KR20060079834A - 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음성통화, 데이터 통신, DMB 서비스 등을 제공하는 이동통신 시스템에서 기지국과 이동통신 단말기, 또는 위성 및 송신탑과 이동통신 단말기간에 원활한 통신을 할 수 있도록 송수신 신호를 증폭하는 휴대용 신호 증폭기에 관한 것으로, 특히 미미하게 감지되는 수신신호를 증폭하여 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 송출하는 RF 모듈; 및 상기 RF 모듈의 구동상태를 제어하는 컨트롤부로 구성하여서 수신 신호가 미약한 장소에서도 이동통신 단말기의 사용을 원활하게 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기를 제공한다.

이동통신, 단말기, 휴대용 신호 증폭기

Description

이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기{Portable Signal Amplifier for Mobile Communication System}

도 1은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도.

도 2는 도 1의 휴대용 신호 증폭기의 RF 모듈을 나타낸 회로도.

도 3은 상기 RF 모듈에 포함되며 DMB 신호를 증폭하기 위한 DMB 신호 증폭부의 구성을 나타낸 회로도.

도 4는 본 발명에 따른 휴대용 신호 증폭기와 이동통신 단말기가 RF 케이블에 의해 연결된 상태를 나타낸 사진.

도 5는 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 휴대용 신호 증폭기 20,20' : 안테나

30 : RF 모듈 31 : 수신신호 증폭부

32 : 송신신호 증폭부 33,38 : 커플러

34,35 : 듀플렉서 36 : RF 케이블

37 : DMB 신호 증폭부 40 : 컨트롤부

50 : 상태 표시부 60 : 전원 공급부

70 : 이동통신 단말기 a1~a5 : 증폭기

b1~b7 : 밴드패스필터 i1,i2 : 아이솔레이터

p1~p3 : 감쇄기 r1,r2 : 검출기

본 발명은 음성통화, 데이터 통신, DMB 서비스 등을 제공하는 이동통신 시스템에서 기지국과 이동통신 단말기, 또는 위성 및 송신탑과 이동통신 단말기간에 원활한 통신을 할 수 있도록 송수신 신호를 증폭하는 휴대용 신호 증폭기에 관한 것으로, 특히 미미하게 감지되는 수신신호를 증폭하여 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 송출하는 RF 모듈; 및 상기 RF 모듈의 구동상태를 제어하는 컨트롤부로 구성하여서 수신 신호가 미약한 장소에서도 이동통신 단말기의 사용을 원활하게 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기를 제공한다.

표준 환경하에서 하나 또는 그 이상의 이동통신 단말기가 이동통신망 내의 타 이동통신 단말기들과 통신을 하기 위해서는 상기 이동통신망 내에서 운용되는 기지국을 경유하여야 한다.

그러나, 상기와 같이 기지국을 운용하는 것만으로는 이동통신 단말기의 통화범위 및 통화품질에 한계가 있다. 즉 건물의 지하나 터널, 골짜기 또는 계곡 등과 섬으로 둘러싸인 해상, 기지국과 기지국의 접경지역과 같이 기지국으로부터 전송되는 전파가 도달하지 못하는 곳이나 기지국으로부터 송신되는 전파의 세기가 미미한 지역에서는 통화가 어렵거나 불가능하였다. 따라서 기지국의 통화영역을 확대하고, 통화품질을 개선하기 위해서 상기와 같은 지역의 인근에는 이동통신용 중계기가 설치되어 있다.

그러나, 상기 중계기는 지상의 건물이나 철탑 등과 같이 고정된 건물 또는 공작물에 설치하여야만 사용할 수 있어 그 설치에 한계가 있고, 더구나 기지국에서 송출되어 도달하는 신호의 세기가 미미한 곳이라고 할지라도 사람들의 왕래가 적은 곳은 곳이나, 이동통신의 이용빈도가 낮을 것으로 예상되는 지역에는 이러한 중계기마저 설치되지 않고 있는 실정이다. 따라서, 단말기 사용자가 산간벽지나 공해상을 이동하는 중에 기지국에서 송출되어 감지되는 신호가 미미한 지역에 위치하게 될 경우, 이동통신 단말기를 이용하여 데이터를 송수신하거나 통화를 하는 것이 어렵거나 불가능하게 된다는 문제점이 있었다.

또한, 현재 서비스가 실시되고 있는 DMB는 이동전화 단말기, PDA 또는 DMB 전용 단말기를 이용하여 TV를 시청할 수 있는 차세대 방송 서비스이다. 상기 DMB 서비스는 전송수단에 따라 위성 DMB와 지상파 DMB로 구분된다.

상기 위성 DMB는 방송센터에서 프로그램을 위성으로 송출하면 위성이 전파를 통해 전국의 DMB 단말기에 전송하는 방식으로 수신율이 낮은 도심 등 음영지역에는 갭필러(Gap Filler)라는 중계기를 설치해 수신 끊김을 막는다.

또한, 지상파 DMB는 현재 비어 있는 공중파 VHF 12번과 8번 채널을 활용해 DMB 방송을 하는 것으로, 송신탑에서 보내오는 전파를 휴대 단말기를 통해 받아보는 방식이다.

그러나, 상술한 바와 같은 위성 DMB의 경우 갭필러가 설치되지 않은 음영지역에서는 그 수신 신호가 미약하여 방송을 제대로 시청하기 어렵고, 지상파 DMB 역시 산간오지나 송신탑으로부터 원거리에 위치한 곳에서는 단말기로 수신되는 신호가 미약하여 원하는 방송을 깨끗한 화질로 시청하기가 불가능하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 휴대가 간편하며, 기지국, 위성 또는 송출탑 등으로부터 단말기로 수신되는 미미한 신호를 증폭한 후 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 송출할 수 있도록 하는 휴대용 신호 증폭기를 제공함으로써 통신 신호를 미약하게나마 감지할 수 있는 장소라면 어디서든 음성통화, 데이터 통신 및 DMB 서비스의 이용이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 휴대용 신호 증폭기는 이동통신 단말기와 유사한 소형으로 형성하고, 충전 가능한 배터리 등의 전원 공급부에 의해 구동되도록 함으로써, 휴대와 보관이 간편하고, 별도의 전원이 없이도 상기 증폭기를 효과적으로 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 휴대용 신호 증폭기는 DMB 신호만을 증폭할 수 있는 DMB 신호 증폭부를 더 구성하여서 위성 DMB용 갭필러가 설치되지 않은 장소나 지상 DMB 신호가 미약한 산간오지 등에서도 깨끗한 화질의 DMB 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동통신 시스템의 단말기에 연결되며, 기지국, 위성 또는 송출탑으로부터 수신된 미미한 신호를 증폭하여 단말기로 송출하고, 단말기로부터 수신된 신호를 증폭하여 기지국으로 송출하는 RF 모듈; 및 상기 RF 모듈의 구동상태를 제어하는 컨트롤부로 구성된 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기(10)의 한 실시예를 나타낸 것으로, 기지국과의 통신을 위해 전파를 수신하거나 송신하기 위한 안테나(20)와, 상기 안테나(20)에 의해 기지국으로부터의 수신된 미미한 신호를 증폭하여 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 기지국으로 송출하는 RF 모듈(30)과; 상기 RF 모듈의 구동상태를 제어하는 컨트롤부(40)로 구성된다.

여기서, 상기 휴대용 신호 증폭기는 상기 단말기 사용자의 위치에서의 신호 의 세기와 전원 상태 등을 표시하는 상태 표시부(50)와; 상기 RF 모듈과 컨트롤부 및 상태 표시부에 전원을 공급하는 전원공급부(60)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 RF 모듈(30)은 도2에 도시된 바와 같이 기지국으로부터 안테나를 통해 수신된 신호를 증폭하여 단말기로 전송하기 위한 수신신호 증폭부(31)와; 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 안테나를 통해 기지국으로 전송하기 위한 송신신호 증폭부(32)와; 상기 수신신호 증폭부(31)에서 증폭된 RF 신호를 커플링하기 위해 설치된 커플러(33)와; 송수신 신호 증폭부(31,32)를 하나의 안테나(20)에서 공유하기 위해 송수신 증폭부(31,32) 양단에 각각 설치된 듀플렉서(34,35)로 구성된다.

이때, 상기 수신신호 증폭부(31)는 기지국으로부터 수신되어 듀플렉서(34)에 의해 분리된 수신 신호를 충분한 크기로 증폭하는 증폭기(a1)와, 상기 증폭된 신호의 잡음을 제거하고 수신 주파수만을 선택적으로 통과시키기 위한 대역을 갖는 밴드패스필터(BPF, b1)와, 상기 밴드패스 필터를 통과한 증폭신호의 크기를 감쇄시켜 상기 듀플렉서(35)로 전송하는 감쇄기(PAD ATTN, p1)로 구성된다.

또한, 상기 송신신호 증폭부(32)는 단말기로부터 전송된 신호 중 듀플렉서(35)에 의해 분리된 송신신호의 크기를 감쇄하는 감쇄기(p2)와, 상기 감쇄기에 의해 적정 크기로 감쇄된 송신신호 중 잡음을 제거하고 송신 주파수만을 선택적으로 통과시키기 위한 대역을 갖는 밴드패스필터(b3)와, 상기 밴드패스필터(b3)를 통과한 송신 신호를 증폭시켜 안테나에 연결된 듀플렉서(34)로 전송하는 증폭기(a3)로 구성된다.

또한, 상기 커플러는(33) 해당 주파수만을 선택적으로 통과시키기 위한 대역으로 구성되는 밴드패스필터(b2)와, 신호의 역류를 제어하는 아이솔레이터(i1)와, 해당 주파수 신호를 증폭하기 위한 증폭기(a2)와, RF 신호를 전기적인 신호로 변환하는 검출기(RSSI, Received Signal Strength Indicator; r1)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 RF 모듈은 듀플렉서를 통해 분리된 수신신호 또는 송신신호를 기지국과 단말기 사이의 통신이 가능하도록 증폭하게 된다.

다음에, 도3은 전화 통화나 데이터 통신을 위한 송수신 신호 이외에 근래 제공되는 DMB 서비스를 이용하기 위한 DMB 신호 증폭부를 나타낸 것으로, 상기 RF 모듈(30)에 더 포함하여 구성함으로써 하나의 휴대용 신호 증폭기를 통해 전화 및 데이터 통신과 DMB 서비스를 동시에 이용 가능한 휴대용 통신단말기를 제공한다.

상기 DMB 신호 증폭부(37)는 안테나로부터 수신된 신호 중 DMB 신호만을 선택적으로 통과시키는 제1밴드패스필터(b4)와, 상기 제1밴드패스필터(b4)를 통과한 DMB 신호를 증폭시키는 증폭기(a4)와, 상기 증폭된 신호 중 잡음을 제거하고 DMB 신호 주파수 대역만을 통과시키는 제2밴드패스필터(b5)와, 상기 제2밴드패스필터(b5)를 통과한 DMB 신호의 크기를 감쇄하는 감쇄기(PAD ATTN, p3)와, 상기 감쇄된 신호에 포함된 잡음을 제거하고 DMB 신호 주파수 대역만을 통과시키기 위한 제3밴드패스필터(b6)로 구성되며, 상기 DMB 신호 증폭부(37) 일측에는 도2의 커플러(33)와 같이 DMB 신호 증폭부(37)에서 증폭된 DMB 신호를 커플링하기 위해 커플러(38)가 설치된다. 상기 커플러(38)는 수신된 신호의 역류를 제어하는 아이솔레이터(i2) 와, DMB 신호 주파수만을 선택적으로 통과시키기 위한 대역으로 구성되는 밴드패스필터(b7)와, 해당 주파수 신호를 증폭하기 위한 증폭기(a5)와, DMB 신호를 전기적인 신호로 변환하는 검출기(r2)로 구성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 휴대용 신호 증폭기는 통상적인 이동통신 단말기와 유사한 크기로 도4에 도시된 바와 같이 제조할 수 있으며, 전원 공급부는 충전 가능한 휴대용 배터리를 사용한다. 이때, 휴대용 배터리는 이동통신 단말기의 배터리를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 휴대용 신호 증폭기(10)와 이동통신 단말기(70)는 RF(Radio Frequency) 케이블(36)에 의해 도4에 도시된 바와 같이 연결되어 신호 증폭기로 사용하게 된다. 상기 RF 케이블(36)은 이동통신 단말기(70)의 안테나 하단에 설치되어 있는 RF 단자에 연결하며, 그 RF 단자에 RF 케이블(36)이 연결될 경우에는 단말기의 안테나를 통해 송수신되는 신호가 차단되고, RF단자에 RF 케이블에 의해 연결된 상기 휴대용 신호 증폭기에서 증폭된 신호만을 송수신하게 된다.

다음에, 도 5는 본 발명에 따른 휴대용 신호 증폭기의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 도 1과 같이 기지국과의 통신을 위해 전파를 수신하거나 송신하기 위한 안테나(20)와; 상기 안테나(20)에 의해 기지국으로부터의 수신된 미미한 신호를 증폭하여 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 기지국으로 송출하는 RF 모듈(30)과; 상기 RF 모듈의 구동상태를 제어하는 컨트롤부(40)와; 상기 단말기 사용자의 위치에서의 신호의 세기와 전원 상태 등을 표시하는 상태 표시부(50)와; 상기 RF 모듈과 컨트롤부 및 상태 표시부에 전원을 공급하는 전원공급부(60)로 구성되나, 상기 RF 모듈에서 증폭된 신호를 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 수신하는 수단은 RF 케이블을 대신하여 별도의 단말기용 안테나(20')를 더 포함함으로써 한대의 단말기가 아닌 휴대용 신호 증폭기 주변에 위치한 모든 단말기에서 공통적으로 사용할 수 있도록 한다. 특히, 상기 휴대용 증폭기는 DMB 신호를 증폭하여 다수의 DMB 서비스 이용자가 한대의 휴대용 신호 증폭기를 이용하여 양질의 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 휴대용 신호 증폭기는 그 형태를 이동통신 단말기가 장착되도록 일면에 단말기 체결부를 형성하고, 콘센트와 같은 RF 연결단자를 이용하여 휴대용 신호 증폭기와 이동통신 단말기를 연결함으로써 한꺼번에 파지할 수 있고, 휴대가 간편하게 형성할 수도 있다. 상기 체결부의 한 예로서, 휴대용 신호 증폭기 전면의 양측 일부분과 하측에 휴대용 단말기의 형태에 맞는 슬라이드 홈을 형성하여 상부로부터 상기 단말기를 밀어 넣어 체결될 수 있도록 구성한다.

상기 휴대용 신호 증폭기는 단말기 사용자가 산간벽지나 해상을 이동하던 중 단말기에 잡히는 기지국의 신호가 미미할 경우, 위성 DMB 서비스 이용시 갭필러 미설치 지역에서의 위성 신호가 미미한 경우, 또는 지상 DMB 서비스 이용시 송신탑으로부처의 신호가 미미할 경우, 그 미미한 신호를 각각 증폭하여 단말기로 제공하 고, 단말기의 송신신호를 증폭하여 기지국으로 전송함으로써 각종 통신 서비스를 가장 최적의 조건으로 이용할 수 있도록 한다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리 범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기는 기지국과 이동통신 단말기 사이의 미약한 신호를 통신이 용이할 정도로 증폭시킴으로써 산간 오지나 해상에서도 원활한 통신을 실시할 수 있도록 한다.

또한, DMB 서비스 이용시 단방향으로 전송되는 DMB 신호가 미약할 경우, 이를 증폭하여 DMB 서비스가 이용가능한 단말기로 제공함으로써 원활한 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.

또한, 상기 휴대용 신호 증폭기는 이동통신 단말기에 직접 연결하여 사용할 수 있으므로 사용이 간편하며, 충전 가능한 휴대용 배터리 등으로 전원공급부를 구성함으로써 휴대가 용이하다.

또한, 상기 휴대용 신호 증폭기와 단말기를 연결하는 수단으로 RF 케이블을 사용하지 않고 단말기와의 통신을 위한 단말기용 안테나를 더 구성함으로써 한대의 휴대용 신호 증폭기를 이용하여 근처에 있는 다수의 단말기 사용자들이 다양한 서비스를 제공받을 수 있다.

Claims (12)

1. 음성통화, 데이터 통신, DMB 등의 이동통신 시스템의 단말기에 연결되며, 수신된 미약한 신호를 증폭하여 단말기로 송출하고, 단말기에서 발생된 신호를 증폭하여 송출하는 RF 모듈; 및

   상기 RF 모듈의 구동상태를 제어하는 컨트롤부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기는,

   단말기 사용자의 위치에서 신호의 세기와 전원 상태 등을 표시하는 상태 표시부; 및

   상기 RF 모듈과 컨트롤부 및 상태 표시부에 전원을 공급하는 전원공급부;

   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전원 공급부는,

   충전 가능한 휴대용 배터리로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 RF 모듈은,

   음성 통화 및 데이터 통신을 위해 안테나를 통해 수신된 신호를 증폭하여 단말기로 전송하기 위한 송신신호 증폭부와;

   단말기에서 발생된 통화 및 데이터 통신 신호를 증폭하여 안테나를 통해 송출하는 수신신호 증폭부와;

   상기 수신신호 증폭부에서 증폭된 RF 신호를 커플링하기 위해 설치된 커플러부; 및

   상기 송수신 신호 증폭부를 하나의 안테나에서 공유하기 위해 그 양단에 각각 설치된 듀플렉서로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 수신신호 증폭부는,

   기지국으로부터 수신된 신호를 증폭하는 증폭기와;

   수신 주파수만을 통과시키기 위한 대역으로 구성되는 밴드패스필터(BPF); 및

   신호의 크기를 감쇄하는 감쇄기(PAD ATTN)로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 송신신호 증폭부는,

   단말기에서 발생된 신호가 안테나를 통하여 적정 위치까지 도달할 수 있도록 그 신호를 증폭하는 증폭기와;

   송신 주파수만을 선택적으로 통과시키기 위한 대역으로 구성되는 밴드패스필터(BPF); 및

   신호의 크기를 감쇄하는 감쇄기(PAD ATTN)로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 커플러부는,

   송신 주파수만을 선택적으로 통과시키기 위한 대역으로 구성되는 밴드패스필터;

   신호의 역류를 제어하는 아이솔레이터;

   송신 주파수 신호를 증폭하기 위한 증폭기; 및

   RF 신호를 전기적인 신호로 변환하는 검출기(RSSI)로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 RF 통신 모듈은,

   위성이나 송신탑으로부터 송출된 DMB 신호를 수신하여 증폭하는 DMB 신호 증폭부; 및

   상기 DMB 신호 증폭부에서 증폭된 DMB 신호를 커플링하기 위해 설치된 커플러;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 DMB 신호 증폭부는,

   안테나로부터 수신된 신호 중 DMB 신호만을 선택적으로 통과시키는 제1밴드패스필터;

   상기 제1밴드패스필터를 통과한 DMB 신호를 증폭시키는 증폭기;

   상기 증폭된 신호 중 잡음을 제거하고 DMB 신호 주파수 대역만을 통과시키는 제2밴드패스필터;

   상기 제2밴드패스필터를 통과한 DMB 신호의 크기를 감쇄하는 감쇄기; 및

   상기 감쇄된 신호에 포함된 잡음을 제거하고 DMB 신호 주파수 대역만을 통과시키기 위한 제3밴드패스필터로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 휴대용 신호 증폭기는,

    이동통신 단말기의 RF 단자에 RF 케이블을 사용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 휴대용 신호 증폭기.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 휴대용 신호 증폭기는,

    일면에 이동통신 단말기가 체결되도록 측면에 체결부가 형성되며, 콘센트와 같은 형상의 RF 연결단자에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 휴대용 신호 증폭기.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 휴대용 신호 증폭기는,

    이동통신 단말기와의 통신을 위해 RF 모듈에 연결되어 설치된 단말기용 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 신호 증폭기.

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