KR100718748B1 - 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기 - Google Patents

Abstract

본 발명에서 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기가 개시된다. 본 발명에 따른 초소형 중계기는 중계 시스템을 통한 이동통신 서비스를 제공받고, 오디오 기능이 탑재된 이동통신 단말로부터 제공되는 오디오 음향을 증폭하여 인-빌딩 공간상에 출력하고, 단말의 결합으로 단말을 충전하기 위한 초소형 중계기를 포함한다. 따라서, 본 발명은 인-빌딩 전파 음영지역에 위치한 이동통신 단말과 기지국 간의 무선통신 중계를 위한 초소형 중계기에 단말 사용자의 요구와 부합하는 미니 오디오 기능, 단말 충전기능 등의 부가 기능을 구현하기 위한 장치가 포함됨으로써, 사용자가 인-빌딩 내부공간에 설치된 초소형 중계기에 대한 거부감을 줄이고, 초소형 중계기에 내장된 부가기능을 활용하여 서비스 이용에 대한 만족도를 느낀다.

초소형 중계기, 이동통신

Description

부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기{IN-BUILDING REPEATER WITH ADDITIONAL FUNCTION}

도 1은 종래의 기술에 따른 초소형 중계 시스템을 도시한 구성도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 중계기를 개략적으로 도시한 구성도,

도 3은 도 2에 도시된 초소형 중계기를 도시한 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 초소형 중계기의 내부 구성도, 그리고

도 5는 도 3에 도시된 초소형 중계기의 또 다른 내부 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100, 400 : 초소형 중계기 110, 410 : 외부 안테나부

111, 411 : 패치 안테나 112, 415 : 저잡음 증폭기

120, 420 : 주 중계부 121, 421 : 바이어스-티

122, 412, 430, 431 : 증폭기 123, 429 : 내부 안테나

124, 428 : 스피커 125, 427 : 오디오 증폭기

126, 426 : 오디오 입력단자 127, 425 : 단말 충전단자

128, 424 : 충전기 입력단자 129, 423 : 전원 공급장치

200 : 이동통신 단말 300 : 충전기

413, 414, 422, 432 : 듀플렉서

본 발명은 인-빌딩 초소형 중계기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 이동통신망의 인-빌딩 시스템에 설비되는 초소형 중계기에 이동통신 서비스에 가입된 단말의 사용자가 요구하는 부가적인 기능을 추가한 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 서비스의 가입자 수가 폭발적으로 증가하면서 이에 따른 해당 서비스 영역의 확장과 전파 음영지역 해소에 대한 요구가 크게 증가되고 있는 실정이다. 이에 각 통신 사업자들은 해당 서비스 지역과 음영 지역에 추가로 기지국을 건설하거나, 중계기를 설치하여 이를 해결하고자 노력하고 있으며, 빌딩 내부나 지하공간과 같은 소규모 음영지역에 대해서는 효과적인 서비스를 제공하기 위하여 차별화된 다수의 초소형 중계기를 해당 전파 음영지역에 설치하고 있는 추세이다.

또한, 초소형 중계기는 크기가 매우 작고 소모 전력도 작은 편이나, 기존 중대형 중계기과 상이하지 않은 외관 구조를 가지고 있다. 중대형 중계기는 단말 사용자가 상주하고 있지 않는 곳에 설치되고 있지만, 초소형 중계기는 사용자가 상주하는 인-빌딩이나 외관상 관측 가능한 지하 공간 등의 전파 음영지역에 설치되는 경우가 많아 단말 사용자로 하여금 외관상 거부감을 불러 일으킬 소지가 다분했다.

이러한 일 예로, 사용자는 초소형 중계기의 전면에 액자 등의 보조물을 이용하여 중계기를 가리는 방안을 사용하고 있으며, 사용자에게 거부감을 주지 않고 효율적으로 전파 음영지역을 해소하기 위한 방편이 요구되었다.

한편, 도 1은 종래의 기술에 따른 초소형 중계 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 초소형 중계 시스템은 이동통신망의 소정 기지국으로부터 송출되는 전파를 비교적 양질의 전파환경에서 제공받기 위해 인-빌딩 외부에 설치한 외부 안테나, 외부 안테나에서 수신한 서비스 신호를 전원 공급장치에서 제공되는 전원으로 구동하는 증폭기에 의해 진폭이 증폭되고, 증폭된 신호를 내부 안테나를 통해 인-빌딩의 이동통신 단말로 전송하기 위한 초소형 중계기를 포함한다.

또한, 이러한 구조의 초소형 중계기의 설치 위치는 단말 사용자가 주로 상주하여 소지한 이동통신 단말을 사용하는 공간이다. 이 점을 착안하여 단말 사용자가 인-빌딩에 설치된 초소형 중계기로 인한 거부감을 느끼지 않도록 초소형 중계기의 기본 기능인 기지국과 이동통신 단말 간의 무선 중계하는 기능이 퇴보하지 않는 기술적인 문제를 고려하여 초소형 중계기에 사용자 편의의 부가 기능을 추가하여야 하는 방안을 고민하였다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 무선통신 중계하는 중계기의 기본 기능이 상쇄되지 않는 기술적 문제 이내에서 단말 사용자의 편의에 기초하여 이동통신망의 인-빌딩 시스템에 구비되는 초소형 중계기를 미디 오디오 기능, 단말 충전기능 등의 부가기능이 포함된 개량 초소형 중계기를 구현하기 위한 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초소형 중계기는, 이동통신망의 인-빌딩 시스템에 이용되는 전파 수신전용 또는 전파 송수신용 초소형 중계기로 구분되고, 상기 초소형 중계기는 소정의 음향기기와의 연결로 제공되는 오디오 음향을 증폭 시그널링을 통해 증폭하여 인-빌딩 공간상에 음향 출력하기 위한 오디오 모듈이 포함된 부가장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 부가장치는 상기 음향기기가 상기 초소형 중계기를 통해 이동통신 서비스를 제공받고, 오디오 기능이 탑재된 이동통신 단말인 경우, 외부전원을 공급받아 상기 이동통신 단말을 충전하기 위한 충전모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 초소형 중계기는 상기 이동통신망의 기지국과 양질의 전파환경으로 무선 통신하기 위한 외부 안테나부 및 상기 외부 안테나부와 전송선로로 연결되어 상기 기지국과 상기 이동통신 단말 간의 무선통신 중계를 위한 내부 안테나를 내장하고, 소정의 오디오 음향을 제공받기 위한 오디오 입력단자가 형성된 오디오 모듈과, 상기 이동통신 단말에 전원 공급을 위한 단말 충전단자를 구비한 충전모듈을 포함하는 주 중계부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인-빌딩 초소형 중계기의 바람 직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 사용자 편의의 초소형 중계기를 구현함에 있어서, 단말 사용자가 그 위치를 파악하기 어려운 중대형 중계기(미도시)와 비슷한 형상으로 인-빌딩에 설치되는 초소형 중계기(100)에 사용자가 소지한 이동통신 단말(200)로 자주 사용하는 부가 기능을 추가함으로써, 사용자가 자주 접하는 내부 공간에 설치된 상기 초소형 중계기(100)에 대한 거부감을 줄일 수 있다. 이에 있어서, 상기 초소형 중계기(100)에 부가되는 기능에 따라 설치 위치가 고정되는 것이 아니라, 사용자에 의해 유동 될 수 있는 구조도 가능하다. 따라서, 초소형 중계기(100)가 이동됨에 따른 인-빌딩 외부에 설치된 외부 안테나와 상기 초소형 중계기(100) 내부에 내장된 내부 안테나(123) 간의 분리도를 충분히 확보하지 못할 경우, 안테나 간의 전파 간섭으로 인해 상기 초소형 중계기(100)가 발진할 소지가 있으므로, 상기 외부 안테나(111) 및 내부 안테나(123)를 일정 전파구간을 지향하는 패치 안테나(111, 123)로 구현하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 중계기를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이동통신망의 인-빌딩 시스템에 이용되는 초소형 중계 시스템은, 이동통신 서비스에 가입한 사용자가 인-빌딩 외부에 위치할 경우에는 기지국(미도시)이나 중대형 중계기를 통해 이동통신 서비스를 제공받고, 여러 가지 요인의 전파 방해요소로 전파 음영지역으로 형성되는 인-빌딩에서는 설치된 초소형 중계기(100)를 통해 사용자가 가입한 이동통신 서비스를 제공받을 수 있으며, 오디오 기능이 탑재되어 통상 이용되는 이동통신 단말(200) 및 상기 이동 통신 단말(200)로부터 오디오 음향을 제공받아 내장된 오디오 모듈에 의한 음향 가공 프로세싱을 실행하여 구비된 스피커(124)를 통해 인-빌딩 공간상에 출력하기 위한 본 발명이 초소형 중계기(100)를 포함한다.

상기 초소형 중계기(100)는 이동통신망의 기지국(미도시)과 더욱 효율적으로 자유공간상의 전파를 송수신하기 위해 인-빌딩 외부에 설치된 외부 안테나부(110)와 사용자가 직접 사용하는 내부 공간에 설치되는 주 중계부(120)로 구분된다. 상기 주 중계부(120)는 기지국(미도시)과 무선통신 하는 외부 안테나부(110)와 소정의 전송선로로 연결되어 사용자가 소지하는 이동통신 단말(200)과 무선 중계하기 위한 내부 안테나(123)가 내장된다. 또한, 상기 외부 안테나부(110)의 외부 안테나(111)와 상기 내부 안테나(123)는 지향하는 전파 송수신 범위에 따라 전파 간섭이 일어날 소지가 매우 크므로 각 안테나를 일정 지점을 지향하는 패치 안테나(111, 123)로 구현하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 초소형 중계기(100)에 추가될 수 있는 부가 기능으로 미니 오디오 기능, 이동통신 단말(200)의 충전 기능 등이 포함된다. 대표적으로, 상기 미니 오디오 기능과 상기 충전 기능을 초소형 중계기(100)에 구비하기 위해 상기 주 중계부(120)는 여러 종류의 코덱에 따른 오디오 기능이 탑재된 이동통신 단말(200)로부터 오디오 음향을 제공받기 위해 오디오 입력단자(126), 인가된 오디오 음향을 증폭하기 위한 증폭기(125) 및 인-빌딩으로 음향 출력하기 위한 스피커(124)를 포함하는 오디오 모듈을 포함한다.

또한, 상기 주 중계부(120)는 외부 전원을 제공받기 위한 충전기(300)를 내 장형 또는 외장형으로 구비되고, 상기 충전기(300)가 외장형으로 구비되면 상기 충전기(300)와 전원 연결하기 위해 구현되는 충전기 입력단자(128)가 구비되며, 상기 충전기(300)에서 제공하는 전원을 이동통신 단말(200)에 제공하기 위한 단말 충전단자(127)를 포함하는 충전모듈을 주기능 이외에 부가적으로 구현할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 초소형 중계기(100)를 도시한 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인-빌딩 초소형 중계기(100)는 빌딩 외부에 설치되어 기지국(미도시)과의 전파 송 수신 효율이 우수한 패치 안테나(111)로 구비된 외부 안테나부(110), 인-빌딩에 설치되어 상기 이동통신 단말(200)과의 결합으로 오디오 입력단자(126)를 통해 단말로부터 오디오 음향을 제공받아 소정의 설정에 따라 증폭하여 스피커(124)를 통해 사용자가 활동하는 내부 공간상으로 음향을 출력하는 구조인 주 중계부(120)로 이루어진다. 상기 오디오 입력단자(126) 및 상기 충전단자는 이동통신 서비스에 가입한 사용자의 이동통신 단말(200)이 상기 주 중계부(120)의 착탈부에 삽입됨으로써, 상기 이동통신 단말(200)의 충전 및 단말에 저장된 오디오 음향이 상기 주 중계부(120)로 제공될 수 있도록 이동통신 단말(200)의 충전 포트(미도시) 및 오디오 포트(미도시)에 대응하여 상기 착탈부의 일측에 형성되는 것이 바람직한 구성이다.

또한, 도시된 바와 같이, 주 중계부(120)에 내장형으로 구비된 스피커(124)는 별도의 외장형 스피커(미도시)로 구현하는 것도 가능하다. 물론, 상기 주 중계부(120)에 추가로 오디오 포트(미도시)를 형성하여 상기 외장형 스피커(미도시)를 추가로 전송선로를 통해 연결함으로써, 더욱 사용자의 기호에 부합하도록 인-빌딩 내부 공간에 써라운드 음향을 제공할 수도 있다.

마찬가지로, 상기 이동통신 단말(200)의 결합으로 소기의 기능이 실현되는 구조인 상기 단말 충전단자(127) 및 상기 오디오 입력단자(126)를 구비한 주 중계부(120)는 충전 포트(미도시) 및 오디오 입력포트(미도시)를 형성함으로써, 유선 전송선로로 상기 이동통신 단말(200)과 소기의 기능을 위해 연결되는 것도 가능하지만, 사용자의 편의성이 떨어짐에 따라 단말 착탈형으로 형성되는 것이 더 바람직하다.

도 4는 도 3에 도시된 초소형 중계기(100)의 내부 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 초소형 중계기(100)는 이동통신 단말(200)의 용도에 따라 기지국(미도시)에서 전송하는 전파만을 수신하는 구조로 이루어진 경우이다. 일례로, 최근 DMB 방송 서비스에서 상기 방송 서비스에 접속하기 위한 DMB 단말(200)은 기지국(미도시)에서 전송하는 전파만을 수신하면 된다. 따라서, 초소형 중계기에 구비된 외부 안테나부(110)는 인-빌딩 외부에 설치되어 기지국(미도시)으로부터 전파를 수신하기 위한 패치 안테나(111) 및 상기 수신용 패치 안테나(111)로부터 인가되는 전파 수신신호의 잡음을 최소로 줄이기 위한 저잡음 증폭기(112)로 이루어진다. 더 나아가, 상기 저잡음 증폭기(112)는 효율적으로 수신된 전파의 잡음을 줄이기 위해 외부 안테나부(110)에 구비한 것이나, 전파 신호의 질이나 초소형 중계기(100) 설치의 편리성 등을 고려하여 상기 저잡음 증폭기(112)를 주 중계부(120)에 편입할 수도 있다.

또한, 초소형 중계기(100)의 주 중계부(120)는 외부 전원을 제공받아 단말 (200)에 전원 공급하기 위한 충전기(300)가 외장형으로 구비된 경우, 충전기(300)와 전원 연결하기 위한 충전기 입력단자(128)를 통해 전원 공급받은 전원 공급장치(129)가 이동통신 단말(200)과의 결합으로 단말 충전단자(127)를 통해 단말을 충전시킨다. 상기 전원 공급장치(129)는 능동형 소자인 증폭기(122), 바이어스-티(121), 및 오디오 증폭기(125) 등의 소자에 전원을 공급하여야 한다. 아울러, 상기 바이어스-티(121)는 외부 안테나부(110)에 내장된 저잡음 증폭기(112)에 전원을 공급하기 위하여 상기 외부 안테나부(110)와 주 중계부(120)를 연결하는 전송선로 상에 설치된다.

더 나아가, 주 중계부(120)는 외부 안테나부(110)로부터 전파 수신신호를 제공받고, 신호의 진폭을 증폭하여 내부 안테나(123)를 통해 인-빌딩 내부 공간의 이동통신 단말(200)로 전송한다. 또한, 주 중계부(120)는 오디오 입력단자(126)에 체결된 이동통신 단말(200)로부터 소정의 오디오 음향을 제공받아 오디오 증폭기(125)를 통해 증폭한 신호를 스피커(124)로 인가함으로써, 인-빌딩 내부공간으로 음향 출력한다.

한편, 상기 오디오 증폭기(125)는 상기 오디오 입력단자(126)를 통해 인가되는 음향 신호를 고정 증폭 시그널링으로 증폭하도록 설정되거나, 사용자가 상기 음향 신호를 가변 설정한 증폭률로 증폭 시그널링을 실행하도록 구현하는 것이 가능하다.

도 5는 도 3에 도시된 초소형 중계기(400)의 또 다른 내부 구성도이다. 도시된 바와 같이, 상기 초소형 중계기(400)는 이동통신 단말(200)의 용도에 따라 기지 국(미도시)과 양방향 무선 통신하는 구조로 이루어진 경우이다. 일례로, 이동통신 서비스를 이용하는 휴대폰 등이 이러한 경우이다.

초소형 중계기(400)의 외부 안테나부(410)는 기지국(미도시)과의 원활한 무선통신을 위해 패치 안테나(411)가 구비되고, 이동통신망의 기지국(미도시)으로부터 전송되는 전파 신호를 상기 패치 안테나(411)로 수신하여 인-빌딩 내의 이동통신 단말(200)로 전송하거나, 이동통신 단말(200)에서 수신된 전파신호에 응답하여 기지국(미도시)으로 전송하기 위한 전파 송신신호를 상기 패치 안테나(411)를 통해 전송하기 위해 듀플렉서(413, 414) 및 저잡음 증폭기(415)를 포함하여 조합한 전파 송수신 회로가 구비된다.

또한, 초소형 중계기(400)의 주 중계부(420)는 외장형으로 구비된 충전기(300)로부터 충전기 입력단자(424)를 통해 전원 공급을 받는 전원 공급장치(423)는 이동통신 단말(200)이 상기 주 중계부(420)에 체결되면 단말 충전단자(425)를 통해 단말(200)에 전원을 공급한다. 아울러, 상기 전원 공급장치(423)는 능동형 소자인 증폭기(430, 431), 바이어스-티(421) 및 오디오 증폭기(427) 등에 전원을 공급하며, 상기 바이어스-티(421)는 외부 안테나부(410)의 저잡음 증폭기(415)에 전원을 공급하기 위해 구비된다. 물론, 상기 저잡음 증폭기(415)가 주 중계부(420)로 포함된다면, 상기 바이어스-티(421)는 불필요한 구성이다.

더 나아가, 상기 주 중계부(420)는 외부 안테나부(410)로부터 전송선로를 통해 제공되는 전파 수신신호를 증폭기(430, 431) 및 듀플렉서(422, 432)를 포함하는 증폭회로를 거쳐 지향성 안테나인 내부 안테나(429)를 통해 인-빌딩 내부 공간의 이동통신 단말(200)로 전송한다. 마찬가지로, 주 중계부(420)는 상기 전파 수신신호에 응답하는 이동통신 단말(200)로부터 전송되는 전파 송신신호를 상기 내부 안테나(429)를 통해 제공받아 증폭과정을 거쳐 외부 안테나부(410)를 통해 기지국(미도시)으로 전송한다. 또한, 주 중계부(420)는 오디오 입력단자(426)에 체결된 이동통신 단말(200)로부터 소정의 오디오 음향을 제공받아 오디오 증폭기(427)를 통해 증폭한 신호를 스피커(428)로 인가함으로써, 인-빌딩 내부 공간으로 음향 출력한다.

한편, 상기 오디오 증폭기(427)는 상기 오디오 입력단자(426)를 통해 인가되는 음향 신호를 고정 증폭 시그널링으로 증폭하도록 설정되거나, 사용자가 상기 음향 신호를 가변 설정한 증폭률로 증폭 시그널링을 실행하도록 구현하는 것이 가능하다.

추가로, 기지국(미도시)과 양방향 무선통신 또는 단방향 무선통신하는 상기 초소형 중계기(100,400)의 상기 주 중계부(120, 420)는 이동통신 단말(200)과의 결합으로 미니 오디오 기능을 구현하는 것이지만, 상기 이동통신 단말(200)에서 제공하는 오디오 음향만이 아니라, CD 플레이어나 MP 3 플레이어 등과 같은 음향 기기가 연결되어 상기 주 중계부(120, 420)에 오디오 음향을 제공하는 것도 바람직하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있 음을 이해할수 있을 것이다.

따라서, 본 발명에서는 기지국과 인-빌딩 전파 음영지역에 위치한 이동통신 단말 간의 무선통신을 중계하는 초소형 중계기의 기본 기능이 상쇄되지 않는 기술적 범위를 고려하여 상기 초소형 중계기에 단말 사용자의 요구에 부합하는 미디 오디오 기능, 단말 충전기능 등의 부가 기능을 위한 장치를 내장함으로써, 단말 사용자가 활동하는 인-빌딩에 설치되는 초소형 중계기를 설치하면서 사용자의 거부감을 최소로 줄이고, 사용자는 초소형 중계기에 구비된 단말 충전기능, 미니 오디오 기능 등을 활용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 이동통신망의 인-빌딩 시스템에 이용되는 전파 수신전용 또는 전파 송수신용 초소형 중계기에 있어서,

   상기 초소형 중계기는 소정의 음향기기와의 연결로 제공되는 오디오 음향을 증폭 시그널링을 통해 증폭하여 인-빌딩 공간상에 음향 출력하기 위한 부가장치를 포함하며,

   상기 음향기기가 상기 초소형 중계기를 통해 이동통신 서비스를 제공받고, 오디오 기능이 탑재된 이동통신 단말인 경우, 상기 초소형 중계기는,

   상기 이동통신망의 기지국과 양질의 전파환경으로 무선 통신하기 위한 외부 안테나부; 및

   상기 외부 안테나부와 전송선로로 연결되어 상기 기지국과 상기 이동통신 단말 간의 무선통신 중계를 위한 내부 안테나를 내장하고, 소정의 오디오 음향을 제공받기 위한 오디오 입력단자가 형성된 오디오 모듈과, 상기 이동통신 단말에 전원 공급을 위한 단말 충전단자를 구비한 충전모듈을 포함하는 주 중계부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 안테나부 및 상기 내부 안테나는

   서로의 전파 간섭을 줄이기 위한 분리도 확보를 위해 전파 지향성을 갖는 패치 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 외부 안테나부는

   상기 패치 안테나로 수신된 전파의 잡음을 필터링하고, 최소 잡음지수를 갖는 수신전파를 상기 주 중계부로 제공하기 위한 저잡음 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 주 중계부는

   상기 오디오 입력단자를 통해 인가되는 음향 신호를 고정 증폭 시스널링에 의해 증폭하거나, 상기 음향 신호를 가변 설정된 증폭률을 토대로 증폭 시스널링하여 증폭하는 것을 특징으로 하는 부가기능을 갖는 인-빌딩 초소형 중계기.

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