KR20190028933A

KR20190028933A - 5g 변환 유닛을 구비한 멀티 채널 분산 안테나 시스템

Info

Publication number: KR20190028933A
Application number: KR1020170115850A
Authority: KR
Inventors: 조찬기
Original assignee: 주식회사 에이디알에프코리아
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-20
Also published as: KR102308249B1

Abstract

본 발명은 5G 신호를 MC-DAS에 전송이 가능한 6GHz 이내 주파수로 변환하는 장치와 방법, 더불어 MC-DAS(Multi Channel-Distributed Antenna System) 신호의 이득 제어 및 웹 기반 스크린 애널라이저(Web Based Screen Analyzer)와 IMD 체크 기능, 원 클릭 인스톨(One Click Install) 기능이 포함된 MC-DAS의 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 소형화 및 저 가격화를 실현하기 위해 5G 신호를 쉽게 6GHz 이내 주파수로 변환하는 방법을 제공한다.

Description

5G 변환 유닛을 구비한 멀티 채널 분산 안테나 시스템{Multi Channel-Distributed Antenna System comprising 5G converter Unit}

5G converter Unit을 구비한 Multi Channel-Distributed Antenna System 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5G 주파수 신호 대역을 특정 주파수 신호 대역으로 변환 방법을 활용한 MC-DAS 에 관한 것이다.

등록특허 10-1463239호 “멀티 밴드를 지원하는 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System Supporting Multi Band)”과 같은 BTS의 신호를 MC-DAS를 통해 단말기로 송신하는 역할과 단말기로 수신된 신호를 DAS를 거쳐 BTS로 전달하는 역할을 수행한다.

BTS에서 입력되는 5G(5th generation) 신호를 기존 MC-DAS 와 연결 하기 위한 변환 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 좀더 자세하게는 5G는 마이크로웨이브(3~30GHz)신호와 밀리미터 (30~300GHz)신호는 변환 없이 기존 MC-DAS에 사용이 불가능하기 때문에 BTS입력을 받는 다운링크(Downlink, DL) POI에서는 5G 신호를 MC-DAS에 사용 가능한 6GHz 이내 신호로 변환하고 Optic이나 Ethernet을 통해 연결된 원격지에서는 5G 신호로 복원하여 안테나를 통해 전송이 되도록 하며, Up Link는 원격지에서 수신된 신호를 MC-DAS에 사용 가능한 6GHz 이내 주파수 대역으로 변환하고 광(Optic)이나 UTP(unshielded twisted pair cable) 등의 전송 매체를 통해 연결된 POI에서는 5G 신호로 복원하여 BTS에 전송한다.

기존 설치된 MC-DAS의 미 할당된 대역을 주파수 스윕(Sweep)이나, 모뎀정보, 사용자의 사용정보를 제공받아, 이를 토대로 주파수 변환을 하여 기존 MC-DAS에 연결하는 기술이 필요하다.

또한, 5G(5th generation) 기술로 트래픽(traffic)이 폭발적으로 증가가 예상됨에 따라, 5G 기술은 트래픽이 3G, 4G 기술에 비해 수십배 이상 증가할 것이다. 폭발적으로 늘어나는 트래픽을 가진 5G 대역폭을 기존 MC-DAS에서 수용하기 위해 변환 장치에서는 넓은 대역폭을 효율적으로 변환하기 위한 장치가 필요하다.

본 발명은 중소기업청의 글로벌 강소기업과제의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.

[과제번호:S2425674 과제명: Multi Channel DAS와 Low Delay ICS Repeater]

1G~4G 통신 서비스 상용화 이후 증가하는 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 활발하게 이루어지고 있다.

이러한 이유로, 5G 통신 시스템은 데이터 전송률을 높이기 위해, 5G 통신 시스템은 마이크로 웨이브 주파수 대역과, 밀리미터 주파수 대역의 사용이 필수적이다. 5G 통신 기술은 전파의 경로손실 완화 및 전파의 도달 거리를 증가시키기 위해, 다중 입출력(Massive MIMO, Full Dimension MIMO)기술과, 다양한 안테나 기술들이 활발하게 개발 및 논의되고 있다.

또한, 5G 통신 시스템에서는 스몰 셀, 팸토셀, 클라우드 무선 액세스 네트워크(Cloud radio access network, cloud RAN), 무선 백홀 (wireless backhaul) 네트워크 기술 개발이 이루어지고 있다.

이를 토대로 5G 기술과 4G 이전의 기술이 모두 통합하여 서비스를 할 수 있는 방법도 활발하게 논의하고 있다.

MC-DAS는 BTS(Base Transceiver Station)에서 송신한 신호(DL: Down Link)가 도시의 구조물에 의해 전파의 감쇠가 발생을 하게 된다. 쇼핑몰, 대형 빌딩, 캠퍼스, 스타디움, 병원, 터널 등의 전파의 감쇠로 인해 직접 전달이 어려운 곳에 설치를 하여 신호 증폭하여 전송하는 장치이며, 단말기에서 수신한 신호는 저잡음 증폭을 하여 광선로나 UTP 등의 전송매체를 통해 BTS로 전송하는 기능도 수행한다.

마이크로파나 밀리미터파는 사용 주파수 대역이 3GHz~300GHz인 전자기파로써 현재에 사용하는 6GHz이내 대역에 비해서 넓은 대역과 높은 주파수 대역을 사용한다. 이로 인해 대용량 데이터의 전송 가능하다. 그러므로 광선로나 UTP 등을 이용한 전송매체와 연계하여 고품질의 통신이 가능한 환경을 구현하기 위해서 마이크로파나 밀리미터파를 이용하는 기술 현시점에 매우 중요한 기술이다.

하지만, 기존의 MC-DAS는 3GHz~300GHz인 초고주파수 5G 신호를 바로 수용할 수가 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 5G 신호를 기존의 MC-DAS에 입력할 수 있는 6GHz 이내 주파수 대역으로 변환 장치의 필요성이 대두 되었다.

5G 신호를 MC-DAS에 사용가능 하도록 다운링크에서는 6GHz 이내 주파수로 다운 변환(Down Conversion)을 하여 POI에 전달하고, 원격 유닛(Remote Unit, RU)에서는 6GHz 이내 주파수를 업 변환(Up Conversion)을 통해 5G 신호로 변환을 해야 한다.

업링크에서는 다운링크와 반대로 RU에서 다운 변환(Down Conversion)을 하고, POI에서 업 변환(Up Conversion)을 하여 BTS와 연결을 한다.

종래의 MC-DAS에는 다양한 주파수와 다양한 대역폭이 입력 및 출력이 되는 구조로 5G 신호를 서비스 하기 위해서는 5G 신호의 사용 대역폭 및 주파수 정보를 명확하게 판단을 할 수 있는 장치를 구비 해야 하고, 다운 변환(Down Conversion)한 신호는 5G 신호와 동일한 대역폭의 서비스를 할 수 있도록 광 대역(Wide Band)에서 사용이 가능한 주파수 합성기 및 그에 적합한 필터를 구비하여 불필요한 신호가 유입이 되지 않도록 하는 문제를 해결해야 한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0054651호 대한민국 등록특허 제10-1463239호

본 발명은 5G 신호를 MC-DAS에 전송이 가능한 6GHz 이내 주파수로 변환하는 장치와 방법, 더불어 MC-DAS 신호의 이득 제어 및 웹 기반 스크린 애널라이저(Web Based Screen Analyzer)와 IMD 체크(Check) 기능, 원클릭 설치(One Click Install) 기능이 포함된 MC-DAS의 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 소형화 및 저 가격화를 실현하기 위해 5G 신호를 쉽게 6GHz 이내 주파수로 변환하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 이해 할 수 있을 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 MC-DAS의 5CU(5G Converter Unit)는, BTS/BDA(Base Transceiver Station)로부터 입력된 DL(Downlink)/UL(Uplink)신호를 기존 설치된 MC-DAS에 적합한 주파수 대역으로 변환을 하기 위해 Variable Attenuator, Switch, PLL, Mixer, Filter, AMP등을 적절하게 사용하고, 레벨 모니터링 및 적정한 레벨로 이득 제어를 수행하는 5CU로 (5G Converter Unit)로서, FDD BTS 서비스 안테나포트와 직접 연결되는 듀플렉서(Duplexer)나 TDD BTS 서비스 안테나 포트와 직접 연결 되는 BPF(Band Pass Filter) 와; TDD BTS 와 연결 시 DL신호와 UL신호가 따로 존재할 경우에도 연결이 가능한 DL용 및 UL용 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler)와; TDD BTS 와 연결 시 DL신호와 UL신호가 따로 존재할 경우에도 연결이 가능한 DL용 및 UL용 RF스위치 와; DL경로 상에 존재하며 신호를 MC-DAS에 6GHz 이내 주파수로 사용이 가능 하도록 하는 주파수 합성기 와; UL경로 상에 존재하며 6GHz 이내 주파수를 5G 주파수에 사용이 가능 하도록 하는 주파수 합성기 와; L/UL경로 상에 존재하며 상기 주파수 합성기에 Local 신호를 공급 하기 위한 PLL(Phase Lock Loop)과 PLL 신호를 적절한 신호 대역을 통과 시켜주는 filter와 공급된 주파수 대역을 체배 하여 사용 할 수 있는 주파수 체배기 와; BTS로부터 입력되는 고출력 DL신호를 적절한 레벨로 저감해 주어 뒷단의 장치(device)에 손상(damage)를 주지 않는 역할을 하는 고정형 감쇠기(Fixed Attenuator)와; DL경로와 UL경로 상에 각각 존재하며 적절한 레벨로 조절하는 역할을 하는 디지털 스텝(Step) 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)나 아날로그 감쇠기와; DL경로상에 존재하며 적절한 레벨로 증폭 역할을 하는 DL Amplifier와, UL경로 상에 위치하며 5CU로 입력된 UL신호의 레벨을 증폭하는 역할을 하는 신호 증폭부(Amplifier)와; BTS로부터 입력되는 DL신호의 레벨의 모니터링 및 CHC를 통해 입력된 UL 신호의 레벨의 모니터링 및 입출력레벨 모니터링 정보를 이용하여 BTS에 적절한 입력 및 입력 받은 신호의 이득 및 출력을 적절하게 제어하는 역할을 하는 5CU(5G Converter Unit)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 5CU는 5G-BTS와 POI 사이에 위치를 하여 입력된 5G 다운링크 신호는 MC-DAS에 사용이 가능한 6GHz 이내의 주파수로 변환하고, CHC를 통해 입력된 업링크(Uplink)는 5G 신호로 변환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 5CU는 POI 내부에 포함하여 구현을 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 5CU는 RM과 OECDU에도 동일 하게 위치 하여 광선로를 통해 입력된 다운링크(Downlink)는 MC-DAS 신호를 다시 5G 신호를 변환하고, RM을 통해 입력된 5G 업링크(Uplink) 신호는 RM을 통해 MC-DAS에서 사용이 가능한 6GHz 이내의 주파수로 변환하는 구조를 특징으로 한다. 또한, 상기 5CU는 RM 내부에 포함하여 구현을 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채널 결합 분배기(CHC)는 8:8의 입출력 개수를 기본으로 구성이 되며, 필요에 따라 N:N의 입출력 개수를 가지는 것을 포함하고, 신호 레벨(Level)을 가변 하기 위한 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)와 증폭기를 구비하고, CHC에 입력되는 모든 신호 레벨을 검출하는 검출기(Detector)를 포함하는 것을 특징으로한다. 또한, 상기 CHC는 검출한 정보를 기반으로 특정한 레벨이나 비율로 설정하는 기능을 포함 하고, 자동으로 제품의 설치가가능 하도록 오토 인스톨 기능을 제공하여 사용자의 편의성을 고려할 수 있다.

또한, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 사용자 제어 화면을 통해 사용자가 직접 접속이 가능하고 펌웨어의 다운로드가 가능한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 POI, CHC, 5CU와 통신이 가능하며 MC-DAS(Distributed Antenna System)와 연결된 사용자제어 화면을 통해서 사용자가 POI 및 CHC, 5CU의 상태확인 및 제어가 가능한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 는 ALC(Auto Level Control), AGC(Auto Gain Control) 기능에 있어서 입력과 출력 레벨로부터 상기 BTS와 상기 5CU, POI, CHC의 서비스품질의 보호가 가능한 것을 특징으로 하고, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 통신 방식에 있어서 RS485을 포함한 직렬통신 방식 및 이더넷, RF 모뎀(Modem), 블루투스(Bluetooth)를 포함한 다양한 통신 방식이 가능하다. 또한, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 사용자가 상기 MC-DAS(Distributed Antenna System)와 물리적으로 동떨어져있어 직접적으로 GUI를 연결하지 못하는 원격지에서도 이더넷이나, RF 모뎀(RF Modem), 블루투스(Bluetooth)를 포함한 Web-GUI(Graphic User Interface), Mobile Web-GUI(Graphic User Interface)를 상태확인 및 제어가 가능하고, 펌웨어 다운로드가 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 5CU를 이용하여 5G DAS를 별도로 설치하지 않고 기존 MC-DAS에 연결하여 사용이 되므로 설치 비용 및 운용 비용 절감과 운용 및 관리 효율성을 높이는 효과가 있다.

둘째, MC-DAS로 입력되는 모든 신호 대역 최적화가 가능한 웹 기반 스크린 애널라이저(Web Based Screen Analyzer)와 IMD Check 및 경로(Path) 이상 유무 기능으로 고장 유무의 판단이 용이하고, 원 클릭(One Click) 설치가 가능한 원 클릭 설치 기능(One Click Install Function)으로 초기 설치 및 확장 시 모듈의 추가 설치가 손쉬워 운용의 효율성을 높이는 효과가 있다.

셋째, 유선을 통한 연결과 무선을 이용한 웨어러블 기기와의 연결을 모두 지원해 장비의 설정 및 원격 다운로드를 수행하고, 설치된 제품의 로그(Log) 및 알람(Alarm) 상태를 한번에 확인이 가능하도록 하여 장비의 운용 효율을 극대화 할 수 있다.

도 1은 BTS와 MC-DAS간의 연결 구성이며, 5G Converter Unit을 사용된 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 BTS와 MC-DAS간의 연결 구성에서 Downlink 5G Converter Unit 상세한 기능 블록으로 구성 및 신호 흐름에 대해 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 MC-DAS와 BTS간의 연결 구성에서 Uplink 5G Converter Unit 상세한 기능 블록으로 구성 및 신호 흐름에 대해 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CHC(Channel Combiner)의 구성도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 POI(Point of Interface)의 구성도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Web-Based Screen Capture Function(307) 상세한 기능 블록으로 구성 및 신호흐름에 대해 나타낸 도면
도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HE(Headend Unit) 구성 및 신호 흐름에 대한 구성도
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RU(Remote Unit) 구성 및 신호 흐름에 대한 구성도
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RM(Remote Module)의 신호 흐름 및 구성도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이와 같은 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 종래의 BTS(101,102,103,104)와 MC-DAS(001)간의 연결 구성으로써 5G의 초고주파 광대역 서비스를 기존 MC-DAS에 직접적인 연결을 할 수 없다. 이를 해결 하기 위해 5G-BTS(103)과 5G-POI(108) 사이에 5CU(5G Converter Unit, 105)를 배치하였고, OECDU(Optic Electrical Combiner Divider Unit)(112)와 5G RM(116) 사이에 5CU(5G Converter Unit, 113)을 배치하여 5G 서비스가 가능하도록 표현을 하였다.

도 2는 5CU(105)의 DL 신호흐름 구성을 상세하게 표현한 그림이며, DL 신호는5G-BTS(103)에서 입력된 신호를 감쇠하기 위해 고정형 감쇠기(Fixed Attenuator)(1051)으로 입력되면 고정형 감쇠기(1051)은 지정된 감쇠량만큼 감쇠하여 믹서(1052)로 신호를 전송 한다. PLL(1059)에서 원하는 고정 신호로 생성을 하고, 주파수 체배기(1058)을 통하여 원하는 체배 신호를 만들거나, 주파수 체배기(1058)를 거치지 않고, 원하는 신호만 통과시키는 필터(1057)을 통해 믹서(1052)로 전송한다. 믹서(1052)는 고정 감쇄기(1051)의 감쇄된 신호와 필터(1057)를 통해 입력된 PLL(phase lock loop) 신호를 합성하여 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)(1053)을 통해 적절한 신호 레벨을 만들고 필터(1054)를 통해 PLL 및 불요파를 제거하여 증폭기(1055)로 전달하여 신호를 증폭한다. 증폭된 신호는 신호 검출기(1056)를 거쳐 POI(108)로 전달된다.

도 3은 5CU(105) UL 신호흐름 구성을 상세하게 표현한 그림이며, UL 신호는 POI(108)을 통해 입력된 신호를 증폭기(1061)로 증폭하여 믹서(1062)에 입력 한다.

PLL(1059)에서 원하는 고정 신호로 생성을 하고, 주파수 체배기(1058)을 통하여 원하는 체배 신호를 만들거나, 주파수 체배기(1058)를 거치지 않고, 신호만 통과 시키는 필터(1057)을 통해 믹서(1062)로 전송한다. 믹서(1062)는 증폭기(1061)의 신호와 필터를 거친(1057) 고정 주파수 신호를 합성 하여 5G 신호로 생성 하여 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)(1063)로 적절한 감쇄를 하여 5G 신호 대역만 통과 시켜 주는 필터(1064)를 거친다. 필터(1064)를 거친 신호는 적절한 신호 레벨로 전송하기 위해 증폭기(1065)를 통해 증폭을 하고 증폭된 신호는 신호 검출기(1066)를 통하여 5G-BTS(103)으로 전송한다.

도 4에 도시된 POI(106,107,108,109)는 서로 다른 서비스 대역을 지원하고, 서로 다른 캐리어 별 BTS(101, 102, 104)나 5CU(105)와 연결 되어 DL과 UL의 신호 구분을 해 주는 역할을 하는 듀플렉서(Duplexer)(201)에 신호를 전달한다.

BTS(101, 102, 104)로부터 입력되는 고출력 입력신호를 적절한 레벨로 감쇠를 주어 뒤에 붙는 장치의 손상을 방지하는 역할을 하는 고정형 감쇠기(Fixed Attenuator)(202)로 신호를 전송 하여 감쇄를 하여 적절한 신호 레벨로 만들고, BTS(101, 102, 104)로부터 입력된 DL 신호의 레벨을 검출하여 POI 모듈 제어기(Module Controller)(214)로 검출된 레벨 정보를 전송하는 역할을 하는 입력 검출기(Input Detector)(207)가 존재한다. CHC(Channel Combiner)(110)로 출력되는 DL 신호의 레벨을 검출하여 POI Module Controller(214)로 검출된 레벨 정보를 전송하는 역할을 하는 출력 검출기(Output Detector)(208)로 이루어져 있다.

DL링크 상에 존재하며 POI(106,107,108,109)의 출력상태 확인 및 신호 전송상에 이상유무를 확인 하기 위한 경로 체크 발생기(Path Check Generator)(206)를 구비 하였으며, DL파형을 감시 하는 역할을 하는 웹-기반 스크린 캡쳐 기능부(Web-Based Screen Capture Function)(212)의 기능으로 신호의 이상 유무 및 출력을 확인 할 수 있으며, EOU(111)에 적절한 레벨로 조절하는 역할을 하는 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)(204)로 구성을 한다.

UL링크 상에 존재하며 EOU(111)를 통해 입력된 RF신호를 적절한 레벨로 증폭하는 역할을 하는 AMP(Amplifier)(209)를 거치고, 증폭된 RF신호를 적절한 레벨로 조절하는 역할을 하는 가변형 감쇠기 (Variable Attenuator)(210) 로 적절한 레벨로 조정을 하여 듀플렉서(201)을 거치거나, UL 단일 포트로 출력을 보내기 위한 스위치(Switch)(213)를 통해 BTS(101,102,104)나 5CU(105)에 연결한다.

UL경로 상에 위치하며 입력된 UL신호의 파형을 감시 하는 역할을 하는 웹-기반 스크린 캡쳐 기능부(Web-Based Screen Capture Function)(212)의 기능으로 신호의 이상 유무 및 출력을 확인 할 수 있는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 5에 도시된 CHC(110)의 DL 구성을 보여주는 것이며 UL 구성은 DL과 방향이 다르게 구성을 하면 된다. 도 6의 연결은 POI(106,107,108,109)와 연결되며 다수개의 Downlink POI 신호를 한 개의 경로로 합치는 역할을 하는 입력 신호 합산부(301,302,303)를 통해 하나의 라인으로 합산된 신호를 적절하게 감쇄를 하는 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)(304)를 구비 하였으며, 적절한 출력 레벨로 증폭 하기 위한 AMP(305)를 사용하고, 증폭된 신호를 분리 하기 위한 분배기(308,309,310)로 구성이 되어 있다.

신호의 레벨을 검출하여 채널 컴바이너 모듈 제어기(Channel Combiner Module Controller)(214)로 검출된 레벨 정보를 전송하는 역할을 하는 출력 검출기(Power Detector)(306)와 신호의 파형을 감시 하는 역할을 하는 웹-기반 스크린 캡쳐 기능부(Web-Based Screen Capture Function)(307)의 기능을 갖춘 CHC(110) 이다.

CHC(110)은 분배 및 합산의 역할을 하는 부분으로 사용 방법에 따라 N:N 구성으로 변경이 가능하다.

CCMC(Channel Combiner Main Controller)(310)는 오토 인스톨(Auto Install) 기능이 있어 캐리어별 BTS(101, 102, 103,104)로부터 입력된 레벨의 신호를 백분율의 비율(ratio)로 사용자가 원하는 레벨 및 이득으로 설정하여 사용자가 원하는 비율로의 출력이 가능하게 하는 기능이다. 이 기능은 한 캐리어의 신호가 오토 인스톨(Auto Install) 단계에서 설정된 레벨보다 크게 입력될 경우에도 설정된 비율을 초과하지 못하게 출력 비율(power ratio)의 변동을 막음으로써 CHC(105)에서 출력되는 캐리어별 출력 비율(power ratio)를 일정하게 유지하게 만들고 결과적으로 MC-DAS에서 서비스 품질을 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.

도 6의 웹-기반 스크린 캡쳐 기능부(Web-Based Screen Capture Function)(307)는 DL(3001)/UL(3002)신호의 커플링된 신호 가 각각 입력되면 증폭기(3004)를 거친 후 MIX(Frequency Mixer, 3009)로 입력하며 PLL(Phase Locked Loop, 3010)로 주파수를 가변을 하여 일정한 IF(Intermediate Frequency)로 변환한 후 AMP(3011)로 증폭 하고, Filter(3012)를 통해 필터링하여 출력 검출기(Power Detector)(3014)에서 레벨을 검출한다. Web-GUI(Web-Graphic User Interface)에서 사용자가 확인하고자 하는 신호 캡쳐(Capture) 주파수 범위를 입력하면, 자동으로 PLL(3010)의 주파수를 가변 하면서 출력 검출기(3014)의 값이 변화되며 이의 변화 값을 GUI 화면에서 주파수 축과 레벨 축의 그래프 및 수치로 확인이 가능하다.

도 7 MCU(111)는 내부에 전원 공급 유닛(Power Supply Unit)(112)을 내장하여 전원공급을 하며, MC-DAS (201)의 시스템 관리 및 제어 기능을 수행한다.

상기 MCU(111)에는 노트북 등의 PC를 이용해 GUI를 연결하지 못하는 환경에서도 휴대폰으로 MC-DAS (201)의 연결 및 제어, 그리고 펌웨어 및 소프트웨어 원격 다운로드가 가능하다.

CU(111)에는 블루투스(Bluetooth), RF 무선 모뎀, 지그비(Zigbee) 통신 등 다양한 통신 방식의 지원이 가능 하도록 구성된다.

상기 도 8의 원격 유닛(Remote Unit, RU)(114)는 광선로를 통해 입력된 광(Optic) 신호를 RF 신호로 변환하기 위한 OECDU(Optic Electronic Channel Divider Unit; 112)를 거쳐 변환된 RF 신호를 분배하는 분배기(Divider)(602,603)들로 구성이 되어있다.

상기 도 9의 개별적인 주파수 채널 RM(Remote Module)(114,115,117)에서는 OECDU를 거쳐 입력된 다운링크 신호를 증폭기(9001,9003)를 이용해 증폭을 하고, 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)(9002)를 통하여 적절한 신호 레벨(Level)로 조정을 하여, 원하는 신호만 통과 시키는 필터(9004) 및 방향성 결합기(Directional Coupler)(9005)를 거쳐 고출력 증폭기(High Power Amplifier)(9007)로 증폭을 한다.

5 와트(Watt) 이상의 출력의 고출력 증폭기 (9007)은 효율을 극대화 하기 위해 아날로그 PD나 디지털 전치 왜곡(Digital Pre Distortion), 리니어 출력 증폭기(Linear Power Amplifier)를 적용하여 소모 전력을 최소화 하여야 한다.

고출력 증폭기(9007)의 신호는 듀플렉서(Duplexer)(9008)을 통하여 원하는 주파수 대역만 통과를 시켜 안테나(9009)를 통해 방사한다.

안테나(9009)와, 듀플렉서(Duplexer)(9008)을 통해 입력된 UL신호는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)(9010)으로 저잡음 증폭을 하여 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)(9011)로 적절한 감쇠를 하고, 불요파 신호를 제거하기 위한 필터(Filter)(9012)를 필터링을 하여 신호를 증폭(9014)을 하여 5G 신호이면, 5CU(113)을 거쳐 OECU(112)로 신호를 전송하고, 5G 신호가 아니면 OECU(112)로 전송하여 신호의 분배 및 합산을 통해 광신호로 변경 하여 HE로 전송한다.

상기 RM 듀플렉서(DUPLEXER)(9008)은 자신의 PIM((Passive Intermodulation) 특성에 의해 통화품질에 영향이 없도록 고출력 PIM 특성이 우수해야 한다.

본 발명의 실시예에 따른 MC-DAS는 전 세계적으로 사용하는 이동통신 규격 및 이동통신 프로토콜을 지원한다. 일례로, 주파수는 VHF 대역에서 수 GHz까지 지원한다. 프로토콜은 AMPS, TDMA, GSM, CDMA, IDEN, WIMAX, LTE, WCDMA, 치안(Public safety), GPRS, EDGE, 페이징(Paging) 등을 지원한다. 통신기술세대(Mobile technology generation)는 1G, 2G, 3G, 4G, 5G 세대에서도 서비스가 가능하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서는 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

MC-DAS(Multi Channel-Distributed Antenna System)에 있어서,
5G 통신을 지원하지 않는 기지국(BTS)과 연결되어 입력된 다운링크(Downlink, DL) 신호를 지정된 레벨로 조절하여 채널 컴바이너(CHannel Combiner, CHC)로 전송하고 상기 CHC로부터 전송된 업링크(Uplink, UL) 신호를 지정된 레벨로 조절하여 BTS로 전송하는 POI(Point of Interface);
5G 통신을 지원하는 5G-BTS와 연결되어 입력된 다운링크 신호를 POI에 전송 가능한 주파수 대역으로 변환 하여 POI로 전송하고 POI로부터 전송된 업링크 신호를 5G 주파수대역으로 환원하기 위한 5CU(5G Converter Unit);
상기 POI와, CHC, OEU의 상태를 모니터링 및 제어하는 역할을 하는 MCU(Main Controller Unit);
상기 POI로부터 전송된 각각의 다운링크 신호를 합친 후 MC-DAS(Multi Channel-Distributed Antenna System; 이하 MC-DAS)로 전송하고, MC-DAS 로부터 전송된 업링크 신호를 분배하여 POI로 전송하는 채널 컴바이너(Channel Combiner)와;
상기 채널 컴바이너(CHannel Combiner, CHC)의 Downlink 신호를 받아 광신호로 변환 하여 광선로, UTP의 전송 매체를 통해 전송 하는 전광변환기(Electrical to Optic Unit), 전송 매체를 통해 입력된 Uplink 광 신호를 RF 신호로 변환 하는 광전변환기(Optic to Electrical Unit);
광선로, UTP의 전송 매체를 통한 Downlink 광 신호를 RF 신호로 변환을 하고, 변환된 RF 신호를 분배하고, 업링크는 개별적인 주파수 대역의 RM(Remote Module)에 입력된 신호를 합성하여, 광선로, UTP의 전송 매체를 통해 전송하기 위한 광전합성분배기(Optic to Electrical Combiner and Divider Unit; OECDU);
상기 광전합성분배기를 통해 입력된 DL 신호는 RM(Remote Module)을 통해 적절한 레벨로 증폭 하여, 고 출력 신호로 증폭기 (High Power Amplifier, HPA)를 거쳐 듀플렉서(Duplexer)를 통해 필터링된 신호 대역을 안테나(Antenna)를 통해 방사 하고, UL은 안테나를 통해 유입된 신호를 듀플렉서(Duplexer)를 통과하여, 저 잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)를 거쳐 지정된 신호 레벨로 증폭하는 증폭부를 포함하는 원격 모듈(Remote Module, RM); 및
RM과 5CU및 OECU의 상태를 모니터링 및 제어하는 역할을 하는 RCU(Remote Control Unit)
를 포함하는 MC-DAS(Multi Channel-Distributed Antenna System).
제1항에 있어서,
상기 5CU는 5G-BTS 또는 BDA와 연결되어 DL경로와 UL경로를 구분하는 듀플렉서(Duplexer);
상기 5CU의 DL과 UL 경로상에 각각 존재하여 BTS와 연결하는 역할을 하는 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler) 또는 RF 스위치(Switch);
상기 5G-BTS로 입력된 DL신호를 적절한 레벨로 감쇠하는 고정감쇠기(Fixed Attenuator);
상기 5G-BTS로 입력된 DL신호 레벨을 검출하여 상기 5CUC(5G Converter Unit Controller)로 검출한 정보를 전송하는 검출기(Detector);
DL과 UL경로 상에 각각 존재하며 RF신호를 조절하는 가변감쇠기(Variable Attenuator);
UL경로 상에 존재하여 UL신호를 증폭하는 증폭부(Amplifier Part)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제1항에 있어서, 상기 5CU는 5G-BTS와 POI 사이에 위치를 하여 입력된 5G 다운링크 신호는 MC-DAS에 사용이 가능한 6GHz 이내의 주파수로 변환하고, CHC를 통해 입력된 업링크(Uplink)는 5G 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제3항에 있어서, 상기 5CU는 POI 내부에 포함되는 것을 특징으로 MC-DAS.
제3항에 있어서, 상기 5CU는 RM과 OECDU에도 동일 하게 위치 하여 광선로를 통해 입력된 다운링크(Downlink)는 MC-DAS 신호를 다시 5G 신호를 변환하고, RM을 통해 입력된 5G 업링크(Uplink) 신호는 RM을 통해 MC-DAS에서 사용이 가능한 6GHz 이내의 주파수로 변환하는 구조를 특징으로 하는 MC-DAS.
제5항에 있어서, 상기 5CU는 RM 내부에 포함하여 구현을 하는 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제1항에 있어서, 상기 채널 결합 분배기(CHC)는 8:8의 입출력 개수를 기본으로 구성이 되며, 필요에 따라 N:N의 입출력 개수를 가지는 것을 포함하고, 신호 레벨(Level)을 가변하기 위한 가변형 감쇠기(Variable Attenuator)와 증폭기를 구비하고, CHC에 입력되는 모든 신호 레벨을 검출하는 검출기(Detector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제7항에 있어서, 상기 CHC는 검출한 정보를 기반으로 특정한 레벨이나 비율로 설정하는 기능을 포함 하고, 자동으로 제품의 설치가 가능하도록 오토 인스톨 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제1항에 있어서, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 사용자 제어 화면을 통해 사용자가 직접 접속이 가능하고 펌웨어의 다운로드가 가능한 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제9항에 있어서, 상기 MCU(Main Controller Unit)는 POI, CHC, 5CU와 통신이 가능하며 MC-DAS(Distributed Antenna System)와 연결된 사용자제어 화면을 통해서 사용자가 POI 및 CHC, 5CU의 상태확인 및 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제10항에 있어서,
상기 MCU(Main Controller Unit)는 는 ALC(Auto Level Control), AGC(Auto Gain Control) 기능에 있어서 입력과 출력 레벨로부터 상기 BTS와 상기 5CU, POI, CHC의 서비스품질의 보호가 가능한 것을 특징으로 하고,
상기 MCU(Main Controller Unit)는 통신 방식에 있어서 RS485을 포함한 직렬통신 방식 및 이더넷, RF 모뎀(Modem), 블루투스(Bluetooth)를 포함하는 것을 특징으로 하는 MC-DAS.
제10항에 있어서,
상기 MCU(Main Controller Unit)는 사용자가 상기 MC-DAS(Distributed Antenna System)와 물리적으로 동떨어져있어 직접적으로 GUI를 연결하지 못하는 원격지에서도 이더넷이나, RF 모뎀(RF Modem), 블루투스(Bluetooth)를 포함한 Web-GUI(Graphic User Interface), Mobile Web-GUI(Graphic User Interface)를 상태확인 및 제어가 가능하고, 펌웨어 다운로드가 가능한 것을 특징으로 하는 MC-DAS.