KR101635932B1

KR101635932B1 - 이동통신 기지국 안테나 제어 장치

Info

Publication number: KR101635932B1
Application number: KR1020140165636A
Authority: KR
Inventors: 이명식; 김종한; 정지명; 이동훈
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-07-05
Also published as: US20170040682A1; EP3136628B1; US10050341B2; KR20150122565A; EP3136628A4; EP3136628A1

Abstract

본 발명은 다중 안테나 시스템의 각 안테나 장치에 설치되는 안테나 라인 디바이스(ALD: Antenna Line Device)에 관한 것으로, 기지국 본체로부터 수신되는 제어 신호에 따른 제어를 수행하는 제어 파트; 및 DC 핑 파트(DC ping part), RF 핑 파트(RF ping part) 및 도메인 디텍션 파트(Domain Detection Part) 중 적어도 두 개를 포함하되, 상기 DC 핑 파트는 동작 전원 전달 경로 상에 설치되어 전압 강하를 일으키는 전기 소자(electrical element)를 포함하고 상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 전기 소자에 의한 전압 강하 전 또는 후의 동작 전원 레벨을 검출하고, 상기 RF 핑 파트는 각 안테나 어레이로의 급전 라인의 연결 상태를 확인하기 위해 상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 각 급전 라인을 통해 입력되는 신호를 검출하며, 상기 도메인 디텍션 파트는 제어 정보 전달 경로 상에 설치되고 각 섹터를 커버하는 안테나 장치에 대한 식별 동작을 위해 개폐되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 기지국 안테나 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING ANTENNA OF MOBILE COMMUNICATION BASE TRANSCEIVER STATION}

본 발명은 이동통신(PCS, Cellular, CDMA, GSM, LTE 등) 시스템에서 기지국에 적용되는 기술로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project)기반, 또는 AISG(Antenna Interface Standards Group) 프로토콜 등에 따라 기지국 안테나를 원격에서 확인 및 제어 가능하도록 하기 위한 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 이동통신 시스템의 기지국은 송수신 신호 처리를 위한 기지국 본체와, 다수의 방사소자들을 구비하여 무선 신호를 송수신하는 안테나 장치로 구분될 수 있다. 통상 기지국 본체는 지상의 낮은 위치에 설치되며, 안테나 장치는 건물 옥상이나 타워 등의 높은 위치에 설치되고 이들 간에는 급전 케이블 등을 통해 연결된다.

현재의 이동통신 환경은 2G(Generation), 3G, 4G LTE(Long Term Evolution)의 상용화 전개뿐만 아니라, 차세대 5G 시스템의 도입이 고려되고 있다. 이에 따른 통신 시스템 또는 통신 사업자 및 국가에 따라 다양한 이동통신 서비스 주파수 대역이 혼재되고 있고 기지국 환경도 다양화되고 있다. 이에 따라, 효율적인 기지국 시스템의 구현 및 기지국 운영의 비용 절감을 위해, 여러 통신 시스템을 단일 기지국에서 운영할 수 있도록 하는 다중대역 기지국이 상용화되고 있다.

다중대역 기지국을 구현하기 위하여, 최근 안테나 장치는 서로 다른 통신 규격에 따른 각 서비스 대역별 적어도 하나의 안테나 어레이가 하나의 반사판 또는 각각의 반사판을 통해 설치되는 다중대역 안테나 구조를 가질 수 있다. 안테나 어레이는 다수의 방사소자의 배열로 구성될 수 있다. 또한, 안테나 장치는 이러한 다중대역 구조와 병행하여 각 대역별로 MIMO(Multi Input Multi Output) 구조, 또는 동일 대역에서 예를 들어 3개 이상의 안테나 어레이가 배열되는 빔포밍(beam-forming) 안테나 구조 등이 더 구현될 수도 있다.

다중대역 기지국을 구현하기 위하여, 기지국 본체에는 서로 다른 통신 규격 및 이에 따른 각각의 서비스 대역에 따른 송수신 신호를 처리하는 신호 처리 장비들이 각각의 대역별로 구비된다.

아울러, 최근에는, 다양한 환경에서 적응적인 서비스를 수행하며, 신호 간섭을 최소화하고, 서비스 용량을 최대화하기 위하여, 안테나 장치의 빔틸트를 비롯한 다양한 동작 제어가 가능한 메커니즘을 기지국에 적용하고 있다. 예를 들어, 안테나 장치에는 통상 원격에서 제어 가능한 전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장치를 비롯하여, 원격으로 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장치 및 원격으로 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장치 등과 같은 제어 대상 장치인, 일명 'ALD(Antenna Line Device)'가 구비될 수 있다. 이러한 장치들을 구비한 안테나의 예로는 암페놀 코포레이션에 의해 선출원된 국내 특허 공개번호 제10-2010-0122092호(명칭: 멀티 디바이스 제어 유닛을 갖춘 다중빔 안테나, 발명자 지라드 그레고리, 술리에 프랑크, 공개일: 2010년 11월 19일)에 개시된 바를 들 수 있다.

상기 RET 장치, RAS 장치 및 RAB 장치 등의 ALD 제어를 위하여, 근래에, AISG(Antenna Interface Standards Group) v3.0과 같은 통신 표준이 제안되었으며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 프로토콜을 통한 통신 방식도 제안되고 있다. AISG의 규격에 따르면, 통신 장치들은 크게 일차국(primary station)과 이차국(secondary station)으로 구분된다. 일차국 부분은 마스터(master)부분으로 기지국 본체 측의 각 대역별 신호 처리 장비들에 구비될 수 있는, MCU 등 제어신호를 송신하는 부분을 말하며, 이차국은 슬레이브(slave) 부분으로 RET와 ALD 모뎀과 같이 안테나 장치 측에 설치될 수 있는 제어신호를 수신하여 해당 제어신호에 따른 동작을 수행하는 부분이다.

이와 같이, 현재의 안테나 장치는 통상 다중대역 안테나 구조를 가지는 등 복잡한 구조를 가지고 있으며, 통상 기지국 안테나는 해당 서비스 범위를 복수 섹터로 분할하여 각 섹터별로 서비스를 제공하는 다중 섹터(예를 들어, 알파, 베타, 감마 섹터) 구조를 가지므로, 각 섹터별로 예를 들어 다수의 안테나 장치를 채용할 경우에, 그 연결 상태 및 제어가 구조가 더욱 복잡해진다. 따라서, 기지국 안테나의 설치시에 각 섹터별로, 각 안테나 장치별 연결 상태 및 이러한 연결 상태가 정상적인지 여부 등을 확인하기 위한 방안이 연구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 기지국 안테나의 각 섹터별로, 각 안테나 장치별 연결 상태 및 이러한 연결 상태가 정상적인지 여부를 원격에서 보다 효과적으로 확인 및 제어 가능하도록 하기 위한 기지국 안테나 제어 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 다중 안테나 시스템의 각 안테나 장치에 설치되는 안테나 라인 디바이스(ALD: Antenna Line Device)에 있어서, 기지국 본체로부터 수신되는 제어 신호에 따른 제어를 수행하는 제어 파트; 및 DC 핑 파트(DC ping part), RF 핑 파트(RF ping part) 및 도메인 디텍션 파트(Domain Detection Part) 중 적어도 두 개를 포함하되, 상기 DC 핑 파트는 동작 전원 전달 경로 상에 설치되어 전압 강하를 일으키는 전기 소자(electrical element)를 포함하고 상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 전기 소자에 의한 전압 강하 전 또는 후의 동작 전원 레벨을 검출하고, 상기 RF 핑 파트는 각 안테나 어레이로의 급전 라인의 연결 상태를 확인하기 위해 상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 각 급전 라인을 통해 입력되는 신호를 검출하며, 상기 도메인 디텍션 파트는 제어 정보 전달 경로 상에 설치되고 각 섹터를 커버하는 안테나 장치에 대한 식별 동작을 위해 개폐되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스를 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 기지국 안테나 제어 장치는 기지국 안테나의 각 섹터별로, 각 안테나 장치별 연결 상태 및 이러한 연결 상태가 정상적인지 여부를 원격에서 효과적으로 확인 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치가 적용되는 기지국 안테나의 개략적인 구조도
도 2는 도 1 중 일 안테나 장치의 보다 상세 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치의 블록 구성도
도 4는 도 3 중 도메인 디텍션 파트의 변형 예시도
도 5는 도 3 중 DC 핑 파트의 변형 예시도
도 6은 도 3 중 RF 핑 파트의 상세 예시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치에 대한 DDD 제어 동작 흐름도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치에 대한 DC ping 제어 동작 흐름도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치에 대한 RF ping 제어 동작의 흐름도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 또한, 첨부 도면들에서는 동일한 구성요소도 대해서는 가능한 동일한 참조 번호를 부하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치가 적용되는 기지국 안테나의 개략적인 구조도이며, 도 2는 도 1 중 일 안테나 장치의 보다 상세 구성도이다. 도 1에 도시된 기지국 안테나는 예를 들어, 알파 섹터에서 2개의 안테나 장치(21, 22), 베타 섹터에서 3개의 안테나 장치(23, 24, 25), 감마 섹터에서 2개의 안테나 장치(26, 27)가 설치된다. 물론, 각 섹터별 설치되는 안테나 장치의 수는 이외에도 1개일 수도 있으며, 4개 이상일 수도 있다. 각 안테나 장치(21-27)는 기지국 본체(10)와 무선 송수신 신호를 전달하기 위한 급전 케이블을 통해 연결되는 구조가 도시되고 있다. 즉, 도 2에서 보는 바와 같이, 기지국 본체(10)로부터 연장되는 급전 케이블은 안테나 장치(21)의 RF 포트(Port 1, Port N)을 통해 안테나와 연결된다. 이때 해당 안테나 장치에서는 다중대역 구조를 구비할 수 있으며, 급전 케이블은 실제로 다수의 다중대역 안테나 어레이를 위해 하나의 안테나 장치별 다수개가 구비된다.

또한, 각 안테나 장치(21-22)에는 현재의 AISG 규정에 따라, ALD 장비가 설치되는데, 도 1의 예에서는 RET 장비(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)가 각각 설치되는 상태가 도시되고 있다. 각 RET 장비(31-37)는 각 안테나 장치(21-27)의 하부 캡 상에 설치되는 다수의 AISG 커넥터를 통해 각각 외부와 연결되도록 설치되며, 인접한 안테나 장치의 RET 장비 간에는 AISG 커넥터를 통해 AISG 케이블을 이용하여 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 순차적으로 연결된다.

이러한 구조에서 첫번째 RET 장비(31)는 기지국 본체(10)로부터 직접 동작 전원(DC)과 제어 신호(예를 들어, RS485 방식에 따른 신호)를 제공받도록 구성되며, 동작 전원(DC)을 비롯하여 제어 신호를 데이지 체인 방식으로 연결된 후단의 RET 장비들로 중계한다. 이 때, 도 1의 예에서는 설명의 편의를 위해, 첫번째 RET 장비(31)가 AISG 케이블 등을 통해 기지국 본체부(10)와 직접 연결되는 것으로 도시하였으나, 이외에도 안테나 장치(21)와 기지국 본체(10) 간의 급전 케이블을 통해 상기 동작 전원(DC) 및 제어 신호를 전송하는 방식이 채용될 수도 있다. 예를 들어, 기지국 본체에는 하부 모뎀(Bottom ALD modem)이 구비되어 무선 송신용 RF 신호에, 상기 RET 장비를 위한 동작 전원(DC) 및 제어 신호(예를 들어, OOK 방식으로 변조된 신호)를 합성하여 급전 케이블을 통해 안테나 장치(21)로 제공하는 구성을 가질 수 있다. 마찬가지로, 안테나 장치에는 상부 모뎀(Top ALD modem)이 구비되어, 상기와 같이 급전 케이블을 통해 전송된 신호에서 DC 신호 ＋ OOK 신호를 걸러내어 RET 장비(31)로 제공하여 RET 장비(31)가 명령을 수신할 수 있도록 하는 구성을 가질 수도 있다.

상기와 같이, 다수의 안테나 장치(21-27)를 이용하여 기지국 시스템을 구현할 경우에, 안테나 장치의 초기 설치 시 등에 기지국 본체(10)에서는 각 섹터별 설치된 안테나 장치(21)를 확인하는 것과, 각 안테나 장치들간의 순차적 연결 상태, 섹터별 설치 상태 및 각 안테나 장치에서 다중대역 안테나 어레이별 정상적인 연결 상태 등을 확인할 필요성이 대두되고 있다.

본 발명에서는 이하, 각 섹터별 설치된 안테나 장치를 확인하는 작업을 'DDD(Domain Detection Device)'라 칭하며, 각 안테나 장치들간의 순차적 연결 상태를 확인하는 작업을 'DC ping'이라 칭하며, 각 안테나 장치에서 다중대역 안테나 어레이별 정상적인 연결 상태를 확인하는 작업을 'RF ping' 칭하기로 한다.

상기 DDD, DC ping, RF ping 작업은 통상적인 AISG 규정에 따른 일차 장비(Primary Device)인 기지국 본체(10)와 이차 장비(Secondary Device)인 ALD 장비 간의 통신 방식을 이용하여 수행될 수 있다. 즉 기지국 본체(10)에서 각 ALD 장비(본 발명에 따른 안테나 제어 장치)로, 상기 DDD, DC ping, RF ping 작업을 지시하고, 본 발명의 실시예에 따른 각 ALD 장비는 이에 따른 동작을 수행하여 그 결과에 대한 확인 신호를 기지국 본체(10)로 제공하게 된다. 도 2의 예에서는 이러한 본 발명의 실시예 따른 안테나 제어 장치(300)의 구성 및 동작이 RET 장비(31)에서 구현되는 것으로 도시되고 있다. 즉 기존의 RET 장비(31)에 상기 DDD, DC ping, RF ping 작업을 수행하기 위한 추가적인 구성 및 기능을 구비하도록 구현할 수 있다. 그러나 이외에도 기존 RET 장비(31)와는 별도의 구성 및 동작을 수행하도록 구현하는 것도 가능할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 안테나 제어 장치의 블록 구성도로서, 도 3에 도시된 안테나 제어 장치(ALD 장비, 300)는 상기 도 2에 도시된 RET 장비(31)에 구현된 것으로 간주할 수 있다. 물론 그 외의 나머지 RET 장비(32-37)들에도 마찬가지로 구현될 수 있다. 또한 RET 장비(31)는 도 3에서 예시한 구성 외에도, RET 조정을 위한 전기, 기구적인 장비인 모터 및 MLPS(Multi Line Phase Shifter) 등을 구동하기 위한 모터 구동부(미도시)를 구비하며, 이러한 모터 구동부를 동작시키는 구성을 기본적으로 구비함을 이해할 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 제어 장치(300)(및 RET 장비)는 ASIG 규격에 따른 제어 정보 및 동작 전원(DC)을 입력받기 위한 AISG 입력 포트와, 상기 제어 정보 및 동작 전원을 후단으로 전달하기 위한 AISG 출력 포트를 구비한다. AISG 입력 포트 및 AISG 출력 포트는 AISG 규격에 따른 AISG 케이블과 연결되기 위한 AISG 입출력 커넥터의 구조를 가질 수 있다. 이러한 AISG 입출력 커넥터는 전원 입출력을 위한 전원 단자와 제어 정보 입출력을 위한 제어 통신 단자를 가진다. 이때, AISG 입력 포트 및 출력 포트란 용어에서, 입력 및 출력은 기지국 본체를 기준으로 입력 및 출력 신호를 언급하는 것으로서, 실제로는 양방향 통신을 수행함을 이해할 것이다. 이때 제어 정보 송수신을 위한 신호 라인은 실제로 RS485_A와 RS485_B로 구현된다.

상기 AISG 입력 포트로 입력되는 제어 정보 및 동작 전원은 AISG 출력 포트를 통해 후단에 연결된 다른 안테나 장치에 구현되는 안테나 제어 장치(및 RET 장비)로 전달되도록 구성된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 제어 장치(300)는, 각 섹터별 설치된 안테나 장치를 확인하는 작업을 수행하는 도메인 디텍션 파트(Domain detection art, 310), 각 안테나 장치들간의 순차적 연결 상태를 확인하는 작업을 수행하는 DC 핑 파트(DC ping part, 320), 각 안테나 장치에서 다중대역 안테나 어레이별 정상적인 연결 상태를 확인하는 작업을 수행하는 RF 핑 파트(RF ping part, 330) 및 기지국 본체로부터의 제어 정보에 따라 각각의 파트를 제어하는 MCU(340)를 포함한다. 본 실시예에서는, 안테나 제어 장치(300)가 도메인 디텍션 파트(310), DC 핑 파트(320) 및 RF 핑 파트(330)를 모두 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 세 개의 파트 중 하나 또는 두 개를 포함하는 것도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

AISG 입력 포트를 통해 입력되는 제어 정보는 해당 안테나 제어 장치(300)의 주 제어부인 MCU(340)로 제공되며, MCU(340)는 해당 제어 신호에 따른 동작을 수행한다. 이때 AISG 입력 포트로 입력되어 AISG 출력 포트로 전달되는 제어 정보 전달 경로에는 도메인 디텍션 파트(310)가 구비될 수 있고, 도메인 디텍션 파트(310)에는 후술되는 본 발명의 일 실시예에 따른 DDD 기능 수행을 위한 DDD 작업용 스위치(313)가 구비될 수 있다. 상기 DDD 작업용 스위치(313)는 MCU(340)의 제어 하에 스위칭 동작하도록 구성된다.

또한, AISG 입력 포트를 통해 입력되는 동작 전원(DC)은 상기 MCU(340)의 동작 전원으로 제공되도록 구성된다. AISG 입력 포트로 입력되어 AISG 출력 포트로 전달되는 동작 전원 전달 경로에는 DC 핑 파트(320)가 구비될 수 있다.

DC 핑 파트(320)는 후술되는 본 발명의 일 실시예에 따른 DC ping 기능 수행을 위한 순방향 다이오드(D1)와 현재 입력 DC 전원의 레벨을 검출하여 MCU(340)로 제공하는 동작 전원 검출부(324)를 포함한다. 순방향 다이오드(D1)는 일정 크기의 전압 강하를 일으키는 전기 소자(Electrical Element)로서, 입력되는 동작 전압을 일정 크기만큼 전압 강하시킨다. 본 발명의 실시예에서는 전기 소자로서 다이오드를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 일정 크기만큼의 전압 강하를 일으키는 다른 소자(예: 저항)을 사용해도 무방할 것이다. 동작 전원 검출부(324)는 전기 소자에 의해 전압 강하된 동작 전압을 검출하여 MCU(340)로 제공한다. 도 3에서는 동작 전원 검출부(324)가 다이오드(322)에 의해 전압 강하된 동작 전압을 검출하는 것으로 도시하였으나, 도 5에서 보는 바와 같이, 동작 전원 검출부(324)가 전압 강하 전의 동작 전원을 검출하는 것도 가능할 것이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 제어 장치(300) 후술되는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF ping 기능을 위한 RF 핑 파트(330)를 구비한다. RF 핑 파트(330)는 다수의 안테나 어레이에 연결되는 각각의 급전 라인의 신호를 검출하되, 급전 라인의 신호 중 RF 신호(무선 신호) 또는 제어 신호(예를 들어, OOK 신호)를 검출하며 또는 RF 신호와 제어 신호를 모두 검출할 수도 있다. 이를 위해, RF 핑 파트(330)는 다수의 검출 포트(333), 선택용 스위치(335) 및 신호 검출기(336)를 포함할 수 있다.

다수의 검출 포트(333)는 각각 커플러(도 2의 319)로부터 입력된 신호를 제공받도록 구성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 RF ping 기능을 위해, 해당 안테나 장치의 다중대역 서비스(예를 들어, 700MHz, 850MHz, PCS/AWS, WCS 등)를 위해 다수의 안테나 어레이에 연결되는 각각의 급전 라인의 신호를 커플링하는 각각의 커플러(도 2의 319)가 미리 설치된다.

각각의 검출 포트(333)로 입력된 신호는 SPNT(Single Pole N Throw) 타입의 선택용 스위치(335)를 통해 선택적으로 신호검출기(336)로 제공되며, 신호검출기(336)는 신호 검출 유무에 대한 검출신호를 MCU(340)로 제공한다. MCU(340)는 RF ping 작업시에 상기 선택용 스위치(335)의 스위칭 동작을 제어하며, 신호검출기(336)로부터 제공된 검출신호에 의해 결과적으로 안테나 장치(21)의 어떠한 검출 포트(333)을 통해 신호가 검출되는지 확인한다.

신호 검출기(336)는, 도 6에서 보는 바와 같이, 급전 라인의 신호 중 RF 신호를 검출하는 제1 검출부(610)와 OOK 신호를 검출하는 제2 검출부(620) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하여 상세히 설명하면, 제1 검출부(610)는 급전 라인의 신호를 고주파 신호인 RF 신호와 저주파 신호인 DC/OOK 신호로 분기하는 제1 바이어스 티(Bias Tee, 612), 및 RF 신호 검출부(614)를 포함한다. RF 신호 검출부(614)는 RF 신호가 흐르는 신호 라인에 연결되어, 급전 라인의 신호 중 RF 신호를 검출하고 그 검출신호를 MCU(340)로 제공한다.

한편, 제2 검출부(620)는 제1 바이어스 티(Bias Tee, 612)에 의해 분기된 DC/OOK 신호가 흐르는 신호 라인에 연결된 제2 바이어스 티(622) 및 모뎀(624)을 포함한다. 모뎀(624)은 제2 바이어스 티(622)에 의해 분기된 OOK 신호가 흐르는 신호 라인에 연결되어 OOK 신호를 복조하여 MCU(340)로 제공한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 제어 장치(300)는 제1 검출부(610)과 제2 검출부(620) 중 어느 하나만을 구비할 수도 있고, 또는 모두를 구비할 수도 있다. 나아가, 안테나 제어 장치(300)가 제1 검출부(610)과 제2 검출부(620)를 모두 구비하는 경우, 제1 검출부(610)과 제2 검출부(620)는 MCU(340)의 제어에 따라 선택적으로 동작할 수도 있다.

MCU(340)는 본 발명의 일 실시예에 따른 DDD, DC ping, RF ping 작업의 수행을 위해, AISG 입력 포트를 통해 기지국 본체측으로부터 입력된 제어 명령을 수신하여, 상기 DDD 작업용 스위치(313), 선택용 스위치(335) 등을 제어하며, 상기 신호검출기(336)의 검출신호 및 DC 전원부(324)의 입력 DC 전원의 레벨 등을 확인하여 이에 따른 적절한 응답 정보를 기지국 본체측으로 송신한다.

도 7를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, DDD 작업을 보다 상세히 설명하면, 각 섹터별 설치된 안테나 장치를 확인하기 위하여, 기지국 본체(10)는 통상적인 ALD 장비 스캔(scan) 동작을 통해 현재 연결된 장비들을 확인하는 동작을 수행할 수 있다.

이때, 본 발명의 특징에 따라, 초기 안테나 장치 설치 시에, 예를 들어, 해당 섹터의 안테나 장치 중에서 마지막 번째의 안테나 제어 장치(RET 장비), 즉 도 1의 예에서는 RET 장비(32, 35, 37)에 해당하는 안테나 제어 장치에서 DDD 파트의 DDD 작업용 스위치는 오프(OFF) 상태로 설치되며, 나머지 안테나 제어 장치는 온(ON) 상태로 설치될 수 있다.

이러한 상태에서, 도 7의 702단계에서와 같이, 기지국 본체(10)에서 초기 스캔 동작을 수행할 경우에, 704단계에서 각 RET 장비(안테나 제어 장치)에서 이에 따른 응답 신호를 기지국 본체 장치(10)로 전송한다. 기지국 본체(10)에서는 이에 따라, 현재 스캔된 장비들을 알파 섹터의 안테나 장치에 해당하는 것으로 간주할 수 있다. 즉, 현재 알파 섹터의 마지막 RET 장비(도 1의 32)에서 DDD 작업용 스위치가 오프 상태이므로 후단, 즉 이후의 베타 섹터 및 감마 섹터의 안테나 장치는 기지국 본체(10)의 스캔 명령을 수신할 수 없는 상태이다. 이에 따라 알파 섹터의 안테나 장치에 해당하는 RET 장비만 응답 가능하게 되므로, 기지국 본체(10)는 응답을 확인하여 알파 섹터의 안테나 장치(및 RET 장비)를 확인할 수 있게 된다.

이러한 상태에서, 도 7의 712단계에서와 같이, 기지국 본체(10)에서는 DDD 작업용 스위치를 온 시키는 제어 명령을 전송한다. 이러한 제어 명령을 수신한 RET 장비는 해당 DDD 작업용 스위치를 온 상태로 변경한다. 즉, 현재 알파 섹터의 마지막 RET 장비(도 1의 32)에서 DDD 작업용 스위치가 온 상태가 되며, 이에 따라, 후단의 베타 섹터의 RET 장비들도 기지국 본체(10)의 제어 신호를 수신 가능한 상태가 된다.

이러한 상태에서, 도 7의 714단계에서와 같이, 기지국 본체(10)에서 스캔 동작을 수행할 경우에, 716단계에서 각 RET 장비에서 이에 따른 응답 신호를 기지국 본체 장치(10)로 전송한다. 기지국 본체(10)에서는 이에 따라, 현재 스캔된 장비들 중에서, 이전 알파 섹터의 안테나 장치에 해당하는 장비 외의 RET 장비는 베타 섹터에 해당하는 것으로 간주할 수 있다.

이러한 상태에서, 마찬가지 방식으로 도 7의 722단계에서와 같이, 기지국 본체(10)에서는 DDD 작업용 스위치를 온 시키는 제어 명령을 전송한다. 이러한 제어 명령을 수신한 RET 장비는 해당 DDD 작업용 스위치를 온 상태로 변경한다. 즉, 이에 따라 현재 베타 섹터의 마지막 RET 장비(도 1의 35)에서 DDD 작업용 스위치가 온 상태가 되며, 이에 따라, 후단의 감마 섹터의 RET 장비들도 기지국 본체(10)의 제어 신호를 수신 가능한 상태가 된다.

이러한 상태에서, 도 7의 724단계에서와 같이, 기지국 본체(10)에서 스캔 동작을 수행할 경우에, 726단계에서 각 RET 장비에서 이에 따른 응답 신호를 기지국 본체 장치(10)로 전송한다. 기지국 본체(10)에서는 이에 따라, 현재 스캔된 장비들 중에서, 이전 알파 섹터와 베타 섹터의 안테나 장치에 해당하는 장비 외의 RET 장비는 감마 섹터에 해당하는 것으로 간주할 수 있다.

상기 도 7의 과정을 통해 DDD 작업이 수행될 수 있는데, 상기 과정을 살펴보면, 초기 안테나 장치 설치 시에, 해당 섹터의 안테나 장치의 설치 상태에 따라, 안테나 제어 장치(RET 장비)의 DDD 작업용 스위치가 초기 온/오프 상태를 적절히 설정해 두는 것이 매우 중요함을 알 수 있다. 또한, 상기의 과정을 살펴보면, 해당 섹터의 마지막 안테나 장치의 RET 장비 외에는 DDD 작업용 스위치가 필요치 않고 항상 경로가 연결된 상태로 구현될 수도 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 안테나 제어 장치를 구현할 경우에, 상기 DDD 작업용 스위치를 구비하거나 구비하지 않도록 타입을 구분하여 장치들을 제작하여 적절히 사용할 수도 있다. 또는, 이외에도, 별도의 외부 조작에 의해 상기 DDD 작업용 스위치의 경로를 바이패스하는 경로를 추가로 더 구비하는 구성도 가능할 수 있다.

도 4는 도 3 중 일부 DDD 파트의 변형 예시도로서, 도 4를 참조하면, 예를 들어, 도 3의 DDD 작업용 스위치(313)의 경로를 바이패스하는 바이패스 회로(313-1)가 추가로 더 구성된 상태가 도시되고 있다. 바이패스 회로(313)에는 별도로 외부 수동 조작 가능하게 설치되는 조작 스위치(318)가 구비될 수 있으며, 이러한 외부 조작 스위치(318)의 누름 조작 등을 통해 바이패스 경로를 형성하거나 또는 차단하도록 구성할 수 있다.

이러한 도 4의 도시된 구성을 채용하는 안테나 제어 장치를 사용할 경우에, 안테나 장치의 초기 설치 시에, 설치 작업자는 각 섹터의 안테나 장치 중에서 마지막 번째의 안테나 제어 장치(RET 장비)의 상기 바이패스 회로의 조작 스위치를 오프(OFF) 상태로 조작하며, 나머지 안테나 제어 장치는 온(ON) 상태로 조작하여 설치할 수 있다.

도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, DC ping 작업을 보다 상세히 설명하면, 각 안테나 장치들간의 순차적 연결 상태를 확인하기 위하여, 802단계에서, 기지국 본체(10)는 일명 DC ping 명령을 각 RET 장비들로 전송할 수 있다. DC ping 명령을 수신한 각 RET 장비들은 804단계에서 자신의 장비의 동작 전원(DC)에 대한 레벨 값을 기지국 본체로 전송한다. 각 RET 장비(안테나 제어 장치)의 DC 전원 경로에는 DC ping 기능 수행을 위한 순방향 다이오드가 구비되므로, 해당 다이오드의 전압 강하(예를 들어, 0.3V)가 각 RET 장비별로 순차적으로 발생한다. 이에 따라 예를 들어, 첫 번째 RET 장비의 DC 레벨이 20V인 경우에, 다음 RET 장비의 DC 레벨은 19.7V가 되며, 그 다음 RET 장비의 DC 레벨은 19.4V가 된다. 따라서, 기지국 본체(10)에서는 이러한 DC 레벨의 크기에 따라 각 RET 장비들의 연결 순서를 확인할 수 있게 된다.

도 9을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른, RF ping 작업을 보다 상세히 설명하면, 각각 안테나 장치에서 다중대역 안테나 어레이별 정상적인 연결 상태를 확인하기 위하여, 예를 들어, 기지국 본체(10)는 도 9의 902단계에서, 특정 안테나 장비에, 특정 RF 포트를 지정하여, 신호 검출 결과를 요구하는 명령을 송신할 수 있다. 이러한 명령을 수신한 RET 장비는 904단계에서 해당 선택용 스위치(335)의 스위칭 동작을 제어하여 신호검출기를 통해 해당 포트로 신호가 검출되는지 여부를 확인하여 이에 따른 결과를 기지국 본체(210)로 송신할 수 있다.

예를 들어, 기지국 본체(10)에서 특정 안테나 장비의 안테나 어레이 중 첫번째 안테나 어레이에 해당하는 급전 케이블이 첫번째 커플러를 통해 RET 장비의 첫번째 RF 포트와 연결된 경우에, 기지국 본체(10)에서는 해당 첫번째 안테나 어레이에 해당하는 급전 케이블로 신호를 송출하면서, 해당 RET 장비의 첫번째 RF 포트를 통해 검출신호가 있는지 여부를 확인하여 정상 여부를 확인할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 제어 장치 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

예를 들어, 상기의 설명에서는, 본 발명의 일부 실시예에 따른 안테나 제어 장치가, 'DDD(Domain Detection Device)' 작업, 'DC ping' 작업, 'RF ping' 작업을 모두 수행하는 것으로 설명하였으나, 이들 중 하나 또는 두 개의 작업만을 수행하도록 구성하는 것도 가능할 수 있다.

이외에도 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

Claims

다중 안테나 시스템의 각 안테나 장치에 설치되는 안테나 라인 디바이스(ALD: Antenna Line Device)에 있어서,
기지국 본체로부터 수신되는 제어 신호에 따른 제어를 수행하는 제어 파트; 및
DC 핑 파트(DC ping part), RF 핑 파트(RF ping part) 및 도메인 디텍션 파트(Domain Detection Part) 중 적어도 두 개를 포함하되,
상기 DC 핑 파트는, 동작 전원 전달 경로 상에 설치되어 전압 강하를 일으키는 전기 소자(electrical element)를 포함하고, 상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 전기 소자에 의한 전압 강하 전 또는 후의 동작 전원 레벨을 검출하고,
상기 RF 핑 파트는, 각 안테나 어레이로의 급전 라인의 연결 상태를 확인하기 위해, 상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 각 급전 라인을 통해 입력되는 신호를 검출하며,
상기 도메인 디텍션 파트는, 제어 정보 전달 경로 상에 설치되고 각 섹터를 커버하는 안테나 장치에 대한 식별 동작을 위해 개폐되는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 도메인 디텍션 파트의 스위치는, 상기 제어 파트로부터 수신되는 상기 식별 동작을 위한 명령에 응답하여 개폐되는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 도메인 디텍션 파트는,
AISG 입력 포트로부터 AISG 출력 포트로 연장되는 제어 정보 전달 경로 상에 설치된 제1 스위치; 및
외부 조작에 의해 개폐되는 제2 스위치를 포함하고, 상기 제2 스위치의 개폐 여부에 따라 상기 제1 스위치를 우회하는 바이패스 경로를 형성 또는 차단하는 바이패스 회로
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 DC 핑 파트는,
AISG 입력 포트로부터 AISG 출력 포트로 연장되는 동작 전원 전달 경로 상에 설치된 다이오드; 및
상기 다이오드에 의한 전압 강하 전 또는 후의 동작 전원 레벨을 검출하여 상기 제어 파트로 전달하는 동작 전원 검출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 RF 핑 파트는,
각 안테나 어레이와 연결된 급전 라인의 신호 중에서 RF 신호와 제어 신호 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 RF 핑 파트는,
각 안테나 어레이와 연결된 급전 라인을 통해 입력되는 신호에 커플링되는 복수의 검출 포트;
상기 제어 파트의 제어에 따라 상기 복수의 검출 포트 간을 스위칭하는 선택용 스위치; 및
상기 선택용 스위치를 통해 입력되는 신호를 검출하여 상기 제어 파트로 전달하는 신호 검출기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 6 항에 있어서,
상기 신호 검출기는,
상기 선택용 스위치를 통해 입력되는 신호 중 RF 신호를 검출하는 제1 검출부 및 제어 신호를 검출하는 제2 검출부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 6 항에 있어서,
상기 신호 검출기는,
상기 선택용 스위치를 통해 입력되는 신호를 RF 신호와 DC/제어 신호로 분기하는 제1 바이어스 티(Bias-Tee);
상기 제1 바이어스 티(Bias-Tee)에 의해 분기된 RF 신호를 검출하여 상기 제어 파트로 전달하는 RF 신호 검출부;
상기 제1 바이어스 티(Bias-Tee)에 의해 분기된 DC/제어 신호를 DC 신호와 제어 신호로 분기하는 제2 바이어스 티; 및
상기 제2 바이어스 티에 의해 분기된 제어 신호를 복조하여 상기 제어 파트로 전달하는 모뎀
을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
각 안테나 장치에 설치되는 안테나 라인 디바이스들은 데이지 체인(daisy chain) 방식으로 순차적으로 연결된 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 도메인 디텍션 파트는, 각 섹터의 마지막 안테나 라인 디바이스에만 구비되는 것을 특징으로 하는 안테나 라인 디바이스.