KR200202064Y1 - 기지국 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LMDS 기지국에 관한 것으로, 가입자로부터 송출된 응답신호를 수신하는 안테나와, 응답신호를 중간주파수대역으로 변조하는 마이크로파변조기와, 응답신호를 기지국에서 처리할 수 있는 데이터신호로 복조하는 수신부와, 기지국에서 생성된 데이터신호를 고주파대역의 송신신호로 변조하는 송신부와, 수신부에서 복조된 데이터신호의 전계강도를 검출하는 수신전계강도검출부 그리고, 수신전계강도검출부에서 검출된 전계강도에 따라 송신부에서 변조된 송신신호의 레벨을 조절하는 출력제어부를 포함하여 구성되어 종래의 기술에 비해 더 나은 품질의 통신서비스를 제공해 줄 수 있는 효과가 있다.

Description

기지국

본 고안은 기지국 장치에 관한 것으로, 특히 지역다중배분서비스(이하 LMDS : Local Multipoint Distribution Service) 시스템의 기지국 장치에 관한 것이다.

일반적인 무선 CATV는 주파수변조방식에 따라 LMDS(Local Multipoint Distribution Service)와, MMDS(Multichannel Multipoint Distribution Service) 등으로 구분된다. LMDS는 28GHz 대역의 주파수를 갖는 무선전송방식으로서 그 서비스가능 지역은 기지국으로부터 5 km 반경 이내이다. 이 LMDS방식은 주파수 대역폭이 넓어 양방향 멀티미디어 서비스가 가능한 것이 특징인데, 이러한 LMDS에 관련된 디지털방식의 기술표준은 디지털 국제 표준기구인 DAVIC(Digital Audio-Visual Council)에서 현재 작성되고 있는 중이다.

초기의 LMDS방식은 아날로그 변복조방식을 채택하여 단방향 CATV 방송 위주로 운용되는 아날로그 LMDS방식이었다. 이 방식의 기지국 장치는 도 1에 나타낸 것과 같다.

기지국은 송신데이터를 생성하는 기지국제어부(50)와, 송신데이터를 변조하는 송신변조부(47)과, 그 변조된 송신데이터를 증폭하는 증폭부(46) 및, 잡음을 제거하는 필터(45), 잡음이 제거된 송신데이터에 국부발진기(44)에서 발생된 고주파신호를 혼합하여 고주파신호로 변환하는 혼합기(43)와, 고주파신호의 송신데이터를 증폭시키는 저주파증폭기(42) 및 기저대역필터(41)를 포함하여 구성되어 있다. 기지국은 송신데이터를 송신주파수의 고주파로 변조하는 마이크로파변환기(20)와 고주파 데이터를 송출하는 안테나(10)를 포함하고 있다.

도 2는 아날로그 LMDS 시스템의 기지국과 가입자용 수신장치가 연동하여 동작됨으로 도시한 도면이다.

이러한 종래의 단방향 LMDS방식의 가입자용 장치의 동작원리는 다음과 같다. 먼저 기지국(20)은 28GHz 대역의 고주파신호(11)를 안테나(10)를 통해 송신한다. 이 송신된 고주파신호는 가입자용 수신안테나(60)를 통해 수신된다. 일반적으로 수신안테나 뒷면에는 저주파변조기(70)가 설치되어 있는데, 이 저주파변조기(70)에 의해 상기 28GHz 대역의 고주파신호가 약 2GHz 대역으로 낮추어진 중계파신호(IF signal : Intermediate Frequency signal)로 변조된다. 이 중계파신호는 동축케이블(coaxible cable)(80)을 통해 가입자 집에 설치되어 있는 NIU(Network Interface Unit)(90)로 보내진다. NIU(90)에 보내진 중계파신호는 기저대역신호(base band signal)로 변환되고, 이 기저대역신호가 디지탈신호로 변환되어 STB(Set-Top Box)(91))로 보내진다. STB(91)는 다채널 디코더(Multichannel Decorder)로서 가입자가 원하는 채널의 프로그램을 TV(92)로 시청할 수 있게 해준다.

도 3은 양방향 통신이 가능한 종래의 디지털 LMDS 시스템의 기지국 장치를 도시한 것이다.

종래의 디지털 LMDS방식의 기지국 장치에서 저주파변조기의 동작원리는 다음과 같다. 먼저 수신안테나(10)에서 수신된 고주파신호는 대역통과필터(이하 BPF:Band Pass Filter)(31)에 인가되어 필요한 대역의 신호만 걸러지면서 잡음이 제거된다. 그리고, 대역통과필터(31)에서 잡음이 제거된 신호는 저잡음증폭기(이하 LNA:Low Noise Amplifier)(32)에 의해 증폭된다. 이 증폭된 신호는 저주파혼합기(Down Mixer)(33)에서 발진주파수의 신호에 합쳐져 그 차 또는, 합에 해당하는 2GHz 대역의 중계파신호(IF)로 변조된다. 발진주파수의 신호는 국부발진기(Oscillator)(34) 등에서 생성된다. 중계파신호는 중계파대역통과필터(35)와 중계파증폭기(36)에 의해 증폭되고, 증폭된 중계파신호는 수신복조부(37)를 통해 기지국 제어부(50)에 전달된다.

양방향 LMDS의 기지국 장치가 단방향 LMDS 기지국 장치와 다른 점은 바로 상술한 것과 같은 수신부가 포함되어 있다는 것이다.

그러나, 종래의 단방향 LMDS 방식의 변조기와 양방향 LMDS 방식의 변조기는 다음과 같은 문제점이 있다. 종래의 변조기는 송수신 이득(Gain)이 고정되어 있다. 즉, 변조기에 의해 증폭되는 신호의 값이 고정되어 있어 수신감도가 좋지 못한 지역은 서비스 품질이 떨어진다는 단점이 있다.

그리고, 평소에 수신감도가 좋은 지역이라 할지라도, 강우나 안개 같은 나쁜 기상조건에 의해 전파의 수신감도가 떨어지면, 사용자에게 양질의 서비스를 제공하지 못한다는 단점도 있다. 따라서, 수신감도에 상관없이 송수신 이득이 적정한 수준으로 조절될 수 있어야 한다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기상조건(우천, 안개)이 자주 변동되는 민감한 지역에 설치된 LMDS 시스템에서 외부 환경조건에 의해 변동된 전파환경에 따라 최적의 출력으로 신호를 송출하는 기지국을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 아날로그 LMDS 시스템의 기지국을 개략적으로 도시한 블록도.

도 1은 일반적인 LMDS 시스템의 가입자와 기지국을 모두 도시한 도면

도 3는 종래의 디지털 LMDS 시스템의 기지국을 개략적으로 도시한 블록도.

도 4는 본 고안의 양방향 LMDS 시스템의 기지국을 도시한 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 안테나 200 : 마이크로파변조기

300 : 수신부 310, 410 : 기저대역필터

320, 420 : 저잡음증폭기 330, 430 : 혼합기

340, 440 : 국부발진기 350, 450 : 중계파대역필터

360, 460 : 중계파증폭기 370 : 수신복조부

470 : 송신복조부 500 : 기지국제어부

600 : 출력제어부 700 : 수신전계강도검출부

본 고안은 수신전계강도검출기와 출력제어부가 설치되어 최종 증폭된 수신신호의 강도를 측정하여 그 강도에 따라 송신신호의 강도를 조절하는 것이 특징이다.

본 고안은 도 4에 도시된 것과 같이 안테나(100)와 마이크로파변조기(200)과 수신부(300)와 송신부(400), 출력제어부(600)과 수신전계강도검출기(700) 등을 포함하여 구성되어 있다. 안테나와 마이크로파변조기 및 송신부, 수신부는 종래의 양방향 LMDS 기지국과 거의 동일하므로, 중복된 부분에 대한 설명은 생략하도록 한다.

안테나(100)는 가입자로부터 송출된 응답신호를 수신받고, 마이크로파변조기(200)는 그 응답신호를 중간주파수대역으로 변조한다.

수신부(300)는 가입자로부터 송출된 응답신호를 기지국에서 처리할 수 있는 저주파대역의 신호로 복조하고 그 신호의 레벨을 증폭한다. 수신부(300)는 응답신호의 잡음을 걸러내는 기저대역필터(310)과, 저잡음증폭기(320), 혼합기(330)와 국부발진기(340), 중계파대역필터(350), 중계파증폭기로 구성되어 구입자로부터 송출된 신호를 수신받는다.

또, 송신부(400)는 기지국에서 생성된 데이터를 가입자에게 송출할 수 있도록 고주파대역의 신호로 변조하고 그 신호의 레벨을 증폭한다. 송신부(400)는 송신신호증폭기(460)과 송신중계파필터(450)과, 혼합기(430), 국부발진기(440), 저잡음증폭기(420)과, 대역필터(410)으로 구성되어 기지국 데이터신호를 가입자에게 송출한다.

본 고안의 주요특징부인 수신전계강도검출부는 수신신호의 강도를 비교해 적절한 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 즉, RSSI 검출부는 중간주파수증폭기에서 수신된 수신신호가 강하면 높은 레벨의 신호를 출력하고, 약하면 낮은 레벨의 신호를 출력한다. 본 고안에 의한 기지국은 RSSI 검출부에서 출력된 신호를 출력제어부에 인가한다.

그리고, 출력제어부는 RSSI 검출부에서 인가된 신호와 각 가입자들로부터 입력받은 가입자 인식번호(ID)를 비교한다. 출력제어부는 가입자 인식번호와 RSSI 검출부에서 출력된 신호를 기억하고, 가입자로부터 입력된 신호의 강도를 비교한다. 그래서, 가입자로부터 입력된 신호의 강도가 소정의 기준치보다 높으면 출력제어부는 가입자의 안테나에 설치된 마이크로파변조기에서 출력되는 송신신호의 강도를 낮추고, 가입자로부터 입력된 신호의 강도가 소정의 기준치보다 낮으면 출력제어부는 마이크로파변조기에서 출력되는 송신신호의 강도를 높인다.

본 고안의 LMDS 시스템에 의해 자동출력제어 기능을 가지는 기지국은 도 4에 도시된 것과 같다. 이하, 본 고안의 동작원리에 대하여 설명하도록 한다.

안테나(100)를 통해 수신받은 응답신호는 수신부(300)를 거쳐 저주파 대역의 신호로 복조되는데, 이 때, 그 신호의 전계강도가 수신전계강도검출기(700)에 의해 검출되어 그 레벨에 따라 출력제어부(600)가 기지국에서 가입자에게 송출되는 송출신호의 레벨을 조절한다.

즉, 본 고안에 의한 기지국은 종래의 기지국에 비해 수신전계의 강도를 검출하여 그 강도에 따라 수신신호의 레벨을 조절할 수 있다. 본 고안에 의한 기지국은 수신부의 중계파증폭기(360)에서 수신된 신호를 수신복조부(370)에 전송하지만, 동시에 수신전계강도를 추출하기 위해 수신전계강도검출부(700)로 보낸다.

그래서, 수신전계강도검출부(700)에 의해 추출된 수신전계강도는 추후, 기지국이 가입자에게 송출하는 신호의 레벨을 결정하는 데에 참조된다. 만약, 수신전계강도가 소정의 기준치보다 낮으면, 출력제어부는 송신부(400)를 거친 최종 송출신호의 레벨을 상승시킨다. 그리고, 수신전계강도가 소정의 기준치보다 높으면, 출력제어부는 송신부(400)를 거친 최종 송출신호의 레벨을 하강시킨다.

그 결과, 본 고안은 기지국에서 송출되는 송출신호의 레벨을 탄력적으로 조절함으로써, 효율적으로 전파를 관리할 수 있다.

본 고안은 종래의 LMDS 기지국에 비해 가입자에게 더 나은 통신서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 본 고안의 LMDS 기지국은 가입자 주변의 전파환경에 따라 송출신호의 레벨을 조절함으로써, 가입자에게 적절한 에너지 레벨의 전파신호를 제공해 줄 수 있다. 따라서, 본 고안은 종래의 기술에 비해 더 나은 품질의 통신서비스를 제공해 줄 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 가입자로부터 송출된 응답신호를 수신하는 안테나;

   상기 응답신호를 중간주파수대역으로 변조하는 마이크로파변조기;

   상기 응답신호를 기지국에서 처리할 수 있는 데이터신호로 복조하는 수신부;

   기지국에서 생성된 데이터신호를 고주파대역의 송신신호로 변조하는 송신부;

   상기 수신부에서 복조된 데이터신호의 전계강도를 검출하는 수신전계강도검출부; 그리고,

   상기 수신전계강도검출부에서 검출된 전계강도에 따라 상기 송신부에서 변조된 송신신호의 레벨을 조절하는 출력제어부를 포함하여 구성된 LMDS 기지국.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수신부는

   응답신호의 잡음을 걸러내는 기저대역필터;

   상기 기저대역필터에서 잡음이 걸러진 응답신호의 레벨을 증폭하는 저잡음증폭기;

   상기 저잡음증폭기에서 레벨이 증폭된 응답신호의 주파수를 낮추는 혼합기 및 발진기;

   상기 혼합기에서 주파수가 낮아진 응답신호의 잡음을 제거하는 중계파대역필터; 그리고,

   상기 중계파대역필터에서 잡음이 제거된 응답신호의 레벨을 증폭하는 중계파증폭기를 포함하여 구성된 LMDS 기지국.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 중계파증폭기에서 증폭된 응답신호의 전계강도가 상기 수신전계강도검출기에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 LMDS 기지국.