KR20160038547A - 중앙 제어국 장치, 원격 기지국 장치, 및 이들의 통신 방법 - Google Patents

중앙 제어국 장치, 원격 기지국 장치, 및 이들의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RoF(Radio over Fiber) 기술에 사용될 수 있는 중앙 제어국 장치, 원격 기지국 장치, 및 이들의 통신 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예는, 아날로그 신호를 중간 주파수의 반송파를 가진 신호로 변환하고 이것을 디지털 신호로 변환하여 원격 제어국 장치로 전송할 수 있는 중앙 제어국 장치 및 통신 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예는, 중간 주파수의 반송파를 가진 디지털 신호를 필터링함으로써 간이하게 대응되는 아날로그 신호를 이끌어 낼 수 있는 원격 기지국 장치 및 통신 방법을 제공할 수 있다.

Description

중앙 제어국 장치, 원격 기지국 장치, 및 이들의 통신 방법{CENTRAL OFFICE DEVICE, REMOTE SITE DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD THOSEOF}
본 발명은 RoF(Radio over Fiber) 기술에 사용될 수 있는 중앙 제어국 장치, 원격 기지국 장치, 및 이들의 통신 방법에 관한 것이다.
최근 들어 전세계적으로 스마트폰 열풍이 불면서 무선데이터 사용량이 급증하고 있다. 특히, 최근 보고서(Cisco VNI 2013)에 따르면 무선 트래픽의 80%가 실내 구간(In-door)에서 발생하고 있다. 따라서, 통신사들은 상기와 같이 폭증하고 있는 실내 구간에서의 무선 트래픽 수요를 효율적으로 충족하기 위해 지속적으로 이동통신 장비에 투자해야 하는 부담을 안고 있다.
이에 유선통신 기술과 무선통신 기술을 결합함으로써 대용량 멀티미디어 정보통신 서비스를 가능케하는, 초고주파 통신을 초고속 광통신 망에 연동시킨 광-무선 통신(RoF; Radio over Fiber) 기술에 관심이 집중되고 있다.
RoF 기술은 광 통신 기술과 무선 기술을 동시에 사용함으로써 채널 용량의 광대역화, 저비용화, 저전력화, 용이한 장비 설치 및 운용관리 등의 많은 이점을 가진다. 특히 RoF 기술의 일례인 분산형 안테나 시스템(DAS; Distributed Antenna System)은 공항 터미널이 나 쇼핑센터 및 대형 사무실과 같은 실내에서뿐만 아니라 지하 터널, 좁은 거리 및 고속 도로와 같은 실외에서도 초고속의 무선 멀티미디어 서비스를 위한 적절한 해결책을 제공하고 있다.
상기와 같은 종래의 RoF 기술은 원격 제어, 유지보수 용이 등 다양한 장점이 있으나, 아날로그 신호를 기초로 무선통신과 광 통신을 연동시키고 있으므로 디지털 신호에 비하여 주변 환경 변화에 영향을 받기 쉬운 면이 있다. 또한, 종래의 RoF 기술에 의하면 상기 아날로그 신호는 수 GHz의 매우 높은 주파수를 가지므로, RoF 시스템 구현에 고가의 RF 장비가 필요하게 되어 비용절감에 한계가 존재하였다.
본 발명의 다양한 실시예는, 아날로그 신호를 중간 주파수(IF; Intermediate frequency)의 반송파를 가진 신호로 변환하고 이것을 디지털 신호로 변환하여 원격 제어국 장치로 전송할 수 있는 중앙 제어국 장치 및 통신 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예는, 중간 주파수의 반송파를 가진 디지털 신호를 필터링함으로써 간이하게 대응되는 아날로그 신호를 이끌어 낼 수 있는 원격 기지국 장치 및 통신 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치는, 입력 신호를 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환 모듈, 상기 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조(Pulse Density Modulation)를 적용하여 상기 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성하는 변조 모듈, 및 상기 디지털 신호를 채널을 통해 원격 기지국 장치로 전송하는 전송 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 변조 모듈은, 펄스-밀도 변조(Pulse Density Modulation) 가운데 대역-통과 델타-시그마 변조(BPDSM: Band-Pass Delta Sigma Modulation) 또는 저역-통과 델타-시그마 변조(LPDSM: Low-Pass Delta Sigma Modulation)를 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 상기 원격 기지국 장치로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수보다 낮을 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 신호는 기저 대역 주파수를 가지는 신호일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 변환 모듈은, 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 각각 제1 중간 주파수의 반송파 및 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환하여 합성하고, 변조 모듈은, 합성된 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조를 적용하여, 상기 합성된 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치는, 디지털 신호를 광학적 디지털 신호로 변환하는 전광 변환 모듈을 더 포함하고, 전송 모듈은, 상기 광학적 디지털 신호를 상기 원격 기지국 장치로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원격 기지국 장치는, 채널로부터 디지털 신호를 수신하는 수신 모듈, 상기 디지털 신호를 필터링하여 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호를 통과시키는 필터링 모듈, 상기 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 소정의 통신 주파수로 변환하는 주파수 변환 모듈, 및 상기 변환된 아날로그 신호를 송출하는 안테나 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터링 모듈은, 수동 필터일 수 있고, 저역 통과 필터 또는 대역 통과 필터일 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치에 있어서, 수신 모듈은 광학적 디지털 신호를 수신할 수 있고, 상기 광학적 디지털 신호를 전기적인 디지털 신호로 변환하는 광전 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치에 있어서, 상기 소정의 통신 주파수는 상기 안테나 모듈과 상기 변환된 아날로그 신호를 수신하는 단말 간에 미리 정해져 있는 주파수인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치는, 디지털 신호를 필터링하여 제1 중간 주파수의 반송파를 가진 제1 아날로그 신호를 통과시키는 제1 필터링 모듈과, 상기 디지털 신호를 필터링하여 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 제2 아날로그 신호를 통과시키는 제2 필터링 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치는, 제1 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 제1 통신 주파수로 변환하는 제1 주파수 변환 모듈과, 제2 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 제2 통신 주파수로 변환하는 제2 주파수 변환 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 채널을 통해서 전송되는 신호가 디지털의 형태를 가지므로 주변 환경 변화에 비해 더욱 안정적인 성능 및 신호 품질을 달성할 수 있다. 또한, 중간 주파수(IF)로서 기저 대역 주파수보다 높고 원격 기지국 장치로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수보다 낮은 주파수를 사용하므로 저전력화 및 저비용화를 도모할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 인-빌딩(In-building) 네트워크를 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 네트워크를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변조 모듈에 의하여 사인파 신호가 변조되는 것을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조 모듈에 의하여 임의의 LTE 신호가 변조되는 것을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조 모듈에 의하여 출력된 신호의 스펙트럼을 나타낸다.
도 6a은 복수의 신호가 입력되었을 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 6b는 복수의 신호가 입력되었을 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 6c는 복수의 신호가 입력되었을 경우의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 기지국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 인-빌딩(In-building) 네트워크를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 인-빌딩 네트워크는, 분산형 안테나 시스템(DAS)을 구성할 수 있는 중앙 기지국 장치 100, 원격 기지국 장치 200a~200e, 광 케이블, 및 분배기를 포함할 수 있다.
중앙 제어국 장치 100은 중앙 집중국 장치, 중앙 유닛이라 불릴 수 있으며, 약자로는 CO(Central Office), CU(Central Unit) 등으로 기재될 수 있다. 중앙 제어국 장치 100은 외부로부터 입력 신호를 수신하고, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 방법(신호 전송 방법)을 수행할 수 있다. 상기 통신 방법의 결과로 생성된 디지털 신호는 광 케이블을 통해 도 1a에 도시된 빌딩의 각 층에 마련된 분배기로 전송될 수 있다.
원격 기지국 장치 200a~200e는 원격 기지국 장치, 기지국 장치, 원격 유닛이라 불릴 수 있으며, 약자로는 RS(Remote Site), RU(Remote Unit) 등으로 기재될 수 있다. 원격 기지국 장치 200a~200e는 광 케이블 및 분배기를 통하여 디지털 신호를 수신하고, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 통신 방법(신호 수신 방법)을 수행할 수 있다. 상기 통신 방법의 결과로 생성된 고주파수의 반송파를 가지는 신호는 각 층에 존재하는 다양한 사용자 단말로 전송될 수 있다.
한편, 도 1a에 도시된 빌딩에서는 분배기가 각 층마다 구비된 것으로 도시되어 있으나 한 층에 복수의 분배기가 구비된 것이어도 좋다. 또한, 분배기로는 구내 광 분배기를 사용할 수 있다.
도 1b는 본 발명의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 네트워크를 나타낸다.
도 1b를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 네트워크는 중앙 제어국 장치 100a~100e, 원격 노드(Remote Node; RN), 및 원격 기지국 장치 200a~200e를 포함할 수 있다.
중앙 제어국 장치 100a~100e(통칭하여 100)은 소정의 채널로 서로 연결되어 네트워크를 형성할 수 있다. 예를 들어 상기 네트워크는 광 케이블로 연결된 네트워크로서, 광학적 파장 분할 다중화(WDM; Wavelength Division Multiplexing)가 적용된 광 네트워크(예; MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network)) 일 수 있다.
중앙 제어국 장치 100을 포함하여 다양한 네트워크 토폴로지가 적용될 수 있다. 예를 들어 중앙 제어국 장치 100a는 원격 노드(RN) 및 원격 기지국 장치 200a~200c와 함께 스타-트리(star-tree)형 토폴로지를 가지는 광 네트워크를 구성할 수 있다. 또한 중앙 제어국 장치 100b는 원격 노드(RN) 및 원격 기지국 장치 200d~200e와 함께 링(ring)형 토폴로지를 가지는 광 네트워크를 구성할 수 있다.
원격 기지국 장치 200a~200e(통칭하여 200)는 당해 원격 기지국 장치 200가 커버하는 지역의 단말로 송출할 신호를 중앙 제어국 장치 100으로부터 상기 광 네트워크를 통해 수신할 수 있다. 즉, 원격 기지국 장치 200은 중앙 제어국 장치 100으로부터 수신한 신호를 미리 약속된 주파수의 반송파로 도시하지 않은 커리리지 범위 내에 있는 단말들로 송출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 100 및 원격 기지국 장치 200는 채널 300을 통해 상호 접속될 수 있다. 중앙 제어국 장치 100는 예를 들어 도 1a의 경우와 같이 빌딩에 설치되거나, 도 1b의 경우와 같이 소정의 네트워크 토폴로지에 포함될 수 있다.
중앙 제어국 장치 100는, 신호 변환 모듈 101, 변조 모듈 103, 전송 모듈 105를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나 중앙 제어국 장치 100은 스위칭 기능, 라우팅 기능을 추가로 수행하기 위한 적절한 다른 모듈을 더 구비할 수도 있다.
신호 변환 모듈 101은 입력 신호 401을 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호 403으로 변환(또는 생성)할 수 있다. 입력 신호 401은 기저대역 주파수(baseband frequency)를 가지는 신호, 특정 주파수의 반송파를 가진 신호, 또는 다양한 형태를 가진 디지털 신호일 수 있다. 상기 중간 주파수(IF)는, 상기 기저 대역 주파수보다 높고, 원격 기지국 장치 200(의 안테나 모듈 207)으로부터 공기중으로 송출되는 신호의 반송파 주파수(예: RF carrier)보다 낮은 주파수일 수 있다.
변조 모듈 103은 상기 아날로그 신호 403에 펄스-밀도 변조(PDM; Pulse Density Modulation)를 적용하여 상기 아날로그 신호 403에 대응되는 디지털 신호 405를 생성할 수 있다. 즉, 변조 모듈 103은 도 2에 도시한 바와 같이 중간 주파수의 반송파를 가진 신호 403에 펄스-밀도 변조(PDM)를 적용함으로써 두 가지 레벨(각각 '0' 또는 '1'에 대응)을 가지는 디지털 신호 405를 생성할 수 있다. 디지털 신호 405는 상기 아날로그 신호 403에 대응되는 중간 주파수를 가질 수 있다. 다만, 변조 모듈 103이 펄스-밀도 변조(PDM)를 수행함에 있어서 상기 디지털 신호 405에는 상기 중간 주파수보다 높은 주파수를 가지는 양자화 잡음(Quantization noise) 등이 포함될 수 있다.
또한, 펄스-밀도 변조(PDM)를 적용함에 있어서는 대역-통과 델타-시그마 변조(BPDSM: Band-Pass Delta Sigma Modulation) 또는 저역-통과 델타-시그마 변조(LPDSM: Low-Pass Delta Sigma Modulation)를 적용할 수 있다. 예를 들면, 저역-통과 델타-시그마 변조 모듈로서 CMOS 저역-통과 델타 시그마 변조기를 이용할 수 있다. 변조 모듈 103의 동작에 대하여는 도 3 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변조 모듈 103에 의하여 사인파(sine 波) 신호가 변조되는 것을 나타낸다.
도 3의 좌측 블록도를 참조하면, 사인파로 이루어진 입력 아날로그 신호 403는 변조 모듈 103에 의하여 두 가지 레벨('1' 또는 '0')을 가지는 디지털 신호 405로 변조될 수 있다. 도 3의 우측 그래프에는 상기 좌측 블록도에 대응되는 시간(가로축) 대 신호 세기(세로축)의 그래프가 도시되어 있다.
도 3의 우측 그래프를 참조하면, 변조 모듈 103은 예를 들어 시간축 상의 구간 405a에서와 같이 입력되는 신호 403의 세기가 큰 경우, 출력 신호 405로서 ‘1’레벨을 비교적 많이 포함하는 디지털 신호를 출력할 수 있다. 또한, 변조 모듈 103은 예를 들어 405c 구간에서와 같이 입력되는 신호 403의 세기가 작은 경우, 출력 신호 405로서 ‘0’레벨을 비교적 많이 포함하는 디지털 신호를 출력할 수 있다. 구간 405b에서와 같이 입력되는 신호 403의 세기가 중간 정도일 경우, 변조 모듈 103은‘1’과 ‘0’레벨 신호를 교대로 포함하는 디지털 신호 405를 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조 모듈에 의하여 임의의 LTE(Long-Term Evolution) 신호가 변조되는 것을 나타낸다.
도 4의 좌측 블록도를 참조하면, 10MHz(중간 주파수)의 반송파를 가진 임의의 LTE 신호 403은, 도 3과 마찬가지로, 변조 모듈 103에 의하여 두 가지 레벨을 가지는 디지털 신호 405로 변조될 수 있다. 도 4의 우측 그래프에는 상기 좌측 블록도에 대응되는 시간(가로축) 대 신호 세기(세로축)의 그래프가 도시되어 있다. 변조 모듈 103은 상기 LTE 신호 403의 신호의 세기가 클 때 ‘1’레벨이 다수 포함된 디지털 신호로 변조할 수 있고, 반대로 신호의 세기가 작을 때는 ‘0’레벨이 다수 포함된 디지털 신호로 변조할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조 모듈에 의하여 출력된 신호의 스펙트럼을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 도 4의 출력 신호 405에 대한, 주파수에 따른 신호의 세기의 그래프(주파수 스펙트럼)가 도시되어 있다. 가로축은 주파수를 나타내고 세로축은 신호의 세기(진폭)를 나타낸다.
전술한 바와 같이 변조 모듈 103은 중간 주파수의 반송파를 가진 신호 403에 펄스-밀도 변조(예: 델타-시그마 변조)를 적용함으로써 디지털 신호 405로 변환할 수 있다. 이때, 상기 디지털 신호 405는 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호와 양자화 잡음 등을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 그래프의 경우, 중간 주파수(10MHz)를 중심으로 약 5~15MHz의 대역에 중간 주파수의 신호가 포함되어 있다. 이에 비하여, 펄스-밀도 변조에 의하여 생성된 양자화 잡음은 약 17MHz부터 주파수가 높아질수록 그 크기가 증가하는 양상을 보인다. 이와 같은 양자화 잡음은 디지털 신호 405에 포함되어 원격 기지국 장치 200으로 전송될 수 있으므로 원격 기지국 장치 200은 상기 양자화 잡음을 제거함이 바람직하다(이에 대하여는 후술).
도 2로 되돌아와서, 전송 모듈 105는 디지털 신호 405에 대응되는 디지털 신호 407을 채널 300을 통해 원격 기지국 장치로 전송할 수 있다. 전송 모듈 105는 채널 300에 대응되는 모듈로 구현될 수 있다. 예를 들어 채널 300이 광 케이블 네트워크인 경우 전송 모듈 105는 레이저 다이오드(LD)를 포함할 수 있고, 채널 300이 대기(atmosphere)인 경우 안테나를 포함할 수 있다.
이로써, 중앙 제어국 장치 100은, 입력 신호를 중간 주파수 대역으로 주파수 천이(frequency shifting)시키고, 디지털화시켜 원격 기지국 장치 200으로 전송할 수 있다.
채널 300은 중앙 제어국 장치 100과 원격 기지국 장치 200이 신호를 송수신할 수 있도록 매개할 수 있다. 채널 300은 유선 통신의 경우 광 케이블, 동축 케이블 등을 포함할 수 있다. 한편, 채널 300은 무선 통신의 경우 대기를 의미할 수 있다. 아울러, 채널 300은 다양한 전송로로 구성되는 네트워크를 포함할 수 있고, 상기 네트워크 내에는 스위칭 장치, 라우팅 장치 등을 두루 포함하고 있을 수 있다.
원격 기지국 장치 200은 수신 모듈 201, 필터링 모듈 203, 주파수 변환 모듈 205, 안테나 모듈 207을 포함할 수 있다.
수신 모듈 201은 채널 300으로부터 디지털 신호 407을 수신할 수 있다. 수신 모듈 201은 중앙 제어국 장치 100A의 전송 모듈 105에 대응되는 모듈로 구현될 수 있다. 수신된 디지털 신호는 전기적인 형태(신호 409)로 필터링 모듈 203으로 전송될 수 있다.
필터링 모듈 203은, 펄스-밀도 변조 방식의 특성에 기초하여 디지털 신호 409를 필터링하여 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호 411을 통과시킬 수 있다. 이로써 필터링 모듈 203은 변조 모듈 103에서 변조되기 전 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호 403과 대응되는 신호로 복조할 수 있다.
필터링 모듈 203은, 신호 409를 필터링하는 경우 변조 모듈 103에 의해 생성된 다양한 노이즈을 제거할 수 있다. 특히, 필터링 모듈 203은 중간 주파수보다 높은 주파수를 가지는 양자화 잡음 등을 제거할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 그래프의 신호 가운데, 양자화 잡음은 상기 필터링 모듈 203에 의하여 제거(cut-off)될 수 있다.
한편, 필터링 모듈 203은 능동 소자를 포함하는 능동 필터뿐만 아니라 저전력, 저비용 달성을 위해 능동 소자를 포함하지 않는 수동 필터를 사용할 수 있다. 필터링 모듈 203은 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호 411를 통과시키고, 상기 아날로그 신호 411 이외의 노이즈를 차단시키기 위한 대역-통과 필터 또는 저역-통과 필터를 사용할 수 있다. 상기 대역-통과 필터 또는 저역-통과 필터는 설정된 중간 주파수를 가지는 아날로그 신호 411만을 출력함과 아울러, 각종 노이즈를 제거하기 위한 적절한 문턱값(threshold value)을 가지는 것이 바람직하다.
주파수 변환 모듈 205는 상기 아날로그 신호 411의 반송파의 주파수를 소정의 통신 주파수로 변환(혹은 주파수 천이)할 수 있다. 주파수 변환 모듈 205는 예를 들어 혼합기(Mixer) 211 및 국부 발진기(LO; Local Oscillator) 213를 포함할 수 있다.
주파수 변환 모듈 205는 주파수 업 컨버터(frequency up-converter)로 기능할 수 있다. 예를 들어, 국부 발진기 213은 안테나 207에서 송출되는 신호 413의 통신 주파수에서 상기 중간 주파수(IF)를 뺀 값에 해당하는 주파수를 제공할 수 있다. 국부 발진기 213이 제공한 주파수 신호는 혼합기 211에 의해 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호 411과 믹스될 수 있다. 이리하여 믹싱된 신호 413은 소정의 통신 주파수의 반송파(도 2에 도시된 고주파수 반송파에 대응)를 가질 수 있다.
안테나 모듈 207에서 송출되는 신호 413의 통신 주파수는 안테나 모듈 207과 아날로그 신호 413을 수신하는 단말 간에 미리 정해져 있는 주파수일 수 있다. 예를 들어 4G LTE 시스템에 본 발명의 일 실시예를 적용하는 경우 상기 주파수는 약 900MHz, 1.8GHz, 2.1GHz, 및 2.6GHz 중 적어도 하나일 수 있다.
안테나 모듈 207은 상기 변환된 아날로그 신호 413을 송출할 수 있다. 예를 들어 셀룰러 폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 단말에 대해 신호 413을 무선으로 송출할 수 있다.
도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 6a를 참조하면, 제1 및 제2 입력 신호는 각각 중앙 제어국 장치 100A 및 100B에 입력될 수 있다. 중앙 제어국 장치 100A 및 100B의 구성은 도 2의 중앙 제어국 장치 100에 대응하고, 원격 기지국 장치 200A 및 200B의 구성은 도 2의 원격 기지국 장치 200에 대응할 수 있다. 대응되는 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략한다.
4G LTE 이동통신 시스템에서는 900MHz, 1.8Hz, 2.1GHz 등에 분포하는 복수의 주파수 대역을 이용하는 멀티캐리어(multi-carrier) 기술 및 캐리어 어그리게이션(carrier aggregation)을 지원할 수 있다. 즉, 4G LTE 이동통신 시스템에서는 상이한 주파수 대역을 사용하여 복수의 신호가 동시에 송수신될 수 있다.
이와 같은 4G LTE 이동통신 시스템에 본 발명의 일 실시예를 적용하는 경우, 예를 들어 기적대역 주파수를 가진 제1 입력 신호와 제2 입력 신호는 각각 중앙 제어국 장치 100A, 100B로 입력될 수 있다. 이 제1 및 제2 입력 신호는 각각 상이한 제1 중간 주파수 및 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 신호로 변환된 후 디지털 신호의 형태로 원격 기지국 장치 200A, 200B로 전송될 수 있다.
원격 기지국 장치 200A에서는 필터링 모듈 203A가 디지털 신호를 필터링하여 제1 중간 주파수의 반송파를 가지는 (제1) 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈 205A는 제1 중간 주파수의 반송파를 가지는 (제1) 아날로그 신호의 반송파 주파수를 900MHz로 업 컨버팅할 수 있다. 안테나 모듈 207A는 900MHz로 업 컨버팅된 제1 아날로그 신호를 커버리지 내의 단말에 대해 무선으로 송출할 수 있다.
마찬가지로, 원격 기지국 장치 200B에서는 필터링 모듈 203B가 디지털 신호를 필터링하여 제2 중간 주파수의 반송파를 가지는 (제2) 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈 205B는 제1 중간 주파수의 반송파를 가지는 (제2) 아날로그 신호의 반송파 주파수를 1.8GHz로 업 컨버팅할 수 있다. 안테나 모듈 207B는 1.8GHz로 업 컨버팅된 제2 아날로그 신호를 커버리지 내의 단말에 대해 무선으로 송출할 수 있다.
도 6b는 복수의 신호가 입력되었을 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 6b를 참조하면, 제1 및 제2 입력 신호는 각각 중앙 제어국 장치 100C에 입력될 수 있다. 중앙 제어국 장치 100C의 일부 구성은 도 2의 중앙 제어국 장치 100의 일부 구성과 대응할 수 있고, 원격 기지국 장치 200A 및 200B의 구성은 전술한 바와 같다.
4G LTE 이동통신 시스템에 본 발명의 다른 실시예를 적용하는 경우, 제1 입력 신호와 제2 입력 신호는 중앙 제어국 장치 100C의 신호 변환 모듈 101C에 입력될 수 있다. 신호 변환 모듈 101C는 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 각각 제1 중간 주파수의 반송파 및 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 신호 변환 모듈 101C는 상기 제1 중간 주파수의 반송파를 가진 (제1) 아날로그 신호와 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 (제2) 아날로그 신호를 합성하고, 합성된 아날로그 신호를 변조 모듈 103C로 전달할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 원격 기지국 장치 200A 및 200B로부터 송출되는 신호의 통신 주파수 중 가장 낮은 것보다 낮은 것이 바람직하며, 제1 및 제2 중간 주파수 간에는 서로 중첩되는 구간이 없도록 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 합성된 아날로그 신호는 펄스-밀도 변조에 기초하여 변조 모듈 103C에 의해 디지털 신호로 변조된 후 채널 300을 통해 원격 기지국 장치 200A 및 200B로 전송될 수 있다. 원격 기지국 장치 200A 및 200B에서는 필터링 모듈 203A 및 203B가 각각 상기 디지털 신호를 필터링할 수 있다.
필터링 모듈 203A은 제1 중간 주파수의 반송파를 가지는 (제1) 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다. 또한, 필터링 모듈 203B는 제2 중간 주파수의 반송파를 가지는 (제2) 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다.
주파수 변환 모듈 205A는 제1 중간 주파수의 반송파를 가지는 제1 아날로그 신호의 반송파 주파수를 900MHz로 업 컨버팅할 수 있다. 안테나 모듈 207A는 900MHz로 업 컨버팅된 제1 아날로그 신호를 커버리지 내의 단말에 대해 무선으로 송출할 수 있다. 마찬가지로 주파수 변환 모듈 205B는 제2 중간 주파수의 반송파를 가지는 제2 아날로그 신호의 반송파 주파수를 1.8GHz로 업 컨버팅할 수 있다. 안테나 모듈 207B는 1.8GHz로 업 컨버팅된 제2 아날로그 신호를 커버리지 내의 단말에 대해 무선으로 송출할 수 있다.
도 6b에 나타낸 실시예에서는 입력 신호가 2개인 경우로 설명하였지만 입력 신호는 N개(N은 2 이상의 정수)이어도 좋다. 입력 신호가 N개 이상인 경우에는 각 입력 신호에 대응되는 N개의 중간 주파수가 설정될 수 있고, 대응되는 원격 기지국 장치의 필터링 모듈 역시 N개일 수 있다.
다만, 이 경우에도 N개의 중간 주파수 각각은 기저 대역 주파수보다 높고, 원격 기지국 장치들로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수 중 가장 낮은 것보다 낮은 것이 바람직하다. 또한, 각각의 중간 주파수 간에는 서로 중첩되는 구간이 없도록 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
도 6c는 복수의 신호가 입력되었을 경우의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 6c를 참조하면, 제1 및 제2 입력 신호는 각각 중앙 제어국 장치 100C에 입력될 수 있다. 중앙 제어국 장치 100C의 구성은 전술하였고, 원격 기지국 장치 200C의 구성은 도 2의 원격 기지국 장치 200의 일부 구성과 대응할 수 있으므로, 대응되는 일부 구성에 대하여는 자세한 설명을 생략한다.
중앙 제어국 장치 100C는, 제1 및 제2 입력 신호를 제1 및 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 제1 및 제2 아날로그 신호로 각각 변환하여 합성할 수 있다. 중앙 제어국 장치 100C는 합성된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 후 채널 300을 통해 원격 기지국 장치 200C로 전송할 수 있다.
원격 기지국 장치 200C에서 수신 모듈 201C는 필터링 모듈 203C1 및 203C2로 디지털 신호를 전달할 수 있다.
필터링 모듈 203C1은, 상기 디지털 신호를 필터링하여 제1 중간 주파수의 반송파를 가진 제1 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈 205C1은 상기 제1 아날로그 신호의 반송파 주파수를 예를 들어 900MHz로 업 컨버팅할 수 있다.
마찬가지로, 필터링 모듈 203C1과 병렬로 배치된 필터링 모듈 203C2는, 상기 디지털 신호를 필터링하여 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 제2 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈 205C2는 상기 제2 아날로그 신호의 반송파 주파수를 예를 들어 1.8GHz로 업 컨버팅할 수 있다.
안테나 모듈 207C는 900MHz로 업 컨버팅된 제1 아날로그 신호와 1.8GHz로 업 컨버팅된 제2 아날로그 신호를 커버리지 내의 단말에 대해 무선으로 송출할 수 있다.
도 6b와 마찬가지로, 도 6c에 도시한 실시예에서는 입력 신호가 2개인 경우로 설명하였지만 N개(N은 2 이상의 정수)이어도 좋다. 입력 신호가 N개인 경우에는 각 입력 신호에 대응되는 N개의 중간 주파수가 설정될 수 있고, 대응되는 원격 기지국 장치의 필터링 모듈 역시 N개일 수 있다.
또한, 도 6b와 도 6c가 혼합된 형태의 시스템도 상정할 수 있다. 예를 들어 6개의 신호를 입력받는 중앙 제어국 장치, 3개의 필터링 모듈을 구비한 제1 원격 기지국 장치, 2개의 필터링 모듈을 구비한 제2 원격 기지국 장치, 및 1개의 필터링 모듈을 구비한 제3 원격 기지국 장치 각각이 채널을 통하여 접속된 시스템을 상정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치를 나타낸다.
도 7를 참조하면, RoF 기술에 적용된 중앙 제어국 장치 100 및 원격 기지국 장치 200 및 채널로서의 광 케이블 네트워크 500이 도시되어 있다. 중앙 제어국 장치 100은, 신호 변환 모듈 101, 변조 모듈 103, 전광 변환 모듈(E/O 모듈) 104, 및 전송 모듈 105를 포함할 수 있다. 또한, 원격 기지국 장치 200은 수신 모듈 201, 광전 변환 모듈(O/E 모듈) 202, 필터링 모듈 203, 주파수 변환 모듈 205, 전력 증폭 모듈 206, 및 안테나 모듈 207을 포함할 수 있다.
중앙 제어국 장치 100의 신호 변환 모듈 101, 변조 모듈 103, 및 전송 모듈 105과, 원격 기지국 장치 200의 수신 모듈 201, 필터링 모듈 203, 주파수 변환 모듈 205, 및 안테나 모듈 207은 도 2에 도시된 구성에 대응된다.
전광 변환 모듈(E/O 모듈) 104는 디지털 신호 405를 같은 주파수의 광학적 디지털 신호 406으로 변환하고, 상기 광학적 디지털 신호 406을 전송모듈로 전달할 수 있다. 상기 전광 변환 모듈 104가 사용되는 경우, 전송 모듈 105는 예를 들어 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)를 이용하여 상기 광학적 디지털 신호 406에 대응되는 광학적 디지털 신호 407을 광 케이블 네트워크 500을 통해 원격 기지국 장치 200B로 전송할 수 있다.
수신 모듈 201은 채널로서의 광 케이블 네트워크 500으로부터 중간 주파수를 가진 광학적 디지털 신호 407을 수신할 수 있다. 수신 모듈 201은 광학적 디지털 신호 407를 검출하기 위한 광 검출기(PD; Photo Detector)와 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 수신 모듈 201은 수신한 광학적 디지털 신호 407에 대응되는 광학적 디지털 신호 408을 광전 변환 모듈(O/E 모듈) 202로 전달할 수 있다.
광전 변환 모듈(O/E 모듈) 202는 광학적 디지털 신호 408을 전기적인 디지털 신호 409로 변환할 수 있다. 구체적으로 광전 변환 모듈(O/E 모듈) 202는 광 전류를 전기적 신호로 변환시키는 트랜스 임피던스 증폭기(TIA; Trans-Impedance Amplifier)를 포함할 수 있다.
전력 증폭 모듈 206은 아날로그 신호 412의 전력을 증폭하여 안테나 모듈 207로 전달할 수 있다. 즉, 전력 증폭 모듈 206은, 안테나 모듈 207로부터 송출되는 신호가 충분한 전력을 가지고 단말에 도달할 수 있도록 아날로그 신호 412의 전력을 증폭할 수 있다. 안테나 모듈 207은 상기 전력이 증폭된 아날로그 신호 413을 서비스 단말로 송출할 수 있다.
한편, 채널로서의 광 케이블 네트워크 500은 광 케이블을 포함하는 광 네트워크 및 이에 수반되는 다양한 통신 장비를 포함한 개념일 수 있으며, 단순히 물리적인 광 케이블에 한정되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 100 및 원격 기지국 장치 200의 구성 및 기능은 상술한 바와 같다. 이하에서는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 100 및 원격 기지국 장치 200의 통신 방법에 대하여 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중앙 제어국 장치 100의 통신 방법은, 입력된 신호를 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환하는 동작 S801, 상기 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조(PDM)를 적용하여 상기 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성하는 동작 S803, 및 디지털 신호를 채널을 통해 원격 기지국 장치로 전송하는 동작 S805을 포함할 수 있다.
동작 S801에서 신호 변환 모듈 101은 입력된 신호를 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 이때, 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 원격 기지국 장치 200(의 안테나 모듈 207)로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수보다 낮을 수 있다. 또한, 상기 입력 신호는 기저 대역 주파수를 가질 수 있다. 실시 형태에 따라서는 상기 입력 신호는 복수 존재할 수 있다.
동작 S803에서 변조 모듈 103은 상기 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조(PDM)를 적용하여 상기 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성할 수 있다. 상기 펄스-밀도 변조(PDM)로는 대역-통과 델타-시그마 변조(BPDSM) 또는 저역-통과 델타-시그마 변조(LPDSM)를 사용할 수 있다.
동작 S805에서 전송 모듈 105는 디지털 신호를 채널을 통해 적어도 하나의 원격 기지국 장치로 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중앙 제어국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 광 통신 환경에 있어서의 중앙 제어국 장치 100의 통신 방법은 동작 S901 내지 동작 S907을 포함할 수 있다.
동작 S901에서, 신호 변환 모듈 101은 기저 대역 주파수를 가진 입력 신호를 사익 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 동작 S902에서, 변조 모듈 103은 아날로그 신호에 델타-시그마 변조를 적용하여 상기 아날로그 신호에 대응하는 디지털 신호를 생성할 수 있다. 동작 S905에서 전광 변환 모듈 104는 디지털 신호에 대응하는 광학적 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이어서, 동작 S907에서 전송 모듈 105는 상기 광학적 디지털 신호를 광 케이블 네트워크를 통해 원격 기지국 장치 200으로 전송할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 기지국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 10에 도시된 각 동작은 예를 들어 도 8에 도시된 각 동작에 이어서 실시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 기지국 장치 200의 통신 방법은, 채널 300으로부터 디지털 신호를 수신하는 동작 S1001, 상기 디지털 신호를 필터링하여 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호를 통과시키는 동작 S1003, 상기 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 소정의 통신 주파수로 변환하는 동작 S1005, 및 상기 변환된 아날로그 신호를 송출하는 동작 S1007을 포함할 수 있다.
동작 S1001에서, 수신 모듈 201은 채널 300으로부터 디지털 신호를 수신할 수 있다. 상기 디지털 신호에는 중간 주파수의 디지털 신호뿐만 아니라 양자화 노이즈 등을 포함할 수 있다.
동작 S1003에서, 필터링 모듈 203은 디지털 신호를 필터링하여 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호를 통과시킬 수 있다. 상기 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 상기 소정의 통신 주파수보다 낮은 것이 바람직하다. 실시 형태에 따라서 상기 필터링 모듈 203은 복수 존재할 수 있고, 복수의 필터링 모듈은 상기 동작 S1003을 수행할 수 있다.
동작 S1003에서는, 수신 모듈로부터 디지털 신호와 함께 전달받은 양자화 노이즈 등이 제거될 수 있다. 또한, 상기 양자화 노이즈 등은 통상 중간 주파수보다 높은 주파수를 가지므로, 상기 동작 S1003은 중간 주파수 대역을 통과시키면서 상기 양자화 노이즈 등을 제거할 수 있는 대역 통과 필터, 또는 저역 통과 필터에 의하여 수행될 수 있다. 아울러, 상기 동작 S1003은 능동 소자를 하지 않는 수동 필터에 의하여 이루어질 수도 있다.
동작 S1005에서, 주파수 변환 모듈 205는 동작 S1003에서 통과된 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 소정의 통신 주파수로 변환할 수 있다. 상기 소정의 통신 주파수는 안테나 모듈 207과 신호를 수신하는 단말 간에 미리 정해져 있는 주파수인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 정해져 있는 주파수는 약 900MHz, 1.8GHz, 2.1GHz, 2.6GHz 등의 LTE 기술 표준 상의 주파수일 수 있다.
동작 S1007에서 안테나 모듈 207은 상기 변환된 아날로그 신호를 송출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치의 통신 방법을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 광 통신 환경에 있어서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 원격 기지국 장치 200의 통신 방법은 동작 S1101 내지 동작 S1111을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 상기 동작들은 예를 들어 도 9에 도시된 각 동작에 이어서 실시될 수 있다.
동작 S1101에서, 수신 모듈 201은 예를 들어 수신 모듈 201에 포함된 광 검출기 및 인터페이스를 이용하여 채널(특히 광 케이블 네트워크)로부터 광학적 디지털 신호를 수신할 수 있다. 동작 S1103에서, 광전 변환 모듈 202는 예를 들어 광전 변환 모듈 202에 포함된 트랜스 임피던스 증폭기를 이용하여 광학적 디지털 신호를 전기적인 디지털 신호로 변환할 수 있다. 동작 S1105에서, 필터링 모듈 203은 디지털 신호를 수동 필터(저역-통과 필터 또는 대역-통과 필터)를 이용하여 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호를 통과할 수 있다. 동작 S1107에서, 주파수 변환 모듈 205는 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 미리 정해져 있는 주파수로 업-컨버팅할 수 있다. 동작 S1109에서, 전력 증폭 모듈 206은 주파수가 업 컨버팅된 아날로그 신호의 전력을 증폭할 수 있다. 동작 S1111에서, 안테나 모듈 207은 증폭된 아날로그 신호를 송출할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 중앙 제어국 장치, 원격 기지국 장치, 및 이들의 통신 방법에 따르면 적어도 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 채널을 통해서 원격 기지국으로 전송되는 신호가 아날로그가 아닌 디지털 신호의 형태를 가지므로 주변 환경 변화에 더욱 안정적인 성능을 달성할 수 있다. 또한, 디지털 신호의 특성으로 인해, 수신 모듈 201에 입력되는 디지털 신호의 신호 세기가 특정 레벨 이하로 낮아지지 않는 한 일정한 전송 신호 품질을 유지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 중간 주파수(IF)는 기저 대역 주파수보다 높고, 원격 기지국 장치로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수보다 낮다. 또한, 상기 중간 주파수에 기초하여 신호의 변조, 신호의 전광 또는 광전 변환, 신호의 전송 등을 수행된다. 따라서, 수 GHz의 주파수를 가진 원격 기지국 장치로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수를 기초로 상기 변조, 변환, 전송을 수행하는 경우보다 더 낮은 전력 및 더 낮은 비용 지출을 도모할 수 있다.
또한, 중앙 제어국 장치에서 변조 모듈이 아날로그 신호를 디지털 신호로 변조함에 있어서, 일정한 최소폭을 갖는 펄스의 밀도를 입력 신호 크기에 따라 변화시키는 펄스-밀도 변조(특히, 델타-시그마 변조)를 이용할 수 있다. 이로써, 변조 모듈은 전송 속도가 이미 고정되어 있는 전송 모듈 및 수신 모듈과 용이하게 결합되어 응용될 수 있다. 또한, 변조 모듈로서 펄스-밀도 변조(특히, 델타-시그마 변조) 모듈을 이용하므로, 통상의 아날로그/디지털 컨버터(ADC; Analog/Digital Converter)를 이용하지 않아도 된다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 원격 기지국 장치에서 필터링 모듈로서 수동 필터를 사용할 수 있으므로 저전력을 도모할 수 있다. 또한 필터링 모듈로서 구조가 간이한 저역-통과 필터 또는 대역-통과 필터를 사용할 수 있으므로 통상의 디지털/아날로그 컨버터(DAC; Digital/Analog Converter)를 이용하지 않아도 된다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 중앙 제어국 장치 및 원격 기지국 장치는 복수의 입력 신호를 처리할 수 있으므로, 복수의 주파수 대역을 이용하는 4G LTE 이동통신 시스템에 적절히 대응할 수 있다. 나아가, 실시의 형태에 따라서는 하나의 중앙 제어국 장치 및 하나의 원격 기지국 장치만으로 시스템을 구축할 수 있으므로 소요되는 비용을 저감시킬 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로도 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현할 수 있다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래의 회로 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 중앙 제어국 장치 101 : 신호 변환 모듈
103 : 변조 모듈 104 : 전광 변환 모듈
105 : 전송 모듈 200 : 원격 기지국 장치
201 : 수신 모듈 202 : 광전 변환 모듈
203 : 필터링 모듈 205 : 주파수 변환 모듈
206 : 전력 증폭 모듈 207 : 안테나 모듈
300 : 채널 500 : 광 케이블 네트워크

Claims (20)

  1. 입력 신호를 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환하는 신호 변환 모듈;
    상기 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조(Pulse Density Modulation)를 적용하여 상기 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성하는 변조 모듈; 및
    상기 디지털 신호를 채널을 통해 원격 기지국 장치로 전송하는 전송 모듈을 포함하는 중앙 제어국 장치.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 변조 모듈은, 상기 아날로그 신호에 대역-통과 델타-시그마 변조(BPDSM: Band-Pass Delta Sigma Modulation)를 적용하여 상기 디지털 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 중앙 제어국 장치.
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 변조 모듈은, 상기 아날로그 신호에 저역-통과 델타-시그마 변조(LPDSM: Low-Pass Delta Sigma Modulation)를 적용하여 상기 디지털 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 중앙 제어국 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 상기 원격 기지국 장치로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 중앙 제어국 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력 신호는 기저 대역 주파수를 가지는 신호인 것을 특징으로 하는 중앙 제어국 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 변환 모듈은, 제1 입력 신호 및 제2 입력 신호를 각각 제1 중간 주파수의 반송파 및 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환하여 합성하고,
    상기 변조 모듈은, 상기 합성된 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조를 적용하여 상기 합성된 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 중앙 제어국 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지털 신호를 광학적 디지털 신호로 변환하는 전광 변환 모듈을 더 포함하고,
    상기 전송 모듈은, 상기 광학적 디지털 신호를 상기 원격 기지국 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 중앙 제어국 장치.
  8. 채널로부터 디지털 신호를 수신하는 수신 모듈;
    상기 디지털 신호를 필터링하여 중간 주파수의 반송파를 가진 아날로그 신호를 통과시키는 필터링 모듈;
    상기 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 소정의 통신 주파수로 변환하는 주파수 변환 모듈; 및
    상기 변환된 아날로그 신호를 송출하는 안테나 모듈을 포함하는 원격 기지국 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 필터링 모듈은 수동 필터인 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 필터링 모듈은 저역 통과 필터 또는 대역 통과 필터인 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 상기 소정의 통신 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 채널로부터 수신된 디지털 신호는 광학적 디지털 신호이고,
    상기 광학적 디지털 신호를 전기적인 디지털 신호로 변환하는 광전 변환 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 소정의 통신 주파수는 상기 안테나 모듈과 상기 변환된 아날로그 신호를 수신하는 단말 간에 미리 정해져 있는 주파수인 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 필터링 모듈은, 상기 디지털 신호를 필터링하여 제1 중간 주파수의 반송파를 가진 제1 아날로그 신호를 통과시키는 제1 필터링 모듈과,
    상기 디지털 신호를 필터링하여 제2 중간 주파수의 반송파를 가진 제2 아날로그 신호를 통과시키는 제2 필터링 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 주파수 변환 모듈은, 상기 제1 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 제1 통신 주파수로 변환하는 제1 주파수 변환 모듈과,
    상기 제2 아날로그 신호의 반송파의 주파수를 제2 통신 주파수로 변환하는 제2 주파수 변환 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 기지국 장치.
  16. 입력 신호를 중간 주파수(IF)의 반송파를 가진 아날로그 신호로 변환하는 동작;
    상기 아날로그 신호에 펄스-밀도 변조를 적용하여 상기 아날로그 신호에 대응되는 디지털 신호를 생성하는 동작; 및
    상기 디지털 신호를 채널을 통해 원격 기지국 장치로 전송하는 동작을 포함하는 통신 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 디지털 신호를 생성하는 동작은, 상기 아날로그 신호에 대역-통과 델타-시그마 변조(BPDSM) 또는 저역-통과 델타-시그마 변조(LPDSM)를 적용하여 상기 디지털 신호를 생성하는 것을 특징으로 통신 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 중간 주파수는 기저 대역 주파수보다 높고, 상기 원격 기지국 장치로부터 송출되는 신호의 반송파 주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 입력 신호는 기저 대역 주파수를 가지는 신호인 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 디지털 신호를 광학적 디지털 신호로 변환하는 동작을 더 포함하고,
    상기 전송하는 동작은, 상기 광학적 디지털 신호를 상기 원격 기지국 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
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