KR20020073878A - 무선 데이터 통신용 주파수 변환 중계기 - Google Patents

무선 데이터 통신용 주파수 변환 중계기 Download PDF

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KR20020073878A
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백원장
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    • H04B7/15514—Relay station based processing for cell extension or control of coverage area for shadowing compensation

Abstract

본 발명은 무선 데이터 통신에서 기지국의 전파가 미약하게 도달하는 지상의 전파 음영 지역에서 전파 음영 지역 해소 및 서비스 영역 확장을 위하여 사용하는 중계기에 관한 것으로서, 기지국과 단말기간의 무선 데이터 통신을 중계하는 중계장치로 다운링크와 업링크를 구비하며, 상기 다운링크는 기지국의 신호가 기지국 방향 안테나를 거쳐 양방향성 필터부로부터 수신되는 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로부터 입력되는 신호를 기지국의 송신 주파수(다운링크의 수신 주파수)로 주파수를 선택(변환)하여 중간 주파수로 변환하는 다운 컨버터와, 상기 다운 컨버터로부터 입력되는 신호를 원하는 주파수만을 통과시키는 크리스탈 필터와, 상기 크리스탈 필터로부터 입력되는 신호를 증폭하는 중간주파 증폭부 1과, 상기 중간주파 증폭부 1로부터 입력되는 신호를 원하는 주파수 만을 통과시키는 크리스탈 필터와, 상기 크리스탈 필터로부터 입력되는 신호를 증폭하는 중간주파 증폭부2와, 상기 중간주파 증폭부 2로부터 입력되는 신호를 서비스하고자 하는 주파수를 선택(변환)하는 업컨버터와, 상기 업컨버터로부터 입력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하는 드라이버앰프와, 상기 드라이버앰프로부터 입력되는 신호를 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭부(HPA)와, 상기 고출력 증폭부(HPA)로부터 입력되는 신호를 서비스 방향 송수신 안테나로 전달하는 양방향성 필터부와, 상기 업링크는 다운링크의 역순으로 가입자 단말기와 기지국이 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 무선 데이터 통신에서 중계기의 출력 신호가 중계기의 입력으로 궤환되어 상호 간섭 현상을 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하여 정상적인 통신을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

무선 데이터 통신용 주파수 변환 중계기{A FREQUENCY TRANSLATION REPEATER FOR WIRELESS MOBILE DATA TELECOMMUNICATION}
본 발명은 무선 데이터 통신용의 주파수 변환 중계기에 관한 것으로서 보다 구체적으로는, 중계기의 출력 신호가 중계기의 입력으로 궤환되어 상호 간섭(발진)현상을 일으키는 것을 방지하기 위하여 주파수 변환 중계기의 기지국 방향 주파수와 서비스 방향 주파수를 다른 주파수를 사용함으로써 상호 간섭 현상을 최소화한 무선 데이터 통신용의 주파수 변환 중계기에 관한 것이다.
최근 무선 데이터 전송 기술이 비약적으로 발전함에 따라 전송가능한 데이터를 최대한 멀리 보내기 위한 중계 기술 또한 비약적으로 발전하고 있다.
하지만 중계기술에서 데이터 전송에 걸림돌이 되는 여러 가지 현상들이 여전히 존재하고 있으며, 그중에서 송,수신 주파수를 같은 주파수를 사용함에 따라 발생하는 전파의 간섭현상이 큰 문제가 되고 있다.
전파의 간섭현상을 보다 구체적으로 설명하기 위해 도 1과 같이 종래의 중계기 실시예를 나타내었다.
도 1에서, 서비스 권역(A)와 서비스 권역(B)의 사이에서 서로 같은 주파수 채널을 사용하기 때문에, 중계기(7)의 서비스 방향 송수신 안테나(6)에서 발사된 전파(f1)가 중계기(7)의 기지국 방향 송수신 안테나(4)로 궤환되고, 중계기(7)의 기지국 방향 송수신 안테나(4)에서 발사된 전파(r1)가 중계기(7)의 서비스 방향 송수신 안테나(6)으로 궤환되어 상호 간섭(발진)을 일으켜 정상적인 통신을 할 수 없었다.
상기와 같은 문제점으로 인하여 지상에서는 종래의 중계기(7)를 거의 적용하지 못하였고, 이를 해결하기 위한 노력이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주파수 변환 중계기에서 기지국 방향 주파수와 서비스 방향 주파수의 상호 간섭 및 발진 현상을 최소화하여 양질의 전파 중계를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 후술될 구성 및 작용에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 종래의 중계기를 나타내기 위한 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 주파수 변환 중계기의 바람직한 실시예를 나타내기 위한 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 주파수 변환 중계기의 구성을 나타내기 위한 블럭도.
<도면 주요 부호에 대한 간단한 설명>
1. 무선 데이터 기지국 2. 기지국 송수신 안테나
3. 무선 데이터 단말기 4. 주파수 변환 중계기의 기지국 방향 송수신 안테나
5. 주파수 변환 중계기 6. 주파수 변환 중계기의 서비스 방향 송수신 안테나
7. 종래의 중계기 8. 양방향성 필터부
9. 저잡음증폭기 10. 다운컨버터
11. 중간주파 증폭기 1 12. 크리스탈 필터
13. 중간주파 증폭기 2 14. 업컨버터
15. 드라이버 앰프 16. HPA(HIGH POWER AMPLIFIER)
본 발명에 따른 무선 데이터 통신에서 주파수 변환 중계기에 있어서, 기지국과 무선 데이터 단말기간의 무선 데이터 통신을 중계하는 다운링크와 무선 데이터 단말기와 기지국간의 통신을 중계하는 업링크를 구비하며, 상기 다운링크와 업링크는 다른 주파수의 전파를 사용함을 특징으로 하며, 바람직하게 상기 다운링크는 기지국의 신호가 기지국 방향 안테나를 거쳐 양방향성 필터부로부터 수신되는 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로부터 입력되는 신호를 기지국의 송신 주파수(다운링크의 수신 주파수)로 주파수를 선택(변환)하여 중간 주파수로 변환하는 다운 컨버터와, 상기 다운 컨버터로부터 입력되는 신호를 원하는 주파수만을 통과시키는 크리스탈 필터와, 상기 크리스탈 필터로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제 1 중간주파 증폭부와, 상기 제 1 중간주파 증폭부로부터 입력되는 신호중에서 원하는 주파수 만을 통과시키는 제 2 크리스탈 필터와, 상기 제 2 크리스탈 필터로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제 2 중간주파 증폭부와, 상기 제2 중간주파 증폭부로부터 입력되는 신호를 서비스하고자 하는 주파수를 선택(변환)하는 업 컨버터와, 상기 업 컨버터로부터 입력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하는 드라이버 앰프와, 상기 드라이버 앰프로부터 입력되는 신호를 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭부(HPA)와, 상기 고출력 증폭부(HPA)로부터 입력되는 신호를 제 2 양방향성 필터부를 거쳐 서비스 방향 안테나로 가입자(단말기)와 통신을 하도록 구성된다.
또한, 상기 업링크는 가입자(단말기)로부터 발사된 전파를 서비스 방향 안테나를 거쳐 제 2 양방향성 필터부로 입력되는 전파를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기(LOW NOISE AMPLIFIER)와, 이하 다운링크의 역순으로 가입자(단말기)와 기지국이 통신하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 데이터 통신용 주파수 변환 중계기의 일실시예를 나타내기 위한 개념도로서, 도 2에 따르면 다운링크의 통신 경로는 기지국(1)의 송수신 안테나(2)의 f1신호가, 상기 주파수 변환 중계기(5)의 기지국 방향 송수신 안테나(4)로 수신되고, 상기 주파수 변환 중계기(5)에서 fx주파수로 변환하여, 서비스 방향 송수신 안테나(6)을 거쳐, fx주파수가 무선 데이터 단말기(3)로 전달되도록 구성된다.
그리고, fx주파수를 수신한 상기 무선 데이터 단말기(3)에서 발사된 rx신호가 서비스 방향 송수신 안테나(6)로 수신되어, 상기 주파수 변환 중계기(5)에서 r1주파수로 변환하여 기지국 방향 송수신 안테나(4)로 r1 신호를 발사하도록 구성되고, 이 r1 신호는 기지국 송수신 안테나(2)로 수신되어, 기지국(1)과 무선 데이터 단말기(3)간의 다운링크 통신을 중계하도록 구성된다.
또한, 업링크의 통신경로는 상술한 바와 같은 다운링크의 통신 경로의 역순으로 통신을 하도록 구성되며, 그 구성요소는 다운링크의 경우와 같은 구성을 갖는다.
도 3은 기지국(1)과 무선 데이터 단말기(3)간의 무선 데이터 통신을 중계하는 중계장치(7)의 구체적인 구성을 나타내기 위한 것으로서, 크게 다운링크와 업링크를 구비하며, 상기 다운링크는 기지국(1)의 신호가 기지국 방향 안테나(4)를 거쳐 양방향성 필터부(8)로부터 수신되는 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기(9)와, 상기 저잡음 증폭기(9)로부터 입력되는 신호를 기지국(1)의 송신 주파수, 즉,다운링크의 수신 주파수로 주파수를 선택,변환하여 중간 주파수로 변환하는 다운 컨버터(10)와, 다운 컨버터(10)에서 중간주파수로 변환된 신호를 증폭하여 출력하는 제1 중간주파 증폭부(11), 상기 제 1 중간주파 증폭부(11)로부터 입력되는 신호를 원하는 주파수만을 통과시키는 크리스탈 필터(12)와, 상기 크리스탈 필터(12)로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제 2 중간주파 증폭부(13)과, 상기 제 2 중간주파 증폭부(13)로부터 입력되는 신호를 서비스하고자 하는 주파수를 선택, 변환하는 업 컨버터(14)와, 상기 업 컨버터(14)로부터 입력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하는 드라이버 앰프(15)와, 상기 드라이버 앰프(15)로부터 입력되는 신호를 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭부(HPA)(16)와, 상기 고출력 증폭부(HPA)(16)로부터 입력되는 신호를 서비스 방향 송수신 안테나(6)로 전달하는 양방향성 필터부(8)로 구성된다.
업링크는 서비스 방향 송,수신 안테나와 기지국 방향 송수신 안테나사이에서 다운링크의 역순으로 구성되며, 다운링크의 구성요소들과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면번호를 부여한다.
도 2와 도3과 같은 구성을 갖는 주파수 변환 중계기는 다음과 같이 작동한다.
기지국 방향 송수신 안테나(4)를 통해 다운링크에 신호가 인가되면 양방향성 필터부(8)에서 서비스 방향 송수신 안테나(6)측 방향으로 신호를 필터링하고, 필터링된 신호는 저잡음 증폭기(9)에서 증폭되어 다운 컨버터(10)로 인가된다.
다운 컨버터(10)에서는 입력되는 전파를 기지국(1)의 송신 주파수로 주파수를 선택하여 중간주파수로 변환하며, 변환된 중간 주파수는 중간주파 증폭부(11)로 인가되어 증폭되며, 증폭된 중간주파수는 크리스탈 필터(12)로 인가되어 원하는 주파수만이 통과된다.
크리스탈 필터(12)의 출력은 제 2 중간주파 증폭부(13)으로 인가되어 증폭된 뒤 업 컨버터(14)로 인가되며, 업 컨버터(14)에서는 상기 중간주파 증폭부(13)로부터 입력되는 신호를 서비스 하고자 하는 주파수로 선택(변환)한 뒤, 일정한 레벨로 증폭하는 드라이버 앰프(15)로 출력하며, 고출력 증폭부(16)는 드라이버 앰프(15)로부터 입력되는 신호를 고출력으로 증폭하고, 서비스 방향 송,수신 안테나(6)측에 구성된 양방향 필터부(8)를 거쳐 서비스 방향 송/수신 안테나(6)로 무선 데이터 단말기(3)와 통신을 가능하게 한다.
무선 데이터 단말기(3)로부터 기지국(1)과의 통신을 수행하는 업링크는 다운링크의 역순으로 작용하여 통신을 수행하며, 업링크의 주파수와는 다른 주파수를 선택사용함에 따라 업링크측 신호와 다운 링크측 신호간의 간섭이 발생하지 않아 신뢰성있는 통신의 중계가 가능해진다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하였지만, 본 발명의 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 얼마든지 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 잘 알것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 기지국 방향 송/수신 안테나에 발사(수신)하는 주파수와 서비스 방향 송/수신 안테나에 수신(발사)하는 주파수를 서로 다른 주파수를 사용함에 따라 궤환에 의한 신호의 상호 간섭 및 발진현상이 발생하지 않으며, 지상에서 기지국 신호가 미약하게 도달하는 전파 음영 지역을 해소하고, 서비스 지역을 경제적이며 효과적으로 무선 데이터 통신을 서비스 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 무선 데이터 통신의 주파수 변환 중계기에 있어서,
    기지국과 무선 데이터 단말기간의 무선 데이터 통신을 중계하는 다운링크와 무선 데이터 단말기와 기지국간의 통신을 중계하는 업링크를 구비하며, 상기 다운링크와 업링크는 다른 주파수의 전파를 사용함을 특징으로 하는 무선 데이터 통신의 주파수 변환 중계기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다운링크는 상기 기지국의 신호가 기지국 방향 안테나를 거쳐 양방향성 필터부로부터 수신되는 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기;
    상기 저잡음 증폭기로부터 입력되는 신호를 다운링크의 수신 주파수로 주파수를 선택, 변환하여 중간 주파수로 변환하는 다운 컨버터;
    상기 다운 컨버터로부터 입력되는 신호를 원하는 주파수만을 통과시키는 크리스탈 필터;
    상기 크리스탈 필터로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제 1 중간주파 증폭부;
    상기 제 1 중간주파 증폭부로부터 입력되는 신호에서 원하는 주파수만을 통과시키는 크리스탈 필터;
    상기 크리스탈 필터로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제 2 중간주파 증폭부;
    상기 제 2 중간주파 증폭부로부터 입력되는 신호를 서비스하고자 하는 주파수로 선택, 변환하는 업 컨버터;
    상기 업 컨버터로부터 입력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하는 드라이버 앰프;
    상기 드라이버 앰프로부터 입력되는 신호를 고출력으로 증폭하는 고출력 증폭부; 및
    상기 고출력 증폭부로부터 입력되는 신호를 상기 서비스 방향 송수신 안테나로 전달하는 제 2 양방향성 필터부를 포함함을 특징으로 하는 무선 데이터 통신용의 주파수 변환 중계기.
  3. 제 1항 내지 제 2항에 있어서,
    상기 업링크는 상기 다운링크의 역순으로 구성됨을 특징으로 하는 무선 데이터 통신용의 주파수 변환 중계기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100692654B1 (ko) * 2005-01-21 2007-03-13 주식회사 케이티프리텔 다단 주파수 변환 중계 시스템
KR100866334B1 (ko) * 2005-09-29 2008-10-31 삼성전자주식회사 다중홉 릴레이 셀룰러 네트워크에서 다중 링크를 지원하기위한 장치 및 방법
KR100901374B1 (ko) * 2005-10-06 2009-06-05 삼성전자주식회사 다중홉 릴레이 셀룰러 네트워크에서 셀 내 간섭 없이 다중링크를 지원하기 위한 장치 및 방법

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