KR20000021613A

KR20000021613A - 무선가입자망 시스템에서의 대전력 증폭기의 이중화 장치

Info

Publication number: KR20000021613A
Application number: KR1019980040791A
Authority: KR
Inventors: 남경민
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-25

Abstract

본 발명은 WLL 시스템의 기지국에서 사용되는 HPA의 이중화 구성에 있어서, 2FA 확장시 각 채널별로 독립되게 구성된 각각의 예비용 HPA를 채널간에 서로 공유하여 이중화를 구현함으로써 1개 이상의 HPA에 문제가 발생하여도 중단없이 시스템을 운영할 수 있도록 한 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치에 관한 것으로, 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템의 기지국에서 각 채널별로 독립되게 구성된 각각의 예비용 HPA를 채널간에 서로 공유하도록 이중화 장치를 구현한 후, 2개의 HPA에 이상이 발생하는 경우 1개의 HPA에 대해서는 자신의 채널에 해당하는 예비용 HPA를 통해 이중화 동작을 수행하고, 나머지 1개의 HPA에 대해서는 상대방 채널에 해당하는 예비용 HPA를 통해 이중화 동작을 수행하도록 함을 특징으로 하며, 이와 같이 각 채널별로 독립된 예비용 HPA를 채널간에 공유하여 이중화 장치를 구현함으로써 종래와 동일한 HPA의 수량으로 2개의 이중화 HPA를 갖게 되어 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

무선가입자망 시스템에서의 대전력 증폭기의 이중화 장치

본 발명은 무선가입자망(Wireless Local Loop ; 이하, 'WLL'이라 칭함) 시스템의 기지국에서 사용되는 대전력 증폭기(High Power Amplifier ; 이하, 'HPA'라 칭함)의 이중화 구성에 있어서, 2FA(Frequency Assignment) 확장시 각 채널별로 독립되게 구성된 각각의 예비용(Redundancy) HPA를 채널간에 서로 공유하여 이중화를 구현함으로써 1개 이상의 HPA에 문제가 발생하여도 중단없이 시스템을 운영할 수 있도록 한 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 WLL 시스템은 전화국에서 가입자 단말기까지 유선선로 대신에 무선 시스템을 이용하여 링크를 구성하는 시스템으로서, 종래의 유선망 구성에 비해 초기 투자비용이 적으며 단기간에 망을 구성할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수가 용이하다는 장점이 있어 향후 정보 인프라 구축에 중요한 역할을 할 것이라 기대된다.

최근 WLL 시스템은 WLL 서비스 사업자(예를 들면, 하나로 통신)가 2개의 채널을 할당받아 2FA 시스템으로 진행됨에 따라 기존에 개발된 1FA/3섹터(Sector)용 RF 유닛(Unit)을 2FA 시스템으로 확장 개발이 필요하게 되었다.

한편, WLL 및 디지털 셀룰러 시스템(Digital Cellular System ; DCS) 또는 개인 휴대통신 시스템(Personal Communication System ; PCS) 등과 같은 무선통신 시스템의 기지국에서 사용되는 HPA는 안테나를 통해 최종적으로 출력되는 송신신호의 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 역할을 수행하는 부분으로, HPA의 전기적 특성은 시스템 전체의 성능을 좌우하는 중요한 부분이다.

이러한 HPA에 이상이 발생할 경우에 대비하여 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템에서는 도 1에 도시된 바와 같이 각 채널마다 독립적으로 예비용 HPA를 구성하여 이중화 장치를 구현하였다.

종래 HPA의 이중화 장치는 각각의 FA별 처리를 위해 입력되는 α,β,γ의 섹터별 송신신호의 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 HPA#1α,1β,1γ(11-1,2,3) 및 HPA#2α,2β,2γ(21-1,2,3)와, 상기 HPA#1α,1β,1γ(11-1,2,3) 및 HPA#2α,2β,2γ(21-1,2,3)중 어느 하나의 HPA에 이상이 발생하는 경우 이를 대체하기 위한 예비용 HPA#1R(11-4) 및 HPA#2R(21-4)과, 상기 HPA#1α,1β,1γ(11-1,2,3) 및 HPA#2α,2β,2γ(21-1,2,3)중 어느 하나의 HPA에 이상이 발생하는 경우 상기 HPA#1R (11-4) 및 HPA#2R(21-4)로 송신신호의 경로를 절체하는 3P4T 스위치(12-1,2) (21-1,2)와, 상기 3P4T 스위치(12-1,2)(21-1,2)의 스위칭 동작을 제어하는 RFC (Radio Frequency Controller)#1 (13) 및 RFC#2(23)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 HPA의 이중화 장치에서 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템이 정상적으로 동작할 경우, HPA#1α,1β,1γ(11-1,2,3)은 RFC#1(13)의 제어에 의한 3P4T 스위치(12-1)의 스위칭 동작에 따라 UCC#1α,1β,1γ에서 출력되는 각각의 섹터별 RF신호를 입력받아 대전력 증폭하고, 이어 RFC#1(13)의 제어에 의한 3P4T 스위치(12-2)를 통해 대전력 증폭된 섹터별 RF신호를 TXFα,β,γ로 출력한다.

이때, 2개의 채널중 나머지 하나의 채널에서의 HPA의 이중화 동작도 상기 과정과 동일하게 이루어진다.

한편, 상기와 같은 정상동작 수행시 HPA#1α,1β,1γ(11-1,2,3) 또는 HPA#2α,2β,2γ(21-1,2,3)중 어느 하나의 HPA에 이상이 발생하면, RFC#1(13) 또는 RFC#2(23)의 제어에 따라 3P4T 스위치(12-1,2)(22-1,2)가 스위칭 동작하여 이상이 발생된 HPA에서 예비용인 HPA#1R(11-4) 또는 HPA#2R(21-4)로 절체하고, 이에 따라 UCC#1α,1β,1γ 또는 UCC#2α,2β,2γ에서 출력되는 RF신호중 이상이 발생된 HPA로 출력되어야 하는 RF신호가 HPA#1R(11-4) 또는 HPA#2R(21-4)로 출력된다.

이후, HPA#1R(11-4) 또는 HPA#2R(21-4)에서 대전력 증폭된 RF신호는 해당 경로의 TXFα,β,γ로 출력된다.

상기와 같이 종래 WLL시스템에서의 HPA의 이중화 장치는 2FA를 포함한 다중 FA를 기준으로 하는 경우에 각각의 채널마다 각기 독립적인 예비용 HPA를 구비하여 섹터별 HPA중 이상이 발생된 HPA와 대체하여 동작할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래의 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치는 각 채널별로 운용되는 예비용 HPA가 1개이므로, 만일 섹터별 HPA중 이상이 발생된 HPA가 2개인 경우라면 이상이 발생된 1개의 HPA에 대해서만 상기 예비용 HPA와 대체하여 동작할 수 있을 뿐, 이상이 발생된 나머지 1개의 HPA에 대해서는 대처방안이 없어, 결국 시스템의 동작이 중단되게 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템의 기지국에 있어서, 각 채널마다 독립적으로 운영되는 예비용 HPA를 채널간에 서로 공유하도록 이중화를 구현함으로써 1개 이상의 HPA에 문제가 발생하여도 시스템을 중단없이 운영할 수 있어 WLL 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 2FA 무선가입자망 시스템에서의 대전력 증폭기의 이중화 장치의 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 2FA 무선가입자망 시스템에서의 대전력 증폭기의 이중화 장치의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31-1∼4 : HPA#1α,1β,1γ,1R 41-1∼4 : HPA#2α,2β,2γ,2R

32-1,2, 42-1,2 : 3P5T 스위치 33 : RFC#1

43 : RFC#2 34-1∼6, 44-1∼6 : PAD

35, 45 : SPT 36,46 : COM

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치는, 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템의 기지국에서 각 채널별로 독립되게 구성된 각각의 예비용 HPA를 채널간에 서로 공유하도록 이중화 장치를 구현한 후, 2개의 HPA에 이상이 발생하는 경우 1개의 HPA에 대해서는 자신의 채널에 해당하는 예비용 HPA를 통해 이중화 동작을 수행하고, 나머지 1개의 HPA에 대해서는 상대방 채널에 해당하는 예비용 HPA를 통해 이중화 동작을 수행하도록 함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치의 블록 구성도로서, 2FA중 하나의 채널 처리를 위해 입력되는 α,β,γ의 섹터별 송신신호의 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3)와, 2FA중 나머지 하나의 채널 처리를 위해 입력되는 α,β,γ의 섹터별 송신신호의 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)와, 상기 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3) 또는 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)중 2개의 HPA에 이상이 발생하는 경우 이를 대체하기 위한 2개의 예비용 HPA#1R(31-4) 및 HPA#2R(41-4)과, 상기 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3) 또는 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)중 2개의 HPA에 이상이 발생하는 경우 상기 HPA#1R(31-4) 및 HPA#2R(41-4)로 송신신호의 경로를 절체하는 3P5T 스위치(32-1,2)(42-1,2)와, 각 채널의 경로 상태 정보를 주고 받으면서 상기 3P5T 스위치(32-1,2)(42-1,2)의 스위칭 동작을 각각 제어하는 RFC#1(33) 및 RFC#2(43)와, 상기 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3) 및 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)의 입출력단에 연결되어 스플리터(Splitter ; 이하, 'SPT'라 칭함)와 컴바이너(Combiner ; 이하, 'COM'라 칭함)의 사용에 따른 신호 감쇄특성을 보상하기 위한 PAD(34-1∼6, 44-1∼6)와, 상기 3P5T 스위치(32-1,2)의 4번 포트 및 3P5T 스위치(42-1,2)의 5번 포트와 연결되고 3P5T 스위치(42-1,2)의 4번 포트 및 3P5T 스위치(32-1,2)의 5번 포트와 연결되어 타채널의 HPA#1R(31-4) 및 HPA#2R(41-4)로의 스위칭 경로를 가능하게 하는 SPT(35,45) 및 COM(36,46)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템에서의 HPA의 이중화 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 2FA를 기준으로 하는 WLL 시스템이 정상적으로 동작할 경우, HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3)은 RFC#1(33)의 제어에 의한 3P5T 스위치(32-1)의 스위칭 동작에 따라 UCC#1α,1β,1γ에서 출력되는 각각의 섹터별 RF신호를 입력받아 PAD(34-1,3,5)를 통해 신호 감쇄를 보상한 후 대전력 증폭하고, 이어 PAD(34-2,4,6)를 통해 다시 신호 감쇄를 보상한 후 RFC#1(33)의 제어에 의한 3P5T 스위치(32-2)의 스위칭 동작에 따라 대전력 증폭된 섹터별 RF신호를 TXFα,β,γ로 출력한다.

한편, 상기와 같은 정상동작 수행시 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3)중 α경로의 HPA#1α(31-1)에 이상이 발생하면, RFC#(33)의 제어에 따라 3P5T 스위치(32-1,2)가 스위칭 동작하여 α경로가 4번 포트를 통한 경로로 절체되어 이상이 발생된 HPA#1α(31-1)에서 HPA#1R(31-4)로 절체되고, 이에 따라 UCC#1α에서 출력되는 신호는 SPT(35)를 거친 후 HPA#1R(31-4)에서 대전력 증폭된다.

이후, 3P5T 스위치(32-2)에서도 RFC#1(33)의 제어에 따라 α경로가 4번 포트를 통한 경로로 절체되어 HPA#1R(31-4)에서 대전력 증폭된 RF신호는 COM(36)을 통해 TXFα로 출력되고, 나머지 HPA#1β,1γ(31-2,3)에서 각각 대전력 증폭된 RF신호는 PAD(34-4,6)를 통해 해당 경로의 TXFβ,γ로 출력된다.

만일, 상기와 같은 상태에서 HPA#1γ(31-3)에 이상이 다시 발생하면 RFC#(33)의 제어에 따라 3P5T 스위치(32-1,2)가 스위칭 동작하여 γ경로가 5번 포트를 통한 경로로 절체되어 이상이 발생된 HPA#1γ(31-3)에서 나머지 다른 채널을 처리하는 HPA#2R(41-4)로 절체되고, 이에 따라 UCC#1γ에서 출력되는 신호는 SPT(45)를 거친 후 HPA#2R(41-4)에서 대전력 증폭된다.

이후, 3P5T 스위치(32-2)에서도 RFC#1(33)의 제어에 따라 γ경로가 5번 포트를 통한 경로로 절체되어 HPA#2R(41-4)에서 대전력 증폭된 RF신호는 COM(46)을 통해 TXFγ로 출력되고, 나머지 HPA#1β(31-2)에서 대전력 증폭된 RF신호는 PAD(34-4)를 통해 TXFβ로 출력된다.

이때, 상대 채널의 예비용 HPA 사용에 따라 발생하는 SPT/COM(35,45/36,46)에 의한 6dB 신호 감쇄특성은 각각의 정상 경로에 PAD(34-1∼6,44-1∼6)를 사용하여 경로간 전력레벨을 맞추거나 이중화 경로에 감쇄특성을 보상할 수 있는 증폭단을 별도로 구성하여 보상하도록 한다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 각 채널별로 독립된 예비용 HPA를 채널간에 공유하여 이중화 장치를 구현함으로써 종래와 동일한 HPA의 수량으로 2개의 이중화 HPA를 갖게 되어 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

2FA중 하나의 채널 처리를 위해 입력되는 α,β,γ의 섹터별 송신신호의 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3)와, 2FA중 나머지 하나의 채널 처리를 위해 입력되는 α,β,γ의 섹터별 송신신호의 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)와, 상기 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3) 또는 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)중 2개의 HPA에 이상이 발생하는 경우 이를 대체하기 위한 2개의 예비용 HPA#1R(31-4) 및 HPA#2R(41-4)과, 상기 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3) 또는 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)중 2개의 HPA에 이상이 발생하는 경우 상기 HPA#1R(31-4) 및 HPA#2R(41-4)로 송신신호의 경로를 절체하는 3P5T 스위치(32-1,2)(42-1,2)와, 각 채널의 경로 상태 정보를 주고 받으면서 상기 3P5T 스위치(32-1,2)(42-1,2)의 스위칭 동작을 각각 제어하는 RFC#1(33) 및 RFC#2(43)와, 상기 HPA#1α,1β,1γ(31-1,2,3) 및 HPA#2α,2β,2γ(41-1,2,3)의 입출력단에 연결되어 SPT와 COM의 사용에 따른 신호 감쇄특성을 보상하기 위한 PAD(34-1∼6, 44-1∼6)와, 상기 3P5T 스위치(32-1,2)의 4번 포트 및 3P5T 스위치(42-1,2)의 5번 포트와 연결되고 3P5T 스위치(42-1,2)의 4번 포트 및 3P5T 스위치(32-1,2)의 5번 포트와 연결되어 타채널의 HPA#1R(31-4) 및 HPA#2R(41-4)로의 스위칭 경로를 가능하게 하는 SPT(35,45) 및 COM(36,46)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템에서의 대전력 증폭기의 이중화 장치.