송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치{FIBER OPTIC REPEATER HAVING TRANSMITTING DIVERSITY FUNCTION}

본 발명은 송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동국의 레이크 수신기를 효율적으로 이용하기 위한 송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치에 관한 것이다.

이동 통신망에서는 서비스 커버리지를 확장하기 위해 이동 통신 서비스 지역을 다수의 셀들로 분류하고, 상기 다수의 셀들 각각에는 각 셀에서의 무선 통신 서비스를 위한 기지국이 설치된다. 이때, 셀의 넓이는 해당 지역의 트래픽 양과 전파 도달 거리에 따라 그 크기를 정하게 된다.

즉, 자원의 재사용이라는 관점에서, 트래픽 양이 큰 도심 지역에서는 그 셀 반경을 작게 하여, 각각의 셀에 대한 무선 통신 서비스를 담당하는 기지국을 설치함으로써, 통화 폭주에 의한 불통 현상을 제거할 수 있다.

그러나, 도심 지역에서 셀의 넓이를 감소시키고, 그 각각의 셀 내부에 기지국을 설치하게 되는 경우도, 건물등 인공적인 장애에 의하여 전파 음영지역이 발생한다.

또한, 무선 통신 서비스의 이용이 드문 지방에서 셀의 반경은 전파 도달 거리에 좌우되며, 이 경우에는 해당 기지국의 트래픽 발생율이 설치된 기지국의 처리 용량에 비해 현저하게 작은 경우가 있다. 이러한 경우, 셀의 반경을 증가시키는 데에도 한계가 있으므로, 해당 기지국에서 사용되지 않은 자원은 낭비된다.

따라서, 기지국 중심으로 이루어진 셀 설계와 다른 개념으로서 커버리지를확보하고, 통화 품질을 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.

상기한 요구를 충족시키기 위하여 기지국으로부터 수신되는 RF 신호를 광신호로 변환한 후 광선로를 따라 원하는 원격 지역으로 전송한 후 다시 RF 신호로 재생하여 안테나로 송신하는 광 중계기가 많이 적용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광 중계기의 내부 구성도이다.

도 1을 참조하면, 광 중계기는 기지국(도시되지 않음)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 마스터부(100)와 이동국(도시되지 않음)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 슬레이브부(101)를 포함한다.

마스터부(100)와 슬레이브부(101) 간은 일반적으로 2 내지 20km 정도의 광 케이블을 통해 연결되고, 슬레이브부(101)는 이동국 대향 안테나(152) 및 수신 전용 안테나(154)를 포함한다. 이때, 이동국 대향 안테나(152)는 송수신 겸용 안테나이다.

여기서, 광 중계기의 마스터부(100)는 제1 저잡음 증폭기(102), RF/로컬 신호 결합부(104), 제1 전-광 신호 변환부(106), 제1 대역 통과 필터(108), RF/IF 신호 분리부(110), 제1 광-전 신호 변환부(112), 제2 대역 통과 필터(114), IF/RF 주파수 변환부(116) 및 제1 다중화부(118)를 포함한다.

또한, 광 중계기의 슬레이브부(101)는 제2 다중화부(120), 제2 광-전 신호 변환부(122), RF/로컬 신호 분리부(124), 고출력 증폭기(126), 듀플렉서(128), 제2 저잡음 증폭기(130), 제3 대역 통과 필터(132), 제3 저잡음 증폭기(134), RF/IF 주파수 변환부(136), RF-IF 신호 결합부(138) 및 제2 전-광 신호 변환부(140)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 광 중계기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

마스터부(100)의 제1 저잡음 증폭기(102)는 기지국으로부터 입력되는 신호를 증폭하고, RF/로컬 신호 결합부(104)는 증폭된 신호와 로컬 신호인 국부 발진 신호를 결합하여 제1 전-광 신호 변환부(106)로 출력한다.

제1 전-광 신호 변환부(106)는 RF/로컬 신호 결합부(104)로부터 입력되는 신호를 광신호로 변환하여 제1 다중화부(118)로 출력하고, 제1 다중화부(118)는 광신호로 변환된 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 슬레이브부(101)로 전송한다.

슬레이브부(101)의 제2 다중화부(120)는 광 케이블을 통해 마스터부(100)로부터 수신되는 신호를 역 다중화하여 제2 광-전 신호 변환부(122)로 출력하고, 제2 광-전 신호 변환부(122)는 역 다중화된 광신호를 원래의 RF 신호로 변환한다.

RF/로컬 신호 분리부(124)는 제2 광-전 신호 변환부(122)로부터 입력되는 신호에서 로컬 신호인 국부발진 신호를 분리하고, 로컬 신호가 분리된 RF 신호를 고출력 증폭기(126)로 출력한다.

고출력 증폭기(126)는 RF/로컬 신호 분리부(124)로부터 입력되는 RF 신호를 이동국 대향 안테나(152)를 통해 전송하기 위한 신호 레벨을 갖도록 증폭하여 듀플렉서(128)로 출력하고, 듀플렉서(128)는 증폭된 신호를 이동국 대향 안테나(152)를 통해 이동국으로 전송한다.

한편, 듀플렉서(128)는 이동국 대향 안테나(152)를 통해 이동국으로부터 RF형태의 제1 신호를 수신하고, 제2 저잡음 증폭기(130)는 듀플렉서(128)로부터 제1 신호를 입력받은 후 증폭하여 RF/IF 신호 결합부(138)로 출력한다.

또한, 슬레이브부(101)는 이동국 대향 안테나(152)를 통해 수신되는 제1 신호와 서로 다른 전송 경로를 가지는 제2 신호를 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신한다.

제3 대역 통과 필터(132)는 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신된 제2 신호내의 인접 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행하고, 제3 저잡음 증폭기(134)는 필터링된 제2 신호를 증폭하여 RF/IF 주파수 변환부(136)로 출력한다.

RF/IF 주파수 변환부(136)는 제3 저잡음 증폭기(134)로부터 입력되는 제2 신호를 중간 주파수(IF)로 변환하여 RF/IF 신호 결합부(138)로 출력한다.

RF/IF 신호 결합부(138)는 제2 저잡음 증폭기(130)로부터 입력되는 제1 신호와 RF/IF 주파수 변환부(136)로부터 입력되는 중간 주파수 형태의 제2 신호를 결합한 합성 신호를 생성한 후 생성된 합성 신호를 제2 전-광 신호 변환부(140)로 출력한다.

제2 전-광 신호 변환부(140)는 RF/IF 신호 결합부(138)로부터 입력되는 합성 신호를 광신호로 변환하여 제2 다중화부(120)로 출력한다.

제2 다중화부(120)는 광신호로 변환된 합성 신호를 다중화하여 광 케이블을 통해 마스터부(100)로 전송한다.

마스터부(100)는 제1 다중화부(118)를 통해 슬레이브부(101)로부터 합성 신호를 수신하고, 제1 광-전 신호 변환부(112)는 슬레이브부(101)로부터 수신된 합성신호를 전기 신호인 RF 신호로 변환하여 RF/IF 신호 분리부(110)로 출력한다.

RF/IF 신호 분리부(110)는 제1 광-전 신호 변환부(112)로부터 입력되는 합성 신호에서 IF 신호를 분리하고, IF 신호가 분리된 RF 신호를 제1 대역 통과 필터(108)로 출력한다.

제1 대역 통과 필터(108)는 IF 신호가 분리된 RF 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 기지국의 주신호 처리부로 전송되고, 기지국의 주신호 처리부는 수신된 신호를 복조한다.

또한, RF/IF 신호 분리부(110)는 분리된 IF 신호를 IF/RF 주파수 변환부(116)로 출력하고, IF/RF 주파수 변환부(116)는 IF 신호를 RF 신호로 주파수 변환하여 제2 대역 통과 필터(114)로 출력한다.

제2 대역 통과 필터(114)는 IF/RF 주파수 변환부(116)로부터 입력되는 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 기지국의 다이버시티 신호 처리부로 전송된다.

여기서, 기지국은 주신호 처리부의 주신호와 다이버시티 신호 처리부의 다이버시티 신호의 신호대 잡음비가 최대가 되도록 맥시멈 레티오 컴바이닝(Maximum Ratio Combining) 방법에 의하여 복조한다.

일반적으로 기지국과의 무선 통신을 위해 이동국에서 방사되는 신호는 지면, 건물 및 주변의 인공 환경 및 자연 환경에 의하여 반사 및 굴절되어 동일 신호가 다중 경로를 통하여 광 중계기에 도달된다.

여기서, 다중 경로를 통하여 광 중계기에 도달된 신호는 벡터적으로 합성되므로, 상쇄 간섭을 가질 수 있는 180도 부근의 위상차가 생길 경우에 순간적으로 신호의 세기가 수십 dB 감소된다. 이러한 현상을 레이라이 페이딩(Rayleigh Fading)이라고 한다.

이러한, 레이라이 페이딩은 이동 통신의 품질에 치명적인 영향을 가져오는데, 그 대표적인 현상이 음성 품질의 저하, 데이터 손상 및 신호의 절단 등이 있다.

또한, 레이라이 페이딩은 시스템 용량을 향상시키기 위하여 채용된 기지국과 이동국간의 전력 제어에 상당한 부하를 주게 되므로, 광 중계 시스템의 전체적인 성능을 저하시킨다.

현재까지 레이라이 페이딩에 의한 품질 열화를 방지하기 위하여 상기한 바와 같이 종래 기술에 따른 광 중계기는 주파수 분할 다중화 방식(FDM)을 이용하였다.

주파수 분할 다중화 방식은 상기에서 설명한 바와 같다.

즉, 광 중계기의 슬레이브부(101)는 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신된 제2 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하여 이동국 대향 안테나(152)를 통해 수신된 제1 신호와 결합한 후 광신호로 변환하여 마스터부(100)로 전송한다.

여기서, 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신되는 제2 신호는 이동국 대향 안테나(152)를 통해 수신되는 제1 신호와 동일한 신호이나 다른 전송 경로를 가지는 신호이다.

이어, 마스터부(100)는 슬레이브부(101)로부터 수신된 제1 및 제2 신호가 결합된 합성 신호를 분리한 후 분리된 RF 형태의 제1 신호를 기지국으로 직접 전송하고, 분리된 IF 형태의 제2 신호는 RF 신호로 다시 변환하여 기지국으로 전송한다.

그러므로, 기지국은 이동국 대향 안테나(152) 및 수신 전용 안테나(154)를 통해 수신되는 제1 신호 및 제2 신호를 각각 구분하여 복조하는 공간 다이버시티 또는 복편파 다이버시티 기능을 수행하게 된다.

또한, 종래 기술에 따른 광 중계기는 슬레이브부에서 마스터부로 전송되는 신호 즉, 제1 신호 및 제2 신호를 서로 다른 광신호 파장을 갖도록 변화하여 전송함에 따라 기지국에서 구분하여 복조하는 파장 분할 다중화 방식에 따른 다이버시티 기능을 수행할 수 있다.

한편, IS-95A/B 등의 2세대 시스템에서 기지국에서 이동국으로 신호를 전송하는 순방향 다이버시티 기능은 이동국에서 기지국으로 신호를 전송하는 역방향 다이버시티 기능만큼 효과 측면에서 주목받지는 못하였다.

그러나, CDMA 2000 1x EV-DO 및 IMT 2000 등의 3세대 시스템에 있어서 커버리지를 제한하는 부분이 역방향보다는 순방향에 더 많이 종속되고 있다.

또한, 무선 통신 서비스 가입자가 증가함에 따라 2세대 시스템을 이용하는 경우, 기지국간의 셀이 점점 좁아져 셀간의 파일롯 오염(Pilot Pollution)이 매우 심화되고 있다.

종래에는 이러한 파일롯 오염에 의한 축소된 커버리지를 복원하기 위하여 60W 이상의 고출력 증폭기가 사용되고 있다.

그러나, 상기한 고출력 증폭기는 실질적으로 파일롯 오염을 더욱더 심화시키고, 그에 따라 시스템의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

또한, 종래의 광 중계 장치에서 상기한 고출력 증폭기를 사용하게 되면, 3배 정도의 원가 상승을 가져오는 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 송신 경로상의 복수의 신호를 서로 적어도 한 칩의 시간 차이를 갖도록 조절하여 시간 다이버시티 기능을 수행하기 위한 송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광 중계기의 내부 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 광 중계 시스템의 개략적 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 광 중계기의 상세 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 광 중계기의 순방향 통신시 슬레이브부의 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트.

<주요부분에 대한 부호의 설명>

200 : 기지국210 : 이동국

230 : 광 중계기240 : 마스터부

250 : 슬레이브부300 : 제1 순방향 신호 처리부

320 : 제1 역방향 신호 처리부340 : 제2 순방향 신호 처리부

370 : 제2 역방향 신호 처리부380 : 송신 다이버시티부

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동 통신망에서 기지국과 이동국간의 신호를 중계하기 위한 광 중계 장치에 있어서, 기지국으로부터의 송신 신호를 광케이블을 통해 전송하는 마스터부, 광케이블을 통해 마스터부로부터 수신되는 송신 신호를 제1 신호 및 제2 신호로 분리하는 순방향 신호 처리부, 제2 신호를 제1 신호에 대하여 일정 시간차를 갖도록 조절하는 송신 다이버시티부, 제1 신호를 이동국으로 전송하는 제1 송수신 안테나, 시간 조절된 제2 신호를 이동국으로 전송하는 제2 송수신 안테나를 갖는 슬레이브부를 포함하되, 이동국은 내장된 레이크 수신기에 의해 제1 신호 및 제2 신호를 구분하여 복조함을 특징으로 하는 송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치를 제공함에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 광 중계 시스템의 개략적 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 광 중계기의 상세 구성도이다.

도 2를 참조하면, 기지국(200), 기지국(200)과의 무선 통신을 위한 이동국(210), 기지국(200)으로부터의 신호 또는 이동국(210)으로부터의 신호를 수신하여 이동국(210) 또는 기지국(200)으로 전송하는 광 중계기(230)를 포함한다.

이때, 이동국(210)은 복수개의 레이크 수신기(도시되지 않음)가 내장되는데, IS-95A/B 시스템의 이동국은 최소 3개의 레이크 수신기가 내장되고, W-CDMA 시스템의 이동국은 최소 6개의 레이크 수신기가 내장된다.

여기서, 이동국(210)에 내장되는 레이크 수신기는 동일 신호가 다중 경로 또는 여러 가지 이유로 일정 시간 이상의 지연 시간을 갖고 도달될 때, 이러한 신호를 구분하여 복조(Maximum Ratio Combining)하는 기능을 수행한다.

광 중계기(230)는 기지국(200)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 마스터부(240), 이동국(210)과의 송수신 신호 링크를 목적으로 하는 슬레이브부(250)를 포함한다.

여기서, 마스터부(240)는 기지국(200)과의 신호 링크를 위하여 기지국(200)의 성능에 영향을 주지 않는 범위 내인 30 내지 50dB 커플러에 의한 분기를 통해 RF 케이블로 연결된다.

또한, 마스터부(240)는 기지국(200)으로부터 수신한 RF 신호를 광섬유의 손실이 가장 적은 1.3㎛ 내지 1.5㎛ 대역의 광신호로 변환하여 광 케이블을 통해 슬레이브부(250)로 전송한다.

슬레이브부(250)는 마스터부(240)로부터 수신된 광신호를 원래의 RF 신호로 변환하여 이동국(210)으로 전송한다.

여기서, 슬레이브부(250)는 제1 송수신 안테나(252) 및 제2 송수신 안테나(254)를 포함하는데, 제1 및 제2 송수신 안테나(254)는 이동국(210)으로부터의 신호를 수신하거나 또는 이동국(210)으로 신호를 전송하기 위한 송수신 겸용의 복편파 안테나이다.

이때, 제1 및 제2 송수신 안테나(254)는 두 개의 서로 다른 편파(±45 또는 ±90)의 신호를 송수신한다.

본 발명에 따른 광 중계기의 마스터부는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 순방향 신호 처리부(300), 제1 다중화부(310) 및 제1 역방향 신호 처리부(320)를 포함한다.

여기서, 제1 순방향 신호 처리부(300)는 제1 저잡음 증폭기(301), RF-로컬 신호 결합부(302) 및 제1 전-광 신호 변환부(303)를 포함한다.

또한, 제1 역방향 신호 처리부(320)는 제1 광-전 신호 변환부(321), RF-IF 신호 분리부(322), 제1 대역 통과 필터(323), 제1 IF/RF 주파수 변환부(324) 및 제2 대역 통과 필터(325)를 포함한다.

본 발명에 따른 광 중계기의 슬레이브부는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 다중화부(330), 제2 순방향 신호 처리부(340), 제1 듀플렉서(350), 제2듀플렉서(360), 제2 역방향 신호 처리부(370) 및 송신 다이버시티부(380)를 포함한다.

여기서, 제2 순방향 신호 처리부(340)는 제2 광-전 신호 변환부(341), 제1 감쇄기(342), RF-로컬 신호 분리부(343), 송신 신호 분배부(344) 및 제1 고출력 증폭기(345)를 포함한다.

제2 역방향 신호 처리부(370)는 제2 저잡음 증폭기(371), 제3 저잡음 증폭기(372), 제1 RF/IF 주파수 변환부(373), RF-IF 신호 결합부(374) 및 제2 전-광 신호 변환부(375)를 포함한다.

또한, 송신 다이버시티부(380)는 제2 감쇄기(381), 제2 RF/IF 주파수 변환부(382), 송신 신호 지연부(383), 제2 IF/RF 주파수 변환부(384) 및 제2 고출력 증폭기(385)를 포함한다.

여기서, 송신 신호 지연부(383)는 한 칩 이상의 시간 지연을 갖는 SAW 필터로 구성되는데, 한 칩의 시간 지연 시간은 IS-95A/B 시스템인 경우에는 약 0.814㎲이고, W-CDMA 시스템인 경우에는 약 0.26㎲이다.

또한, 송신 신호 지연부(383)는 스트립 라인과 같은 시간 지연 소자에 의해 구성될 수 있다.

송신 다이버시티부(380)는 제2 순방향 신호 처리부(340)의 송신 신호 분배부(344)의 출력단에 접속된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광 중계기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기지국에서 이동국으로 신호가 전송되는 순방향 통신에 대하여 설명한다.

마스터부(240)의 제1 순방향 신호 처리부(300)는 기지국(200)으로부터 입력되는 신호를 증폭한 후 광신호로 변환하여 제1 다중화부(310)를 통해 슬레이브부(250)로 전송한다.

즉, 제1 순방향 신호 처리부(300)의 제1 저잡음 증폭기(301)는 기지국(200)으로부터 입력되는 신호를 일정 레벨로 증폭하여 RF-로컬 신호 결합부(302)로 출력하고, RF-로컬 신호 결합부(302)는 증폭된 신호와 제1 IF/RF 주파수 변환부(324)로부터 입력되는 로컬 신호인 국부 발진 주파수 신호를 합성하여 제1 전-광 신호 변환부(303)로 출력한다.

여기서, 기지국(200)으로부터 입력되는 신호는 이동 통신 주파수 대역을 갖는 RF(Radio Frequency) 신호이다. 또한, 제1 IF/RF 주파수 변환부(324)는 국부 발진기(도시되지 않음)를 내장한다.

제1 전-광 신호 변환부(303)는 국부 발진 주파수 신호가 합성된 신호를 광신호로 변환하여 제1 다중화부(310)로 출력하고, 제1 다중화부(310)는 광신호로 변환된 신호를 다중화하여 광케이블을 통해 슬레이브부(250)로 전송한다.

슬레이브부(250)의 제2 순방향 신호 처리부(340)는 제2 다중화부(330)를 통해 마스터부(240)로부터 수신되는 신호를 전기 신호로 변환하고, 전기 신호로 변환된 신호를 2개의 신호로 나누어 1/2 신호는 증폭하여 제1 송수신 안테나(252)를 통해 이동국으로 전송하고, 나머지 1/2 신호는 송신 다이버시티부(380)로 출력한다.

즉, 제2 다중화부(330)는 광 케이블을 통해 마스터부(240)로부터 수신되는 광신호를 역 다중화하여 제2 순방향 신호 처리부(340)로 출력한다.

제2 순방향 신호 처리부(340)의 제2 광-전 신호 변환부(341)는 역 다중화된 신호를 원래의 RF 신호로 변환하여 제1 감쇄기(342)로 출력하고, 제1 감쇄기(342)는 RF 신호로 변환된 신호의 세기를 조절하여 RF-로컬 신호 분리부(343)로 출력한다.

RF-로컬 신호 분리부(343)는 제2 광-전 신호 변환부(341)로부터 입력되는 신호에서 로컬 신호인 국부 발진 주파수 신호를 분리하여 송신 신호 분배부(344)로 출력하고, 송신 신호 분배부(344)는 2분배기로서, 로컬 신호가 분리된 RF 신호를 2분배하여 제1 신호 및 제2 신호로 나눈다.

또한, 송신 신호 분배부(344)는 제1 신호를 제1 고출력 증폭기(345)로 출력하고, 제2 신호를 송신 다이버시티부(380)의 제2 감쇄기(381)로 출력한다.

제1 고출력 증폭기(345)는 제1 신호를 제1 송수신 안테나(252)를 통해 이동국(210)으로 전송하기에 적정한 레벨로 증폭하여 제1 듀플렉서(350)로 출력한다.

제1 듀플렉서(350)는 제1 고출력 증폭기(345)에 의해 증폭된 제1 신호를 제1 송수신 안테나(252)를 통해 이동국(210)으로 전송한다.

한편, 송신 다이버시티부(380)의 제2 감쇄기(381)는 송신 신호 분배부(344)로부터 입력되는 제2 신호의 세기를 조절하여 제2 RF/IF 주파수 변환부(382)로 출력한다.

제2 RF/IF 주파수 변환부(382)는 제2 감쇄기(381)로부터 입력되는 제2 신호를 중간 주파수 신호로 변환하고, 중간 주파수 신호로 변환된 제2 신호를 송신 신호 지연부(383)로 출력한다.

송신 신호 지연부(383)는 중간 주파수 형태의 제2 신호를 입력받고, 입력된 제2 신호를 제1 신호에 대해 적어도 한 칩 이상의 시간차를 갖도록 지연시켜 제2 IF/RF 주파수 변환부(384)로 출력한다. 이때, 송신 신호 지연부(383)는 SAW 필터에 의해 구성된다.

여기서, 제2 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 이유는 송신 신호 지연부(383)의 SAW 필터가 70MHz의 중간 주파수 대역에서 특성이 우수하므로, SAW 필터의 특성을 효율적으로 이용하기 위함이다.

제2 IF/RF 주파수 변환부(384)는 송신 신호 지연부(383)로부터 입력되는 시간 지연된 제2 신호를 RF 주파수 신호로 변환하여 제2 고출력 증폭기(385)로 출력하고, 제2 고출력 증폭기(385)는 제2 송수신 안테나(254)를 통해 이동국(210)으로 전송하기에 적절한 레벨로 증폭하여 제2 듀플렉서(360)로 출력한다.

제2 듀플렉서(360)는 제2 고출력 증폭기(385)에 의해 증폭된 제2 신호를 제2 송수신 안테나(254)를 통해 이동국(210)으로 전송한다.

이동국(210)은 광 중계기(230)의 제1 송수신 안테나(252)로부터 전송되는 제1 신호 및 제2 송수신 안테나(254)로부터 전송되는 제2 신호를 수신하고, 내장된 레이크 수신기에 의해 제1 및 제2 신호를 구분하여 복조한다.

여기서, 제1 및 제2 신호는 서로 한 칩 이상의 시간차를 갖고 이동국(210)으로 전송되므로, 이동국(210)은 내장된 레이크 수신기에 의해 제1 및 제2 신호를 구분하여 복조 할 수 있다.

또한, 제1 및 제2 송수신 안테나(254)를 통해 이동국(210)으로 전송되는 제1 신호 및 제2 신호는 제1 감쇄기(342) 및 제2 감쇄기(381)에 의해 이득이 동일하게 조절된다.

다음, 이동국에서 기지국으로 신호를 전송하는 역방향 통신에 대하여 설명한다.

슬레이브부(250)의 제1 듀플렉서(350)는 제1 송수신 안테나(252)를 통해 이동국(210)으로부터 제3 신호를 수신하여 제2 저잡음 증폭기(371)로 출력하고, 제2 저잡음 증폭기(371)는 제3 신호를 일정 레벨로 증폭하여 RF-IF 신호 결합부(374)로 출력한다.

제2 듀플렉서(360)는 제2 송수신 안테나(254)를 통해 이동국(210)으로부터 제4 신호를 수신하여 제3 저잡음 증폭기(372)로 출력하고, 제3 저잡음 증폭기(372)는 제4 신호를 일정 레벨로 증폭하여 제1 RF/IF 주파수 변환부(373)로 출력한다.

제1 RF/IF 주파수 변환부(373)는 일정 레벨로 증폭된 제4 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 RF-IF 신호 결합부(374)로 출력한다.

RF-IF 신호 결합부(374)는 제2 저잡음 증폭기(371)로부터 입력되는 제3 신호 및 제1 RF/IF 주파수 변환부(373)로부터 입력되는 제4 신호를 합성함에 따라 생성된 합성 신호를 제2 전-광 신호 변환부(375)로 출력한다.

제2 전-광 신호 변환부(375)는 RF-IF 신호 결합부(374)로부터 입력되는 합성신호를 광신호로 변환하여 제2 다중화부(330)로 출력하고, 제2 다중화부(330)는 광신호로 변환된 합성신호를 다중화하여 광케이블을 통해 마스터부(240)로 전송한다.

마스터부(240)의 제1 다중화부(310)는 광 케이블을 통해 슬레이브부(250)로부터 수신되는 합성 신호를 역 다중화하여 제1 역방향 신호 처리부(320)로 출력한다.

제1 역방향 신호 처리부(320)의 제1 광-전 신호 변환부(321)는 역 다중화된 합성 신호를 전기적인 신호 즉, 원래의 RF 신호로 변화하여 RF-IF 신호 분리부(322)로 출력한다.

RF-IF 신호 분리부(322)는 전기적인 신호로 변환된 합성 신호를 RF 신호 형태의 제3 신호 및 IF 신호 형태의 제4 신호로 분리한 후 분리된 제3 신호를 제1 대역 통과 필터(323)로 출력하고, 제4 신호를 제1 IF/RF 주파수 변환부(324)로 출력한다.

제1 대역 통과 필터(323)는 RF-IF 신호 분리부(322)로부터 입력되는 제3 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 필터링된 제3 신호를 기지국(200)의 수신단으로 전송한다.

제1 IF/RF 주파수 변환부(324)는 입력되는 제4 신호를 RF 주파수 신호로 변환하여 제2 대역 통과 필터(325)로 출력하고, 제2 대역 통과 필터(325)는 주파수 변환된 제4 신호 내의 불요파를 제거하기 위한 필터링을 수행한 후 필터링된 제4 신호를 기지국(200)의 수신단으로 전송한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 중계기에서 이동국에서 기지국으로 신호를 전송하는 역방향 신호 처리를 주파수 분할 다중화 방식으로 설명하였으나, 본 출원인에 의해 출원된 발명(출원번호 10-2001-0070355)에서와 같이, 시간 분할 다중화 방식으로 역방향 신호 처리를 수행할 수 있음은 자명하다.

이와 같이 구성되어 동작되는 본 발명에 따른 광 중계기의 순방향 통신 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 광 중계기의 역방향 통신 방법은 종래 기술과 동일하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 광 중계기의 순방향 통신시 슬레이브부의 서비스 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

먼저, 슬레이브부(250)의 제2 다중화부(330)는 광 케이블을 통해 마스터부(240)로부터 송신 신호를 수신하고(S400), 수신된 송신 신호를 제2 순방향 신호 처리부(340)로 출력한다.

제2 순방향 신호 처리부(340)의 송신 신호 분배부(344)는 송신 신호를 제1 신호 및 제2 신호로 분리한다(S402).

송신 다이버시티부(380)는 송신 신호 분배부(344)로부터 입력되는 제2 신호를 제1 신호에 대해 적어도 한 칩 이상의 시간차를 갖도록 지연시킨다(S404).

제1 송수신 안테나(252)는 분리된 제1 신호를 이동국(210)으로 전송하고(S406), 제2 송수신 안테나(254)는 시간 지연된 제2 신호를 이동국(210)으로 전송한다(S408).

여기서, 이동국(210)은 제1 및 제2 송수신 안테나(254)로부터 전송되는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 내장된 레이크 수신기에 의해 제1 신호 및 제2 신호를 구분하여 복조한다.

본 발명에 따른 송신 다이버시티 기능을 갖는 광 중계 장치는 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 송신 신호를 제1 및 제2 신호로 분리하고, 제2 신호를 제1 신호에 대하여 한 칩 이상의 시간차를 갖도록 조절하여 이동국으로 전송한다.

그러므로, 본 발명은 이동국에 내장된 레이크 수신기에 의해 제1 및 제2 신호를 구분하여 복조함에 따른 송신 다이버시티 기능을 구현할 수 있어, 동일한 출력을 기준으로 할 때, 종래에 비해 커버리지를 최소 3dB 이상 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 용량도 20%이상 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 광 중계기는 송신 다이버시티 기능에 의해 CDMA 액세스 방식의 최대의 단점인 파이롯 오염을 줄일 수 있어, 이동 통신 서비스에 대한 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.