KR101201539B1 - Repeater using Frequency Hopping - Google Patents

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Abstract

주파수 호핑을 이용한 중계 장치가 개시된다.
이 중계 장치는 기지국과 이동 단말기 사이에 이동통신 신호를 중계하는 중계 장치로서, 제1 주파수를 이용하여 상기 기지국과 이동통신 신호를 송수신하고, 상기 이동 단말기와는 미리 설정된 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 제2 주파수를 이용하여 이동통신 신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다. 또한, 중계 장치는 제1 주파수를 이용하여 상기 기지국과 이동통신 신호를 송수신하고, 상기 이동 단말기와는 신호를 전송하는데 사용되는 제2 주파수가 상기 제1 주파수가 속하는 주파수 대역에서 시간에 따라 변경되도록 상기 제2 주파수를 할당하는 것을 특징으로 한다.A relay device using frequency hopping is disclosed.
The relay device is a relay device for relaying a mobile communication signal between a base station and a mobile terminal. The relay device transmits and receives a mobile communication signal with the base station using a first frequency, and is determined according to a preset frequency hopping pattern with the mobile terminal. And transmitting and receiving a mobile communication signal using the second frequency. In addition, the relay device transmits and receives a mobile communication signal with the base station using a first frequency, and the second frequency used to transmit a signal with the mobile terminal is changed over time in a frequency band to which the first frequency belongs. And assigning the second frequency.

Description

주파수 호핑을 이용한 중계 장치 {Repeater using Frequency Hopping} Repeater using frequency hopping {Repeater using Frequency Hopping}

본 발명은 중계 장치에 관한 것으로, 특히 기지국과 이동 단말기 사이에 신호를 중계하는 이동통신 시스템에서의 중계 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a relay apparatus, and more particularly, to a relay apparatus in a mobile communication system for relaying a signal between a base station and a mobile terminal.

이동통신의 발달과 사용자들의 사용 형태의 다양화로 인해, 사용자들은 언제 어디서나 무선을 이용한 이동통신 서비스를 받기를 원하고 있다.Due to the development of mobile communication and diversification of users' usage patterns, users want to receive mobile communication service using wireless anytime and anywhere.

첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 이동통신 시스템에 있어서, 기지국(10)은 소정의 커버리지(coverage: 유효범위)에 해당하는 셀(20)을 형성하고, 고정 유선망과 해당 셀 내에 위치하는 이동 단말기(30) 간의 중계/연계/연결을 수행한다. As shown in FIG. 1, in a general mobile communication system, a base station 10 forms a cell 20 corresponding to a predetermined coverage, and is located in a fixed wired network and a corresponding cell. Relay / link / connect between the mobile terminals 30.

기지국(10)의 설치는 이동통신 시스템의 서비스 지역을 확장할 수 있는 장점이 있으나, 장비 및 운영에 많은 비용이 소모되는 단점 및 지리 환경을 고려하여야만 하는 단점이 있다. 즉, 모든 위치에 기지국을 설치하여 이동통신 시스템의 서비스 지역을 확장시키는 것은 지리환경이나 비용면에서 어려운 점이 있다. Although the installation of the base station 10 has an advantage of expanding the service area of the mobile communication system, there are disadvantages in that a lot of costs are required for equipment and operation and a geographical environment must be considered. In other words, it is difficult to expand the service area of a mobile communication system by installing base stations at all locations in terms of geographical environment and cost.

또한, 기지국(10)의 서비스 범위(20) 내에는 자연과 인공 장애물(예: 지하공간, 지하상가, 터널, 건물지하, 건물 안, 해저 등)에 의해 전파의 세기가 미약하거나 혹은 페이딩(Fading)되어 이동 단말기(40)에서 수신이 불가능하거나 좋지 못한 음영 지역(50)이 존재할 수 있다. In addition, within the service range 20 of the base station 10, the strength of radio waves is weak or fading due to natural and artificial obstacles (for example, underground spaces, underground shopping malls, tunnels, underground buildings, undersea buildings, etc.). There may be a shaded area 50 that is impossible or poorly received by the mobile terminal 40.

이에 따라, 기지국(10)에 의한 셀(20)의 커버리지를 확장시키기 위하여 또는 음영 지역(50)에 위치하는 이동 단말기(40)에 대해 양질의 이동통신 서비스를 제공받을 수 있도록 하기 위하여 음영 지역(50) 내에 중계기 또는 중계 장치(60)가 설치되고, 이러한 중계기(60)에 의한 기지국(10)과 이동 단말기(40) 사이의 이동통신 신호 중계에 의해 기지국(10)의 커버리지가 확장되거나 또는 음영 지역(50) 내에 있는 이동 단말기(40)에 대한 양질의 이동통신 서비스를 제공할 수 있다.Accordingly, in order to expand the coverage of the cell 20 by the base station 10 or in order to be provided with a high quality mobile communication service for the mobile terminal 40 located in the shadow area 50, A repeater or repeater 60 is installed in 50, and the coverage of the base station 10 is extended or shaded by the mobile communication signal relay between the base station 10 and the mobile terminal 40 by the repeater 60. It is possible to provide a high quality mobile communication service for the mobile terminal 40 in the area 50.

그러나, 기존 중계기(10)의 경우 이동통신 주파수 중 여유 채널을 이용하기 때문에 호 용량이 많을 경우 서비스용으로 사용이 어렵고, 설치 비용 및 유지 비용이 비싸며, 시스템 연동 시 어려움이 있고, 직진성 때문에 강우 감쇄를 받기 때문에 가시거리를 확보해야 하는 등 기술적 한계가 노출되어 있다.However, since the existing repeater 10 uses a spare channel of the mobile communication frequency, it is difficult to use the service when the call capacity is large, installation cost and maintenance cost are high, difficulty in interworking with the system, and rain attenuation due to the straightness. Because of this, technical limitations are exposed, such as the need to secure visibility.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 주파수 호핑(Frequency Hopping) 기술을 통해 기지국 신호를 이동 단말기로 중계함으로써 주파수 효율을 높이고, 페이딩 현상 및 간섭을 없애 수신 감도와 전송 특성을 기존 중계기에 비해 획기적으로 개선하는 중계 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the frequency efficiency by relaying the base station signal to the mobile terminal through the frequency hopping (Frequency Hopping) technology, and to significantly improve the reception sensitivity and transmission characteristics compared to the existing repeater by eliminating fading phenomenon and interference It is to provide a relay device.

본 발명의 하나의 특징에 따른 중계 장치는,The relay device according to one feature of the present invention,

기지국과 이동 단말기 사이에 이동통신 신호를 중계하는 중계 장치로서, 제1 주파수를 이용하여 상기 기지국과 이동통신 신호를 송수신하고, 상기 이동 단말기와는 미리 설정된 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 제2 주파수를 이용하여 이동통신 신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.A relay device for relaying a mobile communication signal between a base station and a mobile terminal, the relay device transmitting and receiving a mobile communication signal with the base station using a first frequency, and a second frequency determined by a preset frequency hopping pattern with the mobile terminal. And transmitting and receiving a mobile communication signal.

본 발명의 다른 특징에 따른 중계 장치는,The relay device according to another feature of the present invention,

기지국과 이동 단말기 사이에 이동통신 신호를 중계하는 중계 장치로서, 제1 주파수를 이용하여 상기 기지국과 이동통신 신호를 송수신하고, 상기 이동 단말기와는 신호를 전송하는데 사용되는 제2 주파수가 상기 제1 주파수가 속하는 주파수 대역에서 시간에 따라 변경되도록 상기 제2 주파수를 할당하는 것을 특징으로 한다.A relay device for relaying a mobile communication signal between a base station and a mobile terminal, wherein the second frequency is used for transmitting and receiving a mobile communication signal with the base station and transmitting a signal with the mobile terminal using a first frequency. The second frequency may be allocated to change with time in a frequency band to which a frequency belongs.

본 발명에 따르면, 중계 장치가 주파수 호핑 방식을 이용함으로써 셀간 간섭 및 코드간 간섭을 최적화할 수 있다. According to the present invention, the relay device may optimize inter-cell interference and inter-code interference by using a frequency hopping scheme.

또한, 기존 주파수의 대역을 그대로 사용함으로써 주파수 효율이 높으며, 수신 주파수와 송신 주파수의 특성이 달라 서로간의 간섭이 발생하지 않게 된다. In addition, by using the band of the existing frequency as it is, the frequency efficiency is high, and the characteristics of the reception frequency and the transmission frequency are different so that interference does not occur between each other.

그리고, 기존 중계 장치의 제한 사항이었던 도너 안테나와 서비스 안테나간의 이격을 고려할 필요가 없어지게 되므로 설치의 편이성이 향상된다.In addition, since the distance between the donor antenna and the service antenna, which was a limitation of the existing relay device, does not need to be considered, the ease of installation is improved.

도 1은 이동통신 셀 환경 내에서의 기지국과 단말기(Host) 그리고 중계 장치의 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑을 이용한 중계 장치가 사용되는 이동통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용되는 주파수 호핑에 대한 개념을 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 중계 장치가 기지국과 이동 단말기 사이의 신호를 중계하는 개념을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중계 장치가 기지국과 이동 단말기 사이의 신호를 중계하는 개념을 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 중계 장치의 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 FH 송신부가 수행하는 주파수 호핑의 예를 도시한 도면으로, (a)는 t=0인 경우이고, (b)는 t=TFH인 경우이다.1 is a diagram illustrating a relationship between a base station, a terminal, and a relay device in a mobile communication cell environment.
2 is a diagram illustrating a mobile communication system using a relay device using frequency hopping according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates a concept of frequency hopping used in an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a concept in which a conventional relay device relays a signal between a base station and a mobile terminal.
5 is a diagram illustrating a concept in which a relay device relays a signal between a base station and a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of the relay apparatus shown in FIG. 2.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of frequency hopping performed by the FH transmitter shown in FIG. 6, where (a) is t = 0 and (b) is t = T FH .

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module "in the specification mean units for processing at least one function or operation and can be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software .

이제 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑을 이용한 중계 장치에 대해 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a relay apparatus using frequency hopping according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑을 이용한 중계 장치가 사용되는 이동통신 시스템을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a mobile communication system using a relay device using frequency hopping according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 다른 중계 장치(100)는 도너 안테나(101)를 통해 기지국(200)의 안테나(201)와 무선 접속되어 기지국(200)과 신호를 송수신하고, 서비스 안테나(102)를 통해 이동 단말기(300)의 안테나(301)와 접속되어 이동 단말기(300)와 신호를 송수신한다. 이 때, 이동 단말기(300)는 음영 지역 내에 위치하는 것으로 가정하여 설명한다.As shown in FIG. 2, the relay device 100 according to the embodiment of the present invention is wirelessly connected to the antenna 201 of the base station 200 through the donor antenna 101 to transmit and receive signals to and from the base station 200. , And is connected to the antenna 301 of the mobile terminal 300 through the service antenna 102 to transmit and receive signals to and from the mobile terminal 300. In this case, it is assumed that the mobile terminal 300 is located in the shaded area.

중계 장치(100)는 기지국(200)과 특정 주파수 대역 내에 있는 주파수, 예를 들어 제1 주파수인 f0를 이용하여 신호를 송수신한다.The relay device 100 transmits and receives a signal to and from the base station 200 using a frequency within a specific frequency band, for example, f 0 , which is a first frequency.

한편, 중계 장치(100)는 이동 단말기(300)와 상기한 특정 주파수 대역 내에 있으나 중계 장치(100)가 기지국(200)과의 사이에 신호를 송수신하는데 사용되는 주파수, 즉 제1 주파수가 아닌 다른 주파수들을 사용하여 신호를 송수신한다.On the other hand, the relay device 100 is within the specific frequency band with the mobile terminal 300, but the frequency used by the relay device 100 to transmit and receive a signal between the base station 200, that is, other than the first frequency Transmit and receive signals using frequencies.

또한, 중계 장치(100)는 기지국(200)으로부터 제1 주파수를 이용하여 수신되는 신호를 이동 단말기(300)로 중계할 때 주파수 호핑 방식을 이용하여 중계한다. 즉, 중계 장치(100)는 시간에 따라 변하도록 결정된 주파수 호핑 패턴에 의해 변화되는 주파수(이 때의 주파수는 제1 주파수가 아님)를 이용하여 기지국(200)으로부터 수신되는 신호를 이동 단말기(300)로 전달한다.In addition, the relay device 100 relays a signal received from the base station 200 using the first frequency to the mobile terminal 300 by using a frequency hopping method. That is, the relay device 100 transmits a signal received from the base station 200 to the mobile terminal 300 using a frequency that is changed by a frequency hopping pattern determined to change with time (the frequency at this time is not the first frequency). To pass).

또한, 중계 장치(100)는 주파수 호핑 방식을 이용하여 이동 단말기(300)로부터 신호를 수신하여 기지국(200)으로 중계한다. 즉, 중계 장치(100)는 시간에 따라 변하도록 결정된 주파수 호핑 패턴에 의해 변화되는 주파수(이 때의 주파수는 제1 주파수가 아님)를 이용하여 이동 단말기(300)로부터 수신되는 신호를 기지국(200)으로 전달한다.In addition, the relay device 100 receives a signal from the mobile terminal 300 using a frequency hopping method and relays the signal to the base station 200. That is, the relay device 100 receives a signal received from the mobile terminal 300 using a frequency changed by a frequency hopping pattern determined to change with time (the frequency at this time is not the first frequency). ).

중계 장치(100)가 이동 단말기(300)와의 사이에 수행하는 주파수 호핑 방식의 특성은 첨부한 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 주파수 호핑 방식은 시간에 따라 신호를 전송하는데 사용되는 주파수가 미리 결정되어 있는 주파수 호핑 패턴에 따라 변하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 시간 t=0에서 주파수 호핑 패턴에 따라 제2 주파수인 f1이 선택되었다면 이 때에는 제2 주파수를 통해 중계기(100)와 이동 단말기(300)가 신호를 송수신하고, 시간 t=TFH에서 주파수 호핑 패턴에 따라 제FH 주파수인 fFH가 선택되었다면 이 때에는 제FH 주파수를 통해 중계기(100)와 이동 단말기(300)가 신호를 송수신한다.The characteristics of the frequency hopping scheme performed by the relay apparatus 100 with the mobile terminal 300 are illustrated in FIG. 3. Referring to FIG. 3, the frequency hopping scheme is characterized in that a frequency used to transmit a signal changes over time according to a predetermined frequency hopping pattern. For example, if a second frequency f 1 is selected according to the frequency hopping pattern at time t = 0, the repeater 100 and the mobile terminal 300 transmit and receive signals through the second frequency, and time t = T. If the FH frequency f FH is selected according to the frequency hopping pattern in FH, the repeater 100 and the mobile terminal 300 transmit and receive signals through the FH frequency.

한편, 이동 단말기(300)는 접속 가능한 채널을 탐지하여 소프터 핸드오버(softer hand-over)가 가능한 이동 단말기여야 한다. 따라서, 이동 단말기(300)는 기지국(200)과의 직접적인 신호 송수신에 의해 이동통신 서비스를 제공받다가 음영 지역(50)에 진입하는 경우 기지국(200)과의 직접적인 신호 송수신이 불가능해지므로 중계 장치(100)의 신호를 탐지하여 중계 장치(100)로 소프터 핸드오버를 수행한 후 중계 장치(100)로부터 제공되는 주파수 호핑 패턴을 받아서 주파수 호핑 패턴에 의해 결정되는 주파수를 이용하여 중계 장치(100)와 신호를 송수신하여 중계 장치(100)를 통한 기지국(200)으로부터의 이동통신 서비스를 제공받는다.Meanwhile, the mobile terminal 300 should be a mobile terminal capable of softer handover by detecting an accessible channel. Accordingly, when the mobile terminal 300 receives a mobile communication service by directly transmitting and receiving a signal with the base station 200 and enters the shadow area 50, the mobile terminal 300 may not directly transmit or receive a signal with the base station 200. After detecting the signal of 100 and performing the softer handover to the relay device 100, the relay device 100 receives the frequency hopping pattern provided from the relay device 100 and uses the frequency determined by the frequency hopping pattern. Transceives a signal with and receives the mobile communication service from the base station 200 through the relay device 100.

한편, 상기에서는 중계 장치(100)가 이동 단말기(300)와의 사이에 주파수 호핑을 수행하는데, 이 때 사용되는 주파수가 중계 장치(100)가 기지국(200)과의 사이에 사용하는 주파수와 서로 상이한 주파수라고 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 중계 장치(100)가 이동 단말기(300)와의 사이에 주파수 호핑을 수행할 때 사용하는 주파수가 중계 장치(100)가 기지국(200)과의 사이에 사용하는 주파수와 서로 동일하여도 된다. 다만, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑 패턴은 시간상에서 연속되어 동일한 주파수를 할당하지 않는 것을 특징으로 한다. 즉, 중계 장치(100)가 시간상에서 연속하여 동일한 주파수를 할당하여 주파수 호핑을 수행하지는 않는다. 따라서, 중계 장치(100)가 이동 단말기(300)와의 사이에 사용하는 주파수가 기지국(200)과의 사이에 사용하는 주파수와 동일하여도, 기지국(200)과는 시간상에서 연속으로 동일한 주파수를 사용하지만, 이동 단말기(300)와는 연속으로 사용하지 않기 때문에 종래와 같은 간섭은 발생하지 않게 된다.Meanwhile, in the above, the relay device 100 performs frequency hopping between the mobile terminal 300 and the frequency used at this time is different from the frequency used by the relay device 100 with the base station 200. Although described as a frequency, the technical scope of the present invention is not limited thereto, and the frequency used when the relay device 100 performs frequency hopping between the mobile terminal 300 and the base station 200 is determined by the relay device 100. ) May be the same as the frequency used. However, the frequency hopping pattern according to the embodiment of the present invention is characterized in that it does not allocate the same frequency in succession in time. That is, the relay device 100 does not perform frequency hopping by allocating the same frequency continuously in time. Therefore, even if the frequency used by the relay device 100 with the mobile terminal 300 is the same as the frequency used between the base station 200 and the base station 200, the same frequency is continuously used in time with the base station 200. However, since it is not used continuously with the mobile terminal 300, the interference as in the prior art does not occur.

종래의 중계 장치는 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 기지국(200)과 이동 단말기(300) 사이의 신호 중계에 동일한 주파수를 이용하여 신호(1～6)를 송수신한다.As shown in FIG. 4, the conventional relay device transmits and receives signals 1 to 6 using the same frequency for signal relay between the base station 200 and the mobile terminal 300.

그러나, 첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주파수 호핑을 이용한 중계 장치(100)는 기지국(200)과의 사이에서는 하나의 주파수, 상기 예의 경우 제1 주파수인 f0만을 이용하여 신호(1～6)를 송수신하지만, 이동 단말기(300)와의 사이에서는 미리 결정된 주파수 호핑 패턴에 따라 제1 주파수와 상이한 주파수들을 시간에 따라 변화시켜서 사용하여 신호(1～6)를 송수신한다. 이 때, 주파수 호핑 패턴에 따라 변화되는 주파수들도 제1 주파수가 속하는 주파수 대역 내에 있는 주파수들이다.However, as shown in FIG. 5, the relay device 100 using frequency hopping according to an embodiment of the present invention has one frequency between the base station 200 and f 0 , which is the first frequency in this example. Signals 1 to 6 are transmitted and received using only, but signals 1 to 6 are transmitted to and received from the mobile terminal 300 by varying frequencies different from the first frequency in time according to a predetermined frequency hopping pattern. do. At this time, the frequencies that change according to the frequency hopping pattern are also frequencies within the frequency band to which the first frequency belongs.

이와 같이, 중계 장치(100)가 이동 단말기(300)와의 사이에 수행하는 신호 송수신에 주파수 호핑 방식을 이용함으로써 중계 장치(100)와 기지국(200) 사이에 송수신되는 신호와 중계 장치(100)와 이동 단말기(300) 사이에 송수신되는 신호가 서로 구별되므로 이동 단말기(300)는 기지국(200)에서 페이딩되어 수신되는 전파에 영향을 받지 않게 되므로 간섭에 강해지게 된다. In this way, the signal transmitted and received between the relay device 100 and the base station 200 and the relay device 100 by using the frequency hopping method for the signal transmission and reception performed by the relay device 100 with the mobile terminal 300, Since signals transmitted and received between the mobile terminals 300 are distinguished from each other, the mobile terminal 300 is not affected by the radio waves received by fading from the base station 200, thereby becoming stronger to interference.

또한, 중계 장치(100)가 기지국(200)과의 사이에 제1 주파수를 사용하고, 이동 단말기(300)와의 사이에 제1 주파수가 아닌 다른 주파수를 사용함으로써 중계 장치(100)의 도너 안테나(101)와 서비스 안테나(102) 사이의 이격률(isolation)을 고려할 필요가 없게 되므로 중계 장치(100)의 설치 또한 획기적으로 용이해진다.In addition, the donor antenna of the relay device 100 may be configured by the relay device 100 using a first frequency between the base station 200 and a frequency other than the first frequency between the mobile station 300 and the mobile station 300. Since the separation between the 101 and the service antenna 102 need not be taken into consideration, the installation of the relay device 100 is also greatly facilitated.

또한, 중계 장치(100)가 기지국(200)과의 사이에 사용하는 제1 주파수와 이동 단말기(300)와의 사이에 사용하는 다른 주파수들이 모두 동일한 주파수 대역에 속하여, 주파수 대역을 변화하지 않고 그대로 사용하게 되므로 주파수의 효율이 좋으며, 기지국(200)과 중계 장치(100)가 같은 주파수 대역을 사용하므로 소프트 핸드오프가 가능해지게 되어 향상된 통화 품질을 제공할 수 있다. In addition, the first frequency used by the relay apparatus 100 between the base station 200 and the other frequencies used between the mobile terminal 300 belong to the same frequency band, so that the frequency band is used without change. Since the efficiency of the frequency is good, since the base station 200 and the relay device 100 use the same frequency band, soft handoff is enabled, thereby providing improved call quality.

도 6은 도 2에 도시된 중계 장치(100)의 블록도이다.6 is a block diagram of the relay apparatus 100 shown in FIG. 2.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 중계 장치(100)는 듀플렉서(110, 120), 수신부(130), 수신 처리부(140), 주파수 호핑 송신부(이하 "FH 송신부"라고 함)(150), 주파수 호핑 수신부(이하 "FH 수신부"라고 함)(160), 송신 처리부(170), 송신부(180), 주파수 호핑 패턴 저장부(190)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the relay device 100 according to the embodiment of the present invention includes a duplexer 110 and 120, a receiver 130, a receiver processor 140, and a frequency hopping transmitter (hereinafter referred to as an “FH transmitter”). 150), a frequency hopping receiver (hereinafter referred to as an “FH receiver”) 160, a transmission processor 170, a transmitter 180, and a frequency hopping pattern storage 190.

듀플렉서(110)는 송신부(180)에서 출력되는 신호를 도너 안테나(101)로 전달하고, 도너 안테나(101)로부터 수신되는 신호를 수신부(130)로 전달한다.The duplexer 110 transmits a signal output from the transmitter 180 to the donor antenna 101, and transmits a signal received from the donor antenna 101 to the receiver 130.

듀플렉서(120)는 FH 송신부(150)에서 출력되는 신호를 서비스 안테나(102)로 전달하고, 서비스 안테나(102)로부터 수신되는 신호를 FH 수신부(160)로 전달한다.The duplexer 120 transmits a signal output from the FH transmitter 150 to the service antenna 102 and a signal received from the service antenna 102 to the FH receiver 160.

수신부(130)는 듀플렉서(110)로부터 전달되는 신호를 수신하여 수신 처리부(140)에서 처리할 수 있는 신호로 변환한다. 예를 들면, 도너 안테나(101)를 통해 수신되는 고주파 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 것이다.The receiver 130 receives a signal transmitted from the duplexer 110 and converts the signal to a signal that can be processed by the reception processor 140. For example, the high frequency signal received through the donor antenna 101 is converted into an intermediate frequency signal.

수신 처리부(140)는 수신부(130)에서 출력되는 신호를 이동 단말기(300)로 중계하기 위한 처리를 수행한다. 예를 들면, 수신 처리부(180)는 수신부(130)에서 수신되는 신호에 대한 필터링, 저주파 증폭 등을 수행한다. 이러한 수신 처리부(180)의 처리는 일반적인 중계 장치의 동작에 해당하여 이미 잘 알려져 있으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The reception processor 140 performs a process for relaying a signal output from the reception unit 130 to the mobile terminal 300. For example, the reception processor 180 performs filtering, low frequency amplification, etc. on the signal received by the reception unit 130. Since the processing of the reception processing unit 180 is well known corresponding to the operation of a general relay device, a detailed description thereof will be omitted.

FH 송신부(150)는 주파수 호핑 패턴 저장부(190)에 저장되어 있는 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 주파수를 이용하여 수신 처리부(140)에서 처리된 신호를 듀플렉서(120)로 전달한다. 이 신호는 듀플렉서(120)를 거쳐 서비스 안테나(102)를 통해 이동 단말기(300)로 주파수 호핑 방식으로 무선 송신된다.The FH transmitter 150 transmits the signal processed by the reception processor 140 to the duplexer 120 using a frequency determined according to the frequency hopping pattern stored in the frequency hopping pattern storage 190. The signal is wirelessly transmitted in a frequency hopping manner to the mobile terminal 300 via the service antenna 102 via the duplexer 120.

FH 수신부(160)는 주파수 호핑 패턴 저장부(190)에 저장되어 있는 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 주파수를 이용하여 듀플렉서(120)로부터 전달되는 신호를 수신하고, 수신되는 신호를 송신 처리부(170)가 처리할 수 있는 신호로 변환한다. 예를 들면, 서비스 안테나(101)를 통해 수신되는 고주파 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 것이다.The FH receiver 160 receives a signal transmitted from the duplexer 120 using a frequency determined according to the frequency hopping pattern stored in the frequency hopping pattern storage unit 190, and transmits the received signal to the transmission processor 170. Convert to a signal that can be processed. For example, the high frequency signal received through the service antenna 101 is converted into an intermediate frequency signal.

송신 처리부(170)는 FH 수신부(160)에서 출력되는 신호를 기지국(200)으로 중계하기 위한 처리를 수행한다. 예를 들면, 송신 처리부(170)는 FH 수신부(160)에서 수신되는 신호에 대한 필터링, 저주파 증폭 등을 수행한다. 이러한 송신 처리부(170)의 처리는 일반적인 중계 장치의 동작에 해당하여 이미 잘 알려져 있으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.The transmission processor 170 performs a process for relaying the signal output from the FH receiver 160 to the base station 200. For example, the transmission processor 170 performs filtering, low frequency amplification, etc. on the signal received from the FH receiver 160. Since the processing of the transmission processing unit 170 is well known corresponding to the operation of the general relay device, a detailed description thereof will be omitted here.

송신부(180)는 송신 처리부(170)에서 처리된 신호를 듀플렉서(110)로 전달한다. 이 신호는 듀플렉서(110)를 거쳐 도너 안테나(101)를 통해 기지국(200)으로 무선 송신된다.The transmitter 180 transmits the signal processed by the transmission processor 170 to the duplexer 110. This signal is wirelessly transmitted to the base station 200 via the donor antenna 101 via the duplexer 110.

도 7은 도 6에 도시된 FH 송신부(150)가 수행하는 주파수 호핑의 예를 도시한 도면으로, (a)는 t=0인 경우이고, (b)는 t=TFH인 경우이다.FIG. 7 illustrates an example of frequency hopping performed by the FH transmitter 150 illustrated in FIG. 6, where (a) is t = 0 and (b) is t = T FH .

도 7에 도시된 바와 같이, FH 송신부(150)에서는 직병렬 변환기(151)에 의해 출력되는 병렬 신호를 주파수 호핑기(152)가 시간에 따라 다른 주파수를 이용하여 주파수 호핑 처리하도록 미리 설정된 주파수 호핑 패턴을 사용한다. 이러한 주파수 호핑 패턴은 주파수 호핑 패턴 저장부(190)에 미리 저장되어 있다.As shown in FIG. 7, in the FH transmitter 150, a frequency hopping set in advance such that the frequency hopping unit 152 performs frequency hopping on a parallel signal output by the serial-to-parallel converter 151 using a different frequency according to time. Use a pattern. The frequency hopping pattern is previously stored in the frequency hopping pattern storage unit 190.

도 7의 (a)를 참조하면, 시간 t=0인 경우, FH 송신부(150)에서는 직렬 데이터 신호 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8이 차례로 S/P(151)로 입력되면, 직병렬 변환기(151)에 의해 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 데이터가 각각 병렬 데이터로 출력되고, 시간 t=0인 경우에 사용되는 특정 주파수 호핑 패턴에 따라 주파수 호핑기(152)에 의해 병렬 데이터가 변환되어 출력된다. 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 순서의 병렬 데이터가 시간 t=0에 대한 주파수 호핑 패턴에 따라 8, 3, 6, 1, 7, 2, 4, 5 순서의 병렬 데이터로 주파수 호핑 변환되어 듀플렉서(120)를 통해 이동 단말기(300)로 출력된다. 이 때, 병렬 데이터는 직렬 데이터로 다시 변환되어 이동 단말기(300)로 전송되는 것은 당연하다.Referring to FIG. 7A, when time t = 0, the FH transmitter 150 sequentially transmits the serial data signals 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 to the S / P 151. When input, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 data are output as parallel data by the serial-to-parallel converter 151, respectively, according to the specific frequency hopping pattern used when time t = 0. The parallel data is converted and output by the frequency hopping unit 152. For example, parallel data in the order of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 is 8, 3, 6, 1, 7, 2, 4, 5 according to the frequency hopping pattern for time t = 0. The frequency hopping is converted into parallel data in order and output to the mobile terminal 300 through the duplexer 120. At this time, it is natural that the parallel data is converted back to serial data and transmitted to the mobile terminal 300.

한편, 시간 t=0인 경우, 이동 단말기(300)에서는 안테나(301)를 통해 직렬로 수신된 후 병렬화된 8, 3, 6, 1, 7, 2, 4, 5 순서의 병렬 데이터가 주파수 역호핑기(310)로 입력되면, 주파수 역호핑기(310)는 시간 t=0에 대한 주파수 역호핑 패턴을 사용하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 순서의 병렬 데이터로 주파수 역호핑 변환하여 병직렬 변환기(320)로 출력한다. 병직렬 변환기(320)는 주파수 역호핑기(310)에서 출력되는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 의 병렬 데이터를 받아서 직렬로 변환하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 순서의 직렬 데이터로 출력한다. 여기서, 주파수 역호핑 패턴은 주파수 호핑 패턴과는 역의 관계를 갖고 있으며, 미리 중계 장치(100)로부터 전달되어 이동 단말기(300)에 저장되어 있다.On the other hand, when time t = 0, the mobile terminal 300 receives parallel data in the order of 8, 3, 6, 1, 7, 2, 4, 5 in parallel after being received serially through the antenna 301. Once input to the hopping machine 310, the frequency dehopping machine 310 uses parallel frequency hopping patterns for time t = 0 to parallel data in the order of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. The frequency inverse hopping conversion outputs to the parallel-to-serial converter (320). The parallel-to-serial converter 320 receives parallel data of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 output from the frequency inverse hopping machine 310, and converts the serial data into 1, 2, 3, 4, 5 Outputs serial data in the order of 6, 7, 8. Here, the frequency inverse hopping pattern has an inverse relationship with the frequency hopping pattern, and is transmitted from the relay device 100 in advance and stored in the mobile terminal 300.

한편, 시간이 t=0이 아닌 다른 시간, 예를 들어, t=TTH인 경우에 대해서도 도 7의 (b)를 참조하여 설명한다.On the other hand, the case where time is other than t = 0, for example, t = T TH , will be described with reference to FIG. 7B.

FH 송신부(150)에서는 직렬 데이터 신호 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8이 차례로 직병렬 변환기(151)로 입력되면, 직병렬 변환기(151)에 의해 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 데이터가 각각 병렬 데이터로 출력되고, 시간 t=TTH인 경우에 사용되는 특정 주파수 호핑 패턴에 따라 주파수 호핑기(152)에 의해 병렬 데이터가 변환되어 출력된다. 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 순서의 병렬 데이터가 시간 t=TTH에 대한 주파수 호핑 패턴에 따라 3, 4, 5, 7, 1, 6, 8, 2 순서의 병렬 데이터로 주파수 호핑 변환되어 듀플렉서(120)를 통해 이동 단말기(300)로 송신된다. 이 때, 병렬 데이터는 직렬 데이터로 다시 변환되어 이동 단말기(300)로 전송되는 것은 당연하다.When the serial data signals 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 are sequentially input to the serial-to-parallel converter 151 in the FH transmitter 150, the serial-to-parallel converter 151 transmits 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 data are output as parallel data, respectively, and parallel data is converted and output by the frequency hopping unit 152 according to a specific frequency hopping pattern used when the time t = T TH . For example, parallel data in the order 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 can be generated according to the frequency hopping pattern for time t = T TH . The frequency hopping is converted into two pieces of parallel data and transmitted to the mobile terminal 300 through the duplexer 120. At this time, it is natural that the parallel data is converted back to serial data and transmitted to the mobile terminal 300.

한편, 시간 t=TTH인 경우, 이동 단말기(300)에서는 안테나(301)에서 수신되어 병렬화된 3, 4, 5, 7, 1, 6, 8, 2 순서의 병렬 데이터가 주파수 역호핑기(310)로 입력되면, 주파수 역호핑기(310)는 시간 t=TTH에 대한 주파수 역호핑 패턴을 사용하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 순서의 병렬 데이터로 주파수 역호핑 변환하여 병직렬 변환기(320)로 출력한다. 병직렬 변환기(320)는 주파수 역호핑기(310)에서 출력되는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 의 병렬 데이터를 받아서 직렬로 변환하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 순서의 직렬 데이터로 출력한다. On the other hand, when the time t = T TH , the mobile terminal 300 receives the parallel data in the order of 3, 4, 5, 7, 1, 6, 8, 2 received by the antenna 301 in parallel and the frequency de-hopper ( 310, the frequency reverse hopping machine 310 reverses the frequency into parallel data in the order of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 using the frequency reverse hopping pattern for time t = T TH . The hopping conversion is performed and output to the parallel-to-serial converter 320. The parallel-to-serial converter 320 receives parallel data of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 output from the frequency inverse hopping machine 310, and converts the serial data into 1, 2, 3, 4, 5 Outputs serial data in the order of 6, 7, 8.

도 7의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한 바와 같이, FH 송신부(150)의 주파수 호핑기(151)는 입력된 병렬 신호에 대해 시간에 따라 다른 주파수를 이용하도록 미리 결정된 호핑 패턴에 의해 주파수 호핑 동작을 수행한다. 마찬가지로, 이동 단말기(300)의 주파수 역호핑기(310)도 입력된 병렬 신호에 대해 시간에 따라 다른 주파수를 이용하도록 미리 결정된 역호핑 패턴에 의해 주파수 역호핑 동작을 수행한다. 이 때, 역호핑 패턴은 동일한 시간 대에 사용된 주파수 호핑 패턴과 역의 관계를 갖는다.As described above with reference to FIGS. 7A and 7B, the frequency hopping unit 151 of the FH transmitter 150 may use a predetermined hopping pattern to use different frequencies according to time with respect to the input parallel signal. Perform a frequency hopping operation. Similarly, the frequency dehopping device 310 of the mobile terminal 300 also performs a frequency dehopping operation by using an anti-hopping pattern predetermined to use different frequencies with respect to the input parallel signal. At this time, the inverse hopping pattern has an inverse relationship with the frequency hopping pattern used in the same time zone.

한편, 상기에서는 8개의 직렬 및 병렬 데이터를 사용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 7개 이하의 데이터 및 9개 이상의 데이터에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이다.On the other hand, while the above described using eight serial and parallel data, the technical scope of the present invention is not limited to this, it can be easily applied to seven or less data and nine or more data by the person skilled in the art Will be understood.

또한, 상기에서는 중계 장치(100)의 FH 송신부(150)에 대해서만 설명하였지만, 이동 단말기(300)가 주파수 호핑 방식으로 송신하는 무선 신호를 수신하는 FH 수신부(160)는 상기 도 7에서 이동 단말기(300)의 주파수 호핑 방식에 따른 동일한 구성을 가지고 동작하는 것이므로, 상기 도 7을 참조하는 경우 FH 수신부(160)에 대해 잘 알 수 있으므로, 여기에서는 구체적인 설명을 생략한다.In addition, although only the FH transmitter 150 of the relay apparatus 100 has been described above, the FH receiver 160 that receives the radio signal transmitted by the mobile terminal 300 using the frequency hopping method may be described with reference to FIG. 7. Since the operation is performed with the same configuration according to the frequency hopping method of 300, the FH receiver 160 can be well understood when referring to FIG.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (10)

기지국과 이동 단말기 사이에 이동통신 신호를 중계하는 중계 장치에 있어서,
제1 주파수를 이용하여 상기 기지국과 이동통신 신호를 송수신하고, 상기 이동 단말기와는 미리 설정된 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 제2 주파수를 이용하여 이동통신 신호를 송수신하며,
상기 제1 주파수가 속하는 주파수 대역에서 상기 제2 주파수가 시간에 따라 변경되도록 상기 주파수 호핑 패턴이 설정되어 있는 것을 특징으로 하며,
상기 중계 장치는,
상기 주파수 호핑 패턴을 저장하고 있는 저장부;
상기 기지국으로부터 수신되는 신호를 상기 저장부에 저장되어 있는 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 주파수를 이용하여 상기 이동 단말기로 송신하는 주파수 호핑 송신부; 및
상기 이동 단말기로부터 주파수 호핑되어 송신되는 신호를 상기 저장부에 저장되어 있는 주파수 호핑 패턴에 따라 결정되는 주파수를 이용하여 수신하는 주파수 호핑 수신부
를 포함하는 중계 장치.In the relay device for relaying a mobile communication signal between the base station and the mobile terminal,
Transmitting and receiving a mobile communication signal with the base station using a first frequency, and transmitting and receiving a mobile communication signal with the mobile terminal using a second frequency determined according to a preset frequency hopping pattern,
The frequency hopping pattern is set so that the second frequency is changed with time in the frequency band to which the first frequency belongs,
The relay device,
A storage unit which stores the frequency hopping pattern;
A frequency hopping transmitter for transmitting a signal received from the base station to the mobile terminal using a frequency determined according to a frequency hopping pattern stored in the storage unit; And
Frequency hopping receiver for receiving the frequency hopping signal transmitted from the mobile terminal using a frequency determined according to the frequency hopping pattern stored in the storage unit
Relay device comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기지국에서 송신되는 신호를 수신하여 출력하는 수신부;
상기 수신부에서 출력되는 신호를 상기 이동 단말기로 중계하기 위한 처리를 수행하여 상기 주파수 호핑 송신부로 전달하는 수신 처리부;
상기 주파수 호핑 수신부에서 출력되는 신호를 상기 기지국으로 중계하기 위한 처리를 수행하여 출력하는 송신 처리부; 및
상기 송신 처리부에서 출력되는 신호를 상기 기지국으로 무선 송신하는 송신부
를 더 포함하는 중계 장치.The method of claim 1,
A receiver which receives and outputs a signal transmitted from the base station;
A reception processor which performs a process for relaying the signal output from the receiver to the mobile terminal and transmits the signal to the frequency hopping transmitter;
A transmission processor for performing a process for relaying a signal output from the frequency hopping receiver to the base station and outputting the signal; And
Transmitter for wirelessly transmitting the signal output from the transmission processor to the base station
Relay device further comprising. 제4항에 있어서,
상기 송신부에서 출력되는 신호를 상기 기지국으로 송신하는 도너 안테나로 전달하고, 상기 도너 안테나로부터 수신되는 신호를 상기 수신부로 전달하는 제1 듀플렉서; 및
상기 주파수 호핑 송신부에서 출력되는 신호를 상기 이동 단말기로 송신하는 서비스 안테나로 전달하고, 상기 서비스 안테나로부터 수신되는 신호를 상기 주파수 호핑 수신부 전달하는 제2 듀플렉서
를 더 포함하는 중계 장치.5. The method of claim 4,
A first duplexer transferring a signal output from the transmitter to a donor antenna transmitting to the base station, and transmitting a signal received from the donor antenna to the receiver; And
A second duplexer which transmits a signal output from the frequency hopping transmitter to a service antenna for transmitting to the mobile terminal and transmits a signal received from the service antenna to the frequency hopping receiver
Relay device further comprising. 제1항에 있어서,
상기 주파수 호핑 송신부가,
상기 기지국으로부터 수신되는 신호를 병렬 신호로 변환하여 출력하는 직병렬 변환기; 및
상기 직병렬 변환기에서 출력되는 병렬 신호를 시간에 따라 다른 주파수를 이용하여 주파수 호핑 처리하는 주파수 호핑기
를 포함하는 중계 장치.The method of claim 1,
The frequency hopping transmitter,
A serial-to-parallel converter for converting a signal received from the base station into a parallel signal and outputting the parallel signal; And
Frequency hopping for frequency hopping the parallel signal output from the serial-to-parallel converter using a different frequency according to time
Relay device comprising a. 제6항에 있어서,
상기 주파수 호핑 수신부가,
상기 이동 단말기로부터 수신되는 신호를 시간에 따라 다른 주파수를 이용하여 주파수 역호핑 처리하는 주파수 역호핑기; 및
상기 주파수 역호핑기에 의해 처리된 신호를 직렬 신호로 변환하여 출력하는 병직렬 변환기
를 포함하는 중계 장치.The method according to claim 6,
The frequency hopping receiver,
A frequency dehopping device for frequency dehopping a signal received from the mobile terminal using a frequency that varies with time; And
A parallel-to-serial converter converting the signal processed by the frequency de-hopping machine into a serial signal and outputting the serial signal
Relay device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제2 주파수가 상기 제1 주파수와 상이한 것을 특징으로 하는 중계 장치.The method of claim 1,
And the second frequency is different from the first frequency. 제1항에 있어서,
상기 중계 장치가 상기 이동 단말기로 신호를 송신하는 시간 단위로 상기 제2 주파수가 할당되고, 상기 제2 주파수는 하나의 시간 단위에서만 상기 제1 주파수와 동일한 것을 특징으로 하는 중계 장치.The method of claim 1,
And the second frequency is allocated in a time unit in which the relay device transmits a signal to the mobile terminal, and the second frequency is the same as the first frequency in only one time unit. 제1항에 있어서,
상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수와 동일한 주파수 대역에 속하는 것을 특징으로 하는 중계 장치.The method of claim 1,
And the second frequency belongs to the same frequency band as the first frequency.
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한국멀티미디어 학회 2004년도 추계학술발표 논문집 - 주파수 도약을 이용한 OFDM의 새로운 중계기 (채희신, 이계산, 2004-11, P203-206)*

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