KR20020037290A - 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도심 외각 지역 등에서 서비스 커버리지를 경제적으로 확보하기 위한 이동 통신 시스템에서의 대역 변환 중계 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기지국으로부터 수신되는 제1 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역을 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하고, 이동국에서 전송되어 링크 주파수 신호로 변환된 후 수신된 제2 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역을 제외한 서비스 채널 대역 내의 서비스 주파수를 갖도록 변환하여 기지국으로 전송하는 도너 장치, 도너 장치에 의해 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 서비스 채널 대역 내의 링크 주파수에 대응하는 서비스 주파수로 변환하여 이동국으로 전송하고, 이동국으로부터 수신되는 제2 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역 내의 링크 주파수로 변환하여 도너 장치로 전송하는 리모트 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서의 대역 변환 중계 장치를 제공한다.

Description

이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법{BNAD SELECTIVE REPEATER AND METHOD FOR SIGNAL RELAY IN MOBILE NETWORK}
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 대역 변환 중계 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도심 외각 지역 등에서 서비스 커버리지를 경제적으로 확보하기 위한 이동 통신 시스템에서의 대역 변환 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 통신 서비스를 제공하는 이동 통신 사업자들은 PCS, 셀룰러 및 IMT-2000 등의 이동 통신망의 도심지를 제외한 지역에서 서비스 커버리지(coverage)를 경제적으로 확보하는 것이 사업의 성패를 좌우하는 중요한 요소이다.
현재, 이동 통신 사업자는 도심지를 제외한 대부분의 지역에서 커버리지 확장을 위해 이동 전화 기지국을 최대한 많이 설치하는 것이 필요하지만 기지국의 증설 비용에 비하여 그 이용 효율이 저조한 산간 지역이나 도서 지역 등의 도심 외각 지역에서는 기지국 설비비에 대한 경제성 문제를 고려하여 광 중계기를 많이 이용하고 있다.
즉, 비용적인 측면에서 도심 외각 지역 등에서는 커버리지 확장을 위해 설치 비용이 기지국 대비 1/10인 광 중계기를 많이 이용하고 있다.
그러나, 최근에 와서는 과도한 광 중계기 사용으로 인하여 광 케이블 임대 비용이 이동 통신 사업자당 년 간 수백 억 원에서 수천 억 원에 달함에 따라 광 케이블 임대 비용이 이동 통신 사업자의 경영에 상당한 부담이 되고 있는 상태이다.
이러한, 고가의 광 케이블 임대 비용을 해소하기 위하여 통화량이 적은 산간 지역이나 교외 지역에서는 주파수 변환 중계기가 사용되어지고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 이동 통신망에서의 채널 배치 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기 시스템은 기지국(100), 이동국(110), 기지국(100) 또는 이동국(110)으로부터 수신되는 신호를 서비스를 위해 사업자에게 할당된 주파수 대역 중 사용하지 않는 주파수를 갖는 신호로 변환하여 이동국(110) 또는 기지국(100)으로 전송하는 주파수 변환 중계기(120)를 포함한다.
주파수 변환 중계기(120)는 기지국 대향 안테나(122)를 통해 기지국(100)으로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 서비스를 위해 할당된 주파수 대역 중 사용하지 않은 주파수를 갖는 신호로 변환한 후 제1 송수신 안테나(124)를 통해 전송하는 도너 장치(126)를 포함한다.
또한, 주파수 변환 중계기(120)는 제2 송수신 안테나(128)를 통해 도너 장치(126)로부터 주파수 변환된 신호를 수신하고, 수신된 신호를 기지국(100)에서 전송한 형태의 주파수를 갖도록 주파수 변환한 후 이동국 대향 안테나(130)를 통해 이동국(110)으로 전송하는 리모트 장치(132)를 포함한다.
현재 IS-95 CDMA 이동 통신 사업자는 정부로부터 이동 통신 서비스를 위하여 10MHz의 주파수 대역을 사용할 수 있도록 할당받는다.
여기서, CDMA 액세스 방식에서 이동 통신 사업자는 정부로부터 할당받은 주파수 대역을 하나의 채널이 1.25MHz의 대역폭을 갖도록 구성함에 따라 할당받은 주파수 대역이 7개의 채널(FA(Frequency Access)1 내지 FA7)을 구성한다.
이어, 이동 통신 사업자는 이동 통신 서비스를 위한 서비스 채널 배치 및 증설시 채널간의 간섭을 줄이기 위하여 인접 채널이 사용되는 것을 피하여 채널을 배치한다.
즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 이동 통신 사업자는 FA3에 서비스 채널1을, FA5에 서비스 채널2를, FA1에 서비스 채널3을 구성하고, FA7에 서비스 채널1에 대응되는 링크 채널1을 배치하여, 인접 채널간의 간섭을 방지한다.
이때, FA7에 구성되는 링크 채널1은 서비스 채널1에 따른 서비스 수행시 주파수 변환 중계기에서 이용되는 주파수 대역이다.
또한, IMT-2000 사업자는 이동 통신 서비스를 위해 정부로부터 20MHz의 서비스 대역을 할당받고, 할당된 서비스 대역을 하나의 채널이 5MHz의 대역폭을 갖도록 구성함에 따라 할당된 서비스 대역이 4개의 채널(FA1 내지 FA4)을 갖도록 구성된다.
이어, IMT-2000 서비스 사업자는 채널간의 간섭을 줄이기 위하여 도 2b에 도시된 바와 같이, FA3에 서비스 채널1을, FA1에 서비스 채널2를 FA4에 링크 채널1을 배치한다.
상기한 바와 같이, 인접 채널간을 간섭을 줄이기 위하여 서비스 채널이 인접 채널로 배치되어 있지 않으므로 서비스 채널에 대한 링크 채널의 확보가 매우 어렵다.
즉, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 할당된 서비스 대역 내에서 서비스 채널에 대하여 1개 이상의 링크 채널을 확보할 수 없다.
그러므로, 이와 같은 채널 배치를 갖는 주파수 대역을 이용하는 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기는 1개의 서비스 채널에 대해서만 주파수 변환에 따른 신호 중계를 수행할 수 있다.
따라서, 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기는 하나의 서비스 채널에 대해서만 주파수 변환 중계를 수행할 수 있으므로, 1채널 이상을 서비스하는 지역에서는 사용할 수 없어 사용 지역이 지극히 제한적인 문제점이 있다.
또한, 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기는 다중 경로를 통하여 도달된신호에 따라 발생되는 레이라이 페이딩(Rayleigh Fading) 영향을 경감시키기 위한 기지국의 레이크 수신기를 이용할 수 없으므로 동등한 기능을 갖는 광 중계기와 비교할 때, 역방향 커버리지가 약 3 내지 10dB 적어 호 단절율이 높은 문제점도 있다.
또한, 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기는 기지국에서 이동국으로 신호를 전송할 때, 세 번의 무선 링크(기지국에서 도너 장치, 도너 장치에서 리모트 장치, 리모트 장치에서 이동국)가 형성되는데, 무선 링크간에는 정확한 가시 거리(Line of Sight)가 이루어져야 한다.
그러나, 현실적으로 장기간 동안 무선 링크간의 가시 거리가 이루어지도록 하기 위한 조건을 만족하기가 어려워 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기는 순방향의 품질이 저하되는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명은 종래 기술의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 할당된 서비스 대역 중 1/2를 서비스 채널 대역으로 나머지 1/2를 링크 채널 대역으로 사용함에 따라 서비스 신호의 주파수 신호를 링크 채널 대역의 주파수 신호로 변환하는 이동 통신망에서의 대역 변환 중계기를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 경로를 가지는 복수의 신호를 한 칩 이상의 시간 차이를 갖도록 지연시켜 시간 다이버시티 기능을 수행하기 위한 이동 통신망에서의 대역 변환 중계기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 도너 장치와 리모트 장치의 입출력 신호의 세기 감지하여 순방향 출력을 안정화시키기 위한 이동 통신망에서의 대역 변환 중계기를 제공함에 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 주파수 변환 중계기 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 이동 통신망에서의 채널 배치 예를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이동 통신망에서의 대역 변환 중계 시스템의 개략적 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 대역 변환 중계기에서 도너 장치의 상세 구성 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 대역 변환 중계기에서 리모트 장치의 상세 구성 블록도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 채널 배치의 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 순방향 서비스를 수행하기 위한 플로우 챠트.
도 8은 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 리모트 장치에서 도너 장치로의 신호 중계를 수행하기 위한 플로우 챠트.
도 9는 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 도너 장치에서 기지국으로 신호 중계를 수행하기 위한 플로우 챠트.
<주요부분에 대한 부호의 설명>
300 : 기지국310 : 이동국
320 : 대역 변환 중계기330 : 도너 장치
340 : 리모트 장치420,520 : 순방향 신호 처리부
460,560 : 역방향 신호 처리부480 : 제1 다이버시티 안테나
490 : 제1 시간 다이버시티부580 : 제2 다이버시티 안테나
590 : 제2 시간 다이버시티부
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 대역 변환 중계 장치에 있어서, 기지국으로부터 수신되는 제1 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역을 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하고, 이동국에서 전송되어 링크 주파수 신호로 변환된 후 수신된 제2 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역을 제외한 서비스 채널 대역 내의 서비스 주파수를 갖도록 변환하여 기지국으로 전송하는 도너 장치, 도너 장치에 의해 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 서비스 채널 대역 내의 링크 주파수에 대응하는 서비스 주파수로 변환하여 이동국으로 전송하고, 이동국으로부터 수신되는 제2 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역 내의 링크 주파수로 변환하여 도너 장치로 전송하는 리모트 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서의 대역 변환 중계 장치를 제공함에 그 특징이 있다.
본 발명의 다른 특징은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 대역 변환 중계기의 중계 방법에 있어서- 대역 변환 중계기는 기지국 대향 안테나, 송수신 안테나, 이동국 대향 안테나를 포함함-, 기지국 대향 안테나를 통해상기 기지국으로부터 제1 신호를 수신하고, 수신된 제1 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역을 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환한 후 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 송수신 안테나를 통해 수신하고, 수신된 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역을 제외한 서비스 채널 대역내의 링크 주파수에 대응되는 서비스 주파수를 갖도록 변환한 후 서비스 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 이동국 대향 안테나를 통해 상기 이동국으로 전송하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 대역 변환 중계기의 중계 방법에 있어서-대역 변환 중계기는 기지국 대향 안테나, 제1 송수신 안테나 제1 다이버시티 안테나, 이동국 대향 안테나, 제2 송수신 안테나 및 제2 다이버시티 안테나를 포함함-, 이동국 대향 안테나를 통해 이동국으로부터 제1 신호를 수신하고, 제1 다이버시티 안테나를 통해 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하여, 제2 신호를 제1 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 조절하고, 제1 신호와 시간 조절된 제2 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 생성한 후 생성된 제1 합성 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2를 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하고, 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호를 제1 송수신 안테나를 통해 제2 송수신 안테나로 전송하여, 제2 송수신 안테나에 의해 수신된 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제3 신호를 제2 다이버시티 안테나를 통해수신한 후 제3 신호를 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 조절하여, 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호와 시간 조절된 제3 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하고, 제2 합성 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역을 제외한 서비스 채널 대역내의 링크 주파수에 대응되는 서비스 주파수를 갖도록 변환하여 기지국 대향 안테나를 통해 기지국으로 전송하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 방법을 제공함에 있다.
이하, 본 발명에 따른 이동 통신망에서의 대역 변환 중계 장치 및 방법의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 이동 통신망에서의 대역 변환 중계 시스템의 개략적 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 대역 변환 중계기에서 도너 장치의 상세 구성 블록도이며, 도 5는 본 발명에 따른 대역 변환 중계기에서 리모트 장치의 상세 구성 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템은 복수개의 레이크 수신기(도시되지 않음)를 가지는 기지국(300), 기지국(300)과의 무선 통신을 위한 복수개의 이동국(310), 기지국(300) 또는 이동국(310)으로부터 신호를 수신하여 이동국(310) 또는 기지국(300)으로 무선 전송하는 대역 변환 중계기(320)를 포함한다.
여기서, 대역 변환 중계기(320)는 기지국(300)으로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 링크 주파수 신호로 변환하여 전송하는 도너(Donor) 장치(330), 도너장치(330)로부터 수신되는 링크 주파수 신호를 기지국(300)에서 전송된 신호와 동일한 주파수를 갖는 신호로 변환하여 이동국(310)으로 전송하는 리모트(Remote) 장치(340)를 포함한다.
한편, 대역 변환 중계기(320)의 리모트 장치(340)는 이동국(310)으로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 링크 주파수 신호로 변환하여 도너 장치(330)로 전송하고, 도너 장치(330)는 리모트 장치(340)로부터 수신된 링크 주파수 신호를 이동국(310)에서 전송된 신호와 동일한 주파수를 갖는 신호로 변환하여 기지국(300)으로 전송한다.
여기서, 도너 장치(330)는 기지국 대향 안테나(332), 제1 송수신 안테나(334) 및 제1 다이버시티 안테나(336)를 포함하고, 리모트 장치(340)는 제2 송수신 안테나(342), 이동국 대향 안테나(344) 및 제2 다이버시티 안테나(346)를 포함한다.
여기서, 기지국 대향 안테나(332), 제1 송수신 안테나(334), 제2 송수신 안테나(342) 및 이동국 대향 안테나(344)는 송수신 겸용 안테나이고, 제1 및 제2 다이버시티 안테나(336,346)는 수신 전용 안테나이다.
본 발명에 따른 대역 변환 중계기의 도너 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 기지국 대향 안테나(400), 제1 듀플렉서(410), 순방향 신호 처리부(420), 제2 듀플렉서(440), 제1 송수신 안테나(450), 역방향 신호 처리부(460), 제1 다이버시티 안테나(480), 제1 시간 다이버시티부(490), 모뎀 통신부(498) 및 제어부(499)를 포함한다.
여기서, 순방향 신호 처리부(420)는 제1 대역 통과 필터(421), 제1 저잡음 증폭기(422)(LNA), 제1 가변 감쇄기(423), 제1 믹서(Mixer)(424), 제1 SAW 필터(425), 제2 믹서(426), 제2 대역 통과 필터(427), 제2 저잡음 증폭기(428), 제2 가변 감쇄기(429), 제1 고출력 증폭기(430), 제1 국부 발진기(431), 제2 국부 발진기(432), 제1 신호 감지부(433) 및 제2 신호 감지부(434)를 포함한다.
역방향 신호 처리부(460)는 제3 대역 통과 필터(461), 제3 저잡음 증폭기(462), 제3 가변 감쇄기(463), 제3 믹서(464), 제2 SAW 필터(465), 제4 믹서(466), 제4 대역 통과 필터(467), 제4 저잡음 증폭기(468), 제4 가변 감쇄기(469) 및 제2 고출력 증폭기(470)를 포함한다.
제1 시간 다이버시티부(490)는 제5 대역 통과 필터(491), 제5 저잡음 증폭기(492), 제5 가변 감쇄기(493), 제5 믹서(494), 시간 지연 필터(495), 제6 믹서(496) 및 신호 합성부(497)를 포함한다.
제1 듀플렉서(410)는 기지국 대향 안테나(400)를 통해 기지국(300)으로부터 수신되는 신호를 순방향 신호 처리부(420)로 출력하고, 역방향 신호 처리부(460)에서 신호 처리된 신호를 기지국 대향 안테나(400)를 통해 기지국(300)으로 전송하도록 구성된다.
제2 듀플렉서(440)는 순방향 신호 처리부(420)에 의해 신호 처리된 기지국(300)으로부터 수신된 신호를 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 전송하고, 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로부터 수신된 신호를 역방향 신호 처리부(460)로 출력하도록 구성된다.
제1 시간 다이버시티부(490)는 역방향 신호 처리부(460)의 제3 가변 감쇄기(463) 출력단에 접속된다.
또한, 본 발명에 따른 리모트 장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 송수신 안테나(500), 제1 듀플렉서(510), 순방향 신호 처리부(520), 제2 듀플렉서(540), 이동국 대향 안테나(550), 역방향 신호 처리부(560), 제2 다이버시티 안테나(580), 제2 시간 다이버시티부(590), 모뎀 통신부(598) 및 제어부(599)를 포함한다.
본 발명에 따른 리모트 장치의 내부 구성은 도너 장치와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 대역 변환 중계기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기지국에서 이동국으로 신호가 전송되는 순방향 통신에 대하여 설명한다.
대역 변환 중계기의 도너 장치(330)는 기지국 대향 안테나(400)를 통해 기지국(300)으로부터 수신된 제1 신호를 제1 듀플렉서(410)로부터 입력받고, 입력된 제1 신호를 이동 통신 서비스를 위해 할당된 주파수 대역 중 서비스 채널 대역으로 사용하는 1/2 대역 외의 나머지 대역의 링크 주파수 신호로 변환한 후 주파수 변환된 제1 신호를 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 출력한다.
즉, 본 발명에 따른 대역 변환 중계기는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 채널 배치에 따른 주파수 변환을 통한 신호 중계를 수행한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 채널 배치의 예를 나타낸 도면이다.
10MHz의 주파수 대역을 할당받은 IS-95 CDMA 이동 통신 사업자는 할당받은 10MHz의 주파수 대역 중 1/2를 서비스 채널 대역으로 사용하고, 나머지 대역을 링크 채널 대역으로 사용한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 할당된 10MHz의 주파수 대역에서 하위 1/2 대역내의 FA1, FA2 및 FA3에 서비스 채널3, 서비스 채널2 및 서비스 채널1을 배치하고, FA4는 보호 대역으로 배치된다.
또한, 할당된 주파수 대역에서 서비스 채널을 배치한 나머지 1/2 대역인 링크 채널 대역 내의 FA5, FA6 및 FA7에 서비스 채널1, 서비스 채널2 및 서비스 채널3에 대한 링크 채널3, 링크 채널2 및 링크 채널1이 배치된다.
한편, 할당된 주파수 대역의 상위 1/2 대역에 서비스 채널 대역을 배치하고, 할당된 주파수 대역의 나머지 하위 1/2 대역에 링크 채널 대역이 배치될 수 있음은 자명하다.
즉, 이동 통신 서비스 사업자는 할당받은 주파수 대역 중에서 1/2까지는 서비스 채널 대역을 상위 1/2 대역 또는 하위 1/2 대역 내에서 임의적으로 채널을 증설하고, 그 외의 나머지 1/2 대역에 링크 채널 대역을 배치한다.
또한, IMT-2000 서비스 사업자는 도 6b에 도시된 바와 같이, 할당된 20MHz의 주파수 대역 중 1/2 대역에 FA1(채널2),FA2(채널1)의 서비스 채널 대역을 배치하고, 나머지 1/2 대역에 FA3(링크2),FA4(링크1)의 링크 채널 대역을 배치한다.
상기한 바와 같은 채널 배치가 가능한 이유는 대도시의 최대 상업 중심 지역에서 요구하는 주파수량을 기준으로 할 때 도심 외각에서는 상업 중심지역 보다1/2 이하의 주파수가 소요되는 것으로 나타나며, 이것은 현재의 PCS 및 셀룰러 사업자의 채널 증설에 의하여 확인되고 있다.
따라서, 도심지를 제외한 주파수 할당 대역의 1/2 사용 지역에서는 이동 통신 사업자에게 할당된 주파수 대역 중 실제 사용되는 대역은 1/2 이하이며, 나머지는 유휴 자원으로 남게 된다.
한편, 이동 통신 사업자들이 통상적으로 채널간의 간섭을 줄이고자 인접 채널을 사용하지 않도록 채널을 배치하고 있으나, IS-95 CDMA 방식에서 채택한 채널 대역폭은 이미 인접 채널간의 간섭을 충분히 고려하여 설정되었기 때문에 동일한 셀에서의 인접 채널간의 간섭은 거의 없는 것으로 알려지고 있다.
또한, W-CDMA의 채널 대역폭도 채널간의 간섭에 의한 영향을 충분히 고려하여 설정되었기 때문에 인접 채널간의 간섭은 거의 없다.
상기의 이유에 의해 본 발명은 할당된 주파수 대역에서 1/2 대역내의 모든 채널에 서비스 채널을 배치하고, 나머지 1/2 대역내의 모든 채널에 링크 주파수 채널을 배치한다.
도너 장치(330)는 기지국(300)으로부터 FA1 주파수를 갖는 제1 신호를 수신하면, FA1 주파수를 갖는 제1 신호를 FA1의 서비스 채널3에 대한 링크 채널3인 FA5 신호로 변환하고, FA5 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 전송한다.
도너 장치(330)의 순방향 신호 처리부(420)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
순방향 처리부(420)의 제1 대역 통과 필터(421)는 제1 듀플렉서(410)로부터 입력되는 제1 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제1 저잡음 증폭기(422)로 출력한다.
여기서, 제1 신호는 도 6a에 도시된 바와 같이, 할당된 주파수 대역 중 1/2의 링크 대역 내의 링크 채널3의 FA5 주파수를 갖는 신호이다.
제1 저잡음 증폭기(422)는 필터링된 제1 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제1 가변 감쇄기(423)로 출력하고, 제1 가변 감쇄기(423)는 증폭된 제1 신호의 송신 세기를 조절하여 제1 믹서(424)로 출력한다.
제1 믹서(424)는 제1 신호와 제1 국부 발진기(431)로부터의 발진 주파수를 혼합하여 중간 주파수(IF) 신호로 변환한 후 제1 SAW 필터(425)로 출력하고, 제1 SAW 필터(425)는 제1 대역 통과 필터(421)에서 필터링하지 못한 미세한 잡음을 제거하기 위한 필터링한 후 제2 믹서(426)로 출력한다.
여기서, 제1 신호를 중간 주파수로 변환하는 이유는 신호내의 잡음을 제거하기 위하여 사용되는 SAW 필터는 70MHz의 중간 주파수 대역에서 필터링 특성이 우수하므로, SAW 필터의 필터링 효율을 높이기 위함이다.
제2 믹서(426)는 제1 SAW 필터(425)에서 필터링된 중간 주파수의 제1 신호와 제2 국부 발진기(432)로부터의 발진 주파수를 혼합하여 FA1 주파수를 갖는 제1 신호에 대응하는 링크 주파수 즉, FA5 주파수를 갖는 제1 신호로 변환한 후 제2 대역 통과 필터(427)로 출력한다.
제2 대역 통과 필터(427)는 링크 채널 주파수인 FA5 주파수 신호로 변환된제1 신호의 잡음을 제거하기 위한 필터링을 수행하여 제2 저잡음 증폭기(428)로 출력하고, 제2 저잡음 증폭기(428)는 FA5 주파수 신호로 변환된 제1 신호를 증폭하여 제2 가변 감쇄기(429)로 출력한다.
제2 가변 감쇄기(429)는 증폭된 제1 신호의 송신 세기를 적절하게 조절하여 제1 고출력 증폭기(430)로 출력하고, 제1 고출력 증폭기(430)는 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 전송하기에 적정한 레벨로 제1 신호를 변환하여 제2 듀플렉서(440)로 출력한다.
제2 듀플렉서(440)는 제1 고출력 증폭기(430)에 의해 증폭된 제1 신호를 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 전송한다.
여기서, 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 전송되는 제1 신호는 FA1에 대한 링크 주파수를 갖는 FA5 주파수 신호이다.
또한, 제1 신호 감지부(433)는 제1 대역 통과 필터(421)의 출력을 감지하여 도너 장치(330)의 입력 신호의 세기를 감지하고, 제2 신호 감지부(434)는 제1 고출력 증폭기(430)의 출력을 감지하여 도너 장치(330)의 출력 신호의 세기를 감지한다.
제어부(499)는 제1 신호 감지부(433) 및 제2 신호 감지부(434)에 의해 감지된 입력 신호의 세기 및 출력 신호의 세기를 미리 설정된 값과 비교하고, 제1 가변 감쇄기(423) 및 제3 가변 감쇄기(463)의 감쇄량을 조절함에 따라 미리 설정된 값과의 차이를 보정한다.
이때, 제어부(499)는 모뎀 통신부(498)에 의한 도너 장치(330)와 리모트 장치(340)와의 모뎀 통신을 통해 입력 신호 및 출력 신호의 세기 조절을 위해 조절되는 감쇄량이 연동되도록 한다.
또한, 제어부(499)는 기지국(300)과 이동국(310) 간의 통신시 서비스 채널을 탐색하여 사용되지 않는 채널을 통해 모뎀 통신부(498)에 의한 통신이 이루어지도록 제어한다.
한편, 리모트 장치(340)는 제2 송수신 안테나(500)를 통해 도너 장치(330)로부터 FA5 주파수를 갖는 제1 신호를 수신하고, 수신된 FA5 주파수를 갖는 제1 신호를 기지국(300)에서 전송한 신호와 동일한 서비스 채널 주파수인 FA1 주파수 신호로 변환한 후 이동국 대향 안테나(550)를 통해 이동국(310)으로 전송한다.
리모트 장치(340)의 순방향 신호 처리부(520)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
순방향 신호 처리부(520)의 제1 대역 통과 필터(521)는 제1 듀플렉서(510)로부터 입력되는 제1 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제1 저잡음 증폭기(522)로 출력한다.
여기서, 리모트 장치(340)에 수신되는 제1 신호는 도 6a에 도시된 바와 같이, 할당된 주파수 대역 중 1/2의 서비스 채널 대역내의 서비스 채널3에 대응되는 링크 주파수를 갖는 FA5 주파수를 갖는 신호이다.
제1 저잡음 증폭기(522)는 필터링된 제1 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제1 가변 감쇄기(523)로 출력하고, 제1 가변 감쇄기(523)는 증폭된 제1 신호의 송신 세기를 조절하여 제1 믹서(524)로 출력한다.
제1 믹서(524)는 제1 국부 발진기(531)로부터의 발진 주파수와 제1 신호를 혼합하여 중간 주파수(IF) 신호로 변환한 후 제1 SAW 필터(525)로 출력하고, 제1 SAW 필터(525)는 제1 대역 통과 필터(521)에서 필터링하지 못한 미세한 잡음을 제거하기 위한 필터링한 후 제2 믹서(526)로 출력한다.
여기서, 제1 신호를 중간 주파수로 변환하는 이유는 제1 신호내의 잡음 제거하기 위해 사용되는 SAW 필터가 70MHz의 중간 주파수 대역에서 필터링 특성이 우수하므로, SAW 필터의 필터링 효율을 높이기 위함이다.
제2 믹서(526)는 제1 SAW 필터(525)에서 필터링된 중간 주파수의 제1 신호와 제2 국부 발진기(532)로부터의 발진 주파수를 혼합하여 FA5 주파수를 갖는 제1 신호에 대하여 대응되는 서비스 채널내의 주파수(FA1)를 갖도록 변환한다.
제2 대역 통과 필터(527)는 서비스 채널 주파수인 FA1 주파수 신호로 변환된 제1 신호의 잡음을 제거하기 위한 필터링을 수행하여 제2 저잡음 증폭기(528)로 출력하고, 제2 저잡음 증폭기(528)는 FA1 주파수 신호로 변환된 제1 신호를 증폭하여 제2 가변 감쇄기(529)로 출력한다.
제2 가변 감쇄기(529)는 증폭된 제1 신호의 송신 세기를 적절하게 조절하여 제1 고출력 증폭기(530)로 출력하고, 제1 고출력 증폭기(530)는 제1 신호를 이동국 대향 안테나(550)를 통해 이동국(310)으로 전송되기에 적정한 레벨로 변환하여 제2 듀플렉서(540)로 출력한다.
제2 듀플렉서(540)는 제1 고출력 증폭기(530)에 의해 증폭된 제1 신호를 이동국 대향 안테나(550)를 통해 이동국(310)으로 전송한다.
여기서, 이동국 대향 안테나(550)를 통해 이동국(310)으로 전송되는 제1 신호는 기지국(300)에서 도너 장치(330)로 전송되는 신호와 동일한 FA1 주파수를 갖는 신호이다.
또한, 제1 신호 감지부(533)는 제1 대역 통과 필터(521)의 출력을 감지하여 리모트 장치(340)의 입력 신호의 세기를 감지하고, 제2 신호 감지부(534)는 제1 고출력 증폭기(530)의 출력을 감지하여 리모트 장치(340)의 출력 신호의 세기를 감지한다.
제어부(599)는 제1 신호 감지부(533) 및 제2 신호 감지부(534)에 의해 감지된 입력 신호의 세기 및 출력 신호의 세기를 미리 설정된 값과 비교하고, 제1 가변 감쇄기(523) 및 제3 가변 감쇄기(563)의 감쇄량을 조절함에 따라 미리 설정된 값과의 차이를 보정한다.
다음, 이동국(310)에서 기지국(300)으로 신호를 전송하는 역방향 통신에 대하여 설명한다.
리모트 장치(340)는 제2 듀플렉서(540)를 통해 이동국(310)으로부터 제2 신호를 수신한다.
또한, 리모트 장치(340)의 제2 시간 다이버시티부(590)는 제2 다이버시티 안테나(580)를 통해 이동국(310)으로부터 수신되는 제3 신호를 제2 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 역방향 신호 처리부(560)로 출력한다.
역방향 신호 처리부(560)는 제2 신호와 시간 지연된 제3 신호를 합성하여제1 합성 신호를 생성하고, 제1 합성 신호에 대응하는 서비스 채널 주파수 신호로 변환하여 제2 송수신 안테나(500)를 통해 도너 장치(330)로 전송한다.
리모트 장치(340)의 역방향 통신을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
역방향 신호 처리부(560)의 제3 대역 통과 필터(561)는 제2 듀플렉서(540)로부터 입력되는 제2 신호 내의 불요 인접파를 제거하기 위한 필터링을 수행하여 제3 저잡음 증폭기(562)로 출력한다.
여기서, 제2 신호는 도 6a에 도시된 바와 같이, 이동국(310)이 기지국(300)과 통화를 위해 이동 통신 서비스 사업자에게 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역인 서비스 채널 대역 내의 FA3 주파수를 갖는 서비스 채널1의 신호인 경우에 대하여 설명한다.
제3 저잡음 증폭기(562)는 필터링된 제2 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제3 가변 감쇄기(563)로 출력하고, 제3 가변 감쇄기(563)는 일정 레벨로 증폭된 제2 신호의 수신 세기를 적절하게 조절하기 위하여 이득을 조절한다.
제2 시간 다이버시티부(590)의 제5 대역 통과 필터(591)는 제2 다이버시티 안테나(580)를 통해 수신되는 제3 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행하여 제5 저잡음 증폭기(592)로 출력한다.
여기서, 제3 신호는 이동국(310)으로부터 전송되는 제2 신호와 동일한 서비스 채널 주파수(FA3)를 가지고, 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.
제5 저잡음 증폭기(592)는 필터링된 제3 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제5 가변 감쇄기(593)로 출력하고, 제5 가변 감쇄기(593)는 증폭된 제3 신호의 이득을조절하여 수신 세기를 조절하여 제5 믹서(594)로 출력한다.
제5 믹서(594)는 수신 세기가 조절된 제3 신호와 제2 국부 발진기(532)로부터의 발진 주파수를 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환한 후 시간 지연 필터(595)로 출력한다.
이때, 제5 믹서(594)에 의해 제3 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 이유는 시간 지연 필터(595)에 사용되는 SAW 필터가 70MHz의 중간 주파수 대역에서 특성이 우수하므로, SAW 필터의 특성을 효율적으로 이용하기 위함이다.
시간 지연 필터(595)는 중간 주파수로 변환된 제3 신호를 제2 신호에 대하여 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 제6 믹서(596)로 출력한다.
여기서, 한 칩의 시간차는 IS-95 CDMA 방식에서는 1㎲, W-CDMA 방식에서는 0.5㎲의 시간차이다.
이때, 일반적인 시간 지연을 위해 사용되는 SAW 필터는 약 4㎲의 시간 지연을 가지므로, 본 발명에 따른 대역 변환 중계기는 도너 장치(330) 및 리모트 장치(340)의 제1 및 제2 SAW 필터(425,465,525,565)에 의해 약 8㎲의 지연 시간이 발생하므로, 시간 지연 필터(595)에 의한 시간 지연을 최소화하여야 한다.
제6 믹서(596)는 시간 지연된 제3 신호와 제2 국부 발진기(532)로부터의 발진 주파수신호를 혼합하여 중간 주파수의 제3 신호를 원래의 RF 신호로 변환하여 신호 합성부(597)로 출력한다.
신호 합성부(597)는 역방향 신호 처리부(560)의 제3 가변 감쇄기(563)의 출력과 제6 믹서(596)의 출력을 합성한다.
즉, 신호 합성부(596)는 수신 세기가 조절된 제2 신호와 시간 지연된 제3 신호를 합성하여 생성된 제1 합성 신호를 제3 믹서(564)로 출력하고, 제3 믹서(564)는 제1 합성 신호를 제2 국부 발진기(532)로부터의 발진 주파수 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환한다. 여기서, 제1 합성 신호는 FA3의 주파수를 갖는 신호이다.
제2 SAW 필터(565)는 중간 주파수 신호로 변환된 제1 합성 신호 내의 미세한 잡음을 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제4 믹서(566)로 출력한다.
제4 믹서(566)는 필터링된 제1 합성 신호를 제1 국부 발진기(531)로부터의 발진 주파수 신호와 혼합하여 FA3의 주파수를 갖는 제1 합성 신호에 대응하는 FA7의 링크 주파수로 변환하여 제4 대역 통과 필터(567)로 출력한다.
제4 대역 통과 필터(567)는 FA7의 주파수를 갖는 제1 합성 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제4 저잡음 증폭기(568)로 출력한다.
제4 저잡음 증폭기(568)는 필터링된 제1 합성 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제4 가변 감쇄기(569)로 출력하고, 제4 가변 감쇄기(569)는 증폭된 제1 합성 신호의 송신 세기를 적절하게 조절하여 제2 고출력 증폭기(570)로 출력한다.
제2 고출력 증폭기(570)는 제2 송수신 안테나(500)를 통해 도너 장치(330)로 전송하기에 적정한 레벨로 제1 합성 신호를 증폭하여 제1 듀플렉서(510)로 출력하고, 제1 듀플렉서(510)는 제2 고출력 증폭기(570)에 의해 증폭된 제1 합성 신호를 제2 송수신 안테나(500)를 통해 도너 장치(330)로 전송한다.
여기서, 도너 장치(330)로 전송되는 제1 합성 신호는 이동국(310)으로부터수신된 서비스 채널1(FA3)의 제2 및 제3 신호에 대응되는 링크 채널1(FA7)의 링크 주파수로 변환된 신호이다.
한편, 도너 장치(330)는 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로부터 제2 및 시간 지연된 제3 신호가 합성된 제1 합성 신호를 수신한다.
또한, 도너 장치(330)의 제1 시간 다이버시티부(490)는 제1 다이버시티 안테나(480)를 통해 리모트 장치(340)로부터 수신되는 제4 신호를 제1 합성 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 역방향 신호 처리부(460)로 출력한다.
여기서, 제4 신호는 제1 합성 신호와 동일한 주파수를 가지고, 서로 다른 신호 경로를 통해 도너 장치(330)에 수신되는 신호이다.
역방향 신호 처리부(460)는 제1 합성 신호와 시간 지연된 제4 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하고, 제2 합성 신호에 대응하는 서비스 채널 주파수 신호로 변환하여 제1 듀플렉서(410)로 전송한다.
제1 듀플렉서(410)는 기지국 대향 안테나(400)를 통해 수신되는 제2 합성 신호를 기지국(300)으로 전송하고, 기지국(300)은 제1 송수신 안테나(450)를 통해 수신되는 제1 합성 신호와 제1 다이버시티 안테나(480)를 통해 수신되는 제4 신호를 내부의 레이크 수신기에 의해 구분하여 복조한다.
도너 장치(330)의 역방향 통신을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
역방향 신호 처리부(460)의 제3 대역 통과 필터(461)는 제2 듀플렉서(440)로부터 입력되는 제1 합성 신호 내의 불요 인접파를 제거하기 위한 필터링을 수행하여 제3 저잡음 증폭기(462)로 출력한다.
여기서, 제1 합성 신호는 도 6a에 도시된 바와 같이, 이동국(310)으로부터 전송된 제2 및 제3 신호의 서비스 대역 주파수(FA3)에 대응하는 링크 대역 주파수(FA7)를 갖는 신호이다.
제3 저잡음 증폭기(462)는 필터링된 제1 합성 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제3 가변 감쇄기(463)로 출력하고, 제3 가변 감쇄기(463)는 일정 레벨로 증폭된 제1 합성 신호의 수신 세기를 적절하게 조절하기 위하여 이득을 조절한다.
제1 시간 다이버시티부(490)의 제5 대역 통과 필터(491)는 제1 다이버시티 안테나(480)를 통해 수신되는 제4 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행하여 제5 저잡음 증폭기(492)로 출력한다.
여기서, 제4 신호는 이동국(310)으로부터 전송되는 제1 합성 신호와 동일한 링크 채널의 주파수(FA7)를 가지고, 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.
제5 저잡음 증폭기(492)는 필터링된 제4 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제5 가변 감쇄기(493)로 출력하고, 제5 가변 감쇄기(493)는 증폭된 제4 신호의 이득을 조절하여 수신 세기를 조절하여 제5 믹서(494)로 출력한다.
제5 믹서(494)는 수신 세기가 조절된 제4 신호와 제2 국부 발진기(432)로부터의 발진 주파수를 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환한 후 시간 지연 필터(495)로 출력한다.
이때, 제5 믹서(494)에 의해 제4 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 이유는 시간 지연 필터(495)에 사용되는 SAW 필터가 70MHz의 중간 주파수 대역에서 특성이 우수하므로, SAW 필터의 특성을 효율적으로 이용하기 위함이다.
시간 지연 필터(495)는 중간 주파수로 변환된 제4 신호를 제1 합성 신호에 대하여 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 제6 믹서(496)로 출력한다.
여기서, 한 칩의 시간차는 IS-95 CDMA 방식에서는 1㎲, W-CDMA 방식에서는 0.5㎲이다.
제6 믹서(496)는 시간 지연된 제4 신호와 제2 국부 발진기(432)로부터의 발진 주파수신호를 혼합하여 중간 주파수의 제4 신호를 원래의 RF 신호로 변환하여 신호 합성부(497)로 출력한다.
신호 합성부(497)는 역방향 신호 처리부(460)의 제3 가변 감쇄기(463)의 출력과 제6 믹서(496)의 출력을 합성한다.
즉, 신호 합성부(497)는 수신 세기가 조절된 제1 합성 신호와 시간 지연된 제4 신호를 합성하여 생성된 제2 합성 신호를 제3 믹서(464)로 출력하고, 제3 믹서(464)는 제2 합성 신호를 제2 국부 발진기(432)로부터의 발진 주파수 신호와 혼합하여 중간 주파수 신호로 변환한다.
제2 SAW 필터(465)는 중간 주파수 신호로 변환된 제2 합성 신호내의 미세한 잡음을 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제4 믹서(466)로 출력한다.
제4 믹서(466)는 필터링된 제2 합성 신호를 제1 국부 발진기(431)로부터의 발진 주파수 신호와 혼합하여 FA7의 주파수를 갖는 제2 합성 신호에 대응하는 서비스 채널 주파수(FA3)로 변환하여 제4 대역 통과 필터(467)로 출력한다.
제4 대역 통과 필터(467)는 FA3의 주파수를 갖는 제2 합성 신호내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제4 저잡음 증폭기(468)로 출력한다.
제4 저잡음 증폭기(468)는 필터링된 제2 합성 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제4 가변 감쇄기(469)로 출력하고, 제4 가변 감쇄기(469)는 증폭된 제2 합성 신호의 송신 세기를 적절하게 조절하여 제2 고출력 증폭기(470)로 출력한다.
제2 고출력 증폭기(470)는 기지국 대향 안테나(400)를 통해 기지국(300)으로 전송하기에 적정한 레벨로 제2 합성 신호를 증폭하여 제1 듀플렉서(410)로 출력하고, 제1 듀플렉서(410)는 제2 고출력 증폭기(470)에 의해 증폭된 제2 합성 신호를 기지국 대향 안테나(400)를 통해 기지국(300)으로 전송한다.
여기서, 기지국(300)으로 전송되는 제2 합성 신호는 이동국(310)으로부터 링크 채널(FA7)의 제1 합성 신호에 대응되는 서비스 채널(FA3)의 주파수로 변환된 신호이다.
기지국(300)은 제2 합성 신호 내 시간적으로 구분된 제1 내지 제4 신호를 레이크 수신기(도시되지 않음)에 의하여 구분하여 복조한다.
한편, 본 발명에 따른 대역 변환 중계기는 할당받은 주파수 대역을 서비스 채널 대역으로 사용하고, 서비스 채널 대역에 대한 링크 채널 대역은 별도의 마이크로웨이브 주파수 대역을 이용할 수도 있다.
본 발명에 따른 대역 변환 중계기의 제1 다이버시티 안테나(480) 및 제1 시간 다이버시티부(490)는 모듈 형태로 도너 장치(330)와 외부 접속되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 대역 변환 중계기의 제2 다이버시티 안테나(580) 및 제2 시간 다이버시티부(590)도 모듈 형태로 리모트 장치(340)와 외부 접속되도록구성될 수 있다.
이와 같이 구성되어 동작되는 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 중계 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 순방향 서비스를 수행하기 위한 플로우 챠트이다.
먼저, 도너 장치(330)는 기지국 대향 안테나(400)를 통해 이동국(310)과의 통신을 위한 제1 신호를 수신한다(S700)
여기서, 제1 신호는 이동 통신 서비스 사업자에게 할당된 주파수 대역 중 서비스 채널 대역으로 할당된 1/2 대역 내의 서비스 채널 주파수 신호이다. 이때, 이동 통신 서비스 사업자에게 할당된 주파수 대역 중 서비스 채널 대역이 할당되고 남은 나머지 1/2 대역은 서비스 채널에 대응되는 링크 채널을 포함하는 링크 주파수 대역이다.
이어, 도너 장치(330)는 제1 신호에 대응하는 링크 채널의 링크 주파수를 갖는 신호로 변환하고(S702), 링크 주파수 신호로 변환된 제1 신호를 제1 송수신 안테나(450)를 통해 리모트 장치(340)로 전송한다(S704).
여기서, 도너 장치(330)는 기지국(300)에서 수신된 신호를 리모트 장치(340)로 전송할 때, 입출력 신호의 세기를 감지하고, 감지된 입출력 신호의 세기가 미리 설정된 값과 차이가 발생하면 제어부(499)에 의해 감쇄량을 조절함에 따라 보정한다.
또한, 리모트 장치(340)도 도너 장치(330)로부터 수신된 신호를 이동국(310)으로 전송할 때, 입출력 신호의 세기를 감지하고, 감지된 입출력 신호의 세기가 미리 설정된 값과 차이가 발생하면 제어부(599)에 의해 감쇄량을 조절함에 따라 보정한다.
이때, 도너 장치(330)와 리모트 장치(340)는 입출력 신호의 세기 조절시 모뎀 통신을 통해 상호 연동되도록 조절된다.
리모트 장치(340)는 수신된 링크 주파수 신호로 변환된 제1 신호를 기지국(300)에서 전송시의 서비스 채널 주파수를 갖는 제1 신호로 변환하고(S706), 서비스 채널 주파수 신호로 변환된 제1 신호를 이동국 대향 안테나(550)를 통해 이동국(310)으로 전송한다(S708).
도 8은 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 리모트 장치에서 도너 장치로의 신호 중계를 수행하기 위한 플로우 챠트이다.
먼저, 리모트 장치(340)는 이동국(310)으로부터 이동국 대향 안테나(550)를 통해 제2 신호를 수신하고, 제2 다이버시티 안테나(580)를 통해 제3 신호를 수신한다(S800).
여기서, 제2 및 제3 신호는 동일한 서비스 채널 주파수를 갖고, 서로 다른 신호 경로를 가진다.
이어, 리모트 장치(340)는 제3 신호를 제2 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시킨다(S802). 이때, 한 칩의 시간차는 IS-95 CDMA 방식에서는 1㎲, W-CDMA 방식에서는 0.5㎲이다.
리모트 장치(340)는 시간 지연된 제3 신호와 제2 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 생성하고(S804), 생성된 제1 합성 신호를 할당받은 주파수 대역 중 1/2 서비스 대역으로 사용되지 않는 링크 주파수 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환한다(S806).
이어, 리모트 장치(340)는 링크 주파수를 갖는 제1 합성 신호를 제2 송수신 안테나(500)를 통해 도너 장치(330)로 전송한다(S808).
도 9는 본 발명에 따른 대역 변환 중계 시스템의 도너 장치에서 기지국으로 신호 중계를 수행하기 위한 플로우 챠트이다.
먼저, 도너 장치(330)는 리모트 장치(340)로부터 제1 송수신 안테나(450)를 통해 제1 합성 신호를 수신하고, 제1 다이버시티 안테나(480)를 통해 제4 신호를 수신한다(S900).
여기서, 제4 신호는 제1 합성 신호와 동일한 링크 주파수를 가지고, 서로 다른 신호 경로를 가진다.
이어, 도너 장치(330)는 제4 신호를 제1 합성 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시킨다(S902).
도너 장치(330)는 제1 합성 신호와 시간 지연된 제4 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하고(S904), 생성된 제2 합성 신호를 할당받은 주파수 대역 중 1/2 서비스 대역 내의 서비스 채널 주파수를 갖도록 변환한다(S906).
이어, 도너 장치(330)는 서비스 채널 주파수를 갖는 제2 합성 신호를 기지국 대향 안테나(400)를 통해 기지국(310)으로 전송한다.
본 발명에 따른 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법은 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역을 서비스 채널 대역으로, 나머지 1/2 대역을 링크 채널 대역으로 사용한다. 또한, 본 발명에 따른 대역 변환 중계 장치의 도너 장치는 기지국으로부터의 수신되는 신호를 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하여 리모트 장치로 전송하고, 리모트 장치는 링크 주파수를 갖도록 변환된 신호를 서비스 주파수 신호로 변환하여 이동국으로 전송한다.
그러므로, 본 발명에 따른 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법은 도심지를 제외한 모든 지역에서 기지국의 증설 없이 보다 넓은 커버리지를 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법은 도너 장치 및 리모트 장치의 입출력 신호의 세기를 감지하고, 그에 따라 이득을 조정함에 따른 보정을 수행하여 순방향에서의 출력 안정을 얻을 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치 및 방법은 시간 다이버시티부에 의해 이동국에서 기지국에서 전송되어 다중 경로를 통해 수신되는 복수의 신호가 시간차를 갖도록 조절하여, 기지국의 레이크 수신기가 다중 경로의 신호를 구분하여 복조할 수 있어 이동 통신망의 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 대역 변환 중계 장치에 있어서,
    상기 기지국으로부터 수신되는 제1 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역을 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하고,
    상기 이동국에서 전송되어 링크 주파수 신호로 변환된 후 수신된 제2 신호를 상기 서비스 할당된 주파수 대역 중 상기 링크 채널 대역을 제외한 서비스 채널 대역 내의 서비스 주파수를 갖도록 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 도너 장치;
    상기 도너 장치에 의해 상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 상기 서비스 채널 대역 내의 상기 링크 주파수에 대응하는 서비스 주파수로 변환하여 상기 이동국으로 전송하고,
    상기 이동국으로부터 수신되는 제2 신호를 상기 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역 내의 링크 주파수로 변환하여 상기 도너 장치로 전송하는 리모트 장치
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서의 대역 변환 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도너 장치는
    상기 기지국으로부터 제1 신호를 수신하는 기지국 대향 안테나;
    상기 기지국 대향 안테나를 통해 수신된 제1 신호를 상기 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하는 순방향 신호 처리부;
    상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 상기 리모트 장치로 전송하거나 또는 상기 리모트 장치로부터 상기 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환된 제2 신호를 수신하는 송수신 안테나;
    상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 상기 제2 신호와 서로 다른 경로를 가지는 제3 신호를 수신하는 다이버시티 안테나;
    상기 제3 신호를 상기 제2 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 시간 다이버시티부;
    상기 제1 송수신 안테나를 통해 수신되는 상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제2 신호와 상기 시간 조절된 제3 신호를 합성하고, 시간 조절된 제3 신호가 합성된 제2 신호를 상기 서비스 채널 대역 내의 상기 링크 주파수에 대응하는 서비스 주파수로 변환하여 상기 기지국 대향 안테나를 통해 상기 기지국으로 전송하는 역방향 신호 처리부
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도너 장치는
    상기 순방향 신호 처리부의 입력 신호를 감지하는 제1 신호 감지부;
    상기 순방향 신호 처리부의 출력 신호를 감지하는 제2 신호 감지부;
    상기 제1 및 제2 신호 감지부에 의해 감지된 입력 신호 및 출력 신호와 미리 설정된 값을 비교하고, 비교에 따라 입력 신호 및 출력 신호의 이득을 조절하여 신호 변동을 보정하는 제어부
    를 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 일정 시간차는 IS-95 CDMA 방식에서는 1㎲이고, W-CDMA 방식에서는 0.5㎲임을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    시간 다이버시티부는 모듈 형태로 상기 도너 장치와 외부 접속되도록 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리모트 장치는
    상기 도너 장치로부터 상기 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 수신하는 송수신 안테나;
    상기 수신된 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 상기 서비스 채널 대역 내의 상기 링크 주파수에 대응하는 서비스 주파수를 갖도록 변환하는 순방향 신호 처리부;
    상기 이동국으로부터 상기 제2 신호를 수신하는 이동국 대향 안테나;
    상기 이동국으로부터 상기 제2 신호와 서로 다른 경로를 가지는 제4 신호를 수신하는 다이버시티 안테나;
    상기 제4 신호를 상기 제2 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 시간 다이버시티부;
    상기 제2 신호와 상기 시간 조절된 제4 신호를 합성하고, 상기 제4 신호가 합성된 상기 제2 신호를 상기 링크 주파수 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하여 상기 제2 송수신 안테나를 통해 상기 도너 장치로 전송하는 역방향 신호 처리부
    를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리모트 장치는
    상기 순방향 신호 처리부의 입력 신호를 감지하는 제1 신호 감지부;
    상기 순방향 신호 처리부의 출력 신호를 감지하는 제2 신호 감지부;
    상기 제1 및 제2 신호 감지부에 의해 감지된 입력 신호 및 출력 신호와 미리 설정된 값을 비교하고, 비교에 따라 입력 신호 및 출력 신호의 이득을 조절하여 신호 변동을 보정하는 제어부
    를 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 일정 시간차는 IS-95 CDMA 방식에서는 1㎲이고, W-CDMA 방식에서는 0.5㎲임을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 시간 다이버시티부는 모듈 형태로 상기 리모트 장치와 외부 접속되도록 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도너 장치 및 상기 리모트 장치간에 상기 서비스 채널 대역 내의 사용되지 않은 서비스 채널 주파수에 따른 모뎀 통신을 위한 모뎀 통신부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 장치.
  11. 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 대역 변환 중계기의 중계 방법에 있어서-상기 대역 변환 중계기는 기지국 대향 안테나, 송수신 안테나, 이동국 대향 안테나를 포함함-,
    상기 기지국 대향 안테나를 통해 상기 기지국으로부터 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 제1 신호를 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2 대역을 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하는 단계;
    상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 상기 송수신 안테나를 통해 수신하는 단계;
    상기 수신된 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 상기 서비스 할당된 주파수 대역 중 상기 링크 채널 대역을 제외한 서비스 채널 대역내의 상기 링크 주파수에 대응되는 서비스 주파수를 갖도록 변환하는 단계;
    상기 서비스 주파수를 갖도록 변환된 제1 신호를 상기 이동국 대향 안테나를 통해 상기 이동국으로 전송하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수신된 제1 신호의 입력 세기 및 출력 세기를 감지하는 단계;
    상기 감지된 입력 및 출력 세기와 미리 설정된 값을 비교하는 단계;
    상기 비교값에 따라 상기 제1 신호의 이득을 조절하여 출력 변동을 보정하는 단계
    를 더 포함하여 이루어지는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 비교값에 따라 상기 제1 신호의 이득을 조절하여 출력 변동을 보정하는 단계는
    상기 서비스 채널 대역 내의 서비스 주파수 중 사용되지 않은 서비스 주파수를 이용하여 상기 도너 장치와 상기 리모트 장치간의 모뎀 통신을 수행하는 단계
    를 더 포함하여 이루어지는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 방법.
  14. 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 대역 변환 중계기의 중계 방법에 있어서-상기 대역 변환 중계기는 기지국 대향 안테나, 제1 송수신 안테나 제1 다이버시티 안테나, 이동국 대향 안테나, 제2 송수신 안테나 및 제2 다이버시티 안테나를 포함함-,
    상기 이동국 대향 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 다이버시티 안테나를 통해 상기 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 단계;
    상기 제2 신호를 상기 제1 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 조절하는 단계;
    상기 제1 신호와 상기 시간 조절된 제2 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 생성하는 단계;
    상기 생성된 제1 합성 신호를 상기 서비스 할당된 주파수 대역 중 1/2를 차지하는 링크 채널 대역 내의 링크 주파수를 갖도록 변환하는 단계;
    상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호를 상기 제1 송수신 안테나를 통해 상기 제2 송수신 안테나로 전송하는 단계;
    상기 제2 송수신 안테나에 의해 수신된 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제3 신호를 상기 제2 다이버시티 안테나를 통해 수신하는 단계;
    상기 제3 신호를 상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호에 대해 한 칩의 시간차를 갖도록 조절하는 단계;
    상기 링크 주파수를 갖도록 변환된 제1 합성 신호와 상기 시간 조절된 제3 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하는 단계;
    상기 제2 합성 신호를 상기 서비스 할당된 주파수 대역 중 링크 채널 대역을제외한 서비스 채널 대역내의 상기 링크 주파수에 대응되는 서비스 주파수를 갖도록 변환하여 상기 기지국 대향 안테나를 통해 상기 기지국으로 전송하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 이동 통신망에서 대역 변환 중계 방법.
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