KR20000064251A - 백업 스위칭을 갖는 이중 송신기 장치 - Google Patents

Abstract

다중-채널 시스템의 신뢰가능한 전송은 불완전하게 동작하거나 또는 작동하지 않는 송신기로부터의 신호 입력을 다른 채널 송신을 지속하는 또다른 송신기로 전달함으로써 달성된다. 적어도 두 개의 송신기가 정상적으로 작동하며, 이들 각각은 그 자신의 채널 블록을 전송한다. 감지기는 한 송신기의 출력이 부적당한지 또는 존재하지 않는지를 검출하며, 전환 스위치를 동작시킨다. 스위치의 동작은 한 송신기로부터 다른 송신기(하나 이상)로 유입된 채널의 블록을 부가하여, 남아있는 하나 이상의 송신기가 모든 채널을 제공한다.

Description

백업 스위칭을 갖는 이중 송신기 장치

직접적인 수익 손실, 및 가입자 또는 청취자 충실성의 손실을 방지하기 위하여, 대부분의 상업적 라디오 및 텔리비전 송신기 장치는 정규 송신기의 일부가 고장났더라도 방송을 계속하기 위한 일부 설비를 포함한다. 때때로 완전한 이중 송신기 및 변조기가 제공된다. 하지만, 그러한 장치는 아주 값비싸기 때문에, 통상의 장치는 주 송신기 전력의 절반 이하가 되는 백-업 송신기를 포함한다. 안테나 접속과 저 레벨 신호 입력은 일반적으로 한 송신기로부터 다른 송신기로 변경되어야 하며, 백-업 송신기는 안정된 동작을 제공하기 위해 상당한 준비 시간을 요구할 수 있다. 이러한 것은 자동 스위치 전환을 어렵게 하며, 바람직하지 않은 장시간의 서비스 중단을 야기하게 된다.

본 발명은 다중 채널 동작을 위한 송신기 장치에 관한 것이며, 특히 백업 송신기로의 스위치 전환이 요구되는 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 셀룰러 전송 장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 이용되는 스위칭 장치의 구성도.

본 발명에 따라, 다중 채널 송신 장치는 적어도 두 송신기를 포함하며, 그 각각은 정규 동작시 전체 대역폭의 대략 절반에 대한 신호 블록을 케이블, 도파관 또는 안테나와 같은 통신 소자로 송신하며, 채널들이 유사할 경우 각각 채널의 절반을 송신한다. 송신기중 하나가 고장나는 경우에, 송신하고 있었던 블록 또는 채널에 대한 신호는 다른 송신기로 제공되고, 그때 상기 송신기는 모든 채널들을 송신한다. 왜곡(distortion)의 증가를 피하는 것이 가능하지 못하거나 또는 실질적이지 못할 수 있지만, 채널당 송신된 전력은 실질적으로 변화되지 않은 상태로 적절히 유지된다. 대안적으로, 채널당 전력 레벨은 감소될 수 있다.

정규 동작에 있어서, 채널의 한 블록은 대역의 하위 절반을 차지할 수 있고, 다른 블록이 상위 절반을 차지할 수 있다. 대안적인 장치는 삽입된 채널을 갖는 두 블록을 사용할 수 있으며, 여기서 각각의 블록은 대략 완전히 동일한 대역으로 확산된다.

안테나 접속의 높은 수준 스위칭이 요구되지 않으므로, 본 발명에 따른 장치는 자동화되기가 비교적 용이하며, 준비 시간이 손실되지 않는다.

정규 동작시에 각각의 송신기가 실례로 작동 수명을 개선하거나 왜곡을 줄이기 위해 그 최고 전력의 출력 이하에서 동작될 때에는, 일반적으로 백업 모드가 채널마다 동일한 전력 레벨에서 송신하도록 제공될 수 있으므로, 서비스 영역 범위가 축소되지 않게 된다. 이러한 것은 특히 적응 전력 제어가 서비스 지역상에서 신호 전파의 시간에 따른 변화를 수용하도록 송신 전력을 변화하는데 이용될 때 특히 유용하며, 송신기는 포화상태 이하에서 정상적으로 잘 동작하게 될 수 있다.

서비스 지역에서의 신호 감쇄가 시간의 추이에 따라 광범위하게 변동하는 상황에 있어서, 송신기 작동비를 고려하면 상기 시스템을 작동하여 최소 송신 전력이 만족될 때 한 송신기를 턴 오프하거나 대기 모드에 두고 모든 채널을 다른 송신기에 전달하도록 스위치를 사용할 수 있게 하는 것이 바람직하게 될 수 있다. 그렇지 않으면 이러한 모드가 시행될 수 있는 곳에서, 현재 활성적으로 이용되고있지 않는 송신기를 활성시키거나 준비하거나 또는 안정시키는데 요구되는 시간을 상당히 고려하여야, 높은 신뢰도의 서비스가 유지될 수 있다.

적절한 실시예에 있어서, 송신 장치는 27.5 내지 28.5 GHz 사이의 1 GHz 와 같은 10 내지 12 GHz 이상의 주파수에서 다수의 텔리비전 또는 광대역 채널을 조종한다. 블록당 120 와트의 출력 전력으로, 25 FM 채널의 각 블록에 대한 한 진행파관은 3 마일 반경에 걸쳐 전방향 방송범위를 제공하도록 채널당 충분한 전력을 제공한다. 정규 동작에 있어서, 저주파수관은 27.5 내지 28.0 GHz에서 채널 1-25를 송신하고, 고주파수관은 28.0 내지 28.5 GHz에서 채널 26-50을 전송한다.

또다른 실시예에 있어서, 각각의 송신기는 하나 또는 유사한 다수의 안테나 소자에 접속된 다수의 고체 증폭 또는 혼합/증폭 소자를 포함한다. 각각의 그러한 소자는 송신될 다량의 채널의 각 채널 또는 하나의 작은 주파수 블록에 대해 전력을 제공하는 경우, 대기 동작하에서 각각의 소자는 두 개의 그러한 블록 또는 채널을 송신한다.

복잡성의 부가를 감수하면, 동일한 발명의 원리가, 스펙트럼의 각 부분을 조종하는 두 증폭기 이상을 갖는 것이 바람직한 상황에서 적용될 수 있으며, 한 송신기가 고장나거나 열악하게 실행되는 경우, 상기 부분은 다른 송신기들 사이에 분할될 수 있거나, 완전히 또다른 송신기에 의해 전송된 블록으로 부가될 수 있다.

도 1 에 구성적으로 도시된 시스템은 신호(22 및 23)의 블록을 제공하도록 각각 변조되어 변조기(20 및 21)에 결합된 복수의 두 신호원(10 및 11)을 포함한다. 각각의 신호 블록은 다른 형태의 채널, 변조 특성 및 개별 대역폭을 포함할 수 있거나, 단일의 광대역 채널이 될 수 있으며, 한 신호원(10 또는 11) 이상이 포함될 필요는 없다. 실제로, 결합된 블록(22 및 23)은 송신기 또는 수신기 기술의 제한이나 또는 어떤 다른 이유로 인하여 두 부분으로 각 송신기상에 적절히 송신되는 하나의 광대역 프로그램 요소가 될 수 있다.

신호 블록(22 및 23)은 1차 결합기(30) 및 대기 결합기(31)에 각각 입력된다. 이들 결합기는 통상 동일하며, 주파수 변환기와 같은 능동 소자 또는 간단한 신호 결합 소자가 될 수 있다. 각각의 결합기는 두 개의 출력을 가지며, 그중 한 출력은 블록(22)에 대응하는 신호를 포함하고, 다른 출력은 블록(23)에 대응하는 신호를 포함한다. 이들 네 출력은 통상 전기적으로 자동 제어되는 스위치(40)로 입력된다. 상기 스위치는 두 출력을 가지며, 그중 한 출력은 신호를 송신기(50)에 제공하고, 다른 출력은 신호를 송신기(51)에 제공한다. 송신기(50)는 안테나(52)로 공급되는 출력을 가지며, 송신기(51)는 안테나(53)로 공급되는 출력을 가진다. 물론, 기술적으로 실행가능한 경우에, 한 송신기의 고장이 안테나를 통한 결합 또는 그 공급으로 인해 다른 송신기에 부하를 주지 않는한, 양쪽 송신기의 출력들은 한 안테나로 공급될 수 있다.

제어기(60)는 송신기(50 및 51)중 어느 하나로부터의 출력 손실을 감지하도록 접속된다. 감지는 각 안테나(52 및 53)로부터 나타나는 것으로 보이지만, 송신기 출력의 손실은 송신기 및 이송 조합내의 다른 위치 또는 안테나로부터 떨어진 다른 위치에서 감지될 수 있다. 제어기(60)는 스위치(40)의 동작을 발생시키도록 접속된 출력을 갖는다.

정규 동작시, 스위치(40)는 블록(22)에 대응하는 1차 결합기(30)로부터의 출력 신호가 송신기(50)로 입력되고, 블록(23)에 대응하는 1차 결합기(30)로부터의 출력 신호가 송신기(51)로 입력되도록 설정된다. 송신기들중 한 송신기로부터의 출력 손실이 있는(또는 송신기들의 단지 한 송신기로부터의 출력에 어느 다른 송신기 고장이 영향을 주는) 경우, 스위치(40)는 대기 결합기(31)로부터의 신호를 그 출력이 정상인 송신기로 연결하도록 설정된다.

본 발명의 또다른 특징에 따라, 제어기(60)는 적응 전력 제어 회로에 접속될 수 있게 되어 적응 전력 제어 회로는 출력 손실 신호를 제어기(60)에 제공하거나, 또는 대기 모드에 대한 전환시 채널에 대한 출력 전력의 변화에 자동적으로 작용하도록 송신 전력 제어를 이용할 수 있다. 적응 전력 제어 회로는 송신기 서비스 영역내의 다른 위치에 제공된 하나 이상의 감지기(70)를 포함할 수 있으며, 송신기측의 유니트(72)로 유선(실례로, 국부 전력 라인을 통한 "캐리어 전류"와 같은 원격계측 신호 또는 전화선) 또는 무선 또는 다른 링크로 송신한다. 상기 유닛은 전력 제어 신호를 제공하는 제어부(74) 및 감지기들로부터 무선 또는 다른 링크 신호를 수신하는 수신부(76)를 포함한다. 전력 레벨 제어는 송신기(50 및 51)에서 실행되는 것으로 도시된다. 하지만, 변조 또는 주파수 변환 장치 또는 설비의 선택에 따라, 결합기(30 및 31) 또는 변조기(20 및 21)의 회로에 작용함으로써 송신기 전력 레벨을 제어할 수 있다.

감지기(70)는 하나 이상의 소정의 고정된 위치에 제공될 수 있다. 또는, 고객 건물 설비와 같은 정규 서비스 수신기의 전부 또는 일부가 양방향 작동으로 설비될 수 있다. 상기 경우에 있어서, 이들 서비스 수신 사이트의 수신 지역은 개별 사이트에서 수신되는 신호 세기에 관한 리포트 신호를 제공하도록 주기적으로 폴링될 수 있다. 전파가 강우에 의해 상당히 영향을 받는 곳에서, 그러한 시스템은 작은 강력한 레인 셀의 효과를 식별하는 보다높은 가능성을 제공한다.

도 2에 도시된 전환 장치는 특히 각각 20 MHz 의 공칭 대역폭을 갖는 다수의 FM 테리비전 채널의 전송에 적합하다. 물론, 하나 이상의 채널이 보다 넓은 또는 보다 좁은 대역폭을 가질 수 있으며, 가변 비트 또는 버스트 레이트에서 디지탈 또는 다른 신호를 전달할 수 있다. 채널 수 또는 그 간격이 두 블록에 대해 동일할 필요는 없다.

주파수에 민감한 변조기 블록(120 및 121) 각각은 120a 와 같은 25 개별 변조기를 포함하며, 기저대 신호가 될 수 있거나 ISDN 또는 T-1 또는 E-1 신호와 같은 고주파수 신호가 될 수 있는 입력 신호(도시되지 않음)를 가지며, 이를 다른 채널 주파수로 변조한다. 변조기 블록(120, 121)의 출력은 50 및 550 MHz 사이의 신호(122, 123)의 블록이 되어, 전체 1 GHz 의 채널 공간이 제공되며, 1 GHz 이상에서 작동하는 변조기를 필요로하지 않게 된다. 이들 각각의 블록은 1차 L-대역 업-변환기(130) 및 대기 L-대역 업-변환기(131)로 입력된다.

본 실시예에 있어서 두 업-변환기는 동일하다. 이들은 두 신호 블록(132,134 및 133,135)의 각 출력을 갖는다. 블록(132 및 133)은 2.1 GHz 및 2.6 GHz 사이의 신호를 포함하고, 블록(134 및 135)은 2.6 GHz 및 3.1 GHz 사이의 신호를 포함한다. 블록(133 및 135)은 결합기(137)에서 결합되어 2.1 GHz 및 3.1 GHz 사이의 블록을 형성하고, 전기적 제어 스위치(140)의 세 개의 독립부중 일부가 되는 단일 폴 이중 스로우 동축 스위치(147)의 공통 단자에 제공된다. 정규 동작시, 공통 접점이 송신기(150)의 혼합기(154)에 접속되는 정상적으로 폐쇄된 접속 셋으로, 스위치부(142)는 블록(132)을 송신기(150)의 입력에 접속하고, 유사하게 정상적으로 폐쇄된 접속 셋으로 스위치부(144)는 블록(134)을 송신기(151)에 접속한다.

송신기(151)가 부적당한 출력을 갖거나 출력을 갖지 않는 것으로 감지되는 경우에, 스위치(142)는 혼합기(154)로의 입력을 차례로 스위치(147)의 정상적으로 폐쇄된 접점에 접속되는 정상적 개방 접점에 접속하도록 동작하여, 블록(133 및 135) 형성 신호를 혼합기(154)에 제공한다, 동시에, 스위치(144)가 동작된다. 스위치(144)의 정상적 개방 접점은 스위치(147)의 정상적 개방 접점에 접속되어, 송신기(151)로의 입력이 차단된다.

송신기(150)가 부적당한 출력을 갖거나 출력을 갖지 않는 경우, 스위치(144)는 송신기(151)로의 입력을 스위치(147)의 정상적 개방 접점에 접속되는 정상적 개방 접점에 접속하도록 동작된다. 동시에, 스위치(147)는 결합기(137)로부터의 신호를 그 정상적 개방 접점에 접속하도록 동작하여, 블록(133 및 135) 형성 신호를 송신기(151)에 제공한다. 동시에, 스위치(142)는 스위치(147)의 정상적 폐쇄 접점에 접속되는 정상적 개방 접점에 설정되어, 송신기(150)로의 입력이 차단된다.

본 실시예에 있어서, 송신기(150)는 L-대역 IF 신호를 27.5 내지 28.5 대역으로 업-변환하도록 혼합기(154)에 접속된다. 28 GHz 대역 신호는 안테나(152)에 접속된 진행파관 증폭기(158)에서 증폭된다.

본 발명의 장치는 송신기 왜곡 제거 기술이 포함되는지에 상관없이 이용가능하다. 그러한 기술은 실례로 피드 포워드 또는 프리디스토션을 포함할 수 있다.

본 실시예는 1 GHz 연속 대역상의 전송에 최적화된다. 서비스에 할당된 주파수가 인접 대역에 있지 않다면, 다른 변화가 실행될 수 있다. 실례로, 전송이 27.5 내지 28.35 GHz 및 29.1 내지 29.25 GHz, 또는 31.3 내지 31.3 GHz에서 실행된다면, 설비상의 실질적인 제한이 신중한 최적상태를 요할 수 있다. 실례로, 30 GHz 이하의 단지 두 주파수 대역이 활용된다면, IF 대역을 전체 1.75 GHz로 확장하고 신호를 갖지 않는 부분을 남겨두는 것이 바람직하다. 이러한 것은 단지 하니의 업-변환이 요구되지만 IF에 요구된 통과 대역을 상당히 확장하는 이점을 갖는다. 대안적으로, 28.35 GHz 이하의 채널과 그 이상 사이에 아주 충분한 공백 대역을 제공하도록 변조기가 설정될 수 있어, 송신기의 가파른 차단 필터가 하위 블록을 한 업-변환기(혼합기 및 발진기)에 공급할 수 있으며, 상위 블록을 또다른 업-변환기에 공급할 수 있다. 후자의 기술은 30 GHz 이상의 대역이 활용되는 경우 더욱 적합하다.

당업자들은 본 출원서를 읽은후 본 발명을 이용한 많은 다른 변경을 가능하게 할수 있음이 명백하다. 실례로, 상술된 분리된 대역은 세 개의 분리된 주파수 블록이 이용되는 곳에서 두 송신부 이상을 이용함으로써 최적화될 수 있으며, 약간의 추가 비용으로, 송신부들 각각 또는 선택된 송신부들은 백-업 모드에서 작동할 경우 정상적으로 송신된 것으로부터 분리된 주파수 대역에서 전송을 허용하는 다른 회로 또는 필터를 가질 수 있다. 다른 대역 또는 채널은 다른 주파수를 가질 수 있을 뿐만 아니라 현저하게 다른 신호 형태를 포함할 수 있거나 다르게 변조될 수 있다. 복잡성의 견지에서 바람직하지는 않지만, 부가된 블록이 다른 편파로 송신되는 백-업 동작 역시 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구범위에 의해 가늠되어야 한다.

Claims (11)

1. 다중 채널 동작을 위한 송신 장치에 있어서:

   각각의 입력과 각각의 출력을 갖는 적어도 두 송신기;

   각각의 출력을 적어도 한 통신 소자에 접속하기 위한 수단;

   적어도 제 1 채널에 대응하는 제 1 입력 신호를 상기 송신기의 제 1 입력에 제공하기 위한 수단;

   적어도 제 2 채널에 대응하는 제 2 입력 신호를 상기 송신기의 제 2 입력에 제공하기 위한 수단;

   상기 송신기들중 한 송신기로부터 출력 신호의 손실을 감지하기 위한 수단; 및

   상기 송신기들중 한 송신기로부터의 출력 신호 손실의 감지에 응답하여, 양쪽 입력 신호를 상기 송신기들중 다른 송신기의 입력에 제공하여 상기 송신기들중 상기 다른 송신기가 상기 제 1 및 제 2 채널을 송신하도록 하는 수단을 구비하는, 송신 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통신 소자는 한 쌍의 안테나로서, 이들 각각은 각 송신기의 출력을 송신하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각각의 안테나는 전방향 안테나인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 송신기는 주파수 변환기 유닛 및 RF 출력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 주파수 변환기 유닛은 업-변환기 유닛이며, RF 유닛은 출력 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 각각의 RF 유닛은 진행파관을 구비하며, 상기 유신 소자는 마이크로파 안테나이고, 상기 접속 수단은 도파관인 것을 특징으로 하는 송신 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 송신기는 상기 양 입력 신호를 송신할 때 단지 상기 입력 신호들 각각의 신호 만을 송신할 때와 실질적으로 동일한 채널당 전력을 송신하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 각각의 제공 수단은 각각의 주파수에서 각각의 다수 신호들에 대한 소스와, 상기 각각의 다수 신호들 각각을 각각의 무선 주파수와 결합하기 위한 수단을 구비하며;

   상기 두 제공 수단은 두 출력을 갖는 1차 업-변환기를 구비하고;

   양 출력 신호를 제공하는 수단은 대기 업-변환기 및 스위칭 소자를 구비하며;

   상기 감지 수단은 제어 신호를 상기 스위칭 소자에 제공하기 위한 스위치 제어를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 대기 동작중에는, 상기 접속 수단은 대기 업-변환기 출력을 공통 단자에 각각 접속하며, 정규 동작중에는, 상기 접속 수단은 1차 업-변환기 출력을 두 블록 송신기에 각각 접속하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
10. 다중-채널 동작을 위한 송신 장치에 있어서:

    각각의 입력과 각각의 출력을 각각 갖는 다수의 송신기;

    각각의 출력을 적어도 한 통신 소자에 접속하기 위한 수단;

    적어도 제 1 채널에 대응하는 제 1 입력 신호를 상기 송신기의 제 1 입력에 제공하기 위한 수단;

    적어도 제 2 채널에 대응하는 제 2 입력 신호를 상기 송신기의 제 2 입력에 제공하기 위한 수단;

    상기 송신기들중 한 송신기로부터 출력 신호의 손실을 감지하기 위한 수단; 및

    상기 제 1 송신기와는 다른 상기 송신기들중 한 송신기로부터의 출력 신호 손실의 감지에 응답하여, 상기 송신기들중 상기 한 송신기의 입력에 정상적으로 제공된 입력 신호의 적어도 일 부분을 상기 제 1 송신기에 제공하여 상기 제 1 송신기가 상기 제 1 신호에 대응하는 신호 및 상기 부분에 대응하는 신호를 송신하도록 하는 수단을 구비하는, 송신 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 부분은 상기 송신기들중 상기 한 송신기의 입력에 정상적으로 제공된 전체 입력 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.