KR20040092621A - 노치형 중계 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안테나간 고립도(isolation) 확보 및 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있는 중계 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 중계 시스템은 기지국과 RF 신호의 송수신을 위한 도너 안테나와, 가입자 단말기와 RF 신호의 송수신을 위한 서비스 안테나와, 상기 도너 안테나를 통하여 수신된 RF 신호를 제 1 중간 주파수 신호로 변환하고, 제 2 중간 주파수 신호를 상기 도너 안테나에서 송신되는 상기 RF 신호로 변환하는 도너 중계기와, 상기 도너 중계기와 상기 케이블로 연결되어 있으며, 상기 서비스 안테나를 통하여 수신된 RF 신호를 상기 제 2 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 케이블을 통하여 상기 도너 중계기로 전송하며, 상기 케이블을 통하여 상기 도너 중계기로부터 전달된 상기 제 1 중간 주파수 신호를 상기 서비스 안테나에서 송신되는 상기 RF 신호로 변환하는 서비스 중계기를 포함한다.
따라서, 도너 안테나와 서비스 안테나 사이에서 중계되는 RF 신호를 중간 주파수 대역의 신호로 변환하여 전송함으로써 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있다.
Description
본 발명은 도심의 아파트 지역이나 신호 미약 지역에서 인-빌딩(in-building) 서비스를 개선하기 위한 무선 중계 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나간 고립도(isolation) 확보 및 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있는 노치형 중계 시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 셀룰러 폰(cellular phone), 무선 데이터 통신, 개인 휴대 통신(personal communication service: PCS), 무선 가입자 망 등에 사용되는 이동 통신 시스템은 기지국(102), RF 중계 시스템(120) 및 가입자 단말기(110)로 구성된다. RF 중계 시스템(120)은 기지국(102)의 커버리지 확장을 위하여 산간 지역이나 교외 지역과 같은 음영 지역에서 원할한 무선 통화 서비스를 가능하도록 하기 위하여 설치된다. 이러한 RF 중계 시스템(120)은 기지국(102)과 RF 신호의 송수신을 위한 도너(doner) 안테나(104)와, 가입자 단말기(110)와의 RF 신호의 송수신을 위한 커버리지(coverage) 안테나(또는 서비스 안테나)(108)와 및 도너 안테나(104)와 커버리지 안테나(108)를 중계하는 중계기(106)를 포함한다. 도너 안테나(104)는 기지국(102)으로부터 RF 송신 신호를 수신하여 중계기(106)로 전송하고 중계기(106)로부터 가입자 단말기(110)의 RF 송신 신호를 수신하여 기지국(102)으로 송신한다. 커버리지 안테나(108)는 중계기(106)를 통하여 도너 안테나(104)로부터 수신되는 기지국(102)의 RF 송신 신호를 가입자 단말기(110)로 전송하고 가입자 단말기(110)로부터 수신되는 RF 신호를 중계기(106)로 전송하는 기능을 수행한다. 이러한 RF 중계기 시스템(120)은 기지국(102) 측이나 가입자 단말기(110) 측으로부터 수신된 RF 신호의 전파를 그대로 신호 세기만 증폭하여 재송출하는 단순 증폭 기능만을 수행하게 되므로, RF 중계 시스템(120)의 도너 안테나(104)와 커버리지 안테나(108) 간의 RF 전파를 차단하지 않고서는 상호 간섭에 의한 발진 현상에 의해 그 설치 운용이 어렵다. 그래서 RF 중계 시스템(120)의 도너 안테나(104)와 커버리지 안테나(108)는 전파적으로 분리되도록 반대 방향으로배치하여 도너 안테나(104)와 커버리지 안테나(108)의 이격 거리를 어느 정도 둠으로써 이들 안테나(104 및 108) 간의 고립도를 확보하고 있다.
그러나 전술한 RF 중계기 시스템은 안테나간 고립도를 충분히 확보하는 것이 불가능하며, 건물(18)의 옥상이나 건물(18)의 옥상에 설치된 철탑에 설치되므로 도심의 미관을 해친다는 단점이 있다.
도 2는 건물 내부와 같은 음영 지역에서 인-빌딩(in-building) 서비스를 제공하기 위한 소형의 노치 시스템을 도시한다. 도 2에 도시된 노치 시스템은 도너 안테나(202), 커버리지 안테나(24) 및 중계기(204)를 포함한다. 도너 안테나(202)와 커버리지 안테나(24)는 도 2에 도시된 바와 같이 건물의 옥탑이나 건물의 외벽에 설치되기 때문에 도 1에 도시된 RF 중계기 시스템과는 달리 안테나간의 고립도를 충분히 확보할 수 있으며 전후방비가 획기적으로 개선된다는 장점을 가지고 있다.
그러나, 도 2에서와 같이 건물의 옥탑에 설치된 노치 시스템은 건물 옥상 바닥으로 전파가 반사되어 원하는 방향으로 서비스할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 또한, 도 2에서와 같이 건물의 외벽에 설치된 노치 시스템에서 도너 안테나(202) 및 커버리지 안테나(206)와 중계기(204)는 서로 케이블(208)로 연결되는데, 실질적으로 케이블(208)은 일직선으로 배설되는 것이 아니고 파손을 방지하기 위하여 건물 옥상의 벽면을 따라 배설되는 것이 통상적이다. 따라서, 도너 안테나(202) 또는 커버리지 안테나(206)와 중계기(204) 사이에 배설되는 케이블(206)의 길이는 상당히 길다. 이와 같이 도너 안테나(202)와 커버리지 안테나(206) 간의 케이블(208)을통한 전송 거리가 멀기 때문에 도너 안테나(202)와 커버리지 안테나(206) 사이에서 중계기(204)를 통하여 송수신되는 신호의 전송 손실이 크다는 문제가 있다. 이것은 송수신 신호의 주파수가 높을 수록 직진성은 양호하지만 전송 거리가 짧다는 특성에 기인한 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 중계기를 통하여 송수신되는 신호의 전송 손실을 줄일 수 있도록 한 중계 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인-빌딩 서비스에 적합한 중계 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 전형적인 RF 중계 시스템의 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 노치형 중계 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 노치형 중계 시스템의 구성도,
도 4는 도 3에 도시된 도너 중계기의 상세 블록 구성도,
도 5는 도 3에 도시된 서비스 중계기의 상세 블록 구성도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102 : 기지국 110 : 가입자 단말기
202, 302 : 도너 안테나 304 : 도너 중계기
306 : 서비스 중계기 206, 308 : 서비스 안테나
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중계 시스템은, 기지국과 RF 신호의 송수신을 위한 도너 안테나; 가입자 단말기와 RF 신호의 송수신을 위한 서비스 안테나; 상기 도너 안테나를 통하여 수신된 RF 신호를 제 1 중간 주파수 신호로 변환하고, 제 2 중간 주파수 신호를 상기 도너 안테나에서 송신되는 상기 RF 신호로 변환하는 도너 중계기; 및 상기 도너 중계기와 상기 케이블로 연결되어 있으며, 상기 서비스 안테나를 통하여 수신된 RF 신호를 상기 제 2 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 케이블을 통하여 상기 도너 중계기로 전송하며, 상기 케이블을 통하여 상기 도너 중계기로부터 전달된 상기 제 1 중간 주파수 신호를 상기 서비스 안테나에서 송신되는 상기 RF 신호로 변환하는 서비스 중계기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 도너 중계기와 상기 서비스 중계기는 각기 상기 도너 안테나 및 상기 서비스 안테나와 인접하게 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 도너 중계기는, 상기 도너 안테나와 연결된 듀플렉서; 상기 듀플렉서로부터 상기 도너 안테나를 통하여 수신되는 상기 RF 신호를 제 1 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 서비스 중계기로 전송하는 순방향 신호 처리부; 상기 서비스 중계기로부터 전달된 상기 제 2 중간 주파수 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 듀플렉서로 제공하는 역방향 신호 처리부를 포함한다.
상기 서비스 중계기는, 상기 서비스 안테나와 연결된 듀플렉서; 상기 도너 중계기로부터 전달된 상기 제 1 중간 주파수 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 듀플렉서로 전달하는 순방향 신호 처리부; 상기 듀플렉서를 통하여 상기 서비스 안테나로부터 수신된 상기 RF 신호를 상기 제 2 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 도너 중계기로 전송하는 역방향 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따라서 건물의 옥상에 설치된 노치형 중계 시스템을 도시한다. 본 발명의 중계 시스템은 도너 안테나(302), 도너 중계기(304), 서비스 중계기(306) 및 서비스 안테나(308)를 포함한다.
도너 안테나(302)는 도너 중계기(304)와 인접하게 배치되며, 마찬가지로 서비스 안테나(308)는 서비스 중계기(306)와 인접하게 배치된다. 또한, 도너 중계기(304)와 서비스 중계기(306)는 서로 케이블(310)로 연결되어 있다.
도너 안테나(302)는 기지국(102)의 신호를 무선으로 수신하며, 서비스 안테나(308)는 기지국(102)으로부터 무선으로 수신된 신호를 도너 중계기(304)와 서비스 중계기(306)를 경유하여 음영 지역이나 신호 미약 지역에 소재한 가입자 단말기(110)로 송신한다. 도너 중계기(304)는 도너 안테나(302)를 통하여 수신된 RF 신호를 중간 주파수 대역, 예컨대, IF 신호로 변환하며, 서비스 중계기(306)는 도너 중계기(304)로부터 제공된 IF 신호를 다시 RF 신호로 변환하여 신호 미약 지역에 소재한 가입자 단말기(110)로 전송함으로써 신호 미약 지역에서도 원할한 무선 통신 서비스가 제공되도록 한다. 본 발명에 따라서 도너 안테나(302)와 서비스 안테나(308) 사이에서 송수신 되는 RF 신호가 중간 주파수 대역의 신호로 변환되어 송수신됨으로써 도너 안테나(302)와 서비스 안테나(308)를 연결하는 케이블(310)의 길이가 상당히 길더라도 케이블(310)을 통하여 송수신되는 신호의 전송 손실을 줄일 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 노치형 중계 시스템의 도너 중계기(304)의 상세 블록도를 도시한다. 도너 중계기(304)는 듀플렉서(402), 순방향 신호 처리부(404), 주파수 합성기(4110), 역방향 신호 처리부(418) 및 LC 필터(428)를 포함한다.
듀플렉서(402)는 도너 안테나(302)를 통하여 기지국(102)으로부터 수신되는 RF 신호를 IF 신호로 변환 처리하는 순방향 신호 처리부(404)로 제공하고, 역방향 신호 처리부(418)에서 변환 처리된 RF 신호를 도너 안테나(302)를 통하여기지국(102)으로 전송한다. 순방향 신호 처리부(404)에서, 저잡음 증폭기(low noise amplifier: LNA)(406)는 기지국(102)으로부터 수신된 RF 신호를 증폭하며, 감쇄기(408)는 저잡음 증폭된 RF 신호의 송신 세기를 조절하며, 대역 통과 필터(band pass filter: BPF)(410)는 송신 세기 조절된 RF 신호에서 잡음을 제거한다. 믹서(410)는 대역 통과 필터(410)에 의해 필터링된 RF 신호와 주파수 합성기(416)에서 제공된 발진 주파수를 합성하며, 고역 통과 필터(high pass filter: HPF)(414)는 믹서(410)에서 합성된 신호를 중간 주파수(IF), 예컨대 160 MHz로 주파수 다운하여 출력한다. LC 필터(428)는 주파수 다운된 IF 신호를 필터링하여 케이블(310)을 통하여 서비스 중계기(306)로 전송한다. 한편, 역방향 신호 처리부(418)에서, 저역 통과 필터(low pass filter: LPF)(420)는 서비스 중계기(306)로부터 전달된 IF 신호를 필터링하고, 쏘(saw) 필터(422)는 저역 통과 필터(420)에서 필터링된 IF 신호에서 미세한 잡음을 제거한다. 믹서(424)는 쏘 필터(422)에서 필터링된 IF 신호와 주파수 합성기(416)에서 제공된 발진 주파수를 합성하며, 대역 통과 필터(426)는 믹서(424)에서 합성된 신호를 RF 주파수로 변환하여 듀플렉서(402)를 통하여 기지국(102)으로 송신되도록 한다.
전술한 구성을 갖는 도너 중계기(304)는 순방향으로 약 20 ~ 30 dB, 역방향으로 약 35 ~ 45 dB의 이득을 갖는다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 노치형 중계 시스템의 서비스 중계기(306)의 상세 블록도를 도시한다. 도 4에 도시된 서비스 중계기(306)는 듀플렉서(502), 순방향 신호 처리부(504), ALC(520), 역방향 신호 처리부(522) 및 LC 필터(540)를포함한다.
듀플렉서(502)는 케이블(310)을 통하여 도너 중계기(304)로부터 송신된 RF 신호를 순방향 신호 처리부(522)로 제공하고, 서비스 안테나(308)를 통하여 가입자 단말기(110)로 수신된 IF 신호를 역방향 신호 처리부(522)로 제공한다.
순방향 신호 처리부(504)에서, 중간 대역 필터(half pass filter)(506)는 도너 중계기(304)로부터 전달된 160 MHz의 IF 신호를 필터링하고 쏘 필터(508)는 중간 통과 필터(506)에서 필터링된 IF 신호에서 미세한 잡음을 제거한다. 감쇄기(510)는 쏘 필터(508)에서 필터링된 신호의 세기를 조정하여 출력하며, 믹서는 감쇄기(510)에서 조절된 IF 신호와 ALC(520)에서 제공된 발진 주파수를 합성한다. 믹서(512)에 의해 합성된 신호는 대역 통과 필터(514)에서 필터링되고 감쇄기(516)에서 신호의 세기가 조절된 다음 대역 통과 필터(518)를 거쳐 RF 신호로 변환된다. 고주파 증폭기(518)는 대역 통과 필터(518)로부터 전달된 RF 신호를 증폭하여 듀플렉서(502)로 전달하여 서비스 안테나(308)를 통하여 송출되도록 한다.
한편, 역방향 신호 처리부(522)에서, 저잡음 증폭기(523)는 가입자 단말기(110)로부터 서비스 안테나(308) 및 듀플렉서(502)를 통해 수신된 RF 신호를 증폭하며, 감쇄기(524)는 저잡음 증폭된 RF 신호의 송신 세기를 조절하며, 대역 통과 필터(526)는 송신 세기 조절된 RF 신호에서 잡음을 제거한다. 믹서(528)는 대역 통과 필터(526)에 의해 필터링된 RF 신호와 ALC(520)에서 제공된 발진 주파수를 합성하며, 감쇄기(530)는 합성된 신호의 송신 세기를 조절한다. 저역 통과 필터(532)는 송신 세기 조절된 RF 신호를 중간 주파수, 예컨대 70 MHz로 주파수 다운하여 LC 필터(540)로 제공한다. LC 필터(540)는 주파수 다운된 IF 신호를 필터링하여 케이블(310)을 통하여 도너 중계기(304)로 송신한다.
전술한 구성을 갖는 서비스 중계기(306)는 순방향으로 약 70 ~ 80 dB, 역방향으로 50 ~ 70 dB의 이득을 갖는다.
그러므로, 본 발명에 따른 중계 시스템은 중계기를 도너 중계기와 서비스 중계기로 분리하여 도너 안테나와 서비스 안테나 사이에서 중계되는 RF 신호를 IF 주파수 대역으로 변환하여 전송함으로써 신호의 전송 손실을 최소화할 수 있는 잇점이 있다.
또한, 본 발명의 중계 시스템은 도심의 건물 밀집 지역에서도 안테나간 고립도 확보가 가능하며 인-빌딩 서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
전술한 설명을 통하여 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Claims (6)
- 중계 시스템에 있어서,기지국과 RF 신호의 송수신을 위한 서비스 안테나;가입자 단말기와 RF 신호의 송수신을 위한 서비스 안테나;상기 도너 안테나를 통하여 수신된 RF 신호를 제 1 중간 주파수 신호로 변환하고, 제 2 중간 주파수 신호를 상기 도너 안테나에서 송신되는 상기 RF 신호로 변환하는 도너 중계기; 및상기 도너 중계기와 상기 케이블로 연결되어 있으며, 상기 서비스 안테나를 통하여 수신된 RF 신호를 상기 제 2 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 케이블을 통하여 상기 도너 중계기로 전송하며, 상기 케이블을 통하여 상기 도너 중계기로부터 전달된 상기 제 1 중간 주파수 신호를 상기 서비스 안테나에서 송신되는 상기 RF 신호로 변환하는 서비스 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 도너 중계기는 상기 도너 안테나와 인접하게 배치된 것을 특징으로 하는 중계 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 서비스 중계기는 상기 서비스 안테나와 인접하게 배치된 것을 특징으로 하는 중계 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 도너 안테나 및 상기 서비스 안테나는 노치형 안테나인 것을 특징으로 하는 중계 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 도너 중계기는,상기 도너 안테나와 연결된 듀플렉서;상기 듀플렉서로부터 상기 도너 안테나를 통하여 수신되는 상기 RF 신호를 제 1 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 서비스 중계기로 전송하는 순방향 신호 처리부;상기 서비스 중계기로부터 전달된 상기 제 2 중간 주파수 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 듀플렉서로 제공하는 역방향 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 서비스 중계기는,상기 서비스 안테나와 연결된 듀플렉서;상기 도너 중계기로부터 전달된 상기 제 1 중간 주파수 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 듀플렉서로 전달하는 순방향 신호 처리부;상기 듀플렉서를 통하여 상기 서비스 안테나로부터 수신된 상기 RF 신호를 상기 제 2 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 도너 중계기로 전송하는 역방향 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계 시스템.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100778080B1 (ko) | 2006-06-22 | 2007-11-21 | 주식회사 인켈 | 디지털 신호 처리부의 높은 샘플링 주파수를 이용한ｓａｗ필터 미사용 중계기 |
| KR101275842B1 (ko) * | 2011-09-23 | 2013-06-18 | 알트론 주식회사 | 분산형 중계 시스템 및 분산형 중계 방법 |
| US20220200690A1 (en) * | 2019-02-21 | 2022-06-23 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Repeater system |
-
2003
- 2003-04-24 KR KR1020030026118A patent/KR100562848B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20220200690A1 (en) * | 2019-02-21 | 2022-06-23 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Repeater system |
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| KR100562848B1 (ko) | 2006-03-24 |
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