KR101097406B1 - 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

송신측 동기신호가 검출됨에 따라 송신경로를 온(ON)시키는 한편 수신경로를 오프(OFF)시키고, 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 수신경로를 온(ON)시키는 한편 송신경로를 오프(OFF)시키는 도너를 포함하는 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치 및 방법을 제시한다.

Description

단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치 및 방법{Wireless Relay Apparatus and Method for Single Frequency Single Message Transmission Communication}

본 발명은 무선 통신 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치 및 방법에 관한 것이다.

주파수 공용 무선 통신 시스템(Trunked Radio System; TRS)으로 대표되는 단일 주파수 통신 시스템은 하나의 주파수를 이용하여 양방향 통신 서비스를 제공하는 단신(Single Message Transmission) 통신 시스템이다. 단신이란, 메시지를 하나만 송신하는 것, 사전적으로는 기본형 데이터 전송 절차에서 동일 정보 전송 단계 내에서 단일 블록 또는 단일 정보 메시지를 전송하는 것을 의미한다.

이와 대비하여 복신 통신 방식은 두 개의 통신라인을 이용하여 양방향 통신이 이루어지는 것으로, 무선통신에 복신 방식을 적용하는 경우 2개의 주파수가 필요하다.

TRS와 같은 통신 시스템은 단일 주파수를 사용하기 때문에 시간적으로 송신 신호와 수신 신호를 구분하여야 하며, 따라서 두 개의 통신라인을 이용하지 않고, 하나의 통신라인을 이용한다. 예를 들면, 통신을 진행하는 주체가 서로 약속을 하여 송신자가 메시지 송신 후 대기하겠다는 신호(예를 들어, 'OVER')를 음성으로 전달하면, 수신자는 그 음성('OVER')을 인식한 후 송신으로 전환한다. 송신측으로 전환한 후에는 메시지 송신 후 마찬가지로 약속된 신호('OVER')를 음성으로 전달하여 송수신자간의 통신이 이루어진다.

TRS는 개인이 사용하는 아마추어 무선망, 택시조합 등에서 운용하는 기업망, 국영기업에서 사용하는 공영망, 경찰청이나 소방 방제청에서 사용하는 소방망, 재난시 사용하기 위해 제정한 건물의 긴급망 등 다양한 분야에서 적용되고 있다. 이 중 긴급망은 건물의 준공 검사를 받기 위해 반드시 설치하여야 하는 망으로 건물 내 서비스의 유무가 법적으로 정해지는 등 강제성을 갖고 있다.

이와 같이, TRS는 생활 주변에 광범위하게 적용되고 있지만, 그 효용성에 비해 망을 구성하는 장비와 기술은 크게 발전하지 못하고 있는 현실이다. 특히, 중계 시스템은 거의 개발되어 있지 않은 상태인데, 그 대표적인 이유로, TRS가 단신 통신 시스템이라는 점을 들 수 있다.

상술하였듯이 단일 주파수 통신 시스템은 송신 주파수와 수신 주파수가 동일하므로, 출력된 신호가 입력으로 되돌아오는 자기 발진 현상이 발생한다. 이에 따라, 송신단에서 출력된 신호가 수신단으로 피드백되고, 수신단에서는 피드백되어 되돌아온 수신 신호를 다시 증폭하며, 송신단에서는 증폭된 신호를 다시 송신하는 무한 궤환 루프가 발생하게 되어 중계 시스템을 개발하는 데 어려움이 따르게 된다.

이를 해결하기 위해 송신 안테나 및 수신 안테나의 격리도 즉, 물리적인 거리를 확보한 중계 시스템을 고려할 수 있다. 이러한 중계 시스템은 송신 안테나 및 수신 안테나 간의 격리도에 의해 중계기의 이득이 결정된다. 따라서, 높은 중계기 이득을 확보하기 어렵고, 환경 및 위치 변화로 인한 중계기 자가 발진이 발생할 수 있다. 아울러, 설치 장소에 따라 장비의 설치 가능성이 결정되므로 설치 및 운용에 한계가 있다.

이러한 한계를 극복하기 위해, 저이득 중계기를 복수개 사용하는 방식을 고려할 수 있다. 이 방식에서는 송신측 드라이버 및 수신측 드라이버의 격리도를 이용, 이득이 지정된 값(예를 들어, 15) 이하이며 시스템 격리도가 지정된 값(예를 들어, 10) 이하인 저이득 중계기를 이용한다. 하지만 높은 이득을 얻고자 하거나 서비스 면적이 넓을 경우 많은 수의 중계기를 설치하여야 한다. 또한, 중계기 내부의 격리도가 낮아 자체 궤환 신호로 인해 통신 품질 열화를 유발하여 서비스 품질이 저하된다.

TRS와 같은 단일 주파수 통신 시스템에서 중계 장치를 개발하기 어려운 또 다른 한계점으로 시분할 단신 방식을 사용한다는 점을 들 수 있다.

단일 주파수 통신 시스템에서는 시분할 단신 방식을 이용하여 시간적으로 주파수 격리도를 확보한다. 그러므로 시분할 동기 신호를 검출하는 것이 매우 중요한데, 시분할 복신 방식을 이용하는 양방향 통신 시스템과 비교할 때, 단일 주파수 단신 통신 시스템에서는 시분할 동기 신호 검출이 시스템적으로 규정되어 있지 않고, 단지 송수신하는 사용자 간의 약속에 근거하여 시분할 동기 신호를 구분하므로 중계 시스템에서 동기 신호를 검출하기 어렵다.

이동통신 서비스는 근래 들어 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스가 이루어지는 등 눈부신 발전을 거듭하고 있다. 특히 주 시스템인 기지국과 중계 시스템인 중계기와의 개발이 체계적, 계획적으로 이루어지면서, 기지국 서비스 커버리지보다 중계기를 이용한 서비스 커버리지가 확장되는 추세이다. WCDMA와 같은 통신 방식에서 사용되는 다양한 중계기, 예를 들어 RF 중계기, 광 중계기, 변파 중계기, 디지털 중계기, ICS(Interference Cancellation Repeater) 중계기, DPD(Digital Pre-Distortion) 중계기 등의 개발은 사용자 및 서비스 제공자 모두에게 최소의 투자 비용으로 최대의 서비스 효과를 안겨 주었다.

반면, 단일 주파수 단신 통신 서비스는 상술한 문제점들로 인해 중계 시스템의 개발이 어려운 상황이고, 개발되어 있는 중계 시스템 또한 초보 단계에 머물러 있다. 이에 따라 설치 비용 증가, 운용비용 증가, 서비스 품질의 저하가 발생하고 있다. 따라서, 단일 주파수 단신 통신 서비스 또한 양방향 이동통신 서비스에 준하는 서비스 품질을 제공할 것이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명은 송신단과 수신측 간의 동기를 용이하게 맞출 수 있는 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치 및 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 시스템 격리도를 최소화하면서도 자기 발진 현상을 제거할 수 있는 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치는 송신측 동기신호가 검출됨에 따라 송신경로를 온(ON)시키는 한편 수신경로를 오프(OFF)시키고, 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 상기 수신경로를 온(ON)시키는 한편 상기 송신경로를 오프(OFF)시키는 도너를 포함한다.

아울러, 본 발명의 다른 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치는 이동국 간에 송수신되는 신호를 중계하는 도너를 포함하는 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치로서, 상기 도너는, 입력 신호를 지정된 경로에 따라 전달하는 제 1 커플러; 상기 제 1 커플러를 통해 입력된 신호로부터 송신측 동기신호를 검출하는 송신신호 동기 검출기; 상기 송신신호 동기 검출기에서 상기 송신측 동기신호가 검출됨에 따라 구동되어, 상기 제 1 커플러를 통해 수신된 송신측 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하여 제 2 커플러로 전송하는 송신신호 처리부; 입력 신호를 지정된 경로에 따라 전달하는 상기 제 2 커플러; 상기 제 2 커플러를 통해 입력된 신호로부터 수신측 동기신호를 검출하는 수신신호 동기 검출기; 및 상기 수신신호 동기 검출기에서 상기 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 구동되어, 상기 제 2 커플러를 통해 수신된 수신측 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하여 상기 제 1 커플러로 전송하는 수신신호 처리부;를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 방법은 송신신호 동기 검출기 및 수신신호 동기 검출기를 구비하는 도너를 포함하는 무선 중계 장치에서의 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 방법으로서, 전원이 공급됨에 따라 송신경로 및 수신경로를 오프(OFF)시켜 초기화하고 대기 상태로 천이하는 단계; 이동국으로부터 신호가 전송됨에 따라, 상기 송신신호 동기 검출기 또는 상기 수신신호 동기 검출기가 동작하여 송신측 동기신호 또는 수신측 동기신호를 검출하는 단계; 상기 송신측 동기신호 또는 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 대응하는 전송 경로를 설정하는 단계; 및 상기 설정된 전송 경로를 통해 전송할 신호가 계속해서 수신되는 경우 상기 전송 경로를 유지하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 송신 또는 수신 신호가 검출되면 이로부터 송신 경로와 수신 경로 중 어느 한 경로만을 동작시킨다. 따라서, 송신 신호가 수신단으로 피드백되는 것을 방지할 수 있고, 결과적으로 자기 발진 현상을 제거할 수 있다.

TRS는 다양한 분야에 적용되고 있으며, 보다 넓은 서비스 영역을 커버리지하기 위해서는 중계 장치의 도입이 필수적이다. 본 발명에서는 송신 동기 신호 또는 수신 동기 신호로부터 송신 경로나 수신 경로 중 어느 하나만이 동작하도록 하여, 송수신 안테나 간의 격리도가 담보되지 않아도 높은 이득으로 TRS 신호를 중계할 수 있다.

따라서, 낮은 비용으로 TRS 중계 장치를 설치 및 운용하면서도 중계 신호의 품질, 나아가 서비스 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치의 구성도,
도 2는 도 1에 도시한 무선 중계 장치의 일 예시도,
도 3은 도 2에 도시한 송수신 신호 동기 검출기의 구성도,
도 4는 도 3에 도시한 송수신 동기 검출기의 일 예시도,
도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시한 송수신 신호 처리부의 일 예시도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치의 구성도,
도 7은 도 6에 적용되는 송수신 신호 동기 검출기의 구성도,
도 8은 도 6에 도시한 리모트의 구성도,
도 9는 도 8에 도시한 동기 검출기의 구성도,
도 10은 도 9에 도시한 동기 검출기의 일 예시도,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 시스템은 단독형과 복합형으로 분류할 수 있다. 단독형 무선 중계 시스템은 이동국 간에 송수신되는 신호를 직접 중계하는 도너(Donor)를 포함한다. 아울러, 복합형 무선 중계 시스템은 이동국과 리모트 간에 송수신되는 신호를 중계하는 도너 및 도너와 케이블로 연결되고 확장하고자 하는 서비스 지역(예를 들어, 서비스 음영지역)에 위치하여 도너에서 송신된 신호를 이동국으로 전송하고, 이동국으로부터 송신된 신호를 도너로 전송하는 적어도 하나의 리모트(remote)로 이루어진다.

무선 중계 시스템이 어떠한 형태로 구성되든지, 도너는 송신 또는 수신 신호를 입력받아 동기 신호를 검출하며, 검출된 동기 신호에 따라 송신 경로 또는 수신 경로 중 어느 하나만을 동작시킨다. 복합형 무선 중계 시스템의 경우, 도너에서 검출된 동기 신호는 리모트로 전달된다. 리모트는 주로 서비스 음영지역에 설치되므로, 수신 경로는 항상 온(ON) 상태가 되도록 제어하는 것이 바람직하며, 도너로부터 전송받은 동기 신호에 따라 송신 경로의 온/오프를 제어한다.

이러한 본 발명의 무선 중계 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치의 구성도이다.

도 1은 단독형 무선 중계 시스템의 일 예로서, 이동국 간에 송수신되는 신호를 중계하는 도너(10)를 포함하도록 구성된다.

도너(10)는 제 1 이동국으로부터의 수신신호(RX)를 송신신호(TX)로 변환하여 제 2 이동국으로 전송한다. 또한, 제 2 이동국으로부터의 수신신호(RX)를 송신신호(TX)로 변환하여 제 1 이동국으로 전송한다.

이를 위해, 도너(10)는 송신 신호 및 수신 신호가 모두 검출되지 않은 상태에서는 송신 경로 및 수신 경로를 모두 오프시킨다. 이러한 상태에서, 만약 송신 이동국으로부터 수신 이동국으로 전송할 신호 즉, 송신신호가 검출되면 송신 경로를 동작시키고, 수신 이동국으로부터 송신 이동국으로 전송할 신호 즉, 수신신호가 검출되면 수신 경로를 동작시킨다. 이를 위해, 도너(10)는 서비스 영역 내에 위치한 이동국에서 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호를 검출하여 송신경로 또는 수신경로를 동작시킬 수 있다. 송신 경로 및 수신 경로는 동시에 동작하지 않으며, 따라서 송신 신호가 수신단으로 다시 되돌아 오는 자기 발진 현상을 방지할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시한 무선 중계 장치의 일 예시도이다.

도 2에 도시한 것과 같이, 도너(10)는 신호 처리부(11) 및 컨트롤러(13)를 포함한다. 그리고, 신호 처리부(11)는 제 1 커플러(111), 송신신호 동기 검출기(113), 제 1 스위치(115), 송신신호 처리부(117), 제 2 스위치(119), 제 2 커플러(121), 수신신호 동기 검출기(123) 및 수신신호 처리부(125)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 도너(10)는 대기 상태에서 컨트롤러(13), 제 1 및 제 2 커플러(111, 121), 송신신호 동기 검출기(113) 및 수신신호 동기 검출기(123)만이 온상태를 유지하고, 그 외 구성부는 오프 상태를 갖는다. 그리고, 송신신호 동기 검출기(113) 또는 수신신호 동기 검출기(123)에서 유효한 동기 신호가 검출되면 이를 컨트롤러(13)로 전달하여, 해당 전송 경로 즉, 송신 경로나 수신 경로 중 어느 하나가 온 되도록 한다.

각 구성부에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제 1 커플러(111)는 입력되는 신호를 전송 경로에 따라 전달한다. 예를 들어, 송신측 이동국으로부터 공중을 통해 전송되는 송신신호는 뒷단의 제 1 스위치(115) 및 송신신호 동기 검출기(113)로 전달하고, 제 1 스위치(115)로부터 전송되는 수신신호는 안테나를 통해 출력한다.

송신신호 동기 검출기(113)는 안테나를 통해 신호가 입력되면 이를 제 1 커플러(111)를 통해 전달받는다. 그리고, 이로부터 불필요한 성분을 제거하고 증폭한 후 동기신호로서 유효한 신호가 검출된 경우 이를 컨트롤러(13)로 전달, 송신경로가 온되도록 한다. 여기에서, 송신경로란 제 1 커플러(111), 제 1 스위치(115), 송신신호 처리부(117), 제 2 스위치(119) 및 제 2 커플러(121)로 이루어지는 경로이다. 아울러, 동기신호로서 유효한 신호는 검출된 신호의 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication)의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호를 의미한다.

송신신호 동기 검출기(113)에서 동기신호로서 유효한 송신측 동기신호가 검출되면, 컨트롤러(13)는 제 1 스위치(115)를 온시키는 한편, 송신신호 처리부(117), 제 2 스위치(119) 및 제 2 커플러(121)를 온시켜, 송신측 메인 신호를 전송한다. 이때, 수신신호 동기 검출기(123) 및 수신신호 처리부(125)는 오프 상태를 유지한다.

따라서, 송신측 동기신호가 검출된 경우 수신 경로가 오프되므로, 제 2 커플러(121)를 통해 송출된 신호가 피드백되는 현상을 방지할 수 있다.

송신신호 처리부(117)는 컨트롤러(13)의 제어에 따라 온 상태로 천이하여 제 1 커플러(111)로 수신된 송신측 메인 신호를 제 1 스위치(115)를 통해 입력받아 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환한다. 제 2 스위치(119)는 송신측 동기신호가 검출된 경우 컨트롤러(13)의 제어에 따라 송신신호 처리부(117)로부터 제 2 커플러(121)로 신호가 전달될 수 있는 경로를 제공한다. 그리고, 제 2 커플러(121)는 입력되는 신호를 해당 전송 경로로 전송한다. 송신측 동기신호가 검출된 경우, 제 2 커플러(121)는 입력 신호를 안테나를 통해 공중으로 출력하게 된다.

한편, 수신신호 동기 검출기(123)는 안테나를 통해 신호가 입력되면 이를 제 2 커플러(121)를 통해 전달받는다. 그리고, 이로부터 불필요한 성분을 제거하고 증폭한 후 동기신호로서 유효한 신호가 검출된 경우 이를 컨트롤러(13)로 전달, 수신경로가 온되도록 한다. 여기에서, 수신경로란 제 2 커플러(121), 제 2 스위치(119), 수신신호 처리부(125), 제 1 스위치(115) 및 제 1 커플러(111)로 이루어지는 경로이다. 아울러, 동기신호로서 유효한 신호는 검출된 신호의 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication)의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호를 의미한다.

수신신호 동기 검출기(123)에서 동기신호로서 유효한 송신측 동기신호가 검출되면, 컨트롤러(13)는 제 2 스위치(119)를 온시키는 한편, 수신신호 처리부(125), 제 1 스위치(115) 및 제 1 커플러(111)를 온시켜 수신측 메인 신호를 전송한다. 이때, 송신신호 동기 검출기(113) 및 송신신호 처리부(117)는 오프 상태를 유지한다.

따라서, 수신측 동기신호가 검출된 경우 송신 경로가 오프되므로, 제 1 커플러(111)를 통해 송출된 신호가 피드백되는 현상을 방지할 수 있다.

수신신호 처리부(125)는 컨트롤러(13)의 제어에 따라 온 상태로 천이하여 제 2 커플러(121)로 수신된 수신측 메인 신호를 제 2 스위치(119)를 통해 입력받아 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환한다. 제 1 스위치(115)는 수신측 동기신호가 검출된 경우 컨트롤러(13)의 제어에 따라 수신신호 처리부(125)로부터 제 1 커플러(111)로 신호가 전달될 수 있는 경로를 제공한다. 그리고, 제 1 커플러(111)는 입력되는 신호를 해당 전송 경로로 전송한다. 수신측 동기신호가 검출된 경우, 제 1 커플러(111)는 입력 신호를 안테나를 통해 공중으로 출력하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 무선 중계 장치는 대기 상태에서 송신경로 및 수신경로를 모두 오프하여 두고, 송신측 동기신호가 검출된 경우에는 송신경로를, 수신측 동기신호가 검출된 경우에는 수신경로를 온시켜 자기 발진 현상을 극복할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시한 송수신 신호 동기 검출기의 구성도이다.

송신신호 동기 검출기(113) 및 수신신호 동기 검출기(123)는 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 단지 이들과 연결된 커플러(111, 121)로부터 신호가 전달될 때 유효한 동기 신호를 검출하기 위해 동작한다. 본 발명에서, 유효한 동기 신호는 이동국에서 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호가 될 수 있다.

이를 위해 송수신 신호 동기 검출기(113, 123)는 도 3에 도시한 것과 같이, 주파수 변환부(151), 필터링부(153) 및 이득 조절부(155)를 포함하도록 구성할 수 있다.

주파수 변환부(151)는 커플러(111, 121)를 통해 입력된 신호가 동기 신호인지 용이하기 확인하기 위하여 고주파 입력 신호의 주파수 대역을 하향 조정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 주파수 변환부(151)는 입력 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency; IF) 신호로 변환하여 채널 선택도를 높일 수 있다.

필터링부(153)는 주파수 변환부(151)에서 주파수 하향 조정된 신호로부터 불필요한 신호를 삭제한다.

그리고, 이득 조절부(155)는 필터링부(153)의 출력 신호로부터 유효한 신호, 즉, 송신측 동기 신호 또는 수신측 동기 신호를 검출하여 컨트롤러(13)로 전달한다. 이 때, 송신측 동기 신호 또는 수신측 동기 신호로서 유효한 신호는 검출된 신호의 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication)의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호를 의미한다.

도 4는 도 3에 도시한 송수신 동기 검출기의 일 예시도이다.

먼저, 주파수 변환부(151)는 커플러(111, 121))로부터 고주파의 송신신호(TX) 또는 수신신호(RX)를 입력받아 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter), 대역통과필터(BPF)에서 필터링된 신호의 레벨을 지정된 레벨로 변경하기 위한 자동이득제어기(AGC; Automatic Gain Controller), 자동이득제어기(AGC)의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭기(AMP; Amplifier) 및 발진 주파수를 제공하기 위한 국부 발진기로서의 위상동기루프 회로(PLL; Phase Locked Loop), 위상동기루프 회로로부터 출력되는 발진 주파수를 이용하여 증폭기(AMP)에서 증폭된 신호의 주파수 레벨을 하향 조정하기 위한 다운 컨버터(DNC; Down Converter)를 포함한다. 이때, 위상동기루프 회로(PLL)로부터 출력되는 발진 주파수는 중간 주파수가 될 수 있다.

한편, 필터링부(153)는 주파수 하향 조정된 신호로부터 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키며, 예를 들어 IF SAW(Surface Acoustic Wave) 필터로 구성할 수 있다. IF SAW 필터는 중간 주파수 대역의 신호에 대해 스커트(skirt) 특성이 우수하여 선택도가 높으며, 필터의 감쇠 특성이 부족할 경우 복수의 IF SAW 필터를 직렬 연결하여 사용하게 되면 선택도를 높일 수 있다.

이득 조절부(155)는 필터링부(153)의 출력 신호를 증폭하는 증폭기(AMP), 증폭기(AMP)에서 증폭된 신호 중 유효 신호만을 검출하는 신호검출기(DET; Detector) 및 신호검출기(DET)의 출력 신호를 디지털 변환하여 컨트롤러(13)로 전송하는 아날로그-디지털 변환기(ADC; Analog-Digital Converter)를 포함한다.

여기에서, 증폭기(AMP) 및 신호검출기(DET)는 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication)의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호까지 검출할 수 있도록 이득을 조절하는 것이 바람직하다.

도 4에 도시한 송수신 신호 동기 검출기(113, 123)에서, 자동이득제어기(AGC)는 이득 조절부(155)에서 유효한 신호가 검출될 수 있도록 하기 위해 입력 신호의 레벨을 적절한 레벨로 조절할 수 있어야 한다. 예를 들어, 0dB부터 -30dB까지 5dB단위로 고속 동작하여, 신호검출기(DET)의 비선형 신호 검출 구간을 선형 신호 검출 구간이 되도록 입력 레벨을 조절하는 것이다.

본 발명에서는 송수신 신호 동기 검출기(113, 123)에서 동기신호가 검출되고 난 후 송신 경로 상의 구성부 또는 수신 경로 상의 구성부가 동작하므로, 송수신 신호 동기 검출기(113, 123)는 40~60ms, 바람직하게는 50ms 안에 동기신호를 검출할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.

도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시한 송수신 신호 처리부의 일 예시도이다.

송신신호 처리부(117) 및 수신신호 처리부(125)는 단지 신호의 흐름이 상향인지, 하향인지의 구분만 있을 뿐 입력 신호를 증폭, 주파수 하향 조정, 필터링, 주파수 상향 조정 및 증폭하는 과정은 동일하다.

따라서, 도 5a 및 5b에는 송신신호 처리부(117) 및 수신신호 처리부(125)가 동일한 구성을 갖는 경우를 예로 들어 나타내었다.

먼저, 도 5a는 고주파 신호를 직접 처리하는 RF 다이렉트 시스템(Radio Frequency Direct System)을 이용한 송수신 신호 처리부를 나타낸다. 본 실시예에 의한 송수신 신호 처리부(117, 125)는 스위치(S/W, 115, 121)를 통해 입력되는 고주파 신호 중 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter), 대역통과필터(BPF)에서 필터링된 신호의 레벨을 지정된 레벨로 변경하면서 과입력을 방지하기 위한 기능을 수행하는 자동이득 제어 및 과입력 방지기(AGC/ALC; Automatic Gain Controller/Auto Limited Control), AGC/ALC의 출력 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(LAN; Low Noise Amplifier)를 포함한다.

아울러, 송수신 신호 처리부(117, 125)는 저잡음증폭기(LNA)의 출력 신호로부터 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 필터(SAW; Surface Acoustic Wave) 필터, 필터(SAW)의 출력 신호를 지정된 출력 레벨로 조절하는 감쇠기(ATT; Attenuator), 감쇠기(ATT)의 출력 신호를 증폭하는 증폭기(AMP) 및 증폭기(AMP)에서 증폭된 신호 중 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하여 스위치(119, 115)로 출력하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)를 포함한다.

도 5a에서, 자동 이득 제어 및 과입력 방지기(AGC/ALC)와 감쇠기(ATT)는 생략하는 것도 무방하다.

한편, 도 5b는 주파수 변환 시스템(Frequency Converting System)을 이용한 송수신 신호 처리부(117, 125)를 나타낸다.

도 5b를 참조하면, 송수신 신호 처리부(117, 125)는 스위치(S/W, 115, 121)를 통해 입력되는 고주파 신호 중 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter), 대역통과필터(BPF)에서 필터링된 신호의 레벨을 지정된 레벨로 변경하면서 과입력을 방지하기 위한 기능을 수행하는 자동이득 제어 및 과입력 방지기(AGC/ALC; Automatic Gain Controller/Auto Limited Control), AGC/ALC의 출력 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(LAN; Low Noise Amplifier), 주파수 변환을 위한 발진 주파수를 제공하는 발진기(OSC; Oscillator), 발진기(OSC)에서 출력되는 저주파 발진 주파수를 이용하여 저잡음증폭기(LAN)에서 증폭된 신호의 주파수 레벨을 하향 조정하기 위한 다운 컨버터(DNC; Down Converter)를 포함한다.

아울러, 송수신 신호 처리부(117, 125)는 다운 컨버터(DNS)에서 주파수 하향 조정된 신호로부터 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 필터(SAW; Surface Acoustic Wave) 필터, 발진기(OSC)에서 출력되는 고주파 발진 주파수를 이용하여 필터(SAW)에서 출력되는 신호의 주파수 레벨을 상향 조정하기 위한 업 컨버터(UPC; Up Converter), 업 컨버터(UPC)의 출력 신호를 지정된 출력 레벨로 조절하는 감쇠기(ATT; Attenuator), 감쇠기(ATT)의 출력 신호를 증폭하는 증폭기(AMP) 및 증폭기(AMP)에서 증폭된 신호 중 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하여 스위치(119, 115)로 출력하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)를 포함한다.

도 5b에서도 마찬가지로, 자동 이득 제어 및 과입력 방지기(AGC/ALC)와 감쇠기(ATT)는 생략하는 것도 무방하다.

아울러, 도 5a 및 5b에 도시한 송수신 신호 처리부(117, 125)의 구성은 일 예일 뿐이며, 송신신호 처리부(117) 및 수신신호 처리부(125)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 즉, 고주파 신호를 입력받아 원하는 레벨로 증폭하여 출력할 수 있는 모든 가능한 고주파 신호 처리 장치의 구성 중 어느 하나를 채용할 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 장치의 구성도로서, 복합형 무선 중계 시스템의 일 예를 나타낸다.

도 6에 도시한 것과 같이, 복합형 무선 중계 시스템(20)은 이동국과 리모트(203) 간에 송수신되는 신호를 중계하는 도너(201) 및 도너(201)와 케이블로 연결되고 확장하고자 하는 서비스 지역(예를 들어, 서비스 음영지역)에 위치하는 리모트(203)를 포함하도록 구성된다.

도너(201)는 송신측 동기신호를 검출하여 리모트(203)로 제공한다. 리모트(203)는 도너(201)로부터 송신측 동기신호가 수신되면 이에 응답하여 송신경로를 온시킨다. 리모트(203)는 주로 서비스 음영지역에 설치되므로, 대기 상태에서 수신경로가 온 상태를 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다. 그리고, 도너(201)로부터 송신측 동기신호가 전송되면, 수신경로를 오프시키고 송신경로를 온시켜 발진 현상이 발생하지 않도록 한다.

한편, 리모트(203)는 도너(201)에서 송신된 신호를 이동국 또는 뒷단의 리모트로 전송하고, 이동국 또는 뒷단의 리모트로부터 송신된 신호를 도너(201) 또는 앞 단의 리모트로 전송하도록 복수의 리모트를 직렬 연결하여 구성하는 것도 가능하다. 그리고, 이와 같이 함으로써 서비스 커버리지를 확장시킬 수 있게 된다.

도너(201)의 구성은 도 2와 유사하게 구성할 수 있다. 다만 송신측 동기신호를 리모트(203)로 전달할 때 전송 경로에 따른 신호 레벨 감쇠에 대비할 수 있도록 할 필요가 있다.

도 7은 도 6에 적용되는 송신신호 동기 검출기의 구성도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 송신신호 동기 검출기(113-1)는 동기신호 검출부(210) 및 동기신호 전송부(220)를 포함한다.

동기신호 검출부(210)는 주파수 변환부(211), 필터링부(213) 및 이득 조절부(215)를 포함하도록 구성되며, 이득 조절부(215)가 검출된 동기 신호를 컨트롤러(13)로 전달하는 것에 대하여, 송신측 동기 신호를 동기신호 전송부(220)로 전달하는 것을 제외하면 도 3에 도시한 송신신호 동기 검출기(113)의 기능과 거의 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

동기신호 전송부(220)는 이득 조절부(215)로부터 송신측 동기 신호를 수신한다. 그리고, 송신측 동기 신호를 아날로그 신호로 변환하여 리모트(203)로 전송한다.

도너(201)의 동기신호 검출부(210)에서 검출한 송신측 동기 신호는 디지털 레벨이며, 이는 리모트(203)로 전송하기에 부적합하다. 왜냐하면, 디지털 신호는 유선으로 전송할 경우 전송 거리에 따라 신호 레벨이 감소하여 일정 레벨 이하고 전압이 강하될 경우 일부 리모트에서 디지털 동기 신호를 검출할 수 없기 때문이다. 그러므로, 디지털 레벨의 송신측 동기 신호를 아날로그 신호로 변환하여 전송하는 것이다.

이를 위해, 동기신호 전송부(220)는 발진부(221) 및 대역통과필터(BPF)(223)를 포함하도록 구성할 수 있다. 발진부(221)는 동기신호 검출부(210)의 이득 조절부(215)로부터 디지털 송신측 동기신호가 입력되면, 입력 신호의 레벨(하이, 로우)에 따라 발진 주파수가 온/오프된다. 대역통과필터(223)는 발진부(221) 출력 신호로부터 체배 성분을 삭제한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 발진부(221)를 통해 출력되는 아날로그 신호는 대역폭이 이론적으로 0인 CW(Continuous Wave) 신호이다. 그리고, 대역통과필터(223)로서 대역폭이 적은 크리스탈 필터 또는 LC-BPF(Inductance/Capacitance Band Pass Filter)를 사용할 수 있도록, 발진부(221)의 출력 신호 주파수는 1~80MHz가 되도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 리모트(203)는 아날로그 레벨의 송신측 동기 신호를 수신하게 되며, 이를 다시 디지털 레벨의 송신측 동기 신호로 변환하게 된다.

도 8은 도 6에 도시한 리모트의 구성도이다.

도 8에 도시한 것과 같이, 리모트(203)는 신호처리부(230) 및 컨트롤러(230)를 포함한다.

그리고, 신호처리부(230)는 제 1 커플러(231), 동기 검출기(232). 제 1 스위치(233), 송신신호 처리부(234), 제 2 스위치(235), 제 2 커플러(236) 및 수신신호 처리부(237)를 포함하도록 구성된다.

상술하였듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 리모트(203)는 대기 상태에서 수신 경로를 온 상태로 유지한다. 리모트(203)가 주로 서비스 음영 지역에 설치되는 점을 감안 할 때 수신 경로가 오프 상태에 있으면 리모트(203)가 서비스하는 영역에 위치한 이동국으로부터의 수신측 메인 신호를 검출할 수 없기 때문이다. 따라서, 리모트(203)는 대기 상태에서 송신신호 처리부(234)만을 오프 시키고 그 외 구성부는 온 상태를 갖도록 구성된다.

그리고, 도너(201)로부터 송신측 동기 신호가 전송되면, 동기 검출기(232)를 통해 이를 검출하고 수신경로를 오프시키는 한편 송신경로를 온시켜 도너(201)로부터 전송된 신호를 이동국으로 서비스한다.

보다 구체적으로, 제 1 커플러(231)는 입력되는 신호를 전송 경로에 따라 전달한다. 예를 들어, 도너(201)로부터 전송되는 송신신호는 뒷단의 제 1 스위치(233) 및 동기 검출기(232)로 전달하고, 제 1 스위치(233)로부터 전송되는 수신신호는 안테나를 통해 출력한다.

동기 검출기(232)는 안테나를 통해 신호가 입력되면 이를 제 1 커플러(231)를 통해 전달받는다. 그리고, 입력 신호로부터 불필요한 성분을 제거하고 증폭하여 동기신호로서 유효한 디지털 동기 신호를 검출한다. 한편, 동기 검출기(232)는 불필요한 성분이 제거된 입력 신호의 레벨을 증폭한 후 뒷단의 리모트로 재전송하는 것도 가능하다.

즉, 단일 리모트 구성인 경우에는 동기 검출기(232)에서 디지털 동기 신호를 검출하여 이에 맞추어 송신경로를 온/오프시킨다. 그리고, 복수의 리모트가 직렬 접속된 경우에는 동기 검출기(232)에서 디지털 동기 신호를 검출하는 한편, 검출된 동기 신호를 뒷단의 리모트로 재전송하는 것이다.

동기 검출기(232)는 송신측 동기 신호가 검출되면 이를 컨트롤러(240)로 전달, 송신경로가 온되도록 하여 송신측 메인 신호를 전송한다. 여기에서, 송신경로란 제 1 커플러(231), 제 1 스위치(233), 송신신호 처리부(234), 제 2 스위치(235) 및 제 2 커플러(236)로 이루어지는 경로이다. 이때, 수신신호 처리부(237)는 오프 상태로 천이한다.

따라서, 송신측 동기신호가 검출된 경우 수신 경로가 오프되므로, 제 2 커플러(236)를 통해 송출된 신호가 피드백되는 현상을 방지할 수 있다.

송신신호 처리부(234)는 컨트롤러(240)의 제어에 따라 온 상태로 천이하여 제 1 커플러(231)로 수신된 송신측 메인 신호를 제 1 스위치(233)를 통해 입력받아 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환한다. 제 2 스위치(235)는 송신측 동기신호가 검출된 경우 컨트롤러(240)의 제어에 따라 송신신호 처리부(234)로부터 제 2 커플러(236)로 신호가 전달될 수 있는 경로를 제공한다. 그리고, 제 2 커플러(236)는 입력되는 신호를 해당 전송 경로로 전송한다. 송신측 동기신호가 검출된 경우, 제 2 커플러(236)는 입력 신호를 안테나를 통해 공중, 또는 케이블을 통해 뒷단의 리모트로 출력하게 된다.

동기 검출기(232)에서 송신측 동기 신호가 검출되지 않고, 제 2 커플러(236)를 통해 수신측 메인 신호가 수신된 경우, 이는 제 2 스위치(235)를 통해 수신신호 처리부(237)로 전달, 제 1 스위치(233) 및 제 1 커플러(231)를 통해 도너(201)로 송출된다. 즉, 리모트(230)의 수신경로는 대기 상태에서 항상 온 상태를 유지하므로, 제 2 커플러(236)로 신호가 입력되면 즉시 수신경로를 통해 신호를 중계하게 된다.

이때, 동기 검출기(232)에서 수신측 동기 신호가 검출되지 않은 상태이므로, 송신신호 처리부(234)는 오프 상태에 있으며, 따라서 제 1 커플러(231)를 통해 송출된 신호가 피드백되는 현상을 방지할 수 있다.

수신신호 처리부(237)는 컨트롤러(240)의 제어에 따라 제 2 커플러(236)로 수신된 수신측 메인 신호를 제 2 스위치(235)를 통해 입력받아 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환한다. 제 1 스위치(233)는 수신측 동기신호가 검출된 경우 컨트롤러(240)의 제어에 따라 수신신호 처리부(237)로부터 제 1 커플러(231)로 신호가 전달될 수 있는 경로를 제공한다. 그리고, 제 1 커플러(231)는 입력되는 신호를 해당 전송 경로로 전송한다. 도너(201) 측으로 전송할 신호가 입력되는 경우 제 1 커플러(231)는 입력 신호를 안테나를 통해 도너(201) 또는 앞 단의 리모트로 출력하게 된다.

도 9는 도 8에 도시한 동기 검출기의 구성도이다.

동기 검출기(232)는 제 1 커플러(231)를 통해 입력되는 도너로부터의 신호를 입력받아 불필요한 성분을 제거하고 증폭하는 레벨 조정부(251), 레벨 조정부(251)에서 증폭된 신호로부터 디지털 레벨의 송신측 동기 신호를 검출하는 동기신호 검출부(253)를 포함한다. 아울러, 레벨 조정부(251)에서 불필요한 성분이 제거된 신호를 입력받아 고 레벨의 신호로 생성하여 뒷 단의 리모트로 전송하는 신호 재생성부(255)를 더 포함할 수 있다.

동기신호 검출부(253)에서 검출된 송신측 동기 신호는 디지털 레벨이며, 이는 컨트롤러(240)로 제공된다. 아울러, 신호 재생성부(255)에서 레벨-업된 신호는 아날로그 신호이며 체배 주파수 성분을 제거한 후 뒷단의 리모트로 전송하는 것이 바람직하다.

도 9에 도시한 동기 검출기(232)는 도 10과 같이 구성할 수 있다.

도 10은 도 9에 도시한 동기 검출기의 일 예시도이다.

도 10에 도시한 실시예에서, 동기 검출기(232)의 레벨 조정부(251)는 대역통과필터(BPF, 2511), 커플러(2512) 및 증폭기(AMP, 2513)를 포함한다. 대역통과 필터(2511)는 입력 신호로부터 불필요한 성분을 제거한다. 커플러(2512)는 대역통과 필터(2511)의 출력 신호를 복수의 경로, 예를 들어 증폭기(2513)의 입력 및 신호 재생성부(255)의 입력이 되도록 분할한다. 증폭기(2513)는 불필요한 성분이 제거된 입력 아날로그 신호의 레벨을 증폭한다. 여기에서, 증폭기(2513)는 가변 증폭기로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 동기신호 검출부(253)는 디텍터(2531)를 포함하며, 레벨 조정부(251)에서 출력되는 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 디텍터(2531)출력 신호는 컨트롤러(240)로 전달되어 송신 경로의 온/오프를 제어하는 데 사용되는 한편, 신호 재생성부(255)를 온/오프시키는 역할을 한다. 즉, 디텍터(2531)의 출력 신호 레벨은 논리 하이, 또는 로우 레벨이 되며, 이에 따라 신호 재생성부(255)가 온/오프되는 것이다.

만약, 동기신호 검출부(253)에서 유효한 동기 신호가 검출되지 않을 경우 신호 재생성부(255)은 오프되며, 동기신호 검출부(253)에서 유효한 동기 신호가 검출되면 신호 재생성부(255)가 온되어 뒷단의 리모트로 동기신호를 전달한다. 뒷단의 리모트로 동기 신호를 전달할 때 신호 손실 등에 대비하여 입력 신호를 증폭하는 과정이 수반될 수 있음은 물론이다.

다시, 도 10을 참조하면, 신호 재생성부(255)는 도너(201)로부터 전송되어 불필요한 성분이 제거된 입력 신호를 커플러(2512)를 통해 입력받아 증폭하는 아날로그 신호 증폭부(2551) 및 디텍터(2531)의 출력 신호에 따라 구동되어 아날로그 신호 증폭부(2551)에서 출력되는 신호로부터 체배 주파수 성분을 제거하는 대역통과필터(BPF, 2552)를 포함한다.

아날로그 신호 증폭부(2551)의 출력 신호는 대역폭이 이론적으로 0인 CW(Continuous Wave) 신호 즉, 도 7에 도시한 도너(201)의 발진부(221) 출력 신호와 유사하며, 대역통과필터(2552)는 크리스탈 필터, 또는 LC-BPF를 적용할 수 있다.

이와 같이, 복합형 무선 중계 시스템은 도너 및 적어도 하나의 리모트를 포함하여 이루어져, 도너에서 검출된 송신측 동기 신호를 리모트로 전송하여 리모트의 송신경로를 제어한다. 도너는 자체적으로 검출한 송신측 동기 신호 또는 수신측 동기 신호에 따라 송신경로 또는 수신 경로가 온/오프 되는 반면, 리모트는 대기 상태에서는 수신경로를 온 상태로 유지하다가 도너로부터 송신측 동기 신호가 전달되면 수신경로를 차단, 송신경로를 온시킨다.

단독형이나 복합형에 상관 없이, 본 발명의 무선 중계 장치는 송신경로와 수신경로가 동시에 온 상태를 갖지 않도록 제어할 수 있어, 단일 주파수를 이용한 단신 통신 시스템에서 자기 발진 현상을 제거할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도너에서의 무선 중계 방법을 나타낸다.

먼저, 도너(10, 201)는 전원이 공급됨에 따라 컨트롤러(13)의 제어에 의해 초기화된다(S101). 초기화에 따라 제 1 및 제 2 커플러(111, 121), 송신신호 동기 검출기(113) 및 수신신호 동기 검출기(123)는 온 상태가 되고, 그 외 구성부 즉, 제 1 및 제 2 스위치(115, 119), 송신신호 처리부(117) 및 수신신호 처리부(125)는 오프 상태가 된다.

도너(10, 201)는 초기화 후 대기 상태(S103)를 유지하다가 제 1 커플러(111) 또는 제 2 커플러(121)를 통해 신호가 입력되면, 송신신호 동기 검출기(113, 113-1) 또는 수신신호 동기 검출기(123, 123-1)가 이를 입력받아 동기신호가 검출되는지 확인한다(S105).

단계 S105의 확인 결과, 동기신호가 검출되면 그에 따른 전송 경로를 설정한다(S107). 즉, 송신측 동기신호가 검출된 경우에는 송신신호 처리부(117)를 온시키고, 수신측 동기신호가 검출된 경우에는 수신신호 처리부(125)를 온시킨다. 아울러, 복합형 무선 중계 장치의 도너(201)의 경우 송신측 동기신호가 검출되면 이를 리모트로 전송하는 과정(S113)을 더 수행한다.

단계 S107에서 해당 전송 경로를 설정하여 신호를 전송한 후, 해당 경로를 통해 전송할 메인 신호가 계속해서 수신되는지 확인한다(S109). 그리고, 메인 신호가 계속해서 수신되는 경우에는 단계 S107에서 설정한 경로를 유지하며(S111), 메인 신호가 검출되지 않을 경우에는 단계 S103으로 복귀하여 대기 상태로 천이한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단일 주파수 통신을 위한 무선 중계방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 복합형 무선 중계 장치에 포함되는 리모트에서의 무선 중계 방법을 나타낸다.

먼저, 리모트(203)는 전원이 공급됨에 따라 초기화되어(S203), 송신신호 처리부(234)를 제외한 구성부가 온 상태로 된 후, 대기 상태로 천이한다(S203).

이후, 수신측 제 2 커플러(236)를 통해 수신측 메인 신호가 입력되는지 확인하여(S205), 수신측 메인 신호가 입력되면 제 2 스위치(235), 수신신호 처리부(237), 제 1 스위치(233) 및 제 1 커플러(231)를 통해 수신측 메인 신호를 도너(201)로 전송한다(S207).

아울러, 대기 상태에서 동기 검출기(232)로 동기 신호가 검출되는지 확인하는 과정(S209) 또한 병행된다. 동기 검출기(232)에서 동기 신호가 검출되는 경우에는 송신신호 처리부(234)를 온시켜 송신 경로를 설정한다(S211). 그리고 송신측 메인 신호가 계속해서 수신되는지 확인하여(S213), 송신측 메인 신호가 계속해서 수신되는 경우에는 단계 S211에서 설정한 경로를 유지하며(S215), 메인 신호가 검출되지 않을 경우에는 단계 S203으로 복귀하여 대기 상태로 천이한다.

본 발명의 무선 중계 장치에서, 도너는 송신측 동기 신호가 검출된 경우에만 송신 경로를 설정하고, 수신측 동기 신호가 검출된 경우에만 수신 경로를 설정한다. 즉, 송신 경로와 수신 경로가 동시에 온 상태를 갖지 않고, 전송할 신호가 있는 경로만 온 상태를 갖도록 제어한다. 아울러, 리모트는 수신경로는 항상 온 상태를 갖도록 하고, 도너로부터 송신측 동기 신호가 전송되면 송신 경로를 온 시키는 한편 수신 경로를 오프시킨다.

따라서, 수신 신호가 다시 송신단으로 피드백되는 자기 발진 현상을 억제할 수 있을 뿐 아니라, 송신측 및 수신측 이동국 간의 동기를 정확히 맞출 수 있어 시분할 단신 방식의 한계를 극복할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10, 201 : 도너
203 : 리모트
11, 230 : 신호 처리부
13, 240 : 컨트롤러
111, 231 : 제 1 커플러
113 : 송신신호 동기 검출기
115, 233 : 제 1 스위치
117, 234 : 송신신호 처리부
119, 235 : 제 2 스위치
121, 236 : 제 2 커플러
123 : 수신신호 동기 검출기
125, 237 : 수신신호 처리부
232 : 동기 검출기

Claims (26)

1. 하나의 주파수를 이용하여 양방향 단신 통신 서비스를 제공하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치로서,
   송신신호 동기 검출기로부터 송신측 동기신호가 검출됨에 따라 송신경로를 온(ON)시키는 한편 수신경로를 오프(OFF)시키고, 수신신호 동기 검출기로부터 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 상기 수신경로를 온(ON)시키는 한편 상기 송신경로를 오프(OFF)시키는 도너를 포함하고,
   상기 송신측 동기신호 및 수신측 동기신호는 송신측 이동국 또는 수신측 이동국의 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호인 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 도너로부터 수신되는 상기 송신측 동기신호에 응답하여 송신경로를 온(ON)시키는 한편 수신경로를 오프(OFF)시키는 리모트를 더 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 리모트는 대기 상태에서 상기 송신경로를 오프(OFF) 시키는 한편 수신경로를 온(ON) 상태로 유지하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 리모트는 복수의 리모트가 직렬 연결되도록 구성되며, 상기 도너로부터 상기 송신측 동기신호를 수신한 리모트는 뒷단의 리모트로 상기 송신측 동기신호를 재전송하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
6. 이동국 간에 송수신되는 신호를 중계하는 도너를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치로서,
   상기 도너는, 입력 신호를 지정된 경로에 따라 전달하는 제 1 커플러;
   상기 제 1 커플러를 통해 입력된 신호로부터 송신측 동기신호를 검출하는 송신신호 동기 검출기;
   상기 송신신호 동기 검출기에서 상기 송신측 동기신호가 검출됨에 따라 구동되어, 상기 제 1 커플러를 통해 수신된 송신측 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하여 제 2 커플러로 전송하는 송신신호 처리부;
   입력 신호를 지정된 경로에 따라 전달하는 상기 제 2 커플러;
   상기 제 2 커플러를 통해 입력된 신호로부터 수신측 동기신호를 검출하는 수신신호 동기 검출기; 및
   상기 수신신호 동기 검출기에서 상기 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 구동되어, 상기 제 2 커플러를 통해 수신된 수신측 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하여 상기 제 1 커플러로 전송하는 수신신호 처리부;
   를 포함하고,
   상기 송신측 동기신호는 송신측 이동국의 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호이고, 상기 수신측 동기신호는 수신측 이동국의 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호인 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 송신신호 동기 검출기는, 상기 제 1 커플러를 통해 입력된 신호의 주파수 대역을 하향 조정하는 주파수 변환부;
   상기 주파수 변환부에서 주파수 하향 조정된 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
   상기 필터링부의 출력 신호로부터 지정된 레벨의 신호를 송신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
   를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 이득 조절부는 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication)의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호를 상기 송신측 동기 신호로 검출하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
9. 삭제
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 수신신호 동기 검출기는, 상기 제 2 커플러를 통해 입력된 신호의 주파수 대역을 하향 조정하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환부에서 주파수 하향 조정된 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
    상기 필터링부의 출력 신호로부터 지정된 레벨의 신호를 수신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이득 조절부는 수신 전계 강도(RSSI, Received Signal Strength Indication)의 세기가 -90 내지 -100dB인 신호를 상기 수신측 동기 신호로 검출하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
12. 삭제
13. 제 6 항에 있어서,
    상기 무선 중계 장치는 상기 도너와 접속되는 적어도 하나의 리모트를 포함하고,
    상기 송신신호 동기 검출기는 상기 송신측 동기신호를 상기 리모트로 전송하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 송신신호 동기 검출기는, 상기 제 1 커플러를 통해 입력된 신호로부터 송신측 동기신호를 검출하는 동기신호 검출부; 및
    상기 동기신호 검출부에서 검출된 상기 송신측 동기신호를 상기 리모트로 전송하는 동기신호 전송부;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 동기신호 검출부는, 상기 제 1 커플러를 통해 입력된 신호의 주파수 대역을 하향 조정하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환부에서 주파수 하향 조정된 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
    상기 필터링부의 출력 신호로부터 지정된 레벨의 신호를 송신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 동기신호 전송부는, 상기 이득 조절부로부터 상기 송신측 동기 신호를 수신하여 아날로그 신호로 변환하는 발진부; 및
    상기 발진부의 출력 신호로부터 체배 성분을 제거하고 상기 리모트로 전송하는 대역통과필터;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 발진부의 출력 신호는 CW(Continuous Wave) 신호인 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
18. 제 13 항에 있어서,
    상기 리모트는, 입력 신호를 지정된 경로에 따라 전달하는 제 1 커플러;
    상기 제 1 커플러를 통해 입력된 신호로부터 송신측 동기신호를 검출하는 동기 검출기;
    상기 동기 검출기에서 상기 송신측 동기신호가 검출됨에 따라 구동되어, 상기 제 1 커플러를 통해 수신된 송신측 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하여 제 2 커플러로 전송하는 송신신호 처리부;
    입력 신호를 지정된 경로에 따라 전달하는 상기 제 2 커플러;
    상기 제 2 커플러를 통해 수신된 수신측 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하여 상기 제 1 커플러로 전송하는 수신신호 처리부;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 리모트는 복수의 리모트가 직렬 연결되도록 구성되며, 상기 도너로부터 상기 송신측 동기신호를 수신한 리모트는 뒷단의 리모트로 상기 송신측 동기신호를 재전송하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 동기 검출기는, 상기 제 1 커플러를 통해 입력되는 신호로부터 불필요한 성분을 제거하고 증폭하는 레벨 조정부; 및
    상기 레벨 조정부에서 증폭된 신호로부터 디지털 레벨의 송신측 동기 신호를 검출하는 동기신호 검출부;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 동기 검출기는, 상기 레벨 조정부에서 불필요한 성분이 제거된 신호를 입력받아 고 레벨의 신호로 생성하여 상기 뒷단의 리모트로 전송하는 신호 재생성부를 더 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 신호 재생성부는 상기 동기신호 검출부의 출력 신호에 응답하여 구동되는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 장치.
23. 송신신호 동기 검출기 및 수신신호 동기 검출기를 구비하는 도너를 포함하는 무선 중계 장치에서의 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 방법으로서,
    전원이 공급됨에 따라 송신경로 및 수신경로를 오프(OFF)시켜 초기화하고 대기 상태로 천이하는 단계;
    이동국으로부터 신호가 전송됨에 따라, 상기 송신신호 동기 검출기 또는 상기 수신신호 동기 검출기가 동작하여 송신측 동기신호 또는 수신측 동기신호를 검출하는 단계;
    상기 송신측 동기신호 또는 수신측 동기신호가 검출됨에 따라 대응하는 전송 경로를 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 전송 경로를 통해 전송할 신호가 계속해서 수신되는 경우 상기 전송 경로를 유지하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 송신측 동기신호는 송신측 이동국의 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호이고, 상기 수신측 동기신호는 수신측 이동국의 마이크가 온 후크(on hook)될 때 발생하는 신호인 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 방법.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 도너는 송신신호 처리부 및 수신신호 처리부를 포함하며, 상기 초기화하는 단계는 상기 송신신호 처리부 및 수신신호 처리부를 오프(OFF)시키고, 상기 송신신호 동기 검출기 및 상기 수신신호 동기 검출기를 온(ON)시키는 단계인 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 방법.
25. 제 23 항에 있어서,
    상기 무선 중계 장치는 상기 도너와 접속되는 리모트를 더 포함하고,
    상기 송신신호 동기 검출기로부터 상기 송신측 동기신호가 검출된 경우 상기 송신측 동기신호를 상기 리모트로 전송하는 단계를 더 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 리모트는 전원이 공급됨에 따라 송신경로를 오프(OFF)시켜 초기화하고 대기 상태로 천이하고, 수신측 메인 신호가 입력됨에 따라, 상기 수신측 메인 신호를 상기 도너로 전송하며,
    상기 도너로부터 송신측 동기신호가 전송됨에 따라, 상기 송신측 동기 신호에 응답하여 송신 경로를 설정하는 단계; 및
    상기 송신 경로를 통해 전송할 신호가 계속해서 수신되는 경우 상기 송신 경로를 유지하는 단계;
    를 포함하는 단일 주파수 단신 통신을 위한 무선 중계 방법.

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