 주파수대역의 Tx신호가 결합할 때 발생하는 혼변조 왜곡(IMD) 주파수를 제거하는 IMD방지수단; 상기 신호결합 및 분배수단과 상기 안테나포트의 사이에 설치되며, Tx신호와 Rx신호를 결합하는 TxRx결합수단을 포함한다.
본 발명에 따르면 무선통합장치에서 서로 다른 Tx신호를 결합할 때 Rx대역과 겹치는 IMD주파수를 제거하거나 그 발생을 방지할 수 있다. 이를 통해 다수 통신사업자가 무선설비를 공용화하는 것이 현실적으로 가능해지므로 통합적인 무선서비스시스템의 구축을 앞당길 수 있고 국가적인 차원에서는 중복투자로 인한 자원낭비를 방지할 수 있다.

Description

혼변조 왜곡을 방지하는 무선통합장치{Wireless communication integration device preventing inter-modulation distortion}

본 발명은 무선설비 공용화를 위한 무선통합장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수 통신사업자의 서로 다른 주파수대역의 신호를 결합할 때 발생하는 혼변조 왜곡 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 무선통합장치에 관한 것이다,

일반적으로 건물 내에는 휴대전화, 무선인터넷 등의 무선서비스를 지원하기 위하여 다양한 무선통신설비가 설치된다. 건물내 무선통신설비는 외부의 이동통신망과 무선 또는 유선으로 통신하는 기지국, 중계기, 액세스포인트 등의 옥내중계장치, 건물의 각 영역에 분산되어 설치되는 안테나와, 옥내중계장치와 안테나를 연결하는 케이블 등을 포함한다.

현재 국내에는 다수의 통신사업자들이 경쟁적으로 무선통신서비스를 제공하고 있고, 이들 통신사업자들은 옥외 통신망뿐만 아니라 옥내 통신망도 각자 별도로 구축하고 있다.

그런데 동일한 건물 내에 여러 통신사업자들이 독립적으로 통신설비를 구축하게 되면 공간의 제약과 통신설비의 복잡화로 인해 설치작업은 물론이고 유지보수작업에도 큰 어려움이 따른다. 또한 국가적인 관점에서는 중복 설비로 인하여 심각한 자원낭비가 초래되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 건물 내 무선설비를 공용화해야 한다는 주장이 힘을 얻고 있으며, 이러한 추세에 따라 건물 내 무선서비스를 통합할 수 있는 무선통합장치에 대한 관심이 커지고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1은 서로 다른 주파수대역의 신호를 결합하여 하나의 광대역 안테나로 전송할 수 있는 무선통합장치를 개시하고 있다.

도 1은 통신사업자 A, B 및 C사 의 신호를 결합하여 건물 내 무선서비스를 제공하는 무선통합장치(10)의 구성을 예시한 것으로서, 무선통합장치(10)에는 A사, B사, C사의 옥내중계장치를 각각 연결하는 포트가 설치된다.

또한 A사의 포트에는 A사의 Tx신호와 Rx 신호만을 각각 통과시키는 제1 및 제2필터(21,22)가 연결되고, B사의 연결포트에는 B사의 Tx신호와 Rx 신호만을 각각 통과시키는 제3 및 제4필터(23,24)가 연결되고, C사의 연결포트에는 C사의 Tx신호와 Rx신호만을 각각 통과시키는 제5 및 제6필터(25,26)가 각각 연결된다.

또한 각 필터(21,22,23,24,25,26)의 일측에는 신호결합 및 분배수단(30)이 연결되며, 신호결합 및 분배수단(30)은 각 포트에서 입력된 다수의 Rx신호를 결합하여 케이블(40)을 통해 안테나(50)로 전송하는 한편, 안테나(50)와 케이블(40)을 거쳐 수신한 다수의 Tx신호를 각 포트로 분배하여 각 통신사업자의 옥내중계장치로 전송하는 역할을 한다.

따라서 무선통합장치(10)를 건물 내 통신실 등에 설치하고 다수 통신사업자들의 옥내중계장치를 무선통합장치(10)에 연결하면, 동일한 케이블(40)과 안테나(50)를 이용하여 건물 내에서 각 통신사업자들의 무선서비스를 통합하여 제공할 수 있으며. 이를 통해 건물 내 통신설비를 최소화시키고 중복투자로 인한 자원낭비도 방지할 수 있다.

그런데 이러한 무선통합장치(10)는 다수 통신사업자들의 서로 다른 주파수신호를 결합하여 전송하는 것을 전제로 하므로 서로 다른 주파수신호를 결합하였을 때 불가피하게 발생하는 혼변조 왜곡(Inter-Modulation Distortion, IMD) 현상에도 대비해야 한다.

혼변조 왜곡은 비선형 시스템 내에서 두 개의 신호가 동시에 처리될 때 나타나는 현상으로서, 서로 다른 입력 주파수의 고조파(harmonic)의 합과 차로 조합되는 주파수가 출력되는 현상을 말한다. 예를 들어 2개의 입력주파수가 f1, f2 일 때, f1±f2 에 해당하는 출력주파수를 2nd IMD라 하고, 2f1±f2, 2f2±f1 에 해당하는 출력주파수를 3rd IMD 라고 한다.

도 1에 예시한 바와 같이, A, B, C사의 Tx 주파수대역을 각각 859-869MHz, 869-884MHz, 884-894MHz 라고 하고, Rx 주파수대역을 각각 814-824MHz, 824-839MHz, 839-849MHz 라고 하면, A사의 Tx신호와 C사의 Tx신호가 결합되었을 때 발생하는 3rd IMD 주파수는 B사의 Rx 주파수대역(824-839MHz) 과 겹치게 된다. 예를 들어 2*860-890=830MHz 가 되기 때문이다.

통상 Tx신호는 Rx신호에 비해 신호세기가 훨씬 크기 때문에 Tx 신호간의 간섭으로 발생하는 IMD 주파수가 Rx대역과 겹치면 해당 Rx 대역은 IMD잡음으로 인해 사용이 불가능해진다.

따라서 건물내 무선서비스의 공용화를 위해 무선통합장치(10)를 이용하려면, 다수 통신사업자들의 서로 다른 주파수신호를 결합하였을 때 나타나는 IMD신호가 어떤 통신사업자의 Tx 및 Rx 신호에도 영향을 미치지 않아야 한다.

가장 간단한 방법은, 각 통신사업자들의 주파수대역을 적절히 이격시켜서 IMD주파수가 다른 통신사업자의 주파수대역과 겹치지 않도록 배분하면 된다.

그런데 현재 국내의 이동통신사별 주파수 배분현황을 살펴보면, 800MHz 대역, 1.8GHz대역, 2.1GHz대역, 2.3GHz대역 등에서 3개 사의 주파수대역이 매우 인접되어 있고, 종래의 무선통합장치(10)를 그대로 사용하면, 2nd IMD 또는 3rd IMD 주파수가 다른 통신사업자의 Rx대역과 겹쳐서 서비스가 불가능한 상황이 발생할 수 있다.

실제로 2.3GHz 대역의 와이브로(Wibro) 서비스와 2.1GHz 대역의 WCDMA 서비스를 동시에 제공하려고 했으나, IMD주파수가 Rx대역과 겹치는 바람에 와이브로 서비스가 제대로 활성화되지 못하는 문제도 있었다.

따라서 무선통합장치(10)를 사용하여 건물 내 무선설비를 공용화하기 위해서는 무선통합으로 인한 IMD를 해결하는 것이 무엇보다 시급한 실정이다.

등록특허 제10-1017401호(2011.02.28 공고)

본 발명은 이러한 배경에서 안출된 것으로서, 다수 통신사업자의 서로 다른 주파수신호를 결합하는 무선통합장치에서 혼변조 왜곡(IMD)으로 인한 문제를 해결하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, Tx신호 입력과 Rx신호 출력이 이루어지는 다수의 포트; Tx신호 출력과 Rx신호 입력이 이루어지는 안테나포트; 상기 다수의 포트를 통해 각각 입력된 다수의 Tx신호를 결합하는 Tx결합수단과 상기 안테나포트를 통해 입력된 Rx신호를 분배하는 Rx분배수단을 포함하는 신호결합 및 분배수단; 상기 신호결합 및 분배수단의 상기 Tx결합수단에서 서로 다른 주파수대역의 Tx신호가 결합할 때 발생하는 혼변조 왜곡(IMD) 주파수를 제거하는 IMD방지수단; 상기 신호결합 및 분배수단과 상기 안테나포트의 사이에 설치되며, Tx신호와 Rx신호를 결합하는 TxRx결합수단을 포함하는 무선통합장치를 제공한다.

본 발명의 일 양상에 따른 무선통합장치에서, 상기 다수의 포트를 통해 각각 입력되는 Tx신호는 다수 주파수대역의 신호를 포함하고, 상기 신호결합 및 분배수단은, 상기 다수의 포트를 통해 입력되는 Tx신호 중에서 동일 주파수대역의 Tx신호를 각각 결합하는 다수의 대역Tx결합수단과, 상기 다수의 대역Tx결합수단을 각각 통과한 다수의 Tx신호를 결합하는 전대역 Tx결합수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 상기 IMD방지수단은 상기 다수의 대역Tx결합수단 또는 상기 전대역 Tx결합수단에 설치되어 IMD주파수를 제거하는 필터인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한 상기 다수의 대역Tx결합수단 또는 상기 전대역 Tx결합수단에는 신호의 진행방향을 일 방향으로 제한하여 IMD주파수의 발생을 방지하는 아이솔레이터가 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 다수의 포트는 제1포트와 제2포트를 포함하고, 상기 제1포트와 상기 제2포트에는 각각 제1주파수분리수단과 제2주파수분리수단이 연결되며, 상기 제1주파수분리수단과 상기 제2주파수분리수단은 각각 제1대역분리수단과 제2대역분리수단을 포함하며, 상기 신호결합 및 분배수단의 상기 다수의 대역Tx결합수단은 제1대역 Tx결합수단과 제2대역 Tx결합수단을 포함하며, 상기 제1대역 Tx결합수단은 상기 제1주파수분리수단의 제1대역분리수단의 Tx신호와 상기 제2주파수분리수단의 제1대역분리수단의 Tx신호를 결합하고, 상기 제2대역 Tx결합수단은 상기 제1주파수분리수단의 제2대역분리수단의 Tx신호와 상기 제2주파수분리수단의 제2대역분리수단의 Tx신호를 결합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 안테나포트를 통해 입력되는 Rx신호는 다수 주파수대역의 신호를 포함하고, 상기 신호결합 및 분배수단은 상기 안테나포트에 연결된 전대역 Rx분배수단과 상기 전대역 Rx분배수단을 통과한 Rx신호를 주파수대역별로 분배하는 다수의 대역 Rx분배수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 무선통합장치에서, 상기 TxRx결합수단은 일측에 상기 Tx결합수단과 상기 Rx분배수단이 연결되는 하이브리드 커플러를 포함하고, 상기 하이브리드 커플러의 타측에는 다수의 상기 안테나포트가 직접 또는 간접으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면 무선통합장치에서 서로 다른 Tx신호를 결합할 때 Rx대역과 겹치는 IMD주파수를 제거하거나 그 발생을 방지할 수 있다. 이를 통해 다수 통신사업자가 무선설비를 공용화하는 것이 현실적으로 가능해지므로 통합적인 무선서비스시스템의 구축을 앞당길 수 있고 국가적인 차원에서는 중복투자로 인한 자원낭비를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 무선통합장치의 Tx신호를 주파수대역별로 결합함으로써 Rx대역과 겹치는 IMD발생이 예상되는 신호결합위치를 쉽게 파악할 수 있고, 따라서 IMD발생이 예상되는 위치에 정확히 IMD제거필터 등을 설치하여 효과적으로 IMD주파수를 제거할 수 있다. 또한 모든 신호결합위치에 IMD제거필터 등을 설치하지 않아도 되므로 무선통합장치를 현장상황에 맞게 제작하는 것이 편리해지고, 제작비용의 증가도 방지할 수 있다.

도 1은 종래 무선통합장치의 개략 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통합장치의 개략 구성도
도 3은 제1대역 Tx결합수단의 여러 유형을 예시한 도면
도 4는 제1대역 Rx분배수단을 예시한 도면
도 5 내지 도 7은 전대역 Tx 결합수단의 여러 유형을 예시한 도면
도 8 및 도 9는 TxRx 결합수단의 여러 유형을 예시한 도면
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통합장치의 여러 변형예를 나타낸 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통합장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다. 도면에는 설명의 편의를 위하여 무선통합장치(100)에서 3개 통신사업자의 신호를 통합 처리하는 것으로 나타내었는데, 이는 예시적인 것이므로 통신사업자의 수가 이에 한정되는 것은 아니며, 2개 또는 4개 이상의 통신사업자의 신호를 통합하여 처리하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

또한 본 명세서에서는 무선통합장치(100)가 무선서비스 가입자의 이동단말로 전송하는 신호를 Tx 신호라 하고, 가입자의 이동단말로부터 수신하는 신호를 Rx 신호로 정의하기로 한다.

또한 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 무선서비스를 위해 3개의 주파수대역이 사용되고 있고, 3개의 주파수대역은 각각 서로 분리된 Tx대역과 Rx대역을 포함하며, 각 Tx대역과 각 Rx대역은 다시 3개 통신사별로 배분된 것으로 가정하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 즉, 제1 주파수대역에는 서로 분리된 3개의 Tx대역과 3개의 Rx대역이 포함되고, 제2 주파수대역에도 서로 분리된 3개의 Tx대역과 3개의 Rx대역이 포함되며, 제3 주파수대역에도 서로 분리된 3개의 Tx대역과 3개의 Rx대역이 포함되는 것으로 가정한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선통합장치(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 3개 통신사업자의 옥내중계장치가 각각 연결되는 제1, 제2 및 제3포트(101,102,103)와, 일측이 제1 내지 제3 포트(101,102,103)에 각각 연결된 제1 내지 제3 주파수분리수단(110.120.130)을 포함한다.

특히 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통합장치(100)는 일측이 각 주파수분리수단(110.120.130)의 타측에 연결되어 Tx신호와 Rx신호를 독립적으로 결합 및 분배하고 이 과정에서 발생하는 IMD를 제거하는 신호결합 및 분배수단(140)을 포함한다.

신호결합 및 분배수단(140)의 타측에는 경로 공유를 위하여 Tx 신호와 Rx 신호 결합하는 TxRx결합수단(190)이 설치되고, TxRx결합수단(190)의 일측에는 안테나용 케이블을 결합하기 위한 안테나포트(108)가 구비된다.

이하에서는 무선통합장치(100)의 구성요소를 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 제1주파수분리수단(110)은 제1 통신사업자의 Tx 신호와 Rx 신호를 분리하는 역할을 하며, 제1통신사업자의 Tx 대역과 Rx 대역만을 통과시키는 하나 이상의 필터로 구성될 수 있다.

또한 제2주파수분리수단(120)은 제2 통신사업자의 Tx 신호와 Rx 신호를 분리하는 역할을 하며, 제2통신사업자의 Tx 대역과 Rx 대역만을 통과시키는 하나 이상의 필터로 구성될 수 있다.

제3주파수분리수단(130)은 제3 통신사업자의 Tx 신호와 Rx 신호를 분리하는 역할을 하며, 제3통신사업자의 Tx 대역과 Rx 대역만을 통과시키는 하나 이상의 필터로 구성될 수 있다.

한편 제1주파수분리수단(110)은 제1통신사업자의 제1대역 주파수신호를 통과시키는 제1대역분리수단(111), 제1통신사업자의 제2대역 주파수신호를 통과시키는 제2대역분리수단(112), 제1통신사업자의 제3대역 주파수신호를 통과시키는 제3대역분리수단(113)을 포함한다.

제1주파수분리수단(110)의 제1 내지 제3 대역분리수단(111,112,113)은 각각 제1 내지 제3 대역에 포함되는 제1통신사업자의 Tx신호만을 통과시키는 필터와 Rx신호만을 통과시키는 필터로 구성될 수 있다.

또한 제2주파수분리수단(120)은 제2통신사업자의 제1대역 주파수를 통과시키는 제1대역분리수단(121), 제2통신사업자의 제2대역 주파수를 통과시키는 제2대역분리수단(122), 제2통신사업자의 제3대역 주파수를 통과시키는 제3대역분리수단(123)을 포함한다.

제2주파수분리수단(120)의 제1 내지 제3 대역분리수단(121,122,123)은 각각 제1 내지 제3 대역에 포함되는 제2통신사업자의 Tx신호만을 통과시키는 필터와 Rx신호만을 통과시키는 필터로 구성될 수 있다.

또한 제3주파수분리수단(130)은 제3통신사업자의 제1대역 주파수를 통과시키는 제3대역분리수단(131), 제3통신사업자의 제2대역 주파수를 통과시키는 제2대역분리수단(132), 제3통신사업자의 제3대역 주파수를 통과시키는 제3대역분리수단(133)을 포함한다.

제3주파수분리수단(130)의 제1 내지 제3 대역분리수단(131,132,133)은 각각 제1 내지 제3 대역에 포함되는 제3통신사업자의 Tx신호만을 통과시키는 필터와 Rx신호만을 통과시키는 필터로 구성될 수 있다.

신호결합 및 분배수단(140)은 건물내 가입자단말로 전송할 통신사업자들의 Tx신호를 결합하여 TxRx결합수단(190)으로 전송하는 한편, TxRx결합수단(190)으로부터 수신된 가입자단말의 Rx신호를 대역별 및 통신사별로 분배하여 제1, 제2 또는 제3 주파수분리수단(110,120,130)으로 전송한다.

특히 신호결합 및 분배수단(140)은 다수 통신사업자의 Tx신호를 결합하는 과정에서 발생한 IMD주파수를 제거할 수 있는 IMD방지수단을 포함하며, IMD주파수가 제거된 상태에서 Tx신호와 Rx신호가 결합되므로 IMD로 인한 Rx 신호간섭 현상이 방지된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선통합장치(100)에서는 신호결합 및 분배수단(140)이 제1대역 결합 및 분배수단(150), 제2대역 결합 및 분배수단(160) 및 제3대역 결합 및 분배수단(170)을 포함한다.

보다 구체적으로 살펴보면, 제1대역 결합 및 분배수단(150)은 제1대역 Tx결합수단(151)과 제1대역 Rx분배수단(152)을 포함하고, 제2대역 결합 및 분배수단(160)은 제2대역 Tx결합수단(161)과 제2대역 Rx분배수단(162)을 포함하며, 제3대역 결합 및 분배수단(170)은 제3대역 Tx결합수단(171)과 제3대역 Rx분배수단(172)을 포함한다.

또한 신호결합 및 분배수단(140)은 제1대역, 제2대역 및 제3 대역 Tx결합수단(151,161,171)으로부터 전송된 Tx신호를 결합하는 전대역 Tx결합수단(181)과, TxRx결합수단(190)으로부터 전송된 Rx신호를 제1대역, 제2대역 및 제3 대역 Rx 분배수단(152,162,172)으로 전송하는 전대역 Rx분배수단(182)을 포함한다. 전대역 Rx분배수단(182)에는 Rx신호를 대역별로 각각 분리하는 다수의 대역 필터가 포함될 수 있다.

제1대역 Tx결합수단(151)은 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)의 각 제1대역분리수단(111,121,131)의 Tx 단에 연결된다. 제2대역 Tx결합수단(161)은 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)의 각 제2대역분리수단(112,122,132)의 Tx 단에 연결된다. 제3대역 Tx결합수단(171)은 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)의 각 제3대역분리수단(113,123,133)의 Tx 단에 연결된다.

또한 제1대역 Rx분배수단(152)은 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)의 각 제1대역분리수단(111,121,131)의 Rx 단에 연결된다. 제2대역 Rx분배수단(162)은 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)의 각 제2대역분리수단(112,122,132)의 Rx 단에 연결된다. 제3대역 Rx분배수단(172)은 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)의 각 제3대역분리수단(113,123,133)의 Rx 단에 연결된다.

제1대역, 제2대역 및 제3대역 Rx분배수단(152,162,172)에는 Rx주파수를 각 통신사별 주파수로 분배하기 위한 대역필터가 설치될 수 있다.

도 3은 제1대역 Tx결합수단(151)의 여러 유형을 예시한 것으로서, 도 3(a)는 각 제1대역분리수단(111,121,131)의 Tx신호를 신호결합기를 이용하여 순차적으로 결합하고, 후단에 IMD제거필터(155)를 설치하여 Tx신호의 결합과정에서 발생하는 IMD주파수를 제거하도록 구성한 것이다.

도 3(b)는 Tx신호를 결합하는 각 신호결합기의 출력단에 IMD제거필터(156,157)를 설치하여, Tx신호가 결합될 때마다 매번 IMD를 제거하도록 구성한 것이다.

도 3(c)는 Tx신호를 결합하는 각 신호결합기의 출력단에 신호전송을 일방으로 제한하는 아이솔레이터(158a,158b)를 설치하여, 다른 대역의 Tx신호, Rx신호 또는 IMD 신호가 역유입되는 것을 방지함으로써 IMD주파수의 연쇄적인 발생을 예방하도록 구성한 것이다. 도면에는 나타내지 않았으나 도 3(c)에서 아이솔레이터(158a,158b)와 IMD제거필터를 함께 사용할 수도 있다.

도 3에서 IMD제거필터(155)와 아이솔레이터(158a,158b)의 설치 위치 및 개수는 예시에 불과한 것이므로 IMD주파수와 겹치는 Rx대역의 분포에 따라 설치위치 및 개수는 적절히 조절될 수 있다.

즉, Tx대역의 분포에 따라서는 모든 Rx 대역에 IMD간섭이 발생하는 것은 아니므로 IMD간섭을 제거할 필요가 있는 Tx결합수단에만 전술한 IMD제거필터(155)와 아이솔레이터(158a,158b)를 선택적으로 설치하면 된다.

이와 같이 Tx신호를 주파수대역별로 결합하면, Rx대역과 겹치는 IMD발생이 예상되는 신호결합위치를 쉽게 파악할 수 있어 그 위치에만 IMD제거필터를 설치함으로써 보다 효과적으로 IMD주파수를 제거할 수 있고, 모든 신호결합위치에 IMD제거필터 등을 설치하지 않아도 되므로 제작비용을 줄일 수 있다.

또한 IMD제거필터(155,156,157)는 대역통과필터(BPF), 대역저지필터(BSF), 로우패스필터(LPF), 하이패스필터(HPF) 등을 적절히 선택 또는 조합하여 구성될 수 있다.

제2대역 및 제3대역 Tx결합수단(161,171)의 경우에도 제1대역 Tx결합수단(151)과 마찬가지로 IMD주파수와 겹치는 Rx대역의 분포에 따라 IMD제거필터(155)와 아이솔레이터(158a,158b)를 적절히 설치하면 된다.

한편 본 발명의 실시예에서는 상대적으로 신호강도가 큰 Tx신호에 의해 발생하는 IMD주파수를 제거하는 것을 주 목적으로 하지만, Rx신호의 상호결합. Tx신호와 Rx신호의 결합, Tx/Rx 신호와 IMD신호의 결합 등으로 인해 Rx 대역의 주파수와 겹치는 IMD 가 발생할 수 있다.

이를 방지하기 위해 제1대역, 제2대역 또는 제3대역 Rx분배수단(152,162,172)에도 IMD제거필터 또는 아이솔레이터를 설치할 수 있다. 일 예로 도 4에 나타낸 바와 같이 제1대역 Rx분배수단(152)의 각 신호분배기의 입력단에 아이솔레이터(159a,159b)가 설치될 수 있다. 아이솔레이터(159a,159b)를 대신하여 또는 병행하여 IMD제거를 위한 필터가 설치될 수도 있다.

제2대역 또는 제3대역 Rx분배수단(162,172)의 각 신호분배기의 입력단에도 마찬가지로 아이솔레이터 및 IMC제거필터 등을 설치할 수 있다.

또한 전대역 Tx결합수단(181)에서도 서로 다른 주파수의 Tx신호가 결합되므로 Rx대역의 분포에 따라서는 전대역 Tx결합수단(181)에도 IMD제거필터, 아이솔레이터 등의 IMD방지수단을 적절히 선택하여 설치할 수 있다.

도 5는 제1대역 Tx결합수단(151)과 제2대역 Tx결합수단(161)에서 출력된 Tx신호를 결합하는 신호결합기의 후단에 IMD제거필터(204)를 설치하고, IMD제거필터(204)를 통과한 Tx신호와 제3대역 Tx결합수단(171)의 Tx신호를 결합하는 신호결합기의 후단에 IMD제거필터(205)를 설치하여 IMD를 최종적으로 제거하는 모습을 나타낸 것이다.

도 5에서는 Tx신호의 결합을 위해 신호결합기를 사용하였는데, 신호결합기의 종류는 특별히 한정되지 않으므로 도 6에 나타낸 바와 같이 2개의 입력포트와 2개의 출력포트를 갖는 하이브리드 커플러(211,212,213)를 신호결합기로 사용할 수도 있다.

또한 Rx 주파수 대역의 분포에 따라서는 전대역 Tx결합수단(181)에 IMD제거필터를 설치하지 않고, 전대역 Tx결합수단(181)에서 신호결합과정에서 발생한 IMD신호가 역행하지 않도록 도 7에 나타낸 바와 같이 제1대역, 제2대역 및 제3대역 Tx결합수단(151,152,153)의 출력단에 각각 아이솔레이터(231,232,233)를 설치할 수도 있다.

한편 TxRx결합수단(190)은 여러 방식으로 구현될 수 있다.

예를 들어 다이플렉서(Diplexer), 듀플렉서(Duplexer), 트리플렉서(Triplexer) 등의 다중화기(multiplexer)를 이용하여 전대역 Tx결합수단(181)에서 입력된 Tx신호와 안테나포트(108)에서 입력된 신호를 결합할 수 있다.

또한 도 2에는 TxRx결합수단(190)에 하나의 안테나포트(108)가 구비된 것으로 나타내었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며 건물 내 안테나의 개수에 따라서는 더 많은 안테나포트(108)를 설치하는 것이 바람직하다.

이를 위해서는 도 8에 나타낸 바와 같이 TxRx결합수단(190)에 다수의 2*2 하이브리드커플러(191a,191b,191c,191d)를 설치하여 Tx신호와 Rx신호를 결합함으로써 다수의 안테나포트(108a,108b.108c,108d)를 설치할 수도 있다.

또한 도 9에 나타낸 바와 같이 다수의 안테나포트(108a,108b)와 2*2 하이브리드커플러(191a,191b,191c,191d)의 사이에 다중화기(192a,192b)를 설치할 수도 있으며, 다중화기(192a,192b)는 전술한 바와 같이 다이플렉서, 듀플렉서, 트리플렉서 등일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선통합장치(100)의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다.

무선통합장치(100)의 각 포트(101,102,103)를 통해 입력된 각 통신사업자의 Tx신호는 제1 내지 제3 주파수분리수단(110,120,130)에서 각각 제1대역 Tx신호, 제2대역 Tx신호 및 제3대역 Tx신호로 분리된다.

이어서 각 통신사업자별 제1대역 Tx신호는 신호결합 및 분배수단(140)의 제1대역 Tx결합수단(151)으로 전송되어 서로 결합되고, 제2대역 Tx신호는 제2대역 Tx결합수단(161)으로 전송되어 서로 결합되며, 제3대역 Tx신호는 제3대역 Tx결합수단(171)으로 전송되어 서로 결합된다.

그리고 제1대역, 제2대역 및 제3대역 Tx결합수단(151,161,171)에서 출력된 다수의 Tx신호는 다시 전대역 Tx결합수단(181)에서 서로 결합된 후 TxRx결합수단(190)과 안테나포트(108)를 거쳐 안테나로 전송된다.

제1대역, 제2대역, 제3대역 Tx결합수단(151,161,171) 또는 전대역 Tx결합수단(181)에는 전술한 바와 같이 IMD제거를 위한 필터 또는 아이솔레이터가 선택적으로 설치되어 있어 Tx신호가 결합되는 과정에서 발생한 IMD가 제거되거나 Rx대역과 겹치는 IMD의 발생이 차단된다. 따라서 Tx신호의 결합과정에서 발생한 IMD주파수로 인해 Rx 대역의 간섭이 발생하는 현상을 방지할 수 있게 된다.

한편 안테나포트(108)를 통해 입력된 가입자단말의 Rx신호는 TxRx결합수단(190)을 거쳐 신호결합 및 분배수단(140)의 Rx분배수단(181)으로 전송되고, 이어서 제1대역, 제2대역 또는 제3대역 Rx분배수단(152)과 제1 내지 제3주파수분리수단(110,120,130)의 해당 대역 Rx단을 거쳐 해당 통신사업자의 중계기로 출력된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 그 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 구체적인 적용에 있어서 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다.

전술한 실시예에서는 신호결합수단 및 분배수단(140)의 모든 Tx신호가 전대역 Tx결합수단(181)에서 서로 결합된 이후에 Rx신호와 결합되도록 하였는데, 이는 Tx신호결합시 발생하는 IMD주파수를 원천적으로 제거하기 위한 것이다.

그런데 Tx신호 결합에 의해 IMD주파수가 발생하더라도 IMD주파수가 모든 Rx대역과 겹치는 것은 아니므로 Rx 대역의 분포를 감안하여 Tx신호결합방법을 변경할 수 있다.

즉, Rx대역과 겹치는 IMD주파수를 발생시키는 Tx신호결합위치에만 IMD제거필터를 설치하여 해당 IMD주파수를 제거하거나, 아이솔레이터를 이용하여 IMD주파수의 발생을 방지할 수도 있다.

일 예로 도 10은 제1대역 신호결합 및 분배수단(150)의 제1대역, 제2대역 및 제3대역 Tx결합수단(151,161,171)의 후단에만 IMD제거필터(206,207,208)를 설치하고, Tx Rx 신호결합수단(190)은 각 대역별 Tx신호와 Rx신호를 먼저 결합한 후에 4*4커플러(193)를 이용하여 전체 대역의 Tx신호와 Rx신호를 결합하는 경우를 나타내고 있다.

또한 도 11은 도 10의 4*4커플러(193)를 대신하여 다수의 2*2커플러(191a,191b)와, 다중화기(192a,192b)를 사용하여 전체 대역의 Tx신호와 Rx신호를 결합하는 경우를 나타내고 있다.

또한 도 12는 제1대역의 Tx 및 Rx신호와 제2대역의 Tx 및 Rx신호를 4*4커플러(193a)를 통해 결합하고, 제3대역의 Tx 신호와 Rx신호를 4*4커플러(193b)를 통해 결합한 후에 후단의 다중화기(192a,192b,192c,192d)를 이용하여 전체 대역의 Tx신호와 Rx신호를 결합하는 경우를 나타내고 있다. 도 11 과 도 12의 다중화기는 다이플렉서, 듀플렉서, 트리플렉서 등일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선통합장치(100)는 Tx 결합시 발생하는 IMD 주파수, IMD주파수와 겹치는 Rx대역의 분포, 필요한 안테나포트(108)의 개수 등에 따라 다양한 방식으로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 통신사업자별로 할당된 포트(101,102,103)를 통해 Tx신호와 Rx신호가 동시에 입출력되는 것으로 설명하였으나, 각 포트(101,102,103)가 통신사별 Tx용 포트와 Rx용 포트로 분리 설치될 수도 있다.

또한 예를 들어 제1주파수분리수단(110)의 경우 제1 내지 제3 대역분리수단(111,112,113)마다 별도의 포트가 제공될 수도 있다. 이 경우에도 Tx용 포트와 Rx용 포트가 분리 설치될 수 있다. 제2 및 제3주파수분리수단(120, 130)의 경우도 마찬가지이다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 무선통합장치(100)는 건물내 무선설비 공용화를 위해 고안된 것이지만, 그 용도가 반드시 건물 내 무선통합용으로 한정되는 것은 아니므로 실외 무선통합용으로 사용될 수도 있다. 즉, 무선통합장치의 각 포트에 옥내중계장치를 대신하여 각 통신사업자의 옥외중계장치를 연결할 수도 있다.

또한 전술한 실시예에서는 3개 통신사업자의 무선서비스를 통합하는 경우를 가정하여 본 발명을 설명하였으나, 통신사업자의 수가 이에 한정되는 것은 아님은 물론이고 통신서비스의 종류도 이동통신이나 무선인터넷에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 무선통합장치(100)에는 다른 종류의 무선서비스를 위한 포트가 추가로 구비될 수도 있고. 이 경우 Rx대역과 겹치는 IMD 주파수의 발생이 예상되면 IMD제거필터 및/또는 아이솔레이션을 적절히 활용하여 IMD 주파수를 제거하거나 그 발생을 저지할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.

100: 무선통합장치 101,102,103: 제1,제2,제3포트
108: 출력포트 110,120,130: 제1, 제2, 제3 주파수분리수단
111,121,131: 제1대역분리수단 112,122,132: 제2대역분리수단
113,123,133: 제3대역분리수단 140: 신호결합 및 분배수단
150: 제1대역 신호결합 및 분배수단 151: 제1대역 Tx결합수단
152: 제1대역 Rx 분배수단 155a,155b,204,205: IMD제거필터
160: 제2대역 신호결합 및 분배수단 161: 제2대역 Tx결합수단
162: 제2대역 Rx 분배수단 170: 제3대역 신호결합 및 분배수단
171: 제3대역 Tx결합수단 172: 제3대역 Rx 분배수단
181: 전대역Tx결합수단 182: 전대역 Rx결합수단
190: TxRx결합수단 191, 211,212,213: 2*2커플러
192: 다중화기 231,232,233: 아이솔레이터

Claims (7)

1. 각각 Tx신호 입력과 Rx신호 출력이 이루어지는 제1포트와 제2포트;
   상기 제1포트에 연결되며, 제1 대역분리수단과 제2 대역분리수단을 포함하는 제1주파수분리수단;
   상기 제2포트에 연결되며, 제1 대역분리수단과 제2 대역분리수단을 포함하는 제2주파수분리수단;
   Tx신호 출력과 Rx신호 입력이 이루어지는 안테나포트;
   상기 제1포트와 상기 제2포트를 통해 각각 입력되는 Tx신호 중에서 제1 주파수대역에 속하는 Tx신호만을 결합하는 제1 대역 Tx결합수단과, 제2 주파수대역에 속하는 Tx신호만을 결합하는 제2 대역 Tx결합수단과, 상기 제1 대역 Tx결합수단에서 출력되는 Tx신호와 상기 제2 대역 Tx결합수단에서 출력되는 Tx신호를 결합하는 전대역 Tx결합수단과, 상기 안테나포트에 연결된 전대역 Rx분배수단과, 상기 전대역 Rx분배수단을 통과한 Rx신호를 주파수대역별로 분배하는 다수의 대역 Rx분배수단을 포함하는 신호결합 및 분배수단;
   상기 신호결합 및 분배수단과 상기 안테나포트의 사이에 설치되며, Tx신호와 Rx신호를 결합하는 TxRx결합수단
   을 포함하고,
   상기 제1 대역 Tx결합수단은 상기 제1 주파수분리수단의 제1 대역분리수단에서 출력된 Tx신호와 상기 제2 주파수분리수단의 제1 대역분리수단에서 출력된 Tx신호를 결합하고,
   상기 제2 대역 Tx결합수단은 상기 제1 주파수분리수단의 제2 대역분리수단에서 출력된 Tx신호와 상기 제2 주파수분리수단의 제2 대역분리수단에서 출력된 Tx신호를 결합하며,
   상기 제1 대역 Tx결합수단, 상기 제2 대역 Tx결합수단, 및 상기 전대역 Tx결합수단 중에서 적어도 하나에는 서로 다른 주파수의 Tx신호를 결합할 때 발생하는 것으로서 상기 안테나포트를 통해 입력되는 Rx신호와 같은 주파수대역의 혼변조 왜곡(IMD) 주파수를 제거하는 IMD방지수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 무선통합장치
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 IMD방지수단은 IMD주파수를 제거하는 필터인 것을 특징으로 하는 무선통합장치
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 대역Tx결합수단, 상기 제2 대역 Tx결합수단, 및 상기 전대역 Tx결합수단 중에서 적어도 하나에는 신호의 진행방향을 일 방향으로 제한하여 IMD주파수의 발생을 방지하는 아이솔레이터가 포함되는 것을 특징으로 하는 무선통합장치
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 TxRx결합수단은 일측에 상기 전대역 Tx결합수단과 상기 전대역 Rx분배수단이 연결되는 하이브리드 커플러를 포함하고, 상기 하이브리드커플러의 타측에는 다수의 상기 안테나포트가 직접 또는 간접으로 연결되는 것을 특징으로 하는 무선통합장치

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