KR20050107715A - The method securing or realizing the specific isolation in equipment(Repeater) itself to be assembled and connected a repeater system with a donor antenna and a service antenna of RF repeater, as one body type. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 사업자가 매우 경제적인 방법으로 음영지역을 해소하기 위한 방식에 관한 것이다.The present invention relates to a way for mobile operators to eliminate shaded areas in a very economical way.
일체형 중계기 운용시 SERVICE 영역내의 건물내, 지하, 터널등에서 전파 음영 지역을 해소 시키기 위해서 사용되고 있다.In case of integrated repeater operation, it is used to eliminate radio shadow areas in buildings, underground, tunnels, etc. in the service area.
본 일체형 중계기 시스템은 PATCH(Array)안테나와 중계기를 일체형 시스템으로 구성하여 CELL SITE 와 MOBILE의 전파를 DOWN-LINK (기지국→이동국) 및 UP-LINK (이동국→기지국)로 중계하여 주로 건물내, 지하, 터널 등 전파음영 지역을 해소 시키기 위하여 사용되는 중계 장치이다.This integrated repeater system consists of PATCH (Array) antenna and repeater as an integrated system to relay the radio waves of CELL SITE and MOBILE to DOWN-LINK (base station → mobile station) and UP-LINK (mobile station → base station). It is a relay device used to solve the radio shading area such as tunnel and tunnel.
기존 RF 방식의 중계기 시스템은 송·수신 안테나간 Isolation(Gain + 10dB)이 필히 확보되어야 운용할 수 있으며 Isolation을 확보하기 위하여 송신안테나와 수신 안테나를 충분히 이격시켜 시설하고 있다.Existing RF repeater system can be operated only when Isolation (Gain + 10dB) between transmitting and receiving antennas is required, and it is installed with sufficient separation of transmitting antenna and receiving antenna to secure isolation.
본 일체형 중계기 시스템은 송·수신 안테나와 시스템을 일체형으로 제작하여 장비자체에서 Isolation을 확보될 수 있도록 설계되었다.This all-in-one repeater system is designed to secure the isolation in the equipment itself by manufacturing the transmitting and receiving antenna and the system in one piece.
Description
이동통신 중계기는 운용시 Service 영역내의 건물, 지하, 터널등에서 전파음영지역을 해소 시키기 위해서 사용되고 있다. 서비스를 목적으로 하는 이동통신 사업자는 음영 지역에서 서비스 커버리지를 경제적으로 확보하는 것이 사업의 매우 중요한 요소이다. 도 5는 종래의 RF Type의 중계기 설계도이며 일반적으로 RF Type 중계기는 건물내 음영지역에 시설시 많은 어려움이 있다. 또한 건물내 음영지역에 ANT 증설시에도 시설시 많은 어려움이 있다.Mobile communication repeater is used to solve radio shade areas in buildings, underground, tunnels, etc. in the service area. For service providers, securing service coverage in the shadow area economically is a very important element of the business. FIG. 5 is a conventional RF type repeater design diagram, and in general, an RF type repeater has many difficulties when installed in a shaded area in a building. In addition, there are many difficulties in installing ANT in the shaded area of the building.
수신 안테나와 Service 안테나간 Isolation확보 및 RF Cable 포설등 중계기 시설시 많은 문제점이 발생한다. 도 6은 일체형 중계기 상세 설계도이며 이러한 문제점을 경제적인 측면과 기술적측면에서 보면 시설시 시설비용으로 많은 비용이 투자되는 것을 줄일 수 있고, 중계기 시설시 수신 안테나와 Service 안테나간 Isolation을 확보하여 시설하는데 어려움을 일체형 중계기를 개발하여 해소하였다. 특히 RF 중계기에서는 장비자체의 Isolation을 확보 하는것이 중요한 사항이다. Isolation확보가 되지안으면 중계기 자체에서 발진하기 때문에 필히 Isolation을 확보해야 중계기를 안정적으로 운용할 수 있을 것이다.There are many problems in repeater facilities such as securing isolation between receiving antenna and service antenna and laying RF cable. FIG. 6 is a detailed design diagram of an integrated repeater, and in view of economics and technical aspects, it is possible to reduce a large amount of investment in facility cost, and it is difficult to secure an installation between a receiving antenna and a service antenna in a repeater facility. We solved by developing an integrated repeater. Especially in the RF repeater, it is important to secure the isolation of the equipment itself. If Isolation is not secured, the repeater will oscillate, so it is necessary to secure Isolation so that the repeater can be operated stably.
본 일체형 중계기 시스템은 PATCH Array 안테나와 중계기시스템이 일체형으로 구성되어 장비자체에서 Isolation을 확보할 수 있도록 설계되었으며 수신 안테나와 Service 안테나가 중계기 자체에 내장되었기 때문에 시설이 매우 용이하도록 설계되어 있다. 따라서 일체형 중계기를 이용하여 건물내, 주택 등의 음영지역에 일체형 중계기를 이용하여 서비스커버리지를 경제적으로 확보할 수 있다. 또한 중계기 시설 후 추가 음영지역 발생시 서비스커버리지 확보가 용이하다.This all-in-one repeater system is designed to secure isolation from the equipment itself because the PATCH Array antenna and the repeater system are integrated, and the facility is designed to be very easy because the receiving antenna and the service antenna are embedded in the repeater itself. Therefore, service coverage can be economically secured by using an integrated repeater in the shadow area of a building, a house, etc. by using the integrated repeater. In addition, it is easy to secure service coverage when additional shadow areas occur after repeater facilities.
이동통신사업자에 있어서 경제적으로 커버리지를 확보하는 것이 매우 중요하다. 따라서 통화량이 적은 지역에서는 적은 비용으로 음영지역을 좋은 품질을 제공할 수 있는 기술 및 장치가 필요하다.For mobile operators, it is very important to secure coverage economically. Therefore, in areas with low call volume, there is a need for technologies and devices that can provide good quality shaded areas at low cost.
이러한 측면에서 건물내 음영직역을 Service 하기 위하여 몇 가지 기술 및 장치들이 개발되어 사용되고 있다.In this respect, several technologies and devices have been developed and used to service shading products in buildings.
RF Type의 저출력 중계기 및 In-Building 분산 중계기는 기지국의 신호를 수신안테나로 받아서 건물내의 음영지역에 Service안테나를 설치하여 음영지역을 해소시키고 있다. RF Type의 저출력 중계기는 수신안테나와 Service 안테나간 Isolation 확보 및 RF Cable 포설등 중계기 시설시 어려움이 있다. 또한 중계기 시설시 많은 시설비용이 투자되고 있다. In-Building 분산 중계기는 장비가는 물론 공사비 및 자재비가 고가로 많은 시설비가 투자되고 있다.RF type low power repeater and In-Building distributed repeater receive signal from base station as receiving antenna and install service antenna in shadow area in building to solve shadow area. RF type low power repeater has difficulties in repeater facility such as securing isolation between receiving antenna and service antenna and laying RF cable. In addition, a lot of facility costs are being invested in repeater facilities. In-Building decentralized repeaters are expensive due to high equipment cost, construction cost and material cost.
본 발명은 이러한 문제점을 획기적으로 개선하는데 목적이 있다.The present invention aims to drastically improve this problem.
본 발명이 이루고자 하는 것은 종래의 RF Type의 중계기가 지니고 있는 문제 입출력 Isolation 확보하는 것이다. RF Type의 중계기는 무선으로 운용되기 때문에 수신 안테나와 Service 안테나간 Isolation이 확보되지 되지 않으면 장비를 시설하여 운용할 수 없다. 이러한 문제를 개선하는 것이 RF Type의 중계기의 관건이라 할 수 있다. The present invention is to achieve the problem input and output isolation of the conventional RF type repeater. Since RF type repeaters are operated wirelessly, equipment cannot be installed and operated unless the isolation between the receiving and service antennas is secured. Improving these problems can be said to be the key to RF type repeaters.
본 발명은 수신 안테나와 Service 안테나를 장비에 일체형으로 조립연결하여 수신 안테나와 Service 안테나간 Isolation을 획기적으로 개선하였다. 또한 건물내의 중계기 시설 및 안테나 증설시 보다 본 발명한 장비를 시설시 경제적측면에서 많은 부분을 절감시킬 수 있다.The present invention significantly improves the isolation between the receiving antenna and the service antenna by assembling and connecting the receiving antenna and the service antenna integrally to the equipment. In addition, it is possible to save a large portion in terms of economics when installing the equipment of the present invention than when the repeater facilities and antennas in the building.
본 발명은 이동통신 사업자가 경제적으로 커버리지를 확보할 수 있는 방법으로 사용하고있는 RF Type의 중계장치의 Isolation 확보의 어려움과 시설시 어려움을 종래방식에 비해 크게 개선한다.The present invention greatly improves the difficulty of securing the Isolation and the facility of the RF type relay device, which is used as a method for securing the coverage economically, compared to the conventional method.
도1과 도2는 본 발명의 이동통신 중계기가 도너 안테나와 서비스 안테나가 내장되어 있기 때문에 자체적으로 두 안테나 사이의 Isolation를 확보하기 위해 설계한 예이다. 도 1에서 보는 바와 같이 기구적으로 칸막이가 되어 있는데, 이는 안테나를 통해 나가는 RF 신호가 다른 안테나로 인입하는 Back lob를 줄어주기 위한 것으로 그 간격을 λ/16, λ/8, λ/4로 구성함으로써 이 것이 필터 역할을 하여 안테나 간에 뒤로 돌아가는 신호를 줄여 줌으로써 자체 Isolation를 확보할 수 있도록 한다. 또한 도 2에서 보는 바와 같이 그 칸막이의 높이를 λ/2로 구성함으로써 마찬가지로 필터 역할을 하여 안테나 간에 뒤로 돌아가는 신호를 줄여 줌으로써 자체 Isolation를 확보할 수 있도록 한다.1 and 2 illustrate an example in which the mobile communication repeater of the present invention is designed to secure isolation between two antennas by itself because a donor antenna and a service antenna are embedded. As shown in FIG. 1, a partition is mechanically formed. This is to reduce back lobs from the RF signal passing through the antenna to other antennas. The interval is composed of λ / 16, λ / 8, and λ / 4. This acts as a filter, reducing the signal going back between the antennas to ensure their own isolation. In addition, as shown in Figure 2 by configuring the height of the partition as λ / 2 acts as a filter to reduce the back signal between the antenna to ensure its own isolation.
도 3은 일체형 중계장치의 상세 설계도이다. 본 일체형 중계기 시스템은 전파를 DOWN-LINK(기지국→이동국) 및 UP-LINK (이동국→기지국) Path로 중계하여 주로 건물내, 지하, 터널등 전파음영 지역을 해소 시키기 위하여 사용되는 중계 장치이다. DOWN-LINK(기지국→이동국) Path에는 기지국과 신호 인터페이스 역할을 담당하는 Donor 안테나가 있으며 안테나로 수신된 기지국 신호는 Duplexer를 지나서 LNA를 거쳐 저잡음 증폭하여 RF SAW Filter를 거쳐 신호 가 필터링 된다. 필터링된 신호는 Variable Attenuator를 거쳐 적정 신호로 설정되고, 증폭기를 거쳐 증폭되어 Digital Attenuator에서 Gain을 조절한다. 이신호는 다시 증폭기를 거쳐 증폭되어 Band Pass Filter를 거쳐 원하는 대역만 필터링 시켜 종단 증폭기에서 증폭시킨다. 이 신호는 Duplexer를 거쳐 Service 안테나를 거쳐 Service 지역으로 방사된다. 신호를 Detector 하여 현재의 출력값을 운용 Program상에서 Display 할수 있으며, Coupler을 이용하여 현재의 파형을 Monitor 할 수 있다. Path에 Thermo PAD가 있어서 온도에 따른 출력변화를 회로 자체에서 보상 해준다.3 is a detailed design diagram of the integrated relay device. This integrated repeater system is a relay device used to solve radio wave shading areas in buildings, underground, tunnels, etc. by relaying radio waves to DOWN-LINK (base station → mobile station) and UP-LINK (mobile station → base station) path. In the DOWN-LINK (base station → mobile station) path, there is a donor antenna that acts as a signal interface with the base station. The base station signal received by the antenna is low noise amplified through the LNA through the duplexer, and the signal is filtered through the RF SAW filter. The filtered signal is set as a proper signal through the Variable Attenuator, and amplified through the amplifier to adjust the gain in the Digital Attenuator. This signal is amplified again through an amplifier and filtered through the Band Pass Filter to only the desired band and amplified by the termination amplifier. This signal is radiated through the duplexer to the service area via the service antenna. By detecting the signal, the current output value can be displayed on the operating program, and the current waveform can be monitored using the coupler. Thermo PAD in the path compensates the output change with temperature in the circuit itself.
UP-LINK (이동국→기지국) Path에는 단말기 신호 인터페이스 역할을 담당하는 Service 안테나가 있으며 안테나로 수신된 기지국 신호는 Duplexer를 지나서 LNA를 거쳐 저잡음 증폭하여 RF SAW Filter를 거쳐 신호가 필터링된다. 필터링된 신호는 Variable Attenuator를 거쳐 적정 신호로 설정되고, 증폭기를 거쳐 증폭되어 Digital Attenuator에서 Gain을 조절한다. 이신호는 증폭기를 거쳐 Isolation Attenuator에서 Isolation을 Check 하기 위해10dB를 감쇠시킨다. 이신호는 다시 증폭기에서 증폭되어 Band Pass Filter를 거쳐 원하는 대역만 필터링시켜 종단 증폭기에서 증폭시킨다. 이 신호는 Duplexer를 거쳐 Donor 안테나를 거쳐 지지국으로 방사된다.In the UP-LINK (mobile station → base station) path, there is a service antenna that serves as a terminal signal interface. The base station signal received by the antenna is low noise amplified through the LNA through the duplexer, and the signal is filtered through the RF SAW filter. The filtered signal is set as a proper signal through the Variable Attenuator, and amplified through the amplifier to adjust the gain in the Digital Attenuator. This signal is attenuated by 10dB to check the isolation in the isolation attenuator via the amplifier. This signal is again amplified by the amplifier and filtered through the Band Pass Filter to the desired band and amplified by the termination amplifier. This signal is radiated via a duplexer to a supporting station via a donor antenna.
UP-LINK(이동국→기지국) Path도 마찬가지로 신호를 Detector하여 현재의 출력값을 운용 Program상에서 Display 할수 있으며, Coupler을 이용하여 현재의 파형을 Monitor 할 수 있다. Path에 Thermo PAD가 있어서 온도에 따른 출력변화를 회로 자체에서 보상하게 해준다.Similarly, the UP-LINK (mobile station → base station) path can detect the signal and display the current output value in the operating program. The current waveform can be monitored using the coupler. Thermo PAD in the path ensures that the output changes with temperature in the circuit itself.
PATCH Array 안테나(수신 안테나, Service 안테나)와 중계기를 일체형 시스템으로 구성하여 CELL SITE 와 MOBILE의 전파를 DOWN-LINK (기지국→이동국) 및 UP-LINK (이동국→기지국)로 중계하여 주로 건물내, 지하, 터널등 전파음영 지역을 해소 시키기 위하여 사용되는 중계 장치이다.PATCH Array Antenna (receive antenna, service antenna) and repeater are composed as an integrated system to relay the radio waves of CELL SITE and MOBILE to DOWN-LINK (base station → mobile station) and UP-LINK (mobile station → base station). It is a relay device used to solve the radio shading area such as tunnels.
본 발명을 통하여 얻어지는 효과는 다음과 같다.The effects obtained through the present invention are as follows.
PATCH Array 안테나(수신 안테나, Service 안테나)와 중계기시스템이 일체형으로 구성되어 장비자체에서 Isolation을 확보할 수 있도록 설계되었으며 수신안테나와 Service안테나가 중계기 자체에 내장되었기 때문에 시설이 매우 용이하도록 설계되어 있다. 따라서 본 발명 장비인 일체형 중계기를 이용하여 건물내, 주택 등의 음영지역에 일체형 중계기를 이용하여 서비스커버리지를 경제적으로 확보할 수 있다. 또한 중계기 시설 후 추가음영지역 발생시 서비스커버리지 확보가 용이하다.The PATCH Array antenna (receiving antenna, service antenna) and repeater system are integrally designed to ensure isolation from the equipment itself, and the facility is designed to be very easy because the receiving antenna and service antenna are built in the repeater itself. Therefore, the service coverage can be economically secured by using an integrated repeater in a shadow area of a building, a house, etc. using the integrated repeater which is the present invention equipment. In addition, it is easy to secure service coverage when additional shade areas occur after repeater facilities.
도 1은 일체형 중계기 Main 기구도1 is an integrated repeater Main mechanism
도 2는 일체형 중계기 측면 투시도2 is an integrated repeater side perspective view
도 3은 일체형 중계기 상세 설계도3 is a detailed design of the integrated repeater
도 4는 일체형 중계기 안테나 도면4 is an integrated repeater antenna diagram
도 5는 건물내 기존 중계기 설계도5 is a schematic diagram of an existing repeater in a building
도 6은 건물내 일체형 중계 설계도6 is an integrated relay design in the building
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1) 도 1은 일체형 중계기 Main 기구도1) Figure 1 is an integrated repeater Main mechanism
일체형 Main 기구도이며 기구의 칸막이는 파장을 차단시키는 Filter 역할을 하며 자체 Isolation을 확보하기 위하여 신호의 Back lobe를 줄이는 역할을 한다.It is an integrated main device diagram and the partition of the device serves as a filter to block the wavelength and to reduce the back lobe of the signal to secure its isolation.
2) 도 2는 일체형 중계기 측면 투시도2 is a side perspective view of an integrated repeater
일체형 중계기 기구를 측면에서 본 투시도이며 높이(H)는 파장을 차단시키는 Filter 역할을 하며 자체 Isolation을 확보하기 위하여 신호의 Back lobe를 줄이는 역할을 한다.The perspective view of the integrated repeater mechanism from the side, height (H) acts as a filter to block the wavelength, and reduces the back lobe of the signal to secure its own isolation.
3) 도 3은 일체형 중계기 상세 설계도3) Figure 3 is a detailed design of the integrated repeater
1 : 기지국 수신 안테나, 34,16 : Duplexer, 2,18 : 저 잡음 증폭기(LNA), 5,21 : 가변 감쇄기 4,20 : RF SAW Filter, 10,28 : Band Pass Filter, 3,9,12,13,19,22,25,27,30,31 : 증폭기, 7,23 : Thermo PAD 8,24 : Main Attn, 26 : Isolation Check Attn, 11,29 : 저항 PAD 14,32 : DET, 15,33 : coupler, 10,34 : Duplexer, 17 : Service 안테나1: base station receiving antenna, 34,16: duplexer, 2,18: low noise amplifier (LNA), 5,21: variable attenuator 4,20: RF SAW filter, 10,28: band pass filter, 3,9,12 , 13,19,22,25,27,30,31: Amplifier, 7,23: Thermo PAD 8,24: Main Attn, 26: Isolation Check Attn, 11,29: Resistance PAD 14,32: DET, 15, 33: coupler, 10,34: Duplexer, 17: Service antenna
4) 도 4는 일체형 중계기 안테나 도면4 is an integrated repeater antenna diagram
일체형 중계기 Patch Array 안테나 도면으로써 기지국 수신 안테나와 Service 안테나를 Polarization 시켜 주파수간 간섭을 줄여 Isolation을 확보할 수 있도록 한다.Integrated repeater patch array antenna drawing, base station receive antenna and service antenna are polarized to reduce interference between frequencies to ensure isolation.
5) 도 5는 건물내 기존 중계기 설계도5) Figure 5 is a schematic diagram of the existing repeater in the building
건물내 음영지역을 Service하기 위해 기지국 신호를 수신안테나로 수신하여 중계기와 이격하여 RF Cable로 장비와 연결하여 Service 안테나로 음영지역을 Service 할 수 있다.In order to service the shaded area in the building, the base station signal is received by the receiving antenna, and it is separated from the repeater and connected to the equipment with the RF cable to service the shaded area with the service antenna.
6) 도 6은 건물내 일체형 중계 설계도6) Figure 6 is an integrated relay design in the building
건물내 음역지역을 Service하기 위해 일체형 중계기를 Service지역에서 음영지역 방향으로 시설하여 Service 안테나를 통하여 음영지역을 Service 할 수 있다.In order to service the transliteration area in the building, an integrated repeater can be installed in the direction of the shadow area from the service area to service the shadow area through the service antenna.
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