KR20010045278A - 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system - Google Patents

16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system Download PDF

Info

Publication number
KR20010045278A
KR20010045278A KR1019990048513A KR19990048513A KR20010045278A KR 20010045278 A KR20010045278 A KR 20010045278A KR 1019990048513 A KR1019990048513 A KR 1019990048513A KR 19990048513 A KR19990048513 A KR 19990048513A KR 20010045278 A KR20010045278 A KR 20010045278A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sector
band pass
signal
antenna element
base station
Prior art date
Application number
KR1019990048513A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김관민
Original Assignee
박종섭
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박종섭, 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 박종섭
Priority to KR1019990048513A priority Critical patent/KR20010045278A/en
Publication of KR20010045278A publication Critical patent/KR20010045278A/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0491—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more sectors, i.e. sector diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

PURPOSE: A 16 sector beam formation high frequency processing apparatus of an international mobile telecommunications-2000 is provided to form a narrow beam, concentrate power only in the direction of a desired terminal station and radiate electric waves. CONSTITUTION: A power amplification unit(10) amplifies a signal of each sector increased to a radio frequency to a high power. A Butler matrix(20) forms a narrow beam by receiving a signal of each sector from the power amplification unit and shifting the same to the corresponding phase. A transmitting bandpass filtering unit(30) performs band pass filtering of the narrow beam for each sector outputted from the Butler matrix(20). A transmitting antenna element unit(40) radiates the signal for each sector outputted from the Butler matrix(20) to the direction of a terminal station. A receiving antenna element unit receives a signal propagated from the direction of a desired terminal station for each sector.

Description

차세대 이동통신 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치{ 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system }16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system}

본 발명은 차세대 이동통신 시스템(International Mobile Telecommunications - 2000; IMT-2000)의 기지국 고주파 처리 장치에 관한 것으로, 특히 IMT-2000 기지국 시스템의 피코(pico) 셀의 최대 전송 속도인 2Mbps를 지원하기 위해 narrow beam을 형성하여 3섹터에서 16섹터(sector)로 확장시키도록 한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a base station high frequency processing apparatus of a next generation mobile communication system (International Mobile Telecommunications-2000; IMT-2000). In particular, the present invention provides a narrow bandwidth to support a maximum transmission rate of 2 Mbps of a pico cell of an IMT-2000 base station system. A 16-sector beamforming high frequency processing apparatus of an IMT-2000 base station system for forming a beam and extending from 3 sectors to 16 sectors.

일반적으로 CDMA 이동통신 기지국 시스템에서는 360°범위를 3개의 섹터(sector) 즉 120°씩을 커버(cover)할 수 있는 구조로 설계되어 있었다. 따라서 하나의 안테나에서 방사되는 빔 패턴으로는 높은 안테나 이득 및 전송 속도가 우수한 성능의 RF 시스템을 구현하기가 어려웠다.In general, the CDMA mobile communication base station system is designed to cover a 360 ° range of three sectors (120 sectors). Therefore, it was difficult to implement a high performance RF system with high antenna gain and transmission rate with a beam pattern radiated from one antenna.

그리고 이러한 빔 패턴은 120°의 broad beam이기 때문에 다른 단말국에 많은 간섭량을 주어 기지국 용량을 증대시키는 데 한계가 있다.Since the beam pattern is a 120 ° broad beam, there is a limit in increasing base station capacity by giving a large amount of interference to other terminal stations.

또한 그리고 IMT-2000의 피코 셀(pico cell)( 반지름(radius)〈 50m ) 또는 마이크로 셀(micro cell)( radius 〈 1 Km )을 지원하기 위해서는 3 섹터 구조로는 우수한 성능의 RF 시스템을 기대하기 어렵다.In addition, in order to support the pico cell (radius <50m) or micro cell (radius <1 Km) of IMT-2000, expect a high performance RF system with 3 sector structure. it's difficult.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은Therefore, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is

주파수 상향 변환된 RF를 특정 위상으로 변위시키는 위상 변위기와 이 위상 변위기 들간을 결합시키는 하이브리드 결합기가 대칭적으로 이루어진 Butler Matrix를 이용하여 IMT-2000 기지국의 RF 처리 장치를 구현함으로써, narrow beam을 형성하여 원하는 단말국의 방향으로만 전력을 집중시켜 전파가 방사케 한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치를 제공하는 데 있다.A narrow beam is formed by implementing an RF processing apparatus of an IMT-2000 base station using a Butler Matrix, in which a phase shifter for shifting frequency up-converted RF into a specific phase and a hybrid combiner for coupling the phase shifters are symmetrically formed. Therefore, the present invention provides a 16-sector beamforming high frequency processing apparatus of an IMT-2000 base station system in which electric power is emitted to concentrate power only in a direction of a desired terminal station.

또한 본 발명의 목적은 Butler Matrix를 이용하여 IMT-2000 기지국의 RF 처리 장치를 구현함으로써, 기지국에서 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하여 수신 감도를 향상시키도록 한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치를 제공하는 데 있다.In addition, an object of the present invention is to implement the RF processing apparatus of the IMT-2000 base station using Butler Matrix, the base station system to receive a signal propagated from the direction of the desired terminal station in the base station to improve the reception sensitivity It is to provide a 16-sector beamforming high frequency processing apparatus.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치는,In order to achieve the above object, the 16-sector beamforming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system according to the present invention,

송신측 고주파 처리 장치를,Transmitting side high frequency processing device,

고주파(Radio Frequency; RF)로 주파수 상향된 각 섹터(sector)의 신호를 고전력으로 증폭하는 전력 증폭부와;A power amplifying unit for amplifying a signal of each sector whose frequency is increased by a radio frequency (RF) at high power;

상기 전력 증폭부를 거친 각 섹터의 신호를 입력받아, 해당 위상으로 변위시켜 narrow beam을 형성하는 버틀러 매트릭스(Butler Matrix)와;A Butler matrix receiving a signal of each sector that has passed through the power amplifier and shifting the phase in a corresponding phase to form a narrow beam;

상기 버틀러 매트릭스에서 출력되는 각 섹터별 narrow beam을 밴드 패스 필터링(band pass filtering)을 수행하는 송신 밴드패스 필터링부와;A transmission band pass filtering unit configured to perform band pass filtering on the narrow beam for each sector output from the butler matrix;

상기 송신 밴드패스 필터링부에서 출력되는 각 섹터별 신호를 각 섹터의 단말국 방향으로 방사하는 송신 안테나 엘리먼트부로 구성하고,A transmission antenna element unit for radiating a signal for each sector output from the transmission band pass filtering unit toward a terminal station of each sector,

수신측 고주파 처리 장치를,Receiving side high frequency processing device,

섹터별로 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하는 수신 안테나 엘리먼트부와;A receiving antenna element unit for receiving a signal propagating from a direction of a desired terminal station for each sector;

상기 수신 안테나 엘리먼트부를 통한 각 섹터별 신호를 밴드패스 필터링하는 수신 밴드패스 필터링부와;A reception band pass filtering unit configured to band pass filter the signal for each sector through the reception antenna element unit;

상기 수신 밴드패스 필터링부를 거친 각 섹터별 신호를 각 섹터별로 잡음을 감소시켜 증폭(low noise amplification)하는 저잡음 증폭부와;A low noise amplification unit for reducing the noise for each sector through the reception bandpass filtering unit by reducing the noise for each sector;

상기 저잡음 증폭부의 각 섹터별 신호를 입력받아, 해당 위상으로 분리시키는 버틀러 매트릭스로 구성함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.The technical features of the low noise amplification unit are configured as a Butler matrix that receives the signals for each sector and separates them into corresponding phases.

도1은 본 발명에 이용된 8*8 버틀러 매트릭스(Butler Matrix) 블럭 구성도,Figure 1 is an 8 * 8 Butler Matrix block diagram used in the present invention,

도2는 도1을 이용하여 방사된 빔 패턴 형상도,2 is a beam pattern shape diagram radiated using FIG. 1;

도3은 본 발명에 의한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 송신 빔 형성 고주파 처리장치 블럭 구성도,3 is a block diagram of a 16-sector transmission beamforming high frequency processor of the IMT-2000 base station system according to the present invention;

도4는 본 발명에 의한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 수신 빔 형성 고주파 처리장치 블럭 구성도.Figure 4 is a block diagram of a 16-sector receiving beamforming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system according to the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10:전력 증폭부 20,80:버틀러 매트릭스10: power amplifier 20, 80: Butler matrix

30:송신 밴드 패스 필터링부 40:송신 안테나 엘리먼트부30: transmission band pass filtering part 40: transmission antenna element part

50:수신 안테나 엘리먼트부 60:수신 밴드 패스 필터링부50: receiving antenna element portion 60: receiving band pass filtering portion

70:저잡음 증폭부70: low noise amplification part

이하, 상기와 같은 본 발명 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the 16-sector beamforming high frequency processing apparatus of the present invention IMT-2000 base station system will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 IMT-2000 기지국 시스템에서 narrow beam을 형성하여 기지국 용량을 증대시키고 음성, 데이터 통신 및 화상 통신시 시스템 성능을 증가시키기 위해 고안되었다.The present invention is designed to increase the base station capacity by forming a narrow beam in the IMT-2000 base station system and to increase system performance in voice, data communication and video communication.

Butler Matrix는 Matrix 형태의 feed 중 가장 널리 알려져 있는 것으로써, 기본적인 형태로 2n(여기서 n은 정수)과 같은 엘리먼트 수를 가질 수 있고, 2n과 같거나 적은 정수로 이루어지는 m개의 빔과 m개의 포트가 입력과 출력에 존재하게 된다.Butler Matrix is the most widely known matrix feed, which can have as many basic elements as 2 n (where n is an integer), m beams and m integers less than or equal to 2 n. Ports exist at the input and output.

즉, 2개의 신호를 입력받아 2개의 신호를 출력하고, 4개 입력과 4개 출력, 8개의 입력과 8개의 출력, 16개의 입력과 16개의 출력 등의 구조를 가질 수 있다. 그리고 2개 입력과 2개 출력의 구조를 가진 Butler Matrix는 90°위상차의 빔 패턴을 출력하고, 4개 입력과 4개 출력의 구조를 가진 Butler Matrix는 45°위상차의 빔 패턴을 출력하며, 8개 입력과 8개 출력의 구조를 가진 Butler Matrix는 22.5°위상차의 빔패턴을 출력한다.That is, two signals may be input and two signals may be output, and four inputs and four outputs, eight inputs and eight outputs, and 16 inputs and 16 outputs may be configured. The Butler Matrix with two inputs and two outputs outputs a beam pattern with a 90 ° phase difference, and the Butler Matrix with four inputs and four outputs with a 45 ° phase difference beam pattern. The Butler Matrix, with four inputs and eight outputs, outputs a beam pattern with a 22.5 ° phase difference.

그리고 이러한 m개의 빔들은 서로 직교성(각각의 빔의 최고치가 다른 빔들의 최저치와 대응)이 있다.And these m beams are orthogonal to each other (the highest value of each beam corresponds to the lowest value of other beams).

도1은 이러한 Butler Matrix 중 8 엘리먼트와 8 빔 어레이(array)가 사용된 Matrix 구조도이다. 이 Butler Matrix는 고정된 위상 변위기들(phase shifters)과 하이브리드 결합기(hybrid)로 구성된다.FIG. 1 is a matrix structure diagram in which 8 elements and 8 beam arrays are used. This Butler Matrix consists of fixed phase shifters and hybrid hybrids.

이 특별한 Matrix에 대하여, 결합기는 3dB 90°결합기가 사용되는데, 이것은 2개의 결합기 arm에 동등한 전력이 인가되며 이 arm들의 위상은 입력 신호가 어떤 arm으로 인가되는가에 따라 0°, 90° 혹은 90°, 0°가 되고, 항상 좌우가 대칭인 구조를 가지게 된다.For this particular matrix, the combiner is used with a 3dB 90 ° combiner, which has equal power applied to the two combiner arms and the phase of these arms is 0 °, 90 ° or 90 ° depending on which arm the input signal is applied to. , 0 ° and always have a symmetrical structure.

도2는 도1의 8*8 Butler Matrix의 입력 포트들에 각각의 신호가 인가되었을 경우의 방사 패턴을 보여준다. 각 빔은 22.5°의 위상 간격을 가지며, 도1의 버틀러 매트릭스 1L 위치의 arm에 입력된 신호는 도2의 lL 방향 빔으로 생성되고, 버틀러 매트릭스 4R 위치의 arm에 입력된 신호는 도2의 4R 방향 빔으로 생성된다.FIG. 2 shows the radiation pattern when each signal is applied to the input ports of the 8 * 8 Butler Matrix of FIG. Each beam has a phase spacing of 22.5 °, and the signal input to the arm at the Butler matrix 1L position of FIG. 1 is generated by the lL direction beam of FIG. 2, and the signal input to the arm at the Butler matrix 4R position is the 4R of FIG. It is generated as a directional beam.

그리고 기지국 시스템에서 송신과 수신은 분리해주어야 하므로, 1FA(Frequency Allocation) 기지국 시스템의 경우, 송신에 1개, 수신에 다이버시티(diversity)를 고려하여 2개의 Butler Matrix를 사용하여 원하는 각도를 가지는 narrow beam을 생성한다.In addition, since a base station system needs to separate transmission and reception, in the case of a 1FA (Frequency Allocation) base station system, a narrow beam having a desired angle using two butler matrices in consideration of diversity for one transmission and diversity for reception. Create

그래서 이러한 8*8 Butler Matrix를 이용한 기지국 시스템은 180°에 대해 8개 빔을 형성하므로, 360°의 경우 이러한 8*8 Butler Matrix를 2개 구비하여 16섹터로 운용되는 것이다.Thus, the base station system using the 8 * 8 Butler Matrix forms 8 beams for 180 °, so in the case of 360 °, two 8 * 8 Butler Matrix are provided and operated in 16 sectors.

도3은 이러한 8*8 Butler Matrix를 이용한 본 발명에 의한 송신 빔형성 RF 처리 장치 블럭 구성도이다.3 is a block diagram of a transmission beamforming RF processing apparatus according to the present invention using the 8 * 8 Butler Matrix.

도시된 바와 같이, 기지국의 트랜시버에서 고주파(Radio Frequency; RF)로 주파수 상향된 각 섹터의 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭부(10)와; 상기 전력 증폭부(10)를 거친 각 섹터의 신호를 입력받아, 해당 위상으로 변위시켜 narrow beam을 형성하는 버틀러 매트릭스(Butler Matrix)(20)와; 상기 버틀러 매트릭스(20)에서 출력되는 각 섹터별 narrow beam을 밴드 패스 필터링(band pass filtering)을 수행하는 송신 밴드패스 필터링부(30)와; 상기 송신 밴드패스 필터링부(30)에서 출력되는 각 섹터별 신호를 각 섹터의 단말국 방향으로 방사하는 송신 안테나 엘리먼트부(40)로 구성된다.As shown, a power amplifier 10 for power amplifying a signal of each sector of the frequency up in the transceiver of the base station (Radio Frequency; RF); A Butler matrix 20 which receives a signal of each sector that has passed through the power amplifier 10 and displaces it in a corresponding phase to form a narrow beam; A transmission band pass filtering unit 30 for performing band pass filtering on the narrow beam for each sector output from the butler matrix 20; It consists of a transmission antenna element unit 40 for radiating a signal for each sector output from the transmission band pass filtering unit 30 toward the terminal station of each sector.

상기 전력 증폭부(10)는, 주파수 상향된 RF 신호를 전력 증폭하는 고전력 증폭기(High Power Amplifier; HPA)를 8개 구비할 수도 있고, 선형 전력 증폭기(Linear Power Amplifier; LPA)를 8개 구비할 수도 있다.The power amplifier 10 may include eight High Power Amplifiers (HPAs) for power amplification of the frequency-raised RF signal, or eight Linear Power Amplifiers (LPAs). It may be.

상기 송신 밴드패스 필터링부(30)는, 상기 버틀러 매트릭스(20)에서 출력되는 해당 섹터의 RF를 밴드패스 필터링(band pass filtering)하는 밴드패스필터(Band Pass Filter; BPF)를 8개 구비한다.The transmission band pass filtering unit 30 includes eight band pass filters (BPFs) for band pass filtering the RF of the corresponding sector output from the butler matrix 20.

상기 송신 안테나 엘리먼트부(40)는, 상기 송신 밴드 패스 필터링부(30)에 구비된 BPF와 일대일 대응되도록 안테나 엘리먼트(antenna element)를 구비한다.The transmission antenna element unit 40 includes an antenna element so as to correspond one-to-one with the BPF provided in the transmission band pass filtering unit 30.

상기와 같은 본 발명에 의한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 송신 빔 형성 고주파 처리장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the 16-sector transmission beamforming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system according to the present invention as follows.

먼저, IMT-2000 기지국의 트랜시버(transceiver)에서 RF로 주파수 상향된 신호가 전력 증폭부(10)의 각 섹터(sector1 ~ sector8)의 HPA( 또는 LPA)를 거친 후, 버틀러 매트릭스(20)의 8개 입력으로 인가된다. 이 때 인가되는 신호는 위상이 없는 신호이며, 버틀러 매트릭스의 내부 회로(위상 변위기, 하이브리드 결합기)를 거치면서, 입력 arm의 위치에 따라 도2와 같이 22.5°의 빔 패턴을 가지는 narrow beam이 생성된다. 그래서 입력 8개의 신호는 8개의 출력으로 송신 밴드 패스 필터링부(30)로 전송되어 송신 밴드패스필터링부(30)와 안테나 엘리먼트부(40)를 통해 방사된다. 그럼으로써 시스템의 간섭 신호 레벨을 크게 감소시켜, 스펙트럼(spectrum) 효율과 채널 용량을 효과적으로 사용할 수 있게 된다.First, a signal whose frequency is raised from the transceiver of the IMT-2000 base station to the RF passes through the HPA (or LPA) of each sector (sector 1 to sector 8) of the power amplifier 10, and then 8 of the Butler matrix 20. Is applied as input. At this time, the applied signal is a phaseless signal, and a narrow beam having a beam pattern of 22.5 ° is generated as shown in FIG. 2 according to the position of the input arm while passing through the internal circuit of the Butler matrix (phase shifter, hybrid coupler). do. Thus, eight input signals are transmitted to the transmission band pass filtering unit 30 as eight outputs and radiated through the transmission band pass filtering unit 30 and the antenna element unit 40. This greatly reduces the system's interfering signal level, effectively using spectrum efficiency and channel capacity.

도3의 송신 빔형성 RF 처리 장치는 180° 8섹터의 구조만을 보여준 것이며, 360°의 경우 나머지 180°도 동일한 구조가 사용되어 전체 16섹터로 운용되는 것이다.The transmission beamforming RF processing apparatus of FIG. 3 shows a structure of only 180 ° 8 sectors, and in the case of 360 °, the same 180 ° is used to operate the entire 16 sectors.

도4는 도1의 버틀러 매트릭스를 이용한 본 발명에 의한 수신 빔형성 RF 처리 장치 블럭 구성도이다.4 is a block diagram of a reception beamforming RF processing apparatus according to the present invention using the Butler matrix of FIG.

도시된 바와 같이, 섹터별 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하는 수신 안테나 엘리먼트부(50)와; 상기 수신 안테나 엘리먼트부(50)를 통한 각 섹터별 신호를 밴드패스 필터링하는 수신 밴드패스 필터링부(60)와; 상기 수신 밴드패스 필터링부(60)를 거친 각 섹터별 신호를 각 섹터별로 잡음을 감소시켜 증폭(low noise amplification)하는 저잡음 증폭부(70)와; 상기 저잡음 증폭부(70)의 각 섹터별 신호를 입력받아, 해당 위상으로 분리시키는 버틀러 매트릭스(80)로 구성된다.As shown, the receiving antenna element unit 50 for receiving a signal propagated from the direction of the desired terminal station for each sector; A reception band pass filtering unit 60 for band pass filtering the signal for each sector through the reception antenna element unit 50; A low noise amplification unit (70) for reducing the noise of each sector through the reception band pass filtering unit (60) by reducing the noise for each sector (low noise amplification); It is composed of a Butler matrix 80 to receive the signal for each sector of the low noise amplifier 70, and to separate the phase.

상기 수신 안테나 엘리먼트부(50)는, 섹터별로 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하는 안테나 엘리먼트를 8개 구비하고, 상기 수신 밴드패스 필터링부(60)는 상기 안테나 엘리먼트와 일대일 대응된 밴드패스 필터를 8개 구비하며, 상기 저잡음 증폭부(70)는 상기 밴드패스 필터와 일대일 대응된 LNA를 8개 구비한다.The reception antenna element unit 50 includes eight antenna elements for receiving signals propagated from the direction of the terminal station for each sector, and the reception band pass filtering unit 60 has a band in one-to-one correspondence with the antenna element. Eight pass filters are provided, and the low noise amplifier 70 includes eight LNAs that correspond one-to-one with the bandpass filter.

그리고 상기 수신 빔형성 고주파 처리 장치는, 수신 다이버시티(diversity)를 위해 이중으로 구현된다.The reception beamforming high frequency processing apparatus is dually implemented for reception diversity.

상기와 같은 본 발명에 의한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 수신 빔 형성 고주파 처리장치의 동작을 설명하면, 섹터별로 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호는 섹터별 안테나 엘리먼트에 의해 수신되어 밴드 패스 필터와 LNA를 통해 버틀러 매트릭스(80)로 전송된다. 그래서 버틀러 매트릭스(80)는 입력되는 8개의 신호를 해당 섹터로 위상 변위하여 narrow beam을 수신할 수 있도록 한다.Referring to the operation of the 16-sector receiving beamforming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system according to the present invention as described above, the signal propagated from the direction of the desired terminal station for each sector is received by the antenna element for each sector to pass the band pass It is sent to the Butler matrix 80 through the filter and the LNA. Thus, the Butler matrix 80 phase shifts the eight input signals into the corresponding sectors to receive the narrow beam.

그렇기 때문에 기지국에서 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하여, 수신감도 및 선택도 등이 3섹터 기지국의 경우보다 크게 개선되어, 전체 시스템 성능을 향상시키게 된다.Therefore, by receiving a signal propagated from the direction of the desired terminal station in the base station, the reception sensitivity and selectivity are greatly improved than in the case of the three sector base station, thereby improving the overall system performance.

본 발명은 개인 휴대 통신 시스템(Personal Communications System; PCS), 디지털 셀룰라 이동통신 시스템(Digital Cellular System; DCS) 등에도 사용될 수 있다.The invention may also be used in Personal Communications Systems (PCS), Digital Cellular Systems (DCS), and the like.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치는, 대칭적 구조를 가진 Butler Matrix feed를 사용하여 IMT-2000 기지국의 RF 처리 장치를 구현함으로써, narrow beam을 형성하여 원하는 단말국의 방향으로만 전력을 집중시켜 전파를 방사할 수 있고 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되는 신호를 수신할 수 있게 된다. 그리고 narrow beam 패턴 형성으로 간섭량을 줄여 기지국을 16섹터로 운용할 수 있게 되고 기지국 용량을 증가시킬 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the 16-sector beamforming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system according to the present invention implements the RF processing apparatus of the IMT-2000 base station by using a Butler Matrix feed having a symmetrical structure, thereby narrow beam. It is possible to emit power by concentrating power only in the direction of the desired terminal station to receive a signal propagated from the direction of the desired terminal station. In addition, the narrow beam pattern is formed to reduce the amount of interference so that the base station can be operated in 16 sectors and the base station capacity can be increased.

Claims (4)

IMT-2000 기지국 시스템의 송신 및 수신 고주파 처리장치에 있어서,In the transmitting and receiving high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system, 상기 송신 고주파 처리 장치는,The transmission high frequency processing device, 고주파(Radio Frequency; RF)로 주파수 상향된 각 섹터(sector)의 신호를 고전력으로 증폭하는 전력 증폭부와;A power amplifying unit for amplifying a signal of each sector whose frequency is increased by a radio frequency (RF) at high power; 상기 전력 증폭부를 거친 각 섹터의 신호를 입력받아, 해당 위상으로 변위시켜 narrow beam을 형성하는 버틀러 매트릭스(Butler Matrix)와;A Butler matrix receiving a signal of each sector that has passed through the power amplifier and shifting the phase in a corresponding phase to form a narrow beam; 상기 버틀러 매트릭스에서 출력되는 각 섹터별 narrow beam을 밴드 패스 필터링(band pass filtering)을 수행하는 송신 밴드패스 필터링부와;A transmission band pass filtering unit configured to perform band pass filtering on the narrow beam for each sector output from the butler matrix; 상기 송신 밴드패스 필터링부에서 출력되는 각 섹터별 신호를 각 섹터의 단말국 방향으로 방사하는 송신 안테나 엘리먼트부로 구성되고,A transmission antenna element unit for radiating a signal for each sector output from the transmission band pass filtering unit toward a terminal station of each sector, 상기 수신 고주파 처리 장치는,The reception high frequency processing device, 섹터별로 원하는 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하는 수신 안테나 엘리먼트부와;A receiving antenna element unit for receiving a signal propagating from a direction of a desired terminal station for each sector; 상기 수신 안테나 엘리먼트부를 통한 각 섹터별 신호를 밴드패스 필터링하는 수신 밴드패스 필터링부와;A reception band pass filtering unit configured to band pass filter the signal for each sector through the reception antenna element unit; 상기 수신 밴드패스 필터링부를 거친 각 섹터별 신호를 각 섹터별로 잡음을 감소시켜 증폭(low noise amplification)하는 저잡음 증폭부와;A low noise amplification unit for reducing the noise for each sector through the reception bandpass filtering unit by reducing the noise for each sector; 상기 저잡음 증폭부의 각 섹터별 신호를 입력받아, 해당 위상으로 분리시키는 버틀러 매트릭스로 구성된 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치.16 sector beam forming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system, characterized in that composed of a Butler matrix for receiving the signal for each sector of the low-noise amplification unit to separate into a corresponding phase. 제 1항에 있어서, 상기 버틀러 매트릭스는,The method of claim 1, wherein the butler matrix, 8개의 입력신호로 8개의 신호를 출력하는 8*8 구조를 사용하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치.16-sector beamforming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system, characterized by using an 8 * 8 structure for outputting eight signals with eight input signals. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력 증폭부는, 주파수 상향된 RF 신호를 고전력 증폭하는 고전력 증폭기(High Power Amplifier; HPA) 또는 선형 전력 증폭기(Linear Power Amplifier; LPA)를 8개 구비하고, 상기 송신 밴드패스 필터링부는, 상기 버틀러 매트릭스의 출력 arm과 일대일 대응시켜 밴드패스필터(Band Pass Filter; BPF)를 구비하며, 상기 송신 안테나 엘리먼트부는, 상기 송신 밴드 패스 필터링부에 구비된 BPF와 일대일 대응되도록 안테나 엘리먼드(antenna element)를 구비하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치.The power amplifier includes eight high power amplifiers (HPAs) or linear power amplifiers (LPAs) for high power amplification of the frequency-raised RF signal, and the transmission band pass filtering unit includes the butler matrix. A band pass filter (BPF) in one-to-one correspondence with an output arm of the transmission arm, and the transmission antenna element unit includes an antenna element so as to correspond one-to-one with a BPF included in the transmission band pass filtering unit. 16 sector beam forming high frequency processing apparatus of the IMT-2000 base station system characterized in that it comprises. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신 안테나 엘리먼트부는, 섹터별로 단말국의 방향으로부터 전파되어 오는 신호를 수신하는 안테나 엘리먼트를 8개 구비하고, 상기 수신 밴드패스 필터링부는 상기 안테나 엘리먼트와 일대일 대응된 밴드패스 필터를 8개 구비하며, 상기 저잡음 증폭부는 상기 밴드패스 필터와 일대일 대응된 LNA를 8개 구비하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 시스템의 16섹터 빔 형성 고주파 처리장치.The reception antenna element unit includes eight antenna elements for receiving signals propagated from the direction of the terminal station for each sector, and the reception band pass filtering unit includes eight band pass filters corresponding to the antenna element one-to-one. And said low noise amplifier comprises eight LNAs in one-to-one correspondence with said bandpass filter.
KR1019990048513A 1999-11-04 1999-11-04 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system KR20010045278A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990048513A KR20010045278A (en) 1999-11-04 1999-11-04 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990048513A KR20010045278A (en) 1999-11-04 1999-11-04 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010045278A true KR20010045278A (en) 2001-06-05

Family

ID=19618446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990048513A KR20010045278A (en) 1999-11-04 1999-11-04 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010045278A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6788268B2 (en) Method and apparatus for frequency selective beam forming
US6304214B1 (en) Antenna array system having coherent and noncoherent reception characteristics
US6448938B1 (en) Method and apparatus for frequency selective beam forming
KR101336531B1 (en) Method and apparatus for reducing combiner loss in a multi-sector, omni-base station
US20040204109A1 (en) Active array antenna and system for beamforming
KR20010032335A (en) Method and apparatus for receiving radio signals
US10854975B2 (en) Antenna unit, multi-array antenna system and base station thereof
US8253625B2 (en) Array antenna system in base station
WO2022120856A1 (en) Base station antenna and base station device
US7019710B1 (en) Antenna system
KR20010045278A (en) 16 sector beamforming radio frequency processing apparatus in IMT-2000 base station system
US8412125B2 (en) Wireless communication system with transmit diversity designs
CN116760438B (en) Parallel-serial conversion and enhancement device for 5G multichannel same-frequency MIMO signals
KR20020034539A (en) Transmission/receiption beam forming device for base station
KR100292713B1 (en) Apparatus for varying transmission-receive coverage in BTS using active antenna
KR102462196B1 (en) Spatial diversity antenna device for mobile communication in which transmission and reception are separated
JP3916894B2 (en) Radio base station adaptive array antenna transceiver apparatus
JP3750992B2 (en) Amplifier
KR100323234B1 (en) Radio frequency front-end apparatus for 2 FA type of base station
US20110216754A1 (en) Time delay transmit diversity radiofrequency device
KR100292714B1 (en) BTS of CDMA form application of the active antenna
CN117614504A (en) Full-polarization double-channel receiving component
Yamamoto et al. MULTI-STAGE DISPERSED AMPLIFIER ARRANGEMENT METHOD FOR ACTIVE ARRAY ANTENNAS
KR20000008276A (en) Base station apparatus of mobile communication system using cdma method applying active antenna
JPS63245136A (en) High frequency relay amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application