KR101791635B1 - 주파수별 이득 제어가 가능한 멀티밴드 중계기 - Google Patents

주파수별 이득 제어가 가능한 멀티밴드 중계기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중계기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주파수별로 이득을 제어할 수 있는 중계기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시에 따른 멀티밴드 증폭기는, 입력신호에서 제1 주파수신호 및 제2 주파수신호를 분리하여 출력하는 필터부, 제1 주파수신호에 상응하는 제1 기준신호를 이용하여 제1 이득정보를 생성하는 제1 이득조절부, 제2 주파수신호에 상응하는 제2 기준신호를 이용하여 제2 이득정보를 생성하는 제2 이득조절부 및 제1 이득정보를 이용하여 제1 주파수신호를 증폭하고, 제2 이득정보를 이용하여 제2 주파수신호를 증폭하는 증폭부를 포함한다. 본 발명에 따른 멀티밴드 중계기는 주파수별로 이득을 제어하여 모든 주파수에서 동일한 서비스영역을 유지할 수 있다.

Description

주파수별 이득 제어가 가능한 멀티밴드 중계기{Multi-band repeater having frequency selective gain control function}
본 발명은 중계기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주파수별로 이득을 제어할 수 있는 중계기에 관한 것이다.
이동통신 중계기는 전파 환경이 열악하여 기지국과의 거리가 멀 경우에 기지국과 이동국(이동통신 단말기) 사이에서 중간 증폭 역할을 하여 해당 기지국의 서비스 영역(coverage)을 확장하는 기능을 담당한다. 셀 플래닝(Cell planning)의 관점에서 중계기의 서비스영역이 일정하게 유지되는 것은 매우 중요한 사항이다. 즉, 중계기의 서비스영역이 넓으면 인접한 다른 중계기의 서비스영역과의 간섭으로 인해 통신 품질이 저하될 수 있고, 서비스영역이 좁으면 이동통신 서비스가 제공되지 않는 음영지역이 발생될 수 있다. 따라서, 중계기의 서비스영역은 항상 일정하게 유지될 필요가 있다.
한국등록특허 제10-0924982호에 따르면, 기지국에서 수신되는 신호의 전력 레벨(Power level)에 따라 중계기의 서비스영역이 달리지는 것을 방지하기 위하여 수신되는 신호의 전력 레벨에 따라 중계기의 전체 이득을 제어하는 구성이 개시된다. 그런데, 주파수가 상이한 복수의 신호를 동시에 처리하는 멀티밴드 중계기에서는 한국등록특허 제10-0924982호와 같은 종래기술에 의하여 중계기의 서비스영역이 일정하게 유지될 수 없다. (한국등록특허 제10-0924982호와 같이) 수신된 신호의 전력 레벨을 이용하여 중계기의 전체 이득을 제어하면 주파수 별로 상이한 서비스영역이 발생될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 엘티이(LTE, Long Term Evolution) 신호와 씨디엠에이(CDMA, Code Division Multiple Access) 신호를 동시에 처리하는 멀티밴드 중계기에서 씨디엠에이 신호보다 전력 레벨보다 낮은 엘티이 신호가 수신된 경우를 가정한다. 이 경우 종래의 멀티밴드 중계기는 동일한 이득(Gain)으로 상기 2개의 신호를 증폭하여 송출하므로 씨디엠에이 신호에 대한 서비스영역이 엘티이 신호에 대한 서비스영역보다 넓게 되는 문제점이 발생된다. 즉, 종래의 멀티밴드 증폭기는 주파수 별로 상이한 서비스영역이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-0924982호
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 주파수별로 이득을 제어하여 모든 주파수에서 동일한 서비스영역을 유지할 수 있는 멀티밴드 중계기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 입력신호에서 제1 주파수신호 및 제2 주파수신호를 분리하여 출력하는 필터부; 상기 제1 주파수신호에 상응하는 제1 기준신호를 이용하여 제1 이득정보를 생성하는 제1 이득조절부; 상기 제2 주파수신호에 상응하는 제2 기준신호를 이용하여 제2 이득정보를 생성하는 제2 이득조절부; 및 상기 제1 이득정보를 이용하여 상기 제1 주파수신호를 증폭하고, 상기 제2 이득정보를 이용하여 상기 제2 주파수신호를 증폭하는 증폭부;를 포함하는 멀티밴드 중계기가 개시된다.
여기서, 상기 제1 이득조절부는 상기 제1 기준신호 및 미리 설정된 기준증폭정보를 이용하여 상기 제1 이득정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제2 이득조절부는 상기 제2 기준신호 및 상기 기준증폭정보를 이용하여 상기 제1 이득정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제1 주파수신호는 엘티이신호이고, 상기 제1 기준신호는 레퍼런스신호일 수 있다.
또한, 상기 제2 주파수신호는 씨디엠에이신호이고, 상기 제2 기준신호는 파일럿신호일 수 있다.
또한, 상기 제1 기준신호는 상기 제1 주파수신호의 평균전력레벨일 수 있다.
또한, 상기 제2 기준신호는 상기 제2 주파수신호의 평균전력레벨일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입력신호에서 n개의 주파수신호를 분리하여 출력하는 필터부; 상기 n개의 주파수신호 중 대응되는 주파수신호에 상응하는 기준신호를 이용하여 상기 n개의 주파수신호 각각에 대한 이득정보를 생성하는 n개의 이득조절부; 및 상기 n개의 이득정보를 이용하여 대응되는 상기 n개의 주파수신호 각각을 증폭하는 증폭부;를 포함하되, 상기 n은 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 멀티밴드 중계기가 개시된다.
본 발명에 따른 멀티밴드 중계기는 주파수별로 이득을 제어하여 모든 주파수에서 동일한 서비스영역을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드 중계기에 대한 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드 중계기가 모든 주파수에서 동일한 서비스영역을 유지함을 설명하기 위한 예시도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템(100)은 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 등 하나 이상의 기지국(이하, 식별번호를 '110'으로 통칭함), 멀티밴드중계기(120) 및 이동통신단말기(130)를 포함한다.
기지국(110)은 이동통신 서비스를 위해 이동통신망과 이동통신단말기(130)를 연결한다. 즉, 이동통신단말기(130)에서 송출된 신호는 기지국(110)을 거쳐서 수신자단말기(미도시)로 전송된다. 이 때, 기지국(110)과 이동통신단말기(130)의 거리가 멀어서 원활한 신호 전달이 어려운 경우 멀티밴드중계기(120)가 기지국(110)과 이동통신단말기(130) 사이에서 신호 증폭 역할을 할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드중계기(120)는 기지국(110), 이동통신단말기(130) 및/또는 다른 중계기(미도시)로부터 입력된 신호(이하, '입력신호'라 칭함)를 각 주파수 별로 상이한 이득(Gain)으로 증폭시킬 수 있다. 멀티밴드증폭기(120)는 주파수가 상이한 복수의 신호를 동시에 수신할 수 있고, 수신된 신호에 포함된 복수의 (주파수가 상이한) 신호 각각의 전력레벨은 상이할 수 있다. 따라서 멀티밴드증폭기(120)는 서비스영역을 일정하게 유지하기 위하여 주파수가 상이한 복수의 신호 각각을 상이한 이득으로 증폭시키는 것이다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드중계기(120)의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드 중계기에 대한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드중계기(120)는 필터부(210), 이득조절부(220), 증폭부(230) 및 서비스안테나부(240)를 포함할 수 있다. 또한, 필터부(210)는 n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n)의 포함하는 개념일 수 있고, 이득조절부(220)는 n개의 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)(단, n은 2 이상의 자연수)를 포함하는 개념일 수 있다. 즉, 멀티밴드중계기(120)는 n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 및 n개의 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드중계기(120)는 기지국(110), 이동통신단말기(130) 및/또는 다른 중계기(미도시)로부터 입력신호를 수신할 수 있다. 입력신호는 필터부(210)로 입력되어 주파수 별로 분리될 수 있다. 즉, 제1 필터부(210-1)는 입력신호에서 미리 설정된 주파수 대역의 신호(이하, '제1 주파수신호'라 칭함)를 분리하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터부(210-1)는 엘티이신호(LTE)의 주파수대역에 상응하는 제1 주파수신호를 입력신호에서 추출할 수 있다. 따라서, 제1 주파수신호는 엘티이신호일 수 있다.
또한, 즉, 제2 필터부(210-2)는 입력신호에서 미리 설정된 주파수의 신호(이하, '제2 주파수신호'라 칭함)를 분리하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 필터부(210-2)는 씨디엠에이(CDMA)의 주파수대역에 상응하는 제2 주파수신호를 입력신호에서 추출할 수 있다. 따라서, 제2 주파수신호는 씨디엠에이신호일 수 있다. 또한, 즉, 제n 필터부(210-n)는 입력신호에서 미리 설정된 주파수의 신호(이하, '제n 주파수신호'라 칭함)를 분리하여 출력할 수 있다. 이때, 제1 주파수신호, 제2 주파수신호 및 제n 주파수신호 각각은 주파수 대역이 서로 상이할 수 있다.
n개의 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)는 n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 중 대응되는 필터부(210)로부터 입력된 주파수신호에 상응하는 기준신호를 이용하여 이득정보를 생성할 수 있다. 즉, 제1 이득조절부(220-1)는 제1 주파수신호에 상응하는 제1 기준신호를 이용하여 제1 이득정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수신호가 엘티이신호인 경우를 가정한다. 이때 제1 이득조절부(220-1)는 제1 주파수신호에서 레퍼런스신호(Reference Signal, RS)를 검출할 수 있다. 레퍼런스신호는 엘티이신호 내에 존재하는 신호로서 기지국(110)에서의 송신 전력이 일정한 신호이다. 따라서, 제1 이득조절부(220-1)는 제1 주파수신호에서 레퍼런스신호를 검출하여 레퍼런스신호의 전력 레벨(Power Level)을 제1 기준신호로 측정할 수 있다.
또한, 제1 이득조절부(220-1)는 레퍼런스신호의 전력 레벨과 미리 설정된 기준증폭정보를 이용하여 제1 주파수신호에 대한 제1 이득정보를 생성하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 기준증폭정보가 30[dBm]으로 미리 설정된 경우를 가정한다. 또한, 제1 이득조절부(220-1)에서 측정된 레퍼런스신호의 전력 레벨이 10[dBm]인 경우를 가정한다. 이때, 제1 이득조절부(220-1)는 제1 이득정보로서 '3'에 상응하는 정보를 생성하여 출력할 수 있다.
또한, 제2 이득조절부(220-2)는 제2 주파수신호에 상응하는 제2 기준신호를 이용하여 제2 이득정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 주파수신호가 씨디엠에이신호인 경우를 가정한다. 이때 제2 이득조절부(220-2)는 제2 주파수신호에서 파일럿신호(Pilot Signal)를 검출할 수 있다. 파일럿신호의 전력 레벨은 씨디엠에이신호 내에 존재하는 신호로서 기지국(110)에서 송신한 전력의 기준이 될 수 있다. 따라서, 제2 이득조절부(220-2)는 제2 주파수신호에서 파일럿신호를 검출하여 파일럿신호의 전력 레벨(Power Level)을 제2 기준신호로 측정할 수 있다.
또한, 제2 이득조절부(220-2)는 파일럿신호의 전력 레벨과 미리 설정된 기준증폭정보를 이용하여 제2 주파수신호에 대한 제2 이득정보를 생성하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 기준증폭정보가 30[dBm]으로 미리 설정된 경우를 가정한다. 또한, 제2 이득조절부(220-2)에서 측정된 파일럿신호의 전력 레벨이 15[dBm]인 경우를 가정한다. 이때, 제2 이득조절부(220-2)는 제2 이득정보로서 '2'에 상응하는 정보를 생성하여 출력할 수 있다. 또한, 제n 이득조절부(220-n)는 상술한 내용과 동일한 동작에 의하여 제n 주파수신호에 상응하는 제n 기준신호를 이용하여 제n 이득정보를 생성할 수 있다.
여기에서는 이해와 설명의 편의를 위하여 기준신호가 상응하는 주파수신호에 포함된 일부 신호의 전력레벨인 경우를 가정하고 설명하였다. 하지만, 기준신호는 상응하는 주파수신호의 평균전력레벨일 수도 있다. 즉, 제1 기준신호는 제1 주파수신호 전체의 전력레벨 평균값(이하, '평균전력레벨'이라 칭함)이 제1 기준신호가 될 수 있는 것이다. 또한, 제2 기준신호는 제2 주파수신호의 평균전력레벨일 수도 있다. 따라서, 기준신호는 주파수신호의 특징이 될 수 있는 모든 정보가 될 수 있고 기준신호의 종류가 본 발명의 권리범위를 제한할 수 없음은 자명하다.
또한 도 2에서는 n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 및/또는 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)가 물리적으로 분리된 구성요소인 것처럼 도시되었으나, n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 및/또는 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)는 하나의 물리적 소자에 구현될 수 있다. 예를 들어, n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 및/또는 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)는 하나의 에프피지에이(FPGA, 　Field-Programmable　Gate　Array)에 구현될 수 있다. 따라서, 멀티밴드 중계기(120)의 관리자는 당해 에프피지에이에 n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 각각이 상응하는 주파수신호를 필터링하고, n개의 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n) 각각이 상기와 같은 이득정보를 생성할 수 있도록 프로그래밍할 수 있을 것이다. 결국 n개의 필터부(210-1, 210-2, ... 210-n) 및/또는 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n)는 물리적으로 구분된 구성요소가 아니라 단순히 논리적으로 구분된 구성요소일 수 있다.
증폭부(230)는 n개의 이득조절부(220-1, 220-2, ... 220-n) 각각으로부터 수신된 n개의 이득정보를 이용하여 대응되는 n개의 주파수신호 각각을 증폭할 수 있다. 즉, 제1 이득조절부(220-1)는 입력된 제1 주파수신호 및 제1 이득정보를 증폭부(230)로 출력할 수 있고, 증폭부(230)는 제1 주파수신호를 제1 이득정보를 이용하여 증폭할 수 있다. 예를 들어, 제1 이득정보가 '3'에 상응하는 경우, 증폭부(230)는 제1 주파수신호를 3배 증폭시킬 수 있다. 또한, 제2 이득조절부(220-2)는 입력된 제2 주파수신호 및 제2 이득정보를 증폭부(230)로 출력할 수 있고, 증폭부(230)는 제2 주파수신호를 제2 이득정보를 이용하여 증폭할 수 있다. 예를 들어, 제2 이득정보가 '2'에 상응하는 경우, 증폭부(230)는 제2 주파수신호를 2배 증폭시킬 수 있다. 마찬가지로 제n 이득조절부(220-n)는 제n 주파수신호 및 제n 이득정보를 증폭부(230)로 출력할 수 있고, 증폭부(230)는 제n 주파수신호를 제n 이득정보를 이용하여 증폭할 수 있다.
증폭부(230)에서 증폭된 n개의 신호(이하 '증폭주파수신호'라 칭함)들은 모두 동일 또는 유사한 전력 레벨의 신호일 수 있다. n개의 이득정보들은 모두 동일한 기준증폭신호를 이용하여 생성되었기 때문이다. 상술한 예시에서 기준증폭신호가 30[dBm]으로 n개의 이득조절부(2201-, 220-2, ... 220-n) 각각에 설정되어 있으므로 n개의 주파수신호는 30[dBm]의 전력 레벨을 가지는 신호로 증폭될 수 있을 것이다. 따라서 증폭부(230)에서 출력되는 n개의 주파수신호들은 모두 동일 또는 유사한 전력 레벨의 신호일 수 있다. 이후, 제n 개의 주파수신호들은 서비스안테나부(240)를 통해 외부로 송출될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드 중계기가 모든 주파수에서 동일한 서비스영역을 유지함을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 멀티밴드중계기(120)는 제1 기지국(110-1)으로부터 약신호의 제1 주파수신호를 수신할 수 있다. 또한, 멀티밴드중계기(120)는 제2 기지국(110-2)으로부터 강신호의 제2 주파수신호를 수신할 수 있다. 즉, 제1 주파수신호의 전력레벨은 제2 주파수신호의 전력레벨보다 작을 수 있다. 이 경우, 멀티밴드중계기(120)는 수신된 입력신호를 제1 주파수신호와 제2 주파수신호로 분리한 후 동일한 기준증폭정보를 이용하여 각 주파수신호의 이득정보를 조절할 수 있고, 조절된 이득정보를 이용하여 각 주파수신호를 증폭할 수 있다. 따라서, 제1 주파수신호의 서비스영역(310)과 제2 주파수신호의 서비스영역(320)은 동일 또는 유사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드중계기(120)는 사용되는 주파수 밴드마다 상이한 이득을 적용하여 신호를 증폭할 수 있으므로 모든 주파수에서 동일한 서비스영역을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드중계기(120)는 멀티밴드 신호를 증폭하기 위하여 복수의 물리적인 채널로 구성되지 않고 하나의 구성을 통해 멀티밴드 신호를 증폭하면서 동일한 서비스영역을 유지할 수 있으므로 멀티밴드중계기(120)의 제조 단가를 낮출 수 있다.
100 : 이동통신시스템
110 : 기지국
120 : 멀티밴드중계기
130 : 이동통신단말기
210-n : 제n 필터부
220-n : 제n 이득조절부
230 : 증폭부
240 : 서비스안테나부

Claims (8)

  1. 입력신호에서 제1 주파수신호 및 제2 주파수신호를 분리하여 출력하는 필터부;
    상기 제1 주파수신호에 상응하는 제1 기준신호를 이용하여 제1 이득정보를 생성하는 제1 이득조절부;
    상기 제2 주파수신호에 상응하는 제2 기준신호를 이용하여 제2 이득정보를 생성하는 제2 이득조절부; 및
    상기 제1 이득정보를 이용하여 상기 제1 주파수신호를 증폭하고, 상기 제2 이득정보를 이용하여 상기 제2 주파수신호를 증폭하는 증폭부;
    를 포함하되,
    상기 제1 이득조절부는 상기 제1 기준신호 및 미리 설정된 기준증폭정보를 이용하여 상기 제1 이득정보를 생성하고,
    상기 제2 이득조절부는 상기 제2 기준신호 및 상기 기준증폭정보를 이용하여 상기 제1 이득정보를 생성하고,
    상기 제1 주파수신호는 엘티이신호이고, 상기 제1 기준신호는 레퍼런스신호인 것을 특징으로 하는 멀티밴드 중계기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 주파수신호는 씨디엠에이신호이고, 상기 제2 기준신호는 파일럿신호인 것을 특징으로 하는 멀티밴드 중계기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준신호는 상기 제1 주파수신호의 평균전력레벨인 것을 특징으로 하는 멀티밴드 중계기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준신호는 상기 제2 주파수신호의 평균전력레벨인 것을 특징으로 하는 멀티밴드 중계기.
  8. 삭제
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KR101243333B1 (ko) * 2011-12-01 2013-03-13 주식회사 쏠리드 롱텀에볼루션 시스템에서 중계기 송신 전력을 조절하는 장치

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