KR100931861B1

KR100931861B1 - 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치

Info

Publication number: KR100931861B1
Application number: KR1020090043533A
Authority: KR
Inventors: 김병철
Original assignee: 주식회사 위다스
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2009-12-15
Also published as: JP2010273318A

Abstract

본 발명은 기지국으로부터 수신되는 무선통신 시스템의 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 기지국측과 단말기측의 각각의 듀플렉서부(10, 15)와; 기지국(1)으로부터 수신된 신호를 단말기(5)로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부(51), 하향 중계대역 선택부(53), 하향신호 송신부(55), 하향전력증폭기(57)로 된 하향중계수단과; 수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하는 검색대역 선택부(20); 선택된 대역에 대해 시스템정보를 취득하는 시스템 정보 취득부(30); 중계하여야 할 대역을 선택하고 적절한 제어신호를 발생하는 중계대역 결정부(40)와; 가입자 단말기(5)로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부(61), 상향 중계대역 선택부(63), 상향신호 송신부 (65) 및 상향 전력증폭기 (67)로 된 상향중계수단으로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

중계기, 식별정보, 중계기 제어방법, 시스템 식별정보, 중계 대역선택부, 하향 중계수단, 상향 중계수단

Description

시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치{Method and Apparatus for Controlling Repeater with System Identification Information}

본 발명은 기지국으로부터 수신되는 무선통신 시스템의 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중계 대상 신호를 제공하는 사업자가 변경되는 경우나 중계 대상주파수가 변경되는 경우에 자동으로 송출 대역을 변경하거나 제한하는 중계기 제어방법과 이를 이용한 중계기 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 무선통신 서비스 영역 내 음영지역을 해소하기 위하여 사용되는 중계장치는 사업자가 구매, 설치 및 관리를 해 왔으나, 무선국 허가가 필요없는 일부 옥내형 소출력 중계기는 일반 사용자가 직접 구매하여 설치가 가능하므로 그 편이성과 경제성으로 인해 보급이 확산되고 있는 실정이다.

이동통신 및 방송 등 무선 주파수 스펙트럼은 보통 국가가 관리하는 자원으로서 그 중 일부는 정해진 기간 동안 해당 주파수에 대해 사업권을 획득한 서비스 사업자가 주어진 용도에 따라 사용하고 다시 반납하거나, 기존 TV 방송 주파수를 이동통신용으로 전환한다는 등 주파수 재편 계획에 따라 용도나 사용권자가 변경되는 일이 있 다.

또 동일한 사업자가 해당 주파수 대역을 사용하는 기존 기지국에 대해 대역 일부, 또는 전체 대역을 새로운 통신 표준으로 진화시키거나, 새로운 형태의 기지국 등으로 변경 사용하는 경우가 있는 데, 예를 들면 CDMA에서 LTE(Long-Term Evolution)로 진화한다든지 옥외기지국의 일부 대역을 펨토셀(Femtocell) 기지국으로 전용하는 경우를 들 수 있다.

일본국 공개특허 2008-301086(무선 중계장치 및 무선중계장치의 제어방법)에서는, 기지국으로부터 수신된 소위 영역정보로부터 해당 중계기가 서비스를 해야 할 영역 내에 있는지 영역 밖에 있는 지를 판단하고, 서비스 영역 밖에 있는 경우 중계기의 동작을 차단하도록 구성하고 있다. 또 GPS로부터 수신된 영역 정보를 이용하여 중계기가 서비스 영역 밖에 있는 경우, 중계기능을 차단하도록 구성하고 있는 것이다.

그런데, 이동통신 시스템에서는 서비스대역을 하나 이상의 대역으로 분할하여 다중 반송파(Multicarrier)를 사용함으로써, 가입자가 분할된 대역 중 하나만을 사용하도록 제한하는 주파수 배분방식(Frequency Allocation)을 이용한다. 또 통신표준 진화를 시작할 경우 기존의 단말기를 지원하기 위하여 상기 분할된 다수의 반송파 중 일부부터 적용하는 경우가 대부분이다.

또한 음영 해소를 위해 중계기 대신 펨토셀(Femtocell) 기지국과 같은 소규모 기지국을 사용할 경우에는, 전체 서비스 대역 중 일부의 반송파 대역을 펨토셀이 서비스하도록 하는 경우가 많다. 이러한 경우, 중계기는 그 중계기의 특성에 부합하지 않는 통신표준을 사용하는 대역은 중계하지 않아야 하고, 중계 가능한 새로운 대역을 선택하거나 펨토셀이 사용하고 있는 주파수 대역을 피하여 중계가 필요한 대역만을 선택적으로 중계하여야 할 경우가 있다.

예로서, CDMA를 사용하던 사업자가 CDMA용 중계기를 설치하였다가 동일 대역 일부를 LTE표준으로 진화하는 경우, 기존의 CDMA 표준에서 요구되는 특성과 LTE 표준에서 요구되는 특성이 상이한 부분이 있으므로 지원할 수 없는 경우가 있다. 펨토셀 기지국이 설치 운용되는 영역에서 중계기가 작동하면 송출신호가 타 펨토셀이나 옥외 기지국과 상호 간섭하여 통화의 품질을 떨어뜨리는 경우를 들 수 있다. 또한 해당 주파수 대역 전체나 일부의 사용권자가 변경되어, 기존에 사용되던 중계기의 동작 대역 일부나 전체를 차단해야 하는 경우가 있다.

종래의 중계기술은 중계기가 작동되는 영역에 따라 중계기의 작동을 지속, 혹은 중단하기 때문에 중계대상 신호의 주파수 대역 또는 반송파에 따른 선택적 통제가 불가능하여 중계기의 사용 효율과 효과 및 경제성을 저하시키게 된다는 문제가 있다. 또한 중계기의 작동을 중단 시킬 때 전력증폭기의 신호 경로를 차단하는 방식을 사용함으로써 무신호시에도 전력을 소모하고 잡음을 송출한다는 문제점이 있다. 이에 본 발명자는 종래의 중계기술이 단순히 증폭기의 입력신호 경로를 차단하여 입력신호의 대역구분 없이 전체를 차단하는 방식인 데 비하여, 입력신호를 반송파별로 대역을 분리하여 차단이 필요한 반송파만 차단 할 수 있는 수단을 고안하고, 반송파 전체를 차단 할 때에는 신호를 차단하지 않고 소모전력이 큰 전력증폭기의 동작을 중지시키는 방법을 강구하였다.

본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 시스템 식별정보를 이용하여 중계기를 사용하는 사업자가 변경되는 경우나 중계 대상주파수가 변경되는 경우에 자동으로 송출 대역을 제한할 수 있는 중계기 제어방법과 이를 이용한 중계기 장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기지국측과 단말기측의 각각의 듀플렉서부(10, 15)와; 기지국(1)으로부터 수신된 신호를 단말기(5)로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부(51), 하향 중계대역 선택부(53), 하향신호 송신부(55), 하향전력증폭기(57)로 된 하향중계수단과; 수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하는 검색대역 선택부(20); 선택된 대역에 대해 시스템정보를 취득하는 시스템 정보 취득부(30); 중계하여야 할 대역을 선택하고 적절한 제어신호를 발생하는 중계대역 결정부(40)와; 가입자 단말기(5)로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부(61), 상향 중계대역 선택부(63), 상향신호 송신부 (65) 및 상향 전력증폭기 (67)로 된 상향중계수단으로 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구체적 특징은, 기지국측과 단말기측의 각각의 듀플렉서부(10, 15)와; 기지국(1)으로부터 수신된 신호를 단말기(5)로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부(51), 하향신호 송신부(55), 하향전력증폭기(57)로 된 하향중계수단과; 수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하도록 주파수 변환부 (97) 와 대역 여파기(98)로 된 검색대역 선택부(20); 선택된 대역에 대해 시스템정보를 취득하도록 주파수 역확산기(31), 역다중화기(32), 복호기(33) 및 시스템 정보추출기(34)로 된 시스템 정보 취득부(30); 중계하여야 할 대역을 선택하고 적절한 제어신호를 발생하도록 시스템 식별정보 데이터베이스(41), 비교기 (42), 중계대역 결정기(43), 기준시각 발생기(44) 및 반송파 검색제어기(45)로 된 중계대역 결정부(40)와; 가입자 단말기(5)로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부(61), 상향신호 송신부 (65) 및 상향 전력증폭기 (67)로 된 상향중계수단을 구성된 것이다.

본 발명의 중계제어방법은, 기지국측과 단말측 각각의 듀플렉서부와, 기지국으로부터 수신된 신호를 단말기로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부, 하향 중계대역 선택부, 하향신호 송신부, 하향전력증폭기로 된 하향중계수단과, 수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하는 검색대역 선택부, 시스템 정보 취득부, 중계대역 결정부와, 가입자 단말기로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부, 상향 중계대역 선택부, 상향신호 송신부 및 상향 전력증폭기로 된 상향중계수단을 구비하여; 전원이 인가되면 모든 상향, 하향 반송파에 대해 중계 전력을 차단하는 단계; 검색할 반송파대역을 정하고 그에 맞도록 주파수변환을 제어하는 검색 대상 반송파 대역 선택단계; 선택된 반송파에 실려 있는 시스템 정보를 복호하고 추출하는 시스템 정보 취득단계; 시스템 정보 취득부에서 시스템 목록을 만들어 관리하는 시스템 목록 경신단계; 이어 더 이상 탐지되는 기지국이 없으면 그 반송파에 대한 시스템 정보취득을 종료하고 그렇지 않으면 계속 다른 기지국에 대 한 시스템 정보를 취득하는 단계; 시스템 목록에서 가장 강한 신호의 세기를 갖는 신호의 시스템 정보를 선택하는 단계; 상기 경신단계에서 선택된 시스템정보가 중계 대상 신호인지를 판단하는 단계; 상기 판단단계에서 중계 대상신호가 아니면 해당 반송파의 중계를 중단하도록 중계대역 선택부를 제어하고, 아니면 중계를 계속하면서 검색대역을 초기화하는 단계; 및 상기 시스템 정보 취득단계로부터 제어 단계까지를 무한히 반복하는 단계로 된 것을 그 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하향신호의 시스템식별 정보를 이용하여 중계할 서비스대역을 선택하는 중계기 제어 장치 및 제어 방법을 실현할 수 있다. 또한, 본 발명은 시스템 정보에 근거하여 상향, 하향 전력증폭기의 전력증폭소자의 동작을 지속 혹은 중지시킴으로써 중계를 지속 혹은 중지하는 중계기 제어장치 및 그 제어 방법을 구현할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 주파수 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명은 기지국측과 단말측 각각의 듀플렉서부(10, 15)와, 기지국(1)으로부터 수신된 신호를 단말기(5)로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부(51), 하향 중계대역 선택부(53), 하향신호 송신부(55), 하향전력증폭기(57)로 된 하향중계수단과, 수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하는 검색대역 선 택부(20), 시스템 정보 취득부(30), 중계대역 결정부(40)와, 가입자 단말기(5)로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부(61), 상향 중계대역 선택부(63), 상향신호 송신부 (65) 및 상향 전력증폭기(67)로 된 상향중계수단으로 구성하고 있다.

즉, 상기 기지국측 듀플렉서부(10)는 하향신호 수신부(51)와 상향 전력증폭기 (67)가 연결되는 한편 단말기측 듀플렉서부(15)는 상향신호 수신부(61)와 하향 전력증폭기(57)가 연결되고 있다. 상기 하향신호 수신부(51)와 하향 전력증폭기 (53)사이에 검색대역 선택부(20)가 연결되는 바, 상기 중계대역 결정부(40)는 상향/하향 중계대역 선택부(53, 63), 검색대역 선택부(20) 및 상향/하향 전력증폭기(57, 67)가 각각 연결되고 있다.

기지국측 듀플렉서부(10)는, 주파수분할이중화 방식의 시스템에서는 기지국(1)으로부터 수신하는 신호의 주파수 대역과 기지국(1)으로 송신하는 신호 주파수 대역의 차이를 이용하여 분리하는 역할을 하고, 시분할이중화 방식의 시스템에서는 수신신호와 송신신호 각각에 할당된 시간에 따라 수신신호와 송신신호를 분리하여 주는 역할을 한다. 그러므로, 기지국(1)으로부터 수신된 신호는 하향신호 수신부 (51)로 전달되는 한편, 상향전력 증폭기(67)의 출력을 안테나를 거쳐 기지국(1)으로 송출한다.

상기 하향중계수단중에서 하향신호 수신부(51)는 대역여파기를 이용하여 타대역 신호 등 RF 대역의 잡음을 제거하고, 저잡음증폭기 등으로 수신된 신호를 적절히 증폭한다. 필요에 따라서는 이 신호를 IF주파수로 천이하여 재여파하는 IF 신호처리 기를 포함할 수도 있다.

하향 중계대역 선택부(53)에서는 도시된 바와 같이 하나 이상의 대역 여파기나 그와 동일한 기능의 신호처리부를 갖추고 있어, 후술할 중계대역 결정부(40)의 제어신호에 따라 전체 서비스 대역을 분할하여 그 중 일부대역의 신호를 억제하거나 통과시킬 수 있다. 이렇게 하여 선택된 대역은 하향신호 송신부(55)로 출력되고 있다.

중계대역 선택부는 도시된 바와 같이 중계하여야 할 N개의 반송파에 대응하는 N개의 대역여파기와 그 출력을 차단 혹은 접속할 수 있는 스위치로 구성할 수 있다. 그러나 시스템의 복잡도를 줄이기 위해 도 2 에서와 같이 N개의 반송파에 대해 N보다 적은 M개의 대역여파기(81 -- 83)와 스위치(84 -- 86) 등으로 구성할 수도 있다.

도 2 는 각 반송파의 대역폭과 중심주파수를 변경할 수 있는 대역선택부의 제 1 실시예를 상세히 도시해놓은 것으로, 하향/상향 수신부출력이 가변 대역여파기 (81 -- 83)와 스위치(84 -- 86)를 매개로 선택된 중계대역신호로 되는 바, 이는 상향 중계대역 선택 제어신호가 여파대역제어기(88)와 접속제어기(87)에 의해 해당 대역여파기와 스위치를 선택하게 된다.

이 경우에는 중계대역 결정부(40)가 대역여파기를 최적의 조합으로 사용할 수 있는 알고리즘을 갖추고 있다. 또 각 대역여파기의 대역폭이 조절되는 M개의 대역여파기를 사용하고 중계대역 결정부(40)나 대역여파제어기를 통해 통과 대역폭을 최적으로 제어할 수도 있다.

바람직하게는 도 3 에 나타낸 것과 같이 AD변환기(91), 프로그래머블 디지털 필터(92), DA변환기(93) 및 클록발생 및 제어로직(95)과 필터계수 발생기(94)로 구성된 디지탈 신호처리기를 사용할 수도 있다.

도 3 은 디지털 신호처리를 이용한 대역선택부의 제2실시예를 도시해 놓은 것으로, 하향/상향 수신부출력이 AD 변환기(91)로 공급되는 한편 DA 변환기(93)를 통해 선택된 중계대역신호가 출력되는 데, 이는 상향중계대역 선택제어신호가 공급되는 필터계수발생기(94)에 의해 프로그래머블 디지털필터(92)가 제어된다. 상기 디지털필터(92)는 필터 계수의 변경으로 대역폭, 반송파 대역수, 대역 통과특성까지 비교적 자유롭게 선택할 수 있다.

특히, 디지털 간섭제거 신호처리기능 등을 함께 구현하는 중계기에서는 이러한 디지털 신호처리를 사용함으로써 간섭신호처리기와 일부 혹은 전체 자원을 공용으로 사용하여 경제적이고도 효과적으로 중계대역을 선택할 수 있다.

도 1 에 도시된 하향중계수단에서 하향신호 송신부(55)는 선택된 중계대역 신호를 다시 증폭하고, 하향신호 수신부(51)에서 IF 대역으로 천이된 경우는 이를 다시 RF 대역으로 천이하는 역할을 한다. 따라서, 하향신호 송신부(55)는 하향 전력증폭기(57)를 구동시킨다.

하향 전력증폭부(57)는 RF대역의 신호를 안테나를 통해 단말기측으로 송신할 수 있도록 정해진 수준의 전력으로 증폭하는 역할을 한다.

검색대역 선택부(20)는 예컨데 WCDMA, CDMA2000 1x, CDMA2000 1x EV-DO등과 같이 기지국 신호가 다중 반송파를 사용하여 각 반송파를 독립적으로 운용하는 경우, 각 반송파마다 시스템 정보를 송출한다. 또 이러한 경우 반송파별로 통신표준의 진화를 실시하거나 반송파 일부를 펨토셀과 같은 새로운 기지국에 할당할 수 있다. 이때 통신 표준에 따라, 또는 기지국특성에 따라 중계를 제한할 필요가 생기므로 중계할 대역인지 아닌지를 판단하기 위해서는 이들 각각에 대한 시스템 정보를 검색할 필요가 있다.

검색대역 선택부(20)는 이러한 역할을 수행하기 위해 도 4 에서와 같이 주파수 변환부(97)와 대역 여파기(98)를 갖추어 이후에 시스템 정보 취득을 수행할 대역을 차례로 선택할 수 있도록 한다. 이 부분은 아날로그 회로로 구현할 수도 있고 디지탈신호처리를 통해 구현할 수도 있다.

시스템 정보 취득부(30)는 선택된 대역에 대해 시스템정보를 취득한다. 여기서 시스템 정보라고 하면 CDMA2000 1x의 경우 System ID 등이고, CDMA2000 1x EV-DO의 경우 sector ID 등인 것이다. 이러한 정보는 대체로 파이롯트채널(Pilot channel)이나 콘트롤채널(Control channel)에 포함되어 있으며, 예컨데 WiMax등과 같은 그 외의 표준에서도 유사한 정보를 전송하여 단말기가 인식할 수 있도록 하고 있다.

도 5 에 CDMA 방식의 시스템에서 시스템정보를 추출하는 신호처리흐름을 나타내고 있다. 여기서 주파수 역확산기(Despread : 31)는 PN code등으로 대역확산된 신호로부터 직교부호(예를 들면 Walsh code) 등으로 다중화된 심볼을 복구하는 과정이다.

역다중화기(32)는 직교부호의 직교성을 이용하여 다중화되기 전의 각 심볼로 분리하는 과정이고, 복호기(33)는 분리된 심볼의 비트 정보를 탐지하여 디인터리빙 및 콘보루선널 디코딩(convolutional decoding)이나 터보 디코딩(turbo decoding) 등 을 수행한다. 복호가 되면 시스템정보를 포함하는 패킷이 얻어지는 데, 시스템 정보 추출기(34)는 이 패킷으로부터 통신표준에 정해진 규칙에 따라 시스템 정보를 찾아 출력하는 역할을 수행한다.

중계대역 결정부(40)는 도 6 에 나타낸 예에서와 같이 이미 시스템 식별정보 데이타베이스(41)를 가지고 있어, 이 데이타베이스(41)에 저장된 시스템정보와 추출된 시스템 정보를 비교기(42)에서 비교하여 중계하여야 할 대역을 선택하고 적절한 제어신호를 발생한다.

저장된 시스템 정보에는 중계가부가 함께 포함되어 있을 수도 있고, 중계하여야 할 신호의 시스템 정보만 저장하거나 중계하지 말아야 할 시스템정보만을 저장한 경우에는 중계가부를 포함하지 않을 수도 있는데, 이 경우에는 결정알고리즘이 사전에 적절히 프로그램되어 저장된 시스템정보와 일치하는 시스템정보가 추출된 반송파 대역과 일치하지 않는 시스템정보가 추출된 반송파 대역의 중계가부를 쉽게 결정할 수 있도록 한다. 중계대역 결정기(43)에는 반송파 검색대역을 선택할 수 있도록 제어신호를 발생한다.

또한, 필요에 따라 시각 정보를 제공하는 기준시각 발생기(44)를 두어서 결정 기준을 바꿀 수도 있다. 주파수분할 이중화 방식에서는 상향반송파와 하향 반송파가 짝지어져 있어서 하향 중계대역이 정해지면 그에 대응하는 상향 중계대역도 바로 결정된다. 시분할다중화 방식에서는 단일 대역에서 이중화를 하므로 상향대역과 하향대역이 동일하다. 따라서 시분할 다중화 방식에서는 상향과 하향에 대해 동일한 하드웨어를 시분할하여 사용할 수도 있다.

반송파 검색제어기(45)는 시스템 식별정보 데이타베이스(41)와 중계대역 결정기(43)를 제어하게 되는 데, 상기 중계대역 결정기(43)에서는 경우에 따라 하향/상향 중계대역 제어신호를 사용하지 않을 수도 있다.

즉, 반송파대역 전체에 대해 중계가 필요 없는 경우, 또는 중계할 반송파대역이 분리되지 않거나 반송파대역이 하나뿐인 경우에는 도 7 에서와 같이 중계대역 선택부가 없이 중계기 소모전력을 줄일 수 있도록 상향, 하향 전력증폭기(67, 57)의 전력증폭회로의 바이어스를 차단하는 등의 방법으로 전력증폭기의 동작을 중지시키는 섯트다운(Shut-down)동작을 사용할 수 있다.

도 7 은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 주파수 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치를 설명하기 위한 구성도이다. 이는 입력 신호를 차단하여 중계를 정지하는 종래의 방식보다 소모전력을 줄일 수 있는 장점이 있으며, 전력 증폭기의 수명을 연장하고 잡음과 발열을 억제하는 효과도 있다.

또한 이때 하향신호 수신부(51), 검색대역 선택부(20), 시스템정보 취득부 (30), 중계대역 결정부(40)의 전원만을 유지한 채 나머지 기능 블럭의 전원을 차단할 수도 있다. 이는 기지국 등의 이상으로 시스템정보가 취득되지 않아서 중계기능이 정지된 경우에 소모전력을 최소화하면서 대기 상태로 있다가, 기지국이 정상으로 회복되면 바로 동작을 재개할 수 있다는 장점도 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에서는 소모전력이 가장 큰 전력증폭회로나 소자의 동작을 중지시키는 방법인 데, 보통 전력증폭기에는 전력증폭소자를 제어하는 섯다운 모우드(shut-down mode)라는 것이 있고, 사용되는 대부분의 RF 전력 증폭기가 A 급 증폭기이므로 신호가 없을 때에도 전력소모가 매우 큰 반면 바이어스전류를 차단하는 등의 섯다운 모우드에서는 소모전력이 미미하다. 이는 전원공급은 유지한 채 전력 증폭만 중지시키는 상태이다.

그러므로, 본 발명에서는 중계기의 일부 전원을 유지한 채 중계 기능을 중지시키는 방식에 대해 언급하게 되는 바, 이 부분이 중요한 이유는 기존의 방식보다 개선된 방법이면서 기존의 조건을 모두 충족시키는 발명일 뿐 아니라, 중계대역 선택부가 필요 없는 간소한 장치에도 적용할 수 있기 때문이다. 본 발명자는 본 발명을 구현하면서 종래 발명의 기능면에서 발상한 스위치가 아니라 섯다운 모우드로도 사용하여 중계를 정지시킬 수 있도록 구현시킨 것이다.

도 1 또는 도 7 에 도시된 시스템정보취득부(30)나 중계대역 결정부(40)는 디지털 중앙처리장치를 근간으로하는 원칩 마이컴(micro computer)으로서 구현할 수도 있다. 또한, 디지털 신호처리 프로세서(Processor) (DSP)로 구현할 수도 있고, FPGA등을 이용한 디지털 논리회로로 구현할 수도 있으며, ASIC (Application Specific Integrated Circuit)이나 SoC (System on Chip), 상용모뎀 및 이들의 조합으로 구현 할 수 있다. 또한 일부 기능 혹은 기능 전체가 물리적으로 분리되지 않는 하나 혹은 다수의 하드웨어 (H/W)나 소프트웨어(S/W) 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다.

도 8 은 중계대역 선택 알고리즘의 실시예를 도시한 것이다.

상향/하향 전력 증폭기(57, 67)의 차단단계에서는 전원이 인가되면 모든 상향, 하향 반송파에 대해 중계 전력을 차단한다. 이는 아직 결정되지 않은 대역에 주는 간 섭 및 잡음을 제거하기 위해서 필요하다.

검색 대상 반송파 대역 선택단계에서는 검색할 반송파대역을 정하고 그에 맞도록 주파수변환을 제어한다.

시스템 정보 취득단계에서는 선택된 반송파에 실려 있는 시스템 정보를 복호하고 추출한다.

시스템 목록 경신단계에서는 시스템 정보 취득부(30)에서는 시스템 목록을 만들어 관리하는 데, 여기에는 반송파 각 각에 대해 다수의 기지국신호가 탐지되면 추출된 그들 각각의 시스템 정보를 해당하는 신호의 세기와 함께 모두 기록해 두고 있다. 각 반송파에 대해 한번에 하나씩 시스템 정보가 취득되므로 그때마다 목록을 갱신한다.

더 이상 탐지되는 기지국이 없으면 그 반송파에 대한 시스템 정보취득을 종료한다. 그렇지 않으면 계속 다른 기지국에 대한 시스템 정보를 취득한다.

시스템 목록에서 가장 강한 신호의 세기를 갖는 신호의 시스템 정보를 선택한다.

상기 경신단계에서 선택된 시스템정보가 중계 대상 신호인지를 판단한다.

상기 판단단계에서 중계 대상신호가 아니면 해당 반송파의 중계를 중단하도록 중계대역 선택부(20)를 제어한다. 아니면 중계를 계속하면서 다음 검색 대상 반송파를 초기화한다. 이때 모든 반송파가 중계대상이 아니면 상향 전력증폭기(67) 및 하향 전력 증폭기(57)의 전력증폭소자의 동작을 중지시켜 모든 RF 전력송출을 중지한다. 또한 이때 하향신호 수신부(51), 검색대역 선택부(20), 시스템정보 취득부 (30), 중계대역 결정부(40)의 전원만을 유지한 채 나머지 기능 블럭의 전원을 차단할 수 도 있다.

상기 시스템 정보 취득단계로부터 제어 단계까지를 무한히 반복한다.

한편, 도 1 및 도 7 에 도시된 단말기측 듀플렉서부(15)는 주파수분할이중화 방식의 시스템에서는 단말기(5)로부터 수신하는 신호의 주파수 대역과 단말기(5)로 송신하는 신호 주파수 대역의 차이를 이용하여 분리하는 역할을 하고, 시분할이중화 방식의 시스템에서는 수신신호와 송신신호 각각에 할당된 시간에 따라 수신신호와 송신신호를 분리하여 주는 역할을 한다. 따라서, 단말기(5)로부터 수신된 신호는 상향신호수신부(61)로 전달되는 한편, 하향전력 증폭기(57)의 출력을 안테나를 거쳐 단말기(5)로 송출한다.

상향중계수단에서 상향신호 수신부(61)는 대역여파기를 이용하여 타대역 신호 등 RF 대역의 잡음을 제거하고, 저잡음증폭기 등으로 수신된 신호를 적절히 증폭한다. 필요에 따라 이 신호를 IF주파수로 천이하고 재여파하는 IF 신호처리기를 포함할 수도 있다.

상향 중계대역 선택부(63)는 도 1 에서와 같이 하나 이상의 대역 여파기나 그와 동일한 기능의 신호처리부를 갖추고 있어서 중계대역 결정부(40)의 제어신호에 따라 전체 서비스 대역을 분할하여 그 중 일부대역의 신호를 억제하거나 통과시킬 수 있다. 동작원리는 하향 중계대역 선택부(53)와 동일함으로 그에 상세한 설명은 생략한다.

상향신호 송신부(65)는 선택된 중계대역 신호를 다시 증폭하고, 상향신호 수신부(61)에서 IF대역으로 천이된 경우는 이를 다시 RF 대역으로 천이하는 역할을 한 다. 따라서, 상향신호 송신부(65)는 상향 전력증폭기(67)를 구동시킨다. 상향 전력증폭부(67)는 RF대역의 신호를 안테나를 통해 기지국측으로 송신할 수 있도록 정해진 수준의 전력으로 증폭하는 역할을 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치를 구체적으로 동작설명하면 다음과 같다.

기지국(1)으로부터 수신된 신호는 하향 신호 수신부(51)에서 타 대역 신호나 간섭이 제거된 후 증폭되어 하향 중계대역 선택부(53)로 인가된다. 하향 중계대역 선택부(53)는 도 1 에서와 같이 하나 이상의 대역 여파기나 그와 동일한 기능의 신호처리부를 갖추고 있어서 중계대역 결정부(40)의 제어신호에 따라 전체 서비스 대역을 분할하여 그 중 일부의 신호를 억제하거나 통과시킬 수 있다. 이렇게 하여 선택된 대역은 하향신호 송신부(55) 및 하향 전력증폭기(57)를 거쳐 증폭된 후 단말기(5)로 송출된다.

또, 상향신호 수신부(61)에서는 타 대역 신호나 간섭이 제거된 후 증폭되어 상향 신호 선택부(63)로 인가된다. 상향 중계대역 선택부(63)는 도 1 에서와 같이 대역 여파기나 그와 동일한 기능의 신호처리부를 갖추고 있어 중계대역 결정부(40)의 제어신호에 따라 전체 서비스 대역을 분할하여 그 중 일부의 신호를 억제하거나 통과시킬 수 있다. 이렇게 하여 선택된 대역은 상향신호 송신부(65) 및 상향전력 증폭기(67)를 거쳐 증폭된 후 기지국(1)으로 송출된다.

한편, 기지국 정보 취득부(30)는 하향신호 수신부(51)로부터 각각의 분할된 대역 (carrier) 신호를 복조하여 기지국(1)의 시스템 식별정보, 예를 들면 CDMA2000 1x 의 경우, 시스템 식별정보(SID)를 복호하여 수신한 하향신호가 중계하여야 할 서비스 사업자의 기지국으로부터 송출된 신호인지 아닌지를 확인 한 후 중계 가부를 판단하게 된다.

이때 중계가 필요한 신호는 그 신호를 송출한 시스템(또는 기지국)의 식별코드가 중계기에 저장되거나 이미 프로그램된 산출식이나 논리를 통하여 얻어진, 중계하여야 할 시스템 식별코드와 일치하는 것이거나, 중계가 금지된 시스템의 식별코드가 아닌 것으로 한다.

각 반송파의 중계가부가 결정되면 중계기에 이미 갖추어진 대역여파기의 특성에 따라 중계하여야 할 반송파대역만을 선택하거나 중계하지 않아야 할 반송파 대역을 배제하도록 대역여파기를 제어한다. 이때 상향신호는 듀플렉싱 방식과 규격에 따라 제한되는 하향신호의 대역과 대응하는 대역이 함께 제한될 수 있다.

도 9 는 N개의 대역여파기를 사용한 대역선택부의 다른 일례를 나타내고 있는 것으로, 이는 다수의 반송파 대역여파기(71 -- 73)와 스위치(74 - 76), 접속제어기(77)로 구성되어져 있다.

대역선택부의 다른 일례와는 달리 본 발명의 구현 방법으로는 대역선택부를 구성함에 있어 장치의 복잡도를 고려하여 각 반송파 대역을 모두 구분하지 않고 반송파대역 그룹을 형성하여 최적의 선택을 하는 방법을 사용할 수도 있다.

또한, 각 대역여파기의 출력에 스위치가 아닌 감쇠기를 사용할 수도 있고, 감쇠기나 차단 스위치없이 제한할 대역의 이득을 억제하도록 대역여파기의 주파수특성을 변경함으로 구현할 수도 있으며, 여파기가 아니더라도 주파수 선택성을 갖는 소자 나 장치를 복합적으로 사용하는 방법을 이용할 수도 있다. 또한 이러한 기능은 디지탈신호처리를 이용하거나 아날로그회로에 이용하여 구현할 수도 있다.

이하에서는 본 중계기 장치의 실시예를 도 10 과 같은 주파수 운용기간에 따라 설명한다. 도 10 은 운용기간에 따라 운용 형태가 변경되는 다중 반송파 대역의 예를 도시한 것이다.

먼저, 주파수운용 제1기는 사업자가 옥외 기지국을 이용하여 서비스를 실시하고, 중계기는 그 옥외기지국의 신호를 음영지역으로 송출하여 기지국의 커버리지를 확장하는 역할을 한다.

주파수운용 제2기에서는 동일사업자가 펨토셀을 운용하기 위해 제1반송파를 펨토셀 전용으로 할당하고 펨토셀의 식별정보를 중계기에 이미 저장된 중계금지 시스템으로 설정한다. 이 경우에는 도 9 에 나타낸 바와 같은 N개의 대역여파기를 실장한 중계기는 제1반송파대역을 차단하고 나머지 N-1개의 대역을 중계한다.

주파수운용 제3기에서는 제2반송파 및 제3반송파를 새로운 표준인 LTE로 전환하여 운용한다. 이때 중계기는 시스템 식별정보를 취득할 수 없으므로 해당 반송파 대역들을 중계대상 대역에서 제외하고 상향/하향 대역선택부에서는 이들 반송파대역을 증폭할 수 없도록 차단한다.

주파수 운용 제4기에서는 해당사업자의 전체 주파수대역 사용권이 소멸되거나 이전되어 새로운 사업자가 운용하게 됨으로 시스템 식별정보를 취득하지 못하거나 시스템 식별정보를 취득하여 확인하더라도 중계금지 대상 시스템이 되어 전체대역에 대해 더 이상 중계를 하지 않는다. 이러한 경우는 송출전력증폭기를 차단하거나 중계 기 전원 전체를 차단할 수도 있다.

또 다른 예로서, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 주파수 재편 계획에 따라 서비스 사업자의 주파수 대역이 변경되는 경우를 들 수 있다. 도 11 은 운용기간에 따라 운용대역이 이동하는 예를 도시한 것이다.

본 발명에 따르면, 국가적인 전파관리 차원에서 또는 전체 주파수 대역에 대한 재편재를 실시하여 각 사업자에게 할당된 주파수 대역이 이동, 분할, 확장, 또는 축소될 경우, 중계기는 중계 할 대역을 자동으로 찾아 변경된 주파수 편재에 적응할 수 있는 기능을 갖추게 된다.

이러한 경우 중계기는 사전계획에 따라 이동할 반송파의 주파수를 기억하여 주기적 혹은 수시로, 또는 내부 타이머 기능의 설정으로 정해진 시각에 수신된 하향신호의 시스템정보 취득을 시도하고 이로부터 중계대역을 재결정할 수 있다.

이때 대역선택부는 도 2 에 나타낸 것과 같은 가변대역폭/가변주파수 대역여파기를 사용하면 더욱 용이하게 구현이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하향신호의 시스템식별 정보를 이용하여 중계할 서비스대역을 선택하는 중계기 제어 장치 및 제어 방법을 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 시스템 정보에 근거하여 상향, 하향 전력증폭기의 전력증폭소자의 동작을 지속 혹은 중지시킴으로써 중계를 지속 혹은 중지하는 중계기 제어장치 및 그 제어 방법을 구현시킬 수 있다.

본 발명의 주파수 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으 로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관한 주파수 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치를 설명하기 위한 구성도,

도 2 는 각 반송파의 대역폭과 중심주파수를 변경할 수 있는 대역선택부의 제 1 실시예를 상세히 도시해놓은 도면,

도 3 은 디지털 신호처리를 이용한 대역선택부의 제2실시예를 도시해 놓은 도면,

도 4 는 검색대역 선택부를 상세히 도시해 놓은 블록도,

도 5 는 시스템 정보취득부를 상세히 도시해 놓은 블록도,

도 6 은 중계대역 결정부를 상세히 도시해 놓은 블록도,

도 7 은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 주파수 식별정보를 이용한 중계기 제어방법 및 장치를 설명하기 위한 구성도,

도 8 은 중계대역 선택 알고리즘의 실시예를 도시해 놓은 흐름도,

도 9 는 N개의 대역여파기를 사용한 대역선택부의 다른 일례를 나타내고 있는 도면,

도 10 은 운용기간에 따라 운용 형태가 변경되는 다중 반송파 대역의 예를 도시한 도면,

도 11 은 운용기간에 따라 운용대역이 이동하는 예를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 15 : 듀플렉서부

20 : 검색대역 선택부

30 : 시스템 정보취득부

40 : 중계대역결정부

Claims

기지국측과 단말기측의 각각의 듀플렉서부(10, 15)와;

기지국(1)으로부터 수신된 신호를 단말기(5)로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부(51), 하향 중계대역 선택부(53), 하향신호 송신부(55), 하향전력증폭기(57)로 된 하향중계수단과;

수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하는 검색대역 선택부(20);

선택된 대역에 대해 시스템정보를 취득하는 시스템 정보 취득부(30);

중계하여야 할 대역을 선택하고 적절한 제어신호를 발생하는 중계대역 결정부(40)와;

가입자 단말기(5)로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부(61), 상향 중계대역 선택부(63), 상향신호 송신부 (65) 및 상향 전력증폭기 (67)로 된 상향중계수단을 구성된 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 하향신호 수신부(51)와 하향 전력증폭기 (53)사이에 검색대역 선택부 (20)가 연결되고 있으며, 상기 중계대역 결정부(40)는 상향/하향 중계대역 선택부 (53, 63), 검색대역 선택부(20) 및 상향/하향 전력증폭기(57, 67)가 각각 연결되고 있는 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 1 항에 있어서,

중계대역 결정부(40)는 N개의 반송파에 대해 N보다 적은 M개의 대역여파기(81 -- 83)와 스위치(84 -- 86), 여파대역제거기(88)와 접속제어기(87)로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 3 항에 있어서,

상기 각 대역여파기의 대역폭이 조절되는 M개의 대역여파기를 사용하고 중계대역 결정부나 대역여파제어기를 통해 통과 대역폭을 최적으로 제어된 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 검색대역 선택부(20)는 AD변환기(91), 프로그래머블 디지털 필터(92), DA변환기(93) 및 클록발생 및 제어로직(95)과 필터계수 발생기(94)로 구성된 디지탈 신호처리기를 사용한 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 중계대역 결정부(40)는 다수의 반송파 대역여파기(71 -- 73)와 스위치(74 - 76), 접속제어기(77)로 구성한 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 6 항에 있어서,

상기 각 대역여파기의 출력에 스위치가 아닌 감쇠기를 사용하고, 또 감쇠기나 차단 스위치없이 제한할 대역의 이득을 억제하도록 대역여파기의 주파수특성을 변경한 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 검색대역 선택부(20)는 주파수 변환부(97)와 대역 여파기(98)를 갖추어 이후에 시스템 정보 취득을 수행할 대역을 차례로 선택하고;

상기 시스템 정보취득부(30)은 주파수 역확산기(31), 역다중화기(32), 복호기(33) 및 시스템 정보추출기(34)를 구성하며;

상기 중계대역 결정부(40)는 시스템 식별정보 데이터베이스(41), 비교기 (42), 중계대역 결정기(43), 기준시각 발생기(44) 및 반송파 검색제어기(45)를 구성한 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
기지국측과 단말기측 각각의 듀플렉서부(10, 15)와;

기지국(1)으로부터 수신된 신호를 단말기(5)로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부(51), 하향신호 송신부(55), 하향전력증폭기(57)로 된 하향중계수단과;

수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하도록 주파수 변환부(97)와 대역 여파기(98)로 된 검색대역 선택부(20);

선택된 대역에 대해 시스템정보를 취득하도록 주파수 역확산기(31), 역다중화기(32), 복호기(33) 및 시스템 정보추출기(34)로 된 시스템 정보 취득부(30);

중계하여야 할 대역을 선택하고 적절한 제어신호를 발생하도록 시스템 식별정보 데이터베이스(41), 비교기 (42), 중계대역 결정기(43), 기준시각 발생기(44) 및 반송파 검색제어기(45)로 된 중계대역 결정부(40)와;

가입자 단말기(5)로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부(61), 상향신호 송신부 (65) 및 상향 전력증폭기 (67)로 된 상향중계수단을 구성된 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어장치.
기지국측과 단말측 각각의 듀플렉서부와, 기지국으로부터 수신된 신호를 단말기로 중계하기 위해 신호처리를 수행하는 하향신호 수신부, 하향 중계대역 선택부, 하향 신호 송신부, 하향전력증폭기로 된 하향중계수단과, 수신된 하향 신호로부터 기지국 정보를 취득하는 검색대역 선택부, 시스템 정보 취득부, 중계대역 결정부와, 가입자 단말기로부터 수신된 상향신호를 처리하는 상향신호 수신부, 상향 중계대역 선택부, 상향신호 송신부 및 상향 전력증폭기로 된 상향중계수단을 구비하여;

전원이 인가되면 모든 상향, 하향 반송파에 대해 중계 전력을 차단하는 단계;

검색할 반송파대역을 정하고 그에 맞도록 주파수변환을 제어하는 검색 대상 반송파 대역 선택단계;

선택된 반송파에 실려 있는 시스템 정보를 복호하고 추출하는 시스템 정보 취득단계;

시스템 정보 취득부에서 시스템 목록을 만들어 관리하는 시스템 목록 경신단계;

이어 더 이상 탐지되는 기지국이 없으면 그 반송파에 대한 시스템 정보취득을 종료하고 그렇지 않으면 계속 다른 기지국에 대한 시스템 정보를 취득하는 단계;

시스템 목록에서 가장 강한 신호의 세기를 갖는 신호의 시스템 정보를 선택하는 단계; 상기 경신단계에서 선택된 시스템정보가 중계 대상 신호인지를 판단하는 단계;

상기 판단단계에서 중계 대상신호가 아니면 해당 반송파의 중계를 중단하도록 중계대역 선택부를 제어하고, 아니면 중계를 계속하면서 다음 검색 대상 반송파를 선택하는 단계; 및

상기 시스템 정보 취득단계로부터 제어 단계까지를 무한히 반복한 단계로 된 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어방법.
제 10 항에 있어서,

상기 모든 반송파가 중계대상이 아니면 상향 전력증폭기 및 하향 전력 증폭기의 전력증폭소자의 동작을 중지시켜 모든 RF 전력송출을 중지하는 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어방법.
제 10 항에 있어서,

상기 하향신호 수신부, 검색대역 선택부, 시스템정보 취득부 및 중계대역 결정부의 전원만을 유지한 채 나머지 기능 블럭의 전원을 차단한 것을 특징으로 하는 시스템 식별정보를 이용한 중계기 제어방법.