이동통신 시스템 및 이에 이용되는 접속 장치{Mobile Communication System and Interface Apparatus used in the same}
도 1은 종래 기술에 따른 이동통신시스템의 블록도이다. 도 2는 종래 기술에 따른 접속 장치를 도시한 블록도이다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신시스템의 블록도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접속 장치를 도시한 블록도이다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신신호 레벨 측정부를 도시한 블록도이다. 도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시된 수신신호 레벨 측정부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다. * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * 200 : 기지국 300 : 접속 장치 310 : 제2 듀플렉서 320 : 접속 송신 경로 330 : 기지국 송신신호 분석부 340 : 이득 제어부 350 : 접속 수신 경로 360 : 수신신호 레벨 측정부 400 : 광중계기
본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 기지국(Base System)과 광중계기(Optic Repeater)사이에 연결되는 접속 장치 및 상기 접속 장치를 이용하는 이동통신시스템에 관한 것이다. 이동통신시스템에서 신호의 송수신은 기지국과 이동국(Mobile System)사이의 RF신호의 송수신에 의해 이루어진다. 즉, 기지국으로부터 이동국으로 신호가 전송되기 위해서는 순방향 통화채널(Forward Link)이 요구되며, 이동국으로부터 기지국으로 신호가 전송되기 위해서는 역방향 통화채널(Reverse Link)이 요구된다. 기지국 소정 영역에 대해 커버리지 능력을 가지고 있으며, 이동국이 위치하는 지형적 특성 및 기지국으로부터의 거리에 따라 음영 지역이 발생한다. 상기 음영 지역을 커버하기 위해 중계기(Repeater)가 사용된다. 중계기는 기지국으로부터 송출되는 신호의 전계강도가 부족하여 발생하는 부분적인 음영 지역을 커버하는데 사용된다. 이러한 중계기의 기본적인 기능은 기지국으로부터 수신된 RF 신호를 원하는 원격 지역까지 전송하고, 다시 RF 신호로 재생하는 것이다. 특히, 광중계기는 기지국의 RF 신호를 광신호로 변환하고, 변환된 광신호를 광선로를 따라 원하는 원격 지역까지 전송한다. 전송된 광신호는 다시 RF 신호로 변환되고, 증폭기를 거쳐 안테나를 통해 전송된다. 광중계기는 안정된 광선로를 통해 광신호를 전송하므로, 신호의 전송이 매우 안정적인 장점을 가진다. 그러나, 광중계기는 반드시 광선로를 사용하여야 하며, 광소자의 높은 잡음 지수 특성에 의해 기지국의 통화 용량과 통화 품질을 저하시키는 단점을 가진다. 도 1은 종래 기술에 따른 이동통신시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면 이동통신시스템은 기지국(100), 접속 장치(130), 광중계기(160)를 가진다. 상기 기지국(100)은 이동국과 무선구간으로 연결되어 이동국을 제어하고 통화 채널을 연결시켜주는 시스템이다. 또한, 상기 기지국(100)은 접속 장치(130)를 통해 광중계기(160)와 연결된다. 기지국(100)은 커플러(102), 듀플렉서(104), 송신 경로(110) 및 수신 경로(120)를 가진다. 커플러(102)는 기지국과 접속장치 사이의 송수신 경로를 연결하는 기능을 한다. 따라서, 상기 커플러(102)는 듀플렉서(104)의 출력을 접속 장치(130)에 공급하거나 접속 장치(130)로부터 출력된 신호를 상기 듀플렉서(104)에 공급하는 역할을 수행한다. 듀플렉서(104)는 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위하여 송신할 때에는 송신 출력으로부터 수신기를 보호하고, 수신할 때에는 수신 신호를 수신기에 공급하도록 하는 장치이다. 송신 경로(110)는 주파수 상향 변환기(Up Converter; UPC)(112) 및 선형 전 력 증폭기(Linear Power Amplifier)](114)를 가진다. 상기 주파수 상향 변환기(112)는 변조된 신호를 주파수 상향하는 동작을 수행한다. 주파수 변환은 직접 변환(Direct Conversion) 또는 중간 주파수 변환(Intermediate Frequency Conversion) 등을 사용한다. 주파수 상향 변환된 신호는 선형 전력 증폭기(114)를 통해 증폭되고, 듀플렉서(104), 커플러(102)를 통해 안테나(115) 또는 접속 장치(130)로 전송된다. 수신 경로(120)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(122) 및 주파수 하향 변환기(Down Converter; DNC)(124)를 가진다. 저잡음 증폭기는 RF 신호를 증폭 기능을 하면서 다른 증폭기에 비해 노이즈 성분을 작게 증폭하는 특성을 가진다. 또한, 상기 주파수 하향 변환기(124)는 저잡음 증폭된 RF 신호를 복조가 가능한 주파수로 주파수 하향 변환하는 동작을 수행한다. 기지국(100)으로 수신되거나 기지국(100)으로부터 송신되는 신호는 커플러(102)를 통해 접속 장치(130)로 입/출력된다. 상기 접속 장치(130)는 듀플렉서(132), 송신 경로(140) 및 수신 경로(150)를 가진다. 듀플렉서(132)는 기지국(100)으로부터 전송되는 RF 송신 신호와 광중계기(160)로부터 전송되는 RF 수신 신호를 각각의 경로로 분리하는 기능을 한다. 듀플렉서(132)는 기지국의 송수신 경로를 하나로 결합하여 안테나를 공유하는 구조에서 필요한 것이며, 기지국 송수신 안테나를 따로 사용하는 구조에서는 듀플렉스(132)는 필요하지 않다. 송신 경로(140)는 접속 장치(130)의 듀플렉서(132)로 수신된 기지국(100)의 출력신호를 분배하고 광중계기(160)에 적합한 크기로 증폭 또는 감쇠 한다. 또한, 수신 경로(150)는 광중계기(160)로부터 수신된 RF 신호의 출력을 기지국(100)의 수신 레벨에 적합한 크기로 증폭 또는 감쇠한다. 상기 접속 장치(130)의 송/수신 경로는 광중계기 도너(162)에 연결된다. 상기 광중계기 도너(164)는 기지국(100)으로부터 접속 장치(130)를 통해 수신된 RF 신호를 광신호로 변환하고, 이를 광케이블을 통해 광중계기 리모트(164)에 전송한다. 또한, 상기 광중계기 도너(162)는 광중계기 리모트(164)로부터 수신된 광신호를 RF 신호로 변환하여 접속 장치(130)의 수신 경로(150)에 전송한다. 광중계기 리모트(164)는 광케이블을 통해 상기 광중계기 도너(162)로부터 전송되는 광신호를 수신하고, 수신된 광신호를 RF 신호로 변환한다. 변환된 RF 신호는 광중계기 리모트(164)에서 증폭되고, 안테나를 통해 송출된다. 또한, 광중계기 리모트(164)는 안테나로부터 수신된 RF 신호를 광신호로 변환하고, 변환된 광신호를 광케이블을 통해 광중계기 도너(162)로 공급한다. 도 2는 종래 기술에 따른 접속 장치(130)를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 접속 장치(130)는 듀플렉서(132), 송신 경로(140) 및 수신 경로(150)를 가진다. 듀플렉서(132)는 기지국(100)으로부터 송신 신호를 수신하여 송신 경로(140)로 전송하고, 수신 경로(150)로부터 수신 신호를 기지국(100)에 공급한다. 송신 경로(140)는 듀플렉서(132)를 경유하여 인가되는 기지국(100)의 송신 신호를 광중계기 도너(162)에 공급한다. 이를 위해 송신 경로(140)는 상기 듀플렉서(132)에 연결된 분배기(142), 상기 분배기(142)의 출력을 수신하는 감쇠기(144), 증폭기(146) 및 송신 아이솔레이터(148)를 가진다. 증폭기(146)의 출력 신호는 송신 아이솔레이터(148)에 인가되고, 송신 아이솔레이터(148)는 증폭기(146)에 의해 증폭된 송신 신호를 광중계기 도너(162)에 공급한다. 수신 경로(150)는 광중계기 도너(162)로부터 수신 신호를 수신하는 수신 아이솔레이터(152), 증폭기(154), 감쇠기(156) 및 결합기(158)로 이루어진다. 상기 결합기(158)는 2개 이상의 경로를 통해 전송되는 수신 신호들을 결합하여 듀플렉서(132)에 공급하며, 듀플렉서(132)는 이를 기지국(100)에 송신한다. 상술한 바에 따른 종래의 이동통신시스템 및 이에 사용되는 접속장치는 아래와 같은 문제점을 가진다. 즉, 최초에 접속 장치가 설치되는 경우 또는 운용 중 환경이 변화되는 경우 직접 엔지니어가 기지국에 가서 송신 경로와 수신 경로 상에 있는 감쇠기와 증폭기를 환경에 맞도록 설정한다. 수동적으로 감쇠기의 감쇄율과 증폭기의 이득을 조절하는 경우, 기지국 또는 중계 시스템의 환경 변화를 실시간으로 감지하여 조절하는 것이 불가능하다. 따라서, 장기간 기지국의 용량 감소 및 통화 품질이 악화될 수 있으며, 시스템의 성능 저하에 따라 기지국 운용비용이 증가하고 시스템 운용의 경비가 증가되는 문제점이 발생한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 통화 품질을 개선하고, 안정적인 커버리지를 실시간으로 확보할 수 있는 이동통신 시스템을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 제2 목적은 상기 제1 목적을 달성하기 위해 사용되는 이동통신 시스템의 접속 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단말기에 기지국 송신신호를 공급하고, 단말기로부터 수신 신호를 전송받기 위한 기지국; 음영 지역을 커버하기 위해 구비되는 광중계기; 및 상기 기지국으로부터 수신된 상기 기지국 송신신호에 따라 이득이 제어된 기지국 송신신호를 상기 광중계기에 공급하며, 상기 기지국의 수신 신호 및 상기 광중계기로부터 수신된 광중계기 수신신호를 근거로 잡음 레벨이 제어된 광중계기 수신신호를 상기 기지국에 전송하기 위한 접속 장치를 포함하는 이동통신 시스템을 제공한다. 또한, 상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기지국과 광중계기 사이에 연결되고, 상기 기지국으로부터 기지국 송신신호를 상기 광중계기에 공급하며, 상기 광중계기로부터 상기 기지국에 광중계기 수신신호를 공급하는 이동통신 시스템의 접속 장치에 있어서, 상기 접속 장치는, 상기 기지국으로부터 기지국 송신신호를 공급받거나, 상기 광중계기 수신신호를 상기 기지국에 공급하기 위한 듀플렉서; 상기 듀플렉서로부터 상기 기지국 송신신호를 수신하고, 이득이 제어된 상기 기지국 송신신호를 상기 광중계기에 공급하기 위한 접속 송신 경로; 상기 기지국 송신신호를 분석하여 상기 기지국 송신 신호의 파일럿 파워값과 Ec/Io(Energy of Carrier/Interference of Others)를 추출하기 위한 기지국 송신신호 분석부; 상기 광중계기 수신신호를 소정의 이득으로 증폭 또는 감쇠하기 위한 접속 수신 경로; 상기 접속 수신 경로로부터 상기 광중계기 수신신호 및 상기 기지국으로부터 기지국 수신신호를 공급받고, 각각의 신호에 대한 잡음 레벨을 추출하기 위한 수신신호 레벨 측정부; 및 상기 기지국 송신신호 분석부의 출력에 따라 상기 접속 송신 경로의 이득을 제어하고, 상기 수신신호 레벨 측정부의 출력에 따라 상기 접속 수신 경로의 이득을 제어하기 위한 이득 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 접속 장치를 제공한다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 실시예 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신시스템의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동통신시스템은 기지국(200), 접속 장치(300) 및 광중계기(400)를 가진다. 기지국(200)은 제1 커플러(210), 제1 듀플렉서(230), 송신 경로(250) 및 수신 경로(270)를 가진다. 제1 커플러(210)는 제1 듀플렉서(230)로부터 공급되는 송신 신호를 안테나(235) 또는 접속 장치(300)에 공급한다. 또한 제1 커플러(210)는 접속 장치(300)로부터 공급되는 광중계기(400)의 출력 신호를 수신한다. 제1 커플러(210)로부터 접속 장치(300)로 공급되는 송신 신호는 신호 분석 과정을 거쳐 상기 접속 장치(300)에서 소정의 증폭도를 가지고 증폭 또는 감쇠된다. 제1 듀플렉서(230)는 상기 제1 커플러(210)에 연결되며, 송신 신호를 상기 제1 커플러(210)에 공급하거나 제1 커플러(210)를 통해 안테나(235)로부터 수신된 신호를 상기 수신 경로(270)에 공급한다. 송신 경로(250)는 송신 신호를 형성하여 제1 듀플렉서(230)에 공급한다. 이를 위해 상기 송신 경로(250)는 주파수 상향 변환기(Up Converter; UPC)(252) 및 선형 전력 증폭기(Linear Power Amplifier)(254)를 가진다. 상기 주파수 상향 변환기(252)는 변조된 신호를 주파수 상향하는 동작을 수행한다. 정보에 대한 변조는 직접 변환(Direct Conversion) 또는 중간 주파수 변환(Intermediate Frequency Conversion) 등을 사용한다. 주파수 상향 변환된 신호는 선형 전력 증폭기(254)를 통해 증폭되고, 제1 듀플렉서(230), 제1 커플러(210)를 통해 안테나(235) 또는 접속 장치(300)로 전송된다. 수신 경로(270)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(272), 제2 커플러(274) 및 주파수 하향 변환기(Down Converter; DNC)(276)를 가진다. 상기 저잡음 증폭기(272)는 RF 신호를 증폭 기능을 하면서 다른 증폭기에 비해 노이즈 성분을 작게 증폭하는 특성을 가진다. 또한, 제2 커플러(274)는 저잡음 증폭기(272)를 통과한 수신 신호를 상기 주파수 하향 변환기(276) 및 접속 장치(300)에 분배한다. 상기 접속 장치(300)로 분배된 수신 신호는 접속 장치(300)에서 레벨이 측정되고, 광중계기(400)로부터 수신된 수신 신호와 비교된다. 접속 장치(300)에 2가지 신호의 비교 결과에 따라, 광중계기(400)로부터 수신되는 수신 신호의 이득은 조절된다. 상기 주파수 하향 변환기(272)는 저잡음 증폭된 RF 신호를 복조가 가능한 주파수로 주파수 하향 변환하는 동작을 수행한다. 접속 장치(300)는 제2 듀플렉서(310), 접속 송신 경로(320), 기지국 송신신호 분석부(330), 이득 제어부(340), 접속 수신 경로(350) 및 수신신호 레벨 측정부(360)를 가진다. 제2 듀플렉서(310)는 기지국(200)의 송신 경로(250)로부터 송출되는 송신 신호를 기지국(200)의 제1 커플러(210)로부터 수신하며, 수신된 기지국 송신 신호를 접속 송신 경로(320)로 전송한다. 또한, 상기 제2 듀플렉서(310)는 광중계기(400)로부터 수신되는 신호를 기지국(200)의 제1 커플러(210)에 전송한다. 듀플렉서(310)는 기지국의 송수신 경로를 하나로 결합하여 안테나를 공유하는 구조에서 필요한 것이며, 기지국 송수신 안테나를 따로 사용하는 구조에서는 듀플렉스(310)는 필요하지 않다. 접속 송신 경로(320)는 상기 제2 듀플렉서(310)를 통해 기지국(200)으로부터 수신한 송신 신호를 기지국 송신신호 분석부(330)로 출력하고, 송신 신호를 감쇠 또는 증폭하여 광중계기 도너(410)로 공급한다. 상기 송신 신호에 대한 이득의 제어는 이득 제어부(340)의 조절에 의해 달성된다. 기지국 송신신호 분석부(330)는 상기 접속 송신 경로(320)로부터 기지국(200)의 송신 신호를 수신한다. 또한, 상기 기지국 송신신호 분석부(330)는 기지국 송신 신호의 전력 또는 레벨을 분석하고, 상기 분석 결과를 이득 제어부(340)에 전송한다. 이득 제어부(340)는 상기 기지국 송신신호 분석부(330)로부터 수신된 분석 결과를 근거로 상기 접속 송신 경로(320)의 신호 이득을 제어한다. 상기 접속 송신 경로(320)의 이득 제어는 구비된 증폭기 또는 감쇠기의 이득을 조절하여 달성된다. 또한, 상기 이득 제어부(340)는 광중계기(400)로부터 수신된 신호의 잡음 레벨과 기지국(200)의 제2 커플러(274)로부터 수신된 신호의 잡음 레벨에 대한 정보를 입력받고, 상기 두 레벨이 항상 일정한 차이를 가지도록 접속 수신경로(350)의 이득을 제어한다. 접속 수신 경로(350)는 광중계기 도너(410)로부터 광중계기 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대한 증폭 및 감쇠 동작을 수행하여 제2 듀플렉서(310)에 공급한다. 상기 접속 수신 경로(350)에서의 이득 조절은 이득 제어부(340)의 동작에 의한다. 또한, 상기 접속 수신 경로(350)는 수신된 신호를 수신신호 레벨 측정부(360)에 전송한다. 수신신호 레벨 측정부(360)는 기지국(200)의 수신 경로상에 구비된 제2 커플러(274)로부터 기지국 안테나(235)에서 수신되는 수신 신호를 받아들이고, 광중계기 도너(410)로부터 수신되는 신호를 접속 수신 경로(350)를 통해 받아들인다. 또한, 상기 수신신호 레벨 측정부(360)는 광중계기(400) 및 기지국(200)의 수신 잡음 레벨들을 측정하여 이를 이득 제어부(340)에 전송하는 역할을 수행한다. 이득 제어부(340)는 수신 잡음 레벨에 따라 접속 수신 경로(350)의 이득을 제어한다. 광중계기(400)는 광중계기 도너(410) 및 광중계기 리모트(430)를 가진다. 광중계기 도너(410)는 기지국(200)으로부터 접속 장치(300)를 통해 수신된 RF 송신 신호를 광신호로 변환하고, 이를 광케이블을 통해 광중계기 리모트(430)에 전송한다. 또한, 상기 광중계기 도너(410)는 광중계기 리모트(430)로부터 수신된 광신호를 RF 수신 신호로 변환하여 접속 장치(300)의 접속 수신 경로(350)에 전송한다. 광중계기 리모트(430)는 광케이블을 통해 상기 광중계기 도너(410)로부터 전송되는 광신호를 수신하고, 수신된 광신호를 RF 신호로 변환한다. 변환된 RF 신호는 광중계기 리모트(430)에서 증폭되고, 안테나를 통해 송출된다. 또한, 광중계기 리모트(430)는 안테나로부터 수신된 RF 신호를 광신호로 변환하고, 변환된 광신호를 광케이블을 통해 광중계기 도너(410)로 공급한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접속 장치를 도시한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 접속 장치(300)는 제2 듀플렉서(310), 접속 송신 경로(320), 기지국 송신신호 분석부(330), 이득 제어부(340), 접속 수신 경로(350) 및 수신신호 레벨 측정부(360)를 가진다. 제2 듀플렉서(310)는 기지국(200)의 송신 경로(250)로부터 송출되는 송신 신호를 기지국(200)의 제1 커플러(210)로부터 수신하며, 수신된 기지국 송신 신호를 접속 송신 경로(320)로 전송한다. 또한, 상기 제2 듀플렉서(310)는 광중계기(400)로부터 수신되는 신호를 기지국(200)의 제1 커플러(210)에 전송한다. 접속 송신 경로(320)는 상기 제2 듀플렉서(310)를 통해 전송되는 기지국 송신 신호를 기지국 송신신호 분석부(330)로 출력하고, 송신 신호를 감쇠 또는 증폭하여 광중계기 도너(410)로 공급한다. 상술한 동작을 수행하기 위해 상기 접속 송 신 경로(320)는 제1 송신 분배기(321), 제2 송신 분배기(322) 및 직렬로 연결된 다수의 송신 감쇠기(323), 송신 증폭기(324) 및 송신 아이솔레이터(325)들을 가진다. 제1 송신 분배기(321)는 제2 듀플렉서(310)로부터 기지국 송신 신호를 수신하고, 수신된 신호를 기지국 송신신호 분석부(330) 및 제2 송신 분배기(322)에 전송한다. 또한, 제2 송신 분배기(322)는 상기 제1 송신 분배기(321)로부터 수신된 기지국 송신 신호를 다수의 송신 감쇠기들 및 송신 증폭기들에 공급한다. 접속 장치에 연결되는 광중계기 도너의 개수에 따라 상기 송신 감쇠기(323) 및 송신 증폭기(324)의 수는 조절가능하며, 필요에 따라 제2 송신 분배기(322)를 사용하지 않고, 제1 송신 분배기(321)로부터 직접 송신 감쇠기(323) 및 송신 증폭기(324)로 기지국의 송신 신호를 전달할 수도 있다. 또한, 상기 도 3에서는 기지국 송신 신호의 전달이 송신 감쇠기(323), 송신 증폭기(324) 및 송신 아이솔레이터(325)의 순서로 이루어지는 것으로 도시하였으나, 실시의 형태에 따라 송신 증폭기(324), 송신 감쇠기(323) 및 송신 아이솔레이터(325)의 순서로 이루어질 수도 있다. 기지국 송신신호 분석부(330)는 제1 송신 분배기(322)로부터 기지국 송신 신호를 수신한다. 또한, 상기 기지국 송신신호 분석부(330)는 기지국 송신 신호의 파일럿 파워 및 Ec/Io값을 분석하고, 상기 분석 결과를 이득 제어부(340)에 전송한다. 이득 제어부(340)는 상기 기지국 송신신호 분석부(330)로부터 수신된 분석 결과를 근거로 상기 접속 송신 경로(320)의 신호 이득을 제어한다. 상기 접속 송신 경로(320)의 이득의 제어는 구비된 증폭기 또는 감쇠기의 이득을 조절하여 달성된다. 접속 송신 경로(320)의 이득의 제어에 따라 광중계기(400)의 커버리지는 일정하게 조절될 수 있으며, 이동국인 단말기의 수신 신호의 상태는 항상 양호하게 조절될 수 있다. 즉, 파일럿 채널의 전력과 Ec/Io(Energy of Carrier/Interference of Others)는 기지국 송신신호 분석부(330)에 의해 측정되고, 이를 근거로 이득 제어부(340)는 접속 송신 경로(320)의 이득을 제어한다. 상기 접속 송신 경로(320)의 이득의 제어를 통해 광중계기(400)의 커버리지를 일정하게 제어할 수 있음은 다음의 설명을 통해 명확해진다. 예컨대, IS 95 방식은 순방향과 역방향에 서로 다른 채널 구조를 가진다. 기지국으로부터 이동국인 단말기로 접속이 이루어지는 순방향의 채널 구조는 파일럿 채널(Pilot Channel), 동기 채널(Sync Channel), 페이징 채널(Paging Channel) 및 통화 채널(Traffic Channel)로 구성된다. 단말기로부터 기지국으로 접속이 이루어지는 역방향의 채널 구조는 접속 채널(Access Channel) 및 통화 채널로 구성된다. 순방향의 채널 구조에서는 다수의 채널들을 일정 출력으로 송신하고, 할당되는 통화 채널의 수가 증가하면 기지국의 송신 신호의 출력을 증가시키는 방식을 사용한다. 중계기는 이러한 기지국 송신 신호를 수신하고, 증폭한 다음, 음영 지역으로 송출하여 음영 지역의 통화 서비스가 원활히 이루어지도록 하는 역할을 수행한다. 일반적으로 중계기는 음영 지역으로 최대 송신 출력을 일정하게 유지하기 위해 AGC(Auto Gain Control) 기능을 가진다. AGC 기능이 이용되는 경우, 통화 채널 수의 증감에 따라 순방향의 채널을 이루는 파일럿 채널, 동기 채널, 페이징 채널 및 통화 채널의 출력 전력이 증감된다. 따라서, 통화 채널수의 증감에 따라 파일럿 채널의 출력 전력이 증감되는 현상이 발생된다. 기지국 송신 커버리지는 기지국 파일럿 신호의 세기로 결정되므로, 중계기가 출력하는 파일럿 신호의 세기가 변화되는 경우, 중계기가 서비스하는 송신 커버리지가 변화하게 된다. 즉, 통화 채널의 증감에 따라 중계기의 송신 커버리지가 변동되는 결과가 초래된다. 중계기가 서비스하는 커버리지 영역이 통화 채널수의 증감에 따라 지속적으로 변화하게 되면, 서비스 영역의 경계 지점에서는 시간에 따라 통화가 이루어질 수도 있고, 통화가 이루어지지 않을 수도 있는 상황이 반복적으로 이루어지며, 이는 소비자의 불만을 초래하게 된다. 기지국 송신신호 분석부(330)에서 송신 신호의 파일럿 파워값은 추출되고, 이득 제어부(340)는 추출된 파일럿 파워값을 근거로 접속 송신 경로(320)에 구비된 송신 증폭기(324) 또는 송신 감쇠기(323)의 이득을 조절한다. 즉, 접속 송신 경로(320)의 이득의 제어는 광중계기 도너(410)에 입력되는 파일럿 신호의 세기가 일정하게 유지되도록 한다. 따라서, 광중계기(400)가 서비스하는 커버리지는 항상 일정하게 유지된다. 또한, 접속 송신 경로(320)의 이득의 제어를 통해 이동국인 단말기의 수신 신호의 상태는 항상 양호하게 조절될 수 있음을 이하 설명한다. 통화 채널의 수가 증가하는 경우, 기지국의 출력은 증가되는 반면 파일럿 파워는 일정하게 유지된다. 따라서, 통화 채널의 파워 증가에 따라 Ec/Io값은 감소하 게 된다. 이는 단말기가 수신하는 신호의 신호대 잡음비가 감소하는 것을 의미한다. 접속 장치(300)의 접속 송신 경로(320)의 이득을 조절하여 광중계기 도너(410)의 입력 레벨을 증가시키는 경우, 광중계기 리모트(430)의 출력은 증가된다. 따라서, 단말기가 수신하는 신호의 세기는 증가한다. 이러한 경우, Ec/Io값이 감소하더라도 단말기는 양호한 수신 상태를 유지할 수 있다. 또한, 통화 채널의 파워가 감소하여 Ec/Io값이 증가하는 경우, 광중계기 도너(410)의 입력 레벨은 감소되고, 광중계기 리모트(430)의 출력도 감소된다. 광중계기 리모트(430)의 출력이 감소되더라도 Ec/Io값이 증가되므로 단말기의 기지국 송신 신호에 대한 수신 상태는 양호하게 유지될 수 있다. 또한, 광중계기(400)의 출력이 감소하므로 광중계기(400)의 소비 전력이 감소되는 효과를 얻을 수 있으며, 광중계기 출력의 감소에 따라 보다 많은 통화 채널을 수용할 수 있는 출력의 여유를 확보할 수 있다. 접속 수신 경로(350)는 광중계기 도너(410)로부터 광중계기 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대한 증폭 및 감쇠 동작을 수행하여 제2 듀플렉서(310)에 공급한다. 상술한 동작을 수행하기 위해 상기 접속 수신 경로(350)는 직렬 연결된 수신 아이솔레이터(351), 수신 증폭기(352) 및 수신 감쇠기(353), 결합기(354) 및 수신 분배기(355)를 가진다. 상기 결합기(354)는 2개 이상의 경로를 통해 전송되는 수신 신호들을 결합하여 수신 분배기(355)에 공급하며, 수신 분배기(355)는 광중계기(400)로부터 전송된 수신 신호를 수신신호 레벨 측정부(360) 및 제2 듀플렉서(310)에 공급한다. 수신신호 레벨 측정부(360)는 기지국(200)의 수신 경로상에 구비된 제2 커플러(274)로부터 기지국 수신 신호를 받아들이고, 광중계기 도너(410)로부터 수신되는 광중계기 수신신호를 접속 수신 경로(350)를 통해 받아들인다. 또한, 상기 수신신호 레벨 측정부(360)는 광중계기(400) 및 기지국(200)의 수신 잡음 레벨들을 측정하여 이를 이득 제어부(340)에 전송하는 역할을 수행한다. 이득 제어부(340)는 수신 잡음 레벨에 따라 접속 수신 경로(320)의 이득을 제어한다. 제2커플러(274)로부터 받아들인 기지국 수신 잡음 레벨은 안테나(235)를 통해 수신한 기지국 수신 잡음 레벨과 광중계기 도너(410)로부터 수신한 광중계기 수신 잡음 레벨의 합이다. 따라서, 안테나로 수신한 순수한 기지국(200) 수신 잡음 레벨을 구하려면 제2커플러(274)로부터 받아들인 기지국 수신 잡음 레벨에서 광중계기 도너(410)로부터 수신한 광중계기 수신 잡음 레벨을 뺀 값이 된다. 이러한 계산은 이득제어부(340)에서 수행되고, 그 결과에 따라 이득 제어부(340)는 접속 수신 경로(350)의 이득을 제어하여 광중계기(400)로부터 수신되는 수신 잡음 레벨과 안테나로 수신한 순수한 기지국(200)의 수신 잡음레벨이 항상 일정한 차이를 가지도록 조절한다. 안테나로 수신한 기지국 수신 잡음 레벨이 광중계기 수신 잡음 레벨보다 크고 그 차이가 불규칙한 경우, 기지국 안테나(235)를 통해 수신되는 단말기의 송출 신호는 기지국(200)과 원활한 통신이 이루어질 수 있으나, 기지국(200)의 제1 커플러(210)를 통해 수신되는 광중계기(400)를 거친 단말기 신호는 안테나로 수신한 기 지국 수신 잡음에 묻혀 기지국(200)과의 통신이 원활히 이루어지지 않는 현상이 발생된다. 또한, 광중계기 수신 잡음 레벨이 안테나로 수신한 기지국 수신 잡음 레벨보다 크고 그 차이가 불규칙한 경우, 기지국(200)의 제1 커플러(210)를 통해 수신되는 광중계기의 단말기 신호는 기지국(200)과 통신이 원활히 이루질 수 있으나, 기지국 안테나(235)를 통해 수신되는 단말기 신호는 광중계기(400)로부터 유입되는 수신 잡음에 묻혀 기지국(200)과의 통신이 원활히 이루어지지 않는 단점이 발생한다. 결국, 안테나로 수신한 기지국 수신 잡음 레벨, 광중계기 수신 잡음 레벨의 차이가 크고, 그 차이가 불규칙하면, 기지국 안테나(235)를 통한 수신 경로, 광중계기(400)를 통한 수신 경로중 하나의 경로는 단말기와 기지국(200) 사이의 통신이 원활하게 이루어질 수 없는 문제점을 가진다. 따라서, 문제가 있는 경로는 수신 커버리지가 짧아지는 현상이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 수신신호 레벨 측정부(360) 및 이득 제어부(340)를 이용하여 기지국 수신 잡음 레벨과 광중계기 수신 잡음 레벨을 차이를 일정하게 유지하고, 광중계기 수신 잡음 레벨을 조절하여 수신 커버리지의 변동을 최소화한다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신신호 레벨 측정부를 도시한 블록도이다. 도 5를 참조하면, 수신신호 레벨 측정부(360)는 광중계기 신호 측정부(362) 및 기지국 신호 측정부(364)를 가진다. 상기 광중계기 신호 측정부(362)는 광중계기 수신레벨 감지기(3621) 및 광중계기 잡음레벨 트레이서(Tracer)(3623)를 가진다. 광중계기 수신레벨 감지기(3621)는 접속 장치(300)의 수신 분배기(355)로부터 수신된 광중계기 수신 신호의 변화를 전압 신호로 변환하는 역할을 수행한다. 또한, 광중계기 잡음레벨 트레이서(3623)는 상기 광중계기 수신레벨 감지기(3621)의 출력 전압 신호의 변화 성분을 제거하고 이를 평탄화한다. 즉, 광중계기 수신 신호의 세기에 따라 변화되는 전압 성분은 광중계기 잡음레벨 트레이서(3623)에 의해 제거되고, 수신 잡음 레벨의 일정치 만을 출력한다. 또한, 기지국 신호 측정부(364)는 기지국 수신레벨 감지기(3641) 및 기지국 잡음레벨 트레이서(Tracer)(3643)를 가진다. 기지국 수신레벨 감지기(3641)는 기지국의 수신 경로(270)로부터 수신된 기지국 수신 신호의 변화를 전압 신호로 변환하는 역할을 수행한다. 또한, 기지국 잡음레벨 트레이서(3643)는 상기 기지국 수신레벨 감지기(3641)의 출력 전압 신호의 변화 성분을 제거하고 이를 평탄화한다. 즉, 기지국 수신 신호의 세기에 따라 변화되는 전압 성분은 기지국 잡음레벨 트레이서(3643)에 의해 제거되고, 수신 잡음 레벨의 일정치 만을 출력한다. 여기서 출력된 수신 잡음 레벨은 기지국 안테나를 통해 수신된 잡음레벨과 광중계기를 통해 수신된 잡음레벨의 합이다. 도 6a 및 도 6b는 상기 도 5에 도시된 수신신호 레벨 측정부의 동작을 설명하기 위한 파형도이다. 도 6a를 참조하면, 상기 도 5에 도시된 광중계기 수신레벨 감지기(3621) 또 는 기지국 수신레벨 감지기(3641)의 출력 신호는 광중계기 수신 신호 또는 기지국 수신 신호의 레벨 변동이 전압 신호의 형태로 변환된 것이다. 상술한 전압 신호는 광중계기 잡음레벨 트레이서(3623) 또는 기지국 잡음레벨 트레이서(3643)에 입력되어 도 6b에 도시된 파형으로 출력된다. 즉, 광중계기 수신레벨 감지기(3621) 또는 기지국 수신레벨 감지기(3641)에서의 수신되는 신호의 변화량이 최소화되도록 잡음레벨 트레이서들의 출력 신호들은 평탄화에 가까운 파형을 가지게 된다. 또한, 상기 도 6b에서는 입력 신호의 변화에 따라 잡음레벨 트레이서의 출력파형의 변화를 다소 크게 표현하였으나, 이는 용이한 이해를 위한 것이며, 실제로는 그 변화가 매우 작아 수신 잡음 성분이 가지는 전압과 출력 전압의 오차는 매우 작다. 즉, 상술한 동작을 통해 수신신호 레벨 측정부(360)는 광중계기(400) 또는 기지국(200)으로부터 수신된 신호로부터 수신 잡음 성분을 분리할 수 있다. 이러한 수신 잡음 성분의 분리를 통해, 광중계기 수신 잡음 레벨과 기지국 수신 잡음 레벨을 이용하는 단말기와 기지국과의 통신을 원활하게 수행할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 기지국과 광중계기를 연결하는 접속 장치에 기지국 송신신호 분석부, 수신신호 레벨 측정부 및 이득 제어부를 구비하여, 실시간으로 송수신 경로의 상태를 파악할 수 있다. 송신신호 분석부를 통한 분석 결과를 이용하여 광중계기를 통한 송신 경로의 일정한 커버리지를 확보할 수 있으며, 이동국인 단말기의 안정적인 수신 환경을 확보할 수 있다. 또한, 수신신호 레벨 측정부에서의 잡음 레벨들을 측정하여, 안테나를 통한 기지국의 수신 경로와 광중계기를 통한 수신 경로의 균형적 조절이 가능해진다. 또한, 본 발명에서 개시된 이동통신시스템은 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템 또는 WIBRO(Wireless Broadband Internet) 시스템에 적용할 수 있다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. |
