KR20020037291A

KR20020037291A - 이동 통신망에서 광 중계 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20020037291A
Application number: KR1020010070355A
Authority: KR
Inventors: 남재국; 김영복; 임병철; 김종관
Original assignee: 이상철; 주식회사 케이티프리텔; 남재국; (주)에프알 텍
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2002-05-18
Also published as: KR100396025B1; KR100453501B1; KR20020037254A; KR20020037290A

Abstract

본 발명은 기지국의 레이크 수신기를 효율적으로 이용하기 위한 이동 통신망에서 광 중계 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 이동국 대향 안테나를 통해 수신된 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 제1 다이버시티 안테나를 통해 수신된 제2 신호를 조절하는 제1 시간 다이버시티부, 수신 전용 안테나를 통해 수신된 제3 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 제2 다이버시티 안테나를 통해 수신되는 제4 신호를 조절하는 제2 시간 다이버시티부, 제1 신호와 시간 조절된 제2 신호가 합성된 제1 합성 신호 및 제3 신호와 시간 조절된 제4 신호가 합성된 후 주파수 변환된 제2 합성 신호가 결합된 제3 합성 신호를 생성하고, 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 역방향 신호 처리부를 갖는 슬레이브부, 슬레이브부로부터 수신되는 제3 합성 신호를 전기 신호로 변환한 후 전기 신호로 변환된 제3 합성 신호를 제1 및 제2 합성 신호로 분리하여 제1 합성 신호를 기지국으로 전송하고, 제2 합성 신호를 주파수 변환하여 기지국으로 전송하는 마스터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치를 제공한다.

Description

이동 통신망에서 광 중계 장치 및 방법{FIBER OPTIC REPEATER AND METHOD FOR FIBER OPTIC RELAY IN THE MOBILE COMMUNICATION NETWORK}

본 발명은 이동 통신망에서 광 중계 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기지국의 레이크 수신기를 효율적으로 이용하기 위한 이동 통신망에서광 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.

PCS, 셀룰러 및 IMT-2000 등의 이동 통신망을 통한 이동 통신 서비스가 발달함에 따라 일반 수요자는 이동 통신 서비스가 제대로 미치지 못했던 산간 벽지, 낙도뿐만 아니라 도심 지역 중 전파 환경이 열악해 전파 사각 지대로 남아있는 지하 공간 및 아파트 단지 등에 이르기까지의 모든 지역에서 더욱 고품질의 서비스를 원하고 있다.

그러나, 상기한 요구를 수용하기 위하여 통화량이 낮은 지역에 막대한 비용을 투자해 기지국을 건설하여 운용하는 것은 투자의 비효율성으로 인해 이동 통신 사업자의 경영 수지를 악화시킬 뿐만 아니라 국가적인 자원의 낭비를 초래한다.

따라서, 기존의 이동 통신 시스템과 다른 개념으로서 커버리지(coverage)를 확보하고 통화 품질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.

상기한 요구를 충족시키기 위하여 기지국으로부터 수신되는 RF 신호를 광 신호로 변환한 후 광선로를 따라 원하는 원격 지역으로 전송한 후 다시 RF 신호로 재생하여 안테나로 송신하는 광 중계기가 많이 적용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광 중계 시스템의 개략적 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 광 중계기의 내부 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 광 중계 시스템은 기지국(100), 기지국(100)과의 무선 통신을 위한 이동국(110), 기지국(100) 또는 이동국(110)으로부터 수신되는 신호를 중계하여 이동국(110) 또는 기지국(100)으로 전송하는 광 중계기(130)를 포함한다.

여기서, 광 중계기(130)는 기지국(100)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 마스터부(140)와 이동국(110)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 슬레이브부(150)를 포함한다.

마스터부(140)와 슬레이브부(150) 간은 일반적으로 2 내지 20km 정도의 광케이블을 통해 연결되고, 슬레이브부(150)는 이동국 대향 안테나(152) 및 수신 전용 안테나(154)를 포함한다.

종래 기술에 따른 광 중계기(130)의 마스터부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 저잡음 증폭기(202), RF/로컬 신호 결합부(204), 제1 전-광 신호 변환부(206), 제1 대역 통과 필터(208), RF-IF 신호 분리부(210), 제1 광-전 신호 변환부(212), 제2 대역 통과 필터(214), IF/RF 주파수 변환부(216) 및 제1 다중화부(218)를 포함한다.

또한, 슬레이브부(150)는 제2 다중화부(220), 제2 광-전 신호 변환부(222), RF/로컬 신호 분리부(224), 고출력 증폭기(226), 듀플렉서(228), 제2 저잡음 증폭기(230), 제3 대역 통과 필터(232), 제3 저잡음 증폭기(234), RF/IF 주파수 변환부(236), RF-IF 신호 결합부(238) 및 제2 전-광 신호 변환부(240)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 광 중계기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

마스터부(140)의 제1 저잡음 증폭기(202)는 기지국(100)으로부터 입력되는 신호를 증폭하고, RF/로컬 신호 결합부(204)는 증폭된 신호와 로컬 신호인 국부 발진 신호를 결합하여 제1 전-광 신호 변환부(206)로 출력한다.

제1 전-광 신호 변환부(206)는 RF/로컬 신호 결합부(204)로부터 입력되는 신호를 광 신호로 변환하여 제1 다중화부(218)로 출력하고, 제1 다중화부(218)는 광 신호로 변환된 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 슬레이브부(150)로 전송한다.

슬레이브부(150)의 제2 다중화부(220)는 광 케이블을 통해 마스터부(140)로부터 수신되는 신호를 역 다중화하여 제2 광-전 신호 변환부(222)로 출력하고, 제2 광-전 신호 변환부(222)는 역 다중화된 광 신호를 원래의 RF 신호로 변환한다.

RF/로컬 신호 분리부(224)는 제2 광-전 신호 변환부(222)로부터 입력되는 신호에서 로컬 신호인 국부 발진 신호를 분리하고, 로컬 신호가 분리된 RF 신호를 고출력 증폭기(226)로 출력한다.

고출력 증폭기(226)는 RF/로컬 신호 분리부(224)로부터 입력되는 신호를 이동국 대향 안테나(152)를 통해 전송하기 위한 신호 레벨을 갖도록 증폭하여 듀플렉서(228)로 출력하고, 듀플렉서(228)는 증폭된 신호를 이동국 대향 안테나(152)를 통해 이동국(110)으로 전송한다.

한편, 듀플렉서(228)는 이동국 대향 안테나(152)를 통해 이동국(110)으로부터 RF 형태의 제1 신호를 수신하고, 제2 저잡음 증폭기(230)는 듀플렉서(228)로부터 제1 신호를 입력받은 후 증폭하여 RF-IF 신호 결합부(238)로 출력한다.

또한, 슬레이브부(150)는 이동국 대향 안테나(152)를 통해 수신되는 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신한다.

제3 대역 통과 필터(232)는 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신된 제2 신호내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행하고, 제3 저잡음 증폭기(234)를 필터링된 제2 신호를 증폭하여 RF/IF 주파수 변환부(236)로 출력한다.

RF/IF 주파수 변환부(236)는 제3 저잡음 증폭기(234)로부터 입력되는 제2 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하여 RF-IF 신호 결합부(238)로 출력한다.

RF-IF 신호 결합부(238)는 제2 저잡음 증폭기(230)로부터 입력되는 제1 신호와 RF/IF 주파수 변환부(236)로부터 입력되는 중간 주파수를 가지는 제2 신호를 결합하여 합성 신호를 생성한 후 제2 전-광 신호 변환부(240)로 출력한다.

제2 전-광 신호 변환부(240)는 RF-IF 신호 결합부(238)로부터 입력되는 합성 신호를 광 신호로 변환하여 제2 다중화부(220)로 출력한다.

제2 다중화부(220)는 광 케이블을 통해 마스터부(140)로 전송하기 위하여 광 신호로 변환된 합성 신호를 다중화하여 마스터부(140)로 전송한다.

마스터부(140)는 제1 다중화부(218)를 통해 슬레이브부(150)로부터 합성 신호를 수신하고, 제1 광-전 신호 변환부(212)는 슬레이브부(150)로부터 수신된 합성 신호를 전기 신호인 RF 신호로 변환하여 RF-IF 신호 분리부(210)로 출력한다.

RF-IF 신호 분리부(210)는 제1 광-전 신호 변환부(212)로부터 입력되는 합성 신호에서 IF 신호를 분리하고, IF 신호가 분리된 RF 신호를 제1 대역 통과 필터(208)로 출력하고, 제1 대역 통과 필터(208)는 IF 신호가 분리된 RF 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 기지국(100)으로 전송한다.

또한, RF-IF 신호 분리부(210)는 분리된 IF 신호를 IF/RF 주파수 변환부(216)로 출력하고, IF/RF 주파수 변환부(216)는 IF 신호를 RF 신호로 주파수변환하여 제2 대역 통과 필터(214)로 출력한다.

제2 대역 통과 필터(214)는 IF/RF 주파수 변환부(216)로부터 입력되는 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 기지국(100)으로 전송한다.

일반적으로 기지국과의 무선 통신을 위해 이동국에서 방사되는 신호는 지면, 건물 및 주변의 인공 환경 및 자연 환경에 의하여 반사 및 굴절되어 동일 신호가 다중 경로를 통하여 광 중계기에 도달된다.

여기서, 다중 경로를 통하여 광 중계기에 도달된 신호는 벡터적으로 합성되므로, 상쇄 간섭을 가질 수 있는 180도 부근의 위상차가 생길 경우에 순간적으로 신호의 세기가 수십 dB 감소된다. 이러한 현상을 레이라이 페이딩(Rayleigh Fading)이라고 한다.

이러한, 레이라이 페이딩은 이동 통신의 품질에 치명적인 영향을 가져오는데, 그 대표적인 현상이 음성 품질의 저하, 데이터 손상 및 신호의 절단 등이 있다.

또한, 레이라이 페이딩은 시스템 용량을 향상시키기 위하여 채용된 기지국과 이동국간의 전력 제어에 상당한 부하를 주게 되므로, 광 중계 시스템의 전체적인 성능을 저하시킨다.

현재까지 레이라이 페이딩에 의한 품질 열화를 방지하기 위하여 상기한 바와 같이 종래 기술에 따른 광 중계기는 주파수 분할 다중화 방식(FDM)을 이용하였다.

주파수 분할 다중화 방식은 상기에서 설명한 바와 같이, 슬레이브부(150)는 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신된 제2 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하여 이동국 대향 안테나(152)를 통해 수신된 제1 신호와 결합한 후 광 신호로 변환하여 마스터부(140)로 전송한다.

여기서, 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신되는 제2 신호는 이동국 대향 안테나(152)를 통해 수신되는 제1 신호와 동일한 신호이나 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

이어, 마스터부(140)는 슬레이브부(150)로부터 수신된 제1 및 제2 신호가 결합된 합성 신호를 분리한 후 분리된 RF 형태의 제1 신호는 기지국으로 직접 전송하고, 분리된 IF 형태의 제2 신호는 RF 신호로 다시 변환하여 기지국으로 전송한다.

그러므로, 기지국은 이동국 대향 안테나(152) 및 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신되는 제1 신호 및 제2 신호를 각각 구분하여 복조하는 공간 다이버시티 기능을 수행하게 된다.

또한, 종래 기술에 따른 광 중계기는 슬레이브부에서 마스터부로 전송되는 신호 즉, 제1 신호 및 제2 신호를 서로 다른 광 신호 파장을 갖도록 변환하여 전송함에 따라 기지국에서 구분하여 복조하는 파장 분할 다중화 방식에 따른 공간 다이버시티 기능을 수행할 수 있도록 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 광 중계기는 공간 다이버시티 기능을 수행하나, 공간 다이버시티 기능만으로는 레이라이 페이딩에 따른 품질 열화를 제대로 해결하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 광 중계기는 레이라이 페이딩을 해결하기 위해 기지국 내부에 구성되어 있는 레이크 수신기를 효율적으로 이용하지 못하는 문제점도있다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 다중 경로를 가지는 복수의 신호를 서로 적어도 한 칩의 시간 차이를 갖도록 조절하여 시간 다이버시티 기능을 수행하기 위한 이동 통신망에서 광 중계 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 시간 다이버시티 기능을 수행하는 무선·광 결합 중계 장치를 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광 중계 시스템의 개략적 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 광 중계기의 내부 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 이동 통신망에서 광 중계 시스템의 개략적 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 광 중계기의 상세 구성 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 광 중계기의 역방향 통신시 슬레이브부의 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트.

도 6은 본 발명에 따른 광 중계기의 역방향 통신시 마스터부의 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트.

도 7은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계 시스템의 개략적 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 마스터부의 내부 구성 블록도.

도 9는 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 슬레이브부의 내부 구성 블록도.

도 10은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 슬레이브부에 의한 역방향통신 서비스를 수행하기 위한 플로우 챠트.

도 11은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 마스터부에 의한 역방향 통신 서비스를 수행하기 위한 플로우 챠트.

<주요부분에 대한 부호의 설명>

300 : 기지국310 : 이동국

320 : 광 중계기330 : 마스터부

340 : 슬레이브부342 : 이동국 대향 안테나

344 : 수신 전용 안테나346 : 제1 다이버시티 안테나

348 : 제2 다이버시티 안테나400 : 제1 순방향 신호 처리부

410 : 제1 다중화부420 : 제1 역방향 신호 처리부

430 : 제2 다중화부440 : 제2 순방향 신호 처리부

450 : 듀플렉서460 : 제2 역방향 신호 처리부

470 : 제1 시간 다이버시티부480 : 제2 시간 다이버시티부

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 중계 시스템에 있어서, 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 이동국 대향 안테나, 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 제1 다이버시티 안테나, 이동국으로부터 제3 신호를 수신하는 수신 전용 안테나, 제3 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제4 신호를 수신하는 제2 다이버시티 안테나, 제2 신호를 제1 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 제1 시간 다이버시티부, 제4 신호를 제3 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 제2 시간 다이버시티부, 제1 신호와 시간 조절된 제2 신호가 합성된 제1 합성 신호 및 제3 신호와 시간 조절된 제4 신호가 합성된 후 주파수 변환된 제2 합성 신호를결합하고, 제1 합성 신호 및 제2 합성 신호가 합성된 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 역방향 신호 처리부를 갖는 슬레이브부, 슬레이브부로부터 수신되는 제3 합성 신호를 전기 신호로 변환한 후 제3 합성 신호를 제1 및 제2 합성 신호로 분리하여 제1 합성 신호를 기지국으로 전송하고, 제2 합성 신호를 주파수 변환하여 기지국으로 전송하는 마스터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치를 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명의 다른 특징은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 중계 시스템에 있어서, 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 이동국 대향 안테나, 이동국으로부터 제1 신호와 다른 신호 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 다이버시티 안테나, 제2 신호를 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하고, 제1 신호 및 시간 조절된 제2 신호를 합성하는 시간 다이버시티부 및 합성된 신호를 광 신호로 변환하여 출력하는 제1 역방향 신호 처리부를 갖는 슬레이브부, 슬레이브부로부터 수신되는 광 신호 형태의 합성 신호를 전기 신호로 변환하고 무선 중계를 위한 신호 처리를 수행하여 기지국으로 무선 전송하는 마스터부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 광 중계 장치의 중계 방법에 있어서- 광 중계 장치는 이동국 대향 안테나, 수신 전용 안테나, 제1 다이버시티 안테나 및 제2 다이버시티 안테나를 포함함-, 이동국 대향 안테나를 통해 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 단계, 제1 다이버시티 안테나를 통해 이동국으로부터 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 단계, 수신 전용 안테나를 통해 이동국으로부터 제3 신호를 수신하는 단계, 제2 다이버시티 안테나를 통해 이동국으로부터 제3 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제4 신호를 수신하는 단계, 제2 신호를 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하고, 제4 신호를 제3 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 단계, 제1 신호와 일정 시간차를 갖도록 조절된 제2 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 생성하는 단계, 제3 신호와 일정 시간차를 갖도록 조절된 제4 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하는 단계, 제2 합성 신호를 중간 주파수를 갖도록 주파수 변환하는 단계, 주파수 변환된 제2 합성 신호와 제1 합성 신호를 합성하여 생성된 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 전송하는 단계, 광 신호 형태의 제3 합성 신호를 전기 신호로 변환하는 단계, 전기 신호로 변환된 제3 합성 신호를 제1 합성 신호 및 제2 합성 신호로 분리하는 단계, 분리된 제2 합성 신호를 무선 주파수를 갖도록 주파수 변환하는 단계, 주파수 변환된 제2 합성 신호 및 제1 합성 신호를 기지국으로 각각 전송하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 무선·광 결합 중계 장치의 중계 방법에 있어서-무선·광 결합 중계 장치는 기지국 대향 안테나, 이동국 대향 안테나 및 다이버시티 안테나를 포함함- 이동국 대향 안테나를 통해 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 단계, 다이버시티 안테나를 통해 이동국으로부터 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를수신하는 단계, 제2 신호를 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 단계, 제1 신호와 일정 시간차를 갖도록 조절된 제2 신호를 합성하여 합성 신호를 생성하는 단계, 합성 신호를 광 신호로 변환하여 전송하는 단계, 광 신호 형태의 합성 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 단계, 전기 신호로 변환된 합성 신호를 무선 중계를 위한 신호 처리를 수행하여 기지국 대향 안테나를 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 방법을 제공함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 이동 통신망에서 광 중계 장치의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 이동 통신망에서 광 중계 시스템의 개략적 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광 중계기의 상세 구성 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광 중계 시스템은 복수개의 레이크 수신기(도시되지 않음)를 가지는 기지국(300), 기지국(300)과의 무선 통신을 위한 이동국(310), 기지국(300)으로부터의 신호 또는 이동국(310)으로부터의 신호를 수신하여 이동국(310) 또는 기지국(300)으로 전송하는 광 중계기(320)를 포함한다.

광 중계기(320)는 기지국(300)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 마스터부(330)와 이동국(310)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 슬레이브부(340)를 포함한다.

여기서, 마스터부(330)는 기지국(300)과의 신호 링크를 위하여 기지국(300)의 성능에 영향을 주지 않는 범위 내인 30 내지 50dB 커플러에 의한 분기를 통해 RF 케이블로 연결된다.

또한, 마스터부(330)와 슬레이브부(340)는 광 케이블을 통해 접속되는데, 마스터부(330)는 기지국(300)으로부터 수신한 RF 신호를 광섬유의 손실이 가장 적은 1.3㎛ 내지 1.5㎛ 대역의 광 신호로 전환하여 슬레이브부(340)로 전송한다.

슬레이브부(340)는 마스터부(330)로부터 수신된 광 신호를 원래의 RF 신호로 변환하여 이동국(310)으로 전송한다.

여기서, 슬레이브부(340)는 기지국(300)의 레이크 수신기(도시되지 않음)를 이용하기 위하여 최대 4개의 안테나를 갖도록 구성된다.

즉, 슬레이브부(340)는 이동국 대향 안테나(342), 수신 전용 안테나(344), 제1 다이버시티 안테나(346) 및 제2 다이버시티 안테나(348)를 포함하는데, 이동국 대향 안테나(342)는 송수신 겸용 안테나이고, 제1 및 제2 다이버시티 안테나(346,348)는 수신 전용 안테나이다.

IS-95A/B 기지국은 레이크 수신기가 세 개 또는 네 개이고, W-CDMA 및 CDMA 2000 기지국은 레이크 수신기가 여섯 개 또는 여덟 개이며, HDR 시스템은 이러한 기능 외에 이동국에서도 공간 다이버시티를 이용할 수 있는 안테나가 내장되어 있으므로, 기지국의 공간 및 시간 다이버시티 기능을 충분히 활용하기 위해서는 역방향에서 두 개 이상의 안테나가 필요하다.

여기서, 광 중계기의 복잡성 및 설치비용 등을 고려하면, 네 개의 안테나가 가장 효율적이다.

본 발명에 따른 광 중계기의 마스터부는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 순방향 신호 처리부(400), 제1 다중화부(410), 제1 역방향 신호 처리부(420)를 포함한다.

여기서, 제1 순방향 신호 처리부(410)는 제1 저잡음 증폭기(402), RF/로컬 신호 결합부(404), 제1 전-광 신호 변환부(406)를 포함한다.

또한, 제1 역방향 신호 처리부(420)는 제1 광-전 신호 변환부(421), RF-IF 신호 분리부(422), 제1 대역 통과 필터(423), IF/FR 주파수 변환부(424) 및 제2 대역 통과 필터(425)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 광 중계기의 슬레이브부는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 다중화부(430), 제2 순방향 신호 처리부(440), 듀플렉서(450), 제2 역방향 신호 처리부(460), 제1 시간 다이버시티부(470) 및 제2 시간 다이버시티부(480)를 포함한다.

여기서, 제2 순방향 신호 처리부(440)는 제2 광-전 신호 변환부(442), RF/로컬 신호 분리부(444), 고출력 증폭기(446)를 포함한다.

또한, 제2 역방향 신호 처리부(460)는 제2 저잡음 증폭기(461), 제3 대역 통과 필터(462), 제3 저잡음 증폭기(463), RF/IF 주파수 변환부(464), RF-IF 신호 결합부(465), 제2 전-광 신호 변환부(466)를 포함한다.

제1 시간 다이버시티부(470)는 제4 대역 통과 필터(472), 제4 저잡음 증폭기(474), 제1 신호 지연부(476) 및 제1 신호 합성부(478)를 포함하고, 제2 시간 다이버시티부(480)는 제5 대역 통과 필터(482), 제5 저잡음 증폭기(484), 제2신호 지연부(486) 및 제2 신호 합성부(488)를 포함한다.

여기서, 제1 신호 지연부(476) 및 제2 신호 지연부(486)는 한 칩의 시간 지연을 갖는 SAW 필터로 구성되는데, 한 칩의 지연 시간은 IS-95A/B 기지국인 경우에는 약 0.841㎲이고, W-CDMA 및 CDMA 2000 기지국인 경우에는 약 0.32㎲이다.

제1 시간 다이버시티부(470)는 제2 역방향 신호 처리부(460)의 RF/IF 신호 결합부(465) 입력단에 접속되고, 제2 시간 다이버시티부(480)는 제2 역방향 신호 처리부(460)의 RF/IF 주파수 변환부(464) 입력단에 접속된다.

본 발명에 따른 광 중계기의 제1 및 제2 시간 다이버시티부(470,480)는 모듈 형태로 구성되어 종래의 광 중계기에 외부 접속될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광 중계기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기지국에서 이동국으로 신호가 전송되는 순방향 통신에 대하여 설명한다.

마스터부(330)의 제1 순방향 신호 처리부(400)는 기지국(300)으로부터 입력되는 신호를 증폭 및 광 신호로 변환하여 제1 다중화부(410)를 통해 슬레이브부(340)로 전송한다.

즉, 제1 순방향 신호 처리부(400)의 제1 저잡음 증폭기(402)는 기지국(300)으로부터 입력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하여 RF/로컬 신호 결합부(404)로 출력하고, RF/로컬 신호 결합부(404)는 증폭된 신호와 로컬 신호인 국부 발진 주파수 신호를 합성하여 제1 전-광 신호 변환부(406)로 출력한다.

여기서, 기지국(300)으로부터 입력되는 신호는 800 내지 2100MHz의 주파수 대역을 갖는 RF(Radio Frequency) 신호이다.

제1 전-광 신호 변환부(406)는 국부 발진 주파수 신호가 합성된 신호를 광 신호로 변환하여 제1 다중화부(410)로 출력하고, 제1 다중화부(410)는 광 신호로 변환된 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 슬레이브부(340)로 전송한다.

슬레이브부(340)의 제2 순방향 신호 처리부(440)는 제2 다중화부(430)를 통해 마스터부(330)로부터 수신되는 신호를 전기 신호로 변환한 후 증폭한 후 이동국 대향 안테나(342)를 통해 이동국(310)으로 전송한다.

즉, 제2 다중화부(430)는 광 케이블을 통해 마스터부(330)로부터 수신되는 광 신호를 역 다중화하여 제2 순방향 신호 처리부(440)로 출력한다.

제2 순방향 신호 처리부(440)의 제2 광-전 신호 변환부(442)는 역 다중화된 신호를 원래의 RF 신호를 갖도록 변환하여 RF/로컬 신호 분리부(444)로 출력하고, RF/로컬 신호 분리부(444)는 제2 광-전 신호 변환부(442)로부터 입력되는 신호에서 로컬 신호를 분리한 후 고출력 증폭기(446)로 출력한다.

고출력 증폭기(446)는 로컬 신호가 분리된 신호를 이동국 대향 안테나(342)를 통해 이동국(310)으로 전송하기에 적정한 레벨로 증폭하여 듀플렉서(450)로 출력한다.

듀플렉서(450)는 고출력 증폭기(446)에 의해 증폭된 신호를 이동국 대향 안테나를 통해 이동국(310)으로 전송한다.

다음, 이동국에서 기지국으로 신호를 전송하는 역방향 통신에 대하여 설명한다.

슬레이브부(340)의 듀플렉서(450)는 이동국 대향 안테나(342)를 통해 이동국(310)으로부터 제1 신호를 수신하여 제2 역방향 신호 처리부(460)의 제2 저잡음 증폭기(461)로 출력하고, 제2 저잡음 증폭기(461)는 제1 신호를 일정 레벨로 증폭한다.

한편, 제1 시간 다이버시티부(470)의 제4 대역 통과 필터(472)는 제1 다이버시티 안테나(346)를 통해 수신된 제2 신호 내의 불요 인접파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제4 저잡음 증폭기(474)로 출력한다.

여기서, 제2 신호는 제1 신호와 동일한 주파수를 가지는 동일 신호이나 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

제4 저잡음 증폭기(474)는 필터링된 제2 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제1 신호 지연부(476)로 출력하고, 제1 신호 지연부(476)는 증폭된 제2 신호를 제1 신호에 대해 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 제1 신호 합성부(478)로 출력한다.

제1 신호 합성부(478)는 제2 저잡음 증폭기(461)로부터 입력되는 제1 신호와 제1 신호 지연부(478)로부터 입력되는 시간 지연된 제2 신호를 합성함에 따라 생성된 제1 합성 신호를 RF-IF 신호 결합부(465)로 출력한다.

또한, 제2 역방향 신호 처리부(460)의 제3 대역 통과 필터(462)는 수신 전용 안테나(344)를 통해 수신되는 제3 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제3 저잡음 증폭기(463)로 출력하고, 제3 저잡음 증폭기(463)는 필터링된제3 신호를 증폭한다.

여기서, 제3 신호는 제1 신호와 동일한 주파수를 갖는 동일 신호이나 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

한편, 제2 시간 다이버시티부(480)의 제5 대역 통과 필터(482)는 제2 다이버시티 안테나(348)를 통해 수신되는 제4 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제5 저잡음 증폭기(484)로 출력한다.

여기서, 제4 신호는 제3 신호와 동일한 주파수를 가지는 동일 신호이나 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

제5 저잡음 증폭기(484)는 필터링된 제4 신호를 증폭한 후 제2 신호 지연부(486)로 출력하고, 제2 신호 지연부(486)는 증폭된 제4 신호를 제3 신호에 대하여 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 제2 신호 합성부(488)로 출력한다.

제2 신호 합성부(488)는 제3 저잡음 증폭기(463)로부터 입력되는 제3 신호와 제2 시간 지연부(486)로부터 입력되는 시간 지연된 제4 신호를 합성함에 따라 생성된 제2 합성 신호를 RF/IF 주파수 변환부(464)로 출력한다.

RF/IF 주파수 변환부(464)는 제2 신호 합성부(488)로부터 입력되는 제2 합성 신호를 중간 주파수 신호 변환하여 RF-IF 신호 결합부(465)로 출력한다.

RF-IF 신호 결합부(465)는 제1 신호 합성부(478)로부터 입력되는 제1 합성 신호와 RF/IF 주파수 변환부(464)로부터 입력되는 주파수 변환된 제2 합성 신호를 결합함에 따라 생성된 제3 합성 신호를 제2 전-광 신호 변환부(466)로 출력한다.

여기서, 제1 합성 신호는 RF 신호이고, 제2 합성 신호는 IF 주파수를 갖는 신호이다.

제2 전-광 신호 변환부(466)는 RF-IF 신호 결합부(465)로부터 입력되는 제1 합성 신호와 제2 합성 신호가 결합되어 생성된 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 제2 다중화부(430)로 출력한다.

제2 다중화부(430)는 광 신호로 변환된 제3 합성 신호를 다중화하여 광케이블을 통해 마스터부(330)로 전송한다.

마스터부(330)의 제1 다중화부(410)는 광 케이블을 통해 슬레이브부(340)로부터 수신되는 제3 합성 신호를 역 다중화하여 제1 역방향 신호 처리부(420)로 출력한다.

제1 역방향 신호처리부(420)의 제1 광-전 신호 변환부(421)는 역 다중화된 제3 합성 신호를 전기적인 신호 즉, 원래의 RF 신호로 변환하여 RF-IF 신호 분리부(422)로 출력한다.

RF-IF 신호 분리부(422)는 전기적인 신호로 변환된 제3 합성 신호를 RF 신호 형태의 제1 합성 신호와 IF 신호 형태의 제2 합성 신호로 분리하고, 분리된 제1 합성 신호를 제1 대역 통과 필터(423)로 출력한다.

제1 대역 통과 필터(423)는 RF-IF 신호 분리부(422)로부터 입력되는 제1 합성 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 필터링된 제1 합성 신호를 기지국(300)의 수신단으로 전송한다.

기지국(300)은 수신되는 제1 합성 신호 내의 제1 신호와 시간 지연된 제2 신호를 내부의 레이크 수신기에 의해 구분하여 복조한다.

한편, RF-IF 신호 분리부(422)는 분리된 IF 신호 형태의 제2 합성 신호를 IF/RF 주파수 변환부(424)로 출력하고, IF/RF 주파수 변환부(424)는 제2 합성 신호를 RF 주파수 신호로 변환하여 제2 대역 통과 필터(425)로 출력한다.

제2 대역 통과 필터(425)는 IF/RF 주파수 변환부(424)로부터 입력되는 제2 합성 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 필터링된 제2 합성 신호를 기지국(300)의 수신단으로 전송한다.

여기서, 기지국(300)은 수신된 제2 합성 신호 내의 제3 신호와 시간 지연된 제4 신호를 내부의 레이크 수신기에 의해 구분하여 복조한다.

이와 같이 구성되어 동작되는 본 발명에 따른 광 중계기에서 역방향 통신 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 광 중계기의 순방향 통신 방법은 종래와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 광 중계기의 역방향 통신시 슬레이브부의 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 슬레이브부(340)는 이동국 대향 안테나(342) 및 제1 다이버시티 안테나(346)를 통해 기지국(300)으로 전송하고자 하는 다중 경로의 제1 및 제2 신호를 이동국(310)으로부터 각각 수신한다(S500).

또한, 수신 전용 안테나(344) 및 제2 다이버시티 안테나(348)를 통해 기지국(300)으로 전송하고자 하는 다중 경로의 제3 및 제4 신호를 이동국(310)으로부터 각각 수신한다(S502).

이어, 슬레이브부(340)는 제1 시간 다이버시티부(470)에 의해 제2 신호를 제1 신호에 대하여 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시키고(S504), 제1 신호와 시간 지연된 제2 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 생성한다(S506).

슬레이브부(340)는 제2 시간 다이버시티부(480)에 의해 제4 신호를 제3 신호에 대하여 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시키고(S508), 제3 신호와 시간 지연된 제4 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성한다(S510).

이어, 슬레이브부(340)는 제2 합성 신호를 중간 주파수를 갖도록 주파수 변환하고(S512), 주파수 변환된 제2 합성 신호와 제1 합성 신호를 합성하여 제3 합성 신호를 생성한다(S514).

슬레이브부(340)는 위의 단계(S514)에서 생성된 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해 접속된 마스터부(330)로 전송한다(S516).

도 6은 본 발명에 따른 광 중계기의 역방향 통신시 마스터부의 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 마스터부(330)는 광 케이블을 통해 접속된 슬레이브부(340)로부터 수신되는 제3 합성 신호를 RF 주파수 신호 즉, 전기적인 신호로 변환한다(S600).

이어, 마스터부(330)는 전기적인 신호로 변환된 제3 합성 신호를 RF 신호 형태를 가지는 제1 합성 신호와 IF 신호 형태의 제2 합성 신호로 분리하고(S602), 분리된 제1 합성 신호를 기지국(300)으로 전송한다(S604).

여기서, 기지국(300)은 제1 합성 신호 내의 제1 및 제2 신호를 내부의 레이크 수신기에 의해 구분하여 복조한다.

한편, 마스터부(330)는 분리된 제2 합성 신호를 원래의 RF 신호로 주파수 변환하고(S606), 주파수 변환된 제2 합성 신호를 기지국(300)으로 전송한다(S608).

여기서, 기지국(300)은 제2 합성 신호 내의 제3 및 제4 신호를 내부의 레이크 수신기에 의해 구분하여 복조한다.

본 발명에 따른 다른 실시예를 첨부 도면을 참조하며 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계 시스템의 개략적 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 마스터부의 내부 구성 블록도이며, 도 9는 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 슬레이브부의 내부 구성 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계 시스템은 복수개의 레이크 수신기(도시되지 않음)를 가지는 기지국(700), 기지국(700)과의 무선 통신을 위한 이동국(710), 기지국(700)으로부터의 신호 또는 이동국(710)으로부터의 신호를 수신하여 이동국(710) 또는 기지국(700)으로 전송하는 무선·광 결합 중계기(720)를 포함한다.

기지국(700) 및 이동국(710)은 무선 신호를 송수신하는 기지국 안테나(702) 및 이동국 안테나(712)를 각각 포함한다.

무선·광 결합 중계기(720)는 기지국(700)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 마스터부(730) 및 이동국(710)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 슬레이브부(740)를 포함한다.

여기서, 마스터부(730)와 슬레이브부(740)는 광섬유의 손실이 가장 적은 1.3㎛ 내지 1.5㎛ 대역을 가지는 광 케이블을 통해 접속된다.

또한, 마스터부(730)는 기지국(700)과의 무선 송수신을 위한 기지국 대향 안테나(732)를 포함하고, 슬레이브부(740)는 이동국(710)과의 무선 송수신을 위한 이동국 대향 안테나(742) 및 이동국(710)으로부터의 신호를 수신하기 위한 다이버시티 안테나(744)를 포함한다.

본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 마스터부(730)는 도 8에 도시된 바와 같이, 기지국 대향 안테나(732), 제1 듀플렉서(800), 제1 순방향 신호 처리부(810), 제1 다중화부(820), 제1 역방향 신호 처리부(830)를 포함한다.

여기서, 제1 순방향 신호 처리부(810)는 제1 저잡음 증폭기(812), 제1 대역통과 필터(814), 제1 전-광 신호 변환부(816)를 포함한다.

또한, 제1 역방향 신호 처리부(830)는 제1 광-전 신호 변환부(831), 제2 저잡음 증폭기(832), 제1 가변 감쇄부(833), 제1 RF/IF 변환부(834), 제1 SAW 필터(835), 제1 IF/RF 변환부(836), 제3 저잡음 증폭기(837), 제2 가변 감쇄부(838) 및 제1 고출력 증폭기(839)를 포함한다.

제1 듀플렉서(800)는 기지국 대향 안테나(732)를 통해 기지국(700)으로부터 수신된 신호를 제1 순방향 신호 처리부(810)로 출력하고, 제1 역방향 신호 처리부(830)에 의해 신호 처리된 신호를 기지국 대향 안테나(732)를 통해 기지국(700)으로 전송하도록 구성된다.

제1 다중화부(820)는 제1 순방향 신호 처리부(810)에서 신호 처리되어 광 신호로 변환된 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 슬레이브부(740)로 전송하고, 광 케이블을 통해 슬레이브부(740)로부터 수신되는 신호를 역 다중화하여 제1 역방향 신호 처리부(830)로 출력하도록 구성된다.

본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 슬레이브부(740)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 다중화부(900), 제2 순방향 신호 처리부(910), 제2 듀플렉서(920), 이동국 대향 안테나(742), 제2 역방향 신호 처리부(930), 다이버시티 안테나(744) 및 시간 다이버시티부(940)를 포함한다.

여기서, 제2 순방향 신호 처리부(910)는 제2 광-전 신호 변환부(911), 제4 저잡음 증폭기(912), 제3 가변 감쇄부(913), 제2 RF/IF 변환부(914), 제2 SAW 필터(915), 제2 IF/RF 변환부(916), 제5 저잡음 증폭기(917), 제4 가변 감쇄부(918) 및 제2 고출력 증폭기(919)를 포함한다.

제2 역방향 신호 처리부(930)는 제6 저잡음 증폭기(931), 제2 대역 통과 필터(932), 및 제2 전-광 신호 변환부(934)를 포함한다.

또한, 시간 다이버시티부(940)는 다이버시티 안테나(744), 제3 대역 통과 필터(941), 제7 저잡음 증폭기(942), 제5 가변 감쇄부(943), 제3 RF/IF 변환부(944), 시간 지연부(945), 제3 IF/RF 변환부(946) 및 RF 신호 결합부(948)를 포함한다.

여기서, 시간 지연부(945)는 다이버시티 안테나(744)를 통해 수신된 신호를 이동국 대향 안테나(742)를 통해 수신된 신호에 대해 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시키기 위한 SAW 필터이다.

이때, 한 칩의 시간차는 기지국(700)이 IS-95A/B 시스템인 경우 약 0.814㎲이고, W-CDMA 및 CDMA 2000 시스템인 경우에는 약 0.32㎲이다.

또한, 시간 다이버시티부(940)는 모듈 형태로 구성되어 종래의 무선·광 결합 중계기에 외부 접속될 수 있다.

제2 다중화부(900)는 광 케이블을 통해 마스터부(730)로부터 수신되는 광 신호를 역 다중화하여 제2 순방향 신호 처리부(910)로 출력하고, 제2 역방향 신호 처리부(930)에 신호 처리되어 광 신호로 변환된 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 마스터부(730)로 전송하도록 구성된다.

제2 듀플렉서(920)는 제2 순방향 신호 처리부(910)에서 신호 처리된 신호를 이동국 대향 안테나(742)를 통해 이동국(710)으로 전송하고, 이동국 대향 안테나(742)를 통해 이동국(710)으로부터 수신되는 신호를 제2 역방향 신호 처리부(930)로 출력하도록 구성된다.

시간 다이버시티부(940)는 제2 역방향 신호 처리부(930)의 RF 신호 결합부(933) 입력단에 접속된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

마스터부(730)의 제1 순방향 신호 처리부(810)는 기지국 대향 안테나(732)를 통해 수신된 신호를 제1 듀플렉서(800)로부터 입력받고, 입력된 신호를 신호 처리한 후 광 신호로 변환하여 제1 다중화부(820)로 출력한다.

즉, 제1 순방향 처리부(810)의 제1 저잡음 증폭기(812)는 제1 듀플렉서(800)로부터 입력되는 신호를 증폭하여 제1 대역 통과 필터(814)로 출력한다.

제1 대역 통과 필터(814)는 증폭된 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제1 전-광 신호 변환부(816)로 출력하고, 제1 전-광 신호 변환부(816)는 필터링된 신호를 광 신호로 변환하여 제1 다중화부(820)로 출력한다.

제1 다중화부(820)는 광 신호로 변환된 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 슬레이브부(740)로 전송한다.

슬레이브부(740)의 제2 다중화부(900)는 광 케이블을 통해 수신된 신호를 역 다중화하여 제2 순방향 신호 처리부(910)로 출력한다.

제2 순방향 신호 처리부(910)는 제2 다중화부(900)로부터 입력되는 역 다중화된 신호를 원래의 RF 신호로 변환한 후 신호 처리하여 이동국 대향 안테나(742)를 통해 이동국(710)으로 전송하기 위해 제2 듀플렉서(920)로 출력한다.

즉, 제2 순방향 신호 처리부(910)의 제2 광-전 신호 변환부(911)는 제2 다중화부(900)로부터 입력되는 신호를 원래의 RF 신호로 변환한 후 제4 저잡음 증폭기(912)로 출력하고, 제4 저잡음 증폭기(912)는 RF 신호로 변화된 신호를 증폭하여 제3 가변 감쇄부(913)로 출력한다.

제3 가변 감쇄부(913)는 증폭된 신호의 입력 세기를 조절하여 제2 RF/IF 변환부(914)로 출력하고, 제2 RF/IF 변환부(914)는 RF 신호인 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 제2 SAW 필터(915)로 출력한다.

여기서, 입력 세기가 조절된 신호를 증간 주파수 신호로 변환하는 이유는 일반적으로 SAW 필터는 70MHz의 중간 주파수 대역에서 필터링 특성이 우수하므로, SAW 필터의 필터링 효율을 높이기 위함이다.

제2 SAW 필터(915)는 중간 주파수 신호로 변환된 신호 내의 미세 잡음을 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제2 IF/RF 변환부(916)로 출력하고, 제2 IF/RF 변환부(916)는 제2 SAW 필터(915)에서 필터링된 신호를 RF 신호 변환하여 제5 저잡음 증폭기(917)로 출력한다.

제5 저잡음 증폭기(917)는 RF 신호로 변환된 신호를 증폭하여 제4 가변 감쇄기(918)로 출력하고, 제4 가변 감쇄기(918)는 증폭된 신호의 출력 세기를 적절하게 조절하여 제2 고출력 증폭기(919)로 출력한다.

제2 고출력 증폭기(919)는 이동국 대향 안테나(742)를 통해 이동국(710)으로 전송되기에 적정한 레벨로 신호를 증폭하여 제2 듀플렉서(920)로 출력한다.

제2 듀플렉서(920)는 제2 고출력 증폭기(919)에 의해 증폭된 신호를 입력받아 이동국 대향 안테나(742)를 통해 이동국(710)으로 전송한다.

슬레이브부(740)의 제2 역방향 신호 처리부(930)는 이동국 대향 안테나(742)를 통해 수신되는 제1 신호를 제2 듀플렉서(920)로부터 입력받는다.

제2 듀플렉서(920)는 수신된 제1 신호를 제6 저잡음 증폭기(931)로 출력하고, 제6 저잡음 증폭기(931)는 제1 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제2 대역 통과 필터(932)로 출력하고, 제2 대역 통과 필터(932)는 증폭된 제1 신호 내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한다.

또한, 시간 다이버시티부(940)는 다이버시티 안테나(744)를 통해 제2 신호를 수신하고, 수신된 제2 신호를 제1 신호에 대하여 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시켜 제2 역방향 신호 처리부(930)로 출력한다.

여기서, 제2 신호는 제1 신호와 동일한 주파수를 갖는 동일 신호이나 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

시간 다이버시티부(940)의 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

시간 다이버시티부(940)의 제3 대역 통과 필터(941)는 다이버시티 안테나(744)를 통해 수신된 제2 신호 내의 불요 인접파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 필터링된 제2 신호를 제7 저잡음 증폭기(942)로 출력한다.

제7 저잡음 증폭기(942)는 필터링된 제2 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제5 가변 감쇄부(943)로 출력하고, 제5 가변 감쇄부(943)는 증폭된 제2 신호의 입력 세기를 조절하여 제3 RF/IF 변환부(944)로 출력한다.

제3 RF/IF 변환부(944)는 입력 세기가 조절된 제2 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 시간 지연부(945)로 출력하고, 시간 지연부(945)는 중간 주파수 신호로 변환된 제2 신호를 제1 신호에 대하여 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시킨다.

제3 IF/RF 변환부(946)는 시간 지연된 제2 신호를 원래의 RF 신호로 변환하고, 주파수 변환된 제2 신호를 RF 신호 결합부(948)로 출력한다.

RF 신호 결합부(948)는 제2 대역 통과 필터(932)로부터 입력되는 제1 신호와제3 IF/RF 변환부(946)로부터 입력되는 제2 신호를 합성하여 합성 신호를 생성하고, 생성된 합성 신호를 제2 전-광 신호 변환부(934)로 출력한다.

제2 전-광 신호 변환부(934)는 합성 신호를 광 케이블을 통해 마스터부(730)로 전송하기 위해 광 신호로 변환하여 제2 다중화부(900)로 출력하고, 제2 다중화부(900)는 광 신호로 변환된 합성 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 마스터부(730)로 출력한다.

마스터부(730)의 제1 다중화부(820)는 광 케이블을 통해 슬레이브부(740)로부터 합성 신호를 입력받고, 합성 신호를 역 다중화하여 제1 역방향 신호 처리부(830)로 출력한다.

제1 역방향 신호 처리부(830)의 제1 광-전 신호 변환부(831)는 제1 다중화부(820)로부터 입력되는 합성 신호를 RF 신호인 전기 신호로 변환하여 제2 저잡음 증폭기(832)로 출력하고, 제2 저잡음 증폭기(832)는 전기 신호로 변환된 합성 신호를 일정 레벨로 증폭한다.

제1 가변 감쇄부(833)는 일정 레벨로 증폭된 합성 신호의 입력 세기를 조절하여 제1 RF/IF 변환부(834)로 출력하고, 제1 RF/IF 변환부(834)는 입력 세기가 조절된 합성 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 제1 SAW 필터(835)로 출력한다.

제1 SAW 필터(835)는 중간 주파수 신호로 변환된 합성 신호 내의 미세 잡음을 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 제1 IF/RF 변환부(836)로 출력하고, 제1 IF/RF 변환부(836)는 필터링된 합성 신호를 원래의 RF 신호로 주파수 변환한다.

제2 가변 감쇄부(838)는 주파수 변환된 합성 신호의 출력 세기를 조절하여제1 고출력 증폭기(839)로 출력하고, 제1 고출력 증폭기(839)는 출력 세기가 조절된 합성 신호를 제1 듀플렉서(800)로 출력한다.

제1 듀플렉서(800)는 제1 고출력 증폭기(839)로부터 입력되는 합성 신호를 기지국 대향 안테나(732)를 통해 기지국(700)으로 전송한다.

여기서, 기지국(700)은 기지국 안테나(702)를 통해 마스터부(730)로부터 전송되는 합성 신호를 수신하고, 합성 신호 내의 제1 신호 및 제2 신호를 내부의 레이크 수신기에 의해 구분하여 복조한다.

이와 같이 구성되어 동작되는 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 역방향 통신 서비스를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

여기서, 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 순방향 통신 서비스는 종래와 동일하므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 슬레이브부에 의한 역방향 통신 서비스를 수행하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 슬레이브부(740)는 이동국 대향 안테나(742) 및 다이버시티 안테나(744)를 통해 이동국(710)으로부터의 제1 신호 및 제2 신호를 각각 수신한다(S1000).

여기서, 제1 신호 및 제2 신호는 동일한 주파수를 갖는 동일 신호이나 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

이어, 슬레이브부(740)는 수신된 제2 신호를 제1 신호에 대하여 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 지연시키고(S1002), 제1 신호와 시간 지연된 제2 신호를 합성하여 합성 신호를 생성한다(S1004).

슬레이브부(740)는 생성된 합성 신호를 광 케이블을 통해 전송하기 위해 광 신호로 변환하고, 광 신호로 변환된 합성 신호를 마스터부(730)로 전송한다(S1006).

도 11은 본 발명에 따른 무선·광 결합 중계기의 마스터부에 의한 역방향 통신 서비스를 수행하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 마스터부(730)는 광 케이블을 통해 슬레이브부(740)로부터 합성 신호를 수신하고, 수신된 합성 신호를 원래의 RF 신호를 갖는 전기 신호로 변환한다(S1100).

이어, 마스터부(730)는 전기 신호로 변환된 합성 신호를 필터링, 증폭 및 주파수 변환 등의 신호 중계를 위한 일반적인 신호 처리를 수행하고(S1102), 신호 처리된 합성 신호를 기지국 대향 안테나(732)를 통해 기지국(700)으로 전송한다(S1104).

여기서, 기지국(700)은 마스터부(730)로부터 수신되는 합성 신호 내의 제1 신호와 제2 신호를 내부의 레이크 수신기에 의하여 구분하여 복조한다.

본 발명에 따른 이동 통신망에서 광 중계 장치는 시간 다이버시티부에 의해 이동국으로부터 전송되어 다중 경로를 통해 수신되는 복수의 신호가 적어도 한 칩의 시간차를 갖도록 조절한 후 기지국으로 전송한다.

그러므로, 본 발명은 기존의 주파수 분할 다중화 방식 등에 의한 다이버시티 외에 기지국 내의 레이크 수신기가 최적의 상태로 동작할 수 있는 적어도 한 칩의 시간차를 갖는 다중 경로의 신호를 복조하는 시간 다이버시티 기능을 수행할 수 있어 이동 통신망의 서비스 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 광 중계 장치 및 무선·광 결합 중계 장치는 시간 다이버시티부를 모듈 형태로 구성하여 기존의 중계 장치에 외부 접속시킬 수 있어 기존의 중계 장치가 가지는 레이라이 페이딩 현상을 감소시켜 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직할 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 중계 시스템에 있어서,

상기 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 이동국 대향 안테나,

상기 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 제1 다이버시티 안테나,

상기 이동국으로부터 제3 신호를 수신하는 수신 전용 안테나-상기 제3 신호는 상기 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 신호임-,

상기 제3 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제4 신호를 수신하는 제2 다이버시티 안테나,

상기 제2 신호를 상기 제1 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 제1 시간 다이버시티부,

상기 제4 신호를 상기 제3 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 제2 시간 다이버시티부,

상기 제1 신호와 상기 시간 조절된 제2 신호가 합성된 제1 합성 신호와 상기 제3 신호 및 상기 시간 조절된 제4 신호가 합성된 후 주파수 변환된 제2 합성 신호를 합성하여 제3 합성 신호를 생성하고, 상기 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 광 케이블을 통해 출력하는 역방향 신호 처리부를 갖는 슬레이브부;

상기 슬레이브부로부터 수신되는 상기 제3 합성 신호를 전기 신호로 변환한후 상기 전기 신호로 변환된 상기 제3 합성 신호를 제1 및 제2 합성 신호로 분리하여, 제1 합성 신호를 기지국으로 전송하고, 상기 제2 합성 신호를 주파수 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 마스터부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 시간 다이버시티부는

상기 제2 신호 내의 잡음을 필터링하는 대역 통과 필터;

상기 필터링된 제2 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기;

상기 증폭된 제2 신호를 상기 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 시간 지연부;

상기 제1 신호와 상기 일정 시간차를 갖도록 조절된 제2 신호를 합성하는 신호 합성부

를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 시간 다이버시티부는

상기 제4 신호 내의 잡음을 필터링하는 대역 통과 필터;

상기 필터링된 제4 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기;

상기 증폭된 제4 신호를 상기 제3 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 시간 지연부;

상기 제3 신호와 상기 일정 시간차를 갖도록 조절된 제4 신호를 합성하는 신호 합성부

를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 일정 시간차는 적어도 한 칩의 시간차임을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 시간 다이버시티부 및 상기 제2 시간 다이버시티부는 모듈 형태로 상기 광 중계 장치와 외부 접속되도록 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 장치.
이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 중계 시스템에 있어서,

상기 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 이동국 대향 안테나,

상기 이동국으로부터 상기 제1 신호와 다른 신호 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 다이버시티 안테나,

상기 제2 신호를 상기 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절한 후 상기 시간 조절된 제2 신호와 상기 제1 신호를 합성하는 시간 다이버시티부, 및

상기 합성된 신호를 광 신호로 변환하여 출력하는 제1 역방향 신호 처리부를 갖는 슬레이브부;

상기 슬레이브부로부터 수신되는 광 신호 형태의 합성 신호를 전기 신호로 변환하고 무선 중계를 위한 신호 처리를 수행하여 상기 기지국으로 무선 전송하는 마스터부

를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 장치.
제6항에 있어서,

상기 시간 다이버시티부는

상기 제2 신호 내의 잡음을 1차 필터링하기 위한 대역 통과 필터;

상기 1차 필터링된 제2 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기;

상기 증폭된 제2 신호의 입력 세기를 조절하는 제1 가변 감쇄부;

상기 입력 세기가 조절된 제2 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 RF/IF 변환부;

상기 중간 주파수 신호로 변환된 제2 신호를 상기 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 시간 지연부;

상기 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절된 제2 신호를 무선 주파수 신호로 변환하는 IF/RF 변환부; 및

상기 제1 신호와 상기 시간 조절된 제2 신호를 합성하는 RF 신호 결합부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 장치.
제6항에 있어서,

상기 일정 시간차는 적어도 한 칩의 시간차임을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 장치.
제6항에 있어서,

상기 시간 다이버시티부는 모듈 형태로 상기 무선·광 결합 중계 장치와 외부 접속되도록 구성됨을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 장치.
이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 광 중계 장치의 중계 방법에 있어서-상기 광 중계 장치는 이동국 대향 안테나, 수신 전용 안테나, 제1 다이버시티 안테나 및 제2 다이버시티 안테나를 포함함-,

상기 이동국 대향 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 단계;

상기 제1 다이버시티 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 상기 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 단계;

상기 수신 전용 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 제3 신호를 수신하는 단계-상기 제3 신호는 상기 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가짐-;

상기 제2 다이버시티 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 상기 제3 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제4 신호를 수신하는 단계;

상기 제2 신호를 상기 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하고, 상기 제4 신호를 상기 제3 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 단계;

상기 제1 신호와 상기 일정 시간차를 갖도록 조절된 제2 신호를 합성하여 제1 합성 신호를 생성하는 단계;

상기 제3 신호와 상기 일정 시간차를 갖도록 조절된 제4 신호를 합성하여 제2 합성 신호를 생성하는 단계;

상기 제2 합성 신호를 중간 주파수를 갖도록 주파수 변환하는 단계;

상기 주파수 변환된 제2 합성 신호와 상기 제1 합성 신호를 합성하여 생성된 제3 합성 신호를 광 신호로 변환하여 전송하는 단계;

상기 광 신호 형태의 제3 합성 신호를 전기 신호로 변환하는 단계;

상기 전기 신호로 변환된 제3 합성 신호를 제1 합성 신호 및 제2 합성 신호로 분리하는 단계;

상기 분리된 제2 합성 신호를 무선 주파수를 갖도록 주파수 변환하는 단계;

상기 주파수 변환된 제2 합성 신호 및 상기 제1 합성 신호를 상기 기지국으로 각각 전송하는 단계

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신망에서 광 중계 방법.
이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호 중계를 위한 무선·광 결합 중계 장치의 중계 방법에 있어서-상기 무선·광 결합 중계 장치는 기지국 대향 안테나, 이동국 대향 안테나 및 다이버시티 안테나를 포함함-

상기 이동국 대향 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 제1 신호를 수신하는 단계;

상기 다이버시티 안테나를 통해 상기 이동국으로부터 상기 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신하는 단계;

상기 제2 신호를 상기 제1 신호에 대해 일정 시간차를 갖도록 조절하는 단계;

상기 제1 신호와 상기 일정 시간차를 갖도록 조절된 제2 신호를 합성하여 합성 신호를 생성하는 단계;

상기 합성 신호를 광 신호로 변환하여 전송하는 단계;

상기 광 신호 형태의 합성 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 단계;

상기 전기 신호로 변환된 합성 신호를 무선 중계를 위한 신호 처리를 수행하여 상기 기지국 대향 안테나를 통해 상기 기지국으로 전송하는 단계

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신망에서 무선·광 결합 중계 방법.