KR100770883B1 - Radio over fiber system of tdd type and method for controlling transmission time - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 TDD 방식의 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도 1 is a configuration diagram schematically showing a wireless communication system using a TDD scheme
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 TDD 방식의 무선 통신을 위한 Radio Over Fiber 시스템 구성도 2 is a configuration diagram of a Radio Over Fiber system for wireless communication in a TDD scheme according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 TDD 방식의 무선 통신을 위한 Radio Over Fiber 시스템에서 전송시간 동기 제어 방법을 나타낸 흐름도3 is a flowchart illustrating a transmission time synchronization control method in a Radio Over Fiber system for a TDD wireless communication according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 주요 도면부호에 대한 설명 * * Description of the main drawing codes *
100 : 도너 110 : 모뎀 100: donor 110: modem
115 : 가변시간 지연 모듈 120, 320 : 제1, 제2수신 증폭기 115: variable
130, 240, 330, 380 : 전광 변환기 140, 340 : 파장분할 다중화/역다중화 130, 240, 330, 380: all-
150, 260, 350, 370 : 광전 변환기 160, 360 : 제1, 제2송신 증폭기 150, 260, 350, 370:
170 : 시간지연 측정기 220 : 시간지연 보상기 170: time delay measuring instrument 220: time delay compensator
230 : 신호 결합기 250, 345 : 제1, 제2광 서큘레이터 230: signal combiner 250, 345: first and second optical circulator
270 : 제1신호 분리기 300 : 리모트270: first signal separator 300: remote
310 : RF스위치 385 : 시간 전송 모듈310: RF switch 385: time transmission module
390 : 스위치 제어기 390: switch controller
본 발명은 광 선로를 통해 연결된 기지국의 도너(Donor)와 리모트(Remote)로 구성된 TDD(Time Division Duplex)방식의 무선 통신에 있어서, 기지국과 리모트(Remote)의 안테나를 통해 송수신되는 상향 및 하향 RF 신호에 전송시간의 지연을 부가하여 시간적 동기를 제어하는 TDD 방식의 Radio Over Fiber 시스템 및 전송시간 제어 방법에 관한 것이다.The present invention is a TDD (Time Division Duplex) method of wireless communication consisting of a donor and a remote of a base station connected through an optical line, the up and down RF transmitted and received through the antenna of the base station and the remote (Remote) The present invention relates to a TDD radio over fiber system and a transmission time control method for controlling a time synchronization by adding a delay of a transmission time to a signal.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선 통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선 통신 서비스가 제공되고 있다. 가장 기본적인 무선 통신 서비스는 이동 통신 단말기 사용자들에게 무선으로 음성 통화를 제공하는 무선 음성 통화 서비스로서 이는 시간과 장소에 구애받지 않고 서비스를 제공할 수 있다는 특징이 있다. 또한, 문자 메시지서비스를 제공하여 음성 통화 서비스를 보완해주는 한편, 최근에는 이동 통신 단말기의 사용자에게 무선 통신망을 통해 인터넷 통신 서비스를 제공하는 무선 인터넷 서비스가 대두되었다. As computer, electronic, and communication technologies have made rapid progress, various wireless communication services using wireless networks have been provided. The most basic wireless communication service is a wireless voice call service that provides a voice call to a mobile terminal user wirelessly, which can provide a service regardless of time and place. In addition, while providing a text message service to complement the voice call service, a wireless Internet service has recently emerged to provide an Internet communication service to a user of a mobile communication terminal through a wireless communication network.
최근에는 정보통신의 발달로ITU-R에서 표준으로 제정하고 있는 제 3 세대 이동 통신 시스템인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 예컨 대, CDMA(Code Division Multiple Access), EV-DO, WCDMA(WideBand CDMA) 등이 상용화되고 있다. IMT-2000은 개인의 이동성 및 서비스 이동성을 포함한 전세계적인 직접 로밍, 유선 전화와 동일한 수준의 통화 품질, 고속 패킷 데이터 서비스 및 유무선망의 결합에 의한 다양한 응용 서비스의 구현 등을 목표로 등장한 이동 통신 시스템으로, 기존의 음성 및 WAP 서비스 품질의 향상은 물론 각종 멀티미디어 서비스(AOD, VOD 등)를 보다 빠른 속도로 제공할 수 있다. Recently, with the development of information and communication, IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000), a third generation mobile communication system established by ITU-R as a standard, for example, CDMA (Code Division Multiple Access), EV-DO, WCDMA (WideBand) CDMA) and the like are commercially available. IMT-2000 is a mobile communication system that aims to implement various application services by combining global direct roaming including personal mobility and service mobility, same call quality as wired telephone, high speed packet data service and wired / wireless network. As a result, as well as improving existing voice and WAP service quality, various multimedia services (AOD, VOD, etc.) may be provided at a higher speed.
그러나, 기존의 이동 통신 시스템은 기지국 구축 비용이 높기 때문에 무선 인터넷의 이용 요금이 높고, 이동 통신 단말기의 화면 크기가 작기 때문에 이용할 수 있는 컨텐츠에 제약이 있는 등 초고속 무선 인터넷을 제공하기에는 한계가 있으며, WLAN(Wireless Local Area Network) 기술은 전파 간섭 및 좁은 사용 영역(Converage) 등의 문제로 공중 서비스의 제공에 한계가 있다. 따라서, 휴대성과 이동성을 보장하며 저렴한 요금으로 초고속 무선 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 초고속 휴대 인터넷 서비스인 와이브로(WiBro : Wireless Broadband Internet)와 4G 무선 이동 통신이 대두되었다. However, the existing mobile communication system has a limitation in providing high-speed wireless Internet due to high base station construction cost and high usage rate of the wireless Internet, and a small screen size of the mobile communication terminal, thus limiting the available contents. Wireless Local Area Network (WLAN) technology has limitations in providing public services due to problems such as radio wave interference and a narrow convergence area. Accordingly, 4G wireless mobile communication has emerged with WiBro (Wireless Broadband Internet), a high-speed portable Internet service that guarantees portability and mobility and can use high-speed wireless Internet service at a low price.
이러한 와이브로(WiBro : Wireless Broadband Internet)와4G 무선 이동 통신은 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(WideBand CDMA)와 달리 듀플레스(Duplex) 방식으로 TDD(Time Division Duplex) 방식을 이용하고, 변조 방식으로 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하는 휴대 인터넷 기술이 사용된다. The WiBro (WiBro) and 4G wireless mobile communication uses a time division duplex (TDD) method as a duplex method, unlike code division multiple access (CDMA) and wide band CDMA (WCDMA), and a modulation method. A portable Internet technology using an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) scheme is used.
여기서, TDD 방식은 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 상향(Uplink), 하 향(Downlink)을 교대로 배정하는 양방향 전송 방식이다. TDD 방식은 상향과 하향에 각기 다른 2개의 주파수를 배정하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식보다 전송 효율이 높고, 타임슬롯의 동적 할당으로 비대칭(Asymmetric)이나 버스티(Bursty)한 어플리케이션 전송에 적합한 특징이 있다. 이러한 OFDMA/TDMA 방식은 전체 대역폭에 퍼져 있는 모든 부반송파를 일정 시간 동안 한 사용자에게 할당하고 다음 일정 시간 동안 또 다른 사용자에게 할당하는 TDMA와 유사한 다중 접속 방식이며, 대역폭당 전송 속도를 향상시키고 멀티패스(Multipath) 간섭을 방지할 수 있는 특성을 가진다. Here, the TDD scheme is a bidirectional transmission scheme in which uplinks and downlinks are alternately assigned in time in the same frequency band. The TDD scheme has higher transmission efficiency than the frequency division duplex (FDD) scheme, which allocates two different frequencies, uplink and downlink, and is suitable for asymmetric or bursty application transmission due to dynamic allocation of timeslots. There is this. The OFDMA / TDMA scheme is a multiple access scheme similar to TDMA, in which all subcarriers spread over the entire bandwidth are allocated to one user for a predetermined time period and then assigned to another user for the next predetermined time period. Multipath) has the property to prevent interference.
한편, 일반적으로 이동 통신 시스템에서는 이동 통신망의 커버리지(Coverage)를 확장하기 위해 주파수 재사용 개념 등을 이용하여 이동 통신 서비스 지역을 다수의 셀(Cell)들로 분할하고, 각각의 셀의 중심 부근에 이동 통신 서비스를 처리하기 위해 무선 기지국(BS : Base Station)을 설치하고 있다. 여기서, 셀의 반경은 해당 지역의 신호의 세기나 데이터의 트래픽(Traffic)량에 따라 정해진다. 즉, 트래픽량이 많은 도심 지역에서는 셀의 반경을 작게 하고, 트래픽량이 상대적으로 적은 도심 외 지역에서는 셀의 반경을 크게 하여 각각의 셀에서 발생하는 트래픽이 해당 이동 통신 서비스를 담당하는 무선 기지국의 처리 용량을 넘지 않도록 하고 있다. In general, a mobile communication system divides a mobile communication service area into a plurality of cells by using a frequency reuse concept and the like to expand coverage of a mobile communication network, and moves near a center of each cell. A wireless base station (BS) is being installed to handle communication services. Here, the radius of the cell is determined according to the signal strength of the region or the traffic amount of data. In other words, the cell radius is reduced in urban areas with high traffic volume, and the cell radius is increased in non-city areas with relatively low traffic, so that the traffic generated from each cell is handled by the wireless base station that is responsible for the corresponding mobile communication service. Do not exceed the.
이러한 주파수 재사용 개념, 트래픽량 등에 따라 셀의 반경을 적절하게 조절하여 보다 나은 이동 통신 서비스를 지원하고자 하는 노력에도 불구하고 도심 지역에서는 지하, 건물 내부, 터널 등 일반적으로 전파가 도달하기 어려운 전파 음영 지역이 존재하고 있다. 전파 음영 지역에서의 전파 음영을 해결하기 위해 다수의 새로운 무선 기지국을 시설하는 것은 시설 비용, 설치 비용 및 유지 보수 비용 등으로 인하여 경제성이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 셀 설계에도 바람직하지 못한 결과를 초래할 수 있을 것이다. 이에 대한 해결책으로서, 전파 음영 지역에는 광중계기 시스템을 이용하여 이동 통신 서비스를 제공할 수 있다. 광중계 시스템은 모기지국에 할당된 통화 채널을 광중계기를 이용한 광 전송 방식을 통해 전파 음영 지역으로 전송하도록 하여 전파 음영의 문제점을 해소한다. Despite efforts to support better mobile communication services by appropriately adjusting the cell radius according to the frequency reuse concept and traffic volume, radio shadowing areas such as underground, inside buildings, tunnels, etc. are difficult to reach in urban areas. This exists. Installing a number of new wireless base stations to address radio shadows in radio shadow areas is not only economically inferior due to facility costs, installation costs, and maintenance costs, but can also have undesirable consequences for cell design. will be. As a solution to this, it is possible to provide a mobile communication service in the radio shadow area using an optical repeater system. The optical relay system solves the problem of radio shading by transmitting a call channel allocated to a mortgage station to a radio shadow area through an optical transmission method using an optical repeater.
특히, 제 2 세대 이동 통신 시스템보다 제 3 세대 이동 통신 시스템 및 와이브로 시스템에서는 높은 주파수를 이용하고 있어 전파 경로 손실이 크고, 회절 효과가 작으며, 건물 투과 손실이 크기 때문에 셀의 반경이 작아 광중계기를 사용하는 것이 바람직하다. In particular, the third generation mobile communication system and the WiBro system use higher frequencies than the second generation mobile communication system, so the propagation path loss is large, the diffraction effect is small, and the building transmission loss is large. Preference is given to using.
또한, 광중계기에서 기지국과 단말기 간의 무선 신호를 중계하기 위해서는 하향 신호와 상향 신호를 구분할 수 있어야 한다. 이동 통신 시스템의 광중계기에서 FDD 방식을 이용하는 경우에는 듀플렉서를 사용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하게 되나, TDD 방식을 이용하는 경우에는 동일 주파수를 하향 및 상향 신호의 전송을 위해 사용하며 시간 구간을 나누어 하향 신호와 상향 신호를 구분하기 때문에, 듀플렉서를 사용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분할 수 없다. 따라서, TDD 방식을 이용하는 광중계기는 스위치를 사용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하고, 각각의 신호에 대한 경로를 선택적으로 제공할 수 있다. 이를 위해서는, 하향 신호의 시작점과 상향 신호의 시작점을 정확히 판별하고 각각의 신호에 따라 스위 치의 개폐를 조절하여 신호의 이동 경로를 바꿀 수 있는 제어 신호가 필요하며, 광중계기는 전술한 제어신호를 기지국으로부터 광케이블을 통해 전송받을 수 있다. In addition, in order to relay the radio signal between the base station and the terminal in the optical repeater it should be able to distinguish the down signal and the up signal. In the case of using the FDD scheme in the optical repeater of the mobile communication system, the duplexer is used to distinguish the downlink signal from the uplink signal. In the case of the TDD scheme, the same frequency is used for the transmission of the downlink and uplink signals. Since the downlink signal and the uplink signal are distinguished, the duplexer cannot be used to distinguish the downlink signal and the uplink signal. Accordingly, the optical repeater using the TDD scheme may use a switch to distinguish the downlink signal and the uplink signal, and selectively provide a path for each signal. To this end, a control signal for accurately determining the start point of the downlink signal and the start point of the uplink signal and changing the movement path of the signal by controlling the opening and closing of the switch according to each signal is needed. Can be sent over an optical cable.
TDD 방식의 광중계기는 전송 신호 프레임을 분석하여 하향 신호 구간과 상향 신호 구간 사이에서 스위칭 동작이 일어나도록 스위치를 제어하는 스위치 제어 신호를 생성하는 기능을 갖추고 있어야 한다. 한편, 광중계기는 광통신 케이블을 통해 신호를 전송하기 때문에 전송 과정에서 시간 지연(Time Delay)이 발생할 수 있다. 이러한 광통신 케이블의 시간 지연을 스위치 제어 신호에 보정하지 않으면 부정확한 스위치 제어 신호가 생성되어 하향 신호와 상향 신호를 정확하게 구별하지 못하는 문제점이 발생한다. The TDD optical repeater should have a function of analyzing a transmission signal frame and generating a switch control signal for controlling a switch so that a switching operation occurs between a down signal section and an up signal section. On the other hand, since the optical repeater transmits a signal through the optical communication cable, a time delay may occur in the transmission process. If the time delay of the optical communication cable is not corrected to the switch control signal, an incorrect switch control signal is generated, which causes a problem in that the down signal and the up signal cannot be accurately distinguished.
이에 대한 해결책으로서, 예컨대 종래 기술 중 하나인 공개특허번호 제2006-0010963호(명칭 : TDD 방식과 OFDM변조 방식을 이용하는 이동통신망의 광중계기에서 전송 신호를 분리하는 스위칭타이밍 신호 생성 방법 및 시스템)를 들수 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 단말기(MS)는 기지국(Base Station)으로부터 직접 수신되는 신호와 도너(Donor, 100) 및 리모트(Remote, 300) 거쳐서 수신되는 신호를 멀티-패스(Multi-Path) 신호로 수신하게 된다. 이 때, 두 신호의 시간 지연차가 OFDMA 심볼의 주기적 전치 부호(Cyclic Prefix)시간을 초과하게 되면 두 신호 간의 인터심볼 간섭 현상이 발생되므로 OFDMA 심볼을 복조할 경우 데이터 에러율이 증가될 뿐만 아니라 기지국(Base Station)과 리모트(Remote, 300)에서 송수신하는 무선 신호의 시간 동기를 맞추기 어려운 문제점이 있었다.As a solution to this, for example, Korean Patent Application Publication No. 2006-0010963 (name: T Timing Method and System for Generating Switching Signal for Separating Transmission Signal in Optical Repeater of Mobile Communication Network Using OFDM Modulation Method) For example, as shown in FIG. 1, the terminal MS multi-passes a signal received directly from a base station and a signal received through a
본 발명의 목적은 광 선로를 통해 연결된 기지국의 도너(Donor)와 리모트(Remote)로 구성된 TDD(Time Division Duplex)방식의 무선 통신에 있어서, 기지국과 리모트(Remote)의 안테나를 통해 송수신되는 상향 및 하향 RF 신호에 전송시간의 지연을 가하여 시간적 동기를 제어하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is an uplink and a transmission and reception through an antenna of a base station and a remote in a TDD (Time Division Duplex) type wireless communication including a donor and a remote of a base station connected through an optical line. It is to control the time synchronization by adding a delay of transmission time to the downlink RF signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 광 선로를 통해 연결된 기지국의 도너와 리모트로 구성된 무선 통신 시스템에 있어서, 상기 기지국과 리모트 간에 상향 및 하향 신호의 경로 설정하기 위한 스위치 제어 신호를 생성하며, 상기 TDD방식의 데이터 통신을 수행하는 모뎀과, 상기 모뎀으로부터 생성된 스위치 제어 신호와 상기 광 선로의 거리에 따른 지연시간을 측정하기 위해 지연 요구 패턴을 생성하여 리모트로 전송하며, 상기 광 선로의 거리에 따른 RTT를 측정하여 상기 상, 하향 신호의 전송시간을 제어하는 도너와, 상기 도너로부터 전송된 지연 요구 패턴을 검출하여 지연 응답 패턴과 지연 응답 추정 메시지를 도너로 전송하며, 상기 도너로부터 전송된 스위치 제어 신호에 의해 상향 및 하향 신호의 경로를 설정하는 리모트를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a wireless communication system consisting of a donor and a remote of a base station connected via an optical line, generating a switch control signal for routing the up and down signals between the base station and the remote, the TDD A modem for performing data communication of the method, a delay request pattern is generated and transmitted to the remote to measure a delay time according to the distance between the switch control signal generated from the modem and the optical line, and according to the distance of the optical line A donor controlling the transmission time of the uplink and downlink signals by measuring an RTT, a delay request pattern transmitted from the donor, and transmitting a delay response pattern and a delay response estimation message to the donor, and controlling a switch transmitted from the donor. And a remote for setting up and down paths of signals by signals. It is done.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 TDD 방식의 무선 통신을 위한 Radio Over Fiber 시스템 구성도이다.2 is a configuration diagram of a Radio Over Fiber system for wireless communication in a TDD scheme according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 Radio Over Fiber 시스템은 TDD 방식(Time Division Duplex Mode)을 사용하기 때문에 동일한 주파수를 시분할하여 하향 신호와 상향 신호로 구분하여 양방향 통신이 가능하며, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 Radio Over Fiber 시스템은, 모뎀(110) 및 도너(100)로 구성되는 기지국(Base Station)과 리모트(300)를 포함한다. Since the Radio Over Fiber system of the present invention uses a time division duplex mode (TDD), two-way communication is possible by time-dividing the same frequency into a downlink signal and an uplink signal, as shown in FIG. 2. The Radio Over Fiber system includes a base station and a remote 300 including a
우선, 모뎀(110)은 안테나로부터 송수신되는 TDD 방식의 하향 신호와 상향 신호에 대한 경로를 선택적으로 설정하도록 RF스위치(도시하지 않음)와 리모트(300)의 RF스위치(310)를 제어하기 위한 스위치 제어 신호를 생성하여 전송한다. First, the
도너(100)는 모뎀(110)으로부터 하향 신호를 전송 받으면 전광 변환하여 광 신호로 변환하고, 광 선로를 통해 리모트(300)에 광 신호를 전송하며, 리모트(300)로부터 수신된 광 신호를 광전 변환하여 상향 신호로 변환하고 모뎀(110)에 전송한다. When the
리모트(300)는 도너(100)로부터 광 신호를 수신하면 광전 변환하여 하향 신호로 변환하고, 안테나(315)를 통해 공중으로 전송한다. 공중으로부터 안테나(315)를 통해 전송받은 상향 신호를 전광 변환하여 광신호로 변환하고 광 선로를 통해 도너(100)에 전송한다. When the remote 300 receives the optical signal from the
도너(100)는 내부 구성요소로서 제1수신 증폭기(120), 제2전광 변환기(E/O, 130), 제1파장 분할 다중화/역다중화기(Wavelength Division Multiplexer, 140), 제2광전 변환기(O/E, 150), 제1송신 증폭기(160), 제1전광 변환기(240), 제1광 서 큘레이터(250), 제1광전 변환기(260) 및 가변시간 지연 모듈(115)을 포함할 수 있다. 또한, 가변시간 지연 모듈(115)은 프로그램이 가능한 로직 칩(Field Programmable Gate Array)의 한 형태로 내부 구성요소로서 시간지연 측정기(170), 시간지연 보상기(220), 신호 결합기(230) 및 제1신호 분리기(270)를 포함할 수 있다. The
리모트(300)는 내부 구성요소로서 RF스위치(310), 제2수신 증폭기(320), 제3전광 변환기(330), 제2파장 분할 다중화기/역다중화(Wavelength Division Multiplexer, 340), 제4광전 변환기(350), 제2송신 증폭기(360), 제2광 써큘레이터(345), 제3전광 변환기(370), 제3광전 변환기(380), 시간 전송 모듈(385) 및 스위치 제어기(390)를 포함할 수 있다. 또한, 시간 전송 모듈(385)은 프로그램이 가능한 로직 칩(Field Programmable Gate Array)의 한 형태로 구현할 수 있다.The remote 300 is an internal component of the
여기서, Radio Over Fiber 시스템의 도너(100)는 광 선로를 통해 다수의 리모트(300)와 연결되어 기지국의 커버리지를 확장할 수 있다. Here, the
우선, 제1 및 제2 파장 분할 다중화기/역다중화기(140, 340)는 광섬유 채널을 빛의 파장에 의해 다수의 채널로 분할하여 복수의 통신경로로 사용할 수 있게 하는 장치로서, 광 신호를 전송하는 경우에는 여러 광파장의 신호를 하나의 광섬유에 실어 전송하는 파장 분할 다중화기로서 동작하고, 여러 광파장의 신호를 각각 역 다중화하는 파장 분할 역다중화기로서 동작한다. 또한, 기지국에서 사용된 전광 변환기는 레이저 다이오드(Laser Diode)를 사용하여 구현할 수 있으며, 광전 변환기는 포토다이오드(Photo Diode)를 사용하여 구현할 수 있다. First, the first and second wavelength division multiplexers / demultiplexers (140, 340) is a device that divides the optical fiber channel into a plurality of channels by the wavelength of light to be used as a plurality of communication paths, and transmits an optical signal In this case, it operates as a wavelength division multiplexer for carrying signals of several wavelengths in one optical fiber and transmitting them, and acts as a wavelength division demultiplexer for demultiplexing signals of several wavelengths. In addition, the all-optical converter used in the base station may be implemented using a laser diode, and the photoelectric converter may be implemented using a photo diode.
전술한 Radio Over Fiber 시스템의 구성요소를 이용하여 순방향 및 역방향 채널에서의 신호의 전송 과정을 상세히 설명하면 아래와 같다. The transmission of signals in the forward and reverse channels using the above-described components of the Radio Over Fiber system will be described in detail as follows.
순방향 채널의 경우, 안테나로부터 모뎀(110)을 통해 전송된 하향 신호는 도너(100)의 제1수신 증폭기(120)에 전달된다. 제1수신 증폭기(120)에서 하향 신호의 잡음 성분을 줄이고, 신호 성분을 증폭하여 제2전광 변환기(130)로 전달되며, 제2전광 변환기(130)로부터 하향 신호에서 광 신호로 변환되고, 제1파장 분할 다중화/역다중화기(140)로 전달된다. 제1파장 분할 다중화/역다중화기(140)는 광 선로를 통해 제2전광 변환기(130)로부터 전달받은 광 신호를 리모트(300)에 전송한다. In the case of the forward channel, the downlink signal transmitted from the antenna via the
도너(100)로부터 제2전광 변환기(130)를 통해 전송된 광 신호는 리모트(300)의 제2파장 분할 다중화/역다중화기(340)를 거쳐 제4광전 변환기(350)로 전달되고, 제4광전 변환기(350)에서 하향 신호로 변환되어 리모트(300)의 제2송신 증폭기(360)에 전달된다. 리모트(300)의 제2송신 증폭기(360)에서 안테나(315)를 통해 송출하기 위한 실효 출력까지 증폭되어 스위치(310)로 전달되며, 스위치(310)에서 모뎀(110)으로부터의 스위치 제어 신호에 의해 하향 신호의 경로를 설정하여 안테나(315)를 통해 공중으로 방사하게 된다. The optical signal transmitted from the
역방향 채널의 경우, 리모트(300)의 안테나(315)로부터 수신된 TDD 방식의 상향 신호는 스위치(310)에서 모뎀(110)으로부터의 스위치 제어 신호에 의해 설정한 상향 신호에 대한 경로를 통해 제2수신 증폭기(320)로 전송된다. 이후 제2수신 증폭기(320)를 거쳐 잡음을 제거하고, 신호 성분이 증폭되어 제4전광 변환기(330)에 전달된다. 제4전광 변환기(330)로부터 상향 신호에서 광 신호로 변환되어 제2파 장 분할 다중화/역다중화기(340)에 전달되며, 제2파장 분할 다중화/역다중화기(340)는 광 선로를 통해 제4전광 변환기(330)로부터 전달받은 광 신호를 도너(100)에 전송한다. In the case of the reverse channel, the TDD type uplink signal received from the
리모트(300)로부터 전송된 광 신호는 도너(100)의 제1파장 분할 다중화/역다중화기(140)를 통해 제2광전 변환기(150)로 전달되고, 제2광전 변환기(150)에서 상향 신호로 변환되고, 제1송신 증폭기(160)에 전달된다. The optical signal transmitted from the remote 300 is transmitted to the second
이렇게 제2광전 변환기(150)로부터 변환된 상향 신호는 제1송신 증폭기(160)에서 모뎀(110)으로 전송하기 위한 실효 출력까지 증폭하고, 모뎀(110)으로 전송된다. 모뎀(110)에서는 제1송신 증폭기(160)로부터 전송된 TDD 방식의 상향 신호를 하향 신호와 구분하여 스위치(도시하지 않음)로 전송하면 스위치에서 모뎀(110)으로부터의 스위치 제어 신호에 의해 상향 신호의 경로를 설정하여 안테나를 통해 공중으로 방사하게 된다.The uplink signal converted from the second
한편, 가변시간 지연 모듈(115)은 기지국의 도너(100)와 리모트(300) 간에 광 선로의 거리에 따른 지연시간을 측정하기 위해 가변시간 지연 모듈의 특성(Specification)을 나타내는 표 1과 같이 지연 요구 패턴(delay request pattern)을 생성하여 8b/10b 인코딩한다. 여기서, 지연 요구 패턴(delay request pattern)은 펄스, 패킷 등이 될 수도 있다. 예를 들어 5클럭(Clock)동안의 하이(High)를 지속하는 펄스(40ns)로 구성되며, 펄스들은 DC성분이 매우 많아 광 전송시 적합하지 않을 수 있기 때문에, 8b/10b 인코딩을 한다.On the other hand, the variable
리모트(300)는 제1 및 제2파장분할 다중화/역다중화기(140, 340)부터 전송된 광 신호를 제2광 써큘레이터(345)에서 원하는 전송 방향으로 제3광전 변환기(380)에 전송하며, 또한 다른 방향으로는 전달하지 않도록 격리시킨다. The remote 300 transmits the optical signals transmitted from the first and second wavelength division multiplexing /
제3광전 변환기(380)는 광전 변환을 통해 전기적인 신호로 변환하고, 시간 전송 모듈(385)은 특성을 나타내는 표 2와 같이 제3광전 변환기(380)에서 변환된 전기적인 신호를 검출하여 8b/10b 디코딩한다. The third
이후 지연 요구 패턴(delay request pattern)인지 또는 모뎀(110)으로부터 리모트(300)에 송수신되는 TDD 방식의 상향 및 하향 신호에 대한 경로를 설정하기 위해 생성된 스위치 제어 신호인지를 판단하여 지연 요구 패턴(delay request pattern)인 경우 카운터 번호를 확인한다. 예를 들어 5클럭(Clock) 지연 요구 패턴(delay request pattern)의 경우 스위치 제어 신호가 상대적으로 긴 주기를 갖기 때문에 연속되는 하이(High)신호의 길이로 판단 가능하다. 또한, 상대적으로 짧은 지연 요구 패턴(delay request pattern)보다 긴 시간동안 하이(High)가 지속된다면 TDD 방식의 스위치 제어 신호로 간주한다. Thereafter, it is determined whether it is a delay request pattern or a switch control signal generated to set a path for uplink and downlink signals of the TDD scheme transmitted and received from the
또한, 모뎀(110)으로부터 리모트(300)에 송수신되는 TDD 방식의 상향 및 하향 신호에 대한 경로를 설정하기 위해 생성된 스위치 제어 신호인 경우 스위치 제어기(390)로 전송하여 스위치 제어기(390)에서 리모트(300)의 스위치(310)를 제어한다. In addition, in the case of a switch control signal generated to set a path for the uplink and downlink signals of the TDD scheme transmitted and received from the
한편, 시간 전송 모듈(385)은 지연 요구 패턴(delay request pattern)과 동일한 형태의 지연 응답 패턴(delay response pattern)을 생성한다. 생성된 지연 응답 패턴(delay response pattern)을 다시 8b/10b 인코딩하여 제3전광 변환기(380)에서 광 신호로 변환한다. 이후에 제2광 써큘레이터(345)로부터 전송된 방향의 역방향으로 제1 및 제2 파장분할 다중화/역다중화기(140, 340)를 거쳐 도너(100)로 전송한다. Meanwhile, the
시간 전송 모듈(385)은 지연 응답 추정 메시지(delay response follow up message)를 전송하는데, 여기에는 앞서 전송했던 지연 응답 패턴(delay response pattern)이 전송되는 순간 확인했던 카운터 값에서 지연 요구 패턴(delay request pattern)을 수신한 시점의 카운터 번호의 차를 지연 응답 추정 메시지(delay response follow up message) 내부에 수납하여 8B/10B 인코딩을 거친 후 제3전광 변환기(380)에서 광 신호로 변환한다. 이후에 제2광 써큘레이터(345)로부터 전송된 방향의 역방향으로 제1 및 제2 파장분할 다중화/역다중화기(140, 340)를 거쳐 도너(100)로 전송한다. The
도너(100)는 리모트(300)부터 전송된 광 신호를 제1광전 변환기(260)를 통해 전기적인 신호로 변환하고, 가변시간 지연 모듈(115)은 제1광전 변환기(260)에서 변환된 전기적인 신호로부터 지연 응답 패턴(delay response pattern)을 검출한다. 만약, 지연 응답 패턴(delay response pattern)이 5클럭(Clock)이내에 검출되는 경우 에러(Error)나 경고(Warning)를 보고(Report)한다.The
이후 가변시간 지연 모듈(115)은 지연 응답 추정 메시지(delay response follow up message)의 카운터 번호로부터 도너(100)와 리모트(300) 간의 지연 요구 및 응답에 소요되는 시간(Round Trip Time ; RTT)을 측정하며, 이러한 RTT의 측정을 미리 설정된 주기로 반복하여 RTT의 측정 값이 일정 오차범위 이내의 값(+/-8ns)이면 가변지연 제어 신호(Variable Delay Control Cignal : VDCS)값을 계산한다. 또한, 오차범위 이내의 값(+/-8ns)을 벗어난 경우 에러(Error)나 경고(Warning)를 보고(Report)한다.Afterwards, the variable
가변시간 제어 모듈(115)은 가변지연 제어 신호(VDCS) 값을 계산하여 시간 지연 보상기(220)로 전송하며, 이후 시간 지연 보상기(220)는 광 선로로 통하는 도너(100)와 리모트(300) 간의 상, 하향 신호에 가변지연 제어 신호 값을 부가하여 송수신되는 신호들의 시간적 동기를 제어한다.The variable
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 TDD 방식의 무선 통신을 위한 Radio Over Fiber 시스템에서 전송시간 동기 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a transmission time synchronization control method in a Radio Over Fiber system for a TDD wireless communication according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 300단계는 모뎀(110)에서 TDD 방식에 상향 및 하향 신호의 경로 설정하기 위한 스위치 제어 신호를 생성하여 도너(100)의 시간지연 보상기(220)로 전송한다. 이후 310단계에서는 시간지연 측정기(170)에서 광 선로의 지연시간을 측정하기 위해 지연 요구 패턴(delay request pattern)을 생성하여 8b/10b 인코딩한 후 신호 결합기(230)에 전송한다. 이때, 시간지연 측정기(170)는 지연 요구 패턴(delay request pattern)에 대한 카운터 번호를 확인한다. As shown in FIG. 3, in
320단계는 신호 결합기(230)에서 시간지연 보상기(220)로부터 전송된 TDD 방식의 스위치 제어 신호와 시간지연 측정기(170)에서 생성된 지연 요구 패턴(delay request pattern)을 결합하며, 330단계에서는 제1전광 변환기(240)를 통해 광 신호로 변환하여 제1광 써큘레이터(250)에서 광 신호를 원하는 전송 방향과 다른 방향은 격리시키며, 제1 및 제2 파장분할 다중화/역다중화기(140, 340)를 거쳐 리모트(300)로 전송한다. 이때, 도너(100)의 시간지연 측정기(170)는 지연 요구 패턴(delay request pattern)에 대한 카운터 번호를 확인한다. Step 320 combines the switch control signal of the TDD scheme transmitted from the
리모트(300)는 제1 및 제2 파장분할 다중화/역다중화기(140, 340)로부터 전송된 광 신호를 제2광 써큘레이터(345)에서 원하는 전송 방향으로 제3광전 변환기(380)에 전송하며, 이때, 광 신호를 다른 방향으로는 전달하지 않도록 격리시킨다. The remote 300 transmits the optical signals transmitted from the first and second wavelength division multiplexing /
제3광전 변환기(370)에서 광전 변환을 통해 전기적인 하향 신호로 변환하고, 시간 전송 모듈(385)에서 제3광전 변환기(370)를 통해 변환된 전기적인 신호를 검출하며, 이를 다시 8b/10b 디코딩한 후에 340단계에서는 지연 요구 패턴(delay request pattern)인지 또는 모뎀(110)으로부터 리모트(300)에 송수신되는 TDD 방식의 상향 및 하향 신호의 경로 설정하기 위해 생성된 스위치 제어 신호인지를 판단하여 지연 요구 패턴(delay request pattern)인 경우 350단계에서 카운터 번호를 확인한다. The third
이후 360단계는 시간 전송 모듈(385)에서 모뎀(110)으로부터 리모트(300)에 송수신되는 상향 및 하향 신호의 경로 설정하기 위해 생성된 TDD 방식의 스위치 제어 신호인 경우 스위치 제어기(390)로 전송하여 스위치 제어기(390)에서 리모트(300)의 스위치(310)를 제어한다. 여기서, RF스위치(310)는 스위치 제어기(390)로부터 의 스위치 제어 신호에 따라 단락하여 각각의 상향 및 하향 신호에 대한 경로를 선택적으로 설정한다. 따라서, RF스위치(310)는 리모트(300)의 제2송신 증폭기(360)로부터 하향 신호가 입력된 경우에 안테나(315)를 통해 공중으로 방사하도록 설정하며, 안테나(315)를 통해 상향 신호가 입력된 경우에 리모트(300)의 제2수신 증폭기(320)로 입력되도록 설정함으로써, 기지국과 리모트(300) 간에 TDD 모드로 동작한다.Thereafter, in
370단계는 시간 전송 모듈(385)에서 도너(100)로부터 전송된 지연 요구 패턴(delay request pattern)과 동일한 형태의 지연 응답 패턴(delay response pattern)을 생성한다. 생성된 지연 응답 패턴(delay response pattern)을 다시 8d/10d 인코딩하여 제3전광 변환기(380)에서 광 신호로 변환한다. 이후에 제2광 써큘레이터(345)로부터 전송된 방향의 역방향으로 제1 및 제2 파장분할 다중화/역다중화기(140, 340)를 거쳐 도너(100)로 전송한다. 이때, 시간 전송 모듈(385)에서 지연 요구 패턴(delay request pattern)을 수신 시 카운터 값을 확인해 둔다. In
이후 380단계에서는 시간 전송 모듈(385)에서 지연 응답 추정 메시지(delay response follow up message)를 전송하는데, 여기에는 앞서 전송했던 지연 응답 패턴(delay response pattern)이 전송되는 순간 확인했던 카운터 값에서 지연 요구 패턴(delay request pattern)을 수신한 시점의 카운터 번호의 차를 지연 응답 추정 메시지(delay response follow up message) 내부에 수납하여 8b/10b 인코딩을 거친 후 제3전광 변환기(380)에서 광 신호로 변환한다.Thereafter, in
이후 제2광 써큘레이터(345)의 전송 방향에 대한 역방향을 통해 도너(100)로 전송 한다. 다시 말해서, 도너의 처리 시간을 수납하여 전송한다.Thereafter, the second
390단계에서는 리모트(300)로부터 전송된 광 신호를 제1광 써큘레이터(250)의 전송 방향에 대한 역방향을 통해 제1광전 변환기(260)로 전송한다. In
제1광전 변환기(260)로 전송된 광 신호는 전기적인 신호로 변환하고, 시간지연 측정기(170)에서 제1신호 분리기(270)를 통해 전송된 전기적인 신호로부터 지연 응답 패턴(delay response pattern)을 검출한다.The optical signal transmitted to the first
또한, 리모트(300)로부터 전송된 지연 응답 추정 메시지(delay response follow up message)의 카운터 번호로부터 수학식 1에 의해 도너(100)와 리모트(300) 간의 RTT(Round Trip Time)를 측정한다. In addition, a round trip time (RTT) between the
[수학식 1][Equation 1]
Round Trip Time = [(Counter Num. of delay_response @Donor) - (Counter Num. of Delay_Request @Donor)] - [(Counter Num. of delay_response @Remote) - (Counter Num. of Delay_Request @Remote)]Round Trip Time = [(Counter Num. Of delay_response @Donor)-(Counter Num. Of Delay_Request @Donor)]-[(Counter Num. Of delay_response @Remote)-(Counter Num. Of Delay_Request @Remote)]
400단계에서는 이러한 측정을 미리 설정된 주기로 적어도 한번 이상 반복하여 측정 값이 오차범위 이내의 값인지를 판단한다. 이후 410단계에서 오차범위 이내의 값인 경우에 이 값을 가지고 가변지연 제어 신호(VDCS)값을 수학식 2와 같이 계산하여 시간 지연 보상기(220)로 전송한다.In step 400, the measurement is repeated at least once at a predetermined cycle to determine whether the measured value is within an error range. Thereafter, in step 410, if the value is within the error range, the variable delay control signal VDCS value is calculated as in Equation 2 and transmitted to the
[수학식 2][Equation 2]
VDCS = fixed delay(@Donor) - [(Round Trip Time)/2]VDCS = fixed delay (@Donor)-[(Round Trip Time) / 2]
한편, 420단계에서 측정 값이 일정 오차범위 이내의 값이 아닌 경우에 에러(Error)나 경고(Warning)를 보고(Report)한다. On the other hand, in step 420, when the measured value is not within a certain error range, an error (Error) or warning (Report) is reported.
이후 430단계는 계산된 가변지연 제어 신호(VDCS) 값을 전송받은 시간지연 보상기(220)에서 광 선로로 통하는 도너(100)와 리모트(300) 간의 상, 하향 신호에 가변지연 제어 신호(VDCS) 값을 부가함으로써, 440단계에서는 기지국(Base Station)과 리모트(300)에 송수신되는 상향 및 하향 신호의 시간 동기를 제어한다. Thereafter, in step 430, the variable delay control signal (VDCS) is applied to the up and down signals between the
상기와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 TDD 방식의 Radio Over Fiber 시스템 및 전송시간 제어 방법이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 다양한 실시예가 있을 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다. As described above, a TDD radio over fiber system and a transmission time control method according to a preferred embodiment of the present invention can be made. Meanwhile, in the above description of the present invention, specific embodiments have been described. There may be various embodiments without departing from the gist. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but by the claims and equivalents of the claims.
본 발명은 광 선로를 통해 연결된 기지국의 도너(Donor)와 리모트(Remote)로 구성된 TDD(Time Division Duplex)방식의 무선 통신에 있어서, 기지국과 리모트(Remote)의 안테나를 통해 송수신되는 상향 및 하향 신호에 전송시간의 지연을 가함으로써, 기지국(Base Station)과 리모트(Remote)에 송수신되는 상향 및 하향 RF 신호의 시간적 동기를 제어하여 신뢰성 있고, 우수한 성능을 제공하는 TDD 방식의 Radio Over Fiber 시스템을 구성할 수 있다. The present invention is a TDD (Time Division Duplex) wireless communication consisting of a donor and a remote of a base station connected through an optical line, the up and down signals transmitted and received through the antenna of the base station and the remote (Remote) By adding a delay to the transmission time, the TDD Radio Over Fiber system provides reliable and excellent performance by controlling the time synchronization of up and down RF signals transmitted and received between the base station and the remote. can do.
Claims (16)
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