KR20160027750A - 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법 - Google Patents

광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160027750A
KR20160027750A KR1020140116259A KR20140116259A KR20160027750A KR 20160027750 A KR20160027750 A KR 20160027750A KR 1020140116259 A KR1020140116259 A KR 1020140116259A KR 20140116259 A KR20140116259 A KR 20140116259A KR 20160027750 A KR20160027750 A KR 20160027750A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
port
communication signals
frequency band
frequency
intermodulation
Prior art date
Application number
KR1020140116259A
Other languages
English (en)
Inventor
김영석
이종식
곽도영
Original Assignee
주식회사 케이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티 filed Critical 주식회사 케이티
Priority to KR1020140116259A priority Critical patent/KR20160027750A/ko
Publication of KR20160027750A publication Critical patent/KR20160027750A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 출원은 광대역 기지국 안테나 및 이의 운영방법에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나는, 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호에 대한 송수신을 지원하는 복수개의 방사체; 및 상기 복수개의 방사체로부터 수신하는 복수개의 통신신호 중에서, 기 설정된 주파수 대역의 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력하고, 나머지 주파수 대역의 통신신호는 각각 개별 포트로 출력하는 주파수 결합기를 포함할 수 있다.

Description

광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법 {Wide band antenna and method for operating the same}
본 출원은 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법에 관한 것으로서, 특히 복수개의 방사체를 내장한 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법에 관한 것이다.
기지국용 안테나는 특정 주파수 대역을 위하여 제작되므로, 복수개의 주파수 대역을 가지는 통신사업자 등은 각 주파수 대역에 대응하는 안테나를 설치할 필요가 있다. 따라서, 기지국에 설치되는 기지국용 안테나는 외관상 복잡하고 부피가 크며 설치 및 유지 보수 비용이 많이 발생하게 된다.
이를 극복하기 위하여, 최근에는 하나의 안테나에 각 주파수 대역을 지원할 수 있는 방사체를 복수개 내장하는 광대역 안테나를 활용하는 기술이 개발되고 있다. 특히, 주파수 결합장치 등을 이용하면, 방사체를 통하여 입력되는 서로 다른 주파수의 초고주파 신호를 하나의 경로로 통합할 수 있다. 이 경우, 기지국용 안테나에 사용되는 초고주파용 케이블의 필요수량을 절감하는 등의 효과를 얻을 수 있다.
그러나, 주파수 결합 장치 등을 이용하여, 복수개의 방사체의 초고주파용 케이블 또는 입출력 포트를 서로 공유하는 경우에는, 혼변조 간섭(intermodulation distortion) 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 통화품질이 저하되는 등의 문제점이 발생하게 된다.
본 출원은, 복수개의 방사체를 내장한 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나는, 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호에 대한 송수신을 지원하는 복수개의 방사체; 및 상기 복수개의 방사체로부터 수신하는 복수개의 통신신호 중에서, 기 설정된 주파수 대역의 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력하고, 나머지 주파수 대역의 통신신호는 개별 포트로 출력하는 주파수 결합기를 포함할 수 있다.
여기서 상기 복수개의 방사체는, 700MHz 이상 900Mhz 이하의 주파수 대역을 가지는 제1 방사체; 1.7GHz 이상 2.6GHz 이하의 주파수 대역을 가지는 제2 방사체; 및 1.7GHz 이상 2.6GHz 이하의 주파수 대역을 가지는 제3 방사체를 포함할 수 있다.
여기서 상기 복수개의 방사체는, 각각 2X2 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)을 지원할 수 있다.
여기서 상기 복수개의 방사체는, 각각 위상변환기를 더 포함하여, 동일한 주파수 대역의 서로 다른 통신신호의 위상을 변환하고, 상기 변환된 위상을 이용하여 상기 통신신호를 구별할 수 있다.
여기서 상기 주파수 결합기는, 상기 복수개의 방사체로부터 수신하는 복수개의 통신신호 중에서, 서로 결합할 때 혼변조 간섭현상(intermodulation distortion)이 발생하는 혼변조 주파수 대역은 상기 개별 포트로 출력하고, 상기 혼변조 주파수 대역에 해당하지 않는 통신신호를 결합하여 하나의 포트로 출력할 수 있다.
여기서 상기 주파수 결합기는, 결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3일 때, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 정수이고, m+n+r ≤ 3)를 상기 혼변조 주파수 대역으로 산출할 수 있다.
여기서 상기 주파수 결합기는, 결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3이고, 각 통신신호의 대역폭의 절반이 각각 d1, d2, d3일 때, 아래 표를 이용하여 혼변조 주파수 대역 및 혼변조 발생 범위를 산출할 수 있다.
Figure pat00001
여기서 상기 주파수 결합기는, 상기 제1 방사체의 서로 다른 2개의 통신신호를 각각 제1 포트 및 제2 포트를 통하여 수신하고, 상기 제2 방사체의 수신한 서로 다른 2개의 통신신호를 각각 제3 포트 및 제4 포트를 통하여 수신하며, 상기 제3 방사체의 서로 다른 2개의 통신신호를 각각 제5 포트 및 제6 포트를 통하여 수신할 수 있다.
여기서 상기 주파수 결합기는, 상기 제1 포트 및 제3 포트에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하여 A1 포트로 출력하고, 상기 제2 포트 및 제4 포트에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하여 A2 포트로 출력하며, 상기 제5포트 및 제6포트로 인가되는 통신신호는 각각 B1 포트 및 B2 포트로 출력할 수 있다.
여기서 상기 주파수 결합기는, 서로 결합할 때 혼변조 간섭현상(intermodulation distortion)이 발생하는 혼변조 주파수 대역에 해당하는 통신신호는 상기 제5포트 및 제6포트로 수신하여, B1 포트 및 B2 포트로 출력할 수 있다.
여기서 상기 주파수 결합기는, 결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3일 때, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 정수이고, m+n+r ≤ 3)를 상기 혼변조 주파수 대역으로 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 운용방법은, 복수개의 방사체를 이용하여, 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 복수개의 통신신호 중에서, 기 설정된 주파수 대역의 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력하고, 나머지 주파수 대역의 통신신호는 개별 포트로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지 장치는, 상기 광대역 기지국 안테나에 포함되는 주파수결합기의 A1 포트에 서로 다른 주파수 대역을 가지는 복수개의 무선신호를 인가하는 무선신호 인가부; 및 상기 주파수 결합기의 A2 포트에 구비되어, 상기 무선신호 인가부에서의 복수개의 무선신호 인가에 따라, 혼변조 현상이 발생할 것으로 예상되는 예상 주파수 대역의 노이즈 레벨 변화를 감지하는 커플러를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법에 의하면, 복수개의 방사체를 포함하는 광대역 기지국 안테나를 이용하여 통신서비스를 제공하므로, 외관의 복잡도를 감소시키고 공간활용도를 높일 수 있다. 또한, 복수개의 기지국 안테나를 포함하는 경우에 비하여 설치 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법에 의하면, 광대역 기지국 안테나의 입출력 포트를 공유할 수 있으므로 종래의 방사체 별로 입출력 포트를 설치하는 경우에 비하여 입출력 포트의 수를 줄일 수 있다. 또한, 입출력 포트를 공유하는 경우에 발생할 수 있는 혼변조 간섭의 발생을 억제시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법에 의하면, 동일한 주파수 대역을 지원하는 2개의 방사체에 동일한 주파수 대역을 각각 인가하여, 4X4 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 안테나의 형태로 활용하는 것이 가능하다. 따라서, 이후 4X4 MIMO 서비스가 상용화되는 경우에도, 안테나의 교체없이 4X4 MIMO 서비스를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나를 나타내는 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지 장치를 나타내는 개략도이다.
도3는 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 운영방법을 나타내는 순서도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나를 나타내는 개략도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나는 복수개의 방사체(110, 120, 130) 및 주파수 결합기(200)를 포함할 수 있다.
이하, 도1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나를 설명한다.
복수개의 방사체(110, 120, 130)는, 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호에 대한 송수신을 지원할 수 있다. 상기 방사체(110, 120, 130)는 각각 특정 주파수 대역의 통신신호를 송수신할 수 있으며, 예를들어, 3GPP Band3 (UL: 1710~1785MHz, DL: 1805~1880MHz), Band5 (UL: 824~849MHz, DL: 869~894MHz), Band7 (UL: 2500~2570MHz, DL: 2620~2690MHz) 등의 주파수 대역을 가지는 통신신호의 송수신을 지원할 수 있다. 복수개의 주파수 대역을 보유한 통신사 등의 사업자는, 상기 복수개의 방사체(110, 120, 130)를 포함하는 하나의 광대역 기지국 안테나를 이용하여, 복수개의 주파수 대역을 통한 통신서비스를 제공할 수 있다. 이 경우, 특정 주파수 대역을 위하여 각각의 기지국용 안테나를 별도로 설치하는 경우에 비하여, 외관이 복잡성 및 공간 활용도를 개선할 수 있으며, 설치 및 유지보수 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
광대역 기지국 안테나에 포함되는 방사체(110, 120, 130)의 개수 및 각각의 방사체(110, 120, 130)가 지원하는 주파수 대역은, 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를들어, 도1에 도시한 바와 같이, 3개의 방사체(110, 120, 130)가 광대역 기지국 안테나에 구비될 수 있으며, 700MHz 이상 900Mhz 이하의 주파수 대역을 지원하는 제1 방사체(110), 1.7GHz 이상 2.6GHz 이하의 주파수 대역을 지원하는 제2 방사체(120) 및 제3 방사체를 포함할 수 있다. 여기서, 동일한 주파수 대역을 지원하는 2개의 방사체를 포함하는 실시예도 가능하다.
복수개의 방사체(110, 120, 130)는, 각각 2X2 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)를 지원할 수 있다. 구체적으로, 도1에 도시한 바와 같이, 각각의 방사체(110, 120, 130)에는 위상변환기가 포함될 수 있으며, 상기 위상변환기에는 각각 2개의 포트(111, 112, 121, 122, 131, 132)가 구비될 수 있다. 여기서, 위상변환기를 이용하여 동일한 주파수 대역의 서로 다른 통신신호의 위상을 변환시킬 수 있으며, 이후 상기 변환된 위상을 감지하는 방식으로 각각의 통신신호를 구별할 수 있다. 즉, 상기 위상변환기는 각각의 포트(111, 112, 121, 122, 131, 132)로 입력되는 통신신호의 위상을 변환하는 방식으로, 상기 방사체(110, 120, 130)에 대한 다중 입력을 구별할 수 있다.
여기서, 각 방사체(110, 120, 130)마다 위상변환기가 포함되고, 각각의 위상변환기는 2개의 포트(111, 112, 121, 122, 131, 132)를 가지므로, 전체 6개의 주파수 경로가 발생할 수 있다.
복수개의 방사체(110, 120, 130)에서 수신한 통신신호는 주파수 결합기(200)로 제공될 수 있으며, 6개의 주파수 경로를 통하여 각각 주파수 결합기(200)에 입력될 수 있다. 즉, 6개의 통신신호가, 주파수 결합기(200)에 포함되는 6개의 입력포트(P1, P2, P3, P4, P5, P6)를 통하여 각각 입력될 수 있다. 구체적으로, 제1 방사체(110)의 2개의 주파수 경로는 각각 제1 포트(P1) 및 제2 포트(P2)를 통하여 입력되고, 제2 방사체(120)의 2개의 주파수 경로는 각각 제3 포트(P3) 및 제4 포트(P4)를 통하여 입력될 수 있다. 또한, 제3 방사체(130)의 2개의 주파수 경로는 각각 제5 포트(P5) 및 제6 포트(P6)를 통하여 입력될 수 있다.
주파수 결합기(200)는, 복수개의 방사체(110, 120, 130)로부터 복수개의 통신신호를 수신할 수 있으며, 수신한 통신신호 중에서 기 설정된 주파수 대역의 통신신호를 서로 결합하여 하나의 포트로 출력할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 주파수 결합기(200)를 이용하면, 광대역 기지국 안테나의 입출력 포트 수를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 초고주파용 케이블의 개수도 줄일 수 있어, 설치 및 유지 보수 비용을 절약할 수 있다.
다만, 방사체(110, 120, 130)로부터 입력되는 통신신호에 대한 입출력 포트를 공유하게 되면, 혼변조 간섭에 의하여 통신품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 상기 문제점을 해결하기 위하여, 여기서는 혼변조 간섭현상(intermodulation distortion)이 발생할 수 있는 혼변조 주파수 대역을 미리 산출할 수 있다. 이후, 혼변조 주파수 대역에 해당하는 통신신호는 각각 개별적인 포트로 출력하고, 상기 혼변조 주파수 대역 이외의 나머지 주파수 대역에 해당하는 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력할 수 있다. 따라서, 상술한 초고주파 케이블의 설치 개수를 줄이는 등 설치 및 유지 보수 비용을 절약하는 동시에, 통신품질의 저하문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3일 때, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 0을 포함하는 자연수이고, m+n+r ≤ 3)를 상기 혼변조 주파수 대역으로 산출할 수 있다. 즉, 최대 3차 혼변조 간섭의 영향까지 고려하여 혼변조 주파수 대역을 산출할 수 있다. 여기서, 각 통신신호의 대역폭의 절반이 각각 d1, d2, d3인 경우에는, 아래 표와 같이 각각의 혼변조 주파수 대역 및 혼변조 발생 범위를 산출할 수 있다.
혼변조간섭 발생조합 혼변조 간섭범위 하한 혼변조 간섭범위 상한
f1 + f2 f1 + f2 - d1 - d2 f1 + f2 + d1 + d2
f1 - f2 f1 - f2 - d1 - d2 f1 - f2 + d1 + d2
2f1 + f2 2f1 + f2 - 2d1 - d2 2f1 + f2 + 2d1 + d2
2f1 - f2 2f1 - f2 - 2d1 - d2 2f1 - f2 + 2d1 + d2
f1 + f2 + f3 f1 + f2 +f3 - d1 - d2 - d3 f1 + f2 + f3+ d1 + d2 + d3
f1 - f2 + f3 f1 - f2 +f3 - d1 - d2 - d3 f1 - f2 + f3+ d1 + d2 + d3
f1 - f2 - f3 f1 - f2 - f3 - d1 - d2 - d3 f1 - f2 - f3 + d1 + d2 + d3
본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나에서는, 1GHz 이하의 주파수 대역과 1GHz 이상의 주파수 대역을 동시에 사용할 가능성이 높으므로, 3차 혼변조 간섭 이외에 2차 혼변조 간섭의 발생여부도 확인할 필요가 있다. 또한, 하향 주파수 대역에서 발생한 통신신호간의 혼변조 간섭 현상이, 상향 주파수 대역에도 영향을 줄 수 있으므로, 상향 주파수 대역이 상기 혼변조 간섭 주파수 대역과 중첩되는지 여부도 확인할 필요가 있다.
한편, 도1에 도시한 바와 같이, 주파수 결합기(200)는, 제1 포트(P1) 및 제3 포트(P3)에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하여 A1 포트로 출력할 수 있으며, 제2 포트(P2) 및 제4 포트(P4)에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하여 A2 포트로 출력할 수 있다. 여기서, 주파수 결합기(200)는 결합 유닛(210)을 더 포함할 수 있으며, 결합 유닛(210)은 상기 제1 포트(P1) 및 제3 포트(P3)에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하는 기능을 수행할 수 있다. 반면에, 제5 포트(P5) 및 제6 포트(P6)로 인가되는 통신신호는 결합유닛(210)을 거치지 않고, 직접 각각 B1 포트 및 B2 포트로 출력될 수 있다.
여기서, 제2 방사체(120) 및 제3 방사체(130)는 동일한 주파수 대역을 지원하지만, 제2 방사체(120)와 제3 방사체(130)가 실제로 수신하는 통신신호의 중심주파수는 서로 상이할 수 있다. 예를들어, 제2 방사체(120) 및 제3 방사체(130)는 1.8Ghz, 2.1GHz, 2.3GHz, 2.6GHz를 중심주파수로 가지는 통신신호를 각각 나누어 수신할 수 있으며, 제2 방사체(120)는 제1 방사체(110)를 통하여 수신하는 통신신호와 혼변조 간섭을 일으키지 않는 중심주파수를 가지는 통신신호를 선택적으로 수신할 수 있다. 여기서, 제1 방사체(110)를 통하여 수신하는 통신신호는 700MHz, 850MHz, 900MHz의 중심주파수를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 방사체(110)를 통하여 수신된 통신신호와 혼변조 간섭을 일으키는 중심주파수를 가지는 통신신호는, 제3 방사체(130)를 통하여 수신하도록 하여, 광대역 기지국 안테나에서 발생하는 혼변조 간섭을 방지할 수 있다. 즉, 혼변조 주파수 대역에 해당하는 통신신호는 제5 포트(P5) 및 제6 포트(P6)로 수신하여, B1 포트 및 B2 포트로 출력하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 주파수 결합기(200)의 동작을 구체적인 예를들어 설명하면, 제1 방사체(120)에 중심주파수가 850MHz인 Band 5의 통신신호가 입력되고, 제2 방사체(120)에 중심주파수가 2.6GHz인 Band 7의 통신신호가 입력된 경우에는, (2.6GHz - 850MHz)에 의하여 1.75GHz가 혼변조 주파수 대역으로 산출된다. 여기서, 중심주파수가 1.8GHz인 Band 3의 업링크(Uplink) 주파수 대역은 1710~1785MHz이므로, 상기 업링크 주파수 대역에는 상기 혼변조 주파수 대역이 포함된다. 따라서, 제1 방사체(120)에 Band 5의 통신신호가 입력되고, 제2 방사체(120)에 Band 7의 통신신호가 입력되는 경우에는, Band 3의 통신신호에 혼변조 간섭이 발생하게 된다. 이 경우, 상기 Band 3 통신신호에 대한 혼변조 간섭을 방지하기 위하여, 상기 Band 7 통신신호를 제3 방사체(130)를 통하여 입력받도록 할 수 있다.
추가적으로, 제1 방사체(110), 제2 방사체(120) 및 제3 방사체(130)를 통하여 수신하는 통신신호의 중심주파수가 각각 설정되면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나는, 각 방사체에 대한 전기적 틸트(electrical tilt)를 적용하여 각각의 중심주파수에 대하여 최적화시킬 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는, 상기 주파수 결합기(200)가 직접 상기 혼변조 주파수 대역을 산출하는 것도 가능하다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지장치를 나타내는 개략도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 발생 감지장치는, 무선신호 인가부(310), 커플러(320) 및 스펙트럼 분석기(330)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 발생 감지장치를 설명한다.
무선신호 인가부(310)는, 광대역 기지국 안테나에 포함되는 주파수 결합기(200)의 A1 포트에, 서로 다른 주파수 대역을 가지는 복수개의 무선신호를 인가할 수 있다. 여기서, 무선신호 인가부(310)에는 복수개의 RRH(Remote Radio Head, 311, 312, 313)가 포함될 수 있으며, 상기 RRH(311, 312, 313)를 이용하여 복수개의 방사체(110, 120, 130) 대신에 서로 다른 주파수 대역을 가지는 무선신호를 제공할 수 있다. 복수개의 RRH(311, 312, 313)가 제공하는 무선신호의 주파수 대역, 중심주파수, 대역폭 등은 사용자가 임의로 조절할 수 있다.
커플러(Coupler, 320)는, 주파수 결합기(200)의 A2 포트에 연결될 수 있으며, 무선신호 인가부(310)에서의 무선신호 인가에 따라, 혼변조 현상이 발생할 것으로 예상되는 예상 주파수 대역에서의 노이즈 레벨 변화를 감지할 수 있다. 여기서, 혼변조가 발생할 것으로 예상되는 예상 주파수 대역은, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 0을 포함하는 자연수이고, m+n+r ≤ 3)를 이용하여 계산할 수 있다.
여기서, 커플러(320)는 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer, 330)를 더 포함할 수 있다. 스펙트럼 분석기(330)는 주파수 성분의 분포를 알기 위한 장치로서, 주파수 성분의 양을 그래프화하여 시각적으로 표시할 수 있다. 상기 스펙트럼 분석기(330)을 이용하면, 각각의 주파수 성분에 대한 노이즈 레벨을 판별할 수 있다.
따라서, 커플러(320)에서 예상 주파수 대역을 산출하면, 스펙트럼 분석기(330)를 이용하여 상기 예상 주파수 대역에서의 노이즈 레벨를 확인할 수 있다. 여기서, 예상 주파수 대역에서 노이즈 레벨이 상승하면, 실제로 혼변조 간섭 현상이 발생하는 것으로 판별할 수 있으며, 반대로 예상 주파수 대역에서 노이즈 레벨의 변화가 없으면 혼변조 간섭 현상이 발생하지 않은 것으로 판별할 수 있다.
예를들어, RRH에서, Band 5 및 Band 7에 해당하는 무선신호를 입력하면, 각각의 중심주파수 2.6GHz, 850MHz에 의하여, 1.75GHz가 예상 주파수 대역으로 산출된다. 이때, 스펙트럼 분석기(330)를 이용하여 1.75GHz에서의 노이즈 레벨의 상승 여부를 확인하여, 실제 혼변조 간섭 현상이 발생하는지 여부를 확인할 수 있다.
여기서, 실시예에 따라서는 무선신호 인가부(310)를 A2 포트에 연결하고, 커플러(320)를 A1 포트에 연결하여, 혼변조 간섭의 발생여부를 감지하는 것도 가능하다.
혼변조 간섭 감지 장치가, 광대역 기지국 안테나에 대하여 혼변조 간섭이 발생하는 것으로 판별한 경우에는, 각각의 방사체(110, 120, 130)을 통하여 입력받는 통신신호의 주파수 대역을 조절할 수 있다. 즉, 혼변조 간섭을 발생시키는 통신신호에 대하여는, 제3 방사체(130)를 통하여 입력받도록 하여, 나머지 통신신호에 대한 혼변조 간섭을 최소화하도록 할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 운용방법을 나타내는 순서도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 운용방법은 수신단계(S110) 및 출력단계(S120)를 포함할 수 있다.
이하, 도3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 운용방법을 설명한다.
수신단계(S110)에서는, 복수개의 방사체를 이용하여, 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 통신신호를 수신하는 방사체의 개수 및 각각의 방사체가 지원하는 주파수 대역은, 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를들어, 3개의 방사체가 광대역 기지국 안테나에 구비될 수 있으며, 700MHz 이상 900Mhz 이하의 주파수 대역을 지원하는 제1 방사체, 1.7GHz 이상 2.6GHz 이하의 주파수 대역을 지원하는 제2 방사체 및 제3 방사체를 포함할 수 있다.
복수개의 방사체에는 개별적으로 위상변환기가 구비될 수 있으며, 각각의 방사체는 상기 위상변환기에 의하여 2X2 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)를 지원할 수 있다. 이 경우, 각 방사체마다 2개의 주파수 경로가 형성되므로, 3개의 방사체를 포함하는 경우에는 전체 6개의 주파수 경로가 형성될 수 있다. 복수개의 방사체에서 수신한 통신신호는 각각 주파수 결합기로 제공될 수 있다.
출력단계(S120)에서는, 상기 수신한 복수개의 통신신호 중에서, 기 설정된 주파수 대역의 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력하고, 나머지 주파수 대역의 통신신호는 각각 개별 포트로 출력할 수 있다. 여기서, 통신신호에 대한 입출력 포트를 공유하게 되면, 혼변조 간섭에 의하여 통신품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 출력단계(S120)에서는 혼변조 간섭현상(intermodulation distortion)을 발생시킬 수 있는 혼변조 주파수 대역을 미리 산출하여, 상기 혼변조 주파수 대역에 해당하는 통신신호는 개별적인 포트로 출력하도록 할 수 있다. 즉, 상기 혼변조 주파수 대역 이외의 나머지 주파수 대역에 해당하는 통신신호만을 서로 결합하여 하나의 포트로 출력할 수 있다.
구체적으로, 결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3일 때, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 0을 포함하는 자연수이고, m+n+r ≤ 3)를 상기 혼변조 주파수 대역으로 산출할 수 있다. 즉, 최대 3차 혼변조 간섭의 영향까지 고려하여 혼변조 주파수 대역을 산출할 수 있다. 예를들어, 제1 방사체에 중심주파수가 850MHz인 통신신호가 입력되고, 제2 방사체에 중심주파수가 2.6GHz인 통신신호가 입력된 경우에는, (2.6GHz - 850MHz)에 의하여 1.75GHz가 혼변조 주파수 대역으로 산출된다. 여기서, 중심주파수가 1.8GHz인 통신신호의 업링크(Uplink) 주파수 대역은 1710~1785 MHz이므로, 상기 업링크 주파수 대역에 상기 혼변조 주파수 대역이 포함되게 된다. 따라서, 중심주파수가 1.8GHz인 통신신호에 대한 혼변조 간섭이 발생할 것으로 예상할 수 있다. 이 경우, 상기 중심주파수가 2.6 GHz에 해당하는 통신신호는 제3 방사체를 통하여 입력받은 후 개별적인 포트를 통하여 출력하도록 하여, 상기 1.8GHz 통신신호에 대한 혼변조 간섭을 방지할 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지방법을 나타내는 순서도이다. 이하, 도4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지방법을 설명한다.
먼저, 광대역 기지국 안테나에 대한 혼변조 간섭을 감지하기 위하여, 도2와 같이, 혼변조 간섭 감지 장치를 설치할 수 있다. 이후, 혼변조 간섭 감지 장치의 무선신호 인가부에 포함된 RRH를 통하여, 광대역 기지국 안테나에 포함된 주파수 결합기의 A1 포트에 무선신호를 인가할 수 있다(S210). 이때, 서로 다른 주파수 대역을 가지는 무선신호를 복수개 인가할 수 있으며, 상기 RRH는 최대 출력으로 무선신호를 인가할 수 있다. 이 경우, 주파수 결합기의 A2 포트에 연결되는 커플러에서는, RRH에서 인가하는 무선신호에 의한 노이즈 레벨을 측정하여 저장할 수 있다(S220).
다음으로, 커플러는 RRH에 의하여 인가되는 무선신호에 의하여 혼변조 현상이 발생할 것으로 예상되는 예상 주파수를 산출할 수 있다(S230). 여기서, 상기 예상 주파수 대역은 m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 0을 포함하는 자연수이고, m+n+r ≤ 3)를 이용하여 계산할 수 있다.
이후, 상기 예상 주파수대역에서의 노이즈 레벨을 확인할 수 있으며, 상기 예상 주파수 대역에서 노이즈 레벨이 상승하면, 실제로 무선신호에 의하여 혼변조 간섭이 발생한 것으로 판별할 수 있다(S240). 따라서, 상기 RRH에 인가한 무선신호 중에서 고주파수에 해당하는 무선신호는 제3 방사체를 통하여 수신하도록 조절할 수 있다(S250).
반면에, 상기 예상 주파수 대역에서의 노이즈 레벨의 상승이 없는 경우에는, 실제로 무선신호에 의한 혼변조 간섭이 발생하지 않은 것이므로, 주파수 결합기의 포트 설정을 유지할 수 있다(S240).
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
110: 제1 방사체 120: 제2 방사체
130: 제3 방사체 200: 주파수 결합기
210: 결합유닛 310: 무선신호 인가부
311, 312, 313: RRH 320: 커플러
330: 스펙트럼 분석기

Claims (13)

  1. 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호에 대한 송수신을 지원하는 복수개의 방사체; 및
    상기 복수개의 방사체로부터 수신하는 복수개의 통신신호 중에서, 기 설정된 주파수 대역의 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력하고, 나머지 주파수 대역의 통신신호는 개별 포트로 출력하는 주파수 결합기를 포함하는 광대역 기지국 안테나.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 방사체는
    700MHz 이상 900Mhz 이하의 주파수 대역을 가지는 제1 방사체;
    1.7GHz 이상 2.6GHz 이하의 주파수 대역을 가지는 제2 방사체; 및
    1.7GHz 이상 2.6GHz 이하의 주파수 대역을 가지는 제3 방사체를 포함하는 광대역 기지국 안테나.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수개의 방사체는
    각각 2X2 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)을 지원하는 광대역 기지국 안테나.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수개의 방사체는
    각각 위상변환기를 더 포함하여, 동일한 주파수 대역의 서로 다른 통신신호의 위상을 변환하고, 상기 변환된 위상을 이용하여 상기 통신신호를 구별하는 광대역 기지국 안테나.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    상기 복수개의 방사체로부터 수신하는 복수개의 통신신호 중에서, 서로 결합할 때 혼변조 간섭현상(intermodulation distortion)이 발생하는 혼변조 주파수 대역은 상기 개별 포트로 출력하고, 상기 혼변조 주파수 대역에 해당하지 않는 통신신호를 결합하여 하나의 포트로 출력하는 광대역 기지국 안테나.
  6. 제5항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3일 때, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 정수이고, m+n+r ≤ 3)를 만족하는 상기 혼변조 주파수 대역을, 상기 개별 포트로 출력하는 광대역 기지국 안테나.
  7. 제5항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3이고, 각 통신신호의 대역폭의 절반이 각각 d1, d2, d3일 때, 아래 표를 만족하는 상기 혼변조 주파수 대역을, 상기 개별 포트로 출력하는광대역 기지국 안테나.
    Figure pat00002

  8. 제4항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    상기 제1 방사체의 서로 다른 2개의 통신신호를 각각 제1 포트 및 제2 포트를 통하여 수신하고, 상기 제2 방사체의 수신한 서로 다른 2개의 통신신호를 각각 제3 포트 및 제4 포트를 통하여 수신하며, 상기 제3 방사체의 서로 다른 2개의 통신신호를 각각 제5 포트 및 제6 포트를 통하여 수신하는 광대역 기지국 안테나.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    상기 제1 포트 및 제3 포트에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하여 A1 포트로 출력하고, 상기 제2 포트 및 제4 포트에 인가되는 통신신호를 하나로 결합하여 A2 포트로 출력하며, 상기 제5포트 및 제6포트로 인가되는 통신신호는 각각 B1 포트 및 B2 포트로 출력하는 광대역 기지국 안테나.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    서로 결합할 때 혼변조 간섭현상(intermodulation distortion)이 발생하는 혼변조 주파수 대역에 해당하는 통신신호는 상기 제5포트 및 제6포트로 수신하여, B1 포트 및 B2 포트로 출력하는 광대역 기지국 안테나.
  11. 제10항에 있어서, 상기 주파수 결합기는
    결합되는 통신신호의 중심주파수가 각각 f1, f2, f3일 때, m*f1±n*f2±r*f3 (m, n, r은 정수이고, m+n+r ≤ 3)를 만족하는 상기 혼변조 주파수 대역을, 상기 개별 포트로 출력하는 광대역 기지국 안테나.
  12. 복수개의 방사체를 이용하여, 각각 서로 다른 주파수 대역의 통신신호를 수신하는 수신단계; 및
    상기 수신한 복수개의 통신신호 중에서, 기 설정된 주파수 대역의 통신신호는 서로 결합하여 하나의 포트로 출력하고, 나머지 주파수 대역의 통신신호는 개별 포트로 출력하는 출력단계를 포함하는 광대역 기지국 안테나의 운용방법.
  13. 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지 장치에 관한 것으로서,
    상기 광대역 기지국 안테나에 포함되는 주파수결합기의 A1 포트에 서로 다른 주파수 대역을 가지는 복수개의 무선신호를 인가하는 무선신호 인가부; 및
    상기 주파수 결합기의 A2 포트에 구비되어, 상기 무선신호 인가부에서의 복수개의 무선신호 인가에 따라, 혼변조 현상이 발생할 것으로 예상되는 예상 주파수 대역의 노이즈 레벨 변화를 감지하는 커플러를 포함하는 광대역 기지국 안테나의 혼변조 간섭 감지 장치.
KR1020140116259A 2014-09-02 2014-09-02 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법 KR20160027750A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140116259A KR20160027750A (ko) 2014-09-02 2014-09-02 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140116259A KR20160027750A (ko) 2014-09-02 2014-09-02 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160027750A true KR20160027750A (ko) 2016-03-10

Family

ID=55539055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140116259A KR20160027750A (ko) 2014-09-02 2014-09-02 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160027750A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11601190B2 (en) Apparatus and methods for radio frequency signal boosters
KR101803342B1 (ko) 무선 네트워크에서 운용되는 다중대역 라디오 장치 및 방법
US8923370B2 (en) Radio communication apparatus method
WO2015154437A1 (zh) 一种支持载波聚合的方法及终端
US7346323B2 (en) Diversity reception for co-siting base stations
US10122476B2 (en) Radio unit with internal parallel antenna calibration
GB2500265A (en) Reconfigurable RF circuit using two filters arranged to pass different carrier frequencies connected to a single amplifier with a selectable frequency range
RU2659233C2 (ru) Базовая станция
US8838043B2 (en) Multiband active-passive base station antenna
Chen et al. RF/Analog self-interference canceller for 2× 2 MIMO full-duplex transceiver
US20200280134A1 (en) Highly integrated smart microwave digital radio architecture
KR102244582B1 (ko) 액티브 어레이 안테나의 캘리브레이션 장치
JP7078233B2 (ja) チューナブルアンテナおよび通信端末
KR20160027750A (ko) 광대역 기지국 안테나 및 이의 운용방법
AU2015213626A1 (en) Combining radio frequency bands for increasing bandwidth in a wireless communication system
CN101414875A (zh) 时分双工系统中对隧道进行覆盖的方法、设备和系统
EP2101541A1 (en) Radio head for roads or rurual environments
EP3811520B1 (en) Radio unit for unsynchronized tdd multi-band operation
KR20140128014A (ko) 삽입 손실을 저감하기 위한 단말 장치
Petrović et al. LTE performance in a hybrid indoor DAS (Active vs. Passive)
KR101979259B1 (ko) 수동 혼변조 왜곡 회피를 위한 인빌딩 분산망 시스템
KR102246968B1 (ko) 분산 안테나 시스템의 헤드엔드 장치 및 이의 동작 방법
EP2560289A2 (en) Combining apparatus
KR102250111B1 (ko) 분산 안테나 시스템의 헤드엔드 장치 및 이의 동작 방법
KR101554005B1 (ko) 다중대역 기지국시스템에서 다중대역결합 및 안테나 틸팅을 위한 급전선 공유장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination