KR102057968B1

KR102057968B1 - 휴대용 안테나 제어 장치 및 안테나 제어 시스템

Info

Publication number: KR102057968B1
Application number: KR1020130073892A
Authority: KR
Inventors: 이동훈; 우기훈; 김성학; 전용효
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2019-12-20
Also published as: KR20150001145A

Abstract

본 발명의 실시 예는 휴대용 안테나 제어 장치에 관한 것으로, 안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하는 주 제어부; 상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키는 모뎀부; 직류 전원을 공급하는 전력 관리부; 및 상기 모뎀부에서 변환된 OOK 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 OOK 포트;를 포함할 수 있다.

Description

휴대용 안테나 제어 장치 및 안테나 제어 시스템{PORTABLE ANTENNA CONTROL DEVICE AND SYSTEM}

본 발명은 이동통신 기지국의 안테나에 관한 것으로서, 특히 3GPP(3rd Generation Partnership Project)기반, 또는 AISG(Antenna Interface Standards Group) 프로토콜에 따라 해당 안테나의 동작을 원격 제어할 수 있는 휴대용 안테나 제어 장치 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.

현재 널리 사용되고 있는 이동통신 기지국의 안테나 시스템은 통상 서로 수직인 두 개의 편파(통상 X자 편파)로 송신 또는 수신할 수 있는 방사 소자들이 다수개 수직으로 배열되는 구조를 구비한다. X자 편파는 편파 평면이 기본적으로 수평 또는 수직 평면에 대하여 +45° 또는 -45°의 각도로 정렬된다.

이러한 안테나 시스템에는 통상, 원격에서 안테나의 방사 빔의 상태를 제어하기 위한 장치들이 구비되는데, 예를 들어, 전자식의 다운틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 원격 전기 틸트(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 등이 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.

상기에서, 예를 들어, 다운틸트각 조정은 동일채널 간섭(Co-channel interference)을 줄이거나 기지국 바로 근처에서 서비스가 안 되는 지역을 커버하기 위해 사용된다. 또한 도시지역 통화량이 밀집되어 기지국이 많은 지역에서 각 기지국 섹터 간 중첩을 최소로 줄이고, 안테나 사이드로브(Side-lobe)에 의한 인접 기지국에 간섭을 줄이기 위해서 사용된다.

상기와 같은, RET 장치, 또는 RAS 장치 및 RAB 장치들의 제어를 위하여, 근래에, AISG(Antenna Interface Standards Group) v2.1.0이 제안되었으며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 프로토콜을 통한 통신 방식도 제안되고 있다.

도 1은 일반적인 이동통신 기지국에서 휴대용 안테나 제어 장치를 이용한 안테나의 RET 제어를 위한 시스템의 블록도이다. 3GPP 또는 AISG의 규격에 따르면, 예를 들어, RET 제어는 크게 일차국(primary station)과 이차국(secondary station)으로 구분되어진다. 도 1을 참조하면, 이동통신 기지국은 통상 건물이나 지주 등과 같은 높은 위치에 설치되는 안테나 시스템과, 지상에 설치되는 기지국 본체 시스템 및 이들 간을 연결하는 급전 케이블(feeder cable)로 구성될 수 있는데, 상기 일차국 부분은 기지국 본체 시스템에 해당하며, 이차국 부분은 안테나 시스템에 해당할 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 일차국 부분은 마스터(master)부분으로 기지국 본체 시스템에 구비될 수 있는, MCU(Master Control Unit; 22) 등 제어신호를 송신하는 부분을 말하며, 이차국은 슬레이브(slave) 부분으로 RET(14)와 ALD 모뎀(Antenna Line Device Modem; 13)(상부 모뎀)같이 제어신호를 수신하여 해당 제어신호에 따른 동작을 수행하는 부분이다.

기지국 본체부(21)는 기본적인 송신 및 수신 RF 신호 처리 동작을 수행하며, 급전 케이블 통하여 RF신호를 송신한다. MCU(22)에서는 RET 장비(14)를 구동시키기 위한 동작 전원에 해당하는 DC 신호와, 제어를 위한 RS-485 통신 신호를 송신한다. 위 두 부분에서 송신된 신호는 기지국 본체 시스템에 구비되는 하부 모뎀(Bottom ALD modem)(23)에서 RS-485 신호를 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환한 후, DC(Direct Current) 신호 + RF 신호로 합쳐진다. 상기 하부 모뎀(23)에서 합쳐진 신호는 다시 급전 케이블을 통해 안테나 밑단까지 송신이 된다. 안테나 시스템에 구비되는 상부 모뎀(Top ALD modem)(13)은 상기와 같이 급전 케이블을 통해 전송되어진 신호에서 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시킨 후 DC(Direct Current) 신호와 함께 RET 장비(14)로 제공하여 RET 장비(14)가 명령을 수신할 수 있는 기능을 지원한다.

이때, 상부 모뎀(13)과 RET 장비(14)간에는 AISG 케이블을 통해 연결되어 신호를 전송하며, 상부 모뎀(13)과 안테나(10)간에는 급전 케이블로 연결되어 RF 신호를 전달한다. 또한, 상부 모뎀(13)은 상기 DC 신호 + OOK 신호와 분리된 RF 신호를 다수의 송신 및 수신 방사소자들로 구성되는 제1 안테나부(11)로 제공한다. 한편, 안테나(10)에는 각각 다수의 송신 및 수신 방사소자들로 구성되는 다수의 안테나부들, 예를 들어 제1 안테나부(11) 및 제2 안테나부(12) 등이 구비될 수 있으며, RET 장비(14)를 제어하기 위한 제어 신호는 이들 중 하나의 안테나부, 예를 들어 제1 안테나부(11)의 급전 케이블을 통해 제공될 수 있다.

한편, 상기에서는 안테나(10)에 장착되어 기지국 본체 시스템으로부터 전송된 제어신호를 수신하여 해당 제어신호에 따른 동작을 수행하는 장비로서, RET 장비(14)를 예로 들었으나, RAS 및 RAB 장비도 동일 또는 유사한 방식으로 장착되어 동작할 수 있다. 또한, RET 장비, RAS 장비 및 RAB 장비가 모두 장착될 경우에는 이들간에는 AISG 케이블을 이용하여 데이지 체인 방식으로 연결되는 구조를 가질 수 있다. 이때 외부의 상부 모뎀(13)으로부터 제공되는 DC + RS-485 신호는 일차적으로 RET 장비로 제공되도록 연결될 수 있다. 상기와 같은 구성에서 RET 장비(14) 등은 안테나(10)의 외관을 형성하는 레이돔 내부에 장착되며 AISG 커넥터를 통해 외부와 연결되도록 설치된다. 또한 상부 모뎀(13)은 안테나(10)의 레이돔의 외부의 밑단에서 별도의 장비로서 부가적으로 설치되며, RET 장비(14)와는 AISG 케이블을 통해 연결되며, 안테나(10)와는 별도의 급전 케이블을 통해, 안테나(10)의 레이돔의 하부 캡에 형성된 커넥터, 예를 들어, DIN(Deutsch Industrial Norms) 커넥터와 연결된다.

한편, 안테나 시스템의 설치 또는 유지 보수 시 안테나 시스템의 동작을 점검하기 위해 휴대용 안테나 제어 장치(Portable Antenna Controller; PAC)(31)가 이용될 수 있다. 그러나, 종래의 PAC(31)는 ALD 의 AISG 규격에 준한 ALD 제어를 위하여 RS-485 통신만을 지원하고 있다. 따라서, 다양한 필드 환경에서 RS-485 통신만으로는 ALD 제어가 되지 않고 부가적인 장치(예를 들면 모뎀(32))를 추가적으로 사용해야 하는 불편한 상황이 발생할 수 있다.

따라서, PAC(31)을 이용하여 RS-485 신호뿐만 아니라 필요 시 다양한 신호(예컨대, OOK 신호)로도 ALD를 제어할 수 있는 기능의 필요성이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 OOK 신호를 변환시킬 수 있는 모뎀과 OOK 통신 인터페이스를 구비하여 OOK 신호로 안테나 시스템을 제어할 수 있는 휴대용 안테나 제어 장치 및 안테나 제어 시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 RS-232 통신 인터페이스를 구비하여 PC와 연결함으로써 소프트웨어 설치 및 갱신을 용이하게 할 수 있는 휴대용 안테나 제어 장치 및 안테나 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 휴대용 안테나 제어 장치는, 안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하는 주 제어부; 상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키는 모뎀부; 직류 전원을 공급하는 전력 관리부; 및 상기 모뎀부에서 변환된 OOK 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 OOK 포트;를 포함할 수 있다.

상기 안테나에 구비된 장치는, 전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호일 수 있다.

상기 장치는, 상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 RS-485 변환부; 및 상기 RS-485 변환부에서 변환된 RS-485 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 RS-485 포트;를 더 포함할 수 있다.

상기 장치는, 상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 RS-232 신호로 변환시키는 RS-232 변환부; 및 상기 RS-232 변환부에서 변환된 RS-232 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 RS-232 포트;를 더 포함할 수 있다.

상기 장치는, 상기 모뎀부와 상기 OOK 포트 사이에 구비되며, 상기 모뎀부에서 변환된 OOK 신호의 대역을 필터링하여 통과시키는 저역 통과 필터(LPF)를 더 포함할 수 있다.

상기 장치는, 장치 외부로부터 입력된 전력을 충전시켜 저장하는 충전용 배터리; 및 장치 외부의 AC/DC 어댑터로부터 공급된 DC 전압을 상기 충전용 배터리에 충전시키는 배터리 충전 제어부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 안테나 제어 시스템은, 안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치; 상기 휴대용 안테나 제어 장치의 상기 OOK 포트와 연결된 급전 케이블을 통해 전송된 신호에서 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 상부 모뎀; 및 레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 상부 모뎀에서 변환된 RS-485 신호를 수신하여 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함할 수 있다.

상기 안테나에 구비된 원격 제어 대상 장비는, 전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나일 수 있다.

상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호일 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 안테나 제어 시스템은, 안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치; 상기 휴대용 안테나 제어 장치에서 출력된 OOK 신호와 기지국 본체부에서 출력된 무선 신호를 결합하여 출력시키는 OOK 바이어스 티(Bias T); 상기 OOK 바이어스 티에서 출력된 신호 중 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 CBT(Conversion Bias T); 및 레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 CBT에서 변환된 RS-485 신호를 수신하여 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호일 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 안테나 제어 시스템은, 안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치; 상기 휴대용 안테나 제어 장치에서 출력된 OOK 신호와 기지국 본체부에서 출력된 무선 신호를 결합하여 출력시키는 OOK 바이어스 티(Bias T); 상기 OOK 바이어스 티로부터 출력된 신호 중 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 TMA(Tower Mounted Amplifier); 및 레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 TMA에서 변환된 RS-485 신호를 수신하여 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호일 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 안테나 제어 시스템은, 안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치; 상기 휴대용 안테나 제어 장치에서 출력된 OOK 신호와 기지국 본체부에서 출력된 무선 신호를 결합하여 출력시키는 OOK 바이어스 티(Bias T); 및 레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 OOK 바이어스 티에서 수신된 신호 중 RS-485 신호에 의해 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함할 수 있다.

상기 안테나는, 상기 휴대용 안테나 제어 장치로부터 직접 수신한 신호로부터 OOK 신호를 분리하는 신호 분리부; 및 상기 신호 분리부에 의해 분리된 OOK 신호를 제어부에서 처리 가능한 제어 신호로 변환시키는 모뎀부를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호일 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 안테나 제어 장치는 다양한 필드 디바이스 조건에서의 ALD(Antenna Line Devices)를 AISG 신호에 맞게 제어 가능하다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라 RS-485 신호 및 OOK 신호를 처리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 휴대용 안테나 제어 장치는 렉(Rack) 에 고정하는 타입(MCU)과 대비하여 휴대하기 편하며 보관이 용이하다는 장점이 있다.

또한, 배터리를 내장하거나 충전이 가능하도록 하여 별도의 전원 장치 및 PC가 없어도 ALD의 제어가 가능한 장점이 있다.

아울러, PC와 연동할 수 있는 RS-232 포트를 구비함으로써 안테나 설정 파일 다운로드, 소프트웨어 업그레이드, 소프트웨어 디버깅 등이 용이한 장점이 있다.

또한, 안테나 시스템의 설치 시 또는 초기 설정 시 기지국 장비를 이용하지 않고서도 안테나 설정이 가능한 장점이 있다. 또한, 안테나 시스템의 설치 및 운용 중 문제 발생 시 ANT 문제인지 BTS 장비 문제인지를 진단할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 이동통신 기지국에서 휴대용 안테나 제어 장치를 이용한 안테나의 RET 제어를 위한 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 기지국에서 휴대용 안테나 제어 장치를 이용한 안테나의 RET 제어를 위한 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 세부 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 세부 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 기지국에서 휴대용 안테나 제어 장치를 이용한 안테나의 RET 제어를 위한 시스템의 블록도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나에서 주요부의 상세 구성도.
도 7 내지 도 15는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 시스템과 휴대용 안테나 제어 장치 간의 연결 관계를 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치와 PC의 연결 관계를 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 안테나 시스템과의 연결 관계를 나타내는 도면.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 포트 선택 화면을 나타내는 도면.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

한편, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명에서 "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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

본 발명의 실시 예들은 이동통신 기지국의 안테나 시스템을 원격 제어할 수 있는 휴대용 안테나 제어 장치를 개시한다.

본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)기반, 또는 AISG(Antenna Interface Standards Group) 프로토콜에 따라 해당 안테나의 동작(예컨대, RET, RAS 및 RAB 등의 동작)을 제어할 수 있다.

이때, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치는 종래의 RS-485 통신 인터페이스뿐만 아니라 OOK 통신 인터페이스를 구비함으로써 RF 피더 케이블(feeder cable)을 통해 안테나 시스템을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따라 RS-232 통신 인터페이스를 더 구비함으로써 PC와 연결하여 소프트웨어 설치 및 갱신을 용이하게 할 수 있다.

한편, 후술하는 본 발명의 실시 예들에서 PAC(Potable Antenna Controller)은 안테나 시스템과 연결하여 안테나의 각 기능을 제어할 수 있는 휴대용 안테나 제어 장치를 통칭하는 최상의의 개념으로 상기 용어가 특정 장치를 한정하는 것은 아니다.

TMA(Tower Mounted Amplifier)는, LNA(Low Noise Amplifier)를 포함하는 장치로서, 이를 컨트롤 및 전기적으로 모니터링할 수 있으며, 추가로 모뎀 기능을 포함할 수 있다.

RET(Remote Electrical Tilt)는 전술한 바와 같이 안테나의 빔(Beam) 기울기를 전기적인 신호(예컨대, AISG 신호)로 제어함으로써 조정이 가능한 장치이다.

AISG 케이블(Cable)은 AISG 규정에 의거하여 BTS와 안테나 간의 전원 공급 및 통신이 가능하도록 연결하는 케이블 어셈블리를 의미한다.

데이지 체인(Daisy Chain)은 여러 장치들을 순차적으로 연결하며, 각각의 장치들은 병렬로 연결하여 전기적인 통신이 가능하도록 한 연결 방식의 한 종류이다.

BTS(Base Transceiver Station) 다른 BTS 또는 셀 사이트(Cell Site) 사용자 장비(UE(User Equipment))와 네트워크 간의 무선 통신을 가능하게 하는 장비이다.

RS-485 신호는 본 발명의 실시 예들에서 AISG 신호로 사용되며, 반송파의 유무에 의해 디지털 데이터를 표시하는 변조방식의 한 종류이다.

OOK(On-Off Keying) 신호는 본 발명의 실시 예들에서 AISG 신호로 사용되며, 2선식 반이중 다중점 직렬연결에 대한 OSI 모델의 물리계층에 해당된다.

CBT(Conversion Bias T)는 BS 모뎀과 안테나 모뎀의 두 가지가 있으며, RS-485 신호를 OOK 신호로, 또는 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 장치 또는 모뎀을 의미한다.

RF 피더 케이블(Feeder Cable)은 안테나 신호를 송/수신이 가능하도록 연결하는 동축 케이블의 일종이다.

OOK 바이어스 티(Bias T)는 RF 신호와 AISG 신호를 합치거나 분리하여 보낼 수 있는 장치이며, RG-316 케이블은 표준 동축 케이블 중의 하나이다.

ALD(Antenna Line Device)는 주소를 가질 수 있는 물리적 장치를 일컫는 용어로서, RET 또는 TMA 등이 이에 해당될 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 기지국에서 휴대용 안테나 제어 장치(PAC)를 이용한 안테나의 RET 제어를 위한 시스템의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(Portable Antenna Controller)(200)은 안테나 시스템의 상부 모뎀(13)과 RF 피더 케이블을 통해 연결됨으로써, 안테나 시스템과 OOK 신호를 송수신할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)은 OOK 신호를 송수신할 수 있는 별도의 OOK 포트를 구비하고, OOK 신호를 변환 및 처리할 수 있는 모뎀(예컨대, AISG 모뎀)을 별도로 구비함으로써 OOK 신호를 이용한 안테나 시스템의 제어가 가능해진다.

이에 따라, PAC(200)에서 송신된 OOK 신호는 안테나 시스템의 상부 모뎀(13)을 통해 RS-485 신호로 변환되고, 상기 변환된 RS-485 신호는 RET(14)로 전송된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 안테나 시스템과 PAC(200) 사이는 RF 피더 케이블로 연결될 수 있으며, 상기 RF 피더 케이블은 상술한 바와 같이 RF 신호, DC 신호 및 OOK 신호가 동시에 전송될 수 있다.

따라서, 상기 안테나 시스템의 상부 모뎀(13)으로 전송된 RF+DC+OOK 신호는 상부 모뎀(13)에서 RF 신호와 DC+OOK 신호로 분리되고, OOK 신호는 RS-485 신호로 변환된다. 이때, 상기 RF 신호는 RF 피더 케이블을 통해 안테나(10)의 제1 안테나부(11)로 전송되고, DC+RS-485 신호는 AISG 케이블을 통해 RET(14)로 전송된다. 이때, 상기 RET(14)로 전송된 RS-485 신호에 의해 RET(14)가 제어됨으로써, PAC(200)에서의 OOK 신호에 의한 안테나 시스템(예컨대, RET(14))의 제어가 가능해진다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)의 세부 구조를 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)은 입력부(310), 표시부(320), 주 제어부(330), RS-485 변환부(340), RS-485 포트(350), AISG 모뎀부(360), 전력 관리부(370) 및 OOK 포트(380)를 포함하여 구성될 수 있다.

입력부(310)는 키 패드 등과 같이 정보를 입력할 수 있는 수단이며, 표시부(320)는 LCD 등과 같이 정보를 출력할 수 있는 수단이다. 주 제어부(330)는 중앙 처리 장치로서 PAC(200)의 각 구성을 제어하는 기능을 수행한다.

RS-485 변환부(340)는 RS-485 포트(350)를 통해 수신되는 RS-485 신호를 주 제어부(330)에서 처리 가능한 신호, 예컨대, AISG(Antenna Interface Standards Group) 규격의 신호를 TTL(Transistor to Transistor Logic) 신호로 변환시키는 기능을 수행한다. 또한, 주 제어부(330)로부터 수신된 안테나 시스템 제어 신호(예컨대, TTL 신호)를 RS-485 신호로 변환시킨다. RS-485 포트(350)는 RS-485 신호의 출력 포트이다. 따라서, RS-485 변환부(340)를 통해 변환된 RS-485 신호는 RS-485 포트(350)를 통해 안테나 시스템으로 전송될 수 있다.

AISG 모뎀부(360)는 OOK 포트(380)를 통해 수신되는 OOK 신호를 주 제어부(330)에서 처리 가능한 신호, 예컨대, AISG(Antenna Interface Standards Group) 규격의 신호를 TTL(Transistor to Transistor Logic) 신호로 변환시키는 기능을 수행한다. 또한, 주 제어부(330)로부터 수신된 안테나 시스템 제어 신호(예컨대, TTL 신호)를 OOK 신호로 변환시킨다. OOK 포트(380)는 OOK 신호의 입출력 포트이다. 따라서, AISG 모뎀부(360)를 통해 변환된 OOK 신호는 OOK 포트(380)를 통해 안테나 시스템으로 전송될 수 있다.

이때, OOK 포트(380)에서는 전력 관리부(370)로부터 전력 신호(예컨대, DC(Direct Current) 전력 신호) 제공받아, 상기 AISG 모뎀부(360)로부터 전송된 OOK 신호와 함께 안테나 시스템으로 전송한다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 RS-485 신호의 통신뿐만 아니라 OOK 신호의 통신을 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치(PAC)의 세부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)은 도 3의 PAC(200)의 구성에 저장부(410), WDT(Watch Doc Timer)(420), RTC(Real Time Clock)(430), RS-232 변환부(440), RS-232 포트(450), LPF(Low Pass Filter)(460) 등을 더 포함할 수 있다.

저장부(410)는 본 발명의 실시 예에 따라 안테나 시스템을 제어하기 위한 각종 정보들을 저장할 수 있다. 예컨대, 제어 내역 정보로서 날짜, 시간, BTS ID, 섹터 ID, 안테나 모델, 알람 내역, 틸트(tilt) 구동 각도 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 저장부(410)는 EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.

WDT(420)는 주 제어부(330)의 오류 또는 에러 발생 시 리셋(reset) 신호를 발생시켜 주 제어부(330)를 초기화하고 재동작 시키는 기능을 수행한다. RTC(Real Time Clock)(430)는 PAC(200) 내에 전원이 공급되지 않아도 시간 정보를 제공해 주는 기능을 수행한다.

LPF(460)는 송수신되는 OOK 신호의 대역을 필터링하여 통과시키는 기능을 수행한다. 예컨대, OOK 신호의 온/오프(On/off) 레벨인 2.176MHz 대역에서 신호를 바이패스(By-pass) 시켜준다.

전력 관리부(370)는 도시된 바와 같이 제1 정류부(371), 스위치부(372), 제2 정류부(373), 배터리 충전 제어부(Battery Charge controller)(374), 배터리(Battery Pack)(375), 승압부(376), 제1 전압 강하부(377), 제2 전압 강하부(378) 및 제3 전압 강하부(379) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

AC/DC 어댑터(AC/DC Adapter)(470)는 AC 입력 전압을 DC(예컨대, 24V)로 변환하여 PAC(200)에 공급한다. 상기 AC/DC 어댑터(470)로부터 공급된 DC 전압은 제1 정류부(371), 스위치부(372) 및 제2 정류부(373)를 통해 OOK 포트(380)로 제공될 수 있다. 이때, 제1 정류부(371)는 AC/DC 어댑터(470)에서 공급되는 DC(24V) 전압과 배터리(375)에서 승압부(376)르 통해 공급되는 전압이 충돌되어 단락 회로(Short Circuit)가 되는 것을 방지하며, 다이오드(diode) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 스위치부(372)는 PAC(200)의 메인 전원을 스위칭하는 기능을 수행한다. 제2 정류부(373)는 OOK 포트(380)에서 인입되는 역 전압(류)을 차단하는 역할을 수행한다.

배터리 충전 제어부(374)는 AC/DC 어댑터(470)에서 공급된 DC 전압을 배터리(375)에 충전시켜 주는 기능을 수행한다. 배터리(375)는 AC/DC 어댑터(470)로부터 공급된 DC 전압을 배터리 충전 제어부(374)의 제어에 따라 충전시키고, 외부 전원 공급이 없을 경우 승압부(376)를 통해 PAC(200) 내에 전원을 공급시킨다. 한편, 상기 배터리(375)의 충전 기능에 의해 PAC(200)의 휴대가 가능해지며, 전원 콘센트 없는 지역에서도 PAC(200)의 사용이 가능해진다.

승압부(376)는 배터리(375)에 충전된 전압을 받아 미리 설정된 전압(예컨대, 18 ~19V)으로 승압(Step Up)시키는 기능을 수행한다.

제1 전압 강하부(377)는 입력된 전압을 15V 로 강하(Step Down)시키며, 제2 전압 강하부(378)는 입력된 전압을 5V로 강하(Step Down)시키며, 제3 전압 강하부(379)는 입력된 전압을 3.3V로 강하(Step Down)시킨다. 상기 복수의 전압 강하부들(377 내지 379)은 하나의 전압 강하부로 구현될 수도 있다.

한편, 상기 PAC(200)을 휴대용으로 사용할 경우, 배터리(375)가 완전 충전된 상태가 되어 AC/DC 어댑터(470)를 제거하면 전술한 바와 같이 배터리(375)로부터 전원이 공급될 수 있다.

한편, 상기 PAC(200)의 각각의 구성요소들은 기능 및 논리적으로 분리될 수 있음을 나타나기 위해 별도로 도면에 표시한 것이며, 물리적으로 반드시 별도의 구성요소이거나 별도의 코드로 구현되는 것을 의미하는 것은 아니다.

그리고 본 명세서에서 각 기능부라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 각 기능부는 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.

이상으로, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)의 세부 구성의 예를 설명하였다. 한편, 상기 도 2에서는 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)이 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 상부 모뎀(13)을 통해 안테나 시스템과 연결되었으나, 도 5에 도시된 바와 같이 PAC(200)이 상부 모뎀(130) 없이 RF 피더 케이블을 통해 안테나(10)에 직접 연결될 수도 있다.

즉, PAC(200)에서 출력되는 안테나 제어 신호인 OOK 신호는 RF 급전 케이블을 통해 안테나 시스템에 제공될 수 있으며, 도 2에서와는 달리 하부 모뎀(도 2의 13)을 거치지 않고, 본 발명의 실시 예에 따라, 안테나(10)의 레이돔의 하부 캡에 형성된 커넥터(DIN 커넥터)로 바로 연결되도록 구성될 수 있다.

이때, 안테나(10)에는 그 레이돔의 내부에 신호 분리부(15)가 구비되는데, 신호 분리부(15)는 RF 신호와 DC 신호(및 DC 신호와 결합된 OOK 신호)를 분리하기 위해 캐패시터(C)와 인덕터(L)로 간단히 구성되는 바이어스-T(bias-T) 구조를 가질 수 있으며, 관련된 부품 및 회로 패턴이 인쇄된 PCB(Printed Circuit Board) 형태로 구현될 수 있다.

이러한 구조를 가지는 신호 분리부(15)는 안테나(10)의 내부에서 급전 케이블을 통해 DIN 커넥터로 입력된 RF + DC + OOK 신호를 제공받아 DC 신호 ＋ OOK 신호를 필터링하여 RET 장비(16)로 제공하며, RF 신호는 다수의 송수신용 방사 소자들로 구성되는 제1 안테나부(11)로 제공된다. 한편, 안테나(10)에는 각각 다수의 송신 및 수신 방사소자들로 구성되는 다수의 안테나부들, 예를 들어 제1 안테나부(11) 및 제2 안테나부(12) 등이 구비될 수 있으며, 본 발명에서 RET 장비(16)를 제어하기 위한 제어 신호는 이들 중 하나의 안테나부, 예를 들어 제1 안테나부(11)의 급전 케이블을 통해 제공될 수 있다.

RET 장비(16)는 RET 제어를 위한 기본적인 구성을 가질 수 있으며, 상기 신호 분리부(15)에서 제공되는 DC + OOK 신호를 수신하여 DC 신호를 동작 전원으로 사용할 수 있다. 또한, RET 장비(16)는 OOK 신호를 내부적으로 인식 가능하게 미리 설정된 포맷으로, 예를 들어, RS-485 신호 및 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호로 변환하는 모뎀(161)을 구비한다. 이에 따라, RET 장비(16)는 내부적으로 구비되는 상기 모뎀(161)을 통해 RET 제어 명령을 수신하여 관련된 RET 제어 동작을 수행하게 된다. 이 경우에, RET 장비(16)와 신호 분리부(15)간은 통상적인 동축 케이블을 이용하여 연결될 수 있다.

상기와 같은 구성을 살펴보면, RET 장비(16) 및 신호 분리부(15) 등은 안테나(10)의 외관을 형성하는 레이돔 내부에 장착되며 이들 간은 동축 케이블을 이용하여 연결되는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 도 2와 비교할 때, PAC(200)과 OOK 신호를 송수신하기 위해 상부 모뎀이 불필요하게 된다. 따라서, 상부 모뎀 자체에 대한 별도의 제작 비용이나, 상부 모뎀을 안테나(10)의 외부에 장착하는데 필요한 설치 비용 등을 줄일 수 있게 된다.

한편, 상기에서는 안테나(10)에 장착되어 기지국 본체 시스템으로부터 전송된 제어신호를 수신하여 해당 제어신호에 따른 동작을 수행하는 장비로서, RET 장비(16)를 예로 들었으나, RAS 및 RAB 장비도 마찬가지로 장착되며, 마찬가지로 방식으로 동작할 수 있다. 또한, RET 장비, RAS 장비 및 RAB 장비가 모두 장착될 경우에는 이들간에는 AISG 케이블을 이용하여 데이지 체인 방식으로 연결되는 구조를 가질 수 있다.

도 6은 도 5에 도시된 안테나에서 주요부의 상세 구성도로서, 신호 분리부(15) 및 RET 장비(16)의 상세 구성 등이 개시되고 있다. 도 6을 참조하면, 신호 분리부(15)는 기본적으로 캐패시터(C)와 인덕터(L)로 구성되는 바이어스-T 구조를 가지는데, 제1 캐패시터(C1)를 통해 실질적으로 RF 신호만 분리되어 제1 안테나부(11)로 제공되며, 제1 인덕터(L1)를 통해 실질적으로 DC + OOK 신호가 분리되어 RET 장비(16)로 제공된다.

RET 장비(16)에는 상기 신호 분리부(15)에서 제공되는 DC + OOK 신호를 수신하여 이중 DC 신호를 내부 각 기능부들의 동작 전원으로 제공하는 전원부(162)가 구비되며, 또한, 상기 도 2에서도 설명한 바와 같이, OOK 신호를 TTL 신호로 변환하는 모뎀(161)을 구비한다. 이러한 전원부(162)는 예를 들어, 10∼30V의 DC 전압을 공급받을 수 있는데, 3개의 전력 IC를 구비하여, 각각 예를 들어, +12V, +5V, +3.3V로 전압 변환하여 해당 전압이 필요한 각 기능부에 공급될 수 있다.

모뎀(161)에서 출력되는 TTL 신호는 제1 RS-485 회로(163)에 제공되는데, 제1 RS-485 회로(163)는 이를 RS-485로 신호로 변환하여 제2 RS-485 회로(164)로 제공한다. 제2 RS-485 회로(164)는 이를 다시 CPU(Central Processing Unit)가 처리할 수 있는 TTL 신호로 변환하여, CPU(165)로 제공한다. 이에 따라, CPU(165)는 제어 명령을 수신하여, RET 조정을 위한 전기, 기구적 장비인 모터(17) 및 MLPS(Multi Line Phase Shifter)(18)를 구동하기 위해 모터 구동부(166)에 동작 제어 신호를 출력하고, 모터 구동부(166)는 이에 따라 상기 모터(17)를 구동하게 된다.

상기에서, 제1 RS-485 회로(163) 및 제2 RS-485 회로(164)를 이용하여 모뎀(161)으로부터 제공되는 TTL 신호를 RS-485 신호로 변환하였다가, 다시 TTL 신호로 변환하는 것은, 예를 들어, 데이지 체인 형태로 연결되는 다른 원격 제어 대상 장비들인 RAS 및 RAB 장비 또는 또다른 RET 장비 등을 위한 것으로, 제1 RS-485 회로(163)에서 RS-485 신호로 변환된 신호는 제2 RS-485 회로(164)와 더불어 AISG 커넥터로 분배되도록 구성되어, 이를 통해 외부로 제공되도록 구성된다. 이에 따라 RAS 장비 및 RAB 장비 도는 RET 장비 등이 데이지 체인 형태로 연결될 경우에, 상기와 같이, RET 장비(16)에서 외부로 출력되는 RS-485 신호를 제공받을 수 있게 된다.

한편, 상기 MLPS(18)는 제1 안테나부(11)(및/또는 제2 안테나부(12))의 각 방사소자들의 위상을 서로 간 미리 설정된 차이만큼 발생하도록 조정하여, 전체적인 안테나의 다운틸트(Down Tilt)각을 조정한다. 상기 MLPS(18)는 실제로는 신호 분리부(15)에서 제1 안테나부(11)(및/또는, 제2 안테나부(12))의 각 방사소자에 제공되는 신호 경로로 설치되나, 도 6에서는 설명의 편의를 위해 MLPS(18)의 위치를 개략적으로 나타내었다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 기지국의 안테나 시스템에 대한 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, 상기에서는 안테나(10)에 장착되어 기지국 본체 시스템으로부터 전송된 제어신호를 수신하여 해당 제어신호에 따른 동작을 수행하는 장비로서, RET 장비(16)를 예로 들었으나, RAS 및 RAB 장비도 마찬가지로 장착되며, 마찬가지로 방식으로 동작할 수 있다. 또한, 이외에도 다양한 장비들이 마찬가지 방식으로 설치될 수 있다.

이상으로, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)의 세부 구조 및 이와 연결되는 안테나 시스템의 다양한 실시 예들을 설명하였다.

이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)이 다양한 형태로 구성된 안테나 시스템과 연결될 수 있는 안테나 제어 시스템의 예들을 설명한다.

도 7 내지 도 15는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 안테나 시스템과 휴대용 안테나 제어 장치 간의 연결 관계를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결된다. 이때, 상기 안테나(10)의 한 단자는 RF 피더 케이블을 통해 직접 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있고, 다른 한 단자는 CBT(710) 및 OOK 바이어스 티(720)를 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있다.

상기 CBT(710)는 전술한 바와 같이 RS-485 신호를 OOK 신호로, 또는 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 기능을 수행하며, OOK 바이어스 티(Bias T)(720)는 RF 신호와 AISG 신호를 결합하거나 분리하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 OOK 포트(380)를 통해 OOK 바이어스 티(720)와 케이블로 연결되면, OOK 바이어스 티(720)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 OOK 포트(380)로부터 출력되는 DC+OOK 신호를 통합하여 CBT(710)로 전송한다. CBT(710)에서는 상기 OOK 바이어스 티(720)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, DC+OOK 신호를 DC+RS-485 신호로 변환시켜 RET(14)로 제공한다. 이렇게 함으로써, PAC(200)에서 OOK 신호를 통해 안테나(10)의 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 8을 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결된다. 이때, 상기 안테나(10)의 한 단자는 RF 피더 케이블을 통해 직접 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있고, 다른 한 단자는 두 개의 CBT(710, 730)(이하, 제1 CBT(710) 및 제2 CBT(730)라 한다)를 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있다.

상기 CBT(710, 730)는 전술한 바와 같이 RS-485 신호를 OOK 신호로, 또는 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 RS-485 포트(350)를 통해 제2 CBT(730)와 케이블로 연결되면, 제2 CBT(730)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 변환 및 통합하여 제1 CBT(710)로 전송한다. 즉, 제2 CBT(730)에서는 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 DC+OOK 신호로 변환시키고, 변환된 DC+OOK 신호를 RF 신호와 통합하여 제1 CBT(710)로 전송한다.

제1 CBT(710)에서는 상기 제2 CBT(730)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, DC+OOK 신호를 DC+RS-485 신호로 변환시켜 RET(14)로 제공한다. 이렇게 함으로써, PAC(200)에서 RS-485 신호를 통해 안테나(10)의 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 9를 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있으며, 상기 안테나(10)와 기지국 본체부(21) 사이에는 TMA(740)가 구비될 수 있다. TMA(Tower Mounted Amplifier)는, 전술한 바와 같이 LNA(Low Noise Amplifier)를 포함하는 장치로서, 이를 컨트롤 및 전기적으로 모니터링할 수 있으며, 추가로 모뎀 기능을 포함할 수 있다. 이때, TMA(740)에서 기지국 본체부(21)와 연결되는 한 단자는 도시된 바와 같이 CBT(730)와 연결될 수 있다. 상기 CBT(730)는 전술한 바와 같이 RS-485 신호를 OOK 신호로, 또는 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 RS-485 포트(350)를 통해 CBT(730)와 케이블로 연결되면, CBT(730)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 변환 및 통합하여 TMA(740)로 전송한다. 즉, CBT(730)에서는 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 DC+OOK 신호로 변환시키고, 변환된 DC+OOK 신호를 RF 신호와 통합하여 TMA(740)로 전송한다.

TMA(740)에서는 상기 CBT(730)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, DC+OOK 신호를 DC+RS-485 신호로 변환시켜 RET(14)로 제공한다. 이렇게 함으로써, PAC(200)에서 RS-485 신호를 통해 안테나(10)의 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 10을 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있으며, 상기 안테나(10)와 기지국 본체부(21) 사이에는 TMA(740)가 구비될 수 있다. TMA(Tower Mounted Amplifier)는, 전술한 바와 같이 LNA(Low Noise Amplifier)를 포함하는 장치로서, 이를 컨트롤 및 전기적으로 모니터링할 수 있으며, 추가로 모뎀 기능을 포함할 수 있다. 이때, TMA(740)에서 기지국 본체부(21)와 연결되는 한 단자는 도시된 바와 같이 OOK 바이어스 티(720)와 연결될 수 있다. 상기 OOK 바이어스 티(Bias T)(720)는 전술한 바와 같이 RF 신호와 AISG 신호를 결합하거나 분리하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 OOK 포트(380)를 통해 OOK 바이어스 티(720)와 케이블로 연결되면, OOK 바이어스 티(720)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 OOK 포트(380)로부터 출력되는 DC+OOK 신호를 통합하여 TMA(740)로 전송한다. TMA(740)에서는 상기 OOK 바이어스 티(720)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, DC+OOK 신호를 DC+RS-485 신호로 변환시켜 RET(14)로 제공한다. 이렇게 함으로써, PAC(200)에서 OOK 신호를 통해 안테나(10)의 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 11을 참조하면, PAC(200)은 RS-485 포트(350)를 통해 안테나(10)의 RET(14)와 케이블로 직접 연결될 수 있다. 따라서, 상기 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 직접 RET(14)로 제공할 수 있다. 이렇게 함으로써, PAC(200)에서 RS-485 신호를 통해 안테나(10)의 RET(14)를 제어할 수 있다. 또한, 도 12를 참조하면, PAC(200)의 RS-485 포트(350)에 연결된 케이블과 안테나(10)의 RET(14)에 연결된 케이블을 서로 연결함으로써 PAC(200)의 RS-485 포트(350)와 안테나(10)의 RET(14)가 연결될 수 있다. 따라서, 작업자가 직접 안테나(10)가 설치된 타워에 올라가지 않고서도 케이블의 연결이 가능하다.

도 13 내지 도 15는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 안테나(10) 내부에 CBT의 기능이 내장된 형태에서 본 발명의 실시 예에 따른 PAC(200)을 안테나(10)에 연결하는 다양한 방법들을 나타낸다.

도 13을 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결된다. 이때, 상기 안테나(10)의 한 단자는 RF 피더 케이블을 통해 직접 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있고, 다른 한 단자는 OOK 바이어스 티(720)를 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있다.

상기 OOK 바이어스 티(Bias T)(720)는 전술한 바와 같이 RF 신호와 AISG 신호를 결합하거나 분리하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 OOK 포트(380)를 통해 OOK 바이어스 티(720)와 케이블로 연결되면, OOK 바이어스 티(720)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 OOK 포트(380)로부터 출력되는 DC+OOK 신호를 통합하여 안테나(10)로 전송한다. 안테나(10)에서는 상기 OOK 바이어스 티(720)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, 도 5에 도시된 바와 같이 안테나(10) 내의 신호 분리부(15)에 의해 RF+DC+OOK 신호로부터 DC+OOK 신호를 분리한다. 이와 같이 분리된 DC+OOK 신호는 RET(16)에 포함된 모뎀(161)에 의해 OOK 신호를 TTL 신호 또는 RS-485 신호로 변환시킴으로써 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 14를 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결된다. 이때, 상기 안테나(10)의 한 단자는 RF 피더 케이블을 통해 직접 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있고, 다른 한 단자는 CBT(730)를 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있다.

상기 CBT(730)는 전술한 바와 같이 RS-485 신호를 OOK 신호로, 또는 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 RS-485 포트(350)를 통해 CBT(730)와 케이블로 연결되면, CBT(730)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 변환 및 통합하여 안테나(10)로 전송한다. 즉, CBT(730)에서는 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 DC+OOK 신호로 변환시키고, 변환된 DC+OOK 신호를 RF 신호와 통합하여 안테나(10)로 전송한다.

안테나(10)에서는 상기 CBT(730)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, 도 5에 도시된 바와 같이 안테나(10) 내의 신호 분리부(15)에 의해 RF+DC+OOK 신호로부터 DC+OOK 신호를 분리한다. 이와 같이 분리된 DC+OOK 신호는 RET(16)에 포함된 모뎀(161)에 의해 OOK 신호를 TTL 신호 또는 RS-485 신호로 변환시킴으로써 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 15를 참조하면, 안테나(10)는 RF 피더 케이블을 통해 기지국 본체부(21)와 연결될 수 있으며, 상기 안테나(10)와 기지국 본체부(21) 사이에는 TMA(750)가 구비될 수 있다. TMA(Tower Mounted Amplifier)는, 전술한 바와 같이 LNA(Low Noise Amplifier)를 포함하는 장치로서, 이를 컨트롤 및 전기적으로 모니터링할 수 있으며, 추가로 모뎀 기능을 포함할 수 있다. 이때, TMA(750)에서 기지국 본체부(21)와 연결되는 한 단자는 도시된 바와 같이 CBT(730)와 연결될 수 있다. 상기 CBT(730)는 전술한 바와 같이 RS-485 신호를 OOK 신호로, 또는 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 PAC(200)이 RS-485 포트(350)를 통해 CBT(730)와 케이블로 연결되면, CBT(730)에서는 기지국 본체부(21)로부터 제공되는 RF 신호와 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 변환 및 통합하여 TMA(750)로 전송한다. 즉, CBT(730)에서는 PAC(200)의 RS-485 포트(350)로부터 출력되는 DC+RS-485 신호를 DC+OOK 신호로 변환시키고, 변환된 DC+OOK 신호를 RF 신호와 통합하여 TMA(750)로 전송한다.

TMA(750)에서는 상기 CBT(730)로부터 RF+DC+OOK 신호를 수신하고, DC+OOK 신호를 DC+RS-485 신호로 변환시켜 안테나(10)로 제공함으로써 RET(14)를 제어할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치와 PC의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 도 16을 참조하면, PAC(200)는 본 발명의 실시 예에 따라 구비된 RS-485 포트 또는 OOK 포트를 통해 ALD에 연결될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따라 상기 도 4에 도시된 바와 같이 RS-232 포트(450)를 통해 PC(800) 등과 같은 사용자 단말에 연결될 수 있다. 이때, 상기 PC(800)에는 PAC-AG(Portable Antenna controller AISG GUI) 기능을 제공할 수 있다. 이렇게 함으로써 상기 PC(800)를 통해 소프트웨어 설치 및 갱신을 용이하게 할 수 있다.

또한, 이와 같이 PC와 연동하면, RS-232 포트를 이용하여 소프트웨어 디버깅이 가능해지며, ALD 스캔, 제어 정보에 관한 이력을 저장하거나 조회하는 것이 가능해진다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 안테나 시스템과의 연결 관계를 나타내는 도면이다. 도 17을 참조하면, 상술한 바와 같이 각 안테나(10)와 다양한 방법을 통해 PAC(200)가 연결될 수 있다.

예컨대, 도시된 바와 같이 안테나(10)의 RET(14)와 직접 연결될 수도 있으며, 안테나(10)에 연결된 제1 CBT(710) 및 제2 CBT(730)를 통해 연결될 수도 있다. 또한, 안테나(10)에 연결된 TMA(740) 및 CBT(730)를 통해서도 연결될 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 안테나 제어 장치의 포트 선택 화면을 나타내는 도면이다. 도 18을 참조하면, PAC(200)을 안테나(10)와 연결한 뒤, 실행시키게 되면, 본 발명의 실시 예에 따라 RS-485 포트를 통해 제어 신호를 전송할 것인지, OOK 포트를 통해 제어 신호를 전송할 것인지를 선택하는 화면이 표시될 수 있다. 이때, 사용자는 본 발명의 실시 예에 따라 RS-485 포트 또는 OOK 포트를 선택함으로써 안테나(10)와의 다양한 연결 방법이 가능해진다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 안테나 11 : 제1 안테나부
12 : 제2 안테나부 13 : 상부 모뎀
14 : RET 장비 15 : 신호 분리부
16 : RET 장비 17 : 모터 박스
18 : MLPS 21 : 기지국 본체부
22 : MCU 23 : 하부 모뎀
31 : PAC 32 : 모뎀
161 : 모뎀 162 : 전원부
163 : 제1 RS-485 회로 164 : 제2 RS-485 회로
165 : CPU 166 : 모터 구동부
200 : PAC 310 : 입력부
320 : 표시부 330 : 주 제어부
340 : RS-485 변환부 350 : RS-485 포트
360 : AISG 모뎀부 370 : 전력 관리부
371 : 제1 정류부 372 : 스위치부
373 : 제2 정류부 374 : 배터리 충전 제어부
375 : 배터리 376 : 승압부
377 : 제1 전압 강하부 378 : 제2 전압 강하부
379 : 제3 전압 강하부 380 : OOK 포트
410 : 저장부 420 : WDT
430 : RTC 440 : RS-232 변환부
450 : RS-232 포트 460 : LPF
470 : AC/DC 어댑터 710 : CBT
720 : OOK 바이어스 T 730 : CBT
740, 750 : TMA

Claims

안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하는 주 제어부;
상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키는 모뎀부;
직류 전원을 공급하는 전력 관리부; 및
상기 모뎀부에서 변환된 OOK 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 OOK 포트;를 포함하는, 휴대용 안테나 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나에 구비된 장치는,
전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나인, 휴대용 안테나 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호인, 휴대용 안테나 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 휴대용 안테나 제어 장치는,
상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 RS-485 변환부; 및
상기 RS-485 변환부에서 변환된 RS-485 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 RS-485 포트;를 더 포함하는, 휴대용 안테나 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 휴대용 안테나 제어 장치는,
상기 주 제어부에서 생성된 제어 신호를 RS-232 신호로 변환시키는 RS-232 변환부; 및
상기 RS-232 변환부에서 변환된 RS-232 신호와 상기 전력 관리부로부터 제공된 직류 전원을 합성하여 출력시키는 RS-232 포트;를 더 포함하는, 휴대용 안테나 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 휴대용 안테나 제어 장치는,
상기 모뎀부와 상기 OOK 포트 사이에 구비되며, 상기 모뎀부에서 변환된 OOK 신호의 대역을 필터링하여 통과시키는 저역 통과 필터(LPF)를 더 포함하는, 휴대용 안테나 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 휴대용 안테나 제어 장치는,
장치 외부로부터 입력된 전력을 충전시켜 저장하는 충전용 배터리; 및
장치 외부의 AC/DC 어댑터로부터 공급된 DC 전압을 상기 충전용 배터리에 충전시키는 배터리 충전 제어부;를 더 포함하는, 휴대용 안테나 제어 장치.
안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치;
상기 휴대용 안테나 제어 장치의 상기 OOK 포트와 연결된 급전 케이블을 통해 전송된 신호에서 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 상부 모뎀; 및
레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 상부 모뎀에서 변환된 RS-485 신호를 수신하여 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함하는, 안테나 제어 시스템.
제8항에 있어서, 상기 안테나에 구비된 원격 제어 대상 장비는,
전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나인, 안테나 제어 시스템.
제8항에 있어서, 상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호인, 안테나 제어 시스템.
안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치;
상기 휴대용 안테나 제어 장치에서 출력된 OOK 신호와 기지국 본체부에서 출력된 무선 신호를 결합하여 출력시키는 OOK 바이어스 티(Bias T);
상기 OOK 바이어스 티에서 출력된 신호 중 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 CBT(Conversion Bias T); 및
레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 CBT에서 변환된 RS-485 신호를 수신하여 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함하는, 안테나 제어 시스템.
제11항에 있어서, 상기 안테나에 구비된 원격 제어 대상 장비는,
전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나인, 안테나 제어 시스템.
제11항에 있어서, 상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호인, 안테나 제어 시스템.
안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치;
상기 휴대용 안테나 제어 장치에서 출력된 OOK 신호와 기지국 본체부에서 출력된 무선 신호를 결합하여 출력시키는 OOK 바이어스 티(Bias T);
상기 OOK 바이어스 티로부터 출력된 신호 중 OOK 신호를 RS-485 신호로 변환시키는 TMA(Tower Mounted Amplifier); 및
레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 TMA에서 변환된 RS-485 신호를 수신하여 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함하는, 안테나 제어 시스템.
제14항에 있어서, 상기 안테나에 구비된 원격 제어 대상 장비는,
전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나인, 안테나 제어 시스템.
제14항에 있어서, 상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호인, 안테나 제어 시스템.
안테나에 구비된 장치의 조정을 위한 제어 신호를 생성하여 OOK(On-Off Keying) 신호로 변환시키고, 상기 변환된 OOK 신호와 직류 전원을 합성하여 OOK 포트를 통해 출력시키는 휴대용 안테나 제어 장치;
상기 휴대용 안테나 제어 장치에서 출력된 OOK 신호와 기지국 본체부에서 출력된 무선 신호를 결합하여 출력시키는 OOK 바이어스 티(Bias T); 및
레이돔 내부에 안테나부 및 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 구비하고, 상기 OOK 바이어스 티에서 수신된 신호 중 RS-485 신호에 의해 상기 적어도 하나의 원격 제어 대상 장비를 제어하는 안테나를 포함하는, 안테나 제어 시스템.
제17항에 있어서, 상기 안테나는,
상기 휴대용 안테나 제어 장치로부터 직접 수신한 신호로부터 OOK 신호를 분리하는 신호 분리부; 및
상기 신호 분리부에 의해 분리된 OOK 신호를 제어부에서 처리 가능한 제어 신호로 변환시키는 모뎀부를 포함하는, 안테나 제어 시스템.
제17항에 있어서, 상기 안테나에 구비된 원격 제어 대상 장비는,
전자식의 다운 틸트(Down Tilt)각 조정을 위한 RET(Remote Electrical Tilt) 장비, 방위각 스티어링 조정을 위한 RAS(Remote Azimuth Steering) 장비 및 방위각의 빔폭 조정을 위한 RAB(Remote Azimuth Beamwidth) 장비 중 적어도 하나인, 안테나 제어 시스템.
제17항에 있어서, 상기 제어 신호는 TTL(Transistor-Transistor Logic) 신호인, 안테나 제어 시스템.