KR102125220B1 - 위상 차이 보상 방법 및 이에 적용되는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위상보상장치 및 그 동작 방법을 개시한다. 즉, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식의 전송신호를 다수의 전송신호로 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 전송신호 간의 위상 차이를 보상함으로써, 전송신호 간의 위상 차이로 인해 전송신호가 왜곡되거나, 상쇄되는 것을 방지할 수 있다.

Description

위상 차이 보상 방법 및 이에 적용되는 장치{PHASE COMPENSATING METHOD, AND APPRATUS APPLIED TO THE SAME}
본 발명은, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식의 전송신호를 다수의 전송신호로 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 전송신호 간의 위상 차이를 보상하기 위한 것이다.
MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식(예: WCDMA)에서는 그 커버리지 확장을 목적으로 단일 전송신호를 수직편파 전송신호와, 수평편파 전송신호로 나누어 증폭하고, 증폭된 각 전송신호를 안테나를 통해서 전송하게 된다.
위와 같이, 단일 전송신호를 수직편파 전송신호와, 수평편파 전송신호로 나누어 전송하는 것은 전송신호의 출력 향상을 위한 것이며, 이처럼 전송신호의 출력 향상을 기대하기 위해선, 수직편파 전송신호와, 수평편파 전송신호 간에 위상이 동일함이 전제되어야만 한다.
헌데, 단일 전송신호로부터 나누어진 수직편파 전송신호와, 수평편파 전송신호의 경우 상이한 패스(예: 케이블)를 통해서 안테나로 전달되게 되는데, 이 경우, 상이한 패스로 인해서 수직편파 전송신호와, 수평편파 전송신호 간에는 위상 차이가 발생할 수 있다.
결국, 위에서와 같이 수직편파 전송신호와, 수평편파 전송신호 간에는 위상 차이가 발생하게 되면, 전송신호가 왜곡되거나, 심지어 상쇄되어 전송신호의 출력 향상을 전혀 기대할 수 없게 되는 한계점이 존재한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식의 전송신호를 다수의 전송신호로 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 전송신호 간의 위상 차이를 보상함으로써, 전송신호 간의 위상 차이로 인해 전송신호가 왜곡되거나, 상쇄되는 것을 방지하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 위상보상장치는, 제1통신방식의 전송신호를 안테나로 전달하기 위한 제1케이블과 제2케이블을 통해서 상기 안테나로 전달되는 제2통신방식의 전송신호를 각각 수신하는 수신단계; 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호 각각의 수신 시점을 기초로, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블 간의 길이 차이로부터 발생하는 타이밍 에러를 측정하는 측정단계; 및 상기 측정된 타이밍 에러를 기초로 상기 제1케이블 및 상기 제2케이블 간에 길이 차이를 계산하여, 상기 계산된 길이 차이가 보상되는 경우에 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 각각 상기 안테나로 전달되는 상기 제1통신방식의 전송신호 간에 위상 차이가 발생하지 않도록 하는 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1통신방식의 전송신호에는, 동일한 전송신호로부터 분류되는 수직편파 전송신호와 수평편파 전송신호가 포함되며, 상기 수직편파 전송신호는, 상기 제1케이블 또는 상기 제2케이블을 통해서 상기 안테나로 전달되며, 상기 수평편파 전송신호는, 상기 제1케이블 또는 상기 제2케이블 중 상기 수직 편파 전송신호가 전달되지 않는 나머지를 통해서 상기 안테나로 전달되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호에는, 기지국으로부터의 전송 시점을 확인할 수 있는 각각의 기준신호(RS; Reference Signal)가 포함되며, 상기 타이밍 에러는, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호 각각에 대하여 상기 기준신호로부터 확인되는 전송 시점이 동일한 경우에, 상기 수신 시점 간의 시간 차이로부터 측정되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1케이블 및 상기 제2케이블 중 적어도 하나에는, 길이 조절과 관련하여 보상 케이블을 연결하기 위한 케이블 커넥터가 포함되며, 상기 계산된 길이 차이에 대한 보상은, 상기 케이블 커넥터에 상기 계산된 길이 차이만큼의 상기 보상 케이블을 추가 연결하거나, 내지는 상기 케이블 커넥터에 기 연결되어 있는 상기 보상 케이블을 분리하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 위상보상장치는, 제1통신방식의 전송신호를 안테나로 전달하기 위한 제1케이블과 제2케이블을 통해서 상기 안테나로 전달되는 제2통신방식의 전송신호를 각각 수신하는 수신부; 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호 각각의 수신 시점을 기초로, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블 간의 길이 차이로부터 발생하는 타이밍 에러를 측정하는 측정부; 및 상기 측정된 타이밍 에러를 기초로 상기 제1케이블 및 상기 제2케이블 간에 길이 차이를 계산하여, 상기 계산된 길이 차이가 보상되는 경우에 상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 각각 상기 안테나로 전달되는 상기 제1통신방식의 전송신호 간에 위상 차이가 발생하지 않도록 하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명의 위상보상장치 및 그 동작 방법에 의하면, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식의 전송신호를 다수의 전송신호로 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 전송신호 간의 위상 차이를 보상함으로써, 전송신호 간의 위상 차이로 인해 전송신호가 왜곡되거나, 상쇄되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치의 개략적인 구성도.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 차이를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치에서의 동작 흐름을 설명하기 위한 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치는, 제1통신방식의 전송신호를 안테나로 전달하기 위한 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해서 상기 안테나로 전달되는 제2통신방식의 전송신호를 수신하는 수신부(100), 제1케이블과 제2케이블을 통해서 각각 수신한 제2통신방식의 전송신호 간에 타이밍 에러를 측정하는 측정부(200), 및 측정된 타이밍 에러를 기초로 제1케이블과 제2케이블 간의 길이 차이를 계산하는 계산부(300)를 포함하는 구성을 갖는다.
위 수신부(100), 측정부(200), 및 계산부(300)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치의 구성 전체 내지는 그 일부는, 소프트웨어 모듈 또는 하드웨어 모듈 형태로 구현되거나, 내지는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
이러한 위상보상장치는 예컨대, 제1통신방식의 전송신호와 제2통신방식의 전송신호를 안테나(3)를 통해 함께 전송하는 기지국과 일체화된 구조를 갖거나, 내지는 상기 기지국과는 별도의 장치로서 구현될 수 있다.
여기서, 제1통신방식의 전송신호는, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식을 일컫는 것으로서, 예컨대, 3G 통신방식인 WCDMA가 이에 해당될 수 있다.
위 제1통신방식의 전송신호의 경우, 그 출력 향상을 목적으로 수직편파 전송신호와 수평편파 전송신호로 나누어질 수 있는데, 편의상 수직편파 전송신호는 '3G Tx_0'로, 그리고 수평편파 전송신호는 '3G Tx_1'으로 명명하며, 수직편파 전송신호(3G Tx_0)는 제1케이블(1)을 통해서 안테나(3)로 전달되며, 수평편파 전송신호(3G Tx_1)는 제2케이블(2)을 통해 안테나(3)로 전달됨을 전제로 설명하기로 한다.
아울러, 제2통신방식의 전송신호는, 앞서 언급한 MIMO 방식을 일컫는 것으로서, 예컨대, 4G 통신방식인 LTE가 이에 해당될 수 있다.
위 제2통신방식의 전송신호의 경우도 MIMO 방식에 의해 수직편파 전송신호와 수평편파 전송신호로 나누어질 수 있으며, 편의상 수직편파 전송신호는 'LTE Tx_0'로, 그리고 수평편파 전송신호는 'LTE Tx_1'으로 명명하며, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)는 제1케이블(1)을 통해서 안테나(3)로 전달되며, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)는 제2케이블(2)을 통해 안테나(3)로 전달됨을 전제로 설명하기로 한다.
여기서, 제2통신방식의 전송신호로부터 나누어진, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0), 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)에는 그 전송 시점을 확인할 수 있는 각각의 기준신호(RS; Reference Signal)가 포함되게 되는데, 이러한, 기준신호는 제1통신방식에서의 파일럿(Pilot) 신호와 같은 것으로서, 타이밍 동기를 맞추는 데 이용될 수 있다.
이에, 제2통신방식의 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각에 포함되는 기준신호의 경우, MIMO 방식의 적용에 따라 서로 다른 주파수(Sub Carrier)를 사용하게 되며, 심볼 타이밍이 다르게 되므로, 이를 통해서 수직편파 전송신호(LTE Tx_0), 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각에 대하여 전송 시점과 수신시점 사이의 시간을 확인할 수 있다.
결국, 제1케이블(1)을 통해서 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G Tx_0)와, 제2통신방식의 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)가 함께 안테나(30)로 전달되며, 제2케이블(2)을 통해서는, 제1통신방식의 수평편파 전송신호(3G Tx_1)와, 제2통신방식의 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)가 함께 안테나(3)로 전달되게 된다.
이에 안테나(3)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해서 수신되는 전송신호 모두를 방사할 수 있는 이중 대역 이중 편파 안테나의 구조를 가지게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안테나(3)에선 그 출력 향상을 목적으로 수직편파 전송신호와 수평편파 전송신호로 분류된 제1통신방식의 전송신호를 함께 방사하는 방식으로 동작하게 된다.
이처럼, 안테나(3)에서 수직편파 전송신호(3G Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1)를 함께 방사함에 있어서, 출력 향상을 기대하기 위해선 수직편파 전송신호(3G Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상이 동일함이 전제되어야만 한다.
이와 관련하여, 기존의 제1통신방식의 경우 제2통신방식과는 달리 MIMO 방식은 사용자지 않지만 수신신호(RX) 다이버시티(Diversity)를 사용함으로 인해, 도 2에 도시한 2 중 편파 안테나를 사용하여 수신신호를 Rx_0과, Rx_1의 두 가지 패스로 수신하게 된다.
이때, 제1통신방식의 전송신호(Tx)는 단일 패스로 Rx_0과, Rx_1쪽 패스에 같이 실려서 전송된다.
여기서, 이중 편파 안테나의 -45°와 +45° 어레이에서 방사된 신호는 도 3에 도시한 바와 같이, 수직편파와 수평편파로 나누어져 진행되게 되는데, 만일 두 패스의 위상이 같다면 각각에서 방사된 수평 또는 수직편파는 합해질 것이고, 위상이 반대의 경우라면 서로 상쇄될 수 있다.
예를 들어, 해상(섬을 포함) 또는 등산로와 같이 기지국이 서비스해야 할 커버리지의 넓이가 반경 15Km 이상 되는 지역에서는, 제1통신방식의 전송신호의 출력을 가능한 높게하여 전송신호가 멀리 도달하게 하여야 한다.
이에, 해상 및 등산로 등 넓은 커버리지를 대상으로 서비스하기 위한 목적으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1통신방식의 전송신호를 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1)로 나누어 2대의 파워 앰프(Power AMP)로 증폭하고, 증폭된 전송신호를 이중 편파 안테나의 어레이로 전송하게 되면 3dB 높은 출력으로 인해 2배의 거리를 더 서비스할 수 있다.
단, 이중 편파 안테나의 어레이로 전송되는 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1)의 경우, 제2통신방식과는 달리 단일 전송신호로부터 나누어진 신호이기 때문에, 서로 간에 직교성(Othogonality)가 없어 서로 간에 위상 간섭이 발생할 수 있다.
결국, 제1통신방식의 전송신호를 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1)로 별도 증폭하여 이중 편파 안테나로 전송할 경우 두 패스 간의 지연(Delay) 혹은 위상 차이가 발생하지 않도록 하기 위해선, 안테나 입력단까지 연결된 케이블의 길이가 동일하거나, 파장(λ)의 정수배(예: λ) 이내로 맞아야만 한다.
그러나, 일반적으로 안테나는 건물의 옥상 위에 설치된 철탑의 최상단에 위치하거나, 해상 서비스의 경우 산 등 고지에 설치되기 마련이다.
이에, 도 5에 도시한 바와 같이 기지국의 RF단과 안테나 사이를 연결하는 케이블의 길이가 200~300m에 이르게 멀리 포설해야 하므로, 기지국의 RF단에서 각각의 케이블을 통해서 안테나에 전달되는 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1) 간에 케이블 길이 차이로 인해 발생하는 위상 차이를 보장할 없게 된다.
더욱이, 제1통신방식의 경우 1.8~2GHz대를 사용하므로 한 파장(λ)이 케이블 길이 30cm 이내에 해당하여, 케이블 간에 길이가 조금이라도 상이한 경우, 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1) 간에 위상 차이가 발생하여 신호의 왜곡 혹은 상쇄가 발생할 수 있다.
참고로, 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1) 간에 위상 차이가 발생하는 경우, 도 6에 도시한 바와 같이 신호의 왜곡 혹은 상쇄 현상이 발생하게 된다.
먼저 도 6 (a)의 경우, 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1) 간에 약간의 위상 차가 발생한 경우를 예로 든 것으로서, 가입자 단말에서 수신하는 전송신호가 원래 신호대비 크게 왜곡되게 된다.
다음 도 6 (b)의 경우, 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1) 간에 180° 즉, 1/2 파장(λ)의 위상 차이가 발생한 경우로서, 두 시호가 완전 상쇄되어 가입자 단말에서 수신하는 전송신호의 세기는 원래보다 크게 감소되어 서비스가 불가능한 상태로 이어질 수 있다.
결국, 제1통신방식에서 전송신호의 출력 향상을 목적으로 전송신호를 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1)로 나누어 전송하고자 하는 경우, 수직편파 전송신호(Tx_0)와, 수평편파 전송신호(Tx_1)를 안테나까지 각각 전달하기 위한 케이블 간의 길이 차이로 인해서 발생할 수 있는 위상 차이를 보상할 수 있는 방안이 요구된다 할 것이다.
한편, 최근에는 도 7에 도시한 바와 같이, 기지국 구축비용을 줄이기 위해 제1통신방식의 전송신호(3G Tx_0, 3G Tx_1)와, 제2통신방식의 전송신호(LTE Tx_0, LTE Tx_1)를 이중대역 결합기를 사용하여 합친 후, 합쳐진 각 전송신호를 각각의 케이블을 통해서 이중 대역 이중 편파 안테나로 전송함으로써, 제1통신방식의 전송신호와, 제2통신방식의 전송신호를 안테나를 통해 함께 방사하는 이중 대역 서비스가 일반화되어 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 위 이중 대역 서비스를 전제로 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G Tx_0,)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1)를 안테나까지 전달함에 있어서, 케이블 간의 길이 차이로 인해서 발생할 수 있는 위상 차이를 보상하기 위한 새로운 방안을 제안하고자 하며, 이하에서는 이를 구체적으로 설명하기로 한다.
수신부(100)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해서 제2통신방식의 전송신호를 수신하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 수신부(100)는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G Tx_0)를 안테나(3)로 전달하기 위한 제1케이블(1)을 통해서 기지국의 RF 단으로부터 상기 안테나(3)로 전달되는 제2통신방식의 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)를 제1케이블(1)의 연결이 종료되는 지점인 안테나(3) 전단에서 수신한다.
마찬가지로, 수신부(100)는 제1통신방식의 수평편파 전송신호(3G Tx_1)를 안테나(3)로 전달하기 위한 제2케이블(2)을 통해서는, 기지국의 RF 단으로부터 상기 안테나(3)로 전달되는 제2통신방식의 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)를 제2케이블(2)의 연결이 종료되는 지점인 안테나(3) 전단에서 수신한다.
여기서, 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해 전달되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각에는, 앞서 언급한 바와 같이 기지국의 RF 단으로부터의 각각의 전송 시점을 확인할 수 있는 기준신호(RS)가 포함된다.
측정부(200)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해서 수신되는 제2통신방식의 전송신호를 이용하여 타이밍 에러를 측정하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 측정부(200)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해 전달되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)가 각각 수신되면, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각의 수신 시점을 기초로 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간의 길이 차이로부터 발생하는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간의 타이밍 에러를 측정하게 된다.
이때, 측정부(200)는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각에 대하여, 기준신호를 이용하여 기지국 RF 단으로부터의 전송 시점을 확인되고, 확인된 전송 시점과 수신 시점 간의 시간 차이로부터 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간의 타이밍 에러를 측정하게 된다.
즉, 기지국 RF 단으로부터 전송되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각의 전송 시점이 동일함을 전제로, 각 전송신호를 전달하는 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간에 길이 차이가 존재한다면, 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해 수신되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)의 수신 시점은 서로 상이할 것이며, 이러한 상이한 시간 차는 타이밍 에러로서 측정될 수 있는 것이다.
결국, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간에 타이밍 에러가 측정된다는 것은, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간에 길이 차이가 발생하였음을 의미하게 되며, 이는 곧 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상 차이가 발생한다는 것을 의미하게 된다.
만약, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간에 타이밍 에러가 측정되지 않는 경우라면, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상 차이가 발생하지 않음을 예상할 수 있다.
계산부(300)는 측정된 타이밍 에러를 기초로 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간의 길이 차이를 계산하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 계산부(300)는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간에 타이밍 에러가 측정되는 경우, 측정된 타이밍 에러 값에 대응하는 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간의 길이 차이를 계산하게 된다.
여기서, 타이밍 에러는, 동일한 전송 시점에 기지국의 RF 단으로부터 전송된 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)가 수신되는 시간의 차이로 측정되며, 이러한 시간 차이는 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간의 길이 차이에서 기인된다.
이에, 계산부(300)는 제1케이블(1)과 제2테이블(2) 각각에 정의된 도체 특성에 따른 신호전달속도를 기초로 측정된 타이밍 에러 값만큼의 시간 차를 발생할 수 있는 케이블 길이를 계산하게 된다.
결국, 계산부(300)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간에 측정된 타이밍 에러 값만큼의 길이 차이를 계산함으로써, 상기 계산된 길이 차이에 대한 보상이 이루어지게 하여, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상 차이가 발생하지 않도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1케이블(1) 및 제2케이블(2) 중 적어도 하나에는, 케이블 길이 조절을 위한 보상 케이블을 연결할 수 있는 케이블 커넥터(4)를 포함하게 된다.
이에, 앞서 언급한 계산된 길이 차이에 대한 보상은, 상기 케이블 커넥터(4)에 계산된 길이 차이만큼의 보상 케이블을 추가 연결하거나, 내지는 케이블 커넥터(4)에 기 연결되어 있는 보상 케이블을 분리하는 방식을 통해서 이루어질 수 있다.
여기서, 보상 케이블은, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 발생할 수 있는 최대 위상 차이(1/2λ)를 보상할 수 있도록 0.1 파장(λ)~1 파장(λ)에 대응하는 단위 길이로 마련될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치에 의하면, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 제1통신방식의 전송신호를 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, MIMO 방식을 지원하며, 상기 제1통신방식의 전송신호와 동일한 패스로 전달되는 제2통신방식의 전송신호의 타이밍 에러 값을 기초로, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 제1통신방식의 전송신호 간의 위상 차이를 보상함으로써, 전송신호 간의 위상 차이로 인해 전송신호가 왜곡되거나, 상쇄되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치에서 이루어지는 동작 흐름을 설명하도록 한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 전술한 도 1에 도시한 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하겠다.
먼저, 수신부(100)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해서 제2통신방식의 전송신호를 수신한다(S110).
이때, 수신부(100)는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G Tx_0)를 안테나(3)로 전달하기 위한 제1케이블(1)을 통해서 기지국의 RF 단으로부터 상기 안테나(3)로 전달되는 제2통신방식의 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)를 제1케이블(1)의 연결이 종료되는 지점인 안테나(3) 전단에서 수신한다.
마찬가지로, 수신부(100)는 제1통신방식의 수평편파 전송신호(3G Tx_1)를 안테나(3)로 전달하기 위한 제2케이블(2)을 통해서는, 기지국의 RF 단으로부터 상기 안테나(3)로 전달되는 제2통신방식의 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)를 제2케이블(2)의 연결이 종료되는 지점인 안테나(3) 전단에서 수신한다.
그리고 나서, 측정부(200)는 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해 전달되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)가 각각 수신되면, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각의 수신 시점을 기초로 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간의 길이 차이로부터 발생하는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간의 타이밍 에러를 측정한다(S120).
이때, 측정부(200)는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각에 대하여, 기준신호를 이용하여 기지국 RF 단으로부터의 전송 시점을 확인되고, 확인된 전송 시점과 수신 시점 간의 시간 차이로부터 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간의 타이밍 에러를 측정하게 된다.
즉, 기지국 RF 단으로부터 전송되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 각각의 전송 시점이 동일함을 전제로, 각 전송신호를 전달하는 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간에 길이 차이가 존재한다면, 제1케이블(1)과 제2케이블(2)을 통해 수신되는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1)의 수신 시점은 서로 상이할 것이며, 이러한 상이한 시간 차는 타이밍 에러로서 측정될 수 있는 것이다.
결국, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간에 타이밍 에러가 측정된다는 것은, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간에 길이 차이가 발생하였음을 의미하게 되며, 이는 곧 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상 차이가 발생한다는 것을 의미하게 된다.
만약, 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간에 타이밍 에러가 측정되지 않는 경우라면, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상 차이가 발생하지 않음을 예상할 수 있다.
이후, 계산부(300)는 수직편파 전송신호(LTE Tx_0)와, 수평편파 전송신호(LTE Tx_1) 간에 타이밍 에러가 측정되는 경우, 측정된 타이밍 에러 값에 대응하는 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 간의 길이 차이를 계산한다(S130-S150).
이때, 계산부(300)는 제1케이블(1)과 제2테이블(2) 각각에 정의된 도체 특성에 따른 신호전달속도를 기초로 측정된 타이밍 에러 값만큼의 시간 차를 발생할 수 있는 케이블 길이를 계산함으로써, 상기 계산된 길이 차이에 대한 보상이 이루어지게 하여, 제1케이블(1)과 제2케이블(2) 각각을 통해 안테나(3)로 전달되는 제1통신방식의 수직편파 전송신호(3G0 Tx_0)와, 수평편파 전송신호(3G Tx_1) 간에 위상 차이가 발생하지 않도록 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상보상장치의 동작 방법 의하면, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 제1통신방식의 전송신호를 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, MIMO 방식을 지원하며, 상기 제1통신방식의 전송신호와 동일한 패스로 전달되는 제2통신방식의 전송신호의 타이밍 에러 값을 기초로, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 제1통신방식의 전송신호 간의 위상 차이를 보상함으로써, 전송신호 간의 위상 차이로 인해 전송신호가 왜곡되거나, 상쇄되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 여기에 제시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명의 위상보상장치 및 그 동작 방법에 따르면, MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 지원하지 않는 통신방식의 전송신호를 다수의 전송신호로 나누어 상이한 패스(Path)를 통해서 안테나로 전달하는 경우에, 상기 상이한 패스로 인해서 발생할 수 있는 전송신호 간의 위상 차이를 보상한다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 수신부
200: 측정부
300: 계산부

Claims (5)

  1. 제1통신방식의 전송신호를 안테나로 전달하기 위한 제1케이블과 제2케이블을 통해서 상기 안테나로 전달되는 제2통신방식의 전송신호를 각각 수신하는 수신단계;
    상기 제1케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호의 수신 시점과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호의 수신 시점을 기초로, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블 간의 길이 차이로부터 발생하는 타이밍 에러를 측정하는 측정단계; 및
    상기 측정된 타이밍 에러를 기초로 상기 제1케이블 및 상기 제2케이블 간에 길이 차이를 계산하여, 상기 제1케이블 또는 상기 제2케이블에 대하여 상기 계산된 길이 차이만큼의 보상이 이루어지도록 하는 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 차이 보상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1통신방식의 전송신호에는,
    동일한 전송신호로부터 분류되는 수직편파 전송신호와 수평편파 전송신호가 포함하며,
    상기 수직편파 전송신호는,
    상기 제1케이블 또는 상기 제2케이블을 통해서 상기 안테나로 전달되며,
    상기 수평편파 전송신호는,
    상기 제1케이블 또는 상기 제2케이블 중 상기 수직 편파 전송신호가 전달되지 않는 나머지를 통해서 상기 안테나로 전달되는 것을 특징으로 하는 위상 차이 보상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호에는,
    전송 시점을 확인할 수 있는 각각의 기준신호(RS; Reference Signal)가 포함되며,
    상기 타이밍 에러는,
    상기 제1케이블과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호 각각에 대하여 상기 기준신호로부터 확인되는 전송 시점이 동일한 경우에, 상기 수신 시점 간의 시간 차이로부터 측정되는 것을 특징으로 하는 위상 차이 보상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1케이블 및 상기 제2케이블 중 적어도 하나에는,
    길이 조절과 관련하여 보상 케이블을 연결하기 위한 케이블 커넥터가 포함되며,
    상기 계산된 길이 차이에 대한 보상은,
    상기 케이블 커넥터에 상기 계산된 길이 차이만큼의 상기 보상 케이블을 추가 연결하거나, 내지는 상기 케이블 커넥터에 기 연결되어 있는 상기 보상 케이블을 분리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 차이 보상 방법.
  5. 제1통신방식의 전송신호를 안테나로 전달하기 위한 제1케이블과 제2케이블을 통해서 상기 안테나로 전달되는 제2통신방식의 전송신호를 각각 수신하는 수신부;
    상기 제1케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호의 수신 시점과 상기 제2케이블을 통해서 수신되는 상기 제2통신방식의 전송신호의 수신 시점을 기초로, 상기 제1케이블과 상기 제2케이블 간의 길이 차이로부터 발생하는 타이밍 에러를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정된 타이밍 에러를 기초로 상기 제1케이블 및 상기 제2케이블 간에 길이 차이를 계산하여, 상기 제1케이블 또는 상기 제2케이블에 대하여 상기 계산된 길이 차이만큼의 보상이 이루어지도록 하는 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상보상장치.
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