KR100588325B1 - Method and device for attaining synchronization from base station signals in time division duplex system - Google Patents
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Abstract
시분할 이중화 시스템에서 기지국 신호로부터 송수신 스위칭 동기를 획득하는 방법 및 장치에 대하여 개시한다. 본 발명의 방법 및 장치의 특징은 GPS 신호를 사용하지 않고, 기지국에서 송신된 신호를 이용하여 기지국과 중계기를 비롯한 원격장비 간의 동기를 획득할 수 있도록 한 것이다. 또한 본 발명의 방법 및 장치에 의하면 기지국 송신 신호의 듀티(Duty)와 주기 및 단말기 신호의 듀티를 검출하여 동기가 정확한지 여부를 검사하게 된다.A method and apparatus for obtaining transmission and reception switching synchronization from a base station signal in a time division duplex system are disclosed. A feature of the method and apparatus of the present invention is to use a signal transmitted from a base station to obtain synchronization between the base station and a remote device, including a repeater, without using a GPS signal. In addition, according to the method and apparatus of the present invention, the duty and period of the base station transmission signal and the duty of the terminal signal are detected to check whether synchronization is correct.
본 발명에 있어서 동기를 획득하는 과정은 기지국 신호의 수신, 레벨 검출, 상관(Correlation), 동기 획득 및 스위칭 신호 발생으로 이루어진다.In the present invention, the process of acquiring synchronization includes reception of a base station signal, level detection, correlation, acquisition of synchronization, and generation of a switching signal.
시분할 이중화, TDD, 동기, 스위칭, 중계기, 기지국, 원격장비Time Division Duplication, TDD, Synchronous, Switching, Repeater, Base Station, Remote Equipment
Description
도 1은 종래의 GPS를 사용하여 송수신 동기를 행하는 중계기의 구성도이다.1 is a block diagram of a repeater for transmitting and receiving synchronization using a conventional GPS.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 동기 획득 및 동기 검사 장치를 포함하는 중계기의 구성도이다.2 is a block diagram of a repeater including a transmission and reception synchronization acquisition and synchronization check apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 전력 검출, 스위칭 신호 검출, 스위칭 제어 및 검사 블록의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of power detection, switching signal detection, switching control, and an inspection block of FIG. 2.
도 4는 레벨 검출 및 아날로그 신호-디지털 신호 변환기를 도시한 도면이다.4 illustrates level detection and an analog signal to digital signal converter.
도 5는 중계기 입력 신호에서 기지국 출력 시간을 추출하는 과정을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a process of extracting a base station output time from a repeater input signal.
도 6은 TDD 시스템의 무선 망 구성도이다.6 is a diagram illustrating a wireless network of a TDD system.
도 7은 TDD 시스템의 중계기에서의 RF 송수신 개념도이다.7 is a conceptual diagram of RF transmission and reception in a repeater of a TDD system.
도 8은 중계기가 정상적인 RF 송수신 스위칭을 수행하는 경우의 순방향/역방향 출력을 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a forward / reverse output when a repeater performs normal RF transmission / reception switching.
도 9는 중계기에서 비정상적인 RF 송수신 스위칭이 이루어지는 경우의 순방향/역방향 출력을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a forward / reverse output when abnormal RF transmission / reception switching is performed in a repeater.
본 발명은 시분할 이중화(time division duplex; TDD) 시스템에 있어서 기지국 신호로부터 송수신 스위칭 동기를 획득하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 중계기의 순방향 입력 포트에서 입력되는 신호를 이용하여 기지국과 중계기간 RF 송수신 스위칭 동기를 획득하고 이를 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for obtaining transmission and reception switching synchronization from a base station signal in a time division duplex (TDD) system. Particularly, the present invention relates to a base station and a relay period RF transmission / reception using a signal input from a forward input port of a repeater. A method and apparatus for obtaining and checking a switching synchronization.
종래 논의되던 기지국과 중계기간 RF 송수신 스위칭 동기화 방안 중 하나로 GPS 수신기를 이용한 것이 있다. 모든 기지국에서는 GPS를 사용하여 기지국간 RF 송수신 스위칭 동기를 맞추고 있으므로 이를 이용해 기지국과 중계기간 RF 송수신 스위칭 동기화를 수행할 수 있도록 하는 것이다.One of the conventional RF and transceiver switching synchronization schemes discussed in the related art is using a GPS receiver. Since all base stations use GPS to synchronize the RF transmission / reception switching between the base stations, the base station and the relay period can be used to perform the RF transmission / reception switching synchronization with the base station.
도 1은 종래의 GPS를 이용하여 스위칭 동기를 수행하는 중계기의 구조를 나타낸 구성도이다. 이는 기지국간 RF 송수신 스위칭 동기 개념을 그대로 반영한 것이므로, 기지국과 원격 장비(중계기 포함) 간의 스위칭 동기도 정확하게 수행한다고 볼 수 있다. 도 1에서 기지국 방향으로 위치하는 지향성 안테나(1)와 단말기 방향의 안테나(14)가 동축케이블(2, 13)을 통해 중계기와 연결되어 있다. GPS 수신기(27)는 GPS 안테나(25)를 이용하여 인공 위성에서 송신되는 GPS 신호를 수신하게 되고, 이를 이용해 기지국에서 사용하는 스위칭 동기 신호를 발생시키게 된다. 이 스위칭 동기가 송수신 동기를 위해 RF 스위치(3, 12)를 제어하게 된다.1 is a block diagram showing a structure of a repeater for performing switching synchronization using a conventional GPS. This is a reflection of the concept of the RF transmission and reception switching synchronization between the base station, it can be seen that the switching synchronization between the base station and the remote equipment (including the repeater) is also performed accurately. In FIG. 1, the directional antenna 1 positioned in the direction of the base station and the
기지국에서 송신된 순방향 신호는 안테나(1)로 수신되어, 동축 케이블(2)을 통해 중계기와 연결된다. 일반적으로 RF 중계기에서 안테나(1)는 실외에 설치되며, 기지국에 지향을 두고 있다. 기지국의 순방향 신호가 입력될 때, RF 스위치(3)는 RF 송수신 동기 신호에 따라 순방향 입력 상태로 있게 된다. 순방향 입력 신호는 RF 스위치(3)를 거쳐 필터(4)를 지나게 된다. 필터(4)를 지난 순방향 신호는 저잡음 증폭기(5), 순방향 AGC(Automatic Gain Control)를 위한 감쇠기(6), 주파수 변환기(7), IF SAW 필터(8), 주파수 변환기(9), RF 증폭기(10), 필터(11), RF 스위치(12), 동축 케이블(13), 안테나(14)를 거쳐 단말기로 송신된다. 여기서, 종래에 사용되고 있는 FDD 방식에서는 하향링크와 상향링크의 주파수가 분리되어 있고 시간적으로 동시에 동작하므로, 상기 감쇠기(6)를 이용하여 순방향 AGC를 하고자 할 경우 중계기에서 하향링크의 출력을 측정한 후에 일정한 하향링크의 출력이 나가도록 감쇠기를 제어하게 되며, 하향링크의 감쇠기 제어만큼 상향링크에 있는 감쇠기에도 동일한 제어를 하게 된다.The forward signal transmitted from the base station is received by the antenna 1 and connected to the repeater via the
단말기에서 송신되는 역방향 신호는 안테나(14)로 수신되며, 동축 케이블(13)을 통해 중계기와 연결된다. 일반적으로 RF 중계기에서 안테나(14)는 실내에 설치된다. 중계기로 역방향 신호가 입력될 때, RF 스위치(12)는 RF 송수신 동기 신호에 따라 역방향 입력 상태로 있게 된다. 역방향 입력 신호는 RF 스위치(12)를 거쳐 필터(23)를 지나게 된다. 필터(23)를 지난 역방향 신호는 저잡음 증폭기(22), 주파수 변환기(21), IF SAW 필터(20), 역방향 ALC(Automatic Level Control)를 위한 감쇠기(19), 주파수 변환기(18), RF 증폭기(17), 필터(16), RF 스위치(3), 동축 케이블(2), 안테나(1)를 거쳐 기지국으로 송신된다.The reverse signal transmitted from the terminal is received by the
이러한 종래의 GPS 신호를 이용해 송수신 동기를 수행하는 중계기는 GPS 안테나(25)에서 위성으로부터의 신호를 받기 때문에 실내에 설치하는 것이 불가능하며, 실외에 설치해야 하므로 설치비용 및 유지 보수비용이 추가된다. 그리고 RF 송수신 스위칭 동기화를 수행하기 위하여 안테나(25), 케이블(26) 및 GPS 수신기(27)의 추가적인 장비가 요구되어 중계기 가격이 상승하게 된다. 또한 RF 송수신 스위 칭 동기를 기지국과 동일한 방법으로 수행하기는 하지만, 전파 지연에 따른 오차가 발생 할 수 있다는 문제점이 있다.The repeater performing transmission and reception synchronization using the conventional GPS signal cannot be installed indoors because the
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 GPS를 이용하지 않고, 기지국에서 송신되는 RF 신호로부터 RF 송수신 스위칭 동기 신호를 획득하며, 순방향/역방향 신호를 이용하여 RF 송수신 스위칭 동기 신호를 검사하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention obtains an RF transmission and reception switching synchronization signal from an RF signal transmitted from a base station without using GPS, and a method and apparatus for checking an RF transmission and reception switching synchronization signal using a forward / reverse signal. To provide.
상기한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 방법은, 기지국으로부터 송신된 신호를 안테나를 통해 수신하는 단계, 상기 수신된 신호 중 일정 전압범위 내의 전압 신호만을 검출하는 레벨 검출 단계, 상기 레벨 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 변환된 신호를 자체 발생시킨 클럭 신호와 상관시키는 단계 및 상기 상관을 통해 얻은 값으로부터 동기를 획득하여 스위칭 신호를 발생시키는 단계로 구성된다. 한편 상기 방법은 기지국에서 송신된 신호의 듀티와 주기성을 체크하여 동기 신호를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 상기 동기 검사에 있어서 단말기 출력 신호의 듀티를 체크하도록 할 수도 있다.The method of the present invention for solving the above technical problem, the step of receiving a signal transmitted from a base station through an antenna, a level detection step of detecting only a voltage signal within a predetermined voltage range of the received signal, the level detected analog Converting the signal into a digital signal, correlating the digitally converted signal with a self-generated clock signal, and generating a switching signal by obtaining synchronization from a value obtained through the correlation. Meanwhile, the method may further include checking the synchronization signal by checking the duty and periodicity of the signal transmitted from the base station, and may check the duty of the terminal output signal in the synchronization check.
상기한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 장치는 기지국 및 단말기에서 수신된 신호를 레벨 검출하는 레벨 검출 장치, 상기 레벨 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기, 상기 기지국에서 송신의 듀티와 주기성에 기초하여 자체 클럭을 발생시키는 클럭 발생기, 상기 디지털 변환된 신호와 자체 발생한 클럭 신호를 상관시키는 상관기 및 상기 상관기에 의해 얻어진 값으로부터 동기를 획득 송수신 스위칭 신호를 발생하는 송수신 스위칭 신호 발생기로 구성된다. 한편 상기 장치는 송수신 스위칭 신호를 검사하기 위한 송수신 스위칭 검사기를 더 포함할 수 있으며, 상기 레벨 검출 장치에서 레벨 검출시 기지국에서 송신된 신호, 즉 다운링크 신호의 레벨을 조정하는데 사용되는 감쇠기에 제어신호를 인가하여 이득 제어할 수 있다.An apparatus of the present invention for solving the above technical problems is a level detection device for level detection of signals received at a base station and a terminal, an analog-to-digital converter for converting the level detected analog signal into a digital signal, of the transmission at the base station A clock generator for generating its own clock based on duty and periodicity, a correlator for correlating the digitally converted signal with the clock signal itself, and a transmit / receive switching signal generator for generating synchronization transmission / reception switching signals from values obtained by the correlator. It is composed. Meanwhile, the apparatus may further include a transmission / reception switching checker for inspecting a transmission / reception switching signal, and a control signal to an attenuator used to adjust a level of a signal transmitted from a base station, that is, a downlink signal, when the level detection device detects a level. Gain control can be applied.
이하에서, 본 발명에 의한 시분할 이중화 시스템에서의 중계기와 기지국간 송수신 스위칭 동기화 방법 및 장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for transmitting and receiving switching synchronization between a repeater and a base station in a time division duplex system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 스위칭 동기화 장치를 이용한 중계기의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 기지국에서 송신되는 순방향 신호는 안테나(1)로 수신되며, 동축 케이블(2)을 통해 중계기와 연결된다. 일반적으로 RF 중계기에서 안테나(1)는 실외에 설치되며, 기지국에 지향을 두고 있다. 기지국의 순방향 신호가 입력될 때, RF 스위치(3)는 RF 송수신 동기 신호에 따라 순방향 입력 상태로 있게 된다. 순방향 입력 신호는 RF 스위치(3)를 거쳐 필터(4)를 지나게 된다. 필터(4)를 지난 순방향 신호는 저잡음 증폭기(5), 순방향 AGC(Automatic Gain Control)를 위해 수동 조작 또는 외부로부터의 제어신호를 받아 그 저항값을 변화시키는 감쇠기(6), 주파수 변환기(7), IF SAW 필터(8), 주파수 변환기(9), RF 증폭기(10), 필터(11), RF 커플러(12), RF 스위치(13), 동축 케이블(14), 안테나(15)를 거쳐 단말기로 송신된다.2 is a block diagram of a repeater using a transmission and reception switching synchronization device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the forward signal transmitted from the base station is received by the antenna 1 and connected to the repeater through the
단말기에서 송신되는 역방향 신호는 안테나(15)로 수신되며, 동축 케이블(14)을 통해 중계기와 연결된다. 일반적으로 RF 중계기에서 안테나(15)는 실내에 설치된다. 중계기로 역방향 신호가 입력될 때, RF 스위치(12)는 RF 송수신 동 기 신호에 따라 역방향 입력 상태로 있게 된다. 역방향 입력 신호는 RF 스위치(13)를 거쳐 필터(26)를 지나게 된다. 필터(26)를 지난 역방향 신호는 저잡음 증폭기(25), 주파수 변환기(24), IF SAW 필터(23), 역방향 ALC(Automatic Level Control)를 위한 감쇠기(22), 주파수 변환기(21), RF 증폭기(20), 필터(19), RF 커플러(18), RF 스위치(3), 동축 케이블(2), 안테나(1)를 거쳐 기지국으로 송신된다.The reverse signal transmitted from the terminal is received by the
전력 검출, 스위칭 신호 검출, 스위칭 제어 및 검사 블록(17)은 중계기의 순방향 입력 포트로 입력되는 신호에서 RF 커플러(12)를 이용하여 전력을 검출한 후, 스위칭 신호를 추출하여 RF 송수신 스위치를 제어한다. 또한, RF 커플러(12, 18)을 이용해 순방향 신호와 역방향 신호를 검출하여 정상적인 스위칭 여부를 검사한다. 도 3은 상기 전력 검출, 스위칭 신호 검출, 스위칭 제어 및 검사 블록(17)의 구성을 보다 자세히 나타낸 구성도이다. 도 3에서 순방향 출력/역방향 출력은 도 2의 RF 커플러(12, 18)에서 수신되는 RF 신호이다. 도 3에서 RF 송수신 스위칭 클럭은 도 2의 RF 스위치(3, 13)을 제어하기 위한 스위칭 클럭 신호이다. 도 3에서 레벨 검출 및 아날로그 신호-디지털 신호 변환기(101, 102)는 순방향/역방향 신호에서 검출기(Detector)를 이용하여 RF 신호를 아날로그 전압으로 변환하고 이 중 일정 전압 범위(설정 가능)의 전압은 "1", 그 외의 전압은 "0"으로 판단하여 상관기(103) 또는 RF 송수신 스위칭 검사기(105)에 입력한다. 또한, 상기 도 3에 별도로 도시하지는 않았지만 상기 도 2의 전력 검출, 스위칭 신호 검출, 스위칭 제어 및 검사 블록(17)은 상술한 바와 같이 상기 기지국에서 송신된 신호의 듀티와 주기성에 기초하여 자체 클럭을 발생시키는 클럭 발생기를 더 구비하고 있다. 이와 함께, 본 발명에 따른 TDD 방식에서는 주파수가 같고 단지 시간적으로 하향링크 프레임과 상향링크 프레임으로 나눠져 있으므로, 하향링크의 첫번째 프레임(프레임 0이라 함)의 출력을 측정하게 되면 그 다음은 상향링크의 첫번째 프레임이 이어지게 되므로 하향링크 출력의 제어 시점은 상향링크의 첫번째 프레임에 이어지는 하향링크의 두번째 프레임(프레임 1이라 함)부터 적용된다. 상향링크에 있어서도 이와 마찬가지로 하향링크 프레임 1에 이어지는 상향링크 프레임 1이 제어된다.The power detection, switching signal detection, switching control and
도 4는 레벨 검출 및 아날로그 신호-디지털 신호 변환기를 도시한 회로도이다. 도 4에서 (201)은 RF 신호를 검출하여 아날로그 DC로 출력하며, 전압원(202, 206)은 디지털 "1"과 "0"의 범위 설정을 위해 제어하여 사용된다. 그 밖에 비교기(203, 207), 다이오드(204, 208), 인버터(205) 등으로 구성된다. 도 4에서 전압원(202, 206)의 전압을 조정하면, 원하는 입력 범위의 RF 신호는 "1"로 판정되어 출력되고, 나머지 신호는 "0"으로 출력된다. 이렇게 출력된 디지털 스트림(digital stream) 신호는 상관기 또는 RF 송수신 스위칭 검사기에 입력된다. 상관기에서는 RF 신호에서 디지털 신호로 변환된 디지털 스트림 신호와 자체에서 발생한 클럭 신호를 일정구간 상관시켜 얻어진 상관값으로부터 동기를 획득하게 된다. 여기서, 자체에서 발생되는 클럭 신호는 기지국에 설정된 순방향/역방향 신호의 듀티(duty)와 주기 및 가드 타임(Guard Time)을 기준으로 하여 발생된다.4 is a circuit diagram illustrating level detection and an analog signal-to-digital signal converter. In FIG. 4, 201 detects an RF signal and outputs it to analog DC, and
도 5는 중계기 입력 신호에서 기지국 출력 시간을 추출하는 과정을 나타내고 있다. 도 5 (1)은 중계기 순방향 입력 포트에 입력되는 RF 신호를 나타내고 있다. 도 5 (2)는 순방향 입력 포트에 입력되는 RF 신호를 탐지하여, 레벨 검출한 디지털 파형을 나타내고 있다. 대부분의 기지국 송신 신호는 일정하게 수신되기 때문에 레벨 범위를 설정하여 검출하게 되면 대부분이 "1"로 판정이 되지만, 인접 단말기 출력 신호는 항상 변하기 때문에 대부분은 "0"으로 판정이 되고, 가끔 "1"로 판정되는 경우가 있을 것이다. 도 5 (3)은 중계기 내부에서 발생한 디지털 클럭 신호로서 기지국 RF 송신 신호의 듀티(Duty), 주기 및 가드 타임(Guard Time)을 알고 있으므로, 도 5 (3)과 같은 디지털 파형을 발생시키는 것이 가능하다. 상관기에서는 도 5 (3)의 디지털 신호를 도 5 (2)의 신호와 일정시간 상관(Correlation)을 시키는데, 도 5 (3)의 신호를 이동(Shift)하면서 계속적으로 상관을 취하게 된다. 그러면 도 5 (4)와 같은 파형을 얻을 수 있다. 도 5 (4)는 상관값을 나타내고 있는데, 상관값 이 최고 값이 될 때를 기준으로, 기지국 출력 시간을 알 수 있고, 이로써 RF 송수신 스위칭 동기를 획득하게 된다.5 shows a process of extracting the base station output time from the repeater input signal. 5 (1) shows the RF signal input to the repeater forward input port. 5 (2) shows a digital waveform obtained by detecting an RF signal input to a forward input port and detecting the level. Since most base station transmission signals are constantly received, when the level range is detected, most of them are determined to be "1". However, since the output signal of the adjacent terminals is always changed, most of them are determined to be "0" and sometimes "1". May be determined. 5 (3) is a digital clock signal generated inside the repeater, so the duty, cycle, and guard time of the base station RF transmission signal are known, so that it is possible to generate a digital waveform as shown in FIG. 5 (3). Do. In the correlator, the digital signal of FIG. 5 (3) is correlated with the signal of FIG. 5 (2) for a predetermined time, while the signal of FIG. 5 (3) is shifted. Then, a waveform as shown in FIG. 5 (4) can be obtained. 5 (4) shows a correlation value, the base station output time can be known on the basis of when the correlation value is the highest value, thereby obtaining the RF transmission and reception switching synchronization.
도 3에서 RF 송수신 스위칭 신호 발생기(104)는 상관기(103)에서 동기 획득한 타이밍(Timing) 시점을 가지고 RF 스위치에 필요한 스위칭 신호를 발생시킨다. RF 송수신 스위칭 신호 발생기(104)는 순방향 신호 증폭, 역방향 신호 증폭 및 순방향/역방향을 모두 증폭하지 않는 3단계 상태 제어를 수행한다. 도 3에서 RF 송수신 스위칭 검사기(Checker; 105)는 중계기가 운용중에 정상적인 스위칭을 수행하고 있는지를 검사한다. RF 송수신 스위칭 검사는 순방향 출력만을 이용해 하거나 또는 순방향/역방향 출력 모두를 이용해 수행한다. RF 송수신 스위칭 검사는 순방향 신호의 듀티(Duty), 즉 디지털 신호의 ON 시간과 OFF 시간의 비율과, 주기(Period), 즉 한 펄스의 시작으로부터 다음 펄스의 시작까지의 시간 및 역방향 신호의 듀티(Duty)를 이용하여 행한다. 단, 역방향의 경우는 필요시에 수행한다.In FIG. 3, the RF transmission / reception switching
도 6은 TDD 시스템의 무선 망 구성도이다. 기지국에서 송신되는 신호가 단말기에 공급되고 있으며, 지하지역 등의 음영지역을 위해 RF 중계기를 이용하여 기지국으로부터 수신된 신호를 증폭하여 음영 지역의 단말기에 재 송신하게 된다. 음영 지역의 단말기로부터 송신된 신호는 중계기를 통하여 기지국 수신부에 도달하게 된다. TDD 시스템이기 때문에 중계기 입력에서 순방향 안테나로 수신되는 신호는 기지국에서 송신하는 신호와 근접 단말기에서 송신하는 신호가 시간차를 두면서 입력된다. 기지국을 향하고 있는 중계기 안테나는 일반적으로 지향성이 높으며, 기지국을 향하고 있으므로 신호 레벨이 높게 입력된다. 또한, 시간에 따라 다경로에 의한 페이딩(Fading) 간섭을 크게 받지 않기 때문에 항상 거의 일정한 레벨이 입력된다. 중계기 근방에서 송신되는 근접 단말기 신호는 랜덤(Random) 주기, 랜덤 레벨의 특성을 갖고 있다. 기지국 송신 신호와 인접 단말기 출력 신호가 합성된 신호가 중계기에 입력되면, 기지국으로부터 수신되는 일정한 레벨의 무선 전파 특성을 이용해 기지국 송신 신호 타이밍(Timing)을 추출하고, 이 타이밍을 이용해 중계기 RF 송수신 스위칭 동기를 획득하게 된다.6 is a diagram illustrating a wireless network of a TDD system. The signal transmitted from the base station is supplied to the terminal, and the signal received from the base station is amplified by the RF repeater for the shadow area such as the underground area and retransmitted to the terminal of the shadow area. The signal transmitted from the terminal in the shaded area reaches the base station receiver through the repeater. Since it is a TDD system, the signal received by the forward antenna at the repeater input is input with a time difference between the signal transmitted from the base station and the signal transmitted from the proximity terminal. The repeater antennas facing the base station are generally highly directional and are directed towards the base station and thus have a high signal level. In addition, almost constant level is always input since fading interference due to multipath is not greatly increased over time. The proximity terminal signal transmitted in the vicinity of the repeater has the characteristics of a random period and a random level. When a signal obtained by combining the base station transmission signal and the neighboring terminal output signal is input to the repeater, the base station transmission signal timing is extracted using a constant level of radio propagation characteristics received from the base station, and the timing is used to synchronize the repeater RF transmission and reception switching. Will be obtained.
도 7은 중계기에서의 RF 송수신 스위칭 동기에 대한 개념을 설명하고 있다. 도 7의 1)은 기지국에서 송신된 파형을 나타낸다. 가드타임(Guard Time)은 순방향 신호와 역방향 신호의 시간 간격을 나타내고 있다. 여기서, 화살표는 송신-수신 스위칭 및 수신-송신 스위칭 시간을 나타내고 있으며, 계속적으로 번갈아 가면서 스위칭을 수행한다. 도 7의 2)는 도 2의 RF 스위치(3)가 순방향 수신 상태로 되어 있을 때의 중계기 출력을 시간적으로 표시하고 있다. 도 2의 RF 스위치(3)가 순방향 수신 상태로 되어 있을 때, 도 2의 중계기 안테나(1)로 수신되는 신호는 기지국 송신 신호와 주변의 인접 단말기 출력 신호이다. 도 7의 2)에 표시된 기지국 송신 신호는 기지국에서 송신된 신호가 전파 지연되고 중계기 시간 지연된 신호이다. 여기서, 기지국 송신 신호와 인접 단말기 출력 신호의 시간의 차이는 거의 가드타임과 같게 된다. 도 7의 3)은 기지국 출력 신호와 인접 단말기 출력 신호가 입력되는 신호에서 기지국 출력 신호의 타이밍을 추출하여 중계기 내부 신호와 상관(Correlation)시켜 재생된 클럭 신호이다. 이 상관 개념은 기지국 송신 신호가 중계기에 입력될 때 어느 일정한 레벨 범위에서 입력된다는 사실과, 기지국 송신 신호의 듀티 및 주기의 성질을 이용한 것이다. 도 7의 4)는 도 7의 3)에 도시된 순 방향 신호에서 검출된 클럭을 이용한 RF 송수신 스위칭 신호이다. RF 송수신 스위칭 수행 시 데드타임(Dead Time)을 두어 중계기가 RF 송수신 증폭을 하지 않게 하는데, 그 이유는 중계기에서 RF 송수신 스위칭을 수행할 때 RF 스위치의 응답으로 인한 중계기의 발진을 방지하고, RF 송수신 타이밍에 맞지 않는 RF 신호들을 제거하기 위한 것이다. 도 7의 5)는 중계기로부터 순방향 출력 신호를 받은 단말기가 송수신 타이밍에 맞추어 송신하는 출력 신호를 나타낸다. 도 7의 6)은 단말기의 출력 신호가 중계기를 거쳐 무선 전파되어 기지국에 도달한 상태의 신호를 도시하고 있는데, 단말기 출력이 중계기 시간 지연되고 무선에서 전파 시간 지연되어 기지국에 도달된 것이다. RF 송수신 스위칭 동기 획득이 이루어지면, 중계기는 정상적인 RF 송수신 스위칭 절체를 수행하게 되며, 도 3의 RF 송수신 스위칭 검사기(105)는 정상적으로 중계기의 RF 송수신 스위칭이 이루어지는지를 검사한다.7 illustrates the concept of the RF transmission and reception switching synchronization in the repeater. 7) shows a waveform transmitted from the base station. Guard time represents the time interval between the forward and reverse signals. Here, the arrows indicate the transmit-receive switching and the receive-transmit switching time, and perform switching in succession alternately. Fig. 7 2) shows the relay output in time when the
도 8은 중계기가 정상적으로 RF 송수신 스위칭을 수행하는 경우의 순방향/역방향 출력을 나타내고 있다. 도 8의 1)은 기지국 송신 출력을 나타내고 있으며, 도 8의 2)는 RF 송수신 스위칭 동기를 획득한 후 RF 송수시 스위칭 발생기에서 RF 스위치를 제어하는 신호를 나타내고 있다. 도 8의 3)은 정상적으로 중계기 스위칭을 수행하는 경우의 중계기 순방향 출력을 나타내고 있다. 도 8의 4)는 중계기 커버리지(Coverage) 내에 있는 단말기의 출력 신호를 나타내고 있으며, 도 8의 5)는 중계기 역방향 출력을 나타내고 있다.8 shows the forward / reverse output when the repeater normally performs RF transmission / reception switching. 8 shows a base station transmission output, and FIG. 8 shows a signal for controlling the RF switch in the switching generator during RF transmission after acquiring the RF transmission / reception switching synchronization. 3) of FIG. 8 shows the repeater forward output when the repeater switching is normally performed. 8, 4) shows the output signal of the terminal in the repeater coverage (Cover), 5) of FIG. 8 shows the repeater reverse output.
도 9는 중계기에서 비정상적인 RF 송수신 스위칭이 이루어지는 경우의 신호를 나타낸다. 도 9에서 비정상적인 스위칭 제어로 인하여 순방향 및 역방향 신호의 듀티(Duty)가 변한 것을 볼 수 있다. 도 3의 RF 송수신 스위칭 검사기(Checker; 105)는 듀티가 변하는 것으로부터 비정상적인 상태를 알아낼 수 있다.9 shows a signal when abnormal RF transmission / reception switching is performed in a repeater. In FIG. 9, due to the abnormal switching control, the duty of the forward and reverse signals is changed. The RF transmit / receive
시분할 이중화(TDD) 시스템에 있어서는 동기 획득이 매우 중요시 되는데, 본 발명에 의할 경우 기지국과의 동기를 필요로 하는 중계기를 비롯한 원격장비에 있어서 간단한 하드웨어와 알고리즘을 이용하여 값싸게 RF 송수신 스위칭 동기를 획득할 수 있게 된다. 이에 따라 시분할 이중화 시스템에서 중계기를 이용한 서비스가 활성화 되어, 지하 쇼핑 매장, 지하철 등의 음영 지역을 서비스함에 있어서 시스템 구축비용 및 서비스 질(Quality)을 대폭적으로 향상시킬 수 있을 것이다.Acquisition of synchronization is very important in a time division duplex (TDD) system. According to the present invention, RF transmission / reception switching synchronization can be performed inexpensively using simple hardware and algorithms in a remote device including a repeater requiring synchronization with a base station. You can get it. Accordingly, the service using the repeater is activated in the time division redundancy system, and the system construction cost and the quality of the service can be greatly improved in the service of the shadow area such as the underground shopping store and the subway.
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