KR20040044240A - 역방향 경로를 이용하여 안테나 분리도를 검출하는 중계기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

설치 환경에 따른 입출력 안테나의 분리도를 검출하는 중계기에 관한 것임.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

별도의 측정장비를 사용하지 않고 전파환경에 악영향이 없이 안정적으로 분리도를 측정할 수 있고, 안정된 전파품질로 서비스 제공이 가능하며, 분리도 측정으로 인한 열화를 방지할 수 있는 무선통신시스템의 중계기를 제공함.

3. 발명의 해결 방법의 요지

링크안테나, 저잡음증폭기, 제1주파수변환기, 표면탄성필터, 제2주파수변환기, 고전력증폭기, 출력검출부, 제1국부발진기, 제1국부발진기가 생성하는 신호의 주파수와 동일한 주파수의 신호를 생성하는 제2국부발진기 및 상기 제1국부발진기 및 제2국부발진기의 주파수를 결정하며, 상기 저잡음증폭기, 가변감쇄기, 제1 및 제2주파수변환기, 표면탄성필터, 제1 및 제2국부발진기로 구성되는 역방향 경로의 DC LINE을 ON/OFF 제어하는 마이크로프로세서를 포함하되, 상기 마이크로프로세서는 상기 중계기의 분리도가 검출되는 동안에는 상기 역방향 경로의 DC LINE을 OFF 제어하는 것을 특징으로 함.

4. 발명의 중요한 용도

무선통신시스템의 중계기에 이용됨.

Description

역방향 경로를 이용하여 안테나 분리도를 검출하는 중계기{REPEATER DETECTING ANTENNA ISOLATION USING REVERSE LINK}

본 발명은 전파 음영지역에 위치하고 있는 무선통신 단말기에게 서비스를 제공하기 위해 자유공간에 전파를 발사하여 신호를 중계하는 무선통신 시스템의 중계 시스템에서, 주파수변환 방식의 이동통신 중계기의 분리도(Isolation) 검출 방식에 관한 것으로 보다 상세하게는 중계기의 설치 환경에 따른 입출력 안테나의 분리도를 검출하는 중계기에 관한 것이다.

이동전화 시스템, 개인휴대통신 시스템, 무선데이터통신 시스템, 차세대 이동통신 시스템(IMT-2000) 및 주파수 공용통신 시스템 등을 포함하는 무선통신 시스템에서 안테나 분리도를 검출하는 종래기술을 살펴보면 다음과 같다.

도1 및 도2는 종래기술에 따른 안테나 분리도 검출을 설명하기 위한 도면이다. 도1에 도시된 안테나 분리도 검출 기술에 따르면 기지국 방향으로 무선 접속하는 링크안테나(101)와 단말기 방향으로 무선 접속하는 서비스 안테나(102) 사이에 측정장비인 네트웍분석기(103)를 연결하여 측정하게 된다.

그러나 도1의 안테나 분리도 검출 기술은 측정장비의 임대료 또는 구입비에 대한 부담이 크며, 그로 인해 여러 장소에서 동시에 안테나 분리도를 검출 하고자 할 때에 측정장비의 비용부담이 더욱 커진다. 또한 측정 하고자 하는 지역에 측정장비를 지니고 다녀야 하는 번거로움이 있으며, 설치 하고자 하는 중계기에서 안테나 분리도 확보 요구규격이 강화될 경우에 부가 장치를 이용하여 측정하여야 하는 번거로움이 있다.

또한, 도2에 도시된 안테나 분리도 검출방식은 기지국 방향으로 무선 접속하는 링크안테나(201)에 무선신호 발생기(202)를 연결하여 측정 하고자 하는 대역의주파수를 강제로 발사하고, 단말기 방향으로 무선 접속하는 서비스 안테나(203)에 파형 분석기(204)를 연결하여 측정하는 방식이다.

그러나 도2의 안테나 분리도 검출 기술 역시 측정장비의 임대료 또는 구입비에 대한 부담이 크며, 그로 인해 여러 장소에서 동시에 안테나 분리도를 검출 하고자 할 때에 측정장비의 비용부담이 더욱 커진다. 또한 측정 하고자 하는 지역에 측정장비를 지니고 다녀야 하는 번거로움이 있다.

도3은 종래기술에 따른 중계기의 안테나 분리도 검출을 설명하기 위한 도면으로서, 도3의 안테나 분리도 검출 종래기술은 링크 안테나(301)를 통하여 입력되는 대역내의 백색잡음은 제1저잡음증폭기(304)에서 증폭되며, 증폭된 신호는 제1주파수변환기(306)에서 중간주파수의 신호로 변환되고, 변환된 신호는 제1표면탄성필터(308)에서 대역외의 신호가 억압된다. 제1표면탄성필터(308)를 통과한 신호는 제2주파수변환기(309)에서 원래의 입력신호와 동일한 주파수의 RF 신호인 대역내의 백색잡음으로 존재하게 된다. 제2주파수변환기(309)를 통과한 신호는 제1고전력증폭기(310)에 의하여 다시 한번 증폭되며, 증폭된 신호는 중계기의 종단에 위치한 제1출력검출부(312)에 의하여 출력레벨이 검출된다. 제1출력검출부(312)는 중계기가 출력할 수 있는 최대출력을 한계로 설정하며, 그 이상의 출력레벨을 갖는 신호는 발진 신호가 되는 것이다. 일반적으로 입출력 안테나의 분리도는 중계기 출력의 발진이 발생하는 중계기 이득(gain)보다 3dB 낮은 값으로 설정된다. 예를 들어,100dB의 중계기 이득에서 발진이 시작되었다면 안테나 분리도는 103dB가 된다.

그러나 도3의 안테나 분리도 검출 기술은 다음과 같은 치명적인 문제를 안고 있다. 첫째, 음영지역에 설치된 중계기(100)는 미약한 기지국 신호를 증폭하여 서비스하는 역할을 담당하므로 중계기의 링크안테나(301)를 통하여 신호를 입력하고, 발진이 발생할 때까지 증폭할 경우에 중계기가 설치된 주변의 기지국 전파환경이 급속도로 나빠지며, 중계기 출력의 발진이 발생하는 중계기 이득을 확인하기 위해 중계기의 이득을 가변하게 되면 주변의 통화로를 차단하게 되므로, 가변중계기 없이 미약한 전파로 기지국에 접속된 가입자의 통화두절 현상이 발생될 수 있다. 둘째, 주파수를 변환하는 중계기, 예를 들어 개인휴대통신(PCS) 시스템에서 링크 안테나를 통해 기지국으로부터 1765MHz의 신호를 수신하여 서비스 안테나를 통해 단말기로 1755MHz의 신호를 출력하는 주파수 변환중계기의 경우에 단말기로 출력되는 신호가 다시 링크 안테나로 유입될 경우, 링크 안테나로 다시 유입된 단말기로의 출력 신호는 제1표면탄성필터(308)에 의해서 제거되므로 실질적으로 분리도를 검출할 수가 없는 단점이 있다.

도4는 종래기술에 따른 회송파 감지회로를 갖는 중계기의 안테나 분리도 검출을 설명하기 위한 도면이고, 도5는 도4의 회송파 검출부(40)의 상세 구성도이다.

도4 및 도5의 안테나 분리도 검출 종래기술은, 기지국에서 송출되는 서비스 주파수 신호를 링크안테나(10)를 통하여 입력받아 회송파 검출부(40)에서 주파수를쉬프트(shift)하여 서비스 안테나(30)를 통해 단말기로 전송되는 서비스 신호와 회송파신호를 동시에 송출한다. 회송파신호는 링크안테나(10)를 통해 다시 중계기로 유입된다. 회송파 검출부(40)는 링크안테나(10)를 통하여 입력되는 기지국의 서비스신호와 회송파신호의 레벨을 비교하여 회송파신호의 레벨이 기지국신호보다 적게 검출되도록 중계기의 이득을 설정하게 된다.

그러나 도4 및 도5의 안테나 분리도 검출 기술은 다음과 같은 문제점을 안고 있다. 첫째, 서비스신호와 회송파신호를 서비스안테나(30)를 통하여 동시에 송출한다는 것은 서비스신호와 동일한 레벨의 불요파를 송출한다는 의미이므로 전파환경에 치명적인 악영향을 초래한다. 둘째, 회송파신호의 대역이 항시 필요하기 때문에 주파수 자원의 낭비를 초래하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 별도의 측정장비를 사용하지 않고 전파환경에 악영향이 없이 안정적으로 분리도를 측정할 수 있고, 안정된 전파품질로 서비스 제공이 가능하며, 분리도 측정으로 인한 열화를 방지할 수 있는 무선통신시스템의 중계기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서의 도면, 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 본 발명의 다른 목적 및 장점을 쉽게 인식할 수 있다.

도1 및 도2는 종래기술에 따른 안테나 분리도 검출을 설명하기 위한 도면,

도3은 종래기술에 따른 중계기의 안테나 분리도 검출을 설명하기 위한 도면,

도4는 종래기술에 따른 회송파 감지회로를 갖는 중계기의 안테나 분리도 검출을 설명하기 위한 도면,

도5는 도4의 회송파 검출부의 상세 구성도,

도6은 본 발명에 따른 중계기의 블록 구성도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 무선통신 시스템의 중계기에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 순방향링크채널의 신호를 수신하는 링크안테나, 단말기로부터 전송되는 역방향링크채널의 신호를 수신하는 서비스안테나를 통해 입력된 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기, 상기 중계기의 이득을 조절하는 가변감쇄기, 상기 저잡음증폭기에 의해 저잡음 증폭된 신호의 주파수를 중간주파수로 변환하는 제1주파수변환기, 상기 제1주파수변환기로부터 출력된 신호에서 대역 외의 신호를 억압하기 위한 표면탄성필터, 상기 표면탄성필터로부터 출력된 신호의 주파수를 상기 저잡음증폭기에 의해 저잡음 증폭된 신호의 주파수로 변환하기 위한 제2주파수변환기, 상기 제2주파수변환기로부터 출력되는 신호를 증폭하는 고전력증폭기, 상기 고전력증폭기로부터 출력되어 상기 링크안테나를 통해 송출되는 신호의 세기를 검출하는 출력검출부, 상기 제1주파수변환기로 입력되는 중간주파수 변환용 신호를 생성하는 제1국부발진기, 상기 제2주파수변환기로 입력되는 중간주파수 변환용 신호로서 상기 제1국부발진기가 생성하는 신호의 주파수와 동일한 주파수의 신호를 생성하는 제2국부발진기 및 상기 제1국부발진기 및 제2국부발진기의 주파수를 결정하며, 상기 저잡음증폭기, 가변감쇄기, 제1 및 제2주파수변환기, 표면탄성필터, 제1 및 제2국부발진기로 구성되는 역방향 경로의 DC LINE을 ON/OFF 제어하는 마이크로프로세서를 포함하되, 상기 마이크로프로세서는 상기 중계기의 분리도가 검출되는 동안에는 상기 역방향 경로의 DC LINE을 OFF 제어하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 중계기를 제공한다.

상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도6은 본 발명에 따른 중계기의 블록 구성도이다. 본 발명에 따르면 역방향 경로(120)의 백색잡음을 이용하여 안테나 분리도를 검출하도록 하였으며 안테나 분리도가 확보된 후에만 마이크로프로세서(419)에서 순방향 경로(110)에 전원이 투입되도록 DC LINE을 ON시킴으로써 서비스 하고자 하는 신호의 주파수가 출력 되도록 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중계기(100)는 서비스 안테나(412)를 통해 입력된 신호를 저잡음 증폭하는 제2저잡음증폭기(413), 중계기의 이득을 조절하는 제2가변감쇄기(414), 입력 주파수를 중간주파수로 변환하는 제3주파수변환기와 그에 사용되는 제2국부발진기(423), 중간주파수에서 대역 외의 신호를 억압하기 위한 제2표면탄성필터(416), 중간주파수를 출력 주파수로 변환하기 위한 제4주파수변환기(417)와 그에 사용되는 제1국부발진기(422), 제1국부발진기(422) 및 제2국부발진기(423)의 주파수를 결정하며, 순방향 경로(110) 및 역방향경로(120)의 DC LINE에 대해 ON/OFF 제어하는 마이크로프로세서(419), 변환된 주파수를 최종 증폭하여 출력하는 제2고전력증폭기(418), 링크안테나(410)의 직전에 연결되어 링크안테나(410)로 출력되는 신호의 세기를 검출하는 제2출력검출부(402)를 포함한다.

본 발명에 따른 중계기(100)의 역방향 경로를 이용하여 안테나의 분리도가 검출되는 과정을 설명하면, 먼저 최초 안테나(401,412)와 주파수변환 중계기(100)를 설치한 후 전원을 인가하면 마이크로프로세서(419)에서 순방향 경로(110)에 전원이 투입되지 않도록 DC LINE을 OFF하며, 역방향 경로(120)에 대하여만 DC LINE을 ON시킨다.

이때, 역방향 경로(120)에서 서비스 안테나(412)를 통하여 입력되는 대역내의 백색잡음(F1)은 제2저잡음증폭기(413)에서 증폭되며, 증폭된 신호는 제3주파수변환기(415)를 통하여 중간주파수 신호로 변환된다. 제3주파수변환기(415)는 제2국부발진기(423)로부터 출력되는 주파수 신호를 기초로 제2저잡음증폭기(413)의 출력 신호를 중간주파수 신호로 변환한다. 제3주파수변환기(415)를 통해 중간주파수를 갖는 신호는 제2표면탄성필터(416)를 통하여 대역 외의 신호를 억압한다.

이어, 제2표면탄성필터(416)로부터 출력된 신호는 제4주파수변환기(417)를 통하여 제1국부발진기(422)로부터 출력되는 주파수 신호를 기초로 다른 신호(F2)로 변환되어야 하나, 본 발명에 따르면, 마이크로프로세서(419)에서 제2국부발진기(423)와 제1국부발진기(422)의 주파수를 동일하게 함으로써, 원래의 입력신호인 F1이 제4주파수변환기(417)를 통과하도록 구성된다.

제4주파수변환기(417)를 통과한 신호는 제2고전력증폭기(418)에 의하여 다시한번 증폭되며, 증폭된 신호는 중계기의 종단에 위치한 제2출력검출부(402)에 의하여 출력레벨이 검출된다. 제2출력검출부(402)는 중계기가 출력할 수 있는 최대출력을 한계로 설정하며, 그 이상의 출력레벨을 갖는 신호는 발진 신호가 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다 할 것이다.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따르면 주파수 변환 중계기의 안테나 분리도를 검출하기 위하여 별도의 측정장비를 사용하지 않고 주파수 변환 중계기 자체로 안테나 분리도를 측정할 수 있으며, 별도의 외부신호 없이 분리도를 측정하기 때문에 운용중인 전파환경에 악영향이 없이 안정적으로 분리도를 측정할 수 있다. 또한 안테나 분리도가 확보된 후에만 중계기의 순방향 경로를 열도록 하였으므로 안정된 전파품질로 서비스 제공이 가능하며, 분리도로 인한 중계기의 열화를 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 무선통신 시스템의 중계기에 있어서,

   기지국으로부터 전송되는 순방향링크채널의 신호를 수신하는 링크안테나;

   단말기로부터 전송되는 역방향링크채널의 신호를 수신하는 서비스안테나를 통해 입력된 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음증폭기;

   상기 중계기의 이득을 조절하는 가변감쇄기;

   상기 저잡음증폭기에 의해 저잡음 증폭된 신호의 주파수를 중간주파수로 변환하는 제1주파수변환기;

   상기 제1주파수변환기로부터 출력된 신호에서 대역 외의 신호를 억압하기 위한 표면탄성필터;

   상기 표면탄성필터로부터 출력된 신호의 주파수를 상기 저잡음증폭기에 의해 저잡음 증폭된 신호의 주파수로 변환하기 위한 제2주파수변환기;

   상기 제2주파수변환기로부터 출력되는 신호를 증폭하는 고전력증폭기;

   상기 고전력증폭기로부터 출력되어 상기 링크안테나를 통해 송출되는 신호의 세기를 검출하는 출력검출부;

   상기 제1주파수변환기로 입력되는 중간주파수 변환용 신호를 생성하는 제1국부발진기;

   상기 제2주파수변환기로 입력되는 중간주파수 변환용 신호로서 상기 제1국부발진기가 생성하는 신호의 주파수와 동일한 주파수의 신호를 생성하는 제2국부발진기; 및

   상기 제1국부발진기 및 제2국부발진기의 주파수를 결정하며, 상기 저잡음증폭기, 가변감쇄기, 제1 및 제2주파수변환기, 표면탄성필터, 제1 및 제2국부발진기로 구성되는 역방향 경로의 DC LINE을 ON/OFF 제어하는 마이크로프로세서

   를 포함하되,

   상기 마이크로프로세서는

   상기 중계기의 분리도가 검출되는 동안에는 상기 역방향 경로의 DC LINE을 OFF 제어하는 것

   을 특징으로 하는 무선통신 시스템의 중계기.