KR102516567B1

KR102516567B1 - 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템

Info

Publication number: KR102516567B1
Application number: KR1020220118544A
Authority: KR
Inventors: 백홍배
Original assignee: 백홍배
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2022-09-20
Publication date: 2023-03-30

Abstract

본 발명은 소방용 재난 방송 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 지하 또는 전파 음영지역에 설치되고 UHF 대역의 주파수를 활용하여 FM 라디오방송과 지상파 DMB 방송을 통합적으로 청취할 수 있게 하고 소방관들의 소방대 상호간의 통화 및 층간 통화가 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템{INTEGRATED-TRANSMISSION SYSTEM FOR FIREFIGHTING WIRELESS COMMUNICATION AND DISASTER BROADCAST}

본 발명은 소방용 무선통신 및 재난 방송에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 또는 전파 음영지역에 설치되고 UHF 대역의 주파수를 활용하여 FM 라디오방송과 지상파 DMB 방송을 통합적으로 청취할 수 있게 하고 소방관들의 소방대 상호간의 통화 및 층간 통화가 가능하도록 한 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템에 관한 것이다.

근래 들어, 건축물의 대형화 및 복합화에 따라 소방용 재난방송의 음영지역이 확대되는 문제점들이 나타나고 있다. 이와 관련하여, 2021년 3월25일자에 국가화재안전기준(NFSC 505)의 개정안이 공포되었다. 이 개정안에서는 「재난 및 화재 발생 시 소화 활동의 환경 개선 및 신속한 피난 안내」를 위한 화재안전기준이 일부 개정되었는 바, 소방대원 상호간(층간)의 위치에 관계없이 무선통신이 가능하고 통신장애가 발생하지 않아야 한다고 규정하고 있다. 또한, 2015년8월4일 공표된 「방송 공동수신설비의 설치기준에 관한 고시」의 개정안에서는, 지하층에 재난방송 수신을 위한 FM라디오 및 DMB용 "중계기용 무선기기" 설치가 의무화 되었다. 소방대의 현장 활동 시 소방대의 무선통신이 단절되는 사례가 발생되는 것과 관련하여, 화재 시 층간, 피난 계단 및 비상용승강기 등에서 소방대가 현장 활동 시 무선 통화 가능 기준이 강화되었다.

「방송 공동수신설비의 설치기준에 관한 고시」 개정안에 의하면, 지하층에 재난방송 수신을 위한 FM 라디오방송 및 DMB용 "중계기용 무선기기"설치가 의무화 되었다.

종래의 소방용 재난방송 시스템에서는, 건축물 내에 누설 동축케이블 또는 안테나를 설치하여 FM/DMB 방송을 청취할 수 있도록 하고, 소방대간 통화 및 층간 통화가 가능하도록 하고 있다. 이와 같은 종래의 재난방송 시스템에서, 방송신호를 장거리 전송하는 경우 동축케이블 전송손실 및 감쇄특성으로 인하여 FM/DMB 방송 청취에 어려움이 있고, 소방대간 통화 및 층간 통화가 원활하게 이루어지지 않는 단점이 있다.

종래의 소방용 재난방송 시스템에서는 무선통신 선로증폭기와 FM/DMB 선로증폭기들을 사용하고 있는데, 방송신호를 장거리 전송하는 경우 무선통신 선로증폭기와 FM/DMB 선로증폭기의 사용 개수가 많아지고, 시스템의 크기가 커지며, 비용이 상승되는 문제점이 있다.

일반적으로, 듀플렉서(Duplexer)는 서로 다른 송수신 주파수를 사용하여 송신과 수신 간에 아이솔레이션(Isolation)을 확보하여 송수신 회로간에 피드백이 되지 않도록 한다.

그런데, 종래의 소방용 재난방송 시스템에서는 듀플렉서 방식의 단주파 양방향 증폭기를 사용한다. 따라서, 동일한 주파수를 사용하여 방송신호를 송수신할 경우에는 듀플렉서의 송수신 상호간에 아이솔레이션(Isolation)을 확보하여 송신 증폭기의 동작 시에 수신 증폭기 측으로 무선신호(RF) 세력이 피드백(Feed Back)되지 않도록 하여야 한다.

결과적으로, 종래의 소방용 재난방송 시스템은 송수신 회로 간에 아이솔레이션(Isolation) 확보가 어려워 방송신호를 6dB 이상 증폭하는데 문제가 있고, 이로 인하여 방송신호를 원거리 전송하는데 어려움이 있다. 이와 같은 이유로 인하여, 증폭기의 설치 간격을 약 50m 정도로 짧게 하여 다단으로 설치해야 되므로 설치비용이 비싸질 수밖에 없다. 고장 발생 시 다단으로 설치된 증폭기 중에서 고장난 증폭기를 찾아내는데 어려움이 있다.

종래의 소방용 재난방송 시스템에서는 전원 온오프 방식의 단주파 양방향 중계 장치를 사용한다. 여기에 사용되는 FM방송 주파수(88MHz ~ 108MHz)는 대기시에 UHF 하행 증폭기의 전원에 공급되고, UHF 상행 증폭기에는 전원공급이 차단된 상태로 된다. 이때, 지상의 무전기에서 전파를 방사하는 경우에는 하행 증폭기에서 전파를 증폭하여 전파음영지역의 UHF 주파수대 RF세력 측으로 전송하며, 전파음영지역에서 전파를 방사하는 경우에는 RF 레벨 검출기에서 RF 세력을 검출하여 하행측 증폭기 전원을 차단하고 상행측 증폭기 전원을 공급하여 RF 신호를 지상으로 전송하게 된다.

이와 같은 경우, 송수신간 분리도 및 일정한 증폭도를 얻기 위하여 상행, 하행의 두 증폭기 중에서 한 개의 증폭기만 동작시킨다. 그러므로 양방향 선로 증폭기를 다단으로 설치할 경우에는 전파음영지역에서 무전기로 전파 방사시 중앙에 설치된 양방향 선로 증폭기에서 RF 세력을 검출했을 때 상행 측 증폭기에 전원이 공급되고 하행 측 증폭기에는 전원 공급이 중단된다. 따라서, RF 신호가 상행 측으로만 전송되어 지상과 무선통신이 이루어진다. 이때, 하행측 증폭기는 OFF 상태가 되므로 다음 단의 하행측 선로 증폭기는 신호 레벨이 미약하여 동작되지 않게 된다. 이에 따라, 원활한 무선 통신을 위해서는 증폭기의 설치 간격을 30m 이내로 하여야 되기 때문에 설치비용이 증가될 수밖에 없고 고장난 증폭기를 찾아내기도 힘들어진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소방대의 무선통신이 단절되는 사례를 줄이고, 층간, 피난 계단 및 비상용 승강기에서 통신이 가능하도록 하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 건축물 내부와 건축물 부와의 무전기 통화, 건축물의 지상층 내부와 지하층 내부 간의 무전기 통화, 소방대 상호 간의 무전기 통화 및 상황실과 소방대간의 무전기 통화가 가능하도록 하는데 있다. 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 초고층, 대형 건축물의 지상 및 지하층, 자동차 내부 및 이동시 휴대용 수신기에서 FM/DMB 방송 청취가 가능하도록 하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 각각의 소방 무선통신, FM/DMB 선로증폭기를 하나의 함체에 결합하고 원 보드(ONE Board)화하여 설치비용을 줄일 수 있도록 하고, 불량 발생률을 줄이는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 건축물 내에 설치된 소방용 방송 시스템의 모든 동작 상태를 통합감시시스템(NMS)을 이용하여 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 소방 무선통신 중계기, FM 중계기 및 DMB 중계기를 한 함체에 설계하여 설치공간을 최소화 하는데 있다.

상기 과제를 달성하기 위해 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은, 옥외안테나부들을 통해 옥외로부터 수신되거나 상기 옥외로 송신되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호의 중계기능과, VHF대역의 FM 라디오방송 신호와 지상파 DMB 방송신호의 중계기능을 수행하고, 상기 무선신호, FM 라디오방송 신호 및 DMB 방송신호들을 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성해서 하나의 단자로 출력하는 메인 송수신장치; 상기 메인 송수신 장치로부터 공급되는 중계신호들을 양측의 고주파 동축케이블로 분배하는 분배기; 상기 양측의 고주파 동축케이블 중에서 하나의 고주파 동축케이블을 통해 수신되는 중계신호를 수신처리하여 지상층들에 송신하는 지상층 송수신장치; 및 상기 양측의 고주파 동축케이블 중에서 다른 하나의 고주파 동축케이블을 통해 수신되는 중계신호를 수신처리하여 지하층들에 송신하는 지하층 송수신장치;를 포함한다.

또한, 상기 옥외안테나부는 지상의 옥외에 분산 설치되어 상기 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 송수신하되, 안테나 다이버시티(diversity)를 구현하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 옥외로부터 수신되거나 상기 옥외로 송신되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 증폭하거나 다운컨버팅하는 옥외용 선로증폭기들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 옥외용 선로증폭기는, 제1 대역통과 여파기로부터 공급되는 신호들을 증폭하고, 상기 제1 대역통과 여파기에 공급되는 신호를 필터링하는 제1 증폭 및 필터부; 상기 제1 증폭 및 필터부를 통해 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 FM/DMB 방송신호, 디지털신호처리된 IF 대역의 신호를 일정한 크기로 조절하여 출력하는 제1 자동이득 조절부; 상기 제1 자동이득 조절부를 통해 공급되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환한 후 채널별로 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄이고, 감산 연산으로 궤환신호를 제거한 후 업 컨버팅하여 출력하는 제1 디지털신호 처리기; 격리부를 통해 상기 제1디지털신호 처리기로부터 공급되는 신호들을 증폭하고, 상기 격리부에 공급되는 신호를 필터링하는 제2 증폭 및 필터부; 제2 자동이득 조절부를 통해 상기 제2 증폭 및 필터부로부터 공급되는 필터링하고, 제2 대역통과 여파기로부터 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호를 절체하는 필터링부; 및 상기 자동이득 조절동작, 상기 제1 디지털신호 처리기의 디지털신호 처리동작을 제어하는 제1엠씨유;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 옥외용 선로 증폭기는, 상기 선로 증폭기의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급하되, 하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 제1전원부; 및 상기 무선신호와 직류전원을 서로 간섭없이 결합하고, 주파수 왜곡현상이나 주파수 간섭 없이 직류전원을 분리하여 분리된 직류전원을 상기 제1전원부에 공급하는 제1바이어스 티부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바이어스 티(Bias Tee) 방식으로 구현되어 상기 옥외안테나부들을 통해 수신되는 신호들을 결합하고 분배하되, 상기 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호와, 직류전원을 결합하는 무선 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선 분배기는, 상기 옥외안테나부들을 통해 수신되는 신호들을 결합하고 분배하는 무선 분배부; 하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 고효율 선형 전원 공급 장치로서 입력전압의 레벨변화에 관계없이 출력전압을 일정한 레벨로 유지하는 제1직류전원 입력부; 상기 소방주파수 대역의 무선신호의 크기와 직류전원의 레벨이 설정치보다 클 때 스위치를 오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 출력하는 지상 스위치 제어부; 상기 무선신호와 직류전원을 서로 결합하여 주파수 왜곡현상이나 주파수 간섭이 없는 형태로 출력하는 제1바이어스 티부; 및 상기 옥외안테나부들을 통해 입출력되는 신호를 최종적으로 중계기측으로 전달하는 무선신호 입출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전파 음영지역에 건축물 내부와 건축물 외부 간의 무전기 통화, 건축물 지상층 내부와 지하층 내부 간의 무전기 통화 및 소방대 상호 간의 무전기 통화, 상황실과 소방대 간의 무전기 통화를 위한 무선통신 중계기능을 수행하되, 평상시 소방용 재난방송 시스템이 일반 관리용 무전기로 사용할 수 있도록 무선통신 중계기능을 수행하고, 재난 시에는 소방용 재난방송 시스템이 소방용 무선통신보조설비로 사용될 수 있도록 무선통신 중계기능을 수행하는 소방용 무선통신 중계기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소방용 무선통신 중계기는, 단일 주파수 및 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 수신하는 소방대역 입력부; 상기 소방대역 입력부를 통해 수신되는 소방주파수 대역의 무선신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하는 제4 소방대역 SAW 필터; 상기 제4 소방대역 SAW 필터를 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨로 증폭하는 제3 소방대역 증폭기; 상기 제3 소방대역 증폭기를 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호를 입력 레벨에 상관없이 일정한 레벨로 조절하여 출력하는 제3 자동이득 조절부; 상기 제3 자동이득 조절부를 통해 공급되는 무선신호를 중계하기 위해 디지털 연산처리하는 제2 디지털신호 처리기; 상기 제2 디지털신호 처리기측으로부터 공급되는 무선신호와 선로증폭기의 원격 감시 및 제어를 위한 모뎀신호를 결합하는 컴바이어너부; 상기 컴바이너부와 연계하여 소방주파수 대역의 무선신호를 송신하는 소방대역 출력부; 상기 제2 디지털신호 처리기의 동작을 제어하는 제2엠씨유; 및 상기 제2엠씨유의 제어하에 상기 모뎀신호를 출력하는 제2모뎀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, VHF대역의 FM 라디오방송 신호를 증폭 및 필터링하고, 중계를 위한 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보하는 재난방송용 FM 중계기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 재난방송용 FM 중계기는, 상기 옥외안테나부들을 통해 FM 라디오방송 주파수 대역의 무선 신호를 수신하는 재난방송용 FM 입력부; 상기 재난방송용 FM 입력부를 통해 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하는 재난방송용 FM SAW 필터; 상기 재난방송용 FM SAW 필터를 통해 공급되는 FM 라디오방송 신호를 일정한 레벨 이상으로 증폭하는 제1재난방송용 FM 증폭부; 상기 제1재난방송용 FM 증폭부로부터 공급되는 FM 라디오 방송신호의 주파수를 낮은 주파수로 변환하는 재난방송용 FM 다운 컨버터; 상기 재난방송용 FM 다운 컨버터에서 커플링된 FM 라디오 방송신호를 직류전압으로 변경하는 제1안테나신호 검출부; 상기 제1안테나신호 검출부로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절하는 제1재난방송용 FM 자동이득 조절부; 상기 제1재난방송용 FM 자동이득 조절부로부터 공급되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 채널별로 디지털 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄이는 제3디지털신호 처리기; 상기 제3디지털신호 처리기에서 중간주파수로 변환된 신호를 업 카운트하여 원래 주파수의 신호로 변환하는 재난방송용 FM 업 카운터; 상기 재난방송용 FM 업 카운터로부터 공급되는 FM 방송신호를 일정한 레벨로 증폭하는 제2재난방송용 FM 증폭부; 상기 제2재난방송용 FM 증폭부로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절하는 제2재난방송용 FM 자동이득 조절부; 상기 제2재난방송용 FM 자동이득 조절부로부터 공급되는 FM 방송신호를 전파음영지역에서 서비스할 수 있도록 높은 레벨로 증폭하는 제3재난방송용 FM 증폭부; 상기 제3재난방송용 FM 증폭부에서 증폭된 신호 중에서 목적한 대역의 신호만을 통과시키는 재난방송용 FM 필터; 상기 재난방송용 FM 필터로부터 공급되는 무선신호를 이용하여, FM 라디오방송 주파수 대역의 무선 신호만을 송신하는 재난방송용 FM 출력부; 상기 재난방송용 FM 필터부에서 커플링된 FM 라디오방송신호를 직류전압으로 변경하여 출력하는 제1 출력전압 검출부; 및 상기 제1 출력전압 검출부로부터 공급되는 직류전압을 참조하여, 상기 제3 디지털신호 처리기의 동작을 제어하는 제3엠씨유;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, VHF대역의 지상파 DMB 방송신호를 증폭 및 필터링하고, 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보하는 재난방송용 DMB 중계기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호들을 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성해서 하나의 단자로 출력하는 무선 결합기(Wireless Combiner);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무선 결합기는, 초단파 이상의 각 주파수대를 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성하여 하나의 단자로 출력하는 무선 컴바이너부; 상기 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 방송신호를 직류전원과 결합하여 출력하고, 상기 고주파 동축케이블에 직류전원(DC)을 공급하는 제2바이어스 티부; 지상, 지하 구간에 설치된 분배기와, 상기 동축케이블을 통해 입출력되는 소방주파수 대역의 무선신호와 중간주파수 신호 및 재난방송 FM/DMB 방송 신호를 최종적으로 중계기로 전달하는 RF/IF 입출력부; 및 상기 RF/IF 입출력부를 통해 지상, 지하 구간에 설치된 선로증폭기들에서 소방주파수 대역의 무선신호를 공급받아 중간주파수로 변환시켜 출력하는 IF대역 입출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 추후 디지털 방송 시 별도의 장비를 설치하지 않아도 되는 장점이 있으며, 모듈화(Module)로 구성, 조립되어 소형화가 가능하여 설치 시 간편한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 높은 중계기 이득과 선로증폭기 이득으로 증폭기 수량을 최소화가 가능하고, 전파 음영지역에서도 지상과 동일한 전파환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 선로 증폭기의 신호 처리를 디지털화하여 실시간으로 모니터링이 가능하고, 자동으로 이득을 제어하고 컨트롤할 수 있게 함으로써 시설 유지 및 운영 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다

또한, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 소방대의 현장 활동 시 소방대의 무선통신이 단절되는 문제와, 층간, 피난 계단 및 비상용 승강기에서 무선통신이 불가능한 문제들을 개선하여 소방대간 통화 및 층간통화가 가능하고 건축물 내 어디에서나 재난방송 청취가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 장거리 전송시에 소방 무선통신 선로증폭기와 FM/DMB 선로증폭기를 각각 사용하여 수량이 많아지고 크기가 커지는 문제들을 개선하여 비용을 절감하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은 무선통신 신호를 지상과 지하의 음영구간을 수신레벨의 전계강도와 상관없이 일정한 출력레벨로 중계함으로써, 통신장애가 줄어들고 채널간의 발진으로 발생하는 통신장애가 발생되지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템의 전체 블록도이다.
도 2는 옥외용 선로 증폭기의 구현예를 보인 상세 블록도이다.
도 3은 무선 분배기의 구현예를 보인 상세 블록도이다.
도 4는 소방용 무선통신 중계기의 구현예를 보인 상세 블록도이다.
도 5는 재난방송용 FM중계기의 구현예를 보인 상세 블록도이다.
도 6은 재난방송용 DMB 중계기의 구현예를 보인 상세 블록도이다.
도 7은 무선 결합기의 구현예를 보인 상세 블록도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템의 전체 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템은, 메인 송수신장치(1000), 분배기(2000), 지상층 송수신장치(3000) 및 지하층 송수신장치(4000)를 포함한다.

메인 송수신장치(1000)는 옥외안테나부들을 통해 옥외로부터 수신되거나 옥외로 송신되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호의 중계기능과, VHF대역의 FM 라디오방송 신호와 지상파 DMB 방송신호의 중계기능을 수행하고, 상기 무선신호, FM 라디오방송 신호 및 DMB 방송신호들을 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성해서 하나의 단자로 출력하는 역할을 한다.

이를 위해 메인 송수신장치(1000)는 옥외안테나부(1100), 옥외용 선로증폭기(1200), 무선 분배기(Wireless Splitter)(1300), 소방용 무선통신 중계기(1400), 재난방송용 FM 중계기(1500), 재난방송용 DMB 중계기(1600), 무선 결합기(Wireless Combiner)(1700), 전원공급기(1800) 및 네트워크 관리 시스템(NMS: Network Management System)(1900)을 포함한다.

옥외안테나부(1100)들은 지상의 옥외에 분산 설치되어 안테나 다이버시티(diversity)를 구현한다. 즉, 옥외안테나부(1100)들은 중계기들로부터 송신되는 신호의 세기가 거리에 따라 변화되는 특성(Long term 페이딩)과, 건물 등 반사파에 의해 수신되는 신호의 세기가 변화는 특성(Short term 페이딩) 등이 발생되는 것을 감안하여, MIMO(Multi In Multi Out) 방식으로 다수개의 옥외안테나들로 동시에 송수신하여 상호 보완적이면서 페이딩 효과를 줄이고 양호한 통신을 가능케 한다.

옥외용 선로증폭기(1200)들은 옥외안테나부(1100)들을 통해 옥외로 송신되거나 옥외로부터 수신되는 무전기신호를 증폭하거나 다운컨버팅한다.

무선 분배기(Wireless Splitter)(1300)는 옥외안테나부(1100)들의 안테나들을 통해 수신되는 신호들을 적은 손실로 결합하고 분배하는 역할을 한다. 이를 위해 무선 분배기(1300)는 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 재난방송용 FM/DMB 신호와, 직류(DC)전원을 서로 간섭 없이 결합하는 Bias Tee 방식으로 구현될 수 있다.

소방용 무선통신 중계기(1400)는 전파 음영지역에 건축물 내부와 건축물 외부 간의 무전기 통화, 건축물 지상층 내부와 지하층 내부 간의 무전기 통화 및 소방대 상호 간의 무전기 통화, 상황실과 소방대 간의 무전기 통화를 위한 무선통신 중계기능을 수행한다. 소방용 무선통신 중계기(1400)는 평상시 소방용 재난방송 시스템이 일반 관리용 무전기로 사용할 수 있도록 무선통신 중계기능을 수행하고, 재난 시에는 소방용 재난방송 시스템이 소방용 무선통신보조설비로 사용될 수 있도록 무선통신 중계기능을 수행할 수 있다.

재난방송용 FM 중계기(1500)는 VHF대역(88~108MHz)의 FM 라디오방송 신호를 증폭 및 필터링하고, 중계를 위한 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보한다. 이에 따라 재난방송용 FM 중계기(1500)는 평상시 지상과 차단된 건축물 내의 전파 음영지역 어디에서든지 FM 라디오방송을 청취를 할 수 있도록 FM 중계기능을 수행하고, 재난 상황 시에는 외부적인 조작 없이 자동으로 방송모드가 절환되어 지상과 차단된 건축물 내의 전파 음영지역 어디에서든지 재난방송 또는 민방위경보방송을 청취를 할 수 있도록 중계기능을 수행할 수 있다.

재난방송용 DMB 중계기(1600)는 VHF대역(174~216MHz)의 지상파 DMB 방송신호를 증폭 및 필터링하고, 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보한다. 이에 따라 재난방송용 DMB 중계기(1600)는 평상시 지상과 차단된 건축물 내의 전파 음영지역 어디에서든지 DMB 방송을 청취를 할 수 있도록 DMB 중계기능을 수행하고, 재난 상황 시에는 외부적인 조작 없이 자동으로 방송모드가 절환되어 지상과 차단된 건축물 내의 전파 음영지역 어디에서든지 재난방송 또는 민방위경보방송을 청취를 할 수 있도록 중계기능을 수행할 수 있다.

무선 결합기(Wireless Combiner)(1700)는 소방용 무선통신 중계기(1400), 재난방송용 FM 중계기(1500) 및 재난방송용 DMB 중계기(1600)로부터 각기 전송되는 초단파 이상의 신호들을 대역필터(Band Pass Filter)와 임피던스 정합회로를 이용하여 손실 없이 합성해서 하나의 단자로 출력하는 기능을 수행한다. 이때, 무선 결합기(1700)는 상기 신호들의 주파수 상호간의 삽입손실이 최소가 되도록 주파수들을 조정하여 합성한 후 송출한다. 무선 결합기(1700)는 낮은 정재파비(VSWR)와 각 주파수 대역별 높은 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보하여 시스템의 안정성과 이득의 극대화가 가능하게 된다.

전원공급기(1800)는 AC 220V 상용전원을 공급받아 소방용 재난방송 시스템의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급한다. 평상시 배터리 백업 회로(Battery Back Up)를 이용하여 백업전원을 확보한다. 따라서, 정전시에도 계속해서 전원을 공급할 수 있게 된다. 전원공급기(1800)는 하이 커런트 로우 드롭 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)를 구비한다. 따라서, 전원공급기(1800)는 입력전압의 레벨 변화에 관계없이 항상 기 설정된 레벨의 정전압을 공급할 수 있게 된다.

네트워크 관리 시스템(NMS: Network Management System)(1900)은 통합관제(상황실) 솔루션으로서 소방용 재난방송 시스템의 각부에 대한 중앙 감시 체제를 구축하여 모니터링(Monitoring), 플래닝(Planning) 및 분석이 가능하며 관련 데이터를 보관하여 필요시 즉시 활용이 가능하다. 이에 따라, 소방용 재난방송 시스템이 원활하게 동작되고 상황에 따라 네트워크 관리 시스템(1900)을 통해 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.

네트워크 관리 시스템(1900)은 SNMP(Single Network Management Protocol)에 의해 구동되는데, SNMP는 NMS, NMS Agent, MIB(Management Information Base)으로 이루어진다. SNMP는 네트워크 디바이스(Network Device) 즉, 라우터(Routers), 브릿지(Bridges), 터미널 서버(Terminal Server) 및 호스트 피씨(Host PC) 등에 직접 쿼리(Query)하는 트랜잭션 오리엔티드 프로토콜(Transaction-Oriented Protocol)을 구비한다.

따라서, 네트워크 관리 시스템(1900)은 NMS의 요구에 응답하고 네크워크상의 관리 대상 장비에 존재하는 소프트웨어로 재난발생 전/후 무선통신 시스템과 연동을 통해 중계기의 실시간 모니터링, 장비의 현장별 출력 원격 제어, 고장난 장비의 선별 검출이 가능하다. 또한, 네트워크 관리 시스템(1900)은 NMS 모바일 애플리케이션을 통한 실시간 모니터링 및 제어기능을 수행할 수 있다.

분배기(2000)는 메인 송수신 장치(1000)의 무선 결합기(1700)를 통해 공급되는 중계신호들을 양측의 고주파 동축케이블(CA)로 분배한다.

지상층 송수신장치(3000)는 고주파 동축케이블(CA)을 통해 수신되는 중계신호를 수신처리하여 지상층들에 송신한다. 여기서, 중계신호는 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 포함한다.

이를 위해 지상층 송수신장치(3000)는 지상층 선로증폭기(3100), 지상층 분배기(3200) 및 복수 개의 지상층 실내 안테나부(3300)들을 포함한다.

지상층 선로증폭기(3100)는 고주파 동축케이블(CA)을 통해 수신되는 중계신호를 증폭하여 분배손실을 보상한다. 특히, 지상층 선로증폭기(3100)는 소방대의 현장 활동시 소방대의 무선통신이 층간, 피난 계단 및 승강기에서 무선통신이 가능하고 초고층, 대형 건축물의 지상층 내에서 재난방송 FM/DMB 방송 청취가 가능하도록 고주파 동축케이블(CA)의 전송손실과 분배기(2000)의 분배손실을 보상한다.

지상층 분배기(3200)는 지상층 선로증폭기(3100)를 통해 공급되는 중계신호들을 양측의 고주파 동축케이블(CA)로 분배한다.

지상층 실내 안테나부(3300)들은 지상의 실내에 분산 설치되어 중계신호 즉, 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 송신한다. 지상층 실내 안테나부(3300)들은 안테나 다이버시티(diversity)를 구현한다. 즉, 지상층 실내 안테나부(3300)들은 상기 중계신호의 세기가 거리에 따라 변화되는 특성(Long term 페이딩)과, 건물 등 반사파에 의해 수신되는 신호의 세기가 변화는 특성(Short term 페이딩) 등이 발생되는 것을 감안하여, MIMO(Multi In Multi Out) 방식으로 다수개의 지상층 실내 안테나들로 동시에 송신하여 상호 보완적이면서 페이딩 효과를 줄이고 양호한 통신을 가능케 한다.

지하층 송수신장치(4000)는 고주파 동축케이블(CA)을 통해 수신되는 중계신호를 수신처리하여 지하층들에 송신하는 역할을 한다. 여기서, 중계신호는 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 포함한다.

이를 위해 지하층 송수신장치(4000)는 지하층 선로증폭기(4100), 지하층 분배기(4200) 및 복수 개의 지하층 실내안테나부(4300)들을 포함한다.

지하층 선로증폭기(4100)는 고주파 동축케이블(CA)을 통해 수신되는 중계신호를 증폭하여 분배손실을 보상한다. 특히, 지하층 선로증폭기(4100)는 소방대의 현장 활동시 소방대의 무선통신이 층간, 피난 계단 및 승강기에서 무선통신이 가능하고 초고층, 대형 건축물의 지하층 내에서 재난방송 FM/DMB 방송 청취가 가능하도록 고주파 동축케이블(CA)의 전송손실과 분배기(2000)의 분배손실을 보상한다.

지상층 분배기(4200)는 지하층 선로증폭기(4100)를 통해 공급되는 중계신호를 양측의 고주파 동축케이블(CA)로 분배한다.

지하층 실내 안테나부(4300)들은 지하의 실내에 분산 설치되어 중계신호 즉, 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 송신한다. 지하층 실내 안테나부(4300)들은 안테나 다이버시티(diversity)를 구현한다. 즉, 지하층 실내 안테나부(4300)들은 상기 중계신호의 세기가 거리에 따라 변화되는 특성(Long term 페이딩)과, 건물 등 반사파에 의해 수신되는 신호의 세기가 변화는 특성(Short term 페이딩) 등이 발생되는 것을 감안하여, MIMO(Multi In Multi Out) 방식으로 다수개의 지하층 실내 안테나들로 동시에 송신하여 상호 보완적이면서 페이딩 효과를 줄이고 양호한 통신을 가능케 한다.

소방용 재난방송 시스템을 상기와 같이 구현함으로써, 건축물 내부와 건축물 외부 간의 무전기 통화는 메인 송수신장치(1000), 분배기(2000), 지상층 송수신장치(3000) 및 지하층 송수신장치(4000)를 통해 이루어진다. 또한, 건축물 지상층 내부와 지하층 내부 간의 무전기 통화는 분배기(2000), 지상층 송수신장치(3000) 및 지하층 송수신장치(4000)를 통해 이루어진다. 또한, 건축물 내 동일 층에서 소방대 간의 무전기 통화는 지상층 실내 안테나부(3300)들을 통해 이루어지거나 지하층 실내 안테나부(3300)들을 통해 이루어진다. 또한, 건축물 내부의 지상층에 대한 재난방송은 메인 송수신장치(1000), 분배기(2000), 지상층 송수신장치(3000)를 통해 이루어지고, 건축물 내부의 지하층에 대한 재난방송은 메인 송수신장치(1000), 분배기(2000) 및 지하층 송수신장치(4000)를 통해 이루어진다.

소방용 재난방송 시스템을 상기와 같이 구현함으로써, 소방대의 현장 활동 시 소방대의 무선통신이 단절되지 않아 소방대간 통화 및 층간통화가 가능하고 건축물 내 어디에서나 재난방송 청취가 가능하게 된다.

메인 송수신장치(1000)의 각부를 모듈화(Module)로 구성할 수 있어, 소형화가 가능하여 설치 작업이 간편하게 된다.

도 2는 상기 옥외용 선로 증폭기(1200)의 구현예를 보인 상세 블록도이다. 상기 옥외용 선로 증폭기(1200), 지상층 선로증폭기(3100) 및 지하층 선로증폭기(4100)들의 기능은 유사한 것으로, 도 2는 이들 중에서 옥외용 선로 증폭기(1200)를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 옥외용 선로 증폭기(1200)는 제1 대역통과 여파기(1201), 제1 증폭 및 필터부(1202), 제1 자동이득 조절부(1203), 디지털신호 처리기(1204), 격리부(1205), 제2 증폭 및 필터부(1206), 제2 자동이득 조절부(1207), 필터링부(1208), 제2 대역통과 여파기(1209), 제1엠씨유(MCU: Micro Control Unit) (1210), 제1모뎀부(1211), 제1전원부(1212) 및 제1바이어스 티부(Bias Tee Unit) (1213)를 포함한다.

제1 대역통과 여파기(1201)는 각각의 주파수 대역별로 결합된 무선신호를 입력받아 주파수의 왜곡이나 간섭 없이 분리하는 멀티플렉서(Multiplexer)의 기능을 수행한다.

제1 증폭 및 필터부(1202)는 제1 대역통과 여파기(1201)로부터 공급되는 신호들을 증폭하고, 제1 대역통과 여파기(1201)에 공급되는 신호를 필터링한다. 이를 위해 제1 증폭 및 필터부(1202)는 제1 소방대역 증폭기(1202A), 제1 소방대역 SAW(SAW: Surface Acoustic Wave) 필터(1202B), 제1 FM 증폭기(1202C), 제1 FM 필터(1202D), 제1 DMB 증폭기(1202E), 제1 DMB 필터(1202F), 제1 중간주파(IF: Intermediate Frequency) 대역 SAW 필터(1202G) 및 제1 IF대역 증폭기(1202H) 및 를 포함한다.

제1 소방대역 증폭기(1202A)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)를 이용하여 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 증폭한다.

제1 소방대역 SAW 필터(1202B)는 제1 소방대역 증폭기(1202A)로부터 공급되는 디지털 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 원하는 주파수 대역만 통과시키고 다른 대역은 차단한다.

제1 FM 증폭기(1202C)는 제1 대역통과 여파기(1201)에서 통과된 미약한 FM 라디오방송 신호를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨로 증폭한다.

제1 FM 필터(1202D)는 제1 FM 증폭기(1202C)로부터 공급되는 신호들 중에서 FM 라디오방송 대역의 신호만을 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제1 DMB 증폭기(1202E)는 제1 대역통과 여파기(1201)로부터 공급되는 미약한 세기의 DMB 방송신호를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 크기 신호 레벨로 증폭한다.

제1 DMB 필터(1202F)는 제1 DMB 증폭기(1202E)로부터 공급되는 신호들 중에서 DMB 방송 대역의 신호만을 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제1 IF대역 SAW 필터(1202G)는 디지털신호 처리기(Digital Signal Processor) (1204) 측으로부터 공급되는 IF 대역의 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 원하는 대역의 신호만을 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제1 IF대역 증폭기(1202H)는 제1 IF대역 SAW 필터(1202G)를 통과한 IF 대역의 신호를 증폭함에 있어서, 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨로 증폭하여 중계기 측으로 전송한다.

제1 자동이득 조절부(1203)는 증폭 및 필터부(1202)의 필터(1202B,1202D, 1202F)들을 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 FM/DMB 방송신호와, 디지털신호 처리기(1204) 측으로부터 공급되는 IF 대역의 신호를 일정한 크기로 조절하여 출력한다.

제1 디지털신호 처리기(1204)는 상기 제1 자동이득 조절부(1203)를 통해 공급되는 신호를 동축케이블을 통해 전송하기 위해 디지털 연산처리한다. 이를 위해 제1 디지털신호 처리기(1204)는 제1 RF 다운컨버터(RF Down Converter) (1204A), 제1 FPGA(1204B), 제1 RF 다운컨버터(1204C), 제1 아날로그 디지털 변환기(ADC) (1204D), 제1 RF 업 컨버터(RF Up Converter)(1204E) 및 IF 업 컨버터(IF Up Converter)(1204F)를 포함한다.

제1 RF 다운 컨버터(1204A)는 제1 자동이득 조절부(1203)를 통해 입력되는 무선신호(RF)를 다운 컨버팅하여 낮은 주파수로 변환한다. 제1 FPGA(1204B)는 ICS로 입력된 신호를 실시간으로 추정(Estimation)하여 처리한다. 제2 RF 다운컨버터(1204C)는 격리부(1205)를 통해 입력되는 무선신호(RF)를 다운 컨버팅하여 낮은 주파수로 변환한다. 제1 아날로그 디지털 변환기(1204D)는 이렇게 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 제1 디지털신호 처리기(1204)는 내부적으로 상기와 같이 변환된 디지털신호에 대하여 채널별로 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄이고, 감산 연산으로 궤환신호를 제거한다. 또한, 제1 디지털신호 처리기(1204)는 상기 디지털신호를 ICS(Interference Cancellation System) 신호처리한다. 또한, 제1 디지털신호 처리기(1204)는 상기와 같은 과정을 통해 처리된 RF 신호 및 IF 신호에 대하여 AGC 기능을 이용하여 입력에 상관없이 일정한 레벨로 변환한다. 제1 RF 업 컨버터(1204E)는 상기와 같이 일정 레벨로 변환된 RF 신호를 업 컨버팅하여 출력하고, IF 업 컨버터(1204F)는 상기와 같이 일정 레벨로 변환된 IF 신호를 업 컨버팅하여 출력한다.

격리부(1205)는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)가 제1 디지털 신호처리기(1204)에서 간섭이나 손실 없이 분리되도록 처리한다. 또한, 격리부(1205)는 감산연산으로 궤환신호를 제거하여 출력단으로 전송한다. 또한, 격리부(1205)는 입력된 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 궤환신호 제거부(도면에 미표시)에 피드백한다.

제2 증폭 및 필터부(1206)는 격리부(1205)로부터 공급되는 신호들을 증폭하고, 격리부(1205)에 공급되는 신호를 필터링한다. 이를 위해 제2 증폭 및 필터부(1206)는 제2 소방대역 증폭기(1206A), 제2 FM 증폭기(1206B), 제2 DMB 증폭기(1206C) 및 제2 소방대역 SAW 필터(1206D)를 포함한다.

제2 소방대역 증폭기(1206A)는 전파음영 지역에 양질의 무전기 통화를 서비스가 가능하도록 하기 위하여, 격리부(1205)를 통해 입력되는 소방대역 무선신호(RF)를 증폭한다.

제2 FM 증폭기(1206B)는 격리부(1205)를 통해 입력되는 FM 라디오 방송신호를 일정한 레벨로 증폭한다. 따라서, 전파음영 지역에서도 양질의 DMB 방송을 청취할 수 있게 된다. 내부에서 발생하는 열 때문에 시간 경과에 따라 FM 라디오 방송신호의 세기가 점차 작아지게 되는데, 이를 방지하기 위해 제2 FM 증폭기(1206B)는 온도보상 회로를 구비한다.

제2 DMB 증폭기(1206C)는 격리부(1205)를 통해 입력되는 DMB 방송신호를 일정한 레벨로 증폭한다. 따라서, 전파음영 지역에서도 양질의 DMB 방송을 청취할 수 있게 된다. 내부에서 발생하는 열 때문에 시간 경과에 따라 DMB 방송신호의 세기가 점차 작아지게 되는데, 이를 방지하기 위해 제2 DMB 증폭기(1206C)는 온도보상 회로를 구비한다.

제2 소방대역 SAW 필터(1206D)는 제2 자동이득 조절부(1207)로부터 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 원하는 주파수 대역만 통과시키고 다른 대역은 차단한다.

제2 자동이득 조절부(1207)는 제2 증폭 및 필터부(1206)의 증폭기(1206A), (1206B),(1206C)로부터 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF), FM 방송신호 및 DMB 방송신호의 크기에 관계없이 일정한 크기로 조절하여 출력하고, 절체부(1208D)로부터 공급되는 신호의 크기에 상관없이 일정한 크기로 조절하여 출력한다.

필터링부(1208)는 상기 제2 자동이득 조절부(1207)를 통해 공급되는 신호를 필터링하고, 제2 대역통과 여파기(1209)로부터 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 간섭과 손실 없이 분리, 제거되도록 절체한다. 이를 위해 필터링부(1208)는 제3 소방대역 SAW 필터(1208A), 제2 FM 필터(1208B), 제2 DMB 필터(1208C) 및 절체부(1208D)를 포함한다.

제3 소방대역 SAW 필터(1208A)는 제2 자동이득 조절부(1207)로부터 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 원하는 주파수 대역만 통과시키고 다른 대역은 차단한다.

제2 FM 필터(1208B)는 제2 자동이득 조절부(1207)로부터 공급되는 신호들 중에서 FM 라디오방송 대역의 신호만을 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제2 DMB 필터(1208C)는 제2 자동이득 조절부(1207)로부터 공급되는 신호들 중에서 DMB 방송 대역의 신호만을 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

절체부(1208D)는 제2 대역통과 여파기(1209)를 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 간섭과 손실 없이 분리, 제거하고 지하 구간에서 인입된 소방주파수 대역의 무선신호(RF)는 통과시키기 위해 높은 격리도를 갖는다.

제2 대역통과 여파기(1209)는 각각의 주파수 대역별로 분리된 소방주파수 대역의 무선신호(RF), 재난방송을 위한 FM 방송신 및 DMB 방송신호를 입력받아 주파수의 왜곡이나 간섭 없이 합성하여 출력하는 멀티플렉서(Multiplexer)의 기능을 수행한다.

제1엠씨유(1210)는 제1,2 자동이득 조절부(1203),(1207)의 자동이득 조절동작, 제1 디지털신호 처리기(1204)의 디지털신호 처리동작, 및 절체부(1208D)의 분리 및 제거동작을 제어한다. 그리고, 제1엠씨유(1210)는 네트워크 관리 시스템(1900)에서의 동작상태 감시, RF 레벨 제어 등을 제어한다. 이를 위해 제1엠씨유(1210)는 마이크로컨트롤러인 ATmega 시리즈를 사용하고, 출력 정보를 표현하기 위해서 그래픽 FND와 LED를 사용하고, 입력 정보를 처리하기 위해 ADC 포트와 통신 시리얼(Serial) 포트를 사용할 수 있다.

제1모뎀부(1211)는 제1엠씨유(1210)의 제어를 받아 지상층 선로증폭기(3100)와 지하층 선로증폭기(4100)의 원격 감시 및 제어 기능을 수행한다. 이를 위해 제1모뎀부(1211)는 연속 주파수 범위 및 조정 가능한 출력을 제공하며 높은 출력전력과 결합된 극도로 낮은 수신감도로 확장된 범위와 향상된 링크 성능을 보장한다.

제1전원부(1212)는 선로 증폭기(1200) 각부에서 필요로 하는 전원을 공급한다. 제1전원부(1212)는 하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 고효율 선형 전원 공급 장치로서 낮은 입력 전압(Dropout)과 출력 전류 제한 및 과열 차단 기능을 갖는다. 제1전원부(1212)는 사용자가 전압을 지정하지 않아도 입력전압에 관계없이 출력전압을 일정한 레벨로 유지한다.

제1바이어스 티부(Bias Tee Unit)(1213)는 무선신호(RF)와 직류전원을 서로 간섭없이 결합하고, 주파수 왜곡현상이나 주파수 간섭 없이 직류전원을 분리하여 분리된 직류전원을 제1전원부(1212)에 공급한다.

도 3은 상기 무선 분배기(1300)의 구현예를 보인 상세 블록도이다.

도 3을 참조하면, 무선 분배기(1300)는 무선 분배부(1301), 제1직류전원 입력부(1302), 지상 스위치 제어부(1303), 제1바이어스 티부(Bias Tee Unit)(1304) 및 무선신호 입출력부(1305)를 포함한다.

무선 분배부(1301)는 옥외안테나부(1100)들의 안테나들을 통해 수신되는 신호들을 적은 손실로 결합하고 분배하는 역할을 한다. 이를 위해 무선 분배부(1301)는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)와 직류전원을 서로 간섭 없이 결합하는 Bias Tee 방식으로 구현될 수 있다.

제1직류전원 입력부(1302)는 하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 고효율 선형 전원 공급 장치로서 낮은 입력 전압(Dropout)과 출력 전류 제한 및 과열 차단 기능을 갖는다. 직류전원 입력부(1302)는 사용자가 전압을 지정하지 않아도 입력전압의 레벨 변화에 관계없이 출력전압을 일정한 레벨로 유지한다.

지상 스위치 제어부(1303)는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)의 크기와 직류전원의 레벨이 설정치보다 클 때 스위치를 오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 출력한다.

제1바이어스 티부(1304)는 무선신호(RF)와 직류전원을 서로 간섭없이 결합하여 주파수 왜곡현상이나 주파수 간섭이 없는 형태로 출력한다. 이를 위해 제1바이어스 티부(1304)는 지상 스위치 제어부(1303)로부터 공급되는 스위칭 제어신호에 따라 내부 스위치를 오프시킨다.

무선신호 입출력부(1305)는 옥외안테나부(1100)들을 통해 입출력되는 신호를 최종적으로 중계기로 전달하는 역할을 한다.

도 4는 상기 소방용 무선통신 중계기(1400)의 구현예를 보인 상세 블록도이다.

도 4를 참조하면, 소방용 무선통신 중계기(1400)는 소방대역 입력부(1401), 제4 소방대역 SAW 필터(1402), 제3 소방대역 증폭기(1403), 제3 자동이득 조절부(1404), 입력 검출부(1405), 제2 디지털신호 처리기(1406), 제1 소방대역 필터(1407), 제4 소방대역 증폭기(1408), 제2 소방대역 필터(1409), 제5 소방대역 증폭기(1410), 컴바이너부(combiner unit)(1411), 인도어(indoor) 안테나부(1412), 커플러(No-Isolation Cooupler)(1413), 소방대역 출력부(1414), 출력 검출부(1415), 다이플렉서(diplexer) 대역통과 여파기(1416), 제2 IF대역 SAW 필터(1417), 제2 IF대역 증폭부(1418), 제4 자동이득 조절부(1419), 제1온도 센서(1420), 제2엠씨유(1421), 제2모뎀부(1422) 및 제2전원부(1423)를 포함한다.

소방대역 입력부(1401)는 단일 주파수 및 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 수신한다.

제4 소방대역 SAW 필터(1402)는 소방대역 입력부(1401)를 통해 수신되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 원하는 주파수 대역의 신호만 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제3 소방대역 증폭기(1403)는 제4 소방대역 SAW 필터(1402)를 통해 공급되는 미약한 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨로 증폭한다.

제3 자동이득 조절부(1404)는 제3 소방대역 증폭기(1403)를 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 입력 레벨에 상관없이 일정한 레벨로 조절하여 출력한다.

입력 검출부(1405)는 제3 자동이득 조절부(1404)에서 커플링된 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 직류전압으로 변경한다.

제2 디지털신호 처리기(1406)는 제3 자동이득 조절부(1404)를 통해 공급되는 무선신호(RF)를 중계하기 위해 디지털 연산처리한다. 이를 위해 제2 디지털신호 처리기(1406)는 중간주파수 다운 컨버터(IF Down Converter)(1406A), 제2 아날로그 디지털 변환기(1406B), 제2 FPGA(1406C), 제2 중간주파수 업 컨버터(1406D), 제3 RF 업 컨버터(1406E) 및 제3 RF 다운 컨버터(1406F)를 포함한다.

제3 중간주파수 다운 컨버터(1406A)는 제4 자동이득 조절부(1419)로부터 공급되는 무선 신호를 다운 컨버팅하여 중간주파수(IF) 대역의 신호로 출력한다.

제2 아날로그 디지털 변환기(1406B)는 상기 중간 주파수 대역의 아날로그 무선신호를 디지털신호로 변환한다.

제2 FPGA(1406C)는 ICS로 입력된 신호를 실시간으로 추정(Estimation)하여 처리한다. 이를 위해 제2 FPGA(1406C)는 베이스밴드 다운 컨버터(Baseband Down Converter), 감산기, 피드백 채널 추정부(Feedback Channel Estimator), 적응형 필터(Adaptive Filter)를 구비한다.

베이스밴드 다운 컨버터는 상기 디지털신호를 대상으로 기저대역 신호처리를 위한 베이스밴드 다운 컨버팅을 실시한다. 감산기는 입력 기저대역 신호에서 대응신호를 빼서 궤환 신호를 제거하는 감산 연산을 한다. 피드백 채널 추정부는 주 송신신호와 궤환 신호로 구성되어 있는 입력신호로부터 궤환 신호를 추출해 내기위한 궤환 신호의 위상과 크기를 추출한다. 적응형 필터는 피드백 채널 추정부에서 추출한 궤환 신호의 위상과 크기 정보를 이용하여 대응신호를 발생한다.

제2 RF 업 컨버터(1406D)와 제3 RF 업 컨버터(1406E)는 제2 FPGA(1406C)로부터 공급되는 신호를 원래 주파수의 신호로 변환하기 위해 각각 업 컨버팅한다.

제1 소방대역 필터(1407)는 제2 디지털신호 처리기(1406)를 통해 변환된 소방주파수 대역의 무선신호(RF)에 의해 다른 장비들이 영향을 받는 것을 방지하기 위하여, 상기 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 중에서 원하는 주파수 대역의 신호만 통과시키기 위한 필터링을 수행한다.

제4 소방대역 증폭기(1408)는 제1 소방대역 필터(1407)로부터 공급되는 미약한 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 일정한 레벨로 증폭한다. 따라서, 전파음영 지역에서도 양질의 무전기 통화 서비스가 가능하게 된다.

제2 소방대역 필터(1409)는 제2 디지털신호 처리기(1406)를 통해 변환된 소방주파수 대역의 무선신호(RF)에 의해 다른 장비들이 영향을 받는 것을 방지하기 위하여, 상기 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 중에서 원하는 주파수 대역의 신호만 통과시키기 위한 필터링을 수행한다.

제5 소방대역 증폭기(1410)는 제2 소방대역 필터(1409)로부터 공급되는 미약한 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 일정한 레벨로 증폭한다. 따라서, 전파음영 지역에서도 양질의 무전기 통화 서비스가 가능하게 된다.

컴바이너부(1411)는 제5 소방대역 증폭기(1410)에서 출력되는 무선신호(RF)와, 지상층 선로증폭기(3100) 및 지하층 선로증폭기(4100)의 원격 감시 및 제어를 위한 모뎀신호를 결합한다.

인도어 안테나부(1412)는 중앙 컨트롤 타워(Control Tower)에 실내 안테나를 구비하여 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 송신하는 역할을 수행한다. 이는 종래에 중앙 컨트롤 타워에서 무전기 접속단자를 사용하여 유선으로 소방주파수 대역의 신호를 송신하는 것을 대신하는 것이다.

커플러(1413)는 중앙 컨트롤 타워의 인도어 안테나부(1412)에서 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 최소한의 격리도로 분배 및 결합하는 역할을 한다.

소방대역 출력부(1414)는 컴바이너부(1413)와 연계하여 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 송신한다.

출력 검출부(1415)는 소방대역 출력부(1414)에서 커플링된 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 검출하여 그에 따른 레벨의 직류전압을 엠씨유(1422)에 출력한다.

다이플렉서 대역통과 여파기(1416)는 전송되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)와 지상층 선로증폭기(3100) 및 지하층 선로증폭기(4100)에서 주파수 변환된 IF 대역의 신호를 서로 간섭과 손실 없이 결합 및 분리시키는 역할을 한다.

제2 IF대역 SAW 필터(1417)는 다이플렉서 대역통과 여파기(1416)로부터 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 IF대역의 신호만 통과되고 다른 주파수대역은 차단된다.

제2 IF대역 증폭부(1418)는 제2 IF대역 SAW 필터(1417)를 통해 공급되는 미약한 IF대역의 신호를 일정 레벨로 증폭한다. 이를 위해 제2 IF대역 증폭부(1418)는 저잡음 증폭기를 구비할 수 있다.

제4 자동이득 조절부(1419)는 제2 IF대역 증폭부(1418)로부터 공급되는 신호의 크기에 상관없이 IF대역의 신호를 일정 레벨 이상으로 조정하여 출력한다.

제1온도 센서(1420)는 재난방송 시스템 내부의 온도를 감지하여 그에 따른 감지신호를 출력한다. 감지 가능한 온도 범위는 특별하게 한정되지 않는 것으로, 예를 들어 -40 ℃ ~ +125 ℃를 감지할 수 있다.

제2엠씨유(1421)는 제2 디지털신호 처리기(1406)의 동작을 제어한다. 이를 위해 제2엠씨유(1421)는 마이크로컨트롤러인 ATmega 시리즈를 사용하고, 출력 정보를 표현하기 위해서 그래픽 LCD와 LED를 사용하고, 입력 정보를 처리하기 위해 ADC 포트와 통신 시리얼(Serial) 포트를 사용할 수 있다.

제2모뎀부(1422)는 제2엠씨유(1421)의 제어하에 컴바이너부(1411)의 동작을 제어한다. 이에 의해 전송로에 설치되는 선로증폭기들의 동작 및 RF 레벨 등이 제어된다.

제2전원부(1423)는 소방용 무선통신 중계기(1400)의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급한다. 제2전원부(1423)는 하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 고효율 선형 전원 공급 장치로서 낮은 입력 전압(Dropout)과 출력 전류 제한 및 과열 차단 기능을 갖는다. 제2전원부(1423)는 사용자가 전압을 지정하지 않아도 입력전압에 관계없이 출력전압을 일정한 레벨로 유지한다.

도 5는 상기 재난방송용 FM중계기(1500)의 구현예를 보인 상세 블록도이다.

도 5를 참조하면, 재난방송용 FM중계기(1500)는 재난방송용 FM 입력부(1501), 재난방송용 FM SAW 필터(1502), 제1재난방송용 FM 증폭부(1503), 재난방송용 FM 다운 컨버터(1504), 제1안테나신호 검??부(1505), 제1재난방송용 FM 자동이득 조절부(1506), 제3디지털신호 처리기(1507), 재난방송용 FM 업컨버터(1508), 제2재난방송용 FM 증폭부(1509), 제2재난방송용 FM 자동이득 조절부(1510), 제3재난방송용 FM 증폭부(1511), 재난방송용 FM 필터(1512), 재난방송용 FM 출력부(1513), 제1 출력전압 검출부(1514), 제2온도 센서부(1515), 제3엠씨유(1516) 및 제3전원부(1517)를 포함한다.

재난방송용 FM 입력부(1501)는 옥외안테나부(1100)들을 통해 FM 라디오방송 주파수 대역의 무선 신호를 수신한다.

재난방송용 FM SAW 필터(1502)는 재난방송용 FM 입력부(1501)를 통해 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 FM 라디오방송 주파수 대역의 신호만 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제1재난방송용 FM 증폭부(1503)는 재난방송용 FM SAW 필터(1502)를 통해 공급되는 미약한 FM 라디오방송 신호를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨 이상으로 증폭한다.

재난방송용 FM 다운 컨버터(1504)는 제3디지털신호 처리기(1507)에서의 처리속도를 높일 수 있도록 FM 라디오 방송신호의 주파수를 낮은 주파수로 변환한다.

제1안테나신호 검??부(1505)는 상기 재난방송용 FM 다운 컨버터(1504)에서 커플링된 FM 라디오 방송신호를 직류전압으로 변경한다.

제1재난방송용 FM 자동이득 조절부(1506)는 제1안테나신호 검출부(1505)로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절한다.

제3디지털신호 처리기(1507)는 제1재난방송용 FM 자동이득 조절부(1506)로부터 공급되는 아날로그 신호의 처리속도를 높이기 위해 저역주파수 변환기를 이용하여 낮은 주파수로 변환한다. 제3디지털신호 처리기(1507)는 상기 낮은 주파수로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 채널별로 디지털 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄일 수 있다. 제3디지털신호 처리기(1507)는 감산 연산으로 궤환 신호를 제거하고, 자동이득조절기(AGC)를 이용하여 입력신호의 레벨에 상관없이 일정한 레벨로 출력한다.

재난방송용 FM 업컨버터(1508)는 제3디지털신호 처리기(1507)에서 중간주파수(IF)로 변환된 신호를 업 카운트하여 원래 주파수의 신호로 변환한다.

제2재난방송용 FM 증폭부(1509)는 재난방송용 FM 업컨버터(1508)로부터 공급되는 낮은 레벨의 FM 방송신호를 일정한 레벨로 증폭한다.

제2재난방송용 FM 자동이득 조절부(1510)는 제2재난방송용 FM 증폭부(1509)로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절한다.

제3재난방송용 FM 증폭부(1511)는 제2재난방송용 FM 자동이득 조절부(1510)로부터 공급되는 낮은 레벨의 FM 방송신호를 전파음영지역에서 서비스할 수 있도록 더욱 높은 레벨로 증폭한다.

제3재난방송용 FM 증폭부(1511)에서 증폭된 신호의 체배 주파수를 주변의 장비에 영향을 줄 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 재난방송용 FM 필터(1512)는 입력신호 중에서 목적한 대역의 신호만을 통과시킨다.

재난방송용 FM 출력부(1513)는 재난방송용 FM 필터(1512)로부터 공급되는 무선신호를 이용하여, FM 라디오방송 주파수 대역의 무선 신호만을 송신한다.

제1 출력전압 검출부(1514)는 재난방송용 FM 필터(1512)에서 커플링된 FM 라디오방송신호를 직류전압으로 변경하여 출력한다.

제2온도 센서부(1515)는 재난방송용 FM 중계기(1500) 내부의 온도를 감지하여 그에 따른 감지신호를 출력한다. 감지 가능한 온도 범위는 특별하게 한정되지 않는 것으로, 예를 들어 -40 ℃ ~ +125 ℃를 감지할 수 있다.

제3엠씨유(1516)는 제1 출력전압 검출부(1514)로부터 공급되는 직류전압을 참조하여, 제3 디지털신호 처리기(1507)의 동작을 제어한다. 이를 위해 제3엠씨유(1516)는 마이크로컨트롤러인 ATmega 시리즈를 사용하고, 출력 정보를 표현하기 위해서 그래픽 LCD와 LED를 사용하고, 입력 정보를 처리하기 위해 ADC 포트와 통신 시리얼(Serial) 포트를 사용할 수 있다. 제3엠씨유(1516)는 네트워크 관리 시스템(1900)과 연계하여 각부의 동작상태를 감시하고 장비별로 원격으로 RF 레벨 제어가 가능하게 한다.

제3전원부(1517)는 재난방송용 FM 중계기(1500) 내부의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급한다. 제3전원부(1517)는 배터리 백업 회로를 이용하여 평상시 충전 기능을 수행하고, 정전시에는 충전된 전원을 이용하여 계속적으로 전원을 공급한다.

도 6은 상기 재난방송용 DMB 중계기(1600)의 구현예를 보인 상세 블록도이다.

도 6을 참조하면, 재난방송용 DMB 중계기(1600)는 재난방송용 DMB 입력부(1601), 재난방송용 DMB SAW 필터(1602), 제1재난방송용 DMB 증폭부(1603), 재난방송용 DMB 다운 컨버터(1604), 제2안테나신호 검??부(1605), 제1재난방송용 DMB 자동이득 조절부(1606), 제4디지털신호 처리기(1607), 재난방송용 DMB 업 카운터(1608), 제2재난방송용 DMB 증폭부(1609), 제2재난방송용 DMB 자동이득 조절부(1610), 제3재난방송용 DMB 증폭부(1611), 재난방송용 DMB 필터(1612), 재난방송용 DMB 출력부(1613), 제2 출력전압 검출부(1614), 제2온도 센서부(1615), 제4엠씨유(1516) 및 제4전원부(1617)를 포함한다.

재난방송용 DMB 입력부(1601)는 옥외안테나부(1100)들을 통해 DMB 방송 주파수 대역의 무선 신호를 수신한다.

재난방송용 DMB SAW 필터(1602)는 재난방송용 DMB 입력부(1601)를 통해 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하여 DMB 방송 주파수 대역의 신호만 통과시키고 다른 대역의 신호들은 차단한다.

제1재난방송용 DMB 증폭부(1603)는 재난방송용 DMB SAW 필터(1602)를 통해 공급되는 미약한 DMB 방송 신호를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨 이상으로 증폭한다.

재난방송용 DMB 다운 컨버터(1604)는 제4디지털신호 처리기(1607)에서의 처리속도를 높일 수 있도록 DMB 방송신호의 주파수를 낮은 주파수로 변환한다.

제2안테나신호 검??부(1605)는 상기 재난방송용 DMB 다운 컨버터(1604)에서 커플링된 DMB 방송신호를 직류전압으로 변경한다.

제1재난방송용 DMB 자동이득 조절부(1606)는 제2안테나신호 검출부(1605)로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절한다.

제4디지털신호 처리기(1607)는 제1재난방송용 DMB 자동이득 조절부(1606)로부터 공급되는 아날로그 신호의 처리속도를 높이기 위해 저역주파수 변환기를 이용하여 낮은 주파수로 변환한다. 제4디지털신호 처리기(1607)는 상기 낮은 주파수로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 채널별로 디지털 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄일 수 있다. 제4디지털신호 처리기(1607)는 감산 연산으로 궤환 신호를 제거하고, 자동이득조절기(AGC)를 이용하여 입력신호의 레벨에 상관없이 일정한 레벨로 출력한다.

재난방송용 DMB 업 카운터(1608)는 제4디지털신호 처리기(1607)에서 중간주파수(IF)으로 변환된 신호를 업 카운트하여 원래 주파수의 신호로 변환한한다.

제2재난방송용 DMB 증폭부(1609)는 재난방송용 DMB 업 카운터(1608)로부터 공급되는 낮은 레벨의 DMB 방송신호를 일정한 레벨로 증폭한다.

제2재난방송용 DMB 자동이득 조절부(1610)는 제2재난방송용 DMB 증폭부(1609)로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절한다.

제3재난방송용 DMB 증폭부(1611)는 제2재난방송용 DMB 자동이득 조절부(1610)로부터 공급되는 낮은 레벨의 DMB 방송신호를 전파음영지역에서 서비스할 수 있도록 더욱 높은 레벨로 증폭한다.

제3재난방송용 DMB 증폭부(1611)에서 증폭된 신호의 체배 주파수를 주변의 장비에 영향을 줄 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 재난방송용 DMB 필터(1612)는 입력신호 중에서 목적한 대역의 신호만을 통과시킨다.

재난방송용 DMB 출력부(1613)는 재난방송용 DMB 필터(1612)로부터 공급되는 무선신호를 이용하여, DMB 방송 주파수 대역의 무선 신호만을 송신한다.

제2 출력전압 검출부(1614)는 재난방송용 DMB 필터부(1613)에서 커플링된 DMB 라디오방송신호를 직류전압으로 변경하여 출력한다.

제2온도 센서부(1615)는 재난방송용 DMB 중계기(1600) 내부의 온도를 감지하여 그에 따른 감지신호를 출력한다. 감지 가능한 온도 범위는 특별하게 한정되지 않는 것으로, 예를 들어 -40 ℃ ~ +125 ℃를 감지할 수 있다.

제4엠씨유(1516)는 제2 출력전압 검출부(1614)로부터 공급되는 직류전압을 참조하여, 제4 디지털신호 처리기(1607)의 동작을 제어한다. 이를 위해 제4엠씨유(1616)는 마이크로컨트롤러인 ATmega 시리즈를 사용하고, 출력 정보를 표현하기 위해서 그래픽 LCD와 LED를 사용하고, 입력 정보를 처리하기 위해 ADC 포트와 통신 시리얼(Serial) 포트를 사용할 수 있다. 제4엠씨유(1616)는 네트워크 관리 시스템(1900)과 연계하여 각부의 동작상태를 감시하고 장비별로 원격으로 RF 레벨 제어가 가능하게 한다.

제4전원부(1617)는 재난방송용 DMB 중계기(1600) 내부의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급한다. 제4전원부(1617)는 배터리 백업 회로를 이용하여 평상시 충전 기능을 수행하고, 정전시에는 충전된 전원을 이용하여 계속적으로 전원을 공급한다.

도 7은 상기 무선 결합기(1700)의 구현예를 보인 상세 블록도이다.

도 7을 참조하면, 무선 결합기(1700)는 무선 컴바이너부(1701), 제2바이어스 티부(1702), RF/IF 입출력부(1703), IF대역 입출부(1704), 직류전원 입력부(1705) 및 지하스위치 제어부(1706)를 포함한다.

무선 컴바이너부(1701)는 초단파 이상의 각 주파수대를 대역필터(Band Pass Filter)와 임피던스 정합회로를 이용하여 무손실 합성하여 하나의 단자로 출력한다. 또한, 무선 컴바이너부(1701)는 결합 대상의 전파 상호간 삽입손실이 최소가 되도록 합성하여 송출한다. 또한, 무선 컴바이너부(1701)는 낮은 정재파비(VSWR)와 각 주파수 대역별 높은 송, 수신 격리도(Isolation)를 갖도록 함으로써 시스템 안정성과 이득의 극대화가 가능하고 하드웨어 알고리즘을 장착하여 모니터링(Monitoring) 및 콘트롤할 수 있다.

제2바이어스 티부(1702)는 소방주파수 대역의 무선신호(RF) 및 재난방송용 FM/DMB 방송신호를 직류전원(DC)과 결합하여 주파수 왜곡현상 및 주파수 간섭 없이 출력하고 고주파 동축케이블(CA)에 직류전원(DC)을 공급한다.

RF/IF 입출력부(1703)는 지상, 지하 구간에 설치된 분배기(2000)와 동축케이블(CA)을 통해 입출력되는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)와 중간주파수 신호 및 재난방송 FM/DMB 방송 신호를 최종적으로 중계기로 전달한다.

IF대역 입출부(1704)는 RF/IF 입출력부(1703)를 통해 지상, 지하 구간에 설치된 선로증폭기(1200),(3100), (4100)에서 소방주파수 대역의 무선신호(RF)를 공급받아 중간주파수로 변환시키고 이렇게 변환된 중간주파수 신호를 중계기에 전달한다.

직류전원 입력부(1705)는 하이 커런트 로우 드롭 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)를 구비한 고효율 선형 전원공급장치이다. 직류전원 입력부(1705)는 낮은 입력전압(dropout)과 출력전류를 제한하고 과열 차단 기능을 갖는다. 따라서, 직류전원 입력부(1705)는 입력전압의 레벨 변화에 관계없이 항상 기 설정된 레벨의 정전압을 공급한다.

지하스위치 제어부(1706)는 소방주파수 대역의 무선신호(RF)의 입출력 레벨 크기와 직류전원의 부하(Load)가 설정치보다 클 때 스위치를 온/오프시켜 설정치를 유지하도록 한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

1000 : 메인 송수신장치
1100 : 옥외안테나부
1200 : 옥외용 선로증폭기
1300 : 무선 분배기
1400 : 소방용 무선통신 중계기
1500 : 재난방송용 FM 중계기
1600 : 재난방송용 DMB 중계기
1700 : 무선 결합기
1800 : 전원공급기
1900 : 네트워크 관리 시스템
2000 : 분배기
3000 : 지상층 송수신장치
3100 : 지상층 선로증폭기
3200 : 지상층 분배기
3300 : 지상층 실내안테나부
4000 : 지하층 송수신장치
4100 : 지하층 선로증폭기
4200 : 지하층 분배기
4300 : 지하층 실내안테나부

Claims

옥외안테나부들을 통해 옥외로부터 수신되거나 상기 옥외로 송신되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호의 중계기능과, VHF대역의 FM 라디오방송 신호와 지상파 DMB 방송신호의 중계기능을 수행하고, 상기 무선신호, FM 라디오방송 신호 및 DMB 방송신호들을 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성해서 하나의 단자로 출력하는 메인 송수신장치;
상기 메인 송수신 장치로부터 공급되는 중계신호들을 양측의 고주파 동축케이블로 분배하는 분배기;
상기 양측의 고주파 동축케이블 중에서 하나의 고주파 동축케이블을 통해 수신되는 중계신호를 수신처리하여 지상층들에 송신하는 지상층 송수신장치; 및
상기 양측의 고주파 동축케이블 중에서 다른 하나의 고주파 동축케이블을 통해 수신되는 중계신호를 수신처리하여 지하층들에 송신하는 지하층 송수신장치;를 포함하고,
전파 음영지역에 건축물 내부와 건축물 외부 간의 무전기 통화, 건축물 지상층 내부와 지하층 내부 간의 무전기 통화 및 소방대 상호 간의 무전기 통화, 상황실과 소방대 간의 무전기 통화를 위한 무선통신 중계기능을 수행하되,
평상시 소방용 재난방송 시스템이 일반 관리용 무전기로 사용할 수 있도록 무선통신 중계기능을 수행하고, 재난 시에는 소방용 재난방송 시스템이 소방용 무선통신보조설비로 사용될 수 있도록 무선통신 중계기능을 수행하는 소방용 무선통신 중계기;를 더 포함하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 옥외안테나부는
지상의 옥외에 분산 설치되어 상기 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 송수신하되, 안테나 다이버시티(diversity)를 구현하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 옥외로부터 수신되거나 상기 옥외로 송신되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호를 증폭하거나 다운컨버팅하는 옥외용 선로증폭기들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제3항에 있어서,
상기 옥외용 선로증폭기는,
제1 대역통과 여파기로부터 공급되는 신호들을 증폭하고, 상기 제1 대역통과 여파기에 공급되는 신호를 필터링하는 제1 증폭 및 필터부;
상기 제1 증폭 및 필터부를 통해 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호 및 FM/DMB 방송신호, 디지털신호처리된 중간주파수 대역의 신호를 일정한 크기로 조절하여 출력하는 제1 자동이득 조절부;
상기 제1 자동이득 조절부를 통해 공급되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환한 후 채널별로 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄이고, 감산 연산으로 궤환신호를 제거한 후 업 컨버팅하여 출력하는 제1 디지털신호 처리기;
격리부를 통해 상기 제1디지털신호 처리기로부터 공급되는 신호들을 증폭하고, 상기 격리부에 공급되는 신호를 필터링하는 제2 증폭 및 필터부;
제2 자동이득 조절부를 통해 상기 제2 증폭 및 필터부로부터 공급되는 필터링하고, 제2 대역통과 여파기로부터 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호를 절체하는 필터링부; 및
상기 자동이득 조절동작, 상기 제1 디지털신호 처리기의 디지털신호 처리동작을 제어하는 제1엠씨유;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제4항에 있어서,
상기 옥외용 선로 증폭기는,
상기 선로 증폭기의 각부에서 필요로 하는 전원을 공급하되, 하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 제1전원부; 및
상기 무선신호와 직류전원을 서로 간섭없이 결합하고, 주파수 왜곡현상이나 주파수 간섭 없이 직류전원을 분리하여 분리된 직류전원을 상기 제1전원부에 공급하는 제1바이어스 티부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제1항에 있어서,
바이어스 티(Bias Tee) 방식으로 구현되어 상기 옥외안테나부들을 통해 수신되는 신호들을 결합하고 분배하되, 상기 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호와, 직류전원을 결합하는 무선 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제6항에 있어서,
상기 무선 분배기는,
상기 옥외안테나부들을 통해 수신되는 신호들을 결합하고 분배하는 무선 분배부;
하이 커런트 로우 드롭아웃 레귤레이터(High Current Low Dropout Regulator)가 적용된 고효율 선형 전원 공급 장치로서 입력전압의 레벨변화에 관계없이 출력전압을 일정한 레벨로 유지하는 제1직류전원 입력부;
상기 소방주파수 대역의 무선신호의 크기와 직류전원의 레벨이 설정치보다 클 때 스위치를 오프시키기 위한 스위칭 제어신호를 출력하는 지상 스위치 제어부;
상기 무선신호와 직류전원을 서로 결합하여 주파수 왜곡현상이나 주파수 간섭이 없는 형태로 출력하는 제1바이어스 티부; 및
상기 옥외안테나부들을 통해 입출력되는 신호를 최종적으로 중계기측으로 전달하는 무선신호 입출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 소방용 무선통신 중계기는,
단일 주파수 및 소방주파수 대역의 무선신호를 수신하는 소방대역 입력부;
상기 소방대역 입력부를 통해 수신되는 소방주파수 대역의 무선신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하는 제4 소방대역 SAW 필터;
상기 제4 소방대역 SAW 필터를 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호를 저잡음 증폭기를 이용하여 일정한 레벨로 증폭하는 제3 소방대역 증폭기;
상기 제3 소방대역 증폭기를 통해 공급되는 소방주파수 대역의 무선신호를 입력 레벨에 상관없이 일정한 레벨로 조절하여 출력하는 제3 자동이득 조절부;
상기 제3 자동이득 조절부를 통해 공급되는 무선신호를 중계하기 위해 디지털 연산처리하는 제2 디지털신호 처리기;
상기 제2 디지털신호 처리기측으로부터 공급되는 무선신호와 선로증폭기의 원격 감시 및 제어를 위한 모뎀신호를 결합하는 컴바이어너부;
상기 컴바이너부와 연계하여 소방주파수 대역의 무선신호를 송신하는 소방대역 출력부;
상기 제2 디지털신호 처리기의 동작을 제어하는 제2엠씨유; 및
상기 제2엠씨유의 제어하에 상기 모뎀신호를 출력하는 제2모뎀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제1항에 있어서,
VHF대역의 FM 라디오방송 신호를 증폭 및 필터링하고, 중계를 위한 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보하는 재난방송용 FM 중계기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제10항에 있어서,
상기 재난방송용 FM 중계기는,
상기 옥외안테나부들을 통해 FM 라디오방송 주파수 대역의 무선 신호를 수신하는 재난방송용 FM 입력부;
상기 재난방송용 FM 입력부를 통해 공급되는 신호를 표면탄성파를 이용하여 필터링하는 재난방송용 FM SAW 필터;
상기 재난방송용 FM SAW 필터를 통해 공급되는 FM 라디오방송 신호를 일정한 레벨 이상으로 증폭하는 제1재난방송용 FM 증폭부;
상기 제1재난방송용 FM 증폭부로부터 공급되는 FM 라디오 방송신호의 주파수를 낮은 주파수로 변환하는 재난방송용 FM 다운 컨버터;
상기 재난방송용 FM 다운 컨버터에서 커플링된 FM 라디오 방송신호를 직류전압으로 변경하는 제1안테나신호 검출부;
상기 제1안테나신호 검출부로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절하는 제1재난방송용 FM 자동이득 조절부;
상기 제1재난방송용 FM 자동이득 조절부로부터 공급되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 채널별로 디지털 필터링하여 채널간의 상호 불요파에 따른 장애를 줄이는 제3디지털신호 처리기;
상기 제3디지털신호 처리기에서 중간주파수로 변환된 신호를 업 카운트하여 원래 주파수의 신호로 변환하는 재난방송용 FM 업 카운터;
상기 재난방송용 FM 업 카운터로부터 공급되는 FM 방송신호를 일정한 레벨로 증폭하는 제2재난방송용 FM 증폭부;
상기 제2재난방송용 FM 증폭부로부터 공급되는 무선신호를 입력 레벨에 관계없이 일정한 레벨로 자동 조절하는 제2재난방송용 FM 자동이득 조절부;
상기 제2재난방송용 FM 자동이득 조절부로부터 공급되는 FM 방송신호를 전파음영지역에서 서비스할 수 있도록 높은 레벨로 증폭하는 제3재난방송용 FM 증폭부;
상기 제3재난방송용 FM 증폭부에서 증폭된 신호 중에서 목적한 대역의 신호만을 통과시키는 재난방송용 FM 필터;
상기 재난방송용 FM 필터로부터 공급되는 무선신호를 이용하여, FM 라디오방송 주파수 대역의 무선 신호만을 송신하는 재난방송용 FM 출력부;
상기 재난방송용 FM 필터부에서 커플링된 FM 라디오방송신호를 직류전압으로 변경하여 출력하는 제1 출력전압 검출부; 및
상기 제1 출력전압 검출부로부터 공급되는 직류전압을 참조하여, 상기 제3 디지털신호 처리기의 동작을 제어하는 제3엠씨유;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제1항에 있어서,
VHF대역의 지상파 DMB 방송신호를 증폭 및 필터링하고, 송수신신호 간의 아이솔레이션(Isolation)을 확보하는 재난방송용 DMB 중계기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 신호들을 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성해서 하나의 단자로 출력하는 무선 결합기(Wireless Combiner);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.
제13항에 있어서,
상기 무선 결합기는,
초단파 이상의 각 주파수대를 대역필터와 임피던스 정합회로를 이용하여 합성하여 하나의 단자로 출력하는 무선 컴바이너부;
상기 소방주파수 대역의 무선신호 및 재난방송용 FM/DMB 방송신호를 직류전원과 결합하여 출력하고, 상기 고주파 동축케이블에 직류전원(DC)을 공급하는 제2바이어스 티부;
지상, 지하 구간에 설치된 분배기와, 상기 동축케이블을 통해 입출력되는 소방주파수 대역의 무선신호와 중간주파수 신호 및 재난방송 FM/DMB 방송 신호를 최종적으로 중계기로 전달하는 RF/IF 입출력부; 및
상기 RF/IF 입출력부를 통해 지상, 지하 구간에 설치된 선로증폭기들에서 소방주파수 대역의 무선신호를 공급받아 중간주파수로 변환시켜 출력하는 IF대역 입출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 무선통신 및 재난방송 통합 전송 시스템.