KR20000007806A

KR20000007806A - 광중계기 전송 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20000007806A
Application number: KR1019980027321A
Authority: KR
Inventors: 김진곤; 박시우
Original assignee: 정용문; 한솔피씨에스 주식회사
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-02-07

Abstract

주파수 변환 방식을 이용한 이동통신용 광중계기 전송 시스템 및 그 방법이 개시된다. 개시된 본 발명은 기지국과 광중계기 간에 신호를 송수신하는 광선로를 광중계기의 다이버시티를 보장하면서 하나로 줄이기 위한 것으로, 상기 기지국이 상기 광중계기로부터 신호를 수신할 때, 수신 경로를 두가지(A,B)로 하여 수신경로A의 신호의 주파수는 변환하지 않고, 수신경로B의 신호의 주파수는 변환한 뒤, 두 경로의 신호를 결합하여 상기 기지국으로 전송하며, 상기 기지국에서는 결합된 신호에서 상기의 원신호와 주파수 변환된 신호를 분리하여 처리함으로써 상기한 광중계기의 다이버시티를 보장하면서 광선로의 수를 하나로 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

광중계기 전송 시스템 및 그 방법

본 발명은 광중계기 전송 시스템에 관한 것으로, 특히 주파수 변환 방식을 이용한 이동통신용 광중계기 전송 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적인 광중계기 전송 시스템에서는, 페이딩의 영향을 줄이기 위해서 다이버시티를 사용하고 있으며, 이러한 다이버시티를 사용한 광중계기 전송 시스템의 전형적인 한 예가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 종래의 광중계기 전송 시스템은 기지국에서 송신신호(본 실시예에서는 1850~1860MHz대역)를 보내면, 이 신호는 기지국측광변환모듈(10)에서 전기신호를 광신호로 변환하는 전기-광변환기(1)를 거쳐 해당 광선로(2)를 따라 광중계기(20) 측으로 전송된다. 상기 광중계기(20)에서는 상기의 광신호를 수신하여 광-전기변환기(3)를 거쳐 다시 전기신호로 변환하고, 변환된 신호는 증폭기(4), 듀플렉서(5)를 거쳐 송수신용 수직 편파 안테나(6)를 통하여 발사됨으로써 광중계기(20)가 설치된 주변의 음영지역을 커버한다. 역으로 상기 광중계기(20) 커버리지 내의 이동국에서 송신되는 전파(본 실시예에서는 1760~1770MHz대역)는 상기 송수신용 수직 편파 안테나(6) 및 수신용 수직 편파 안테나(7)에 수신된다. 이 때 수직편파 안테나를 2개 사용하는 것은 전파의 페이딩을 방지하기 위한 다이버시티를 위한 것이다. 상기 2개의 안테나(6)(7)로 수신된 전파는 각각 듀플렉서(5), 필터(8), 저잡음증폭기(9)(9') 및 전기-광변환기(1')(1")를 거치면서 광신호로 변환되고, 해당 광선로(2')(2")를 통하여 상기 기지국측광변환모듈(10)로 전송된다. 기지국측광변환모듈(10)로 전송된 광신호는 광-전기변환기(3')(3")를 거치면서 다시 전기신호로 변환되어 기지국(도시 안됨)으로 입력된다. 여기서 기지국으로 입력된 각각의 전기신호는 다이버시티를 위하여 합성된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 전송 시스템에서는 수직편파안테나 2개를 사용함으로 인하여 광중계기로부터 기지국으로 신호를 수신하기 위한 2개의 광선로와, 상기 기지국으로부터 광중계기로 신호를 송신하기 위한 1개의 광선로, 즉 총 3개의 광선로가 요구되었다. 따라서, 광선로의 비용을 고려했을 때, 엄청난 비용이 지출되었다.

상기한 바와 같은 공지예의 단점, 즉 광선로의 증가에 의한 과다 비용 지출의 문제를 해소하기 위한 방편으로, 도 2에 도시한 바와 같은 파장분할다중화장치(Wavelength Division Multiplexer;WDM)를 이용한 광중계기 전송 시스템이 개발 되었다.

이 파장분할다중화장치를 이용한 광중계기 전송 시스템은, 다음과 같은 작용으로 전파를 송수신한다.

즉, 기지국에서 송신신호(본 실시예에서는 1850~1860MHz대역)를 보내면, 이 신호는 기지국측광변환모듈(10)에서 전기신호를 광신호로 변환하는 전기-광변환기(1)를 거쳐 광선로(2)에 입력되기 전단에서 파장분할다중화장치(21)를 거쳐 광중계기(20) 측으로 전송된다. 상기 광중계기(20)로 수신된 광신호는 파장분할다중화장치(21')를 거친 후에 광-전기변환기(3)를 거쳐 전기신호로 변환된 후, 증폭기(4)와 듀플렉서(5)를 거쳐 송수신용 수직 편파 안테나(6)를 통하여 발사됨으로써 광중계기가 설치된 주변의 음영지역을 커버한다. 역으로 상기 광중계기(20) 커버리지 내의 이동국에서 송신되는 전파(본 실시예에서는 1760~1770MHz대역)는 상기 송수신용 수직 편파 안테나(6) 및 수신용 수직 편파 안테나(7)에서 수신된다. 이때 수직편파 안테나를 2개 사용하는 것은 전파의 페이딩을 방지하기 위한 다이버시티를 위한 것이다. 상기 송수신용 수직 편파 안테나(6)로 수신된 전파는 상기 듀플렉서(5), 저잡음증폭기(9) 및 전기-광변환기(1")를 거쳐 광신호로 변환되고, 파장분할다중화장치(21')를 거친 후에 광선로(2)를 따라 상기 기지국측 광변환 모듈(10)의 파장분할다중화장치(21)를 거친 후에 광-전기변환기(3')를 거쳐 전기신호로 기지국(도시 안됨)으로 입력된다. 또한 상기 수직편파 안테나(7)로 수신된 전파는 필터(8), 저잡음증폭기(9') 및 전기-광변환기(1")를 거치면서 광신호로 변환되고, 광선로(2')를 따라 상기 기지국측광변환모듈(10)의 광-전기변환기(3")를 거쳐 전기신호로 기지국(도시 안됨)으로 입력된다. 이와 같이 입력되는 2개의 신호는 다이버시티를 위하여 기지국 안에서 합성된다.

그러나, 파장분할다중화장치를 사용한 종래의 전송 시스템에서도 광중계기로부터 기지국으로 수신되는 신호의 다이버시티를 위해서는 2개의 광선로가 필요하게 된다. 즉 광선로의 갯수를 줄이기 위하여 특수한 결합기(Optical Coupler)의 하나인 파장분할다중화장치를 사용하여 하나의 광섬유 채널을 빛의 파장에 의해서 분할하여 복수의 통신로로 사용할 수 있게 함으로써, 송수신채널을 하나의 광선로를 이용하게 하는 방법을 사용하고 있으나, 상기의 다이버시티를 이용하기 위해서는 또다른 수직편파안테나에 연결된 전송로가 반드시 필요하므로, 상기 기지국이 상기 광중계기로부터 신호를 수신하기 위한 최소한의 광선로는 2개가 필요하였다.

따라서, 광선로의 비용을 고려했을 때, 여전히 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 광중계기의 다이버시티를 보장하면서 하나의 광선로로 신호를 송수신 할 수 있는 광중계기 전송 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 광중계기 전송 시스템에 대한 구조도.

도 2는 종래 파장분할다중화장치(Wavelength Division Multiplexer:WDM)를 이용한 광중계기 전송 시스템에 대한 구조도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광중계기 전송 시스템에 대한 구조도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10;기지국측광변환모듈 20;광중계기

30;광선로 31,31';전기-광변환기

32,32';파장분할다중화장치 33,33';광-전기 변환기

34;고출력 증폭기 35;듀플렉서

36;듀얼폴 안테나 37,37';저잡음 증폭기

38;필터 39;결합기

40;주파수 변환부 41;주파수 변환기

42;증폭기 51;분배기

52,52';필터 53;주파수 변환기

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기지국이 광중계기로부터 신호를 수신할 때, 수신 경로를 두가지(A,B)로 하여 수신경로A의 신호 주파수는 변환하지 않고, 수신경로B의 신호 주파수는 변환한 뒤, 두 경로의 신호를 결합하여 기지국측광변환모듈로 전송하며, 상기 기지국측광변환모듈에서는 결합된 신호에서 다시 상기의 원신호와 주파수 변환된 신호를 분리하여 처리하도록 된 것을 특징으로 하는 광중계기 전송 시스템 및 그 방법이 제공된다.

바람직하게는, 본 발명의 광중계기 전송 시스템은, 중계기와 이동국 간에 전파를 송수신하는 안테나부; 상기 안테나부에서 수신한 신호 중 하나의 신호에 대한 주파수 대역을 변환하는 제 1 주파수 변환기; 상기 안테나부에서 수신한 신호 중 다른 하나의 신호와, 상기 제 1 주파수 변환기에 의해 주파수 대역이 변환된 신호를 결합하는 결합기; 상기 결합기에서 출력되는 전기신호를 광신호로 변환하는 전기-광변환기; 상기 전기-광변환기에서 출력되는 광신호를 기지국으로 전송하는 파장분할다중화장치; 상기 파장분할다중화장치에서 출력되는 광신호를 다시 전기신호로 변환하는 광-전기변환기; 상기 광-전기변환기의 출력신호로부터 상기 결합된 신호를 분리하는 분배기; 및 상기 분배기에서 분리된 신호 중 주파수가 변환된 신호를 원래의 주파수 대역으로 복구시키는 제 2 주파수 변환기를 포함한다.

그리고, 본 발명의 광중계기 전송방법은, a)중계기와 이동국 간에 전파를 송수신하는 단계; b)상기 중계기에서 수신한 신호 중 하나의 신호에 대한 주파수 대역을 변환하는 단계; c)상기 중계기에서 수신한 다른 하나의 신호와 상기 b)단계에서 주파수 대역이 변환된 신호를 결합하는 단계; d)상기 결합된 전기신호를 광신호로 변환하는 단계; e)상기 변환된 광신호를 파장분할다중화장치를 통해 기지국으로 전송하는 단계; f)상기 파장분할다중화장치에서 출력되는 광신호를 다시 전기신호로 변환하는 단계; g)상기 f)단계에서 변환된 전기신호에서 상기 c)단계에서 결합된 신호를 분리하는 단계; 및 h)상기 g)단계에서 분리된 신호 중 주파수가 변환된 신호를 원래의 주파수 대역으로 복구하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명의 광중계기 전송 시스템에 대한 구조도로서, 도면에서 참조부호 10은 기지국측광변환모듈 이고, 20은 광중계기이다.

도면에서 보는 바와 같이, 기지국(도시 안됨)에서 송신신호(본 실시예에서는 1850~1860MHz대역)를 보내면, 이 신호는 기지국측광변환모듈(10)의 전기-광변환기(31)를 거치면서 광신호로 변환되고, 광선로(30)에 입력되기 전단에서 파장분할다중화장치(32)를 거쳐서 광중계기(20) 측으로 전송된다. 상기 광중계기(20)로 전송된 신호는 제 2 파장분할다중화장치(21')를 거친 후에 광-전기변환기(33)를 거치면서 다시 전기신호로 변환되고, 이는 고출력 증폭기(34) 및 듀플렉서(35)를 거쳐 송수신용 듀얼폴 안테나(36)를 통하여 전파로 발사됨으로써, 광중계기(20)가 설치된 주변의 음영지역을 커버한다. 여기서, 상기 송수신용 듀얼폴 안테나(36)는 ±45˚의 위상을 가진다. +45˚위상을 가진 안테나가 송수신 기능을 가지며, -45˚위상을 가진 안테나는 수신 기능만 가진다. 또는 그 반대도 가능하다.

역으로 상기 광중계기(20) 커버리지 내의 이동국(도시 안됨)에서 송신되는 전파(본 실시예에서는 1760~1770MHz대역)는 상기 송수신용 듀얼폴 안테나(36)에서 수신한다. 이 때 상기 송수신용 듀얼폴 안테나(36)를 사용하는 것은 편파 다이버시티를 위한 것이다. 상기 송수신용 듀얼폴 안테나(36)에서 +45˚위상(또는 -45˚위상)의 안테나로 수신된 전파는 상기 듀플렉서(35)와 저잡음증폭기(37)를 거치고, 상기 송수신용 듀얼폴 안테나(36)에서 -45˚위상(또는 +45˚위상)의 안테나로 수신된 전파는 필터(38), 저잡음증폭기(37')를 거쳐 주파수 변환부(40)로 입력된다. 상기 주파수 변환부(40)로 입력된 신호는 주파수 변환기(41)에서 본 시스템에서 정상적으로 동작 가능한 범위의 주파수, 즉 약200MHz 이내의 주파수로 변환된 후, 증폭기(42)를 거쳐 상기의 저잡음 증폭기(37)를 거친 신호와 결합기(39)에서 결합된다. 결합된 신호는 전기-광변환기(31')를 거치면서 광신호로 변환되어 상기 제 2 파장분할다중화장치(32')를 거친 후에 광선로(30)를 따라 상기 기지국측광변환모듈(10)로 전송된다. 여기서 신호는 다시 상기 파장분할다중화장치(32)를 거친 후에 광-전기변환기(33')를 거친 다음 분배기(51)에서 원신호와 주파수기 변환된 신호로 분리된다. 상기 원신호는 필터(52)를 거쳐 기지국으로 출력되고, 상기 주파수가 변환된 신호는 주파수 변환기(53)에서 원래의 신호로 변환한 다음 필터(52')를 거쳐 기지국으로 출력된다. 상기 기지국에서는 다이버시티를 위하여 기지국 안에서 상기 2개의 수신신호를 합성한다.

따라서, 본 실시예에서는 상기한 수신 신호의 다이버시티를 보장하면서 광선로의 수를 하나로 줄일 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 기지국이 하나의 통화채널(1FA, 개인휴대통신의 경우에는 사업자마다 허가받은 10MHz 대역내에 7FA를 사용할 수 있음, 1FA는 1.25MHz 대역임)을 사용하는 경우에 대해서 설명하였지만, 상기 기지국이 두 개의 통화채널(2FA)을 사용하는 경우에는 상기 송수신용 듀얼폴 안테나의 각각 다른 위상을 가진 2개의 안테나 모두가 송수신 기능을 가진다. 또한 상기의 설명과 같이 하나의 허가받은 주파수 대역내에 복수의 통화채널을 설정할 수 있으므로 상기 기지국에서 복수의 통화채널을 사용하는 경우에는 중계기의 안테나 또한 시스템에 적합하게 변경할 수 있는 것은 쉽게 생각할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광중계기 전송 시스템은, 주파수 변환을 이용한 다이버시티 방식을 채용함으로써, 광선로의 수를 하나로 줄일 수 있기 때문에 광선로의 비용을 고려했을 때 획기적인 비용 절감의 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims

중계기와 이동국 간에 전파를 송수신하는 안테나부;

상기 안테나부에서 수신한 신호 중 하나의 신호에 대한 주파수 대역을 변환하는 제 1 주파수 변환기;

상기 안테나부에서 수신한 신호 중 다른 하나의 신호와, 상기 제 1 주파수 변환기에 의해 주파수 대역이 변환된 신호를 결합하는 결합기;

상기 결합기에서 출력되는 전기신호를 광신호로 변환하는 전기-광변환기;

상기 전기-광변환기에서 출력되는 광신호를 기지국으로 전송하는 파장분할다중화장치;

상기 파장분할다중화장치에서 출력되는 광신호를 다시 전기신호로 변환하는 광-전기변환기;

상기 광-전기변환기의 출력신호로부터 상기 결합된 신호를 분리하는 분배기; 및

상기 분배기에서 분리된 신호 중 주파수가 변환된 신호를 원래의 주파수 대역으로 복구시키는 제 2 주파수 변환기를 포함하는 광중계기 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나부는 각각 다른 위상을 가진 복수개의 안테나로 이루어진 것을 특징으로 하는 광중계기 전송 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서

상기 안테나부는 각각 다른 2개의 위상을 가지며, 제 1 안테나는 송수신 기능을 가지고, 제 2 안테나는 수신기능을 가지는 듀얼폴 안테나로 구성된 것을 특징으로 하는 광중계기 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 주파수 변환기는 입력되는 원신호의 주파수를 200MHz 범위 이내로 변환시키는 것을 특징으로 하는 광중계기 전송 시스템.
a)중계기와 이동국 간에 전파를 송수신하는 단계;

b)상기 중계기에서 수신한 신호 중 하나의 신호에 대한 주파수 대역을 변환하는 단계;

c)상기 중계기에서 수신한 다른 하나의 신호와 상기 b)단계에서 주파수 대역이 변환된 신호를 결합하는 단계;

d)상기 결합된 전기신호를 광신호로 변환하는 단계;

e)상기 변환된 광신호를 파장분할다중화장치를 통해 기지국으로 전송하는 단계;

f)상기 파장분할다중화장치에서 출력되는 광신호를 다시 전기신호로 변환하는 단계;

g)상기 f)단계에서 변환된 전기신호에서 상기 c)단계에서 결합된 신호를 분리하는 단계; 및

h)상기 g)단계에서 분리된 신호 중 주파수가 변환된 신호를 원래의 주파수 대역으로 복구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광중계기 전송방법.
제 5 항에 있어서, 상기 a) 단계는, 이동국이 발사하는 전파를 중계기에서 각각 다른 위상을 가진 복수개의 안테나로 수신하는 것을 특징으로 하는 광중계기 전송방법.
제 5 항에 있어서, 상기 b) 단계는, 원신호의 주파수를 200MHz 범위 이내로 변환하는 것을 특징으로 하는 광중계기 전송방법.