KR0144208B1

KR0144208B1 - 이동통신 고출력 중계장치

Info

Publication number: KR0144208B1
Application number: KR1019950000325A
Authority: KR
Inventors: 김선구
Original assignee: 이돈신; 주식회사하이게인안테나
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1998-08-01
Also published as: KR960030574A

Abstract

본 발명은 이동통신 서비스의 전파음영지역에 고출력 소채널 이동통신 서비스가 가능하도록 한 이동통신 고출력 중계장치에 관한 것이다. 본 발명은 우리나라와 같이 산악지역이 많아 통신 서비스를 받지 못하는 지역에 무선통신서비스가 가능하게 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 링크중계용 송수신장치와 음영지역중계장치로 구성되어 있다.링크중계용 송수신장치는 전파음영지역 이동체 단말기에 기지국 n개의 채널이 할당되어 통화가 이루어지도록 기지국 n개의 채널을 전파음영지역 중계장치에 전송시켜주고 전파음영지역 중계장치 지시에 의해 전파음영 지역으로 새로이 진입하는 이동체단말기가 같은 채널로 계속 통신이 가능하도록 중계해 준다. 이 구성에 의해 새로이 할당된 링크중계용 송수신장치의 주파수는 전송되기전 임의의 주파수로 변환되어 음영지역 중계장치에 의해 기지국의 원래 주파수로 전환된다. 이 전환된 주파수는 이동체단말기로 송출되어 통화가 이루어지게 된다. 주파수전환의 개념은 전파음영지역 중계장치에서 이동체단말기로 송출되는 고출력에 의한 피이드벡 현상으로부터 발진을 방지하기 위한 수단으로 전파음영지역 중계장치의 원활한 동작을 유지하여 준다.

Description

이동통신 고출력 중계장치

본 발명은 이동통신 고출력 중계장치에 관한 것으로 특히 우리나라와 같이 산악지역이 많은 지리적, 환경의 악조건에 의해 전파음영지역이 생기는 바, 이를 해소하고 원활한 통신이 가능하도록 한 이동통신 고출력 중계장치에 관한 것이다.

종래의 이동통신 중계장치는 기지국으로부터 송출되는 순방향주파수(송신 주파수)를 특별한 전파음영지(가령, 터널)앞에서 받아 증폭하여 전파음영지 안으로 송출하게 되어 있다. 이런 방식의 이동통신 중계장치는 중계기의 출력이 입력으로 피이드벡 되어 발진의 우려가 있고, 출력이 제한된다.

도 1은 일반적인 이동통신 중계장치와 본 발명의 장치가 적용될 수 있는 계통도이다. 도면에 제시된 바와 같이 본 시스템은 전파가 도래할 수 있는 이동통신 기지국 영역(A); 전파가 도래할 수 없는 전파음영지역(B) 부분으로 크게 구분되어 있으며 두 영역을 연결시켜 주는 중계장치로 이루어져 있다. 종래의 이동통신 중계장치는 단지 신호 증폭,전송 역할만 할 뿐이다.

따라서 기존의 중계기는 인접한 기지국의 모든 채널이 입력되어 수신된 신호와 같이 증폭 전송되므로 혼신의 우려 및 상호 혼변조 특성이 나빠서 출력을 높일 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 특히 이동체가 전파음영지역으로 진입할 경우 이동통신 고출력 중계장치는 주파수 변환을 통해 새로운 주파수로 중계하여 혼변조없이 통화 품질이 우수한 중계서비스를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 원래의 이동통신 기지국 영역 주파수를 서비스에 사용되지 않은 허가 받은 주파수대로 변환하는 링크중계용 송수신장치; 변환된 주파수를 받아 원래의 사용 순방향 주파수로 변환하여 전파음영지역으로 주파수를 전송하는 전파음영지역 중계기를 구비한다. 특히 이들 링크중계용송수신장치와 전파음영지역 중계장치 사이에 원격제어용 데이터 및 이동체 단말기 감시데이타의 전송이 가능하도록 하는 마이크로 콘트롤러를 사용하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성으로 고출력 서비스를 가능하게 하여주며, 전파음영지역이 넓을 경우에도 다수의 중계 장비설치 없이 고출력 광대역 서비스가 가능하고 자연적 차폐조건이 없는 곳이라도 별도의 물리적 차폐물이 없이 쉽게 설치할 수 있고 입력 주파수를 변환하여 송출하게 되므로 전파음영지역(가령, 지상, 지하터널 등)의 어떤 환경하에서도 서비스영역 확장이 가능하다.

도 1은 이동통신 고출력 중계장치 계통도.

도 2는 본 발명의 링크 중계용 송수신장치 블록 다이어그램.

도 3은 본 발명의 전파음영지역 중계장치 블록 다이어그램.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

A : 이동통신 기지국 영역 B : 전파음영지역

a : 이동통신 기지국 송수신장치 b : 링크중계용 송수신장치

c : 기지국 영역내의 이동체 단말기 d : 이동통신 전파음영지역 중계장치

e,f:전파음영지역 중계장치 영역내 이동체 단말기

k1,k2,k3 : 방향성 결합기 1 : 이동통신 기지국 안테나

2 : 기지국 영역내의 이동체 단말기 안테나

3 : 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나

4 : 전파음영지 중계장치 중계용 안테나

5 : 전파음영지역 중계장치의 송수신 안테나

6:전파음영지역 중계장치의 수신 안테나

7,8 : 전파음영지역 중계장치 영역내의 이동체 단말기 송수신 안테나

100,100' : 듀플렉서 I 101,101' : 저잡음 증폭기

102,102' : n분배기 103,103' : 믹서 I

104,104' : 필터 및 중간주파수 증폭기 105,105' : 믹서 II

106:고주파증폭기 및 필터 107 : n결합기

108,108' : 고출력 증폭기 109,109' : 듀플렉서 II

110,110' : 역방향 저장음 증폭기 111,111' : 역방향 n분배기

112,112' : 역방향 믹서 II 113,113':역방향 필터 및 중간주파수 증폭기

114,114' : 역방향 믹서 I 115 : 역방향 고주파 증폭기 및 필터

116,116' : 역방향 n 결합기 117,117' : 역방향 고출력 증폭기

118,118',119,119',120,120',121,121' : 국부 발진기

122 : 수신 데이터 검출기 123,123':마이크로 콘트롤러

124,124' : 주파수 제어기 200:고출력 결합기

210 : 역방향 듀플렉서 220:분배기

230 : 이동체 단말기 주파수 주사수신장치 240 : 송신장치

300,300' : 순방향 협대역 IF 보드 310,310' : 역방향 협대역 IF 보드

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 이동통신 고주파 중계장치에 대해서 상세하게 설명한다.

앞에서 간단히 언급한 도 1은 물론 도 2, 도 3을 각각 구체적으로 설명한다.

먼저 도1은 이동통신 기지국영역(A)에서 전파음영지역(B)으로 주파수를 전송하는 계통도를 나타내고 있다. 이동통신 기지국 송수신장치(a)에서 보내진 순방향 주파수는 이동통신 기지국 안테나(1)에 부착된 방향성 결합기(k1)에 의해 감쇠된 만큼 링크중계용 송수신장치(b)에 보내진다. 링크중계용 송수신장치(b)는 보내진 주파수를 이동통신 기지국영역(A)에서 사용되지 않는 허가 받은 주파수대로 변환하여 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)로 보낸다.

보내진 주파수는 전파음영지역 중계장치 중계용 안테나(4)로 인입되 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)에 의해 기지국에서 사용되어진 원래의 순방향주파수로 변환되어진 후 전파음영지역 중계장치 송수신 안테나(5)를 통해 전파음영지역(A)으로 송출되어 전파음영지역 중계장치 영역내 이동체 단말기(e),(f)에 수신된다.

전파음영지역 중계장치 영역내 이동체 단말기(e),(f)에서 보내진 역방향 주파수는 전파음영지역 중계장치 송수신 안테나(5)와 전파음영지역 중계장치의 수신안테나(6)로 수신되어 전파음영지역 중계장치(d)에 의해 주파수로 변환된다. 이 변환된 주파수는 전파음영지역 중계장치 중계용 안테나(4)에 의해 링크중계용 송수신장치(b)로 전송된다. 전송된 주파수는 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)로 인입되, 링크중계용 송수신장치(b)에 의해 전파음영지역 중계장치 영역내 이동체 단말기(e),(f)에서 보내진 원래의 역방향 주파수로 변환되어 방향성 결합기(k1)를 통해 이동통신 기지국 송수신장치(a)의 역방향 수신장치에 전송되므로써 통신이 이루어 진다.

여기서 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)와 전파음영지역 중계장치 중계용안테나(4)간의 사용 주파수는 이동통신 기지국 송수신장치(a)에서 사용하지 않는 허가받은 주파수로 링크중계용 송수신장치(b)와 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)간을 연결하는 전송용 주파수이다. 이들 사이에는 원격제어용 데이터 및 이동체 단말기 감시데이터의 전송이 가능하게 구성되어 진다.

도 2 는 이동통신 기지국 영역(A)에서 전파음영지역(B)으로 순방향주파수와 역방향 주파수를 전송하는 링크중계용 송수신장치(b)의 블록 다이어그램이며 도 1의 (b)를 상세하게 나타낸 것이다.

이동통신 기지국 송수신장치(a)에서 보내진 순방향 주파수는 이동통신 기지국 안테나(1)에 부착된 방향성 결합기(k1)에 의해 감쇠된 만큼 링크중게용 송수신장치(b)에 보내진다. 보내진 순방향 주파수는 듀플렉서 I (100)에 의해 송수신 분리된다. 이 분리된 순방향 주파수는 저잡음 증폭기(101)에 의해 저잡음 증폭되어 n 분배기(102)에서 n분배된다. n분배된 주파수는 순방향 협대역 IF 보드(300); 믹서 I (103); 필터 및 중간 주파수 증폭기(104); 믹서 II(105); 고출력 증폭기 및 필터(106)에 의해 각각 주파수 변환되어 n 결합기(107)에 의해 n 결합된다. 결합기(107)에 의해 결합된 순방향 변환 주파수는 고출력 증폭기(108)에서 증폭되어 듀플렉서 II(109)와 방향성 결합기(k2)를 거쳐 중계용 안테나(3)에 의해 전송된다.

이동통신 전파음영지역 중계장치(d)로부터 보내진 역방향 주파수는 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)를 통해 인입되고 인입된 역방향 주파수는 방향성 n 결합기(k2)와 듀플렉서 II (109)를 통해 송수신 분리되어 역방향 저잡음 증폭기(110)에 의해 저잡음 증폭되고 역방향 n 분배기(111)에 의해 n 분배된다. 이 분배된 각각의 역방향 주파수는 위에서 설명한 순방향 주파수의 변환방식과 같은 방식으로 변환된다. 먼저 역방향 믹서 II(112)에서 국부발진기(121)에서 발생된 주파수와 혼합된다. 혼합된 주파수는 역방향 필터 및 중간 주파수 증폭기(113)에서 증폭되고 역방향 믹서 I (114)에서 다시 국부발진기(120)에서 발진된 주파수와 혼합되고 역방향 고주파 증폭기 및 필터(115)에 의해 증폭된다. 증폭된 주파수는 역방향 n 결합기(116)에서 결합된 후 역방향 고출력 증폭기(117)에서 증폭된 듀플렉서 I (100)에서 송수신 분리되고 분리된 주파수는 이동통신 기지국 송수신장치(a)에 보내진다.

상기 설명한 주파수는 순수한 통신 데이터의 전달을 의미하고 본 발명, 이동통신 고출력 중계장치는 주파수를 변환하기위해 각 장치들을 제어하는 마이크로 콘트롤러(123)가 존재한다. 따라서 역방향 주파수에는 이동체 단말기의 상태를 알려주는 데이터신호가 존재한다. 이 주파수는 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)로 인입되어 방향성 결합기(k2)에서 감쇄된 만큼 보내지고 보내진 신호는 수신데이터 검출기(122)에 의해 검출되어 마이크로콘트롤러(123)에 전해지게 된다.

링크중계용 송수신장치(b)의 중앙처리장치인 마이크로 콘트롤러(123)는 전송된 데이터신호 및 전파음영지역 중계장치 영역내 이동체 단말기(e),(f)의 주파수를 분석하여 주파수 제어기(124)에 정보를 제공한다.

주파수 제어기(124)는 이 정보를 받아 국부발진기(118),(119),(120),(121)의 발진주파수를 변환하여 이동체 단말기 주파수에 해당하는 순방향 및 역방향 주파수에 동조될 수 있도록 하고 필터를 자동 동조시킨다.

이와 같은 동작에 의해 링크중계용 송수신장치(b)는 이동체 단말기가 기지국의 많은 채널 중 어떤 채널을 물고 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)로 진입하더라도 수신 데이터 검출기(122)에 의해 쉽게 검출이 가능하여 통화가 끊이지 않게 된다.

다음으로 도 3은 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)의 블록다이어그램으로 도 1의 (d)를 상세히 나타내고 있다.

본 도 3 의 전파음영지역 중계장치(d)는 도 2 의 링크중계용 송수신장치(b)와 유사하게 구성된다.

이동통신 전파음영지역 중계장치(d)의 순방향 주파수와 역방향 주파수의 흐름은 다음과 같다.

먼저 순방향 주파수는 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)에서 전파음영지역 중계장치 중계용 안테나(4)로 전송된다. 전송된 순방향 주파수는 방향성 결합기((k3)와 듀플렉서 I (100')를 통해 송수신 분리되어 저잡음 증폭기(101')에 의해 증폭되고 n 분배기(102')에서 분배된다.

분배된 각각의 전파는 순방향 협대역 IF 보드(300') ; 믹서 I (130') ; 필터 및 중간주파수 증폭기(104') ; 믹서 II (105') 순으로 전달되고 이 순방향 협대역 IF 보드(300')에 의해 각각 주파수 변환되어 고출력 증폭기(108')에서 증폭된 후 고출력 결합기(200)에 의해 결합된다.

결합기(200)에 의해 결합된 주파수는 듀플렉서 II (109')에 의해 송수신 분리되고 전파음영지역 중계장치 송수신 안테나(5)에 의해 전파음영지역(B)으로 송출되게 되므로 전파음영지역 영역내 이동체단말기(e),(f)에 순방향 주파수가 전송되게 된다. 또한 다른 이동체 단말기에서 복사되는 역방향주파수는 이동체 단말기 주파수 주사수신장치(230)에 의해 확인 감시된다.

이 확인된 주파수는 마이크로 콘트롤러(123')에 보고 되어진다. 마이크로 콘트롤러(123')는 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)를 자기진단 및 상태를 원격전송 할 수 있도록 설계되어 있다.또한 마이크로 콘트롤러(123')는 이동체 단말기 주파수 주사수신장치(230)에서 보고된 주파수를 분석한 후 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)내의 순방향 협대역 IF 보드(300') 및 역방향 협대역 IF 보드(310')중 사용하지 않는 순방향 협대역 IF 보드(300') 및 역방향 협대역 IF 보드(310')를 선택하여 이동체 단말기 주파수와 일치하게 한 후 주파수제어기(124')에 제어명령을 내린다.또한 마이크로 콘트롤러(123')는 주파수 제어기(124')에도 같은 지시를 하여 전파음영지역(B)내의 링크중계용 송수신장치(b)가 주파수를 변환시키도록 명령하고 채널 주파수를 변환하여, 기지국 영역내의 이동체 단말기(c)의 주파수에 해당하는 순방향, 역방향 주파수에 동조될 수 있도록 필터 및 중간주파수 증폭기(104')에 자동 동조시킨다.

상기와 같은 동작에 의해 이동통신 음영지역 중계장치(d)와 링크중계용 송수신장치(b)의 채널을 자동변환 조절하여 기지국 영역내의 이동체 단말기(c)가 이동통신 기지국영역(A)에서 전파음영지역(B)으로 이동하여도 동일채널 통신이 가능하게 한다.

링크중계용 송수신장치(b)에서의 채널할당은 이동통신 음영지역 중계장치(d)에서 새로운 채널할당 명령에 의해 이루어지는데, 이 과정 역시 이동통신 음영지역 중계장치(d)에 있는 마이크로 콘트롤러(123')에 의해 이루어지게 된다.

마이크로콘트롤러(123')는 이동통신 음영지역 중계장치(d)가 동작대기상태에이르면 송신장치(240)를 구동시켜 방향성결합기(k3)와 전파음영지역 중계장치 중계용안테나(4)로 새로운 채널할당 명령을 링크중계용 송수신장치(b)로 전송하게 된다. 전송된 주파수는 링크중계용 송수신장치 중계용 안테나(3)와 방향성결합기(k2)를 거쳐 수신 데이터 검출기(122)에서 검출되어 링크중계용 송수신장치(b)로부터 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)로의 새로이 채널이 할당되도록 주파수 변환되어 이동체단말기와 기지국간 통화가 동일 채널로 통신가능하게 된다.

상기에 기술한 사항은 짧은 시간(0.5초 이내)동안에 처리됨으로 이동체단말기 가입자는 통화중 아무런 변화도 느끼지 못하며 통화를 하게 된다.

본 발명의 이동통신 고출력 중계장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사항이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 이동통신 고출력 중계장치에 따르면, 이동통신 기지국 영역(A)의 링크중계용 송수신장치(b)와 전파음영지역(B)의 이동통신 전파음영지역 중계장치(d)간에 새로운 채널을 할당해 중계하기 때문에 다른 많은 이동체 단말기의 통신 주파수와의 혼신이 없어지고 별도의 물리적 차폐구성 없이 쉽게 설치할 수 있어 전파음영지역의 어떤 환경에서도 서비스영역 확장이 가능할 뿐만 아니라 전파 피이드벡 현상이 소멸되어 고출력 중계를 할 수 있는 장점이 있다.

Claims

고출력 피이드벡을 방지하기 위해 구성된 순방향 협대역 IF 보드(300) 및 역방향 협대역 IF 보드(310)를 구비하여 이동통신 기지국 송수신장치(a)의 순방향 및 역방향 주파수를 변형시키는 링크 중계용 송수신장치(b)와 순방향 협대역 IF 보드(300') 및 역방향 협대역 IF 보드(310')를 구비하여 링크 중계용 송수신장치(b)의 변형된 순방향 및 역방향 주파수를 이동통신 기지국 송수신장치(a)의 순방향 및 역방향 주파수로 재생하여 전파음영지역 중계장치영역내 이동체 단말기(e),(f)로 전송하는 전파음영지역 중계장치(d)를 구비한 이동통신 고주파 중계장치.
청구항 1에 있어서, 링크 중계용 송수신 장치(b)와 이동통신 음영지역 중계장치(d)사이의 주파수를 허가된 주파수로 중계가 가능하게 국부발진기(118), (118'), (119),(119'), (120), (121')의 발진주파수를 자동제어하는 주파수제어기(124), (124')를 구비한 것을 특징으로 하는 이동통신 고출력 중계장치.
청구항 1에 있어서, 링크 중계용 송수신 장치(b)와 이동통신 전파음영지역중계장치(d)사이의 주파수를 허가된 주파수로 중계가 가능하게 국부발진기(118),(118'), (119),(119'),(120),(121')의 발진주파수를 자동제어하도록 정보를 보내주는 마이크로 콘트롤러(123),(123')를 구비한 것을 특징으로 하는 이동통신 고출력 중계장치.
청구항 1에 있어서 순방향 협대역 IF 보드(300),(300') 및 역방향 협대역 IF보드(310),(310')는 여러 개로 이루어져 각각의 주파수에 따라 각각의 보드가 독립적으로 동작함을 특징으로 한다.