KR100972082B1

KR100972082B1 - 외부 통신망과 무선 단말을 중계하는 장치

Info

Publication number: KR100972082B1
Application number: KR1020080095495A
Authority: KR
Inventors: 유기한; 윤미경; 김준; 조형식
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-07-22
Also published as: KR20100036057A

Abstract

본 발명은 도너 유닛과 리모트 유닛을 포함하며 외부 통신망과 무선 단말을 중계하는 장치에 관한 것으로서, 상기 도너 유닛은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 상기 외부 통신망과 상기 RF 신호로 송수신하고, 상기 리모트 유닛과 상기 UWB 신호로 송수신하며, 상기 리모트 유닛은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 상기 도너 유닛과 상기 RF 신호로 송수신하고, 상기 무선 단말과 상기 RF 신호로 송수신한다. 본 발명에 의하면, 케이블 설치에 따른 건물 훼손이나 미관 손상이 없이 기지국과 댁내 무선 통신 단말 사이의 신호를 중계할 수 있다. 또한, 신호 전송 라인상의 신호 손실을 줄이면서 신호를 전송할 수 있다.

UWB, RF, 도너, 리모트, 중계, 케이블, 손실, 미관

Description

외부 통신망과 무선 단말을 중계하는 장치{DEVICE FOR RELAYING OUTER COMMUNICATION NETWORK AND WIRELESS TERMINAL}

본 발명은 신호 중계 장치에 관한 것으로서, 특히 외부 통신망과 무선 단말을 중계하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 기지국의 전파가 도달하기 어렵거나 지형지물로 인해 전파가 차단되는 지역의 통화 품질을 개선하고 커버리지를 확장하기 위하여 중계기를 사용한다.

소규모 빌딩의 경우 RF 중계기를 사용하는데, 중계기를 댁내에 설치할 경우 안테나가 외부에 위치하므로 안테나와 중계기를 RF 케이블을 통해 연결할 필요가 있고, 이는 건물을 훼손하고 미관상 나쁜 영향을 미친다. 또한 별도의 RF 케이블을 사용하므로 케이블 손실을 보상하기 위해 큰 전력을 송출해야 한다.

종래의 댁내형 중계 장치가 도 1에 도시되어 있다. 도 1에서 102는 기지국, 104는 외부 안테나, 106은 RF 케이블, 108은 중계기, 110은 내부 안테나, 112는 무 선 통신 단말을 각각 가리킨다.

기지국(102)이나 기타 중계기에서 송출된 신호를 외부 안테나(104)에서 수신 받아 댁내에 위치한 중계기(108)에서 증폭하여 내부 안테나(110)를 통해 다시 무선 통신 단말(112)로 전송하는 방식이다. 이때 외부 안테나(104)와 중계기(108) 사이에는 RF 케이블(106)이 연결되어야 하므로 이를 위해 건물을 훼손해야 하거나 미관을 저해하는 경우가 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 케이블 설치에 따른 건물 훼손이나 미관 손상이 없이 기지국과 댁내 무선 통신 단말 사이의 신호를 중계하는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 신호 전송 라인상의 신호 손실을 줄일 수 있는 신호 전송 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도너 유닛과 리모트 유닛을 포함하며 외부 통신망과 무선 단말을 중계하는 장치에 있어서, 상기 도너 유닛은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 상기 외부 통신망과 상기 RF 신호로 송수신하고, 상기 리모트 유닛과 상기 UWB 신호로 송수신하며, 상기 리모트 유닛은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 상기 도너 유닛과 상기 RF 신호로 송수신하고, 상기 무선 단말과 상기 RF 신호로 송수신하는 것을 일 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 신호 중계 장치에 있어서, RF 신호를 송수신하는 RF 안테나와, UWB 신호를 송수신하는 UWB 안테나와, 상기 RF 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 UWB 신호로 변환하여 상기 UWB 안테나로 전송하는 UWB 신호 생성부와, 상기 UWB 안테나를 통해 수신된 UWB 신호를 RF 신호로 변환하여 상기 RF 안테나로 전송하는 RF 신호 생성부를 구비하는 것을 다른 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 케이블 설치에 따른 건물 훼손이나 미관 손상이 없이 기지국과 댁내 무선 통신 단말 사이의 신호를 중계할 수 있다. 또한, 신호 전송 라인상의 신호 손실을 줄이면서 신호를 전송할 수 있다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 중계 장치를 설명하는 도면이다. 도 2에 서 202는 기지국, 204는 도너(doner) 유닛, 206은 리모트(remote) 유닛, 208은 무선 통신 단말을 각각 가리킨다. 기지국(202)과 도너 유닛(204)은 서로간에 RF 신호를 송수신하며, 도너 유닛(204)과 리모트 유닛(206)은 서로간에 UWB 신호를 송수신하고, 리모트 유닛(206)과 무선 통신 단말(208)은 서로간에 RF 신호를 송수신한다.

UWB(ultra-wideband)는 수백 Mbps 급 이상의 초광대역을 사용하는 초고속의 무선 데이터 전송 기술이다. 기존 IEEE 802.11과 블루투스 등에 비해 빠른 속도(500Mpbs/1Gbps)와 저전력(휴대 전화와 무선 랜의 100분의 1) 특성이 있는 기술로서 근거리(평균 10~20m, 최대 100m) 공간에서 개인용 컴퓨터(PC)와 주변 기기 및 가전 제품들을 초고속 무선 인터페이스로 연결하는 근거리 개인 통신망이나 건물 벽을 투시하는 벽 투시용 레이더, 고정밀도의 위치 측정, 차량 충돌 방지 장치, 지뢰 매설 탐지, 분실 방지 시스템, 신체 내부 물체 탐지 등 여러 분야에서 활용 가능하다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 중계 장치는 도너 유닛(204)과 리모트 유닛(206)을 포함하며 외부 통신망(또는 기지국)(202)과 무선 통신 단말(208)을 중계한다. 도너 유닛(204)은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 외부 통신망(202)과 RF 신호로 송수신하고, 리모트 유닛(206)과 UWB 신호로 송수신한다. 리모트 유닛(206)은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 도너 유닛(204)과 RF 신호로 송수신하고, 무선 통신 단말(208)과 RF 신호로 송수신한다.

도너 유닛(204)은 창문 등과 같이 외부신호 유입이 쉬운 곳의 건물 외부에 설치되는 것이 바람직하고, 리모트 유닛(206)은 댁내에 설치된다. 전술한 바와 같이, 도너 유닛(204)과 리모트 유닛(206)은 서로간에 UWB 신호를 이용하여 송수신하므로 종래의 댁내형 중계 장치에서와 같이 RF 케이블을 필요로 하지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 도너 유닛(204)의 구성도이다. 도 3에서 302는 RF 안테나, 304는 듀플렉서(duplexer), 306은 UWB 신호 생성부, 308은 RF 신호 생성부, 310은 대역 통과 필터(band pass filter: BPF), 312는 UWB 안테나를 각각 가리킨다.

RF 안테나(302)는 외부 통신망(기지국 또는 중계기)과 RF 신호를 송수신하고, UWB 안테나(312)는 리모트 유닛(206)과 UWB 신호를 송수신한다.

UWB 신호 생성부(306)는 외부 통신망으로부터 RF 안테나(302)를 통해 수신된 RF 신호를 UWB 신호로 변환하여 UWB 안테나(312)로 전송한다.

도시된 바와 같이, UWB 신호 생성부(306)는 저잡음 증폭기(low noise amplifier: LNA)(314), 다운 컨버터(down converter)(316), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(318), UWB 변조부(320)를 포함한다. LNA(314)는 RF 안테나(302)로부터 듀플렉서(304)를 통해 수신된 RF 신호를 저잡음으로 증폭하여 다운 컨버터(316)로 제공한다. 다운 컨버터(316)는 RF 안테나(302)를 통해 수신된 RF 신호를 중간 주파수(intermediate frequency: IF) 신호로 변환하여 ADC(318)로 제공한다. 중간 주파수는 높은 주파수를 수신할 경우, 직접 검파시 불안정해지는 것을 막기 위해 수신 전파의 주파수를 중간 주파수로 변환하는 주파수이다. ADC(318)는 IF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UWB 변조부(320)로 제공한다. UWB 변조부(320)는 ADC(318)로부 터 제공된 디지털 신호를 UWB 신호로 변조하고, BPF(310)를 통해 UWB 안테나(312)로 전송한다.

RF 신호 생성부(308)는 UWB 안테나(312)를 통해 수신된 UWB 신호를 RF 신호로 변환하여 RF 안테나(302)로 전송한다.

도시된 바와 같이, RF 신호 생성부(308)는 UWB 복조부(322), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(324), 업 컨버터(up converter)(326), 고출력 증폭기(high power amplifier)(328)를 포함한다. UWB 복조부(322)는 UWB 안테나(312)를 통해 수신된 UWB 신호를 디지털 신호로 복조하여 DAC(324)로 제공한다. DAC(324)는 UWB 복조부(324)를 통해 복조된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 업 컨버터(326)는 DAC(324)를 통해 변환된 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하여 HPA(328)로 제공한다. HPA(328)는 업 컨버터(326)로부터 제공된 신호를 고출력으로 증폭하여 듀플렉서(304)를 통해 RF 안테나(302)로 전송한다.

듀플렉서(304)는 UWB 신호 생성부(306)와 RF 신호 생성부(308)를 RF 안테나(302)에 연결한다. 듀플렉서(또는 송수 전환기)(304)는 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용하기 위하여 송신할 때에는 송신 출력으로부터 수신기를 보호하고, 수신할 때에는 반향 신호를 수신기에 공급하도록 하는 장치이다.

UWB 신호 생성부(306)와 RF 신호 생성부(308)는 BPF(310)를 경유하여 UWB 안테나(312)에 연결된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 리모트 유닛(206)의 구성도이다. 도 4에서 402는 UWB 안테나, 404는 BPF, 406은 RF 신호 생성부, 408은 UWB 신호 생성부, 410은 듀플렉서, 412는 RF 안테나를 각각 가리킨다.

UWB 안테나(402)는 도너 유닛(204의 UWB 안테나와 UWB 신호를 송수신하고, RF 안테나(412)는 무선 통신 단말(208)과 RF 신호를 송수신한다.

RF 신호 생성부(406)는 UWB 안테나(402)를 통해 수신된 UWB 신호를 RF 신호로 변환하여 RF 안테나(412)로 전송한다.

도시된 바와 같이, RF 신호 생성부(406)는 UWB 복조부(414), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(416), 업 컨버터(up converter)(418), 고출력 증폭기(high power amplifier)(420)를 포함한다. UWB 복조부(414)는 UWB 안테나(402)를 통해 수신된 UWB 신호를 디지털 신호로 복조하여 DAC(416)로 제공한다. DAC(416)는 UWB 복조부(414)를 통해 복조된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 업 컨버터(418)는 DAC(416)를 통해 변환된 아날로그 신호를 RF 신호로 변환하여 HPA(420)로 제공한다. HPA(420)는 업 컨버터(418)로부터 제공된 신호를 고출력으로 증폭하여 듀플렉서(410)를 통해 RF 안테나(412)로 전송한다.

UWB 신호 생성부(408)는 무선 통신 단말(208)로부터 RF 안테나(412)를 통해 수신된 RF 신호를 UWB 신호로 변환하여 UWB 안테나(402)로 전송한다.

도시된 바와 같이, UWB 신호 생성부(408)는 저잡음 증폭기(low noise amplifier: LNA)(422), 다운 컨버터(down converter)(424), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(426), UWB 변조부(428)를 포함한다. LNA(422)는 RF 안테나(412)로부터 듀플렉서(410)를 통해 수신된 RF 신호를 저잡음으로 증폭하여 다운 컨버터(424)로 제공한다. 다운 컨버터(424)는 RF 안테나(412)를 통해 수신된 RF 신호를 중간 주파 수(intermediate frequency: IF) 신호로 변환하여 ADC(426)로 제공한다. ADC(426)는 IF 신호를 디지털 신호로 변환하여 UWB 변조부(428)로 제공한다. UWB 변조부(428)는 ADC(426)로부터 제공된 디지털 신호를 UWB 신호로 변조하고, BPF(404)를 통해 UWB 안테나(402)로 전송한다.

듀플렉서(410)는 RF 신호 생성부(406)와 UWB 신호 생성부(408)를 RF 안테나(412)에 연결한다. RF 신호 생성부(406)와 UWB 신호 생성부(408)는 BPF(404)를 경유하여 UWB 안테나(402)에 연결된다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에서의 작용을 설명한다.

순방향을 보면, 기지국(202)에서 송출된 신호는 도너 유닛(204)의 안테나(302)에서 수신되고 듀플렉서(304)에서 필터링되며 LNA(314)에서 증폭된다. 다운 컨버터(316)에서는 이 신호를 주파수가 낮은 IF 신호로 변환시킨다. 이 신호는 다시 ADC(318)를 통해 디지털 신호로 변환되고 UWB 변조부(320)를 통해 UWB 신호로 변조된다. 변조 신호는 BPF(310)와 안테나(312)를 거쳐 리모트 유닛(206)으로 송출된다. 도너 유닛(204)에서 송출된 UWB 신호는 리모트 유닛(206)의 안테나(402)에서 수신되고, UWB 복조부(414)에서 복조된 후 DAC(416)를 거쳐 아날로그 IF 신호로 변환된다. 이 신호는 업 컨버터(418)를 통해 RF 주파수로 변환되어 듀플렉서(410)와 안테나(412)를 거쳐 단말(208)로 송출된다.

역방향에서는 단말(208)에서 온 신호가 순방향과 동일한 과정을 거쳐 기지국(202)으로 송출된다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 종래의 댁내형 중계 장치를 설명하는 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 중계 장치를 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 도너시스템의 구성도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 리모트시스템의 구성도.

Claims

도너 유닛과 리모트 유닛을 포함하며 외부 통신망과 무선 단말을 중계하는 장치에 있어서,

상기 도너 유닛은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 상기 외부 통신망과 상기 RF 신호로 송수신하고, 상기 리모트 유닛과 상기 UWB 신호로 송수신하며,

상기 리모트 유닛은 RF 신호를 UWB 신호로, UWB 신호를 RF 신호로 변환하며, 상기 도너 유닛과 상기 RF 신호로 송수신하고, 상기 무선 단말과 상기 RF 신호로 송수신하는

중계 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 도너 유닛은

상기 외부 통신망과 상기 RF 신호를 송수신하는 제1 안테나와,

상기 리모트 유닛과 상기 UWB 신호를 송수신하는 제2 안테나와,

상기 제1 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 상기 UWB 신호로 변환하여 상기 제2 안테나로 전송하는 UWB 신호 생성부와,

상기 제2 안테나를 통해 수신된 UWB 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 제1 안테나로 전송하는 RF 신호 생성부를

구비하는 중계 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 UWB 신호 생성부는

상기 제1 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 IF 신호로 변환하는 제1 주파수 변환부와,

상기 IF 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와,

상기 디지털 신호를 상기 UWB 신호로 변조하여 상기 제2 안테나로 전송하는 UWB 변조부를

구비하는 중계 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 UWB 신호 생성부는 상기 제1 안테나를 수신된 RF 신호를 증폭하여 상기 제1 주파수 변환부로 제공하는 제1 증폭기를 더 구비하는 중계 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 증폭기는 LNA인 중계 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 RF 신호 생성부는

상기 제2 안테나를 통해 수신된 상기 UWB 신호를 디지털 신호로 복조하는 UWB 복조부와,

상기 UWB 복조부를 통해 복조된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부와,

상기 디지털-아날로그 변환부를 통해 변환된 아날로그 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 제1 안테나로 전송하는 제2 주파수 변환부를

구비하는 중계 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 RF 신호 생성부는 상기 제2 주파수 변환부에서 생성된 RF 신호를 증폭하는 제2 증폭기를 더 구비하는 중계 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 제2 증폭기는 HPA인 중계 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 UWB 신호 생성부와 상기 RF 신호 생성부를 상기 제1 안테나에 연결하는 듀플렉서를 더 구비하는 중계 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 UWB 신호 생성부와 상기 RF 신호 생성부를 상기 제2 안테나에 연결하는 BPF를 더 구비하는 중계 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 리모트 유닛은

상기 도너 유닛과 상기 UWB 신호를 송수신하는 제3 안테나와,

상기 무선 단말과 상기 RF 신호를 송수신하는 제4 안테나와,

상기 제3 안테나를 통해 수신된 UWB 신호를 상기 RF 신호로 변환하여 상기 제4 안테나로 전송하는 RF 신호 생성부와,

상기 제4 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 상기 UWB 신호로 변환하는 상기 제3 안테나로 전송하는 UWB 신호 생성부를

구비하는 중계 장치.
RF 신호를 송수신하는 RF 안테나와,

UWB 신호를 송수신하는 UWB 안테나와,

상기 RF 안테나를 통해 수신된 RF 신호를 UWB 신호로 변환하여 상기 UWB 안테나로 전송하는 UWB 신호 생성부와,

상기 UWB 안테나를 통해 수신된 UWB 신호를 RF 신호로 변환하여 상기 RF 안테나로 전송하는 RF 신호 생성부를

구비하는 신호 중계 장치.