KR20200064545A - 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치 - Google Patents

인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치 Download PDF

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KR20200064545A
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성민규
김준영
이종현
조승현
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한국전자통신연구원
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Abstract

인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치가 개시된다. 송신 장치는 상기 리모트 라디오 헤드로부터 전송된 복수의 서로 다른 서비스에 대응하는 무선 신호들을 수신하는 도너(Donor) 안테나들; 상기 수신된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호의 경우, 상기 중심 주파수가 상기 일정 주파수 이하가 되도록 주파수 변환하는 중간 주파수 변환기(IF Converter); 상기 주파수 변환된 제1 무선 신호의 주파수 대역과 상기 수신된 무선 신호들 중 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들의 주파수 대역들을 하나의 아날로그 신호 경로로 합성하는 채널 어그리게이터(Channel Aggregator); 및 상기 하나의 아날로그 신호 경로를 통해 전송되는 무선 신호들을 광 신호로 변환하여 상기 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치로 전송하는 아날로그 광 송신기(Analog Optical Transmitter)를 포함할 수 있다.

Description

인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치{TRANSMITTER AND RECEIVER OF INDOOR DISTRIBUTED ANTENNA SYSTEM}
본 발명은 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 릴레이 구조를 갖는 멀티 서비스 지원이 가능한 아날로그 분산형 안테나 시스템의 구조에 관한 것이다.
최근, 4K 비디오 스트리밍 서비스와 같은 대용량을 요구하는 모바일 컨텐츠 사용이 증가함에 따라 이동통신시스템에서 요구되는 데이터 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있다. 최근, 증가된 데이터 트래픽을 수용하기 위해 스몰 셀 기반 클라우드 라디오 액세스 네트워크(C-RAN)가 제안되어 사용되고 있으며, 모바일 프론트홀 구간 데이터 수용능력을 증가시키기 위해, Function split, Radio-over-fiber(RoF) 기술 등 다양한 기술들이 논의되는 등, 다가오는 5G 무선통신 서비스를 수용하기 위한 노력이 많이 행해지고 있다.
또한, 대부분의 모바일 데이터 트래픽이 실내환경에서 발생하는 바, 실내환경에서의 데이터 트래픽 수용을 위한 5G 이동통신 시스템용 인도어용(Indoor) 분산형 안테나 시스템(Distributed Antenna System, DAS)에 관한 기술로 아날로그 광 전송 기술을 활용한 인도어용 DAS 기술이 제안되었다. 이와 같은 아날로그 광 전송 기술을 활용한 인도어용 DAS 기술은 요구되는 데이터 트래픽의 양이 기저대역 이동통신 신호의 대역폭과 동일하므로 망 구축 및 운용 비용을 기존의 디지털 방식 전송 기술에 비해 획기적으로 절감할 수 있다는 특징이 있다.
인도어용 DAS에서 모바일 서비스를 제공하는 구조는 기지국 BBU(Base Band Unit) 또는 RRH(Remote Radio Head)로부터 모바일 신호를 MHU(Main Hub Unit)에 전달받아 Radio antenna unit(RAU)에 분배해 주는 구조를 갖는다. 모바일 신호를 전달 받는 간단한 예시로 RF 케이블(Cable) 또는 피버(Fiber)와 같은 회선이 BBU(or RRH)와 MHU에 사이에 바로 연결되는 구조가 있다. 그러나, 회선을 건물 내에 연결하는 것은 어렵거나 비용이 많이 드는 문제가 있다.
따라서, 이를 극복하기 위해 릴레이(Relay) 구조를 채택하여 매크로(Macro) 신호를 외부 안테나를 통해 전달 받아 분배하는 릴레이 구조를 갖고 있는 인도어 DAS 솔루션이 필요하게 되었다.
본 발명은 빌딩 및 터널 등과 같은 실내 환경에서 음영지역 없이 이동통신서비스를 경제적을 제공할 수 있는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 아날로그 광전송 기반의 인도어용 분산형 안테나 시스템에서 보다 효율적으로 멀티 서비스를 지원하기 위하여 RFoF(Radio Frequency over Fiber) 및 IFoF(Intermediate Frequency over Fiber)를 융합한 인도어용 분산형 안테나 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 리모트 라디오 헤드(Remote Radio Head)와 연결된 인도어용 분산형 안테나 시스템(Indoor Distributed Antenna System)의 송신 장치는 상기 리모트 라디오 헤드로부터 전송된 복수의 서로 다른 서비스에 대응하는 무선 신호들을 수신하는 도너(Donor) 안테나들; 상기 수신된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호의 경우, 상기 중심 주파수가 상기 일정 주파수 이하가 되도록 주파수 변환하는 중간 주파수 변환기(IF Converter); 상기 주파수 변환된 제1 무선 신호의 주파수 대역과 상기 수신된 무선 신호들 중 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들의 주파수 대역들을 하나의 아날로그 신호 경로로 합성하는 채널 어그리게이터(Channel Aggregator); 및 상기 하나의 아날로그 신호 경로를 통해 전송되는 무선 신호들을 광 신호로 변환하여 상기 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치로 전송하는 아날로그 광 송신기(Analog Optical Transmitter)를 포함할 수 있다.
상기 중간 주파수 변환기는 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격에 기초하여 상기 제1 무선 신호의 주파수 변환을 수행할 수 있다.
상기 중간 주파수 변환기는 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격이 상기 제1 무선 신호의 대역폭 보다 작은 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수를 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 높은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 상기 일정 주파수 사이로 주파수 변환할 수 있다.
상기 중간 주파수 변환기는 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격이 상기 제1 무선 신호의 대역폭 보다 큰 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수를 상기 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이로 주파수 변환할 수 있다.
상기 일정 주파수는 6 GHz에 대응할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치는 송신 장치로부터 수신된 광 신호를 아날로그 형태의 무선 신호들로 변환하는 아날로그 광 수신기(Analog Optical Receiver); 상기 변환된 무선 신호들의 진행 경로를 분리하는 스플리터(Splitter); 및 상기 분리된 진행 경로를 가지는 무선 신호들을 사용자 단말이 위치하는 공간을 향해 출력하는 안테나를 포함하고, 상기 변환된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호의 경우, 밀리미터파 신호 생성 장치를 통해 원 주파수 대역으로 주파수 변환되어 상기 안테나를 통해 출력되고, 상기 변환된 무선 신호들 중 상기 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들은 주파수 변환 없이 상기 안테나를 통해 출력될 수 있다.
고역 통과 필터(High Pass Filter); 및 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 더 포함하고, 상기 변환된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호가 상기 고역 통과 필터를 통과하여 출력되고, 상기 변환된 무선 신호들 중 상기 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들은 상기 저역 통과 필터를 통과하여 출력될 수 있다.
상기 고역 통과 필터 및 상기 저역 통과 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 고역 통과 필터 및 상기 저역 통과 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수가 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수 보다 작은 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수와 상기 가장 낮은 중심 주파수의 사이 값을 가지도록 설정될 수 있다.
상기 고역 통과 필터 및 상기 저역 통과 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수가 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 높은 중심 주파수보다 큰 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수와 상기 가장 높은 중심 주파수의 사이 값을 가지도록 설정될 수 있다.
상기 일정 주파수는 6 GHz에 대응할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 실내 음영지역을 해소하기 위한 인도어용 분산형 안테나 시스템에서 mmWave 대역의 고주파 서비스뿐만 아니라 여러 저주파 서비스를 하나의 파장 하나의 광링크를 통해 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 빌딩 및 터널 등과 같은 실내 환경에서 음영지역 없이 이동통신서비스를 경제적을 제공할 수 있는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치 및 수신 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, RFoF(Radio Frequency over Fiber) 및 IFoF(Intermediate Frequency over Fiber)를 융합한 인도어용 분산형 안테나 시스템을 통해 아날로그 광전송 기반의 인도어용 분산형 안테나 시스템에서 보다 효율적으로 멀티 서비스를 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아날로그 광 링크 기반의 모방일 프론트홀 및 인도어용 분산형 안테나 시스템의 개념도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이(Relay) 구조를 갖는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 개념도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치를 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아날로그 광 링크 기반의 모방일 프론트홀 및 인도어용 분산형 안테나 시스템의 개념도를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 송신 장치(110)는 모바일 프론트홀(Mobile Fronthaul)에 포함된 리모트 라디오 헤드(200) 또는 베이스 밴드 유닛 풀(BBU Pool)에 포함된 베이스 밴드 유닛(300)과 RF 케이블 또는 광 케이블과 같은 회선을 통해 연결되거나 외부 안테나를 통해 전달 받는 릴레이 구조를 가질 수 있다. 이때, 송신 장치(110)는 도 1의 메인 허브 유닛(Main Hub Unit)(110)에 대응할 수 있다.
그리고 도 1을 참고하면, 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 송신 장치(110)와 수신 장치(120)는 광 케이블을 이용하여 연결될 수 있다. 이때, 수신 장치(120)는 도 1의 라디오 안테나 유닛(Radio Antenna Unit)에 대응할 수 있다. 즉, 일실시예에 따른 송신 장치(110)는 리모트 라디오 헤드(200) 및 수신 장치(120)를 중계할 수 있다.
구체적으로 모바일 신호는 모바일 프론트홀 링크를 통해 클라우드화 된 베이스 밴드 유닛(300)으로부터 리모트 라디오 헤드(200)로 전송될 수 있다. 전송된 모바일 신호는 실내 환경에 설치된 송신 장치(110)를 통해 채널 합성 됨으로써 다중화되어 하나의 아날로그 신호로 합성될 수 있다.
이와 같이 합성된 아날로그 신호는 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 링크를 통해 복수의 수신 장치(120)로 분배되어 모바일 서비스를 지원할 수 있다. 이때, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 저주파수 서비스에 대응하는 무선 신호의 경우 할당된 라이선스 주파수 대역으로 무선 신호를 수신 장치(120)로 직접 전송하는 RFoF 기술 및 mmWave 주파수 대역을 사용하는 고주파수 서비스에 대응하는 무선 신호 경우 비어 있는 주파수 대역으로 중간 주파수 변환하여 수신 장치(120)로 전송하는 IFoF 기술을 융합함으로써 보다 효율적으로 멀티 서비스를 지원할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 릴레이(Relay) 구조를 갖는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 개념도를 도시한 도면이다.
본 발명에서 제공하는 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 송신 장치(110)가 모바일 프론트홀(Mobile Fronthaul)에 포함된 리모트 라디오 헤드(200) 또는 베이스 밴드 유닛 풀(BBU Pool)에 포함된 베이스 밴드 유닛(300)과 외부 안테나를 통해 전달 받는 릴레이 구조를 가질 수 있다.
그리고, 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 송신 장치(110)가 외부 안테나를 통해 릴레이 구조를 통해 수신된 RF 무선 신호들을 수신 한 후 수신 장치(120)에 분배하는 구조를 가질 수 있다. 이때, 외부 안테나는 도너(Donor) 안테나(130) 일 수 있으며, 각각의 도너 안테나(130)는 여러 서비스에 대응하는 RF 신호를 수신하여 송신 장치(110)로 전달할 수 있다.
일례로, 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 송신 장치(110)는 도너 안테나(130)를 통해 3G/LTE 및 6 GHz 이하의 주파수 대역을 활용하는 5G 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들을 수신할 있다. 이와 같이 3G/LTE 및 6 GHz 이하의 주파수 대역을 활용하는 5G 등의 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들은 서로 다른 RF 무선 신호들 사이에 간섭을 일으키지 않으므로 하나의 파장으로 다중화되어 하나의 광 섬유를 통해 전송될 수 있다. 즉, 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 송신 장치(110)는 수신된 RF 무선 신호들을 RFoF 기술을 이용하여 수신 장치(120)로 전송함으로써 복수의 서비스를 사용자 단말에 제공할 수 있다.
그러나, mmWave 주파수 대역을 사용하는 5G 등의 고주파수 서비스를 RFoF 기술로 구현하기에는 광섬유의 분산(Dispersion)에 의한 RF 페이딩(Fading)을 겪을 뿐만 아니라, 넓은 대역폭을 수용할 수 있는 외부 변조기를 사용해야 하므로 비용 및 전송 거리에 관련하여 제약을 받게 되는 단점이 있다.
이와 같은 단점으로 극복하기 위해, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 6 GHZ 이상의 고주파 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 경우 비어있는 주파수 대역으로 중간 주파수 변환하여 전송하고 6 GHz 이하의 저주파수 서비스에 대응한 RF 무신 신호는 기존의 RF 무선 신호 대역 그대로 전송함으로써 사용자 단말에 멀티 서비스를 지원하는 아날로그 인도어 DAS 구조를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 송신 장치(110)는 중간 주파수 변환기(IF Converter)(111), 채널 어그리게이터(Channel Aggregator)(112) 및 아날로그 광 송신기(Analog Optical Transmitter)(113)로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 릴레이 구조를 가지므로 리모트 라디오 헤드(200) 또는 베이스 밴드 유닛(300)으로부터 전송되는 RF 무선 신호들을 수신하기 위한 도너 안테나(130)를 추가적으로 포함할 수 있다.
중간 주파수 변환기(111)는 수신된 RF 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 RF 무선 신호에 대해 중심 주파수가 일정 주파수 이하가 되도록 주파수 변환을 수행할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이 mmWave 주파수 대역을 사용하는 5G 등의 고주파수 서비스는 광섬유의 분산(Dispersion)에 의한 RF 페이딩(Fading)을 겪을 뿐만 아니라, 넓은 대역폭을 수용할 수 있는 외부 변조기를 사용해야 하므로 비용 및 전송 거리에 관련하여 제약을 받게 되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 이와 같은 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호를 보다 낮은 주파수 대역으로 중간 주파수 변환함으로써 주파수 효율성을 증대 시킬 뿐만 아니라 고주파에서 겪는 RF 페이딩 등의 문제점도 극복 할 수 있다. 또한, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 상향링크의 경우에도 하향링크와 같은 구조를 사용하여 구현이 가능할 수 있다.
채널 어그리게이터(112)는 주파수 변환된 RF 무선 신호의 주파수 대역과 수신된 RF 무선 신호들 중 주파수 변환된 RF 무선 신호를 제외한 RF 무선 신호들의 주파수 대역들을 하나의 아날로그 신호 경로로 합성할 수 있다.
도 3을 참고하면, 3G/LTE 및 6 GHz 이하의 주파수 대역을 활용하는 5G 등의 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 대역폭 및 mmWave 주파수 대역을 사용하는 5G 등의 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 대역폭이 모두 낮은 주파수 대역에 주파수 할당됨으로써 주파수 효율성이 증대될 뿐만 아니라 RF 페이딩으로 인한 문제점도 극복 가능할 수 있다.
이를 위해 중간 주파수 변환기(111)는 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 RF 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격에 기초하여 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 주파수 변환을 수행할 수 있다.
예를 들어, 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 RF 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격이 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 대역폭 보다 작은 경우, 중간 주파수 변환기(111)는 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수를 저주파수 대역에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 높은 중심 주파수에 대응하는 RF 무선 신호의 주파수 대역과 일정 주파수 사이로 주파수 변환할 수 있다. 즉, 도 3의 주파수 할당의 예에서 mmW-5G(IF)의 RF 무선 신호는 실선 형태의 주파수 대역을 가질 수 있다. 이때, 일례로, 일정 주파수는 6 GHz 이하일 수 있다.
이와는 달리 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 RF 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격이 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 대역폭 보다 큰 경우, 중간 주파수 변환기(111)는 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수를 저주파수 대역에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 RF 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이로 주파수 변환할 수 있다. 즉, 도 3의 주파수 할당의 예에서 mmW-5G(IF)의 RF 무선 신호는 파선 형태의 주파수 대역을 가질 수 있다.
이와 같이 중심 주파수 변환기(111)는 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수를 6 GHz 이하의 주파수 대역 중 보다 낮은 대역의 비어있는 주파수 영역으로 주파수 변환함으로써 주파수 효율성을 증대시킬 수 있다.
아날로그 광 송신기(113)는 하나의 아날로그 신호 경로로 합성된 RF 무선 신호들을 광 신호로 변환하여 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 수신 장치(120)로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 도 3을 참고하면, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 수신 장치(120)는 아날로그 광 수신기(Analog Optical Receiver)(121), 스플리터(Splitter)(122), 고역 통과 필터(123-1), 저역 통과 필터(123-2), 밀리미터파 생성 장치(124) 및 RF 무선 신호들을 사용자 단말의 공간을 향해 출력하는 안테나(미도시)를 포함할 수 있다.
아날로그 광 수신기(121)는 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 송신 장치(110)로부터 수신된 광 신호를 아날로그 형태의 RF 무선 신호들로 변환할 수 있다. 신호 경로(G1)을 확인해 보면 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들 및 고주파수 서비스에 대응하는 주파수 변환된 RF 무선 신호가 일정 주파수 이하로 다중화되어 있음을 확인할 수 있다.
스플리터(122)는 변환된 RF 무선 신호들의 진행 경로를 분리할 수 있다. 그리고, 진행 경로가 분리된 RF 무선 신호들은 고역 통과 필터(123-1) 및 저역 통과 필터(123-2)를 각각 통과할 수 있다.
이때, 고역 통과 필터(123-1)는 변환된 RF 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 RF 무선 신호를 필터링하여 출력하고, 저역 통과 필터(123-2)는 변환된 RF 무선 신호들 중 일정 주파수 이하의 중심 주파수를 가지는 RF 무선 신호를 필터링하여 출력할 수 있다.
일례로, mmW-5G(IF) 신호가 실선 형태의 주파수 대역에 다중화 되어 있는 경우, 신호 경로(G2)를 확인해 보면 고역 통과 필터(123-1)를 통해 변환된 RF 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 RF 무선 신호가 필터링 되어 출력되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 신호 경로(G3)를 확인해 보면 저역 통과 필터(123-2)를 통해 변환된 RF 무선 신호들 중 일정 주파수 이하의 중심 주파수를 가지는 RF 무선 신호들이 필터링 되어 출력되는 것을 확인할 수 있다. 다만, mmW-5G(IF) 신호가 파선 형태의 주파수 대역에 다중화 되어 있는 경우 반대로 필터링 되어 출력될 수 있다.
이때, 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)의 수신 장치(120)는 저역 통과 필터(123-2)에 의해 필터링 되어 출력된 RF 무선 신호들을 별다른 주파수 변환 없이 안테나를 통해 사용자 단말이 위치하는 공간을 향해 출력할 수 있다.
그러나 수신 장치(120)는 고역 통과 필터(123-1)에 의해 필터링 되어 출력된 RF 무선 신호의 경우 밀리미터파 신호 생성 장치(124)를 통해 원 주파수 대역으로 주파수 변환한 후 안테나를 통해 사용자 단말이 위치하는 공간을 향해 출력할 수 있다. 즉, 진행 경로(G4)를 확인해 보면 중간 주파수 변환된 된 RF 무선 신호가 밀리미터파 신호 생성 장치(124)를 통해 원 주파수 대역인 고주파수 대역으로 주파수 변환되었음을 확인할 수 있다.
이를 위해 고역 통과 필터(123-1) 및 저역 통과 필터(123-2)의 차단 주파수는 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 일례로, 차단 주파수는 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수가 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수 보다 작은 경우, 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수와 상기 가장 낮은 중심 주파수의 사이 값을 가지도록 설정될 수 있다.
이와는 달리 차단 주파수는 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수가 저주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 높은 중심 주파수 보다 큰 경우, 고주파수 서비스에 대응하는 RF 무선 신호의 중심 주파수와 상기 가장 높은 중심 주파수의 사이 값을 가지도록 설정될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 mmWave 대역의 고주파 서비스뿐만 아니라 여러 저주파 서비스를 하나의 파장 하나의 광링크를 통해 구현함으로써 실내 음영지역을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명의 인도어용 분산형 안테나 시스템(100)은 RFoF(Radio Frequency over Fiber) 기술 및 IFoF(Intermediate Frequency over Fiber) 기술을 융합함으로써 아날로그 광전송 기반의 DAS 시스템에서 보다 효율적으로 멀티 서비스를 지원할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100 : 인도어용 분산형 안테나 시스템
110 : 송신 장치
111 : 중간 주파수 변환기
112 : 채널 어그리게이터
113 : 아날로그 광 송신기
120 : 수신 장치
121 : 아날로그 광 수신기
122 : 스플리터
123-1 : 고역 통과 필터
123-2 : 저역 통과 필터
124 : 밀리미터파 생성 장치
130 : 도너 안테나
200 : 리모트 라디오 헤드
300 : 베이스 밴드 유닛

Claims (11)

  1. 리모트 라디오 헤드(Remote Radio Head)와 연결된 인도어용 분산형 안테나 시스템(Indoor Distributed Antenna System)의 송신 장치에 있어서,
    상기 리모트 라디오 헤드로부터 전송된 복수의 서로 다른 서비스에 대응하는 무선 신호들을 수신하는 도너(Donor) 안테나들;
    상기 수신된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호의 경우, 상기 중심 주파수가 상기 일정 주파수 이하가 되도록 주파수 변환하는 중간 주파수 변환기(IF Converter);
    상기 주파수 변환된 제1 무선 신호의 주파수 대역과 상기 수신된 무선 신호들 중 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들의 주파수 대역들을 하나의 아날로그 신호 경로로 합성하는 채널 어그리게이터(Channel Aggregator); 및
    상기 하나의 아날로그 신호 경로를 통해 전송되는 무선 신호들을 광 신호로 변환하여 상기 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치로 전송하는 아날로그 광 송신기(Analog Optical Transmitter)
    를 포함하는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치.
  2. 상기 제1항에 있어서,
    상기 중간 주파수 변환기는,
    상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격에 기초하여 상기 제1 무선 신호의 주파수 변환을 수행하는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치.
  3. 상기 제1항에 있어서,
    상기 중간 주파수 변환기는,
    상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격이 상기 제1 무선 신호의 대역폭 보다 작은 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수를 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 높은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 상기 일정 주파수 사이로 주파수 변환하는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치.
  4. 상기 제1항에 있어서,
    상기 중간 주파수 변환기는,
    상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이의 간격이 상기 제1 무선 신호의 대역폭 보다 큰 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수를 상기 가장 낮은 중심 주파수에 대응하는 제2 무선 신호의 주파수 대역과 제로(Zero) 주파수 사이로 주파수 변환하는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치.
  5. 상기 제1항에 있어서,
    상기 일정 주파수는,
    6 GHz에 대응하는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치.
  6. 인도어용 분산형 안테나 시스템의 송신 장치로부터 수신된 광 신호를 아날로그 형태의 무선 신호들로 변환하는 아날로그 광 수신기(Analog Optical Receiver);
    상기 변환된 무선 신호들의 진행 경로를 분리하는 스플리터(Splitter); 및
    상기 분리된 진행 경로를 가지는 무선 신호들을 사용자 단말이 위치하는 공간을 향해 출력하는 안테나
    를 포함하고,
    상기 변환된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호의 경우, 밀리미터파 신호 생성 장치를 통해 원 주파수 대역으로 주파수 변환되어 상기 안테나를 통해 출력되고,
    상기 변환된 무선 신호들 중 상기 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들은 주파수 변환 없이 상기 안테나를 통해 출력되는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    고역 통과 필터(High Pass Filter); 및
    저역 통과 필터(Low Pass Filter)
    를 더 포함하고,
    상기 변환된 무선 신호들 중 일정 주파수 이상의 중심 주파수를 가지는 제1 무선 신호가 상기 고역 통과 필터를 통과하여 출력되고,
    상기 변환된 무선 신호들 중 상기 제1 무선 신호를 제외한 제2 무선 신호들은 상기 저역 통과 필터를 통과하여 출력되는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고역 통과 필터 및 상기 저역 통과 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는,
    상기 제1 무선 신호의 중심 주파수에 기초하여 결정되는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고역 통과 필터 및 상기 저역 통과 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는,
    상기 제1 무선 신호의 중심 주파수가 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 낮은 중심 주파수 보다 작은 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수와 상기 가장 낮은 중심 주파수의 사이 값을 가지도록 설정되는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 고역 통과 필터 및 상기 저역 통과 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는,
    상기 제1 무선 신호의 중심 주파수가 상기 제2 무선 신호들의 중심 주파수 중 가장 높은 중심 주파수보다 큰 경우, 상기 제1 무선 신호의 중심 주파수와 상기 가장 높은 중심 주파수의 사이 값을 가지도록 설정되는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치.
  11. 상기 제6항에 있어서,
    상기 일정 주파수는,
    6 GHz에 대응하는 인도어용 분산형 안테나 시스템의 수신 장치.
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