KR20070027407A

KR20070027407A - Ｔｄｄ 시스템용 ｔｍａ

Info

Publication number: KR20070027407A
Application number: KR1020050082931A
Authority: KR
Inventors: 김덕용; 이정필; 문영찬; 황진철; 이강형; 강상효
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-03-09
Also published as: KR100854684B1

Abstract

본 발명은 TDD 시스템에서 케이블을 공용화 하면서도 TDD 스위치를 사용하지 않는 TDD 시스템용 TMA에 관한 것이다.

본 발명의 TDD 시스템용 TMA는, 송수신(Tx, Rx) 주파수대역이 동일한 TDD 시스템에 있어서, 송신용 안테나와 수신용 안테나로 이루어진 안테나장치부, 상기 안테나장치부의 전단에 설치되어 상기 수신용 안테나로부터의 수신주파수신호(Rx)를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환하고, 이 중간주파신호(Rxs)와 상기 송신용 안테나에 인가되는 송신신호(Tx)가 서로 듀플렉스되도록 하는 타워마운티드증폭기(TMA), 상기 타워마운티드증폭기(TMA)로부터의 중간주파신호(Rxs)와 기지국단으로부터의 송신신호(Tx)가 서로 듀플렉스가 되도록 하고, 상기 중간주파신호(Rxs)는 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환하여 기지국단으로 전송하는 프론트엔드유닛(FEU : Front End Unit) 및 상기 타워마운티드증폭기(TMA)와 상기 프론트엔드유닛(FEU)를 연결하는 한개의 피더케이블을 포함함을 특징으로 한다.

타워마운티드증폭기, 프론트엔드유닛, 시분할듀플렉스

Description

ＴＤＤ 시스템용 ＴＭＡ{TMA FOR TDD SYSTEM}

도1은 TDD 스위치가 없는 TDD 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도.

도2는 TDD 스위치가 있는 TDD 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.

도3은 도2에 있어서, TMA가 부착된 TDD 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도.

도4는 본 발명에 따른 TDD 시스템용 TMA의 일실시예를 나타낸 블럭 구성도

본 발명은 이동통신 기지국 시스템에 관한 것으로, 특히 TDD 시스템에서 케이블을 공용화 하면서도 TDD 스위치를 사용하지 않는 TDD 시스템용 TMA에 관한 것이다.

하나의 경로를 두 개 신호가 공유할 때 듀플렉스(Duplex)란 말을 쓴다. 그리고 RF(Radio Frequency)에서는 그 특성상 보통 송신신호와 수신신호의 두 가지를 지칭한다. 이와 같이 하나의 전송선이나 안테나를 이용하여 송수신신호를 함께 공유하는 방법은 크게 주파수분할듀플렉스(FDD : Frequency domain duplex) 방식과 시분할듀플렉스(TDD : Time domain duplex) 방식의 2가지가 있다.

FDD는 단말기인 이동국과 기지국이 신호를 송수신할 때 다른 주파수를 사용함으로써 송신 채널과 수신채널을 분리하여 통신한다. 반면에 TDD는 이동국과 기지국이 신호를 송수신할 때 동일한 주파수를 사용하지만, 그 사용시간을 달리하여 분리하는 통신방법이다. 즉, 하나의 주파수 채널을 타임슬롯 단위로 구분하고, 그 중 일정한 개수의 슬롯을 기지국-단말기 간의 순방향 링크에 할당하고, 나머지 슬롯을 이동국-기지국 간의 역방향 링크에 할당하여 하나의 주파수 채널로 양방향 통신을 가능하도록 하는 통신 방법이다.

예를 들어, 주파수 채널을 8개의 타임슬롯(T1 ~ T8)으로 구분하였다면, 홀수 번째 시간(T1, T3, T5)에는 이동국에서 기지국으로 송신하고, 짝수 번째 시간(T2, T4, T6)에는 기지국에서 이동국으로 송신하여 결과적으로 송수신 채널을 분리한다. 이러한 TDD 통신방법은 인터넷과 같이 이동국인 단말기가 보내는 정보와 단말기가 받는 정보의 양이 비대칭적일 때 주파수를 효과적으로 사용할 수 있기 때문에 고속 데이터용 통신 방식으로 사용하고 있다.

TDD 시스템을 구현하는 가장 간단한 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 송신용 안테나(10)와 수신용 안테나(11)를 각기 구비하고, 상기 각 안테나와 기지국 사이에 피더케이블(15)로 연결하는 것이다. 즉, 안테나별로 한 개씩의 피더케이블이 필요하다. 이때, 기지국에서 서비스영역을 3섹터 또는 6섹터로 구현하거나 다이버시티 방식으로 구현한다면 더 많은 피더케이블이 필요하게 되는 문제점이 있다.

TDD 시스템을 구현하는 다른 방법으로는 도2에 도시된 바와 같이 한 개의 안 테나(30)와 한 개의 피더케이블(40)을 이용하여 송수신이 되도록 하는 것이다. 단, 이때는 기지국단(50)에 송수신 전환스위치(51) 즉, TDD 스위치를 구비하여 일정한 시간간격으로 스위칭해 주어야만 상기 안테나(30)와 피더케이블(40)을 송수신용으로 활용할 수 있다.

최근에는 도3에 도시된 바와 같이 수신신호의 양호한 확보를 위해 안테나 전단에 타워마운티드증폭기(TMA)(60)를 장착하는 경우가 많은데, 이와 같은 경우에는 TMA(60)에도 TDD 스위치를 장착해야 한다. 이와 같이 하나의 안테나와 하나의 피더케이블을 이용하여 송수신하기 위해서는 TDD 스위치가 필요하다. 그러나 상기 TDD 스위치는 높은 송신전력(Tx Power)을 견뎌낼 수 있어야 하고, 또한 고속의 스위칭작용을 할 수 있어야 하는데, 이러한 스위치의 구현이 어려운 문제점이 있다. 더구나 TMA까지 장착하는 경우에는 TMA에도 TDD 스위치가 필요하고, 이때, TMA에 설치된 스위치는 기지국단에 설치된 스위치와 정확하게 동기되어 연동해야만 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 안테나단과 기지국단 사이의 케이블을 공용으로 사용하면서도 TDD스위치 없이 TDD 시스템을 구현할 수 있는 TDD 시스템용 TMA를 제공함에 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 TDD 시스템용 TMA는, 송수신(Tx, Rx) 주파수대역이 동일한 TDD 시스템에 있어서, 송신용 안테나와 수신용 안테나로 이루 어진 안테나장치부, 상기 안테나장치부의 전단에 설치되어 상기 수신용 안테나로부터의 수신주파수신호(Rx)를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환하고, 이 중간주파신호(Rxs)와 상기 송신용 안테나에 인가되는 송신신호(Tx)가 서로 듀플렉스되도록 하는 타워마운티드증폭기(TMA), 상기 타워마운티드증폭기(TMA)로부터의 중간주파신호(Rxs)와 기지국단으로부터의 송신신호(Tx)가 서로 듀플렉스가 되도록 하고, 상기 중간주파신호(Rxs)는 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환하여 기지국단으로 전송하는 프론트엔드유닛(FEU : Front End Unit) 및 상기 타워마운티드증폭기(TMA)와 상기 프론트엔드유닛(FEU)를 연결하는 한개의 피더케이블을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 TDD 시스템용 TMA의 개략적인 블럭 구성도이다.

TDD 시스템용 TMA는 송신용 안테나(110)와 수신용 안테나(120)로 이루어진 안테나장치부(100), 상기 수신용 안테나(120)로부터의 수신주파수신호(Rx)를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환하고, 이 중간주파신호(Rxs)와 상기 송신용 안테나에 인가되는 송신신호(Tx)를 합성 및 분리하는 타워마운티드증폭기, 즉 TMA(200), 상기 TMA(200)로부터의 중간주파신호(Rxs)와 기지국단(300)으로부터의 송신신호(Tx)를 합성 및 분리하여 송신신호(Tx)를 상기 TMA(200)로 전송하고, 상기 TMA(200)로부터의 변환된 중간주파신호(Rxs)를 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환하여 기지국단(300)으로 전송하는 프론트엔드유닛(FEU : Front End Unit)(400) 및 상기 TMA(200)와 상기 FEU(400)를 연결하는 한개의 피더케이블(500)를 포함한다.

상기 TMA(200)는 상기 수신용 안테나(120)로부터 수신된 신호를 수신주파수대역(Rx)으로 필터링하는 제1필터(210), 상기 제1필터(210)의 출력신호를 증폭하여 출력하는 제1증폭기(220), 상기 제1증폭기(210)의 출력신호를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환하는 제1주파수변환기(230) 및 상기 중간주파신호(Rxs)와 기지국(300)으로부터의 송신신호(Tx)를 합성 및 분리하는 제1필터링부(240)를 포함한다.

상기 FEU(400)는 상기 TMA(200)로부터의 중간주파신호(Rxs)와 기지국단(300)으로부터의 송신신호(Tx)를 합성 및 분리하여 송신신호(Tx)를 상기 TMA측으로 전송하고, 중간주파신호(Rxs)를 기지국단(300)으로 전송하는 제2필터링부(410), 상기 제2필터(410)의 출력신호를 증폭하여 출력하는 제2증폭기(420), 상기 제2증폭기(420)의 출력신호(Rxs)를 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환하는 제2주파수변환기(430) 및 상기 제2주파수변환기(430)의 출력신호를 수신주파수대역(Rx)으로 필터링하여 기지국단으로 전송하는 제2필터(400)를 포함한다. 한편, 상기 제1필터링부(240) 및 제2필터링부(410)는 듀플렉서 또는 멀티플렉서로 구현될 수 있다.

도4에서는 설명의 편의를 위해 기지국의 한 섹터에 설치되는 메인 안테나에 적용되는 장치만을 나타내었다. 그리고 송신주파수(Tx)와 수신주파수(Rx)는 동일한 주파수대역의 신호이다. 본 발명은 하나의 피더케이블(500)을 송수신용 케이블로 사용하고 있다. 통상 상기와 같이 하나의 피더케이블을 공동으로 이용하는 경우에는 송수신 전환을 위한 TDD 스위치가 필요하다.

그러나 본 발명에서는 송신용 안테나와 수신용 안테나를 별도로 구비하고, 수신주파수신호(Rx)를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환시켜 송신신호(Tx)와 수신신호(Rxs)가 동일하지 않게 함으로써 두 신호를 합성 및 분리할 수 있도록 하였다. 이하, 본 발명의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수신시의 동작을 설명하면, 상기 수신용 안테나(120)에서 수신된 신호는 상기 제1필터(210)를 통해 수신주파수대역(Rx)으로 필터링되고, 이는 제1증폭기(220)에 의해 증폭된 후, 상기 제1주파수변환기(230)를 통해 미리 설정된 중간주파수신호(Rxs)로 변환된다. 상기 변환된 중간주파신호(Rxs)는 상기 제1필터링부(240)의 Rxs필터를 통해 필터링된 후, 상기 피더케이블(500)을 통해 FEU단(400)으로 전송된다.

상기 피더케이블(500)을 통해 전송된 중간주파신호(Rxs)는 상기 제2필터링부(410)의 Rxs 필터에 의해 필터링된 후, 상기 제2증폭기(420)를 통해 증폭되어 출력된다. 상기 제2증폭기(420)에 의해 증폭된 신호(Rxs)는 상기 제2주파수변환기(430)를 통해 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환되고, 다시 상기 제2필터(440)에 의해 수신주파수대역(Rx)으로 필터링된 후, 기지국단(300)으로 전송된다.

다음으로 송신시의 동작을 살펴보면, 기지국단(300)으로부터 출력된 송신주파수신호(Tx)는 상기 제2필터링부(410)의 Tx필터를 통해 필터링된 후, 피더케이블 (500)을 통해 TMA단(200)으로 전송된다. 상기 피더케이블(500)을 통해 전송된 송신신호(Tx)는 상기 제1필터링부(240)의 Tx필터를 통해 필터링된 후, 상기 송신용안테나(110)를 통해 방사된다. 만약, 한 섹터에 메인 안테나와 다이버시티안테나를 설치하는 경우에는 도4와 같은 구성의 장치를 하나 더 구비하면 된다.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, TDD 시스템의 TMA는 송신용 안테나와 수신용 안테나를 별도로 구비하여 송수신을 각기 담당하도록 하면서 수신주파수는 다른 대역의 주파수로 변환하도록 함으로써 송신신호와 수신신호를 합성 및 분리 할 수 있어 TDD 스위치를 사용하지 않고도 하나의 피더케이블을 공용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

송수신(Tx, Rx) 주파수대역이 동일한 TDD 시스템에 있어서,

송신용 안테나와 수신용 안테나로 이루어진 안테나장치부;

상기 안테나장치부의 전단에 설치되어 상기 수신용 안테나로부터의 수신주파수신호(Rx)를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환하고, 이 중간주파신호(Rxs)와 상기 송신용 안테나에 인가되는 송신신호(Tx)가 서로 듀플렉스되도록 하는 타워마운티드증폭기(TMA);

상기 타워마운티드증폭기(TMA)로부터의 중간주파신호(Rxs)와 기지국단으로부터의 송신신호(Tx)가 서로 듀플렉스가 되도록 하고, 상기 중간주파신호(Rxs)는 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환하여 기지국단으로 전송하는 프론트엔드유닛(FEU : Front End Unit); 및

상기 타워마운티드증폭기(TMA)와 상기 프론트엔드유닛(FEU)를 연결하는 한개의 피더케이블을 포함함을 특징으로 하는 TDD 시스템용 TMA.
제1항에 있어서, 상기 타워마운티드증폭기(TMA)는,

상기 수신용 안테나로부터 수신된 신호를 수신주파수대역(Rx)으로 필터링하는 제1필터;

상기 제1필터의 출력신호를 증폭하여 출력하는 제1증폭기;

상기 제1증폭기의 출력신호를 미리 설정된 중간주파신호(Rxs)로 변환하는 제1주파수변환기; 및

상기 중간주파신호(Rxs)와 기지국으로부터의 송신신호(Tx)를 합성 및 분리하는 제1필터링부를 포함함을 특징으로 하는 TDD 시스템용 TMA.
제1항에 있어서, 상기 프론트엔드유닛(FEU)은,

상기 타워마운티드증폭기(TMA)로부터의 중간주파신호(Rxs)와 기지국단으로부터의 송신신호(Tx)를 합성 및 분리하여 송신신호(Tx)는 상기 TMA측으로 전송하고, 중간주파신호(Rxs)는 기지국단으로 전송하는 제2필터링부;

상기 제2필터의 출력신호(Rxs)를 원래의 수신주파수신호(Rx)로 변환하는 제2주파수변환기; 및

상기 제2주파수변환기의 출력신호를 수신주파수대역(Rx)으로 필터링하여 기지국단으로 전송하는 제2필터를 포함함을 특징으로 하는 TDD 시스템용 TMA.
제2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 제1 및 제2 필터링부는 듀플렉서 또는 멀티플렉서임을 특징으로 하는 TDD 시스템용 TMA.