KR20000016285U - Antenna conversion apparatus of base station - Google Patents
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Abstract
본 고안은 이동 통신 시스템에서 통신 환경의 변화에 따라 옴니 안테나를 구비한 송수신 시스템을 멀티 섹터 안테나를 구비한 송수신 시스템으로 변환시켜 통신 서비스의 반경을 확장할 수 있는 기지국의 안테나 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna converter of a base station capable of extending the radius of a communication service by converting a transmission / reception system having an omni antenna into a transmission / reception system having a multi-sector antenna according to a change in a communication environment in a mobile communication system.
이와 같은 본 고안에 따른 기지국의 안테나 변환장치는 입력되는 무선 주파수 대역의 신호를 동일한 양을 갖는 무선 주파수 대역의 신호로 변환하는 광 섹터 제어부와, 상기 광 섹터 제어부에 연결된 다수의 섹터 안테나로 구성된다. 따라서, 기지국 주변의 통신 환경에 따라, 필요시 현재 기지국의 송수신 시스템을 멀티 섹터 안테나를 갖는 기지국의 송수신 시스템으로 변환할 수 있다The antenna converter of the base station according to the present invention is composed of an optical sector control unit for converting the signal of the input radio frequency band into a signal of the radio frequency band having the same amount, and a plurality of sector antennas connected to the optical sector control unit. . Therefore, according to the communication environment around the base station, it is possible to convert the transmission and reception system of the current base station to the transmission and reception system of the base station having a multi-sector antenna if necessary.
Description
본 고안은 기지국의 안테나 변환장치에 관한 것으로서, 특히 통신 서비스의반경을 확장하기에 적당하도록 한 기지국의 안테나 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna converter of a base station, and more particularly to an antenna converter of a base station to be suitable for extending the radius of the communication service.
도 1은 종래의 옴니(Omni)안테나 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a conventional omni antenna system.
도 1을 참조하면, 옴니 안테나를 구비한 종래의 기지국 송수신시스템은 CDMA 디지털 신호를 발생시키는 다중 채널 프로세서(1O)와, 기저대역의 신호를 IF 대역으로 변조하는 기지국 섹터 변환기(20)와, 중간 주파수 대역의 신호를 RF 신호로 주파수 변환하는 업카운터(30)와, 주파수 변환된 RF 신호를 설계된 값만큼 증폭하는 고전력증폭기(40)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional base station transceiver system having an omni antenna includes a multi-channel processor 10 for generating a CDMA digital signal, a base station sector converter 20 for modulating a baseband signal into an IF band, and an intermediate An up counter 30 for frequency converting a signal in a frequency band into an RF signal, and a high power amplifier 40 for amplifying the frequency converted RF signal by a designed value.
종래의 옴니 안테나 시스템을 구비한 기지국 송수신 시스템은 기저대역의 신호를 다중채널프로세서(10), 업 카운터(30), 고전력증폭기(40)를 사용하여 RF 신호로 주파수를 변환하여 옴니(Omni) 안테나(50)를 사용하여 서비스한다.A base station transmission / reception system including a conventional omni antenna system converts a frequency of a baseband signal into an RF signal using a multi-channel processor 10, an up counter 30, and a high power amplifier 40 to an omni antenna. Use 50 to service.
이와 같은 송수신시스템은 서비스 지역이 작은 지역에서 주로 사용하며, 설치가 용이하기 때문에 농촌지역등에 설치한다.Such a transmission / reception system is mainly used in a small service area, and is easily installed in rural areas.
도 2는 섹터 안테나를 구비한 종래의 기지국 송수신 시스템을 나타낸 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a conventional base station transmitting and receiving system having a sector antenna.
도 2를 참조하면, 섹터 안테나를 구비한 종래의 송수신시스템은 CDMA 디지털 신호를 발생시키는 다중 채널 프로세서(10)와, 다수의 기지국 섹터 변환기(120a - 120c)를 구비하고, 기저대역의 신호를 IF 대역으로 변조하는 기지국 섹터 변환부(120)와, 다수의 업카운터(130a - 130c)를 구비하고, 중간 주파수 대역의 신호를 RF 신호로 주파수 변환하는 업카운터부(130)과, 다수의 고전력증폭기(140a - 140c)을 구비하고, 주파수 변환된 RF 신호를 설계된 값만큼 증폭시켜주는 다수의 고전력 증폭기(140a - 140c)로 구성된다. 여기서, 다수의 고전력증폭기(140a - 140c)에서 증폭된 신호는 각각의 섹터 안테나(150a - 150c)를 통하여 서비스 지역으로 방사된다.Referring to FIG. 2, a conventional transmission / reception system having a sector antenna includes a multi-channel processor 10 for generating a CDMA digital signal, a plurality of base station sector converters 120a to 120c, and a baseband signal to IF. A base station sector converter 120 for modulating the band, a plurality of up counters 130a to 130c, an up counter 130 for frequency converting a signal of an intermediate frequency band into an RF signal, and a plurality of high power amplifiers And a plurality of high power amplifiers 140a-140c which amplify the frequency converted RF signal by a designed value. Here, the signals amplified by the plurality of high power amplifiers 140a-140c are radiated to the service area through the respective sector antennas 150a-150c.
그러나, 이와 같은 종래의 기술에서는 도 1에 도시된 옴니 안테나를 구비한기지국의 제어 지역에 이동 통신 서비스를 이용하는 사용자가 늘면 서비스의 품질과 통화 서비스 지역이 줄어든다. 이러한 경우에 변화된 통신 환경에 적응하려면,기존에 설치된 옴니 안테나 및 관련 시스템을 제거하고, 도 2에 도시된 섹터 안테나를 구비한 송수신시스템을 새로 설치하여야한다. 왜냐하면, 종래의 옴니(Omni)안테나는 이득값이 작기 때문에, 협소한 서비스 지역에만 유효하기 때문이다.However, in the related art, as the number of users who use the mobile communication service increases in the control area of the base station having the omni antenna shown in FIG. 1, the quality of service and the call service area decrease. In this case, in order to adapt to the changed communication environment, the existing omni antenna and related system must be removed, and a transmission / reception system having a sector antenna shown in FIG. This is because the conventional omni antenna is effective only in a narrow service area because the gain value is small.
따라서, 처음에 해당 지역의 통신량이 적거나 통신 반경이 적어서 옴니 안테나를 구비한 기지국을 설치한 후, 주변의 통신 환경이 현재 설정된 최대 임계값을 초과하는 통신용량(traffic capacity)과 통신 서비스의 반경을 요구하면 현재의 기지국을 섹터 안테나를 갖는 기지국의 송수신 시스템을 갖도록 새롭게 설치해야만 했다.Therefore, after installing a base station equipped with an omni antenna due to a small amount of communication in the region or a small communication radius, a radius of the communication capacity and a communication service in which the surrounding communication environment exceeds the currently set maximum threshold value. When required, the current base station had to be newly installed to have a transmission / reception system of a base station having a sector antenna.
본 고안의 목적은 이상에서 설명한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 이동 통신 시스템에서 통신 환경의 변화에 따라 옴니 안테나를 구비한 송수신 시스템을 멀티 섹터 안테나를 구비한 송수신 시스템으로 변환시켜 통신 서비스의 반경을 확장할 수 있는 기지국의 안테나 변환장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, in accordance with the change of the communication environment in a mobile communication system by converting a transmission and reception system with an omni antenna to a transmission and reception system having a multi-sector antenna communication service It is to provide an antenna inverter of the base station that can extend the radius of.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 기지국의 안테나 변환장치가 입력되는 무선 주파수 대역의 신호를 동일한 양을 갖는 무선 주파수 대역의 신호로 변환하는 광 섹터 제어부와, 상기 광 섹터 제어부에 연결된 다수의 섹터 안테나로 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the optical sector control unit for converting the signal of the radio frequency band inputted by the antenna converter of the base station into a signal of the radio frequency band having the same amount, and the optical sector control unit It consists of a plurality of sector antennas connected to.
여기서, 바람직하게는 광 섹터 제어부는 입력되는 무선 주파수 신호를 광신호로 변환하는 광 송신기와, 광 송신기에서 출력되는 광신호를 동일한 양으로 분배하는 광 분배기와, 광 분배기에서 분배되어 출력되는 다수의 광신호를 미리 설정된지연값으로 각각 지연시키는 다수의 지연기와, 지연기에서 각각 출력되는 광 광신호를선 주파수 신호로 각각 변환하는 다수의 광 수신기로 구성된다.Here, the optical sector controller preferably includes an optical transmitter for converting an input radio frequency signal into an optical signal, an optical splitter for distributing an optical signal output from the optical transmitter in the same amount, and a plurality of optical splitters output from the optical splitter. And a plurality of retarders for respectively delaying the optical signal to a predetermined delay value, and a plurality of optical receivers for respectively converting the optical optical signals output from the retarder into line frequency signals.
도 1도 1은 종래의 옴니 안테나를 구비한 송수신시스템의 블럭 구성도.1 is a block diagram of a transmission and reception system having a conventional omni antenna.
도 2는 종래의 섹터 안테나를 구비한 송수신시스템의 블럭 구성도.2 is a block diagram of a transmission and reception system having a conventional sector antenna.
도 3은 본 고안에 따른 안테나 변환장치를 구비한 송수신시스템의 블럭 구성도.3 is a block diagram of a transmission and reception system having an antenna converter according to the present invention.
도 4는 도 3에 보인 광 섹터 제어부의 블럭 구성도.4 is a block diagram illustrating an optical sector controller shown in FIG. 3;
도 5a 내지 5b는 종래의 송수신시스템과 본 고안에 따른 송수신시스템 사용시 통신 지역의 반경을 각각 도시한 도면.5a to 5b are diagrams respectively illustrating a radius of a communication area when using a transmission and reception system according to the present invention and a conventional transmission and reception system.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
110 : 다중 채널 프로세서 120 : 기지국 섹터 변환부110: multi-channel processor 120: base station sector converter
130 : 업 카운터부 140 : 고전력 증폭부130: up counter 140: high power amplifier
150 : 옴니 안테나 160 : 광 섹터 제어부150: omni antenna 160: optical sector control unit
161 : 광 송신기 162 : 광 분배기161: light transmitter 162: light splitter
163a-163n : 시간 지연기 164a-164n : 광 케이블163a-163n: time delay 164a-164n: optical cable
165a-165n : 광 수신기 166a-166n : 고 전력 증폭기165a-165n: Optical Receiver 166a-166n: High Power Amplifier
170a-170c : 섹터 안테나170a-170c: Sector Antenna
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 따른 안테나 변환장치를 구비한 송수신시스템의 블럭 구성도이다.3 is a block diagram of a transmission and reception system having an antenna converter according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 기지국의 안테나 변환장치는 기저대역의 신호를 IF 대역으로 변조하는 기지국 섹터 변환기(120)와, 중간 주파수 대역의 신호를 RF 신호로 주파수 변환하는 업카운터(130)와, 주파수 변환된 RF 신호를 설계된 값만큼 증폭하는 고전력증폭기(140)와, 입력되는 무선 주파수 대역의 신호를 동일한 양을 갖는 무선 주파수 대역의 신호로 변환하는 광 섹터 제어부(160)와, 광 섹터 제어부(160)에 연결된 다수의 섹터 안테나로 구성된다.Referring to FIG. 3, an antenna converter of a base station according to the present invention includes a base station sector converter 120 for modulating a baseband signal into an IF band, and an up counter 130 for frequency converting a signal in an intermediate frequency band into an RF signal. ), A high power amplifier 140 for amplifying the frequency-converted RF signal by a designed value, an optical sector controller 160 for converting an input radio frequency band signal into a radio frequency band signal having the same amount, It is composed of a plurality of sector antennas connected to the sector control unit 160.
여기서, 광 섹터 제어부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 고전력증폭기(140)에서 제공되는 무선 주파수 신호를 광신호로 변환하는 광 송신기(140)와, 광 송신기(161)에서 출력되는 광신호를 동일한 양으로 분배하는 광분배기(162)와, 광 분배기(l62)에서 분배되어 출력되는 다수의 광신호를 미리 설정된 지연값으로 각각 지연시키는 다수의 시간 지연기(163a-163n)와, 시간지연기(163a-163n)에서 출력되는 광신호를 각각 전송하는 다수의 광 케이블(164a-164n)과, 시간 지연기(163a-163n)에서 각각 출력되는 광신호를 무선 주파수 신호로 각각 변환하는 다수의 광 수신기(165a-165n)와, 광 수신기(165a-165n)에서 출력되는 신호를 소정 증폭비로 각각 증폭하여 출력하는 고전력 증폭기(166a-166n)로 구성된다.Here, as shown in FIG. 4, the optical sector controller 160 includes an optical transmitter 140 for converting a radio frequency signal provided from the high power amplifier 140 into an optical signal, and an optical signal output from the optical transmitter 161. And a time divider 163a to 163n for respectively delaying a plurality of optical signals distributed and output from the light splitter l62 to a predetermined delay value. A plurality of optical cables 164a-164n for transmitting the optical signals output from the devices 163a-163n and a plurality of optical signals respectively output from the time delayers 163a-163n for radio frequency signals. Optical receivers 165a-165n and high power amplifiers 166a-166n for amplifying and outputting signals output from the optical receivers 165a-165n at a predetermined amplification ratio, respectively.
본 고안은 종래의 옴니(Omni) 안테나를 구비한 기지국의 송수신 시스템에 광 섹터 제어부(160)를 사용함으로써 멀티 섹터 안테나를 갖는 기지국의 송수신 시스템으로 변경하여 운영할 수 있다.The present invention can be operated by changing the transmission and reception system of the base station having a multi-sector antenna by using the optical sector control unit 160 in the transmission and reception system of the base station having a conventional omni antenna.
또한, 본 고안은 광 선로의 특성과, 광신호의 분배 및 광 선로의 실시간 지연 특성을 이용하여, 기지국의 송수신 시스템의 구조를 옴니(Omni) 안테나 시스템에서 섹터 안테나 시스템으로 변하게 한다.In addition, the present invention changes the structure of a base transceiver station from an omni antenna system to a sector antenna system by using characteristics of an optical line, distribution of an optical signal, and real-time delay characteristics of the optical line.
따라서, 본 고안에서는 광 송신기(161)의 광신호를 광 분배기(162)를 이용하여 여러 개의 섹터로 나누어 전송할 수 있다. 이때, 각 섹터의 실시간 지연 특성을 1uS 정도의 차이가 발생하도록 설계한다. 이러한 광 소자에서 실시간 지연시간은 약 5 uS/Km 이며, 광 전송 손실은 0.4dB/Km 이다. 그러므로 도 3의 광 분배기(162)가 원하는 설계값으로 쉽게 제작 될 수 있으며, 이러한 신호가 1uS 이상의 실시간 차이를 가지고 각각의 섹터로 방사된다. 이렇게 방사된 동일한 신호는 다중 경로에 의한 페이딩(Fading)에 의한 왜곡을 제거 할 수 있는 랙(RACK) 수신기의 기능을 단말기가 수행할 수 있도록 한다.Therefore, in the present invention, the optical signal of the optical transmitter 161 may be divided into several sectors using the optical splitter 162 and transmitted. At this time, the real time delay characteristics of each sector are designed to cause a difference of about 1 uS. The real time delay in this optical device is about 5 uS / Km and the optical transmission loss is 0.4dB / Km. Therefore, the optical splitter 162 of FIG. 3 can be easily manufactured to a desired design value, and this signal is radiated to each sector with a real time difference of 1 uS or more. The same signal radiated in this way allows the terminal to perform the function of a rack (RACK) receiver capable of removing distortion due to fading due to multipath.
또한, 이러한 광 선로는 번들 코어(Bundle Core)라는 광 선로를 이용하여 작은 크기의 제작이 가능하여, 하나의 장비로 구현이 가능하다In addition, such an optical line can be manufactured in a small size using an optical line called a bundle core, which can be implemented as a single device.
도 5a 내지 5b는 종래의 송수신시스템과 본 고안에 따른 송수신시스템 사용시 통신 지역의 반경을 각각 도시한 도면이다.5a to 5b are diagrams showing the radius of the communication area when using a transmission and reception system according to the present invention and the conventional transmission, respectively.
도 5b에서는 각 섹터간에 겹치는 지역이 발생하여도 섹터1-2, 섹터1-3, 섹터2-3 영역은 송신 공간 다이버시티 기능이 수행될 수 있는 셀 구조인 것을 보이고 있다.In FIG. 5B, even when regions overlap between sectors, sectors 1-2, sectors 1-3, and sectors 2-3 are cell structures in which transmission space diversity functions can be performed.
이상과 같은 설명에 따르면, 기지국 설치시 통신량이 적거나 통신 반경이 적어서 옴니 안테나를 구비한 기지국 주변의 통신 환경이 현재 설정된 최대 임계값을 초과하는 통신용량(traffic capacity)과 통신 서비스의 반경을 요구하면 본 고안의 실시 예에 따라 현재 기지국의 송수신 시스템을 멀티 섹터 안테나를 갖는 기지국의 송수신 시스템으로 변환할 수 있다. 또한, 본 고안의 특성으로 인해 각 섹터간에 서로 겹치는 지역이 발생하여도 신호의 간섭 때문에 발생할 수 있는 통신 특성의 저하 현상이 발생하지 않고, 송신 공간 다이버시티 기능을 수행한다.According to the above description, when the base station is installed, a small amount of communication or a small communication radius require a communication capacity and a radius of a communication service in which the communication environment around the base station having the omni antenna exceeds the currently set maximum threshold. According to an embodiment of the present invention, it is possible to convert a transmission / reception system of a current base station into a transmission / reception system of a base station having a multi-sector antenna. In addition, due to the characteristics of the present invention, even if an area overlapping each other is generated, the communication characteristics that may occur due to signal interference do not occur and transmit space diversity is performed.
따라서, 종래의 옴니 안테나를 구비한 기지국을 멀티 섹터 안테나를 갖는 기지국으로 보다 경제적으로 편리하게 개량하여, 보다 개선된 통신 품질을 제공할 수 있다.Accordingly, the conventional base station having the omni antenna can be improved more conveniently and economically to the base station having the multi-sector antenna, thereby providing more improved communication quality.
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