KR102049593B1 - 시분할듀플렉스 방식의 분산 안테나 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분산 안테나 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할듀플렉스 방식(Time Division Duplex, TDD)의 분산 안테나 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터장치는 시분할 듀플렉스 방식으로 동작하고, 제1 노드를 통해 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력하고, 제3 노드를 통해 입력된 상향신호를 제1 노드로 출력하는 수동신호분배부 및 제2 노드로부터 입력된 하향신호를 리모트장치로 전송하고, 리모트장치로부터 수신된 상향증폭신호를 제3 노드로 출력하는 신호송수신부를 포함한다. 본 발명에 따른 분산 안테나 시스템은 서큘레이터와 같은 수동소자를 이용하여 신호의 이동경로를 변경하기 때문에 신호의 이동경로를 변경하기 위한 스위치 및 당해 스위치를 제어하기 위한 제어신호 생성이 필요 없다.

Description

시분할듀플렉스 방식의 분산 안테나 시스템{DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM FOR TIME DIVISION DUPLEX}
본 발명은 분산 안테나 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할듀플렉스 방식(Time Division Duplex, TDD)의 분산 안테나 시스템에 관한 것이다.
스마트폰(Smartphone)의 보급에 따라 무선 멀티미디어 서비스, SNS(Social Networking Service) 및 사물인터넷(Internet of things) 등이 널리 보급됨에 따라 무선 데이터 트래픽(Traffic)이 폭발적으로 급증하고 있다. 기존의 데이터 전송 방식으로 처리가 쉽지 않은 빅데이터(Big data) 환경이 도래한 것이다. 이에 따라 무선 자원을 효율적으로 관리하기 위하여 기지국과 연동되는 하나의 마스터장치(Master Unit; MU)가 광으로 연결된 다수의 안테나 모듈인 리모트장치(Remote Unit; RU)를 제어할 수 있는 분산 안테나 시스템(Distributed antenna system, DAS)이 사용되고 있다.
한편, 최근의 무선 이동 통신은 듀플렉스(Duplex) 방식으로 시분할듀플렉스(Time Division Duplex, TDD) 방식을 이용하는 기술이 널리 사용되고 있다. 여기서, 시분할듀플렉스 방식은 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 상향(Uplink), 하향(Downlink)을 교대로 배정하는 양방향 전송 방식을 의미한다. 시분할듀플렉스 방식은 상향과 하향에 각기 다른 2개의 주파수를 배정하는 주파수분할듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD) 방식보다 전송 효율이 높은 특징이 있다.
시분할듀플렉스 방식이 적용된 종래의 중계기는 전송 신호 프레임을 분석하여 하향신호 구간과 상향신호 구간 사이에서 스위칭 동작이 일어나도록 스위치를 제어하는 기능을 갖추고 있어야 했다. 미국등록특허 제8,208,414호는 시분할듀플렉스 방식이 적용된 중계기에 관한 발명으로서, 마스터장치(Master Unit, MU)가 리모트장치(Remote Unit, RU)로부터 수신된 하향신호를 검출하여 스위치를 제어하는 방법이 개시되어 있다. 미국등록특허 제8,208,414호에 따른 마스터장치에는 하향신호의 시작점과 상향신호의 시작점을 정확히 판별하고 각각의 신호에 따라 스위치의 개폐를 조절하여 신호의 이동 경로를 바꿀 수 있는 제어 신호가 필요한 것이다.
이러한 종래의 중계기는 마스터장치에 상향 및 하향을 교대로 배정하기 위한 스위치 및 당해 스위치를 제어하기 위한 제어부가 필요하기 때문에 스위치 및 제어부의 결함으로 인해 오동작이 발생될 가능성이 있다. 또한, 스위치 및 제어부는 상대적으로 고가의 부품이기 때문에 중계기 제조 단가를 높이는 문제점도 발생된다.
미국등록특허 제8,208,414호
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 신호의 이동경로를 변경하기 위한 스위치 및 당해 스위치를 제어하기 위한 제어신호 생성이 필요 없는 시분할듀플렉스 방식의 분산 안테나 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시분할 듀플렉스 방식의 마스터 장치에 있어서, 제1 노드를 통해 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력하고, 제3 노드를 통해 입력된 상향신호를 상기 제1 노드로 출력하는 수동신호분배부; 및 상기 제2 노드로부터 입력된 상기 하향신호를 리모트장치로 전송하고, 상기 리모트장치로부터 수신된 상기 상향증폭신호를 상기 제3 노드로 출력하는 신호송수신부;를 포함하되, 상기 수동신호분배부는 서큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 장치가 개시된다.
여기서, 상기 마스터 장치는 상기 상향증폭신호가 상기 제2 노드로 누설되는 상향누설신호를 검출하는 신호검출부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스터 장치는 상기 상향누설신호가 검출되면 상기 상향증폭신호의 전력 레벨을 미리 설정된 레벨로 조절하는 상향신호제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 시분할 듀플렉스 방식의 리모트 장치에 있어서, 입력된 하향신호를 증폭하여 상기 하향증폭신호를 생성하고, 상기 하향증폭신호를 제4 노드로 출력하는 하향신호증폭부; 상기 제4 노드를 통해 입력된 하향증폭신호를 제5 노드로 출력하고, 상기 제5 노드를 통해 입력된 상향신호를 제6 노드로 출력하는 수동신호분배부; 상기 제6 노드로부터 입력된 상기 상향신호를 증폭하여 상향증폭신호를 생성하고, 상기 상향증폭신호를 출력하는 상향신호증폭부; 및 상기 마스터장치로부터 수신된 상기 하향신호를 상기 하향신호증폭부로 출력하고, 상기 상향증폭신호를 상기 마스터장치로 전송하는 신호송수신부;를 포함하되, 상기 수동신호분배부는 서큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 리모트 장치가 개시된다.
여기서, 상기 리모트 장치는 상기 신호송수신부로부터 상기 하향신호가 입력되면 하향모드알림신호를 출력하는 하향신호제어부; 및 상기 하향모드알림신호가 입력되면 상기 신호분배부와 상기 상향신호증폭부의 연결을 해제하는 스위치부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하향신호제어부는 상기 하향신호의 입력이 종료되면 하향모드종료신호를 출력하고, 상기 스위치부는 상기 하향모드종료신호가 입력되면 상기 신호분배부와 상기 상향신호증폭부를 연결할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 시분할 듀플렉스 방식의 분산 안테나 시스템에 있어서, 기지국으로부터 수신된 하향신호를 전송하는 마스터장치; 및 상기 하향신호를 증폭하여 하향증폭신호를 생성하고, 상기 하향증폭신호를 외부로 송출하며, 상기 하향신호가 수신되면 단말기로부터 수신된 상향신호를 처리하지 않는 리모트장치;를 포함하되, 상기 마스터장치는, 제1 노드를 통해 입력된 상기 하향신호를 제2 노드로 출력하는 마스터서큘레이터; 및 상기 제2 노드로부터 입력된 상기 하향신호를 상기 리모트장치로 전송하는 마스터신호송수신부;를 포함하고, 상기 리모트장치는, 수신된 상기 하향신호를 출력하는 리모트신호송수신부; 입력된 상기 하향신호를 증폭하여 상기 하향증폭신호를 생성하고, 상기 하향증폭신호를 제4 노드로 출력하는 하향신호증폭부; 상기 제4 노드를 통해 입력된 하향증폭신호를 제5 노드로 출력하는 리모트서큘레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템이 개시된다.
여기서, 상기 리모트장치는, 제6 노드로부터 입력된 상향신호를 증폭하여 상향증폭신호를 생성하고, 상기 상향증폭신호를 출력하는 상향신호증폭부;를 더 포함하되, 상기 리모트서큘레이터는 상기 단말기로부터 수신된 상기 상향신호가 제5 노드로 입력되면 상기 제6 노드로 출력하고, 상기 리모트신호송수신부는 상기 상향증폭신호를 상기 마스터신호송수신부로 출력할 수 있다.
또한, 상기 리모트장치는, 상기 리모트신호송수신부로부터 상기 하향신호가 입력되면 하향모드알림신호를 출력하는 하향신호제어부; 및 상기 하향모드알림신호가 입력되면 상기 리모트서큘레이터와 상기 상향신호증폭부의 연결을 해제하는 스위치부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하향신호제어부는 상기 하향신호의 검출이 종료되면 하향모드종료신호를 출력하고, 상기 스위치부는 상기 하향모드종료신호가 입력되면 상기 신호분배부와 상기 상향신호증폭부를 연결할 수 있다.
또한, 상기 마스터신호송수신부는 수신된 상향증폭신호를 제3 노드로 출력하고, 상기 마스터서큘레이터는 상기 제3 노드를 통해 입력된 상향증폭신호를 상기 제1 노드로 출력할 수 있다.
또한, 상기 마스터장치는, 상기 상향증폭신호가 상기 제2 노드로 누설되는 상향누설신호를 검출하는 신호검출부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스터장치는, 상기 상향누설신호가 검출되면 상기 상향증폭신호의 전력 레벨을 미리 설정된 레벨로 조절하는 상향신호제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시분할듀플렉스 방식의 분산 안테나 시스템은 서큘레이터와 같은 수동소자를 이용하여 신호의 이동경로를 변경하기 때문에 신호의 이동경로를 변경하기 위한 스위치 및 당해 스위치를 제어하기 위한 제어신호 생성이 필요 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터장치에 대한 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리모트장치에 대한 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터장치 및 리모트장치가 연결된 경우에 대한 회로 구성도.
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 분산안테나시스템에 대한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산안테나시스템(100)은 기지국(110), 마스터장치(120) 및 n개의 리모트장치(130-1, 130-2 ... 130-n)를 포함한다(단, n은 자연수). 기지국(110)은 마스터장치(120)와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있고, 마스터장치(120)는 n개의 리모트장치(130-1, 130-2 ... 130-n)(이하, 130-n으로 통칭함)와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다.
또한, 분산안테나시스템(100)은 시분할 듀플렉스 방식(Time Division Duplex, TDD)으로 동작될 수 있다. 따라서, 마스터장치(120)가 리모트장치(130-n)로 신호(즉, 하향신호)를 전송할 경우 리모트장치(130-n)는 마스터장치(120)로 신호(즉, 상향신호)를 전송하지 않을 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)이 마스터장치로 하향신호를 전송하면 마스터장치(120)는 하향신호를 각 리모트장치(130-n)로 전송할 수 있고, 하향신호를 수신한 리모트장치(130-n)는 이동통신 단말기(이하, '단말기'라 약칭함)(미도시)로부터 수신된 상향신호를 마스터장치(120)로 전송하지 않을 수 있다. 리모트장치(130-n)는 하향신호의 수신이 종료되면 상향신호를 마스터장치(120)로 전송할 수 있다. 이에 의하여 분산안테나시스템(100)은 동일한 주파수 대역에서 상향 및 하향을 시간적으로 교대 배정할 수 있다.
이때, 마스터장치(120) 및/또는 리모트장치(130-n)는 상향신호 및 하향신호를 교대로 배정하기 위한 스위치를 포함하지 않을 수 있으므로 당해 스위치를 제어하기 위한 제어신호를 생성할 필요도 없다. 대신 마스터장치(120) 및/또는 리모트장치(130-n)는 상향신호 및 하향신호를 분기(分岐)할 수 있는 수동소자를 포함할 수 있다. 이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 마스터장치(120) 및 리모트장치(130-n)의 각 구성요소들에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터장치에 대한 블록 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리모트장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터장치(120)는 마스터신호분배부(210), 신호검출부(220), 상향신호제어부(230) 및 마스터신호송수신부(240)를 포함한다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리모트장치(130-n)는 리모트신호송수신부(310), 하향신호증폭부(320), 하향신호제어부(330), 리모트신호분배부(340), 스위치부(350), 상향신호증폭부(360) 및 안테나부(370)를 포함한다. 먼저 마스터장치(120)와 리모트장치(130-n)가 하향신호를 처리하는 동작에 대하여 설명한다.
기지국(110)으로부터 하향신호가 수신되면 마스터신호분배부(210)는 제1 노드를 통하여 하향신호를 입력받을 수 있다. 여기서 마스터신호분배부(210)는 수동소자인 서큘레이터(Circulator)(이하, '마스터서큘레이터'라 칭함)를 포함할 수 있다. 따라서, 마스터서큘레이터(210)는 제1 노드를 통하여 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력할 수 있다. 마스터서큘레이터(210)는 입력 및 출력이 순환적으로 정해져 있는 수동소자이므로 제1 노드로 입력된 하향신호는 제2 노드로만 출력되고 제3 노드로는 출력되지 않을 수 있다.
마스터신호송수신부(240)는 제2 노드로 출력된 하향신호가 입력되면 하향신호를 리모트장치(130-n)로 전송할 수 있다. 마스터신호송수신부(240)는 리모트장치(130-n)로 하향신호를 전송하고, 리모트장치(130-n)로부터 상향신호를 수신하기 위한 장치이다. 예를 들어, 마스터신호송수신부(240)와 리모트장치(130-n)(특히, 리모트신호송수신부(310))가 광전송선로를 통해 연결된 경우를 가정한다. 이때, 마스터신호송수신부(240)는 전기적 신호인 하향신호를 광신호로 변환하기 위한 레이저다이오드(Laser diode)를 포함할 수 있다. 또한, 마스터신호송수신부(240)는 광신호로 변환된 하향신호를 리모트신호송수신부(310)로 전송하기 위한 파장분할다중화기(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 포함할 수 있다.
리모트신호송수신부(310)는 마스터신호송수신부(240)로부터 하향신호가 수신되면 하향신호를 하향신호증폭부(320) 및/또는 하향신호제어부(330)로 출력할 수 있다. 리모트신호송수신부(310)는 마스터장치(120)로부터 하향신호를 수신하고, 마스터장치(120)로 상향신호를 전송하기 위한 장치이다. 예를 들어, 마스터신호송수신부(240)와 리모트신호송수신부(310)가 광전송선로를 통해 연결된 경우를 가정한다. 이때, 리모트신호송수신부(310)는 광신호로 수신된 하향신호를 수신하기 위한 파장분할다중화기(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 포함할 수 있다. 또한, 리모트신호송수신부(310)는 광신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 포토다이오드(Photo diode)를 포함할 수 있다. 따라서, 리모트신호송수신부(310)는 광신호로 수신된 하향신호를 전기적 신호로 복원하여 하향신호증폭부(320) 및/또는 하향신호제어부(330)로 출력할 수 있다.
하향신호증폭부(320)는 입력된 하향신호를 미리 설정된 이득(Gain)을 이용하여 증폭할 수 있다. 이하에서는 기지국(110)으로부터 수신된 하향신호와 구분하기 위하여 하향신호증폭부(320)에서 증폭된 하향신호를 하향증폭신호라 칭한다. 하향신호증폭부(320)는 생성된 하향증폭신호를 제4 노드로 출력할 수 있다.
리모트신호분배부(340)는 제4 노드를 통해 입력된 하향증폭신호를 제5 노드로 출력할 수 있다. 여기서 리모트신호분배부(340)는 수동소자인 서큘레이터(Circulator)(이하, '리모트서큘레이터'라 칭함)를 포함할 수 있다. 따라서, 리모트서큘레이터(340)는 제4 노드를 통하여 입력된 하향증폭신호를 제5 노드로 출력할 수 있다. 리모트서큘레이터(340)는 입력 및 출력이 순환적으로 정해져 있는 수동소자이므로 제4 노드로 입력된 하향신호는 제5 노드로만 출력되고 제6 노드로는 출력되지 않을 수 있다. 이에 의하여 안테나부(370)는 제6 노드를 통해 입력된 하향증폭신호를 외부로 송출할 수 있다.
한편, 리모트신호분배부(340)는 제6 노드를 통해 상향신호증폭부(360)와 연결될 수 있는데, 제4 노드로 입력된 하향증폭신호가 제6 노드로 누설되는 경우 누설된 하향증폭신호(이하, '하향누설신호'라 칭함)가 상향신호증폭부(360)로 유입되어 증폭된 후 마스터장치(120)로 입력되는 오동작이 발생될 수 있다.
이러한 오동작을 방지하기 위하여 하향신호제어부(330)는 리모트신호송수신부(310)로부터 하향신호가 입력되면 하향모드알림신호를 생성하여 스위치부(350)로 출력할 수 있다. 여기서, 하향신호제어부(330)는 리모트신호송수신부(310)로부터 수신된 신호의 전력 레벨(Power level)을 측정하여 측정된 전력 레벨이 미리 설정된 레벨(level)을 초과하는 경우 하향신호가 입력되었다고 판단할 수 있다. 또한, 스위치부(350)는 하향모드알림신호가 입력되면 리모트신호분배부(340)과 상향신호증폭부(360)의 연결을 해제할 수 있다. 이에 의하여 하향누설신호가 상향신호증폭부(360)로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 하향신호가 리모트장치(130-n)로 수신되는 경우에는 하향모드알림신호에 의하여 스위치부(350)가 리모트신호분배부(340)과 상향신호증폭부(360)의 연결을 해제할 수 있으므로 단말기로부터 상향신호가 수신되어도 상향신호가 상향신호증폭부(360)로 입력되지 않을 수 있다. 이에 의하여 분산안테나시스템(100)은 동일한 주파수 대역에서 상향 및 하향을 시간적으로 교대 배정할 수 있다. 마스터장치(120)가 하향신호를 리모트장치(130-n)로 전송하는 동안에는 리모트장치(130-n)가 상향신호를 처리하지 못하기 때문이다.
이상에서는 마스터장치(120)와 리모트장치(130-n)가 하향신호를 처리하는 동작에 대하여 설명하였다. 이하에서는 마스터장치(120)와 리모트장치(130-n)가 상향신호를 처리하는 동작에 대하여 설명한다.
안테나부(370)는 단말기로부터 수신된 상향신호를 제5 노드를 통해 리모트신호분배부(340)로 출력할 수 있다. 리모트신호분배부(340)는 제5 노드를 통해 입력된 상향신호를 제6 노드로 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 리모트신호분배부(340)는 수동소자인 리모트서큘레이터를 포함할 수 있으므로 제5 노드를 통하여 입력된 상향신호는 제6 노드로만 출력될 수 있다. 또한, 제6 노드로 출력된 상향신호는 하향신호가 리모트장치(130-n)로 수신되지 않는 경우에만 상향신호증폭부(360)로 입력될 수 있음은 상술한 바와 같다.
따라서 하향신호제어부(330)는 리모트신호송수신부(310)로부터 하향신호의 입력이 종료되면 하향모드종료신호를 생성하여 스위치부(350)로 출력할 수 있다. 여기서, 하향신호제어부(330)는 리모트신호송수신부(310)로부터 수신된 신호의 전력 레벨(Power level)을 측정하여 측정된 전력 레벨이 미리 설정된 레벨(level) 이하인 경우 하향신호의 입력이 종료되었다고 판단할 수 있다. 또한, 스위치부(350)는 하향모드종료신호가 입력되면 리모트신호분배부(340)과 상향신호증폭부(360)를 다시 연결할 수 있다. 이에 의하여 제6 노드로 출력된 상향신호는 상향신호증폭부(360)로 입력될 수 있다.
상향신호증폭부(360)는 입력된 상향신호를 미리 설정된 이득(Gain)을 이용하여 증폭할 수 있다. 이하에서는 단말기로부터 수신된 상향신호와 구분하기 위하여 상향신호증폭부(320)에서 증폭된 상향신호를 상향증폭신호라 칭한다. 상향신호증폭부(360)는 생성된 상향증폭신호를 리모트신호송수신부(310)로 출력할 수 있다.
리모트신호송수신부(310)는 상향신호증폭부(360)로부터 상향증폭신호가 입력되면 상향증폭신호를 마스터장치(120)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 리모트신호송수신부(310)와 마스터장치(120)(특히, 마스터신호송수신부(240))가 광전송선로를 통해 연결된 경우를 가정한다. 이때, 리모트신호송수신부(310)는 전기적 신호인 상향증폭신호를 광신호로 변환하기 위한 레이저다이오드(Laser diode)를 포함할 수 있다. 또한, 리모트신호송수신부(310)는 광신호로 변환된 상향증폭신호를 마스터신호송수신부(240)로 전송하기 위한 파장분할다중화기(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 포함할 수 있다.
마스터신호송수신부(240)는 리모트신호송수신부(310)로부터 상향증폭신호가 수신되면 상향증폭신호를 상향신호제어부(230)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 리모트신호송수신부(310)와 마스터신호송수신부(240)가 광전송선로를 통해 연결된 경우를 가정한다. 이때, 마스터신호송수신부(240)는 광신호로 수신된 상향증폭신호를 수신하기 위한 파장분할다중화기(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 포함할 수 있다. 또한, 마스터신호송수신부(240)는 광신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 포토다이오드(Photo diode)를 포함할 수 있다. 따라서, 마스터신호송수신부(240)는 광신호로 수신된 상향증폭신호를 전기적 신호로 복원하여 상향신호제어부(230)로 출력할 수 있다.
상향신호제어부(230)는 입력된 상향증폭신호를 제3 노드로 출력할 수 있다. 마스터신호분배부(210)는 제3 노드를 통해 입력된 상향증폭신호를 제1 노드로 출력할 수 있다. 마스터신호분배부(210)는 수동소자인 마스터서큘레이터(210)를 포함하고, 마스터서큘레이터(210)는 제3 노드를 통하여 입력된 상향증폭신호를 제1 노드로 출력할 수 있다. 마스터서큘레이터(210)는 입력 및 출력이 순환적으로 정해져 있는 수동소자이므로 제3 노드로 입력된 하향신호는 제1 노드로만 출력되고 제2 노드로는 출력되지 않을 수 있다. 이에 의하여 상향증폭신호는 기지국(110)으로 전송될 수 있다.
한편, 제3 노드로 입력된 상향증폭신호가 제2 노드로 누설되는 경우 누설된 상향증폭신호(이하, '상향누설신호'라 칭함)가 리모트장치(130-n)로 전송되는 오동작이 발생될 수 있다. 즉, 상향누설신호가 하향신호의 노이즈성분으로 작용하여 하향신호의 특성에 영향을 줄 수 있는 것이다.
이러한 오동작을 방지하기 위하여 신호검출부(220)는 제2 노드로 누설되는 상향누설신호를 검출할 수 있다. 예를 들어, 상향신호제어부(230)는 마스터신호송수신부(240)로부터 상향증폭신호가 입력되면 상향모드알림신호를 생성하여 신호검출부(220)로 출력할 수 있고, 신호검출부(220)는 상향모드알림신호가 입력된 후 제2 노드로부터 신호가 검출되면 당해 신호를 상향누설신호라고 판단할 수 있다. 다른 예를 들어, 신호검출부(220)는 제2 노드에서 검출된 신호의 전력이 미리 설정된 제1 전력을 초과하고, 제2 전력 미만인 경우 당해 신호를 상향증폭신호라고 판단할 수 있다(단, 제2 전력은 제1 전력보다 큰 양의 실수임). 제2 노드에서 검출된 신호의 전력이 제1 전력 미만인 경우는 당해 신호가 일반 노이즈일 가능성이 높고, 제2 전력보다 큰 경우에는 하향신호일 가능성이 높기 때문이다.
또한, 신호검출부(220)는 검출된 상향누설신호의 전력 레벨(Power level)을 측정하여 측정된 전력 레벨에 대한 정보(이하, '상향누설신호정보'라 칭함)를 상향신호제어부(230)로 전송할 수 있다. 따라서 상향신호제어부(230)는 상향누설신호정보에 상응하여 입력된 상향증폭신호의 전력 레벨을 미리 설정된 레벨로 조절할 수 있다. 예를 들어, 상향신호제어부(230)가 상향누설신호정보의 크기에 비례하여 상향증폭신호의 전력 레벨을 감쇠시키도록 미리 설정되었다면, 상향신호제어부(230)는 상향누설신호정보의 크기에 상응하여 상향증폭신호의 전력 레벨을 감쇠시킬 수 있다. 상향증폭신호의 전력 레벨이 너무 높아서 제2 노드에서 상향누설신호가 검출되는 것이기 때문이다. 이 경우 상향신호제어부(230)는 감쇠기(attenuator)를 포함할 수 있을 것이다.
반대로 상향누설신호정보가 '0'에 상응하는 경우 상향신호제어부(230)는 상향증폭신호의 전력 레벨을 서서히 (상향누설신호가 검출될 때까지) 증가시킬 수도 있다. 이 경우는 상향증폭신호의 전력 레벨이 너무 낮은 경우일 수 있기 때문이다. 따라서 상향신호제어부(230)는 증폭기(amplifier)를 포함할 수도 있을 것이다. 신호검출부(220) 및 상향신호제어부(230)의 상술한 동작에 의하여 마스터서큘레이터(210)에 의하여 발생될 수 있는 상향누설신호를 없앨 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템(100)은 서큘레이터와 같은 수동소자를 이용하여 신호의 이동경로를 변경하기 때문에 신호의 이동경로를 변경하기 위한 스위치 및 당해 스위치를 제어하기 위한 제어신호 생성이 필요 없다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 안테나 시스템(100)은 상대적으로 고가의 제품인 스위치 및 제어부를 제거함으로써 제조 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 스위치 및 제어부의 오동작 가능성도 제거할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따라 마스터장치(120)와 제n 리모트장치(130-n)가 광전송선로로 연결된 경우에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스터장치 및 리모트장치가 연결된 경우에 대한 회로 구성도이다.
도 4를 참조하면, 기지국(110)으로부터 수신된 하향신호는 제1 노드를 통하여 마스터서큘레이터(410)로 입력될 수 있다. 제1 노드를 통하여 마스터서큘레이터(410)로 입력된 하향신호는 제2 노드로 출력되어 마스터신호송수신부(440)로 입력될 수 있다. 마스터신호송수신부(440)는 입력된 하향신호를 광신호로 변환하여 리모트신호송수신부(450)로 전송할 수 있다. 리모트신호송수신부(450)는 광신호로 입력된 하향신호를 전기적 신호로 변환하여 하향신호증폭부(460) 및/또는 하향신호제어부(470)로 출력할 수 있다.
하향신호증폭부(460)는 입력된 하향신호를 미리 설정된 이득을 이용하여 증폭한 후 하향증폭신호를 생성할 수 있고, 생성된 하향증폭신호를 제4 노드로 출력할 수 있다. 리모트서큘레이터(480)는 제4 노드를 통해 입력된 하향증폭신호 제5 노드로 출력하여 하향증폭신호가 안테나를 통해 외부로 송출되도록 할 수 있다.
하향증폭신호가 리모트서큘레이터(480)에서 제6 노드로 누설되어 상향신호증폭부(495)로 유입되는 것을 차단하기 위하여 하향신호제어부(470)는 리모트신호송수신부(450)로부터 하향신호가 입력되면 하향모드알림신호를 생성하여 스위치부(490)로 출력할 수 있다. 또한, 스위치부(490)는 하향모드알림신호가 입력되면 리모트서큘레이터(480)와 상향신호증폭부(495)의 연결을 해제할 수 있다. 이에 의하여 하향누설신호가 상향신호증폭부(495)로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 하향신호가 리모트장치(130-n)로 수신되는 경우에는 하향모드알림신호에 의하여 스위치부(350)가 리모트신호분배부(340)과 상향신호증폭부(360)의 연결을 해제할 수 있으므로 단말기로부터 상향신호가 수신되어도 상향신호가 상향신호증폭부(360)로 입력되지 않을 수 있다. 이에 의하여 분산안테나시스템(100)은 동일한 주파수 대역에서 상향 및 하향을 시간적으로 교대 배정할 수 있다.
또한, 단말기로부터 수신된 상향신호는 제5 노드를 통해 리모트서큘레이터(480)로 입력될 수 있다. 리모트서큘레이터(480)는 제5 노드를 통해 입력된 상향신호를 제6 노드로 출력할 수 있다. 이때, 스위치부(490)는 하향신호제어부(470)로부터 하향모드종료신호를 입력받아 리모트서큘레이터(480)과 상향신호증폭부(495)를 연결한 경우일 수 있다. 따라서, 제6 노드로 출력된 상향신호는 상향신호증폭부(495)로 입력될 수 있다.
상향신호증폭부(495)는 입력된 상향신호를 미리 설정된 이득(Gain)을 이용하여 증폭하여 상향증폭신호를 생성하여 리모트신호송수신부(450)로 출력할 수 있다. 리모트신호송수신부(450)는 입력된 상향증폭신호를 광신호로 변환하여 마스터신호송수신부(440)로 전송할 수 있다. 마스터신호송수신부(440)는 입력된 상향증폭신호를 상향신호제어부(430)로 출력할 수 있다.
상향신호제어부(430)는 입력된 상향증폭신호를 제3 노드로 출력할 수 있고, 제3 노드를 통해 마스터서큘레이터(410)로 입력된 상향증폭신호는 제1 노드로 출력되어 기지국(110)으로 전송될 수 있다. 이때, 상향신호제어부(430)는 신호검출부(420)로부터 수신된 상향누설신호정보를 이용하여 상향증폭신호의 전력 레벨을 미리 설정된 레벨로 조절하여 제3 노드로 출력할 수 있다. 즉, 상향신호제어부(430)는 신호검출부(420)로부터 수신된 상향누설신호정보가 '0'인 경우에는 상향증폭신호의 전력 레벨을 상향누설신호정보에 상응하여 서서히 증가시킬 수 있다. 또한, 상향신호제어부(430)는 신호검출부(420)로부터 수신된 상향누설신호정보가 '0'이 아닌 경우에는 상향증폭신호의 전력 레벨을 상향누설신호정보에 상응하여 서서히 감쇠시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 분산안테나시스템
110 : 기지국
120 : 마스터장치
130-n : 제n 리모트장치
140 : 이동통신단말기

Claims (13)

  1. 시분할 듀플렉스 방식의 마스터 장치에 있어서,
    제1 노드를 통해 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력하고, 제3 노드를 통해 입력된 상향신호를 상기 제1 노드로 출력하는 수동신호분배부;
    상기 제2 노드로부터 입력된 상기 하향신호를 리모트장치로 전송하고, 상기 리모트장치로부터 수신된 상향증폭신호를 상기 제3 노드로 출력하는 신호송수신부; 및
    상기 상향증폭신호가 상기 제2 노드로 누설되는 상향누설신호를 검출하는 신호검출부;
    를 포함하되,
    상기 수동신호분배부는 서큘레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상향누설신호가 검출되면 상기 상향증폭신호의 전력 레벨을 미리 설정된 레벨로 조절하는 상향신호제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 시분할 듀플렉스 방식의 분산 안테나 시스템에 있어서,
    기지국으로부터 수신된 하향신호를 전송하는 마스터장치; 및
    상기 하향신호를 증폭하여 하향증폭신호를 생성하고, 상기 하향증폭신호를 외부로 송출하며, 상기 하향신호가 수신되면 단말기로부터 수신된 상향신호를 처리하지 않는 리모트장치;
    를 포함하되,
    상기 마스터장치는, 제1 노드를 통해 입력된 상기 하향신호를 제2 노드로 출력하는 마스터서큘레이터; 상기 제2 노드로부터 입력된 상기 하향신호를 상기 리모트장치로 전송하는 마스터신호송수신부; 및 상향증폭신호가 상기 제2 노드로 누설되는 상향누설신호를 검출하는 신호검출부;를 포함하고,
    상기 리모트장치는, 수신된 상기 하향신호를 출력하는 리모트신호송수신부; 입력된 상기 하향신호를 증폭하여 상기 하향증폭신호를 생성하고, 상기 하향증폭신호를 제4 노드로 출력하는 하향신호증폭부; 상기 제4 노드를 통해 입력된 하향증폭신호를 제5 노드로 출력하는 리모트서큘레이터; 및 제6 노드로부터 입력된 상향신호를 증폭하여 상기 상향증폭신호를 생성하고, 상기 상향증폭신호를 출력하는 상향신호증폭부;를 포함하되,
    상기 리모트서큘레이터는 상기 단말기로부터 수신된 상기 상향신호가 제5 노드로 입력되면 상기 제6 노드로 출력하고,
    상기 리모트신호송수신부는 상기 상향증폭신호를 상기 마스터신호송수신부로 출력하고,
    상기 마스터신호송수신부는 수신된 상향증폭신호를 제3 노드로 출력하고, 상기 마스터서큘레이터는 상기 제3 노드를 통해 입력된 상향증폭신호를 상기 제1 노드로 출력하는 분산 안테나 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 리모트장치는, 상기 리모트신호송수신부로부터 상기 하향신호가 입력되면 하향모드알림신호를 출력하는 하향신호제어부; 및 상기 하향모드알림신호가 입력되면 상기 리모트서큘레이터와 상기 상향신호증폭부의 연결을 해제하는 스위치부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하향신호제어부는 상기 하향신호의 검출이 종료되면 하향모드종료신호를 출력하고, 상기 스위치부는 상기 하향모드종료신호가 입력되면 신호분배부와 상기 상향신호증폭부를 연결하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제7항에 있어서,
    상기 마스터장치는, 상기 상향누설신호가 검출되면 상기 상향증폭신호의 전력 레벨을 미리 설정된 레벨로 조절하는 상향신호제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 안테나 시스템.
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