중계기
〈모바일통신시스템〉 수업 노트
리피터(중계기, Repeater)는 신호를 증폭시키거나 릴레이하여 통신 범위를 늘리는 장치이다. 하지만 시스템 용량을 증가시키지는 않는다. 리피터는 기지국보다 성능이 떨어지지만, 기지국보다 싼 비용으로 설치하고 운용할 수 있기 때문에, 커버리지 구멍을 메우기 위해 사용한다.
Optic Distributed Repeater
광섬유 케이블을 이용해 신호를 유선구간으로 전달한다. 이 리피터를 사용함으로써, 여러 건물을 하나의 독립적인 셀로 가정하여 관리할 수 있다. 이렇게 건물을 하나의 셀로 관리하는 과정에서, 각 층에 분산 안테나를 설치하여, 대형 빌딩 내부 구석까지 서비스를 제공할 수 있다.
RF 중계기(Radio Frequency Repeater)
무선 신호를 직접 수신하여 증폭한 후 다시 무선으로 발산한다. 일반적으로 두 가지 유형, Amplify-and-Forward와 Decode-and-Forward의 동작 방식으로 나눌 수 있다.
Amplify-and-Forward는 수신된 신호를 그대로 증폭하여 재전송한다. 이 방식은 간단하고 저렴하지만, 수신된 신호에 포함된 잡음도 함께 증폭된다. 때문에 신호 품질이 저하될 수 있다.
Decode-and-Forward는 수신된 신호를 디코딩하여 원래의 데이터로 복원한 후, 다시 인코딩하여 재전송한다. 이 방식은 잡음이 증폭되지 않기 때문에 신호 품질이 향상될 수 있지만, 릴레이가 복잡하고 컴퓨팅 비용에 부담이 발생한다. 장비 자체도 비싸지만, 증폭 성능은 Amplify-and-Forward보다 좋다.
리피터가 신호를 수신하면 LNA(Low Noise Amplifier)를 통과시켜 신호를 증폭한다. 증폭한 신호는 Oscillation Frequency(오실레이션 주파수)와 섞여서, 그 사이의 주파수(중간 주파수, Intermediate Frequency)로 다운컨버전된다. 이렇게 획득한 신호는 증폭을 원하는 주파수의 신호를 필터링하여 High Power Amplifier로 증폭, 커버리지 구멍에 서비스를 제공한다.
- LNA(Low Noise Amplifier, 저잡음 증폭기) 통과: 수신된 신호의 노이즈를 최소화
- IF(Intermediate Frequency, 중간 주파수)로 다운컨버전: 로컬 오실레이터(Local Oscillator) 주파수와 섞어 신호를 원하는 주파수로 변환
- 필터링: 필터를 이용해 원하는 주파수의 신호만 선택, 나머지 잡음이나 타자의 신호는 제거
- HPA(High Power Amplifier, 고출력 증폭기) 통과: 추출한 신호를 강한 전력으로 증폭
- 방사: 커버리지 홀로 증폭한 신호 방사