KR100565945B1 - 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치 및 그 방법과, 역방향 상태 분석 장치 - Google Patents

최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치 및 그 방법과, 역방향 상태 분석 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치 및 그 방법과, 역방향 상태 분석 장치에 관한 것으로, 이 중계 장치는 기지국 인터페이스, 송수신 안테나, 방향성 결합기, 가변 감쇠기, 역방향 상태 분석부 및 제어부를 포함한다. 기지국 인터페이스는 기지국과 무선 신호를 송수신한다. 송수신 안테나는 이동 단말기와 무선 신호를 송수신한다. 방향성 결합기는 기지국 인터페이스에서 송수신 안테나로 출력되는 신호는 분리하여 출력하고, 외부로부터 입력되는 신호는 송수신 안테나에서 기지국 인터페이스로 출력되는 신호와 결합하여 출력한다. 가변 감쇠기는 송수신 안테나에서 수신되어 기지국 인터페이스로 전달되는 신호의 이득을 조정한다. 역방향 상태 분석부는 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능한 측정용 단말기를 포함하며, 기지국의 제어에 따라 측정용 단말기에서 기지국으로 출력하는 신호를 분석하여 역방향 무선 통신의 상태 정보를 추출한다. 제어부는 역방향 상태 분석부에 의해 추출된 역방향 무선 통신의 상태 정보에 따라 역방향 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 제1 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력한다. 본 발명에 따르면, 순방향의 출력 변동과 무관하게 역방향 경로의 상태를 정확히 분석하여 필요한 이득을 최적으로 자동 설정할 수 있으며, 이로 인해 역방향으로의 불필요한 잡음 레벨 상승 현상이 제거되어 역방향 용량 감소가 방지될 수 있다.
역방향 무선 통신, 순방향 무선 통신, 이득 제어, AGC, ALC, 중계기, 중계 장치,

Description

최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치 및 그 방법과, 역방향 상태 분석 장치 {RELAY APPARATUS CAPABLE OF OPTIMALLY SETTING REVERSE GAIN AND METHOD THEREOF, AND REVERSE STATUS ANALYZING APPARATUS}
도 1은 종래 무선 전화 서비스를 위해 순방향 출력의 이득 제어를 수행하는 중계 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치의 블록도이다.
본 발명은 이동 전화 서비스를 위한 중계 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치 및 그 방법과, 역방향 분석 장치에 관한 것이다.
이동 전화 서비스, 특히 CDMA(Code Division Multiple Access)나 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access)에서는 지하 주차장, 지하상가, 빌딩 내부 등과 같이 기지국의 신호가 도달되지 못하는 전파 음영 지역들이 필연적으로 발생하게 되는데, 이러한 전파 음영 지역의 경제적인 해결 방안으로서 현재 중계 장치가 널리 사용되고 있다.
이러한 중계 장치에서의 이득 설정은 순방향 커버리지 뿐만 아니라 역방향 커버리지의 안정적인 확보를 위해서 최적의 이득으로 안정적으로 서비스해야할 필요가 있다.
그러나 종래의 중계 장치에서는 순방향 출력이 저하되는 경우 자동이득조절(Automatic Gain Control:AGC) 기능을 이용하여 일정한 레벨로 출력을 유지하거나 또는 일정 레벨 이하의 출력이 되는 경우 자동제한조절(Automatic Limit Control:ALC) 기능을 이용하여 최소 레벨로 자동 복귀하게 하는 등 순방향 커버리지 안정을 위해 제한적인 성능만을 제공하고 있다.
도 1은 종래 무선 전화 서비스를 위해 순방향 출력의 이득 제어를 수행하는 중계 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 기지국 인터페이스(10)를 통해 기지국으로부터 수신되는 무선 신호는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier:LNA, 12)에 의해 저잡음 증폭된 후 제어부(44)의 제어를 받는 가변 감쇠기(Variable Attenuator:VA1, 14)를 통해 그 출력이 적절히 조절되고 고출력 증폭기(High Power Amplifier:HPA, 16)에 의해 무선으로 출력할 수 있을 정도의 고출력 신호로 증폭되어 듀플렉서(18)와 방향성 결합기(20)를 거쳐 안테나(22)를 통해 이동 단말기로 송신된다. 여기서 저잡음 증폭기(12), 가변 감쇠기(14), 고출력 증폭기(16), 듀플렉서(18) 및 방향성 결합기(20)가 송신 경로를 형성한다. 여기서 기지국 인터페이스(10)는 기지국과는 광 전송선로를 통해 접속되거나 또는 초고주파나 RF 신호를 통해 접속될 수 있다.
한편, 이동 단말기로부터 송신되어 안테나(30)를 통해 수신되는 신호는 방향성 결합기(20), 듀플렉서(18), 저잡음 증폭기(24), 가변 감쇠기(VA2, 26) 및 고출력 증폭기(28)에 의해 형성되는 주 수신 경로를 통해 기지국 인터페이스(10)로 수신된다. 이 때 가변 감쇠기(26)는 제어부(44)의 제어에 따라 이동 단말기로부터 수신되어 저잡음 증폭기(24)에서 저잡음 증폭된 신호의 출력을 적절히 조절한다.
여기서, 방향성 결합기(20)는 듀플렉서(18)로부터 안테나(22)를 통해 이동 단말기로 송신되는 신호를 분리하여 출력한다.
한편, 이동 단말기로부터 송신되어 다이버시티 수신용 안테나(30)를 통해 수신되는 신호는 방향성 결합기(32), 대역 통과 필터(34), 저잡음 증폭기(36), 가변 감쇠기(VA3, 38) 및 고출력 증폭기(40)에 의해 형성되는 다이버시티 수신 경로를 통해 기지국 인터페이스(10)로 수신된다. 여기서 가변 감쇠기(38)는 제어부(44)의 제어에 따라 이동 단말기로부터 수신되어 저잡음 증폭기(36)에서 저잡음 증폭된 신호의 출력을 적절히 조절한다.
한편, 전력 검출기(42)는 송신 경로 상의 방향성 결합기(20)에서 출력되는 신호의 전력을 검출하여 제어부(44)로 출력하고, 제어부(44)는 전력 검출기(42)에 의해 검출된 신호의 전력 레벨에 따라 순방향 이득을 조절하기 위한 제어 신호를 송신 경로 상에 있는 가변 감쇠기(VA1, 14)로 출력하여 순방향 이득을 AGC나 ALC 방식을 통해 조절한다. 즉, 제어부(44)는 전력 검출기(42)에서 검출된 신호의 전력이 설정된 크기의 값으로 지속적으로 유지되도록 하거나 또는 설정된 크기보다 작은 경우에만 이득을 변경하여 설정된 값이 되도록 하기 위해 가변 감쇠기(VA1, 14)를 제어한다. 또한 제어부(44)는 역방향 이득을 순방향 이득과 연동하여 조절하기 위해 제어 신호를 주 수신 경로 상에 있는 가변 감쇠기(VA2, 26)와 다이버시티 수신 경로 상에 있는 가변 감쇠기(VA3, 38)로 출력하여 역방향 이득을 조절할 수 있다.
상기한 바와 같이, 역방향 이득 조절은 역방향에서 필요로 하는 정확한 이득값을 알 수가 없는 관계로 단순히 순방향 이득 조절에 연동할 수 밖에 없으며, 이로 인해 기지국의 역방향으로 불필요한 잡음 레벨 상승을 가져오게 되어 역방향 용량이 줄어드는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 순방향의 출력 변동과 무관하게 역방향 경로의 상태를 정확히 분석하여 필요한 이득을 자동으로 설정하는 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치 및 그 방법과, 역방향 상태 분석 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 특징에 따른 중계 장치에서의 역방향 상태 분석 장치는,
기지국과 이동 단말기 사이에 이동 전화 서비스 관련 무선 신호를 중계하며, 상기 기지국에서 이동 단말기로 송신되는 순방향 경로를 통해 전송되는 신호 전력을 검출하여 상기 순방향 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 중계 장치에서 상기 이동 단말기에서 상기 기지국으로 송신되는 역방향 경로의 무선 통신의 상태를 분 석하는 장치로서,
상기 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능하며, 상기 기지국의 제어에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보가 포함된 신호를 출력하는 측정용 단말기; 상기 측정용 단말기에서 출력되는 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태를 나타내는 신호를 분석하여 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 추출하여 상기 제어부―여기서 제어부는 상기 추출된 역방향 무선 통신의 상태 정보에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 이득을 제어함―로 출력하는 신호 분석기; 및 상기 측정용 단말기와 상기 신호 분석기 사이에 위치하며, 상기 측정용 단말기에서 출력되는 신호를 상기 신호 분석기와 상기 역방향 경로를 통해 접속되는 기지국으로 각각 출력하는 경로와, 상기 순방향 경로를 통해 접속되는 기지국에서 출력되는 신호를 상기 측정용 단말기로 출력하는 경로를 분리하는 2-경로 결합/분리기를 포함한다.
여기서, 상기 역방향 상태 분석 장치는 상기 중계 장치가 상기 이동 단말기에서 송신되는 다이버시티 신호를 수신하여 상기 기지국으로 중계하는 다이버시티 수신용 역방향 경로를 포함하는 경우, 상기 측정용 단말기에 접속되어, 상기 역방향 경로와 상기 다이버시티 수신용 역방향 경로 중 하나와 상기 측정용 단말기 사이의 경로를 선택적으로 설정하는 RF 스위치를 더 포함한다.
또한, 상기 RF 스위치는 상기 측정용 단말기와 상기 역방향 경로 사이의 경로를 일정 시간 동안 설정하여 상기 역방향 무선 통신의 이득을 제어한 후, 상기 측정용 단말기와 상기 다이버시티 수신용 경로 사이의 경로를 일정 시간 동안 설정하여 상기 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 이득을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따른 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치는,
기지국과 이동 단말기 사이에 이동 전화 서비스 관련 무선 신호를 중계하는 장치로서,
상기 기지국과 무선 신호를 송수신하는 기지국 인터페이스; 상기 이동 단말기와 무선 신호를 송수신하는 송수신 안테나; 상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 위치하며, 상기 기지국 인터페이스에서 상기 송수신 안테나로 출력되는 신호는 분리하여 출력하고, 외부로부터 입력되는 신호는 상기 송수신 안테나에서 상기 기지국 인터페이스로 출력되는 신호와 결합하여 출력하는 제1 방향성 결합기; 상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 위치하며, 상기 송수신 안테나에서 수신되어 상기 기지국 인터페이스로 전달되는 신호의 이득을 조정하는 제1 가변 감쇠기; 상기 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능하며 상기 기지국의 제어에 따라 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보가 포함된 신호를 출력하는 측정용 단말기를 포함하며, 상기 측정용 단말기에서 상기 기지국으로 출력하는 신호를 분석하여 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 추출하는 역방향 상태 분석부; 및 상기 역방향 상태 분석부에 의해 추출된 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 상기 제1 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치는, 상기 이동 단말기로부터 송신되는 무선 신호를 수신하는 다이버시티 수신용 안테나; 상기 기지국 인터페이스와 상기 다이버시티 수신용 안테나 사이에 위치하며, 상기 역방향 상태 분석부로부터 입력되는 신호를 상기 다이버시티 수신용 안테나에서 상기 기지국 인터페이 스로 출력되는 신호와 결합하여 출력하는 제2 방향성 결합기; 및 상기 기지국 인터페이스와 상기 다이버시티 수신용 안테나 사이에 위치하며, 상기 다이버시티 수신용 안테나에서 수신되어 상기 기지국 인터페이스로 전달되는 신호의 이득을 조정하는 제2 가변 감쇠기를 더 포함하며, 상기 역방향 상태 분석부는 상기 측정용 단말기가 상기 다이버시티 수신용 안테나와 상기 기지국 인터페이스 사이에 형성되는 다이버시티 수신 경로를 통해 상기 기지국으로 전송하는 신호를 분석하여 상기 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 상태 정보를 추출하고, 상기 제어부는 상기 역방향 상태 분석부에 의해 추출된 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 상태 정보에 따라 상기 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 상기 제2 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 측정용 단말기는 상기 기지국 인터페이스를 통해 상기 기지국으로부터 송신되어 상기 제1 방향성 결합기에서 분리 출력되는 신호에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 측정용 단말기는 상기 기지국의 제어에 따라 상기 측정용 단말기의 현재 상태를 나타내는 전력 제어 파라미터를 단문 메시지로 출력하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 전력 제어 파라미터는 파일롯의 전력 대 전체 전력을 나타내는 파라미터, 상기 측정용 단말기의 송신 전력을 나타내는 파라미터, 상기 측정용 단말기의 송신 조절값을 나타내는 파라미터, 상기 측정용 단말기에서 측정된 수신전 계강도를 나타내는 파라미터를 포함한다.
또한, 상기 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치는, 상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 위치하며, 상기 기지국 인터페이스에서 수신되어 상기 송수신 안테나로 전달되는 신호의 이득을 조정하는 제3 가변 감쇠기; 및 상기 기지국 인터페이스에서 출력되어 상기 제1 방향성 결합기에서 분리되는 신호의 전력 레벨을 검출하는 전력 검출기를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 전력 검출기에 의해 검출된 전력 레벨에 따라 상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 형성되는 송신 경로에 의한 순방향 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 상기 제3 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 중계 장치에서의 역방향 경로 이득 설정 방법은,
기지국과 이동 단말기 사이에 이동 전화 서비스 관련 무선 신호를 중계하며, 상기 기지국에서 이동 단말기로 송신되는 순방향 경로를 통해 전송되는 신호 전력을 검출하여 상기 순방향 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 중계 장치에서 상기 이동 단말기에서 상기 기지국으로 송신되는 역방향 경로의 이득을 설정하는 방법으로서,
a) 상기 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능한 측정용 단말기가 상기 기지국의 제어에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 포함하는 신호를 상기 역방향 경로를 통해 상기 기지국으로 송신하는 단계; b) 상기 측정용 단말기에서 상기 기지국으로 송신되는 신호를 받아서 분석하는 단계; c) 상기 분석 결과 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 추출하는 단계; 및 d) 상기 제어부가 상기 c) 단계에서 추출된 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보에 기초하여 상기 역방향 경로의 무선 통신의 이득을 제어하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치는 기지국 인터페이스(100), 저잡음 증폭기(102, 142, 182), 가변 감쇠기(104, 144, 184), 고출력 증폭기(106, 146, 186), 듀플렉서(110), 방향성 결합기(120, 160), 송수신용 안테나(130), 다이버시티 수신용 안테나(150), 대역 통과 필터(170), 전력 검출기(190), 제어부(200) 및 역방향 상태 분석부(300)를 포함한다.
역방향 상태 분석부(300)는 측정용 단말기(310), 2-경로 결합/분리기(320), RF 스위치(340) 및 신호 분석기(330)를 포함한다.
여기서, 저잡음 증폭기(102), 가변 감쇠기(VA4, 104), 고출력 증폭기(106), 듀플렉서(110), 방향성 결합기(120) 및 송수신용 안테나(130)로 형성되는 송신 경로는 기지국 인터페이스(100)에서 출력되는 기지국 신호를 받아서 증폭하여 순방향으로 이동 단말기로 중계하고, 송수신용 안테나(130), 방향성 결합기(120), 듀플렉서(110), 저잡음 증폭기(142), 가변 감쇠기(VA5, 144) 및 고출력 증폭기(146)로 형성되는 주 수신 경로는 이동 단말기에서 송신된 무선 신호를 받아서 증폭하여 역방향으로 기지국 인터페이스(100)로 중계하며, 다이버시티 수신용 안테나(150), 방향성 결합기(160), 대역 통과 필터(170), 저잡음 증폭기(182), 가변 감쇠기(VA6, 184) 및 고출력 증폭기(186)로 형성되는 다이버시티 수신 경로는 이동 단말기에서 송신된 다이버시티 신호를 받아서 증폭하여 역방향으로 기지국 인터페이스(100)로 출력한다. 이러한 송신 경로, 주 수신 경로 및 다이버시티 수신 경로를 이루고 있는 각 구성요소들의 상세한 기능 및 동작은 상기 도 1을 참조하여 설명한 종래의 기술에서와 유사하므로 도 1을 참조하는 경우 쉽게 이해될 것이므로 설명의 편의상 여기에서는 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명한다.
먼저, 방향성 결합기(120)는 순방향의 경우 송신 경로 상에서 듀플렉서(110)에서 송수신용 안테나(130)로 출력되는 신호를 분리하여 전력 검출기(190)로 출력하는 것은 종래와 동일하지만, 순방향의 경우 분리된 상기 신호를 역방향 상태 분석부(300)로도 출력하며, 역방향의 경우 역방향 상태 분석부(300)에서 출력되는 신호를 듀플렉서(110)로 전달하는 것이 종래와는 다른 점이다.
또한, 다이버시티 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(160)도 역방향 상태 분석부(300)에서 출력되는 신호를 대역 통과 필터(170)로 전달하는 것이 종래와는 다른 점이다.
한편 전력 검출기(190)가 송신 경로 상에 있는 방향성 결합기(120)로부터 출력되는 신호를 받아서 그 전력 레벨을 검출하여 제어부(200)로 출력하는 것은 종래와 동일하다.
한편, 역방향 상태 분석부(300)의 2-경로 결합/분리기(320)는 측정용 단말기(310)에서 출력되는 신호를 신호 분석기(330)와 RF 스위치(340)로 동일하게 분기하여 출력하고, RF 스위치(340)로부터 출력되는 신호를 측정용 단말기(310)로 전달한다. 이 때, 측정용 단말기(310)는 주로 기지국의 명령에 의해 단문 메시지(Short Message Service:SMS)를 송신하며, 이 단문 메시지는 측정용 단말기(310)의 현재의 전력 제어 파라미터(Power control parameter)에 대응되는 내용을 포함한다. 측정용 단말기(310)의 전력 제어 파라미터에는 파일롯의 전력 대 전체 전력을 나타내는 Ec/Io(Pilot power/total received power), 측정용 단말기(310)의 송신 전력을 나타내는 Txpwr(Tx Power), 측정용 단말기(310)의 송신 조절값을 나타내는 Txadj(Tx Adjust), 측정용 단말기(310)에서 측정된 수신전계강도인 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 등이 포함된다.
신호 분석기(330)는 측정용 단말기(310)에서 2-경로 결합/분리기(320)를 통해 분기되어 출력되는 신호, 즉 전력 제어 파라미터를 포함한 단문 메시지를 받아서 분석하여 역방향 상태를 알 수 있는 파라미터, 즉 전력 제어 파라미터를 추출하여 제어부(200)로 출력한다. 이러한 전력 제어 파라미터는 기지국까지의 손실 및 중계 장치의 현재 이득값 등에 따라서 변동하게 되는 값이다. 여기서 신호 분석기(330)는 기지국과 측정용 단말기(310)간에 사용되는 이동 전화 서비스에 따라 다른 형태를 가지며, 예를 들어 CDMA/WCDMA 서비스인 경우에는 신호 분석기(330)도 CDMA/WCDMA 서비스시 전송되는 신호를 분석할 수 있는 구조를 가져야 한다.
RF 스위치(340)는 2-경로 결합/분리기(320)에서 출력되는 신호를 주 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(120)와 다이버시티 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(160)에 선택적으로 출력 가능하도록 각 경로를 단속한다. 이러한 단속은 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 여기에서는 측정용 단말기(310)로부터 송신되는 단문 메시지를 처음에는 주 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(120)로 송신하도록 일정시간 동안 방향성 결합기(120)에 대한 경로만 접속하고 방향성 결합기(160)로의 경로는 차단한 후, 일정 시간 후에 반대로 방향성 결합기(120)로의 경로는 차단 한 후 다이버시티 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(160)로의 경로는 일정 시간 동안 접속하여 측정용 단말기(310)로부터 송신되는 단문 메시지가 다이버시티 수신 경로를 통해 수신되도록 한다.
한편, 역방향 상태 분석부(300)의 측정용 단말기(310)는 2-경로 결합/분리기(320) 및 RF 스위치(340)를 통해 접속되는 송신 경로 상의 방향성 결합기(120)를 통해서 기지국의 명령을 받으며, 기지국이 단문 메시지를 요구하는 경우 현재의 단말기 전력 제어 파라미터를 2-경로 결합/분리기(320) 및 RF 스위치(330)를 통해 접속되는 방향성 결합기(120)와 방향성 결합기(160)를 통하여 기지국 측으 로 전송하게 된다.
한편, 제어부(200)는 전력 검출기(190)에 의해 검출된 송신 경로 상의 신호 전력 레벨에 기초하여 순방향의 이득을 조절하기 위한 신호를 가변 감쇠기(104)로 출력하며, 또한 역방향 상태 분석부(300)의 신호 분석기(330)로부터 출력되는 역방향 상태를 나타내는 파라미터, 즉 전력 제어 파라미터를 사용하여 역방향 이득 조절을 위한 제어 신호를 주 수신 경로 상의 가변 감쇠기(144)와 다이버시티 수신 경로 상의 가변 감쇠기(184)로 각각 출력한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 최적의 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치의 동작에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 송신 경로를 통한 순방향 이득 제어는 방향성 결합기(120)에서 분리된 신호에서 전력 검출기(190)가 검출한 전력 레벨에 따라 제어부(200)가 송신 경로 상에 있는 가변 감쇠기(VA4, 103)를 제어함에 따라 이루어진다는 것은 이미 도 1을 참조하여 종래 기술에서 설명한 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.
다음, 역방향 이득 제어에 대해 상세하게 설명한다.
역방향 이득 제어는 주 수신 경로에 의한 역방향 이득 제어와 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 이득 제어 두 가지가 있으며, 여기에서는 기지국에 의해 주 수신 경로에 의한 역방향 이득 제어가 일정 시간 동안 먼저 수행되고, 그 후 일정 시간 후에 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 이득 제어가 수행되는 것으로 가정하여 설명하지만, 그 순서가 반대로 수행되어도 결과는 마찬가지인 것은 쉽게 이해될 것이다.
먼저 RF 스위치(340)는 2-경로 결합/분리기(320)와 방향성 결합기(120)간의 경로가 설정되도록 스위칭되어 있는 상태에서, 송신 경로를 통해 기지국으로부터 송신된 신호가 방향성 결합기(120)에서 분리되어 RF 스위치(340) 및 2-경로 결합/분리기(320)를 통해 측정용 단말기(310)로 수신된다. 이 때 수신되는 신호는 측정용 단말기(310)에 대한 단문 메시지를 요구하는 신호이다.
한편, 측정용 단말기(310)는 기지국으로부터의 요구에 따라 측정용 단말기(310)의 현재 전력 제어 파라미터를 나타내는 단문 메시지를 2-경로 결합/분리기(320)와 RF 스위치(320)를 통해 방향성 결합기(120)로 출력하면, 방향성 결합기(120)에 의해 주 수신 경로의 신호로 결합되어 주 수신 경로를 통해 기지국으로 전송된다. 이 때, RF 스위치(340)는 주 수신 경로의 역방향 상태를 점검하기 위하여 주 수신경로 상에 있는 방향성 결합기(120)와 2-경로 결합/분리기(320)의 경로를 일정시간 동안 설정하고 있다.
또한, 2-경로 결합/분리기(320)는 기지국의 요구에 따라 측정용 단말기(310)가 송신하는 신호를 분기하여 신호 분석기(330)로도 출력한다. 신호 분석기(330)는 2-경로 결합/분리기(320)를 통해 전달되는 신호를 분석하여 단문 메시지로부터 주 수신 경로의 역방향 상태를 알 수 있는 전력 제어 파라미터를 추출한 후 제어부(200)로 출력한다.
다음, 제어부(200)는 역방향 상태 분석부(300)의 신호 분석기(330)로부터 출력되는 역방향 상태를 나타내는 파라미터, 즉 전력 제어 파라미터를 사용하여 역방향 이득을 조절할 필요가 있는 지의 여부를 판단하고, 만약 기지국까지의 손실 및 중계 장치의 현재 이득값 등의 변동에 따라 역방향 이득을 조절할 필요가 있다고 판단되는 경우 역방향 이득 조절을 위한 제어 신호를 주 수신 경로 상의 가변 감쇠기(VA5, 144)로 출력하여 주 수신 경로에 의한 역방향 이득이 최적이 되도록 제어한다.
이와 같이 주 수신 경로에 의한 역방향 이득 제어가 끝나면, 즉시 또는 설정된 일정시간 후에 RF 스위치(340)가 2-경로 결합/분리기(320)와 다이버시티 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(160)간의 경로가 설정되도록 스위칭되어, 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 이득 제어가 수행될 수 있도록 한다.
다음, 측정용 단말기(310)는 기지국으로부터의 요구에 따라 측정용 단말기(310)의 현재 전력 제어 파라미터를 나타내는 단문 메시지를 2-경로 결합/분리기(320)와 RF 스위치(320)를 통해 방향성 결합기(160)로 일정시간 동안 출력하면, 방향성 결합기(180)에 의해 다이버시티 수신 경로의 신호로 결합되어 다이버시티 수신 경로를 통해 기지국으로 전송된다. 이 때, RF 스위치(340)는 다이버시티 수신 경로의 역방향 상태를 점검하기 위하여 다이버시티 수신 경로 상에 있는 방향성 결합기(160)와 2-경로 결합/분리기(320)의 경로를 일정시간 동안 설정하고 있다.
또한, 2-경로 결합/분리기(320)는 측정용 단말기(310)가 송신하는 신호를 분기하여 신호 분석기(330)로도 출력한다. 신호 분석기(330)는 2-경로 결합/분리기(320)를 통해 전달되는 신호를 분석하여 단문 메시지로부터 다이버시티 수신 경로의 역방향 상태를 알 수 있는 전력 제어 파라미터를 추출한 후 제어부(200)로 출력한다.
다음, 제어부(200)는 역방향 상태 분석부(300)의 신호 분석기(330)로부터 출력되는 다이버시티 수신 경로의 역방향 상태를 나타내는 파라미터, 즉 전력 제어 파라미터를 사용하여 다이버시티 수신 경로의 역방향 이득을 조절할 필요가 있는 지의 여부를 판단하고, 만약 기지국까지의 손실 및 중계 장치의 현재 이득값 등의 변동에 따라 역방향 이득을 조절할 필요가 있다고 판단되는 경우 다이버시티 수신 경로의 역방향 이득 조절을 위한 제어 신호를 다이버시티 수신 경로 상의 가변 감쇠기(VA6, 184)로 출력하여 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 이득을 최적으로 제어한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기에서는 주 수신 경로와 다이버시티 수신 경로가 모두 존재하는 경우에 대해서만 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고 다이버시티 수신 경로가 없고 주 수신 경로만 있는 경우에 대해서도 적용될 수 있음은 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이다. 이 때에는 주 수신 경로와 다이버시티 수신 경로간의 선택적인 경로 설정을 위해 사용되는 RF 스위치(340)를 사용하지 않아도 좋다.
본 발명에 따르면, 순방향의 출력 변동과 무관하게 역방향 경로의 상태를 정확히 분석하여 필요한 이득을 최적으로 자동 설정할 수 있으며, 이로 인해 역방향 으로의 불필요한 잡음 레벨 상승 현상이 제거되어 역방향 용량 감소가 방지될 수 있다.

Claims (12)

  1. 기지국과 이동 단말기 사이에 이동 전화 서비스 관련 무선 신호를 중계하며, 상기 기지국에서 이동 단말기로 송신되는 순방향 경로를 통해 전송되는 신호 전력을 검출하여 상기 순방향 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 중계 장치에서 상기 이동 단말기에서 상기 기지국으로 송신되는 역방향 경로의 무선 통신의 상태를 분석하는 장치에 있어서,
    상기 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능하며, 상기 기지국의 제어에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보가 포함된 신호를 출력하는 측정용 단말기;
    상기 측정용 단말기에서 출력되는 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태를 나타내는 신호를 분석하여 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 추출하여 상기 제어부―여기서 제어부는 상기 추출된 역방향 무선 통신의 상태 정보에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 이득을 제어함―로 출력하는 신호 분석기; 및
    상기 측정용 단말기와 상기 신호 분석기 사이에 위치하며, 상기 측정용 단말기에서 출력되는 신호를 상기 신호 분석기와 상기 역방향 경로를 통해 접속되는 기지국으로 각각 출력하는 경로와, 상기 순방향 경로를 통해 접속되는 기지국에서 출력되는 신호를 상기 측정용 단말기로 출력하는 경로를 분리하는 2-경로 결합/분리기
    를 포함하는 중계 장치에서의 역방향 상태 분석 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계 장치가 상기 이동 단말기에서 송신되는 다이버시티 신호를 수신하 여 상기 기지국으로 중계하는 다이버시티 수신용 역방향 경로를 포함하는 경우,
    상기 측정용 단말기에 접속되어, 상기 역방향 경로와 상기 다이버시티 수신용 역방향 경로 중 하나와 상기 측정용 단말기 사이의 경로를 선택적으로 설정하는 RF 스위치를 더 포함하는 중계 장치에서의 역방향 상태 분석 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 RF 스위치는 상기 측정용 단말기와 상기 역방향 경로 사이의 경로를 일정 시간 동안 설정하여 상기 역방향 무선 통신의 이득을 제어한 후,
    상기 측정용 단말기와 상기 다이버시티 수신용 경로 사이의 경로를 일정 시간 동안 설정하여 상기 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 이득을 제어하는
    것을 특징으로 하는 중계 장치에서의 역방향 상태 분석 장치.
  4. 기지국과 이동 단말기 사이에 이동 전화 서비스 관련 무선 신호를 중계하는 장치에 있어서,
    상기 기지국과 무선 신호를 송수신하는 기지국 인터페이스;
    상기 이동 단말기와 무선 신호를 송수신하는 송수신 안테나;
    상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 위치하며, 상기 기지국 인터페이스에서 상기 송수신 안테나로 출력되는 신호는 분리하여 출력하고, 외부로부터 입력되는 신호는 상기 송수신 안테나에서 상기 기지국 인터페이스로 출력되는 신호와 결합하여 출력하는 제1 방향성 결합기;
    상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 위치하며, 상기 송수신 안테나에서 수신되어 상기 기지국 인터페이스로 전달되는 신호의 이득을 조정하는 제1 가변 감쇠기;
    상기 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능하며 상기 기지국의 제어에 따라 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보가 포함된 신호를 출력하는 측정용 단말기를 포함하며, 상기 측정용 단말기에서 상기 기지국으로 출력하는 신호를 분석하여 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 추출하는 역방향 상태 분석부; 및
    상기 역방향 상태 분석부에 의해 추출된 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 상기 제1 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력하는 제어부
    를 포함하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동 단말기로부터 송신되는 무선 신호를 수신하는 다이버시티 수신용 안테나;
    상기 기지국 인터페이스와 상기 다이버시티 수신용 안테나 사이에 위치하며, 상기 역방향 상태 분석부로부터 입력되는 신호를 상기 다이버시티 수신용 안테나에서 상기 기지국 인터페이스로 출력되는 신호와 결합하여 출력하는 제2 방향성 결합기; 및
    상기 기지국 인터페이스와 상기 다이버시티 수신용 안테나 사이에 위치하며, 상기 다이버시티 수신용 안테나에서 수신되어 상기 기지국 인터페이스로 전달되는 신호의 이득을 조정하는 제2 가변 감쇠기
    를 더 포함하며,
    상기 역방향 상태 분석부는 상기 측정용 단말기가 상기 다이버시티 수신용 안테나와 상기 기지국 인터페이스 사이에 형성되는 다이버시티 수신 경로를 통해 상기 기지국으로 전송하는 신호를 분석하여 상기 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 상태 정보를 추출하고,
    상기 제어부는 상기 역방향 상태 분석부에 의해 추출된 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 상태 정보에 따라 상기 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 상기 제2 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력하는
    것을 특징으로 하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 측정용 단말기는 상기 기지국 인터페이스를 통해 상기 기지국으로부터 송신되어 상기 제1 방향성 결합기에서 분리 출력되는 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 측정용 단말기는 상기 기지국의 제어에 따라 상기 측정용 단말기의 현재 상태를 나타내는 전력 제어 파라미터를 단문 메시지로 출력하는 것을 특징으로 하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 제어 파라미터는 파일롯의 전력 대 전체 전력을 나타내는 파라미터, 상기 측정용 단말기의 송신 전력을 나타내는 파라미터, 상기 측정용 단말기의 송신 조절값을 나타내는 파라미터, 상기 측정용 단말기에서 측정된 수신전계강도를 나타내는 파라미터 중 하나 이상을 포함하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 역방향 상태 분석부가,
    상기 측정용 단말기와 상기 제1 방향성 결합기 및 제2 방향성 결합기 사이의 경로를 선택적으로 설정하는 RF 스위치;
    상기 측정용 단말기에서 출력되는 신호를 분석하여 상기 송수신용 안테나와 상기 기지국 인터페이스 사이에 형성되는 주 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 상태 정보와 상기 다이버시티 수신용 안테나와 상기 기지국 인터페이스 사이에 형성되는 다이버시티 수신 경로에 의한 역방향 무선 통신의 상태 정보를 추출하여 상기 제어부로 출력하는 신호 분석기; 및
    상기 측정용 단말기와 상기 RF 스위치 사이에 위치하며, 상기 측정용 단말기에서 출력되는 신호를 상기 신호 분석기와 상기 RF 스위치로 2개의 경로로 분리하여 출력하고, 상기 RF 스위치에서 출력되는 신호를 상기 측정용 단말기로 전달하는 2-경로 결합/분리기
    를 포함하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  10. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 위치하며, 상기 기지국 인터페이스에서 수신되어 상기 송수신 안테나로 전달되는 신호의 이득을 조정하는 제3 가변 감쇠기; 및
    상기 기지국 인터페이스에서 출력되어 상기 제1 방향성 결합기에서 분리되는 신호의 전력 레벨을 검출하는 전력 검출기
    를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 전력 검출기에 의해 검출된 전력 레벨에 따라 상기 기지국 인터페이스와 상기 송수신 안테나 사이에 형성되는 송신 경로에 의한 순방향 무선 통신의 이득을 제어하기 위해 상기 제3 가변 감쇠기로 이득 제어용 신호를 출력하는
    것을 특징으로 하는 역방향 이득 설정이 가능한 중계 장치.
  11. 기지국과 이동 단말기 사이에 이동 전화 서비스 관련 무선 신호를 중계하며, 상기 기지국에서 이동 단말기로 송신되는 순방향 경로를 통해 전송되는 신호 전력을 검출하여 상기 순방향 이득을 제어하는 제어부를 포함하는 중계 장치에서 상기 이동 단말기에서 상기 기지국으로 송신되는 역방향 경로의 이득을 설정하는 방법에 있어서,
    a) 상기 기지국과 이동 전화 서비스를 위한 무선 통신이 가능한 측정용 단말기가 상기 기지국의 제어에 따라 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 포함하는 신호를 상기 역방향 경로를 통해 상기 기지국으로 송신하는 단계;
    b) 상기 측정용 단말기에서 상기 기지국으로 송신되는 신호를 받아서 분석하는 단계;
    c) 상기 분석 결과 상기 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보를 추출하는 단계; 및
    d) 상기 제어부가 상기 c) 단계에서 추출된 역방향 경로의 무선 통신의 상태 정보에 기초하여 상기 역방향 경로의 무선 통신의 이득을 제어하는 단계
    를 포함하는 중계 장치에서의 역방향 경로 이득 설정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중계 장치가 상기 이동 단말기에서 송신되는 다이버시티 신호를 수신하여 상기 기지국으로 중계하는 다이버시티 수신용 역방향 경로를 포함하는 경우,
    상기 a) 단계 전에, 상기 역방향 경로와 상기 다이버시티 수신용 역방향 경로 중 하나와 상기 측정용 단말기 사이의 경로를 선택적으로 설정하는 단계를 더 포함하는 중계 장치에서의 역방향 경로 이득 설정 방법.
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