KR20120018340A - Ｌｉｎｃ 증폭기를 사용하는 데이터 전송 방법, ｌｉｎｃ 증폭기, 전송 장치, 수신 장치, 및 그것을 위한 통신 네트워크 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은 신호 증폭용 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)를 사용하여 데이터 신호를 전송 장치(BS)에서 수신 장치(RAH1)로 전송하는 방법으로서, 여기서, 데이터 신호는 전송 장치(BS)에 위치한 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 1 부분에서 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들로 표현되고, 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 광학 접속(OF1, OF2, OF4)을 통해 전송 장치(BS)로부터 수신 장치(RAH1)로 전송되고, 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 상기 적어도 하나는 상기 수신 장치(RAH1)에 위치한 적어도 하나의 광학-전기 변환기(OE1, OE2)에서 광학 신호에서 전기 신호로 변환되는, 상기 데이터 신호 전송 방법, LINC 증폭기, 전송 장치, 수신 장치, 및 통신 네트워크에 관한 것이다.

Description

ＬＩＮＣ 증폭기를 사용하는 데이터 전송 방법, ＬＩＮＣ 증폭기, 전송 장치, 수신 장치, 및 그것을 위한 통신 네트워크{A METHOD FOR DATA TRANSMISSION USING A LINC AMPLIFIER, A LINC AMPLIFIER, A TRANSMITTING DEVICE, A RECEIVING DEVICE, AND A COMMUNICATION NETWORK THEREFOR}
본원 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 데이터 신호를 전송하는 방법, 청구항 제 8 항의 전제부에 따른 LINC 증폭기, 청구항 제 10 항의 전제부에 따른 전송 장치, 청구항 제 13 항의 전제부에 따른 수신 장치, 및 청구항 제 15 항의 전제부에 따른 통신 네트워크에 관한 것이다.
셀룰러 무선 네트워크의 특정 서비스 영역의 커버리지(coverage)는 몇몇의 무선 기지국들에 의해 제공되는데, 이 무선 기지국들은 서비스 영역의 모바일 사용자들로의 및 모바일 사용자들로부터의 접속들을 서빙(serving)하기 위해 코어 네트워크에 접속된다. 무선 기지국은 기저대 유닛 및 적어도 하나의 안테나 유닛을 포함한다. 무선 커버리지 및 커패시티(capacity)를 높이기 위해, 현대의 기지국들은 몇몇의 섹터 안테나들을 사용한다.
기지국들의 유연성을 높이기 위해, 안테나들이 기저대 유닛으로부터 멀리 떨어져 위치되도록 허용되는 것이 바람직하다. 이는 원격 안테나 헤드들로도 또한 언급되는 능동 안테나 시스템들을 발전시켰다. 전형적으로, 하나의 원격 안테나 헤드는 하나의 섹터 안테나를 포함하지만, 하나 이상의 섹터 안테나를 갖는 원격 안테나 헤드들을 갖는, 알려진 시스템들도 존재한다.
기지국들은 광섬유들에 의해 원격 안테나 헤드들에 접속되는 것이 바람직하다. 종래의 광섬유-무선(radio-over-fiber) 시나리오들은 기지국과 원격 안테나 헤드에 증폭기를 갖는 전송기 간의 아날로그 신호들의 광학 전송을 수반한다.
2-광섬유-링(2-fiber-ring)을 사용하는 셀룰러 무선 네트워크에서 광섬유-무선 개념을 구현한 일례가 유럽 특허 EP 1553791 B1에 설명되어 있다.
그러나, 광학 전송의 품질은 예를 들어 색 분산(chromatic dispersion)과 같은 잡음, 비선형성 및 감쇠(attenuation) 영향을 심하게 받는다. 따라서, 광섬유-무선 개념들에 대한 기술적인 구현들은 매우 섬세한 광학 변조 기술들 및 신호 조절(signal conditioning)을 수반해야 한다.
기본적으로, 아날로그 무선 주파수 신호들의 광학 전송은 신호 변조 기술들 및 신호 조절에 대한 높은 전기적인 영향들을 수반한다. 실제로, 강도 변조 및 직접 검출의 방법은 간단하고 단순하며 거의 선형인 광학 전송 속성들을 허용하지만, 한편, 그것은 아날로그 무선 주파수 전송을 위한 요구사항들을 만족하기 위해 고가의 변조기들 및 변조기 구동기들을 필요로 한다. 양측파대변조(double side band modulation)가 사용되는 경우, 색 분산은 무선 주파수 전력의 주파수 및 길이 종속 억압을 결과로 낼 것이며, 이는 전송 품질을 악화시킬 것이다.
따라서 본원 발명의 목적은 전송 장치와 적어도 하나의 수신 장치 간의 광학 접속을 갖는, 신호 증폭을 위한 전력 증폭기를 사용하여 전송 장치로부터 적어도 하나의 수신 장치로 신호들을 전송하는 비용 효율적이고 고장 없는 방법을 제안하는 것이다.
이 목적은 청구항 제 1 항의 교시에 따른 방법, 청구항 제 8 항의 교시에 따른 LINC 증폭기, 청구항 제 10 항의 교시에 따른 전송 장치, 청구항 제 13 항의 교시에 따른 수신 장치, 및 청구항 제 15 항의 교시에 따른 통신 네트워크에 의해 달성된다.
예를 들어, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), WIMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), 또는 3GPP LTE(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution)와 같은 모바일 통신 시스템들은 최대 2.6 GHz 주파수들에서 고출력 전력을 갖는 전력 증폭기들을 필요로 하므로, 소위 LINC(linear amplification by nonlinear components) 증폭기들이 신호 증폭을 위해 사용되는데, 이는 LINC 증폭기들이 이 높은 선형성 및 효율성의 특징을 갖기 때문이다.
상기 LINC 증폭기들에서, 입력 데이터 신호는 2개의 고정 엔벨로프 위상 변조된 신호 성분들로 분할된다. 이어서 각각의 신호는 전력 증폭기에 의해 증폭된다. 고정 엔벨로프 신호들은 양 전력 증폭기들 모두가 높은 효율성을 위해 최적으로 디자인되도록 허용한다. 위상 변조된 입력 데이터 신호 및 본래의 진폭의 증폭된 복제(replica)를 생성하기 위해, 증폭 후에 양 신호 모두는, 예를 들어, 칠렉스(Chireix) 또는 윌킨슨(Wilkinson) 조합기와 같은 적절한 조합기에 의해 다시 조합된다.
본원 발명의 주요 아이디어는 적어도 하나의 광학 접속에 의해 접속된 2개의 원격 부분들로 LINC 증폭기를 나눔으로써 월등한 광섬유-무선 아키텍처를 실현하는 것이다. 디지털 신호들이 아날로그 신호들보다 간섭들에 고장을 덜 일으키므로, 디지털 광학 신호들이 적어도 하나의 광학 접속을 통해 전송되는 것이 바람직하다.
본원 발명에 따르면, 데이터 신호는 전송 장치에 위치된 LINC 증폭기의 제 1 부분에서 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들로 재현되며, 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 전송 장치에 위치된 적어도 하나의 전기-광학 변환기(electro-optical converter)에서 전기 신호에서 광학 신호로 변환되며, 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 광학 접속을 통해 전송 장치로부터 적어도 하나의 수신 장치로 전송되고, 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 수신 장치에 위치한 적어도 하나의 광학-전기 변환기에서 광학 신호에서 전기 신호로 변환되며, 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 상기 적어도 하나의 수신 장치에 위치한 LINC 증폭기의 제 2 부분에서 증폭 및 조합된다.
적어도 하나의 원격 안테나 헤드를 통해 지지국으로부터 사용자 단말로 신호들을 전송하기 위해, 신호 증폭용 LINC 증폭기가 사용되고, 신호들은 상기 적어도 하나의 광학 접속을 통해 기지국으로부터 상기 적어도 하나의 원격 안테나 헤드로 전송된다.
이 개념은 비용 및 하드웨어적 노력을 용이하게 줄이는 새로운 아키텍처들을 가능하게 하고, 또한, 예를 들어, 빔 형성 및 MIMO 응용들에서 스케일링(scaling)을 용이하게 한다.
적어도 하나의 광학 접속을 통해 디지털 광학 신호들을 전송하게 하기 위해, 고정 엔벨로프 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는, 그들을 적어도 하나의 적절한 전기-광학 변환기로 전달하기 전에, 디지털 전기 도메인(domain)으로 변환시킬 필요가 있다. 이는 2개의 고정 엔벨로프 위상 변조된 신호 성분들의 고정 진폭에 의해 가능해진다.
본원 발명의 다른 개발 양태들은 종속 청구항들 및 다음의 설명으로부터 이해될 수 있다.
다음에는, 본원 발명이 첨부된 도면들을 더욱 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본원 발명이 구현될 수 있는, 원격 안테나 헤드들 및 기지국을 포함하는 셀룰러 통신 네트워크를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 최신식 LINC 증폭기 아키텍처를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본원 발명에 따른 분산형 LINC 증폭기를 갖는 전송기 및 수신기를 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본원 발명에 따른, 광학 다중화 및 역다중화의 원리들을 적용한, 분산형 LINC 증폭기를 갖는 전송기 및 수신기를 개략적으로 나타내는 도면.
도 5는 본원 발명에 따른, 스케일링을 보여주기 위한 2개의 안테나들 및 2개의 분산형 LINC 증폭기들을 갖는 수신기 및 전송기를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본원 발명에 따른, 스케일링을 보여주기 위한 광학 다중화 및 역다중화의 원리들을 적용한, 2개의 안테나들 및 2개의 분산형 LINC 증폭기들을 갖는 수신기 및 전송기를 개략적으로 나타내는 도면.
본원 발명이 구현될 수 있는 신호 전송 및 수신을 위한 통신 네트워크(CN)의 원리적 구성이 도 1에 나타나 있다. 통신 네트워크(CN)는 기지국(BS), 원격 안테나 헤드들(RAH1-RAH4), 및 사용자 단말들(UE1-UE4)을 포함한다.
상기 원격 안테나 헤드들(RAH1-RAH4) 각각은, 예를 들어, 광섬유 또는 광학 자유-공간 접속(OF1, OF2, OF8, OF9, 및 OF10)의 광학 접속에 의해 각각 기지국(BS)에 접속된다. 상기 사용자 단말들(UE1-UE4) 각각은 상기 원격 안테나 헤드들(RAH1-RAH4) 중 하나 또는 복수에 접속되는데, 이는 도 1에 양방향 화살표로 표현되어 있다. 기지국(BS)은 그 후 코어 네트워크에 접속되는데, 이는 도면을 간단히 하기 위해 도 1에 나타내지 않았다.
원격 안테나 헤드(RAH1-RAH4)를 통해 기지국(BS)에서 사용자 단말(UE1-UE4)로 전송되야 하는 신호들을 증폭하기 위해, 원격 안테나 헤드들(RAH1-RAH4)에 위치된 최신식 LINC 증폭기들이 사용될 수 있다.
도 2는 최신식 LINC 증폭기를 개략적으로 나타낸다.
예를 들어, 기저대의 입력을 위한, LINC 증폭기의 입력, 중간 주파수 또는 무선 주파수(RF) 신호들(Vin(t))은 신호 분할기(SIS)의 입력에 접속된다.
신호 분할기(SIS)의 제 1 출력은 제 1 출력단(OS1)의 입력에 접속된다. 신호 분할기(SIS)의 제 2 출력은 제 2 출력단(OS2)의 입력에 접속된다.
제 1 출력단(OS1)의 출력은 조합기(C)의 제 1 입력에 접속되고, 제 2 출력단(OS2)의 출력은 조합기(C)의 제 2 입력에 접속된다.
조합기(C)의 출력은 증폭된 신호(Vout(t))를 출력하도록 제공된다.
도 2에 나타낸 바와 같은 최신식 LINC 증폭기를 사용하는 신호 증폭 방법에서, 아날로그 입력 신호(Vin(t))는 LINC 증폭기의 입력으로 송신되고, 이에 따라, 신호 분할기(SIS)의 입력으로 송신된다. 신호 분할기(SIS)에서, 입력 신호(Vin(t))는 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들로 분할된다. 즉, 입력 신호(Vin(t))의 진폭 변조는 다음과 같이 고정 엔벨로프를 가진 2개의 신호들(V1(t) 및 V2(t))의 위상 변조들로 변환된다:
Figure pct00001
위의 수학식들에서, ω는 주파수이고, θ(t)는 즉각적인 위상 변화, A는 A(t)의 최대값이다.
고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분(V1(t))는 제 1 출력단(OS1)의 입력에서 공급되어 상기 제 1 출력단(OS1)에서 증폭된다. 제 1 출력단(OS1)의 출력에서, 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분(V1(t))의 증폭된 사본은 조합기(C)의 제 1 입력에서 입력으로 제공된다.
고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분(V2(t))는 제 2 출력단(OS2)의 입력에서 공급되어 상기 제 2 출력단(OS2)에서 증폭된다. 제 2 출력단(OS2)의 출력에서, 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분(V2(t))의 증폭된 사본은 조합기(C)의 제 2 입력에서 입력으로 제공된다.
조합기(C)에서, 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분(V1(t))의 증폭된 사본은 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분(V2(t))의 증폭된 사본에 조합되어, 입력 신호(Vin(t))의 증폭된 사본이 생성된다. 상기 입력 신호(Vin(t))의 증폭된 사본은 조합기(C)의 출력에서 LINC 증폭기의 출력 신호(Vout(t))로 제공된다.
다음에, 본원 발명의 4개의 실시예들에서 LINC 증폭기들의 응용이 설명된다. 모든 4개의 실시예들의 기본 아이디어는 전송 장치에 위치된 LINC 증폭기의 제 1 부분에서 고정 진폭의 위상 변조된 신호 성분들을 생성하고, 고정 진폭의 상기 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 광학 접속을 통해 수신 장치에 위치된 LINC 증폭기의 제 2 부분으로 전송하고, LINC 증폭기의 제 2 부분에서 고정 진폭의 위상 변조된 신호 성분들을 증폭하고 조합하는 것이다.
본원 발명에 따른 LINC 증폭기(LINC1)의 실시예가 도 3에 나타나 있다. LINC 증폭기(LINC1)는 점선 상자로 나타나있으며, 신호 분할기, 반송파 합성기(carrier synthesizer; CS), 4개의 전기-광학 변환기들(EO1-EO4), 2개의 광학 부가기들(A1 및 A2), 2개의 광학-전기 변환기들(OE1 및 OE2), 2개의 위상 신호 재-합성기들(re-synthesizer)(PSRS1 및 PSRS 2), 2개의 스위칭된 출력단들(OS1 및 OS2), 및 조합기(C)를 포함한다.
도 3에 나타낸 실시예에서, 신호 분할기, 반송파 합성기(CS), 4개의 전기-광학 변환기들(EO1-EO4), 및 2개의 광학 부가기들(A1 및 A2)은 상자로 표현된 기지국(BS)에 포함되고, 2개의 광학-전기 변환기들(OE1 및 OE2), 2개의 위상 신호 재-합성기들(PSRS1 및 PSRS2), 2개의 스위칭된 출력단들(OS1 및 OS2), 및 조합기(C)는 또한 상자로 표현된 원격 안테나 헤드(RAH1)에 포함된다.
기지국(BS)은 제 3 광학-전기 변환기(OE3) 및 수신기(RX)를 더 포함한다.
원격 안테나 헤드(RAH1)는 안테나 네트워크(AN), 저 잡음 증폭기(LNA), 다운 변환기(DC), 아날로그 대 디지털 변환기(AD2), 및 제 5 전기-광학 변환기(EO5)를 더 포함한다.
LINC 증폭기(LINC1)의 중간 주파수 신호들에 대한 입력은 신호 분할기(SIS)의 입력에 접속된다.
신호 분할기(SIS)의 제 1 출력은 제 1 전기-광학 변환기(EO1)의 입력에 접속된다.
제 1 전기-광학 변환기(EO1)의 출력은 광학 접속을 통해 제 1 광학 부가기(A1)의 제 1 입력에 접속되고, 제 1 광학 부가기(A1)의 출력은, 예를 들어, 광섬유 또는 광학 자유-공간 접속과 같은 광학 접속(OF1)을 통해 제 1 광학-전기 변환기(OE1)의 입력에 접속된다.
제 1 광학-전기 변환기(OE1)의 출력은 제 1 위상 신호 재-합성기(PSRS1)의 입력에 접속되고, 제 1 위상 신호 재-합성기(PSRS1)의 출력은 제 1 출력단(OS1)의 입력에 접속된다.
제 1 출력단(OS1)의 출력은 조합기(C)의 제 1 입력에 접속된다.
신호 분할기(SIS)의 제 2 출력은 제 2 전기-광학 변환기(EO2)의 입력에 접속된다.
제 2 전기-광학 변환기(EO2)의 출력은 광학 접속을 통해 제 2 광학 부가기(A2)의 제 1 입력에 접속되고, 제 2 광학 부가기(A2)의 출력은, 예를 들어, 광섬유 또는 광학 자유-공간 접속과 같은 광학 접속(OF2)을 통해 제 2 광학-전기 변환기(OE2)의 입력에 접속된다.
제 2 광학-전기 변환기(OE2)의 출력은 제 2 위상 신호 재-합성기(PSRS2)의 입력에 접속되고, 제 2 위상 신호 재-합성기(PSRS2)의 출력은 제 2 출력단(OS2)의 입력에 접속된다.
제 2 출력단(OS2)의 출력은 조합기(C)의 제 2 입력에 접속된다.
반송파 합성기(CS)의 출력은 제 3 전기-광학 변환기(EO3)의 입력 및 제 4 전기-광학 변환기(EO4)의 입력 모두에 접속된다.
제 3 전기-광학 변환기(EO3)의 출력은 광학 접속을 통해 제 1 광학 부가기(A1)의 제 2 입력에 접속되고, 제 4 전기-광학 변환기(EO4)의 출력은 광학 접속을 통해 제 2 광학 부가기(A2)의 제 2 입력에 접속된다.
본원 발명의 실시예에서, 반송파 합성기(CS)의 출력은 오직 하나의 전기-광학 변환기의 입력에 접속되고, 전기-광학 변환기의 출력은 광학 접속을 통해 제 1 광학 부가기(A1)의 제 2 입력 및 광학 접속을 통해 제 2 광학 부가기(A2)의 제 2 입력 모두에 접속된다.
조합기(C)의 출력은 안테나 네트워크(AN)에 접속된다.
본원 발명의 일 실시예에서, 예를 들어, 필터, 이퀄라이저, 또는 사전-증폭기와 같은 신호 조절을 위한 추가의 장치가 각각 전기-광학 변환기들(EO1-EO4)과 광학-전기 변환기들(OE1 및 OE2) 간의 신호 경로들 및 각각 광학-전기 변환기들(OE1 및 OE2)과 출력단들(OS1 및 OS2) 간의 신호 경로들에 포함된다.
수신 경로에서, 안테나 네트워크(AN)의 출력은 저 잡음 증폭기(LNA)의 입력에 접속되고, 저 잡음 증폭기(LNA)의 출력은 다운 변환기(DC)의 입력에 접속된다.
다운 변환기(DC)의 출력은 아날로그-대-디지털 변환기(AD)의 입력에 접속되고, 아날로그-대-디지털 변환기(AD)의 출력은 제 5 전기-광학 변환기(EO5)의 입력에 접속된다.
제 5 전기-광학 변환기(EO5)의 출력은, 예를 들어, 광섬유 또는 광학 자유-공간 접속과 같은 광학 접속(OF3)을 통해 제 3 광학-전기 변환기(OE3)의 입력에 접속된다.
제 3 광학-전기 변환기(OE3)의 출력은 다음에 수신기(RX)의 입력에 접속된다.
본원 발명의 일 실시예에서, LINC 증폭기(LINC1)의 출력은, 예를 들어, 선형화 및 최적화를 위해 바람직하게 제 5 전기-광학 변환기(EO5)의 입력에서 수신 경로에 접속되며, 이는 도 3에서 점선 화살표로 나타나 있다.
바람직하게, 상기 전기-광학 변환기들(EO1-EO5) 각각은 직접 변조되거나, 예를 들어, 전기흡광도(electroabsorption) 및 니오브산리튬(lithiumniobate) 변조기에 의해 외부에서 변조되는 레이저 다이오드를 포함한다.
바람직하게, 상기 광학-전기 변환기들(OE1-OE3) 각각은 소위 PIN-다이오드 또는 소위 애벌런치-포토-다이오드(avalanche-photo-diode)를 포함한다.
도 3에 나타낸 실시예에서, 바람직하게 주파수 범위 10-100 MHz의 중간 주파수(fif)상의 아날로그 데이터 신호는 LINC 증폭기(LINC1)의 입력으로 송신되고 이에 따라 신호 분할기(SIS)의 입력으로 송신된다. 신호 분할기(SIS)에서, 아날로그 데이터 신호는 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들로 분할된다.
고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 신호 분할기(SIS)에서 아날로그에서 디지털 신호들로 변환된다.
본원 발명의 다른 실시예에서, 아날로그에서 디지털 신호들로의 변환은 신호 분할기(SIS)에서는 수행되지 않으며, 신호 분할기(SIS)와 전기-광학 변환기(EO1 및 EO2) 각각 간의 신호 경로에 위치하는 아날로그-대-디지털 변환기에서 수행된다.
고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분은 광학 소스의 빛의 주파수인 foptical을 갖는 광학 소스를 사용하여 디지털 전기 신호들을 디지털 광학 신호들로 변환하기 위해 제 1 전기-광학 변환기(EO1)로 송신되고, 이에 따라, 제 1 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분은 주파수 fOS=foptical±fif를 갖는다.
제 1 전기-광학 변환기(EO1)의 출력으로부터, 제 1 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분은 광학 접속을 통해 제 1 부가기(A1)의 제 1 입력으로 송신된다.
고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분은 광학 소스의 빛의 주파수인 foptical을 갖는 광학 소스를 사용하여 디지털 전기 신호들을 디지털 광학 신호들로 변환하기 위해 제 2 전기-광학 변환기(EO2)로 송신되고, 이에 따라, 제 2 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분은 주파수 fOS=foptical±fif를 갖는다.
제 2 전기-광학 변환기(EO2)의 출력으로부터, 제 2 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분은 광학 접속을 통해 제 2 부가기(A2)의 제 1 입력으로 송신된다.
반송파 합성기(CS)에서, 바람직하게 수백 MHz 내지 몇 GHz의 주파수 범위의 무선 주파수 frf 상의 무선 주파수 반송파 신호가 생성된다. 무선 주파수 반송파 신호는 광학 소스의 빛의 주파수인 foptical을 갖는 광학 소스를 사용하여 전기 무선 주파수 반송파 신호를 광학 무선 주파수 반송파 신호로 변환하기 위해 제 3 및 제 4 전기-광학 변환기(EO3 및 EO4)로 송신되고, 이에 따라, 광학 무선 주파수 반송파 신호는 주파수 forf=foptical±frf를 갖는다.
제 3 및 제 4 전기-광학 변환기(EO3 및 EO4)의 출력으로부터, 광학 무선 주파수 반송파 신호는 광학 접속들을 통해 각각 제 1 부가기(A1) 및 제 2 부가기(A2)의 제 2 입력으로 송신된다.
제 1 부가기(A1)에서, 제 1 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분에는 광학 무선 주파수 반송파 신호가 부가되는데, 즉, 주파수 fOS=foptical±fif를 갖는 제 1 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분에는 주파수 forf=foptical±frf를 갖는 광학 무선 주파수 반송파 신호가 합산되고, 그 결과 제 1 조합된 광학 데이터 신호들이 생성된다.
제 1 부가기(A1)의 출력으로부터, 제 1 조합된 광학 데이터 신호들은 광학 접속(OF1)을 통해 제 1 광학-전기 변환기(OE1)의 입력으로 송신된다.
제 1 광학-전기 변환기(OE1)에서, 광학 헤테로다이닝(optical heterodyning)의 원리가 적용되고, 제 1 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분은 제 1 디지털 전기 위상 변조된 신호 성분로 상향 변환된다(upconvert). 검출된 제 1 디지털 전기 위상 변조된 신호 성분의 세기는 주파수 fdes=frf±fif로 가변적인데, 이는 foptical의 범위의 세기의 모든 고주파수 요소들이 제 1 광학-전기 변환기(OE1)에서 시간적으로 평균화되기 때문이다. 제 1 디지털 전기 위상 변조된 신호 성분은 제 1 광학-전기 변환기(OE1)의 출력으로부터 제 1 위상 신호 재-합성기(PSRS1)의 입력으로 송신되는데, 여기서 고정 진폭의 아날로그 제 1 위상 변조된 신호 성분이 복원된다.
고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분은 제 1 위상 신호 재-합성기(PSRS1)의 출력으로부터 제 1 출력단(OS1)의 입력으로 송신되고, 제 1 출력단(OS1)의 출력에서 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분의 증폭된 사본이 생성된다.
본원 발명의 일 실시예에서, 고정 진폭의 아날로그 제 1 위상 변조된 신호 성분은 제 1 출력단(OS1)에서 필터링하는 내재적 수동 신호 재구성에 의해 복원되고, 어떠한 제 1 위상 신호 재-합성기(PSRS1)도 불필요하다.
고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분의 증폭된 사본은 조합기(C)의 제 1 입력으로 송신된다.
제 2 부가기(A2)에서, 제 2 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분에는 광학 무선 주파수 반송파 신호가 부가되는데, 즉, 주파수 fOS=foptical±fif를 갖는 제 2 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분에는 주파수 forf=foptical±frf를 갖는 광학 무선 주파수 반송파 신호가 합산되고, 그 결과 제 2 조합된 광학 데이터 신호들이 생성된다.
제 2 부가기(A2)의 출력으로부터, 제 2 조합된 광학 데이터 신호들은 광학 접속(OF2)을 통해 제 2 광학-전기 변환기(OE2)의 입력으로 송신된다.
제 2 광학-전기 변환기(OE2)에서, 광학 헤테로다이닝의 원리가 적용되고, 제 2 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분은 제 2 디지털 전기 위상 변조된 신호 성분로 상향 변환된다. 검출된 제 2 디지털 전기 위상 변조된 신호 성분의 세기는 주파수 fdes=frf±fif로 가변적인데, 이는 foptical의 범위의 세기의 모든 고주파수 요소들이 제 2 광학-전기 변환기(OE2)에서 시간적으로 평균화되기 때문이다. 제 2 디지털 전기 위상 변조된 신호 성분은 제 2 광학-전기 변환기(OE2)의 출력으로부터 제 2 위상 신호 재-합성기(PSRS2)의 입력으로 송신되는데, 여기서 고정 진폭의 아날로그 제 2 위상 변조된 신호 성분이 복원된다.
고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분은 제 2 위상 신호 재-합성기(PSRS2)의 출력으로부터 제 2 출력단(OS2)의 입력으로 송신되고, 제 2 출력단(OS2)의 출력에서 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분의 증폭된 사본이 생성된다.
본원 발명의 일 실시예에서, 고정 진폭의 아날로그 제 2 위상 변조된 신호 성분은 제 2 출력단(OS2)에서 필터링하는 내재적 수동 신호 재구성에 의해 복원되고, 어떠한 제 2 위상 신호 재-합성기(PSRS2)도 불필요하다.
고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분의 증폭된 사본은 상기 조합기(C)의 제 2 입력으로 송신된다.
조합기(C)에서, 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분의 증폭된 사본에 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분의 증폭된 사본이 조합되는데, 그 결과 LINC 증폭기(LINC1)의 입력에서 제공되는 아날로그 데이터 신호의 상향 변환되고 증폭된 사본이 생성된다. 상기 아날로그 데이터 신호의 증폭된 사본은 LINC 증폭기(LINC1)의 출력 신호로서 조합기(C)의 출력에서 제공된다.
아날로그 데이터 신호의 샹항 변환되고 증폭된 사본은 무선 전송을 위해 안테나 네트워크(AN)로 송신된다.
수신 경로에서, 아날로그 전기 신호들은 신호 증폭을 위해 안테나 네트워크(AN)에서 저잡음 증폭기(LNA)로 송신된다.
증폭된 아날로그 전기 신호들은 하향 변환기(DC)로 송신되는데, 여기서 신호들은 무선 주파수에서 중간 주파수로 하향 변환된다.
하향 변환된 아날로그 전기 신호들은 디지털화를 위해 아날로그-대-디지털 변환기(AD)로 송신되고, 디지털 전기 신호들은 디지털 전기 신호들을 디지털 광학 신호들로 변환하기 위해 제 5 전기-광학 변환기(EO5)로 송신된다.
디지털 광학 신호들은 광학 접속(OF3)을 통해 제 5 전기-광학 변환기(EO5)로부터 제 3 광학-전기 변환기(OE3)로 송신된다.
제 3 광학-전기 변환기(OE3)에서, 디지털 광학 신호들은 디지털 전기 신호들로 역-변환되어(back-converted) 다음 처리를 위해 수신기(RX)로 송신된다.
본원 발명의 일 실시예에서, LINC 증폭기(LINC1)의 선형화가 필요해지면, LINC 증폭기(LINC1)의 출력은 제 5 전기-광학 변환기(EO5) 및 광학 접속(OF3)을 통해 기지국(BS)으로 피드백(feed back)되고, 상기 피드백된 출력 신호에 기초하여, LINC 증폭기(LINC1)가 제어되는데, 이는 수신기(RX)와 신호 분할기(SIS) 간의 점선 화살표로 표현된다.
광학 헤테로다이닝을 사용함에 의한, 본원 발명의 상기 설명된 실시예의 장점들은 전기 상향 변환에 대한 필요성이 낮아지고, 고정 진폭의 위상 변조된 신호 성분들에 관련된 신호 처리가 상당히 낮아진 속도에서 중간 주파수 레벨 상에서 수행됨으로써, 전력 손실 및 칩 복잡도가 낮아진다는 것이다.
그러나, 광학 헤테로다이닝의 적용은 본원 발명에 대하여 의무적인 것은 아니다. 따라서, 본원 발명의 일 실시예에서, 고정 진폭의 위상 변조된 신호 성분들은 그것이 각각 제 1 및 제 2 전기-광학 변환기들(EO1 및 EO2)로 송신되기 전에 전기적으로 상향 변환되고, 디지털 광학 위상 변조된 신호 성분들은 광학 접속을 통해 제 1 및 제 2 광학-전기 변환기들(OE1 및 OE2)로 각각 송신된다. 그 결과, 반송파 합성기(CS), 제 3 및 제 4 전기-광학 변환기들(EO3 및 EO4), 및 부가기들(A1 및 A2)은 이 실시예에서 불필요하다.
원칙적으로, 본원 발명의 응용에 대하여, 고정 진폭의 양 위상 변조된 신호 성분들 모두가 광학 신호로서 기지국(BS)으로부터 원격 안테나 헤드(RAH1)로 전송될 필요는 없는데, 즉, 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분 또는 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분이 기지국(BS)으로부터 원격 안테나 헤드(RHA1)로 전기적으로 전송되는 것이 가능하다. 따라서, 본원 발명의 실시예들에서, 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분 및 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분 중 단지 하나만이 기지국(BS)으로부터 원격 안테나 헤드(RHA1)로 광학적으로 전송된다.
본원 발명의 일 실시예에서, LINC 증폭기(LINC1)의 입력으로 송신되는 아날로그 데이터 신호는 중간 주파수 상에 있는 것이 아니라 기저대 주파수 상에 있다.
도 4에 나타낸 실시예에서, 본원 발명에 따라, 광학 다중화 및 역다중화의 원리가 적용된 분산형 LINC 증폭기(LINC2)가 나타나 있다. 분산형 LINC 증폭기(LINC2)의 기본 구조는 도 3에 나타내고 앞서 설명된 분산형 LINC 증폭기(LINC1)의 구조와 유사하다. 따라서, 다음에는 도 3에 나타낸 분산형 LINC 증폭기(LINC1)와 비교해 차이점들만을 설명할 것이다.
도 4에 나타낸 분산형 LINC 증폭기(LINC2)는 기지국(BS)에 위치한 광학 다중화기(MUX) 및 원격 안테나 헤드(RAH1)에 위치한 광학 역다중화기(DEMUX)를 포함한다.
제 1 광학 부가기(A1)의 출력은 광학 접속을 통해 광학 다중화기(MUX)의 제 1 입력에 접속된다.
제 2 광학 부가기(A2)의 출력은 광학 접속을 통해 광학 다중화기(MUX)의 제 2 입력에 접속되고, 광학 다중화기(MUX)의 출력은 광학 접속(OF4)을 통해 광학 역다중화기(DEMUX)의 입력에 접속된다.
광학 역다중화기(DEMUX)의 제 1 출력은 광학 접속을 통해 제 1 광학-전기 변환기(OE1)의 입력에 접속되고, 광학 역다중화기(DEMUX)의 제 2 출력은 광학 접속을 통해 제 2 광학-전기 변환기(OE2)의 입력에 접속된다.
도 3에 나타낸 실시예에서, 고정 진폭의 제 1 및 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분들은 개별적인 광학 접속들(OF1 및 OF2)을 통해 기지국(BS)에서 원격 안테나 헤드(RAH1)로 전송된다.
도 4에 나타낸 실시예에서, 고정 진폭의 제 1 및 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분들, 및 광학 무선 주파수 반송파 신호는 광학 다중화기(MUX)에서 다중화되고, 공통의 광학 접속(OF4)을 통해 광학 역다중화기(DEMUX)로 전송되는데, 광학 역다중화기(DEMUX)에서 광학 신호들이 역다중화된다. 광학 다중화 및 역다중화가 이 실시예에 적용되기 때문에, 전기-광학 변환기들(EO1 및 EO3)에서의 상향 변환을 위해 사용되는 광학 주파수는 전기-광학 변환기들(EO2 및 EO4)에서의 상향 변환을 위해 사용되는 광학 주파수와 다르다. 제 1 광학 위상 변조된 신호 성분 및 각각의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 제 1 광학-전기 변환기(OE1)로 송신되고, 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분 및 각각의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 제 2 광학-전기 변환기(OE2)로 송신된다.
도 5에 나타낸 실시예에서, 각각이 안테나 네트워크(AN1 및 AN2)에 각각 접속되고 기지국(BS) 및 원격 안테나 헤드(RAH1)에 포함된 2개의 분산형 LINC 증폭기들(LINC 3 및 LINC4)이 본원 발명에 따른 스케일링을 보여주기 위해 나타나 있다. 분산형 LINC 증폭기들(LINC3 및 LINC4)의 기본 구조 및 기능은 도 3에 나타나고 앞서 설명된 분산형 LINC 증폭기(LINC1)의 구조와 유사하다. 따라서, 다음에는 도 3에 나타낸 분산형 LINC 증폭기(LINC1)와 비교해 차이점들만이 설명된다.
도 5에 나타낸 실시예에서, 각각의 분산형 LINC 증폭기(LINC3 및 LINC4)에 대한 개별적인 반송파 합성기를 갖는 대신, 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC3) 및 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC4) 모두에 대한 무선 주파수 반송파 신호들의 생성을 위한 반송파 합성기(CS)가 사용된다. 반송파 합성기(CS)의 출력은 4개의 전기-광학 변환기들(EO3, EO4, EO6, EO7)의 4개의 입력들에 접속된다. 다중 대역 응용에 대한 다른 실시예들에서, 2개 이상의 반송파 합성기(CS)가 상이한 반송파 주파수들을 제공하기 위해 사용된다.
전기-광학 변환기(EO3)의 출력은 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC3)의 제 1 광학 부가기(A1)의 입력에 접속되고, 전기-광학 변환기(EO4)의 출력은 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC3)의 제 2 광학 부가기(A2)의 입력에 접속된다.
전기-광학 변환기(EO6)의 출력은 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC4)의 제 1 광학 부가기(A3)의 입력에 접속되고, 전기-광학 변환기(EO7)의 출력은 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC4)의 제 2 광학 부가기(A4)의 입력에 접속된다.
본원 발명의 일 실시예에서, 반송파 합성기(CS)의 출력은 오직 하나의 전기-광학 변환기의 입력에 접속되고, 전기-광학 변환기의 출력은 광학 접속들을 통해 4개의 광학 부가기들(A1-A4)의 입력들에 접속된다.
2개의 분산형 LINC 증폭기들(LINC3 및 LINC4) 각각은 광학 다중화 및 역다중화에 의해 수행되는 원격 안테나 헤드(RAH1)와 기지국(BS) 간의 공통의 광학 수신 경로를 가진다는 차이점을 제외하고, 도 3의 앞서 설명된 바와 같은 수신 경로를 갖는다.
상부 분산형 LINC 증폭기(LINC3)의 안테나 네트워크(AN1)의 출력 및 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC4)의 안테나 네트워크(AN2)의 출력은 각각의 저잡음 증폭기(LNA1 및 LNA2)의 입력에 각각 접속된다.
본원 발명의 일 실시예에서, 상부 LINC 증폭기(LINC3)의 출력 및 하부 LINC증폭기(LINC4)의 출력은 바람직하게 제 5 전기-광학 변환기(EO5) 및 제 10 전기-광학 변환기(EO10)의 입력에서 각각의 수신 경로에 접속되는데, 이는 도 5에 점선 화살표로 표시되어 있다. 수신기(RX)는 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC3)의 신호 분할기(SIS1) 및 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC4)의 신호 분할기(SIS2) 모두에 접속되는데, 이는 도 5에서 2개의 점선 화살표로 표시되어 있다. 이와 달리, 수신기(RX)는 선형화 알고리즘이 통상 수행되는 디지털 처리 유닛에 접속된다.
공통의 반송파 합성기(CS) 및 양 LINC 증폭기들(LINC 3 및 LINC4) 모두에 대한 공통의 수신 경로의 사용은 비용을 감소시키고, 소위 빔형성 또는 다중-입력-다중-출력을 적용하는 몇몇의 안테나들의 사용을 위해 시스템을 스케일링하게 한다.
본원 발명의 일 실시예에서, 특정 반송파 합성기에서 각각의 LINC 증폭기에 대하여 생성된 각각의 LINC 증폭기에 대한 특정 무선 반송파 주파수를 도 5 에 나타낸 바와 같은 몇몇의 LINC 증폭기들과 조합함으로써, 예를 들어, 각각의 LINC 증폭기의 신호 전송을 위한 전용 주파수 대역을 갖는 다중 대역 커버리지 또는 단편화된(fragmented) 전송기가 달성될 수 있다.
도 6에 나타나 있는 실시예에서, 각각 안테나 네트워크(AN1 및 AN2)에 접속되고 광학 다중화 및 역다중화의 원리들을 적용하는 원격 안테나 헤드(RAH1) 및 기지국(BS)에 포함되는 2개의 분산형 LINC 증폭기들(LINC5 및 LINC6)이 본원 발명에 따라 스케일링을 보여주기 위해 나타나 있다. 분산형 LINC 증폭기들(LINC5 및 LINC6)의 기본 구조 및 기능은 도 4에 나타내고 앞서 설명된 분산형 LINC 증폭기(LINC2)의 구조와 유사하다. 따라서, 다음에는 도 4에 나타낸 분산형 LINC 증폭기(LINC2)와 비교해 차이점들만을 설명할 것이다.
도 6에 나타낸 실시예에서, 각각의 분산형 LINC 증폭기(LINC5 및 LINC6)에 대한 개별적인 반송파 합성기를 갖는 대신, 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5) 및 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6) 모두에 대한 무선 주파수 반송파 신호들의 생성을 위해 반송파 합성기(CS)가 사용된다. 반송파 합성기(CS)의 출력은 4개의 전기-광학 변환기들(EO3, EO4, EO6, EO7)의 4개의 입력들에 접속된다.
전기-광학 변환기(EO3)의 출력은 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 제 1 광학 부가기(A1)의 입력에 접속되고, 전기-광학 변환기(EO4)의 출력은 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 제 2 광학 부가기(A2)의 입력에 접속된다.
전기-광학 변환기(EO6)의 출력은 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 제 1 광학 부가기(A3)의 입력에 접속되고, 전기-광학 변환기(EO7)의 출력은 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 제 2 광학 부가기(A4)의 입력에 접속된다. 도 6의 기지국(BS)은 양 분산형 LINC 증폭기들(LINC5 및 LINC6) 모두에 의해 사용되는 광학 다중화기(MUX)를 포함하고, 원격 안테나 헤드(RAH1)는 양 분산형 LINC 증폭기들(LINC5 및 LINC6) 모두에 의해 또한 사용되는 광학 역다중화기(DEMUX)를 포함한다.
상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 제 1 광학 부가기(A1)의 출력은 광학 접속을 통해 광학 다중화기(MUX)의 제 1 입력에 접속되고, 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 제 2 광학 부가기(A2)의 출력은 광학 접속을 통해 광학 다중화기(MUX)의 제 2 입력에 접속된다.
하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 제 1 광학 부가기(A3)의 출력은 광학 접속을 통해 광학 다중화기(MUX)의 제 3 입력에 접속되고, 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 제 2 광학 부가기(A4)의 출력은 광학 접속을 통해 광학 다중화기(MUX)의 제 4 입력에 접속된다.
광학 다중화기(MUX)의 출력은 광학 접속(OF7)을 통해 광학 역다중화기(DEMUX)의 입력에 접속된다.
광학 역다중화기(DEMUX)의 제 1 출력은 광학 접속을 통해 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 제 1 광학-전기 변환기(OE1)의 입력에 접속되고, 광학 역다중화기(DEMUX)의 제 2 출력은 광학 접속을 통해 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 제 2 광학-전기 변환기(OE2)의 입력에 접속된다.
광학 역다중화기(DEMUX)의 제 3 출력은 광학 접속을 통해 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 제 1 광학-전기 변환기(OE4)의 입력에 접속되고, 광학 역다중화기(DEMUX)의 제 2 출력은 광학 접속을 통해 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 제 2 광학-전기 변환기(OE5)의 입력에 접속된다.
도 3에 나타낸 실시예에서, 고정 진폭의 제 1 및 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분들은 개별적인 광학 접속들(OF1 및 OF2)을 통해 기지국(BS)으로부터 원격 안테나 헤드(RAH1)로 전송된다.
도 6에 나타낸 실시예에서, 고정 진폭의 제 1 및 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분들 및 양 LINC 증폭기들(LINC5 및 LINC6) 모두의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 광학 다중화기(MUX)에서 다중화되고 공통의 광학 접속(OF7)을 통해 광학 역다중화기(DEMUX)로 전송되는데, 이 역다중화기(DEMUX)에서 광학 신호들이 역다중화된다.
광학 다중화 및 역다중화가 이 실시예에 적용되기 때문에, 전기-광학 변환기들(EO1, EO2, EO9, EO8)에서의 상향 변환을 위해 사용되는 광학 주파수들에 대응하는 전기-광학 변환기들(EO3, EO4, EO6, EO7)에서의 상향 변환을 위해 사용되는 광학 주파수들은 모두 서로 다르다.
제 1 광학 위상 변조된 신호 성분 및 상부 LINC 증폭기(LINC5)의 각각의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 상부 LINC 증폭기(LINC5)의 제 1 광학-전기 변환기(OE1)로 송신되고, 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분 및 상부 LINC 증폭기(LINC5)의 각각의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 상부 LINC 증폭기(LINC5)의 제 2 광학-전기 변환기(OE2)로 송신된다.
제 1 광학 위상 변조된 신호 성분 및 하부 LINC 증폭기(LINC6)의 각각의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 하부 LINC 증폭기(LINC6)의 제 1 광학-전기 변환기(OE4)로 송신되고, 제 2 광학 위상 변조된 신호 성분 및 하부 LINC 증폭기(LINC6)의 각각의 광학 무선 주파수 반송파 신호는 하부 LINC 증폭기(LINC6)의 제 2 광학-전기 변환기(OE5)로 송신된다.
2개의 분산형 LINC 증폭기들(LINC5 및 LINC6)은 도 5에서 앞서 설명된 바와 같은 수신 경로들을 갖는다.
상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 안테나 네트워크(AN1)의 출력 및 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 안테나 네트워크(AN2)의 출력은 각각의 저잡음 증폭기(LNA1 및 LNA2)의 입력에 각각 접속된다.
본원 발명의 일 실시예에서, 상부 LINC 증폭기(LINC5)의 출력 및 하부 LINC 증폭기(LINC6)의 출력은 바람직하게 제 5 전기-광학 변환기(EO5) 및 제 10 전기-광학 변환기(EO10)의 입력에서 각각의 수신 경로에 접속되는데, 이는 도 6에서 점선 화살표들로 표시된다. 수신기(RX)는 상부 분산형 LINC 증폭기(LINC5)의 신호 분할기(SIS1) 및 하부 분산형 LINC 증폭기(LINC6)의 신호 분할기(SIS2) 모두에 접속되는데, 이는 도 6에서 2개의 점선 화살표들로 표시되어 있다. 이와 달리, 수신기(RX)는 선형화 알고리즘이 통상 수행되는 디지털 처리 유닛에 접속된다.
공통의 반송파 합성기(CS), 공통의 다중화기(MUX), 공통의 역다중화기(DEMUX), 및 양 LINC 증폭기들(LINC 5 및 LINC6) 모두에 대한 공통의 수신 경로의 사용은 비용을 감소시키고, 소위 빔 형성 또는 다중-입력-다중-출력을 적용하는 몇몇의 안테나들의 사용을 위해 시스템을 스케일링가능하게 한다.
본원 발명의 일 실시예에서, 각각의 LINC 증폭기에 대한 특정 무선 반송파 주파수를 도 6 에 나타낸 바와 같은 몇몇의 LINC 증폭기들과 조합함으로써, 예를 들어, 각각의 LINC 증폭기의 신호 전송을 위한 전용 주파수 대역을 갖는 다중 대역 커버리지 또는 단편화된 전송기가 달성될 수 있다.
본원 발명의 다른 실시예에서, 사용자 단말(UE4)으로의 신호 전송을 위해 사용되는 2개의 원격 안테나 헤드들(RAH3 및 RAH4)의 경우에 대하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기지국(BS)으로부터의 신호들은 적어도 2개의 광학 접속들(OF9, OF10)을 거쳐 적어도 2개의 원격 안테나 헤드들(RAH3 및 RAH4)을 통해 소위 빔 형성 또는 다중-입력-다중-출력 절차를 적용하는 사용자 단말(UE4)로 전송된다.
앞서 설명된 실시예들에서, 아날로그 데이터 신호들이 LINC 증폭기들(LINC1 - LINC6)의 입력에서 제공된다. 그러나, 다른 선호되는 실시예들에서, LINC 증폭기들(LINC1 - LINC6)의 입력에서 각각 제공되는 입력 데이터 신호는, 예를 들어, 기저대 주파수 상에서 디지털 처리 유닛으로부터 제공되는 소위 I 또는 Q 값과 같은 디지털 신호이다. 신호 분할기(SIS)에서, 디지털 데이터 신호는 고정 진폭의 2개의 디지털 위상 변조된 신호 성분들로 분할된다. 디지털 입력 데이터 신호들을 사용하는 실시예에서, 아날로그 입력 데이터 신호들을 사용하는 실시예들에서 설명된 바와 같은 신호 분할기(SIS)에서 아날로그 신호들에서 디지털 신호들로의 변환이 불필요하지만, 대신 전용 신호 처리가 수행되어야 한다.
디지털 입력 데이터 신호들을 사용하는 실시예들에서, 신호 분할기(SIS)는 FPGA(field programmable gate array)에서 구현되는 것이 바람직하지만 또한 ASIC(application-specific integrated circuit)에서 구현될 수도 있다.
본원 발명에 따른 이러한 LINC 증폭기는, 예를 들어, 표준 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), 3GPP LTE(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution), 또는 WIMA(Worldwide Interoperability for Microwave Access)를 적용하는 통신 네트워크에 대하여 사용될 수 있다.
상기 실시예들에서, 본원 발명은 적어도 하나의 원격 안테나 헤드(RAH1)를 통해 기지국(BS)으로부터 사용자 단말(UE1)로 신호들을 전송하는 것에 대하여 설명했지만, 본원 발명은 또한, 예를 들어, 점대점 무선 시스템에서 사용되거나 랙(rack)의 장치들의 접속을 위해 사용되는 것과 같은 임의의 전송 장치로부터 임의의 수신 장치로 신호들을 전송하기 위해 응용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 신호 증폭용 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)를 사용하여 전송 장치(BS)로부터 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)로 데이터 신호를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 데이터 신호는 상기 전송 장치(BS)에 위치하는 상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 1 부분에서 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들로 표현되고,
    상기 고정 진폭(constant amplitude)의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 상기 전송 장치(BS)에 위치하는 적어도 하나의 전기-광학 변환기(EO1, EO2)에서 전기 신호에서 광학 신호로 변환되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 광학 접속(OF1, FO2, OF4)을 통해 상기 전송 장치(BS)로부터 상기 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)로 전송되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)에 위치하는 적어도 하나의 광학-전기 변환기(OE1, OE2)에서 광학 신호에서 전기 신호로 변환되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 상기 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)에 위치하는 상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 2 부분에서 증폭되고 조합되는, 데이터 신호를 전송하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 상기 적어도 하나는 상기 전송 장치(BS)에서 아날로그 전기 신호에서 디지털 전기 신호로 변환되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 상기 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 광학 접속(OF1, FO2, OF4)을 통해 디지털 광학 신호로서 전송되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 상기 적어도 하나는 상기 수신 장치(RAH1)에서 디지털 전기 신호에서 아날로그 전기 신호로 변환되는, 데이터 신호를 전송하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    무선 주파수 반송파 신호가 상기 전송 장치(BS)의 다른 전기-광학 변환기(EO3, EO4)에서 전기 신호에서 광학 무선 주파수 반송파 신호로 변환되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 상기 적어도 하나에는 상기 광학 무선 주파수 반송파 신호가 부가되어, 조합된 광학 신호를 생성하고,
    상기 조합된 광학 신호는 상기 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)의 광학-전기 변환기(OE1, OE2)에서 광학 신호에서 전기 신호로 변환되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 상기 적어도 하나는 상기 광학-전기 변환기(OE1, OE2)에서 광학 헤테로다이닝(heterodyning)을 적용하는 광학 무선 주파수 반송파 신호와의 곱에 의해 무선 주파수 도메인으로 상향 변환되는(upconverted), 데이터 신호를 전송하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 출력 신호는 상기 전송 장치(BS)로 피드백되고,
    상기 피드백된 출력 신호에 기초하여, 상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)가 제어되거나 선형화되는, 데이터 신호를 전송하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송 장치(BS)는 기지국이고, 상기 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)는 원격 안테나 헤드이고, 상기 데이터 신호는 상기 적어도 하나의 원격 안테나 헤드(RAH1)를 통해 상기 기지국(BS)으로부터 사용자 단말(UE1)로 전송되는, 데이터 신호를 전송하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기지국(BS)으로부터의 데이터 신호들은 적어도 2개의 원격 안테나 헤드들(RAH3, RAH4)을 통해 빔 형성 또는 다중-입력-다중-출력을 적용하는 사용자 단말(UE4)로 전송되는, 데이터 신호를 전송하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 상기 전송 장치(BS)의 전기-광학 변환기들(EO1, EO2)에서 전기 신호들에서 광학 신호들로 변환되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 상기 전송 장치(BS)에 위치한 광학 다중화기(MUX)에서 광학적으로 다중화되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 하나의 광학 접속(OF4)을 통해 상기 전송 장치(BS)로부터 상기 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)에 위치한 광학 역다중화기(DEMUX)로 전송되고,
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들은 상기 광학 역다중화기(DEMUX)에서 광학적으로 역다중화되는, 데이터 신호를 전송하는 방법.
  8. LINC 증폭기(LINC1, LINC2)에 있어서,
    상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 1 부분은 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분을 위한 제 1 신호 경로, 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분을 위한 제 2 신호 경로, 및 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 전기 신호들에서 광학 신호들로 변환하기 위한 적어도 하나의 전기-광학 변환기(EO1, EO2)를 포함하고,
    상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 2 부분은 상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 광학 신호들에서 전기 신호들로 변환하기 위한 적어도 하나의 광학-전기 변환기(OE1, OE2), 상기 제 1 위상 변조된 신호 성분의 증폭을 위한 제 1 출력단(OS1), 상기 제 2 위상 변조된 신호 성분의 증폭을 위한 제 2 출력단(OS2), 및 상기 고정 진폭의 2개의 증폭된 위상 변조된 신호 성분들을 조합하기 위한 조합기(C)를 포함하고,
    상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 상기 제 1 및 제 2 부분은 적어도 하나의 광학 접속(OF1, OF2, OF4)에 의해 접속되는, LINC 증폭기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 조합기(C)는 칠렉스(Chireix) 또는 윌킨슨(Wilkinson) 조합기인, LINC 증폭기.
  10. 적어도 하나의 수신 장치(RAH1)로 신호들을 전송하기 위한 전송 장치(BS)에 있어서,
    상기 전송 장치(BS)는 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 1 부분으로서,
    고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분을 위한 제 1 신호 경로;
    고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분을 위한 제 2 신호 경로; 및
    2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 전기 신호들에서 광학 신호들로 변환하기 위한 적어도 하나의 전기-광학 변환기(EO1, EO2)를 포함하는, 전송 장치(BS).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전송 장치(BS)는 원격 안테나 헤드(RAH1)를 통해 신호들을 사용자 단말(UE1)로 전송하기 위한 기지국(BS)인, 전송 장치(BS).
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전송 장치(BS)는 표준 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), 3GPP LTE(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution), 또는 WIMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)를 적용하는 통신 네트워크를 위해 사용되는, 전송 장치(BS).
  13. 전송 장치(BS)로부터 송신된 신호들을 수신하기 위한 수신 장치(RAH1)에 있어서,
    상기 수신 장치(RAH1)는 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 2 부분으로서,
    고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 광학 신호들에서 전기 신호들로 변환하기 위한 적어도 하나의 광학-전기 변환기(OE1, OE2);
    제 1 위상 변조된 신호 성분의 증폭을 위한 제 1 출력단(OS1);
    제 2 위상 변조된 신호 성분의 증폭을 위한 제 2 출력단(OS2); 및
    상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들을 조합하기 위한 조합기(C)를 포함하는, 수신 장치(RAH1).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신 장치(RAH1)는 기지국(BS)으로부터 송신된 신호들을 수신하기 위한 원격 안테나 헤드(RAH1)인, 수신 장치(RAH1).
  15. 적어도 하나의 원격 안테나 헤드(RAH1)를 통해 적어도 하나의 기지국(BS)으로부터 사용자 단말(UE1)로 신호들을 전송하기 위한 상기 적어도 하나의 기지국(BS) 및 상기 적어도 하나의 원격 안테나 헤드(RAH1)를 포함하는 통신 네트워크(CN)에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기지국은 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 1 부분으로서, 고정 진폭의 제 1 위상 변조된 신호 성분을 위한 제 1 신호 경로, 고정 진폭의 제 2 위상 변조된 신호 성분을 위한 제 2 신호 경로, 및 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 전기 신호들에서 광학 신호들로 변환하기 위한 적어도 하나의 전기-광학 변환기(EO1, EO2)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 원격 안테나 헤드(RAH1)는 상기 LINC 증폭기(LINC1, LINC2)의 제 2 부분으로서, 상기 고정 진폭의 2개의 위상 변조된 신호 성분들 중 적어도 하나를 광학 신호들에서 전기 신호들로 변환하기 위한 적어도 하나의 광학-전기 변환기(OE1, OE2), 상기 제 1 위상 변조된 신호 성분의 증폭을 위한 제 1 출력단(OS1), 상기 제 2 위상 변조된 신호 성분의 증폭을 위한 제 2 출력단(OS2), 및 고정 진폭의 2개의 증폭된 위상 변조된 신호 성분들을 조합하기 위한 조합기를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 기지국(BS)은 광학 접속(OF1, OF2, OF4)을 통해 상기 적어도 하나의 원격 안테나 헤드(RAH1)에 접속되는, 통신 네트워크(CN).
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