KR100449328B1 - 이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화품질 측정 방법과 이를 구현한 무선 중계장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법과 이를 구현한 무선 중계장치에 관한 것으로서, 무선중계장치는 기지국 방향 제 1 안테나; 제 1 안테나가 수신한 신호를 검출하는 제 1 검출부; 음영 지역방향 제 2 안테나; 순방향 경로와 역방향 경로를 가지는 중계기; 및 제 3 검출부를 포함하여 구성된 중계 장치에 있어서, 순방향 이득 조정된 수신 신호를 검출하는 제 2 검출부; 중계기의 순방향 경로 후단에 연결되어 제 2 안테나를 통하여 출력되는 신호 레벨을 검출하는 제 3 검출부; 제1 검출부와 제 2 검출부 사이를 스위칭하는 RF 스위치; RF 스위치와 무선으로 연결되어 기지국에서 송신되는 신호를 수신하는 측정 단말기; 상기 측정 단말기와 무선으로 통신하며, 제 1 검출부와 제 2 검출부를 스위칭하여 측정 단말기와 연결하여 RF 스위치를 제어하고, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한 값을 순방향 이득값으로 설정하고, 상기 설정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환하며, 측정된 수신 신호 레벨은 기지국 Overhead CH 기준을 기준으로 하고, 다수의 측정된 수신 신호 레벨의 평균치를 산출하여 활용하며, 상기 순방향 이득 설정 후 역방향 이득은 순방향 이득과 동일하게 적용하며, 역방향의 초기이득에 따라 동작하며, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 저장장치에 저장하도록 제어하며, 제 3 검출부에서 검출된 신호를 수신하여 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 제어부;를 포함하여 구성 된다. 본 발명에 따르면, 중계기의 이득 조정, 이득 보정 및 주파수 설정이 자동으로 되어 안정적인 중계서비스가 용이하게 이루어 질 수 있고, 주파수 자동설정 기능 구현을 위한 구성이 간단해지는 효과가 있다.

Description

이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법과 이를 구현한 무선 중계장치 {Forward and Reverse Gain Adjusting Method, Frequency auto setting method And call quality measurement of the repeater coverage And Apparatus using the Mobile station of the repeaters in Mobile Telecommunications}

본 발명은 이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법과 이를 구현한 장치에 관한 것이다.

종래에는 CDMA의 중계 기지국의 이득을 설정하기 위하여 송신 및 수신 공중선의 공간 이격시 계측기를 사용하여 공중선의 동일 주파수 분리도(Isolation)를측정하고 그 분리도 이내에서 이득을 사용자가 결정하여 중계 기지국의 증폭도를 설정하여 중계 서비스 하였다.

이에 따라, 기지국의 전파 환경의 변화가 있을 때, 기존 이득으로 중계서비스 할 경우 출력 및 기지국 서비스에 영향을 미칠 수 있고, 운용자가 현장에 출동하여 계측기를 사용하여 이득을 다시 조정하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 중계장치를 구동하면서 사용 주파수의 결정은 구동시 사용자가 지정해주거나 상승 변환기(Upconverter) 또는 증폭기(AMP)등에서 전체 주파수 대역을 주파수 대역별로 출력레벨을 측정하여 주파수가 설정되는 번거로움과 지속적인 감시가 되지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 중계기 설치나 지속적인 운용중에도 최적의 이득으로 자동 동작이 가능하고, 주파수 설정 등이 별도의 장치없이 자동으로 설정되며, 원격지에서도 이득설정 및 주파수 지정하여 안정적인 운용을 지원하는 새로운 방법이 요구된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 착안된 것으로, 이동통신에서 서비스 영역확장 또는 음영지역 품질개선을 위한 중계장치에 있어서, 이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법과 이를 구현한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 초기 이득제어 및 주파수 자동설정 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 적응형 순방향 및 역방향 이득제어 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 초기 이득제어의 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득제어 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득 제어중 제 1조건의 알고리즘 순서도.

도 6은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득 제어중 제 2조건의 알고리즘 순서도.

도 7은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득 제어중 제 3조건의 알고리즘 순서도.

도 8은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득제어 동작의 운영 출력결과도.

도 9는 본 발명에 따른 무선 중계장치의 사용 주파수 자동 설정 기능 순서도.

도 10은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 단말기를 이용하여 기지국 통화품질 측정 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100... 기지국 110... 가입자 단말기

200... 무선 중계 장치 202... 제 1 안테나

204... 제 1 검출부 206... 제2 검출부

208... 제 2 안테나 210... RF 스위치

212... 측정 단말기 214... 제어부

250... 중계기

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법을 구현하는 무선 중계 장치는 기지국과 무선으로 송수신하는 기지국 방향 제 1 안테나; 제 1 안테나가 수신한 신호를 검출하는 제 1 검출부; 가입자 단말기와 무선으로 송수신하는 음영 지역방향 제 2 안테나; 제 2 안테나가 수신한 신호를 검출하는 제 2 검출부; 및 순방향 경로와 역방향 경로를 가지는 중계기;를 포함하여 구성된 무선 중계 장치에 있어서, 상기 순방향 경로에 포함되어 순방향 이득 조정된 수신 신호를 검출하는 제 3 검출부; 상기 제1 검출부와 상기 제 3 검출부 사이를 스위칭하는 RF 스위치; 상기 RF 스위치와 무선으로 연결되어 기지국에서 송신되는 신호를 수신하는 측정 단말기; 상기 측정 단말기와 무선으로 통신하며, 제 1 검출부와 제 2 검출부를 스위칭하여 측정 단말기와 연결하여 RF 스위치를 제어하고, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한 값을 순방향 이득값으로 설정하고, 상기 설정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환하며, 측정된 수신 신호 레벨은 기지국 Overhead CH 기준을 기준으로 하고, 다수의 측정된 수신 신호 레벨의 평균치를 산출하여 활용하며, 상기 순방향 이득 설정 후 역방향 이득은 순방향 이득과 동일하게 적용하며, 역방향의 초기이득에 따라 동작하며, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 저장장치에 저장하도록 제어하며, 제 3 검출부에서 검출된 신호를 수신하여 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 무선 중계기 이득보정 방법은 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 이득을 조정하는 방법에 있어서, 측정 단말기의 목표 출력 신호 레벨을 설정하는 단계; 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨을 제어부로 전송하면, 이를 이득 보정 시작 명령으로 수신하는 단계; 측정 단말기와 제 1 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계; 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 수신 신호 레벨을 측정하여 제어부로 전송하는 단계; 상기 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한값을 순방향 초기 이득 값으로 결정하는 단계; 결정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여중계기 이득을 변환하는 단계; 및 변환된 이득으로 순방향 출력 신호 레벨을 결정하여 상기 제2 안테나를 통하여 출력하고 중계기 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무선 중계기 주파수 자동설정 방법은 상기 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 주파수를 자동으로 조정하는 방법에 있어서, 측정 단말기를 초기 상태로 설정하기 위하여 전원을 인가하는 단계; 상기 측정 단말기를 이용하여 자동 주파수 설정 기능 시작 명령을 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 측정 단말기와 제 1 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계; 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국 정보를 수신하여 제어부로 전송하는 단계; 기지국 정보를 수신한 제어부가 기지국 정보를 분석하여 기지국 주파수를 추출하는 단계; 추출된 기지국 주파수와 중계기 주파수 비교하여 비교한 주파수가 서로 다르면 추출된 기지국 주파수를 중계기 주파수로 설정하는 주파수 변경 명령을 전달하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무선 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법은 상기 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법에 있어서, 측정 단말기를 이용하여 사용자의 측정 파라 미터를 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 측정 단말기와 제 1 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계; 수신된 신호가 중계기 증폭기로 입력되지 않도록 증폭기 패스(path)를 차단하는 단계; 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기로 호를 시도하는 단계; 호 시도 성공 여부를 판단하여 호가 완료되면, 측정 데이터를 저장하여 호 종료 후 측정 데이터를 전송하는 단계; 통화 품질 측정 종료 판단하여 통화 품질 측정 과정이 종료되면, 상기 중계기 증폭기 패스(path)를 개방시킨 후 적응형 이득 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

도1은 본 발명의 실시에 따른 초기 이득제어 및 주파수 자동설정 방법을 실시하기 위한 무선 중계장치 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 적응형 순방향 및 역방향 이득제어 방법을 실시하기 위한 무선 중계 장치 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 중계기를 상세하게 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 초기 이득제어 및 주파수 자동설정 방법을 실시하기 위한 무선 중계 장치(200)는 측정 단말기(212), 제 1 안테나(202), 제 2 안테나(208), RF 스위치(Radio Frequency Switch)(210), 제 1 검출부(204), 제 3 검출부(206) 및 제어부(214)를 포함하여 구성되며, 본 발명에 따른 적응형 순방향 및 역방향 이득제어 방법을 실시하기 위한 무선 중계 장치(200)는 순방향 경로와 역방향 경로를 포함하는 중계기(250)로 구성되는 것이 바람직하다.

측정 단말기(212)는 기지국과 음영지역의 전파환경을 측정하는 장치로서, RF 스위치(210)와 제어부(214)와 무선으로 통신가능하다. 측정 단말기(212)로는 기존에 사용되는 셀룰러 폰 또는 PCS 폰을 활용하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바와 같이 초기 이득제어 및 주파수 자동설정 방법을 실시하기 위해서 측정 단말기(212)는 제 1 검출부에서 검출된 신호를 수신하여 제어부(214)로 전송한다. 이를 위하여 RF 스위치(210)는 제 1 안테나(202)에 연결된 제 1 검출부(204)로 스위칭 되는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이 적응형 순방향 및 역방향 이득제어 방법을 실시하기 위해서 측정 단말기(212)는 RF 스위치(210)를 통하여 제 1 검출부(204)와 제 2 검출부(255)에서 검출된 신호를 수신하여 제어부(214)로 전송한다. 이를 위하여 RF 스위치(210)는 제 1 안테나(202)에 연결된 제 1 검출부(204)와 무선 중계기(250)의 순방향 경로에 포함된 제 2 검출부(255)사이를 스위칭 하는 것이 바람직하다.

제 1 안테나(202)는 중계장치(200)의 외부 안테나로서 기지국(100)과 송수신하는 기지국 방향의 안테나이며, 제 2 안테나(208)는 음영지역의 가입자 단말기(110)와 송수신하는 음영지역 방향의 안테나이다.

RF 스위치(210)는 제어부(214)의 제어를 받아 측정 단말기(212)와 무선으로 통신하며, 제 1 검출부(204)와 제 2 검출부(255)사이를 스위칭한다. 따라서, 측정 단말기(212)는 제 1 검출부(204)를 통하여 기지국(100)에서 송신한 신호를 그대로 수신할 수 있을뿐만 아니라, 기지국(100)에서 송신한 신호를 수신하여 중계기(250)의 이득조정을 거친 신호를 수신할 수 있게 된다.

제 1 검출부(204)는 연결된 제 1 안테나(202)를 통하여 수신된 신호를 검출하고 RF 스위치(210)를 통하여 측정 단말기(210)에 전송한다. 제 3 검출부(206)는 중계기(250)를 통하여 이득 조정되고 증폭된 신호를 검출하고 제어부(206)로 전송한다. 제 3 검출부(206)에서 검출된 신호는 중계장치(200)의 출력 신호 레벨를 의미하며 제 2 안테나(208)를 통하여 음영지역 방향으로 전파로 출력된다.

제어부(214)는 상기 측정 단말기(212)와 무선으로 통신하며, 제 1 검출부(204)와 제 2 검출부(255)를 스위칭하여 측정 단말기(212)와 연결하는 RF 스위치(210)를 제어하고, 측정 단말기(212)가 수신한 측정 데이터를 전송받아 저장장치에 저장하도록 제어하며, 제 3 검출부(206) 검출된 신호를 수신한다. 이를 위하여 제어부(214)는 측정 데이터 저장부 및 제어기능을 가진 마이크로 프로세서가 내장되는 것이 바람직하다.

중계기(250)은 순방향 경로(251, 253, 255, 257)와 역방향 경로(252, 254, 256)를 포함하여 구성된다.

순방향 경로는 주파수 상향 변환부(251), 이득 조정부(253), 제 2 검출부(257) 및 증폭기(257)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

중계기(251)는 용도에 따라 옥외형 중계기, 주파수 변환 중계기, 광중계기, 마이크로웨이브 중계기 및 레이저 중계기 등이 있으며, 상기 주파수 상향 변환부(251)는 주파수 변환 중계기 등의 경우에 필요한 구성요소이다.

이득 조정부(253)는 제어부(214)의 제어에 따라 중계기의 이득을 조정하는구성요소이다. 제 2 검출부(255)는 이득 조정부(253)에서 이득 조정된 신호를 검출하고 RF 스위치(210)를 통하여 측정 단말기(212)에 전송한다.

증폭기(257)는 이득조정된 신호를 출력하기 위하여 소정의 레벨로 증폭하는 구성요소로서 증폭기(257)를 통하여 증폭된 신호는 음영지역 방향의 제 2안테나(208)을 통하여 출력된다.

역방향 경로의 구성은 순방향 증폭경로 구성과 동일하다. 다만, 역방향 경로의 이득조정은 순방향 이득을 이용하여 설정하므로 순방향 경로에 포함된 검출부(255)가 요구되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 초기 이득 제어의 순서도이다.

도 3에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 무선 중계장치의 초기 이득제어 방법은 먼저, 측정 단말기(212)의 목표 출력 신호 레벨을 설정(S300)한다. 목표 출력 신호 레벨 설정은 운용 센터에서 무선으로 설정할 수 있으며, 또한 본 발명에 따른 중계 장치(200)의 제어부(214)에 소정의 인터페이스를 구비하여 오프라인 상에서 설정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

측정 단말기(212)가 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨을 제어부(214)로 전송하면, 제어부(214)는 이를 이득 보정 시작 명령으로 수신(S305)한다.

제어부(214)는 측정 단말기(212)와 제 1 검출부(204)를 연결하기 위하여 RF 스위치(210)를 제어(S310)하고, 상기 제 1 검출부(204)와 연결된 제 1 안테나(202)를 통하여 측정 단말기(212)가 기지국(100)으로부터 수신되는 데이터를 측정(S315)하여 제어부(214)로 전송한다. 수신 데이터에는 기지국(100) 방향의 전파환경 정보를 가지되, 수신 신호 레벨(Rx Level)을 포함하는 것이 바람직하다.

제어부(S214)는 상기 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨(MS_ Rx Level)을 감한 값을 순방향 이득값(Forward Gain)으로 설정(S320)하고, 설정된 이득을 중계기(250)의 이득 조정부(253)로 전송하여 중계기 이득을 변환한다. 측정된 수신 신호 레벨은 기지국 Overhead CH 기준을 기준으로 하고, 다수의 측정된 수신 신호 레벨의 평균치를 산출하여 활용하는 것이 바람직하다.

순방향 이득 설정 후 역방향 이득(Reverse Gain)은 순방향 이득과 동일하게 적용하며, 이를 역방향 초기 이득(Initial Gain)이라 한다. 이 초기 이득에 따라 중계 장치는 비로서 동작하게 된다. 이득 결정을 수학식으로 나타내면 아래의 수학식1 및 수학식 2와 같다.

순방향 이득 = 목표 출력 신호 레벨 - 측정된 수신신호 레벨

순방향 이득 ≥ 역방향 이득 + 초기 이득 + 운용 마진

상기 수학식 2에 의하면 순방향 이득은 역방향 이득, 초기이득 및 운용마진의 합보다 크거나 같도록 운용하는 것이 바람직하다.

변환된 이득으로 순방향 출력 신호 레벨을 설정하여 상기 제 2 안테나(208)를 통하여 출력하여 전파로 발사되어 S320 단계에서 설정된 이득에 따라 중계 서비스 된다. 사용자 또는 사용자의 주기적인 측정시간 입력에 따라 제 3 검출부(206)를 통하여 중계기(250) 최종 출력 신호 레벨을 측정(S330)한다.

더 나아가, S330 단계 이후에, 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨(Target Power Level)과 중계기(250) 최종 출력 신호 레벨(Tx Power Level)을 비교(S335)하여 차이가 있는 경우 이득을 보정(S340)하고, S320 단계, S325 단계 및 S330 단계를 진행시키되, S320 단계에서 설정된 이득값은 이득을 보정하는 단계에서 얻어진 보정값으로 대치하여 중계기(250)로 전송하는 것이 바람직하다.

상기 S340 단계에서는 출력 신호 레벨값에서 설정된 목표 출력 레벨값을 감한 결과값을 보정값으로 하되, 보정값이 양인 경우 보정값에 음의 부호를 붙이고, 보정값이 음인 경우 보정값에 양의 부호를 붙인 값을 순방향 이득 조정값으로 하는 것이 바람직하다.

역방향 이득 조정값은 상기 S320 단계에서 결정된 순방향 이득값을 역방향 이득값으로 결정한다. 또한, 상기 S340 단계의 이득보정은 최종 출력 신호 레벨값에서 설정된 목표 출력 레벨값을 감한 결과값을 보정값으로 하되, 보정값이 양인 경우 초기 이득값에 보정값을 감한 값을 역방향 이득 조정값으로 하는 것이 바람직하다.

이를 수학식으로 나타내면 아래의 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 5과 같다. 중계장치(200)는 전송된 이득 조정치를 이용하여 순방향 및 역방향 이득제어를 수행한다.

순방향 및 역방향 이득 보정치 = 순/역방향 출력 신호 레벨값 - 목표 신호 레벨

이득조정치 = - (보정치) : 보정치가 + 영역이고 순방향인 경우

이득조정치 = - (보정치- NF) : 보정치가 + 영역이고 역방향인 경우

이득조정치 = + (보정치) : 보정치가 - 영역인 경우

다만, 순/역방향 이득 보정치가 +10 내지 -10 이상일때 적용범위는 사용자 정의로도 결정되도록 하는 것이 바람직하다.

아래 표1에 상기 순/역방향 이득 보정치에 대해 초기 이득 자동설정에 대한 예를 나타내었다.

구 분	역방향 이득 변동	측정 주기	측정 횟수
+ 보정치	이득 감소	xx초/xx분	Xx회
- 보정치	이득 증가	xx초/xx분	Xx회

결국, 측정 단말기(212)는 역방향의 송신 경로(250)(Path)와 RF 스위치(210)로 연결되어 중계장치(200)가 정상 운용되기 전에 큰 범위의 초기 자동 이득 조정 단계로 동작하게 된다.

즉, 중계장치(200)는 정상동작 전에 측정 단말기(212)의 기지국(100) 수신 신호 레벨(Rx Level)을 참조하여 제어부(214)에서 순방향 이득이 설정되고 초기 그 설정대로 역방향 이득은 순방향의 이득으로 동일하게 적용된다.

그리고, 주기적인 증폭기(257,252)의 출력레벨 측정을 통하여 S320단계 부터S340단계가 반복적 또는 주기적으로 수행되어 순방향 및 역방향 이득의 보정치가 설정되어 순방향 및 역방향 이득이 자동으로 조정 가능하게 된다.

기지국(100) 방향의 제 1 안테나(202)를 통하여 S300 내지 S320단계가 수행될 때는 음영지역의 제 2 안테나(208)로 출력되지 않도록 하고, S325단계부터 중계장치의 전 경로가 정상 동작되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 이득제어 방법은 상위 망을 구성하여 실시 가능하다. 상위 망과의 연결은 유무선의 방법을 이용하여 전송한다. 특히 무선 중계기의 경우 단문 메시지 서비스(SMS: Short Message Service)와 같은 방법을 이용하거나 간단한 송수신 장치를 중계장치 및 기지국에 부착하여 구성할 수 있고, 유선 중계기인 경우는 자체 유선전송을 통하여 측정 및 제어신호를 송수신 할 수 있다.

또한, 기존의 전화망, 무선 호출망 등의 대체수단을 통하여 구성할 수 있으며, 상위 관리 시스템을 중계 장치 서버 및 SMS서버등으로 구성하고 인터넷상으로도 제어가 가능하도록 구현할 수 있다.

초기 이득 설정과정 후, 즉 상기 S335 단계에서 목표 출력과 중계장치(200) 출력이 동일한 경우에는 적응형 이득 제어 단계를 수행하는 것이 더 바람직하다. 적응형 이득 제어 단계는 하기에서 상술한다.

도 4는 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득제어 흐름도이다.

도 4를 참조하여 상기 적응형 이득 제어 방법을 살펴 보면, 적응형 이득 제어방법은 먼저 N(N은 자연수)개의 운용 조건 설정한다. 설정된 N 조건을 순차적으로 판단하되, 조건에 부합하지 않는 경우 제 N 이득 조정한 후 N+1 조건을 판단한다. 그리고, 설정된 N개의 운용 조건 판단 후 운용 로그 데이터를 전송하는 것이 바람직하다.

N번째 운용 조건은, 측정 단말기(212)의 수신 신호 레벨, 측정 단말기(212) Ec/Io, 증폭기(257)의 출력 신호, 주파수 상향 변환부(251)의 출력 신호 중 적어도 어느 하나를 측정한다.

Ec/Io는 수신대역에서 총전력 스펙트럼밀도에 대한 하나의 PN칩 기간동안 누락된 파일롯트 에너지 비율로서 단말기의 총체적 수신감도를 의미한다. 본 발명에 따른 Ec/Io 측정값은 중계기(250) 발진시에 에러 리포팅 발생 기준으로 활용할 수 있다.

측정된 신호가 설정된 윈도우 범위 이내인가 판단하여 윈도우 범위를 벗어나는 경우 이득 조정하여 전송하고, 윈도우 범위 이내인 경우 N번째 운용 조건 판단의 종료 여부를 판단하는 것이 바람직하다.

설정 가능한 N개의 운용 조건의 실시예를 아래의 도 5, 도6 및 도7를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 무선 중계기의 적응형 이득 제어 중 제 1조건의 알고리즘 순서도이다. 도 5는 참조하면, 무선 중계기의 적응형 이득 제어 중 제 1조건은 측정 단말기(212)의 수신 신호 레벨을 측정하고, 증폭기(257)의 출력 신호 레벨을 측정한 후, 측정된 신호 레벨이 미리 설정된 윈도우 범위 내인지 판단한다. 측정된 신호가 윈도우의 범위를 벗어나는 경우 이득조정 후 이를 제어부(214)로 전송하고, 윈도우 범위 이내인 경우에는 제 1조건 운용 조건 판단의 종료 여부를 판단한다.

도 6은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득 제어중 제 2조건의 알고리즘 순서도이다. 도 6을 참조하면, 무선 중계기의 적응형 이득 제어 중 제 2조건은 측정 단말기(212)의 수신 신호 레벨을 측정하고, 주파수 상향 변환부(251)의 출력 신호 레벨을 측정한 후, 측정된 신호 레벨이 미리 설정된 윈도우 범위 내인지 판단한다. 그 후 단계는 상기 도5에서 설명한 과정과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득 제어중 제 3조건의 알고리즘 순서도이다. 도 7를 참조하면, 무선 중계기의 적응형 이득 제어 중 제 3조건은 측정 단말기(212)의 Ec/Io를 측정하고, 증폭기(257)의 출력 신호 레벨을 측정한 후, 측정된 신호 레벨이 미리 설정된 윈도우 범위 내인지 판단한다. 그 후 단계는 상기 도5에서 설명한 과정과 같다.

도 8은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 적응형 이득제어 동작의 운영 출력 결과도이다. 도 8에 도시된 바에 따르면, 무선 중계장치의 적응형 이득제어 동작의 운영 출력 결과를 설명하기 위하여 3개의 윈도우(420, 440, 450)를 도시하였다.

제 1 윈도우(420)는 Expected Receiving Power Windows로 단말기의 FA(Frequency Assignment)를 측정한 값을 보여준다. 제 2 윈도우(440)는 Gain Control Windows이다. 제 3 윈도우(450)는 Operating Power Windows로 모든 FA를 측정한 결과값을 보여준다.

제 1윈도우(420) 상부에 Up Limit Power Level(410) 값을 설정하고, Total Power Detect 값이 설정값에 도달하면, 시스템 알람 리포팅이 발생한다. 시스템 알람 리포팅에 발생하면, 제 2윈도우(440)(Gain Control Windows)를 적용한다. 도시된바와 같이 Gain을 줄일때는 즉시 Gain을 줄이지만 상승시에는 서서히 Gain을 올린다. 상승시에는 0.5dB/Min 의 속도로 상승시키는 것이 바람직하다.

Total Power Detect 값에 제 2 윈도우(440)(Gain Control Windows)를 적용시킨 결과는 제 3 윈도우(450)(Operating Power Windows)에 도시된 바와 같다. Gain은 적응기간 동안에는 단계적으로 변하지만, 일정시간이 경과하면 최적운용상태에 도달하며 돌발상황이 발생하여도 일정한 Gain으로 중계장치(200)를 운용하게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 무선 중계장치의 사용 주파수 자동 설정 순서도이다. 도 9을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 중계장치(200)의 사용 주파수 자동 설정 방법은 도 1에 도시된 측정 단말기(212)를 사용하여 기지국에서 서비스하는 해당 주파수를 수신하고 무선 중계장치(200) 주파수와 비교함으로써 이루어 진다.

측정 단말기(212)는 전원이 인가되면 초기 상태(S900)가 된다. 초기 상태의 측정 단말기(212)는 제어부(214)에 자동 주파수 설정 시작(S905) 명령을 전송하면, 제어부(214)는 RF스위치(210)를 기지국(100) 방향의 제 1 안테나(202)와 연결(S910)시킨다. 측정 단말기(212)는 연결된 기지국(100) 방향의 제 1 안테나(202) 또는 자체 안테나를 통하여 해당 기지국(100)의 정보를 수신(S915)한다.

현재 CDMA방식에서 해당 기지국 정보는 시스템 파라메타(System Parameter) 메시지를 통하여 수신된다. 본 발명에 따른 측정 단말기(212)도 시스템 파라미터 메시지를 통하여 수신된 해당 기지국(100) 정보를 제어부(214)로 전송하는 것이바람직하다.

전송된 정보는 제어부(214)에서 분석(S920)되고, 분석을 통해 얻어진 기지국 (100)주파수와 무선 중계 장치(200) 주파수가 비교(S925)된다.

기지국(100) 주파수와 무선 중계 장치(200) 주파수가 같으면, 상기 S915 단계가 수행되어 원하는 주파수의 무선 중계가 가능하게 되고, 기지국(100) 주파수와 무선 중계 장치(200) 주파수가 다르면, 제어부(150)는 주파수 변경 명령을 전달(S930)하여 주파수 자동설정이 완료된다.

자동 설정된 주파수는 무선 중계 장치(200)가 사용할 사용 주파수에 대한 정보로 결정된다. 결정된 사용 주파수 대역은 무선 중계 장치(100)의 주파수 설정 관련 보드(상승 변환기 및 필터 등)로 송부되어 기지국(100)에서 사용중인 주파수와 동일한 주파수로 무선 중계 서비스가 가능하게 된다.

또한, 사용자가 원격지에서 사용할 주파수를 설정하면 이 정보가 측정 단말기(212)를 통하여 제어부(214)으로 전달되어 기지국(100) 주파수와 중계장치(200) 주파수의 비교(S925)가 이루어 질 수 있다.

이로써, 주파수 상향 변환기(251, 256)(Up converter) 및 증폭기(257, 252)에서 주파수 전대역을 분할하여 사용 주파수별로 출력을 측정하여 기지국(100)에서 사용하는 주파수를 알아내거나 중계장치(200)의 사용자가 중계 서비스할 주파수 대역을 지정하여 사용 주파수가 결정되는 기존 무선 중계 장치의 주파수 설정의 불편함이 해소될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 무선 중계장치의 단말기를 이용하여 기지국 통화품질 측정 순서도이다.

도 10를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 중계장치(200)의 단말기를 이용하여 기지국 통화품질 측정은 먼저, 사용자가 원격지에서 측정 단말기(212)을 통하여 제어부(214)로 호시도 명령을 할 경우 또는 사용자에 의해 기록된 주기적인 호 시도 명령을 할 경우 제어부(214)는 통화품질 측정 명령을 수행한다. 통화품질 측정 명령 수행 명령에는 사용자의 측정 파라미터를 포함하여 전송(S1000)하는 것이 바람직하다.

제어부(214)는 측정 단말기(212)와 제 1 검출부(204)를 연결하기 위하여 RF 스위치(210)를 제어하여 기지국(100) 방향 제 1 안테나(202)와 경로를 연결(S1005)시킨다. 중계기 증폭기(257)의 패스를 차단(S1010)하여 제1 안테나(202)를 통하여 수신된 신호가 중계기로 입력되지 않도록하는 것이 바람직하다.

제어부(214)는 S1000단계에서 결정된 호시도 횟수 및 호 유지시간 등의 기록된 사항을 이용하여 측정 단말기(212)으로 호시도 및 통화를 명령(S1015)한다.

측정 단말기(212)는 명령된 사항에 대하여 호 시도를 하고 호에 대한 여러 결과를 제어부(214)로 송신한다.

제어부(214)는 측정 단말기(212)의 송신 결과를 근거로 호 시도 성공여부를 판단(S1020)하여, 호가 실패한 경우 측정실패의 원인 및 측정실패 사실을 전송(S1025)한다. 호가 성공한 경우에는 제어부(214)에 측정 데이터를 저장(S1030)하고, 호 종료 후 측정 데이터를 전송(S1035)한다.

제어부(214)는 수신받은 호측정 데이터(품질측정 data)를 상위 망을 통하여보고 하기 위하여 제어부(214)을 구동하여 RF 스위치(210)를 기지국 (100)방향의 제 1 안테나(202)로 연결하도록 한다.

현장에서도 사용자가 통화품질을 알 수 있도록 중계장치(200)의 데이터 출력단자로도 측정 데이터를 전송할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

명령사항이 완료된 이후 명령완료 신호를 상위망 이나 중계장치(200)의 데이터 출력단자로 전송하고 통화 품질 측정 과정의 종료 여부를 판단(S1040)한다. 통화 품질 측정 과정의 종료되지 않은 경우 S1000 단계에서 다음 명령까지 대기한다.

통화 품질 측정 과정이 종료되는 경우 중계기(200) 증폭기(257)의 패스를 개방(S1045)하여 수신된 신호가 중계기(200)에 입력되도록 하는 것이 바람직하다

상기 S1045 단계 후, 적응형 이득 제어 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 적응형 이득 제어 단계는 상기에서 상술한바와 같다.

기지국 방향의 제 1 안테나(202)를 이용하여 호시도를 하고, 상기 통화품질 측정을 할 경우에는 RF 스위치(210), 검출부(204) 및 제어부(214)의 경로사이에 적절한 감쇄가 이루어질 수 있도록 S1010단계에서 자동으로 제어부(214)가 구동되어 중계기 패스가 차단되어 마치 음영지역에 있는 가입자 단말기처럼 적절하게 손실을 가질수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 이동통신 기지국(100)에 본 발명에 따른 무선 중계장치(200)가 삽입되어 기지국(100) 영역의 통화품질이 측정가능하면, 기지국(100) 통화품질과 중계장치(200)의 통화품질을 비교하여 중계장치(200)의 역방향 이득을 자동으로 조정하도록 본 발명의 이득 조정부(253, 254)를 구동시켜 자동으로 이득보정이 가능하도록구성할 수가 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 사용된 용어들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미의 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중계장치를 이용하고 본 발명에 따른 방법에 의하여 중계 서비스를 할 때, 자동으로 이득설정, 이득 보정 및 주파수 설정이 자동으로 되어 안정적인 중계서비스가 용이하게 이루어 질 수 있고, 주파수 자동설정 기능 구현을 위한 구성이 간단해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 CDMA 방식으로 사용하는 셀룰러 이동전화, PCS(Personal Communication System)뿐만 아니라 IMT-2000(International Mobile Telecommunication)과 같은 통신 시스템의 중계장치에 이용하여 안정적인 중계 서비스를 제공하는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 기지국과 무선으로 송수신하는 기지국 방향 제 1 안테나; 제 1 안테나가 수신한 신호를 검출하는 제 1 검출부; 가입자 단말기와 무선으로 송수신하는 음영 지역방향 제 2 안테나; 순방향 경로와 역방향 경로를 가지는 중계기; 및 제 3 검출부를 포함하여 구성된 중계 장치에 있어서,

   상기 중계기의 순방향 경로에 포함되어 순방향 이득 조정된 수신 신호를 검출하는 제 2 검출부;

   상기 중계기의 순방향 경로 후단에 연결되어 제 2 안테나를 통하여 출력되는 신호 레벨을 검출하는 제 3 검출부;

   상기 제1 검출부와 상기 제 2 검출부 사이를 스위칭하는 RF 스위치;

   상기 RF 스위치와 무선으로 연결되어 기지국에서 송신되는 신호를 수신하는 측정 단말기;

   상기 측정 단말기와 무선으로 통신하며, 제 1 검출부와 제 2 검출부를 스위칭하여 측정 단말기와 연결하여 RF 스위치를 제어하고, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한 값을 순방향 이득값으로 설정하고, 상기 설정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환하며, 측정된 수신 신호 레벨은 기지국 Overhead CH 기준을 기준으로 하고, 다수의 측정된 수신 신호 레벨의 평균치를 산출하여 활용하며, 상기 순방향 이득 설정 후 역방향 이득은 순방향 이득과 동일하게 적용하며, 역방향의 초기이득에 따라 동작하며, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 저장장치에 저장하도록 제어하며, 제 3 검출부에서 검출된 신호를 수신하여 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 제어부;

   를 포함하여 구성 되는 무선 중계 장치.
2. 제 1항의 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 이득을 조정하는 방법에 있어서,

   (a) 측정 단말기의 목표 출력 신호 레벨을 설정하는 단계;

   (b) 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨을 제어부로 전송하면, 이를 이득 보정 시작 명령으로 수신하는 단계;

   (c) 측정 단말기와 제 1 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계;

   (d) 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 수신 신호 레벨을 측정하여 제어부로 전송하는 단계;

   (e) 상기 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한 값을 순방향 이득 값으로 설정하는 단계;

   (f) 결정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환하는 단계; 및

   (g) 변환된 이득으로 순방향 출력 신호 레벨을 결정하여 상기 제 2 안테나를 통하여 출력하고 제 3 검출부를 통하여 중계기 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 단계; 및

   를 포함하는 무선 중계기 이득보정 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 (g) 단계 이후에,

   (h) 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨과 중계기 최종 출력 신호 레벨을 비교하여 차이가 있는 경우 이득을 보정하고, 상기 보정값이 양인 경우 보정값에 음의 부호를 붙이고, 보정값이 음인 경우 보정값에 양의 부호를 붙인 값을 순방향 이득 조정값으로 하는 단계;를 진행시키고,

   상기 보정값이 양인 경우 초기 이득값에 보정값을 감한 값을 역방향 이득 조정값으로 하는 단계;를 포함하며,

   상기 (e) 단계, (f)단계 및 (g)단계를 진행시키되,

   상기 (e) 단계에서,

   초기 이득값은 이득을 보정하는 단계에서 얻어진 보정값으로 대치하며, 설정된 순방향 이득값을 역방향 이득값으로 결정하는 단계;

   를 포함하는 무선 중계기 이득 보정 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 3항 내지 제 5항 중 적어도 어느 한항에 있어서,

   상기 (h) 단계 이후에,

   (i1) N(N은 자연수)개의 운용 조건 설정하는 단계

   (i2) 설정된 N 조건을 순차적으로 판단하되, 조건에 부합하지 않는 경우 제 N 이득 조정한 후 N+1 조건을 판단하는 단계; 및

   (i3) 설정된 N개의 운용 조건 판단 후 운용 로그 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 적응형 이득 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기 이득보정 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 (i1) 단계에서,

   N번째 운용 조건은,

   측정 단말기의 수신 신호 레벨, 측정 단말기 Ec/Io, 증폭부의 출력 신호, 주파수 상향 변환부의 출력 신호 중 적어도 어느 하나를 측정하는 단계;

   측정된 신호가 설정된 윈도우 범위 이내인가 판단하여 윈도우 범위를 벗어나는 경우 이득 조정하여 제어부로 전송하고, 윈도우 범위 이내인 경우 N번째 운용 조건 판단의 종료 여부를 판단하는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 중계기 이득보정 방법.
8. 제 1 항의 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 주파수를 자동으로 조정하는 방법에 있어서,

   (a) 측정 단말기를 초기 상태로 설정하기 위하여 전원을 인가하는 단계;

   (b) 상기 측정 단말기를 이용하여 자동 주파수 설정 기능 시작 명령을 제어부로 전송하는 단계;

   (c) 상기 제어부가 측정 단말기와 제 1 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계;

   (d) 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국 정보를 수신하여 제어부로 전송하는 단계;

   (e) 기지국 정보를 수신한 제어부가 기지국 정보를 분석하여 기지국 주파수를 추출하는 단계;

   (f) 추출된 기지국 주파수와 중계기 주파수 비교하여 비교한 주파수가 서로 다르면 추출된 기지국 주파수를 중계기 주파수로 설정하는 주파수 변경 명령을 전달하는 단계;

   상기 추출된 기지국 주파수와 중계기 주파수를 비교하여 비교한 주파수가 서로 같은 경우 상기 (d)단계, (e)단계를 더 진행시키는 것을 포함하여 이루어지는 무선 중계기 주파수 자동설정 방법.
9. 삭제
10. 제 1항의 무선 중계 장치를 이용하여 무선 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법에 있어서,

    (a) 측정 단말기를 이용하여 사용자의 측정 파라 미터를 제어부로 전송하는 단계;

    (b) 상기 제어부가 측정 단말기와 제 1 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계;

    (c) 수신된 신호가 중계기 증폭기로 입력되지 않도록 증폭기 패스(path)를 차단하는 단계;

    (d) 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기로 호를 시도하는 단계;

    (e) 호 시도 성공 여부를 판단하여 호가 완료되면, 측정 데이터를 저장하여 호 종료 후 측정 데이터를 전송하는 단계;

    (f) 통화 품질 측정 종료 판단하여 통화 품질 측정 과정이 종료되면, 상기 중계기 증폭기 패스(path)를 개방시킨 후 적응형 이득 제어하는 단계를 포함하는 무선 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 (e) 단계의 호 시도 성공 여부를 판단하여 호가 완료되지 않은 경우, 측정 실패원이ㄴ을 제어부에 전송하고 다시 상기 (d) 단계를 진행시키며,

    상기 (f) 단계의 통화품질 측정 종료 판단하여 통화 품질 측정 과정이 종료되지 않은 경우, 다시 상기 (a) 내지 (f)단계를 진행시키는 것을 특징으로 하는 무선 중계기의 중계 지역 통화 품질 측정 방법.
12. 삭제
13. 제 10항에 있어서, 상기 (f) 단계에서,

    상기 적응형 이득 제어는,

    (f1) N(N은 자연수)개의 운용 조건을 설정하는 단계

    (f2) 설정된N 조건을 순차적으로 판단하되, 조건에 부합하지 않는 경우 제 N 이득 조정한 후 N+1 조건을 판단하는 단계; 및

    (f3) 설정된 N개의 운용 조건 판단 후 운용 로그 데이터를 전송하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 중계기의 중계 지역 통화 품질 측정 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 (f1) 단계에서,

    N번째 운용 조건은,

    측정 단말기의 수신 신호 레벨, 측정 단말기 Ec/Io, 증폭부의 출력 신호, 주파수 상향 변환부의 출력 신호 중 적어도 어느 하나 이상을 측정하는 단계;

    측정된 신호가 설정된 윈도우 범위 이내인가 판단하여 윈도우 범위를 벗어나는 경우 이득 조정하여 제어부로 전송하고, 윈도우 범위 이내인 경우 N번째 운용 조건 판단의 종료 여부를 판단하는 단계;

    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선 중계기 중계 지역 통화품질 측정 방법.