KR101566295B1

KR101566295B1 - 이동통신 중계기의 tdd 타임스위칭 장치

Info

Publication number: KR101566295B1
Application number: KR1020150003385A
Authority: KR
Inventors: 강준모; 안희구
Original assignee: 주식회사알에프윈도우
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2015-11-06

Abstract

본 발명은 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치에 관한 것으로, 복잡한 TDD 다운링크/업링크 타임구성에 대하여 기지국으로부터 TDD T-Sync를 제공받거나, 검출하고, 이를 이용하여 타임구성, 프레임주기, 스페셜서브프레임 등의 관리정보 획득하여 중계기에 적합한 T-Sync를 재생성하도록 하므로, 기지국에서 어떤 TDD 타임구성이 전송되더라도 중계기에서 RF신호가 왜곡되지 않는 DL/UL 타임스위칭신호를 생성하도록 하며, 기지국으로부터 전송된 T-Sync를 분석하여 에러발생을 검출하고, 에러발생 즉시 DL/UL 신호가 송출되지 않도록 하며, 에러인 T-Sync가 정상적인 원상태로 복귀되면 일정시간 이상 정상상태가 유지되는지를 판단하여 타임스위칭이 동작되도록 하는데 그 목적이 있다.

Description

이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치 {Apparatus for TDD Time Switching of Repeaters}

본 발명은 이동통신용 RF중계기 또는 광 중계기 등의 TDD(Time Division Duplex)의 타임스위칭 방법에 관한 것으로, 기지국으로부터 TDD 타임동기(Time Synchronization: 이하, 'T-Sync') 구성(Configuration) 정보와 스페셜 서브프레임(Special Subframe) 정보를 이용하여 중계기에서 사용할 T-Sync 신호를 재생성(Regeneration)하고, 다운링크 업링크 타임스위칭(DL/UL Time Switching) 신호를 생성하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치에 관한 것이다.

이동통신의 진화 과정에서 2G, 3G(WCDMA), 4G(LTE), 5G등의 통신이 진화가 진행 되고 있다. 이에 무선 환경에서의 데이터 Throughput(처리량)을 높이는 기술 진화가 계속 발전하고 있고 기술 진화에 따른 주파수 자원을 효율적으로 사용하는데도 많은 기술 발전이 있다.

이와 같은 주파수 자원을 효율적으로 하기 위한 신호 흐름 Duplexer(신호 다중화) 기술이 FDD(Frequency Division Duplex)와 TDD(Time Division Duplex) 방식이 있다.

상기 FDD는 신호 흐름을 주파수로 구분을 지어 시스템을 설계하는 방식으로 순방향 신호흐름(DL(Down Link): 기지국에서 단말국 방향으로 신호 경로) 주파수와, 역방향 신호흐름(UL(Up link): 단말국에서 기지국 방향으로 신호 경로) 주파수를 각각 달리하여 신호 흐름 다중화하는 방식이다.

상기 TDD는 순방향(Down link)과 역방향(Up link)의 신호 흐름이 하나의 주파수를 사용하여 시간적으로 DL/UL 신호 구분을 하여 시스템 설계하는 방식으로 하나의 주파수 자원을 사용하기에 FDD보다 주파수 사용 효율 면에서 우수하다.

이동 통신 기술이 발전을 하고 각 개인들 노인, 유소년에까지 모바일 사용률이 점점 증가하는 추세이며 스마트 폰 점유율도 상당히 높아 졌다. 그로 인해 스마트 폰 증가로 데이터 사용량이 증가하며 무선 이동 통신 장비의 확장성과 대용량이 필요하게 되었으며 점점 여러 주파수 및 장비들이 즐비하게 증가하고 있다.

전세계적으로 보면 일본, 인도, 중국, 미국 등 강대국들은 이미 TDD 방식의 서비스가 진행 중에 있으며 주파수 배분을 진행하고 있다.

이동 통신 장비의 확장성은 더 많은 주파수를 할당 받아야 하는 문제가 되고 있어 주파수 효율성을 고려하여 FDD 방식을 사용하는 통신 보다는 TDD를 선호하는 추세이며 이동 통신 시장에서 FDD와 TDD 방식의 시스템 점유율은 비슷하게 변천하고 있다.

FDD 방식은 신호흐름(DL, UL)이 서로 다른 주파수로 구분되어 각각 흐름에 대한 신호 필터링으로 서로 상호간의 간섭 및 장애 영향을 주지 않는다. 이에 TDD에서는 하나의 주파수로 동작하기에 서로 간섭 및 장애 영향을 줄 수도 있다.

그래서, TDD 방식은 신호 흐름(DL, UL) 구분을 시간으로 정의하여 구분 짓는다. 일정 시간의 구간에서 다운링크, 업링크(DL,UL) 비율을 섞어 사용하며 서로 간의 간섭 및 장애 영향을 최소화하기 위하여 신호 흐름 구간에 타임스위칭(Time Switching) 하는 구간으로 GP(Guard Period: 보호 구간)를 둔다.

기지국과 단말국 사이도 동일한 시간으로 타임스위칭(Time Switching)이 이루어져야 하며 이에 중계기도 동일한 시간으로 동작하여야 TDD 서비스 무선 통신이 잘 이루어진다.

중계기는 기지국으로부터 TDD 타임스위치신호(Time Switch Signal)을 제공 받아 동작하는 구조와 중계기 자체에서 TDD 타임스위치신호를 생성하여 동작하는 형상이다.

여기서, TDD 타임스위치신호는 업링크/다운링크(UL/DL) 신호흐름을 시간으로 구분해주는 다운링크/업링크(UL/DL) 타임구성(Time Configuration)은 3GPP 표준 규격에서 정의가 되어 있으며 이에 맞게 시스템을 설계 및 개발하여야 한다.

한편, TDD에서 타임스위치 구간은 GP(Guard period)에서 업링크/다운링크가 구분된다.

한 프레임은 10ms로 FDD/TDD 동일하게 구성 되어 있으며 10개의 서브프레임(Subframe)도 동일한 구성이다. TDD는 스페셜 서브프레임(Special Subframe)이라는 구간을 두어 다운링크/업링크 타임스위칭을 한다.

도 1은 LTE-TDD의 DL/UL 타임구성(Configuration) 도표로, 'D'는 다운링크, 'S'는 스페셜 서브프레임, 'U'는 업링크를 표시하며, LTE-TDD 표준규격에 언급되어 있는 DL/UL 타임구성으로 7가지로 구분되어 있으며, 각각의 타임스위치 포인트 주기도 다르게 되어 있는 것도 있다.

보다 상세한 타임스위치 구성과 스페셜 서브프레임에 대한 정보는 3세대 이동통신 시스템 규격의 하나인 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 규격을 참조한다.

도 2는 중계기에서 하나의 주파수로 동작하는 TDD방식의 시스템 블록 구성도로서, 중계기에서는 기지국과의 동기 클럭을 맞추기 위하여 기준주파수(Ref. 10MHz)를 공급 받으며, 또한 기지국으로부터 TDD 타임동기(T-Sync)도 공급 받는다.

공급 받은 T-Sync 신호는 메인유닛-리모트유닛에서 다운링크/업링크 타임스위치 신호(DL/UL Time Switch Signal)로 사용하여 다운링크/업링크 타임을 구분을 한다.

기지국으로부터의 Ref. 10MHz 클럭은 기지국과의 클럭 동기화하여 리모트유닛(Remote Unit)에서 복원하여 위상동기루프(PLL)을 거쳐 클럭 동기화를 시킨다.

T-Sync 신호는 메인유닛에서 재생성(Regeneration) 하여 메인유닛 RF모듈과 입력되는 RF 신호에 대한 RF Switch 제어 신호로 사용한다.

또한 T-Sync 신호는 리모트유닛(Remote Unit)으로 전송하고 리모트유닛 DSP 모듈에서 T-Sync를 재생성하여 리모트유닛의 RF모듈과 PAM(Power Amplifier Module), LNA(Low Noise Amp), RF 스위치의 다운링크/업링크 타임스위치신호로 사용된다.

추가로 기지국으로부터 Ref. 10MHz를 입력 받지 못할 경우는 중계기 자체 클럭으로 동작하며, T-Sync도 기지국으로부터 제공 받지 못하면 메인유닛 DSP모듈에서 T-Sync를 재생성하여 중계기를 동작하여야 한다.

입력되는 RF 신호를 타임으로 구분하기 위한 RF 스위치동작으로 다운링크, 업링크 신호흐름을 구분하여 DIF(Digital IF) 신호에서 디지털화 혹은 아날로그화하여 변환한다.

디지털화 된 신호는 메인유닛-리모트유닛간의 신호전송 데이터로 사용 된다. 중계기에서의 TDD 스위칭 되는 블록은 메인유닛의 RF모듈, 리모트유닛의 DSP블록, RF모듈, PAM, ANT RF 스위치블록에서 TDD 타임스위칭하여 다운링크/업링크 신호흐름 구분을 한다.

상기 TDD 기술에 대한 일 실시예로 와이브로(WiBro) 무선 통신 방식에서 이미 검증 된 바 있고, 신호 흐름 다운링크/업링크를 시간적으로 구분하여 통신하여도 높은 데이터 Throughput(처리량)을 낼 수 있으며, 주파수 하나로 시간적으로 통신하는데 주파수 자원 효율이 높다고 할 수 있다.

이에 와이브로(WiBro) 시스템에서는 다운링크/업링크 타임구분 구성(Configuration)이 한 가지 방식으로 구성 되어 있어, 지역별, 사업자별, 장비별 구분 없이 똑같은 타임으로 통신하였다.

통신 세대가 변화 및 진화 하면서 4G, 5G 통신 세대에서는 여러 가지의 다운링크/업링크 타임 구성이 있어 지역별, 사업자별, 장비별 구분하여 여러 가지 타임구성(Time Configuration)으로 통신이 가능하다.

그런데, 종래의 와이브로 기술에는 한 가지 UL/DL 타임구성으로 통신하기에 복잡한 형태의 통신 기술이 아니었으나, 최근에는 LTE-TDD(4G, 5G) 기반의 통신기술이 발전함에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 여러 가지의 DL/UL 타임구성(Time Configuration)이 적용되어야 하는데, 이를 적용하기 위하여 LTE-TDD의 경우 7가지의 DL/UL 타임구성을 제공하며, 프레임주기도 5ms, 10ms를 제공하며, 스페셜서브프레임 내에 GP(Guard Period: 보호 구간)에서 구분하고, 36가지의 GP 타임이 존재한다.

그러나, 이와 같은 종래의 와이브로와 같은 TDD방식의 중계기는 중계기 시스템에서 DL/UL 타임구성이 다양한 타임구성 중 한가지 방식으로 만 구성되어 있어서, 지역별 사업자별, 장비별 구분없이 똑같은 타임으로 통신함으로 인해, 통신세대가 변환 및 진화하면서, 4G, 5G 통신세대에서는 여러가지 다운링크/업링크 타임구성에 대하여 적용되지 못하는 문제점이 있었다.

국내특허공개 제10-2008-0054952호 (2008.06.19.공개)

본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 복잡한 TDD 다운링크/업링크 타임구성에 대하여 기지국으로부터 TDD T-Sync를 제공받거나 검출하고, 이를 이용하여 타임구성, 프레임주기, 스페셜서브프레임 등의 T-Sync 관리정보를 획득하여 중계기에 적합한 T-Sync를 재생성하도록 하므로, 기지국에서 어떤 TDD 타임구성이 전송되더라도 중계기에서 RF신호가 왜곡되지 않는 다운링크/업링크(DL/UL) 타임스위칭신호를 생성하도록 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 기지국으로부터 전송된 T-Sync를 분석하여 에러발생을 검출하고, 에러발생 즉시 다운링크/업링크(DL/UL) 신호가 송출되지 않도록 하며, 에러인 T-Sync가 정상적인 원상태로 복귀되면 일정시간 이상 정상상태가 유지되는지를 판단하여 타임스위칭이 정상 동작되도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치는 이동통신용 기지국; 상기 기지국과 이동통신단말기를 중계하는 중계기; 상기 기지국으로부터 중계기에 입력 또는 중계기에서 검출된 T-Sync신호로부터 T-Sync 관리정보를 검출하는 T-Sync관리정보검출부; 상기 T-Sync관리정보검출부로부터 출력된 T-Sync신호에 대한 주기를 선택하는 주기선택부; 상기 주기선택부에서 선택된 주기를 카운트하는 주기카운터; 상기 주기선택부의 주기에 맞는 트리거신호와 카운터 값을 기반으로 T-Sync 신호를 재생성하는 T-Sync 재생성부; 상기 T-Sync 재생성부로부터 출력된 T-Sync에 의해 다운링크(DL) 또는 업링크(UL) 스위칭 신호를 생성하는 DL/UL 스위칭신호발생부; 및 상기 DL/UL 스위칭신호발생부로부터의 DL/UL 스위칭신호에 따라 다운링크(DL) 또는 업링크(UL)를 온/오프시키는 T-Sync모드선택부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 T-Sync 관리정보검출부에서 검출하는 T-Sync 신호에 대한 관리정보는 T-Sync의 에러검출 및 DL/UL 타임구성(Time Configuration)정보, 주기(Period)정보, 스페셜서브프레임(Special Subframe)정보를 포함하고, 상기 T-Sync 관리정보검출부의 T-Sync에 대한 DL/UL 타임구성정보는 3GPP 표준규격에 따른 7가지 DL/UL 타임구성, 10가지 스페셜서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 T-Sync 관리정보검출부에서 T-Sync관리정보를 검출하기 위한 T-Sync 신호는, ① 기지국으로부터 수신된 T-Sync 신호, ② 중계기에 수신된 RF신호로부터 검출된 T-Sync 신호, ③ 중계기에 내장된 LTE모뎀 또는 수신기(Receiver)에서 검출된 T-Sync 중 하나를 선택하여 획득하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 T-Sync 관리정보검출부는 상기 기지국으로부터의 T-Sync의 하이에지(High edge)를 검출하여 T-Sync의 시작점 트리거신호를 생성하는 트리거생성부; 상기 트리거생성부의 트리거신호를 시작으로 1프레임 주기를 생성하는 프레임카운터; 상기 트리거생성부의 트리거신호를 시작으로 T-Sync 하이레벨 구간의 길이값을 검출하는 하이레벨 길이카운터; 상기 트리거생성부의 트리거신호를 시작으로 T-Sync 로우레벨 구간의 길이값을 검출하는 로우레벨 길이카운터; 상기 하이레벨 및 로우레벨 길이카운터에서 검출된 각 길이값에 의한 1프레임의 길이와, 상기 프레임카운터로부터 입력된 1프레임의 길이를 비교하여 그 비교결과에 따라 에러여부를 판단하는 에러검출부; 및 상기 하이레벨 및 로우레벨 길이카운터에서 검출된 각 길이 값으로부터 DL/UL 타임구성정보 및 스페셜서브프레임 정보를 검출하는 구성검출부;를 포함하여 구성된다.

상기 T-Sync 재생성부는 T-Sync 트리거, 1프레임 주기 카운터값, DL/UL 타임구성정보, 스페셜서브프레임 정보, 재생성 타임값에 대한 정보를 이용하여 T-Sync을 재생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 T-Sync 다운링크/업링크 스위칭신호발생부는 상기 T-Sync 재생성부에서 출력된 기준 T-Sync를 기 설정된 제1다운링크/업링크 온/오프 타임 제어값에 따라 상기 기준 T-Sync를 지연시키는 제1지연설정부; 상기 기준 T-Sync와 상기 제1지연설정부를 통해 일정시간 지연된 T-Sync가 하이레벨일 경우에만 다운링크 온(On)신호를 발생하는 제1앤드부; T-Sync 재생성부에서 출력된 기준 T-Sync를 반전시키는 T-Sync 인버터; T-Sync 인버터로부터의 T-Sync를 상기 기 설정된 제2다운링크/업링크 온/오프 타임 제어값에 따라 반전 T-Sync를 지연출력하는 제2지연설정부; 및 상기 T-Sync 인버터의 반전 T-Sync와 상기 제2지연설정부의 지연출력신호가 하이레벨일 경우에만 업링크 온(On)신호를 발생하는 제2앤드부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 시스템은 복잡한 TDD DL/UL 타임구성에 대하여 기지국으로부터 TDD T-Sync를 제공받거나, 검출하고, 이를 이용하여 DL/UL 타임구성, 프레임주기, 스페셜서브프레임 등의 관리정보 획득하여 중계기에 적합한 T-Sync를 재생성하도록 하므로, 기지국에서 어떤 TDD DL/UL 타임구성이 전송되더라도 중계기에서 RF신호가 왜곡되지 않는 다운링크/업링크(DL/UL) 타임 스위칭신호를 생성할 수 있는 효과가 있다.

즉, 기지국에서 어떠한 구성의 스페셜서브프레임이 와도 중계기에서 T-Sync 재생성이 가능하며, 중계기에서 여러가지 스페셜서브프레임의 스위칭 형태에 맞춰서 하지 않아도 모든 타임구성이 가능하다.

또한, 기지국으로부터 전송된 T-Sync를 분석하여 에러발생을 검출하고, 에러발생 즉시 다운링크/업링크(DL/UL) 신호가 송출되지 않도록 하며, 에러인 T-Sync가 정상적인 원상태로 복귀되면 일정시간 이상 정상상태가 유지되는지를 판단하여 타임스위칭이 동작되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 LTE-TDD DL/UL 타임구성(Configuration) 도표이고,
도 2는 종래기술에 따른 중계기에서 하나의 주파수로 동작하는 TDD방식의 시스템 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치 구성도이고,
도 4는 도 3의 T-Sync 에러 및 구성검출부에서 에러검출여부를 판단하기 위한 파형도이고,
도 5는 도 3에서 T-Sync에러 및 구성검출부에서의 구성검출을 위한 블록구성도이고,
도 6은 DL/UL 구성에서의 1 프레임 주기를 도시한 파형도이고,
도 7은 도 5에서 T-Sync 구성 검출 파형도이고,
도 8은 3GPP 표준규격에 따른 스페셜서브프레임의 구성도이고,
도 9는 3GPP 표준규격에 따른 스페셜서브프레임의 10가지 구성도이고,
도 10은 DL/UL 타임구성 '#0'에 대한 예시도이고,
도 11은 T-Sync 트리거 및 카운터값에 따른 T-Sync 재생성 타이밍도이고,
도 12는 DL/UL 스위칭신호발생부(160)의 상세 구성도이고,
도 13은 DL/UL 스위칭신호발생부에서 T-Sync를 이용하여 DL/UL 동기신호발생과정의 파형도이고,
도 14는 TDD 타임구성 #0번에서 스페셜서브프레임 구성 #9번 구성의 예시로 도이고,
도 15는 UL to DL 전이구간의 전이 타이밍도이다.

본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임 스위칭장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치의 구성도로서, 기지국으로부터 입력된 RF신호에서 T-Sync신호에 대한 관리정보를 검출하는 T-Sync관리정보검출부(110)와, 상기 T-Sync 관리정보검출부(110)에서 T-Sync 에러 검출에 따라 발생된 에러플래그(error flag)를 입력받아 T-Sync 모드선택부(170)로 출력하여, 중계기에서 사용하는 DL/UL T-Sync를 모두 오프 동작시킴과 동시에 중계기 출력 및 입력 신호도 오프시키는 에러 및 복구 플래그발생부(120)와, 상기 T-Sync관리정보검출부(110)로부터 출력된 T-Sync신호에 대한 주기(10m)(5ms)를 선택하는 주기선택부(130)와, 상기 주기선택부(130)에서 선택된 각 주기(10ms)(5ms)를 카운트하는 주기카운터(141)(142)와, 상기 주기선택부(130) 및 주기카운터(141)(142)의 주기에 맞는 트리거신호와 카운터 값을 기반으로 T-Sync 신호를 재생성하는 T-Sync 재생성부(150)와, 상기 T-Sync 재생성부(150)로부터 출력된 T-Sync에 의해 다운링크 (DL) 또는 업링크(UL) 스위칭 신호를 생성하는 DL/UL 스위칭신호발생부(160)와, 상기 DL/UL 스위칭신호발생부(160)로부터의 DL/UL 스위칭신호에 따른 DL/UL스위칭(Normal mode), DL(DL only mode), UL(UL only mode) 또는 오프모드(All off mode) 중 하나를 선택하여 DL 및 UL를 스위칭하는 T-Sync모드선택부(170)로 구성된다.

본 발명에 따른 TDD 타임스위칭 장치를 구성하는 상기 T-Sync관리정보검출부(110), 에러 및 복구 플래그발생부(120), 주기선택부(130), 주기카운터(141)(142), T-Sync 재생성부(150), DL/UL 스위칭신호발생부(160) 및 T-Sync모드선택부(170)는 기지국과 통신하는 메인유닛 중계기와, 상기 메인유닛(MU)과 이동통신단말기를 중계하는 리모트유닛(RU) 중계기 등의 광중계기 또는 ICS중계기 등의 RF중계기의 각 디지털신호처리장치(DSP)에 탑재된다.

상기 T-Sync관리정보검출부(110)의 T-Sync관리정보는 T-Sync의 에러검출 및 DL/UL 타임구성(Time Configuration)정보, 주기(Period)정보, 스페셜서브프레임정보를 포함한다.

도 4는 상기 T-Sync 관리정보검출부(110)의 상세 블록구성도로서, 상기 기지국으로부터의 T-Sync의 하이에지(High edge)를 검출하여 T-Sync의 시작점 트리거신호를 생성하는 트리거생성부(111)와, 상기 트리거생성부(111)의 트리거신호를 시작으로 1프레임 주기를 생성하는 프레임카운터(112)와, 상기 트리거생성부(111)의 트리거신호를 시작으로 T-Sync 하이레벨(H) 구간의 길이값을 검출하는 하이레벨 길이카운터(113)와, 상기 트리거생성부(111)의 트리거신호를 시작으로 T-Sync 로우레벨 (L)구간의 길이값을 검출하는 로우레벨 길이카운터(114)와, 상기 하이레벨 및 로우레벨 길이카운터(113)(114)에서 검출된 각 길이값에 의한 1프레임의 길이와, 상기 프레임카운터(112)로부터 입력된 1프레임의 길이를 비교하여 그 비교결과에 따라 에러여부를 판단하는 에러검출부(115)와, 상기 하이레벨 및 로우레벨 길이카운터(113)(114)에서 검출된 각 길이(시간) 값으로부터 DL/UL 타임구성정보(T-Sync Configuration Inform) 및 스페셜서브프레임 정보(Special Subframe inform)를 검출하는 구성검출부(116)로 구성된다.

상기 T-Sync 관리정보검출부(110)의 T-Sync에 대한 DL/UL 타임구성정보는 3GPP 표준규격에 따른 7가지 DL/UL 타임구성으로 이루어져있고, 스페셜서브프레임은 10가지로 이루어져 있다.

상기 DL/UL 스위칭신호발생부(160)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 T-Sync 재생성부(150)에서 출력된 기준 T-Sync를 기 설정된 제1다운링크/업링크 온/오프 타임 제어값에 따라 상기 기준 T-Sync를 지연시키는 제1지연설정부(161)과, 상기 기준 T-Sync와 상기 제1지연설정부(161)를 통해 일정시간 지연된 T-Sync가 하이레벨일 경우에만 다운링크 온(On)신호를 발생하는 제1앤드부(162)와, T-Sync 재생성부(150)에서 출력된 기준 T-Sync(Ref T-Sync)를 반전시키는 T-Sync 인버터(163)와, T-Sync 인버터(163)로부터의 T-Sync를 상기 기 설정된 제2다운링크/업링크 온/오프 타임 제어값에 따라 반전 T-Sync를 지연출력하는 제2지연설정부(164)와, 상기 T-Sync 인버터(163)의 반전 T-Sync와 상기 제2지연설정부(164)의 지연출력신호가 하이레벨일 경우에만 업링크 온(On)신호를 출력하는 제2앤드부(165)로 구성된다.

상기 주기카운터(141)(142)는 상기 주기선택부(130)에서 선택된 각 주기(10ms)(5ms)에 맞는 신호가 활성화될 때 카운트하며, 주기(10ms)(5ms)에 맞는 시작 트리거신호 및 카운트값을 상기 T-Sync재생성부(150)로 출력하는 각 제1, 제2주기카운터(141)(142)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임 스위칭장치의 작용에 대하여 첨부된 도 3 내지 도 15를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중계기에서 TDD T-Sync는 크게 세가지 방법으로 획득하여 중계기 TDD 타임스위칭 신호로 사용되는데, 첫번째로 기지국으로부터 TDD T-Sync를 제공받는 방법이고, 두번째로 중계기 자체 TDD T-Sync 신호 생성방법으로, T-Sync검출부(109)에서 RF신호의 출력(크기)으로부터 T-Sync를 검출하여 TDD T-Sync신호를 생성하는 방법이고, 세번째로 중계기에 내장된 별도의 LTE 모뎀이나 수신기(Receiver)에서 검출된 TDD T-Sync신호를 제공받는 방법이다.

이와 같은 세가지 방법으로 획득하는 T-Sync는 중계기의 상태 또는 T-Sync의 상태(에러발생)에 따라 사용자 설정에 의하여 상기 세 가지 중 하나를 선택하여 T-Sync를 획득하게 된다.

여기서, RF 신호의 출력으로부터 T-Sync를 검출하는 두번째 방법은 무선환경에서 신호 페이딩(fading) 또는 감쇄에 의한 T-Sync 검출오류가 발생할 수 있으나, 광중계기의 경우에는 일정 레벨이상의 RF신호 크기가 유입되어 T-Sync 검출이 가능하다.

이와 같이, 기지국, LTE모뎀이나 수신기 또는 T-Sync검출부(109)로부터 제공 또는 검출된 T-Sync(Ref. T-Sync)를 이용하여 T-Sync 에러 및 타임구성 정보를 검출하며, T-Sync 주기를 검출하여 중계기에 적합한 T-Sync를 재생성하고, 그에 따라 중계기의 DL/UL 스위칭신호를 발생하게 된다.

본 발명에 실시예에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭장치는 TDD T-Sync를 중계기에서는 정상적인 TDD T-Sync를 재생성하는 것이다.

이는 도 2에 도시된 바와 같이 LTE 규격내용을 보면 DL/UL 타임구성 종류와 스페셜프레임에 대한 정보를 알고 있거나, 검출하여 중계기는 알고 있어야 하며, DL/UL 타임구성은 프레임 주기가 5ms, 10ms로 일정한 주기성을 갖고 있으며, 이 주기성을 이용하여 반복적인 T-Sync 재생성을 구현하게 된다.

기지국으로부터 입력된 RF신호의 T-Sync신호에 대한 관리정보를 검출하는데, T-Sync 신호는 타임 구성정보와 스페셜프레임정보를 알고 있거나, 검출과정을 통해 판단해야한다. 이러한 정보를 이용하여 중계기에 사용할 T-Sync 재생성하고, DL/UL 타임 스위칭신호를 생성하게 된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 중계기의 TDD 타임 스위칭장치의 구성도로서, 중계기에 입력되는 T-Sync에 대한 관리정보를 검출하여 중계기에 적합한 T-Sync를 재생성하고, 재생성된 T-Sync 신호로 중계기에 유입되는 RF신호가 왜곡되지 않는 다운링크(DL), 업링크(UL) 신호가 송출되지 않도록 하며, DL/UL 타임 스위칭신호를 생성하게 된다.

또한, T-Sync 에러가 발생하는 즉시 DL/UL 신호가 송출되지 않도록 하며, 에러인 T-Sync 신호가 정상으로 복귀하면, 일정시간 이상 정상상태를 유지하는지를 판단하여, DL/UL 타임 스위칭으로 동작할 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 T-Sync 관리정보검출부(110)는 입력되는 T-Sync에 대한 에러를 검출한다.

도 4는 입력된 T-Sync의 에러여부를 판단하기 위한 파형도로서, T-Sync신호의 1프레임이 설정된 주기(10ms, 5ms)를 만족하지 못하는 경우(Error 1, Error 2)와, 1프레임의 주기 내에서 상승하강(Rising/falling)이 다수 발생하는 경우(Error 3)와, 1프레임에서 하이/로우의 주기성이 나타나지 않는 경우(Error 4)가 검출되면 상기 에러 및 복구플래그 발생부(120)를 통해 에러플래그를 발생한다.

에러플래그가 발생됨과 동시에 상기 T-Sync모드선택부(170)으로 출력하여, 상기 T-Sync모드선택부(170)을 통해 중계기에서 사용하는 모든 DL/UL T-Sync신호는 를 모두 오프모드(All Off Mode)로 전환한다.

그리고, 상기 T-Sync에러 및 구성검출부(110)를 통해 에러에서 다시 원상복귀되어 정상적인 T-Sync로 복귀시에는 일정시간(1초 이상) 정상동작 여부를 판단하여 상기 에러 및 복구 플래그 발생부(120)를 통해 정상동작 플래그를 발생하고, 이를 T-Sync모드선택부(170)으로 출력하여, 다시 정상 모드로 전환하도록 한다.

도 5는 도 4에서 T-Sync 에러 및 구성검출부(110)의 상세 블록 구성도로서, 트리거생성부(111)은 상기 기지국으로부터의 T-Sync의 하이에지(High edge)를 검출하여 T-Sync의 시작점 트리거신호를 도 6과 같이 생성한다.

도 6은 DL/UL 구성에서의 1 프레임 주기를 도시한 파형도로서, DL/UL 타임구성은 프레임 주기가 10ms 주기패턴 또는 5ms 주기패턴으로 일정한 주기성을 갖는데, 이때 T-Sync의 하이에지 트리거신호 및 로우에지 트리거신호를 생성하며, 상기 프레임카운터(112)에서 T-Sync 하이에지 트리거신호를 카운트 한다.

또한, 상기 하이레벨 길이카운터(113) 및 로우레벨 길이카운터(114)에서는 상기 트리거생성부(111)에서 생성된 각 하이에지 및 로우에지 트리거신호로부터 하이레벨 및 로우레벨의 길이를 산출한다.

상기 하이레벨 길이카운터 및 로우레벨 길이카운터(113)(114)에서 산출된 하이레벨 및 로우레벨 길이값과 프레임카운터(112)의 프레임카운터 값을 통해 에러검출부(115) 및 구성검출부(116)에서 각각 에러검출 및 DL/UL 타임구성 정보를 획득하게 된다.

상기 에러검출부(115)의 에러검출은 도 4에 도시된 바와 같이 4가지 경우의 에러가 검출되면, 에러플래그를 발생하여 상기 T-Sync모드선택부(170)로 전송한다.

상기 구성검출부(116)에서 검출한 DL/UL 타임구성은 도 7 및 다음 표 1에 도시된 바와 같이 상기 하이레벨 길이카운터 및 로우레벨 길이카운터(113)(114)에서 산출된 하이레벨 및 로우레벨 길이(시간)값과 다음 표 1의 하이레벨 길이 및 로우레벨 길이를 비교하여 가장 근접한 7가지 DL/UL 타임구성(#0~#6) 중 하나의 구성으로 판단하게 된다.

구성(Configuration)	하이레벨(High)길이	로우레벨(Low)길이
#0	3.4ms	6.6ms
#1	5.4ms	4.6ms
#2	7.4ms	2.6ms
#3	6.7ms	3.3ms
#4	7.7ms	2.3ms
#5	8.7ms	1.2ms
#6	4.4ms	5.6ms

또한, 관리정보 중 스페셜서브프레임은 3GPP 표준규격에 따라 10가지로 구분되어 있는데, 다음 몇 가지로 판단된다.

도 8은 3GPP 표준규격에 따른 스페셜서브프레임의 구성도이고, 도 9는 스페셜서브프레임의 10가지 구성도로서, DwPTS(Downlink Pilot Time Slot), GP(Guard Period), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot)으로 구성되며, 각 슬롯에 대한 타임은 3GPP 표준규격에 따르며, 여기서, DwPTS 시간이 다르게 표시되어 있어, 스페셜서브프레임 10가지 구성(0~9)은 '0과 5', '1과6', '2와7', '3과8', '4번', '9번' 구성으로 구분한다.

이와 같이 상기 구성검출부(116)는 DL/UL 타임구성 정보와 스페셜서브프레임 구성 정보 검출이 가능하다.

상기 T-Sync 재생성부(150)는 상기 구성검출부(116)로부터의 7가지 DL/UL 타임구성정보 및 9가지 스페셜서브프레임 구성정보와, 상기 10ms 카운터(141) 또는 5ms카운터(142)로부터의 정상적인 T-Sync 1프레임 주기에 대한 카운터값(Trigger, Value)을 입력받아 중계기에 적합한 T-Sync를 재생성 한다.

즉, T-Sync는 중계기 시스템에 맞게 공급되거나 명확한 신호가 제공되지 않기에 이를 중계기 시스템에 적합하게 재생성해야 한다.

도 10은 DL/UL 타임구성 '#0'에 대한 예시로, 중계기에 입력되는 T-Sync 예시를 두어 재생성하는 T-Sync 재생성 타이밍을 도시한 도로서, 여러가지 T-Sync 예시(예시1,2,3)된 신호를 T-Sync 재생성(T-Sync Regen)으로 RF 신호의 크기(RF Power)를 왜곡되지 않고 DL/UL 신호를 포함할 수 있도록 생성한다.

즉, T-Sync 재생성신호는 RF출력 신호와 입력되는 T-Sync 신호를 중계기에 맞는 스위칭 타임으로 재생성해야 한다. 이를 위해 T-Sync 재생성신호는 상기 RF출력신호의 시작점과 끝점을 기준으로 전,후로 PAM, LNA 소자의 물리적 특성을 고려한 일정시간 여유를 두어 생성한다.

T-Sync 재생성하기 위한 정보는 T-Sync 트리거, 1 프레임 주기 카운트값, DL/UL 타임구성정보, 스페셜서브프레임 구성정보 및 재발생 타임값에 대한 정보가 필요하다.

도 11은 T-Sync 트리거 및 카운터값에 따른 T-Sync 재생성 타이밍도로서, 트리거(Trig)를 시작으로 1 프레임카운터 값이 변하게 된다. 이에 중계기에서 사용되어야 할 T-Sync가 카운터값에서 어디부터 시작되어야 하는지를 판단하여 N,M카운터 값을 기준으로 T-Sync 하이레벨/로우레벨 구간을 결정하게 된다.

도 10과 같은 T-Sync 재생성신호를 생성하기 위한 한주기에 대한 타임카운트값으로 "0, 1, 2, 3, ... M-2, M-1, M, M+1 ..., N-2, N-1, N, 0, 1, 2, ..." 카운터값을 알고 있어야 중계기에 맞는 T-Sync신호를 재생성하게 된다.

여기서, N카운터값은 T-Sync 재생성하기 위한 하이레벨 시작점을 표시하며, M카운터값은 T-Sync 로우레벨 시작점을 표시한다. 이와 같이 T-Sync 재생성하여 DL/UL 타임구성과 스페셜서브프레임 구성정보에 따라서 T-Sync를 재생성하면 중계기에 적합한 T-Sync 신호를 생성할 수 있게 된다.

즉, 재생성 타임값에서 M, N설정값으로 하이레벨, 로우레벨 T-Sync 재생성하며, DL/UL 타임구성과 스페셜서브프레임에 따라 여러 종류의 T-Sync를 생성할 수 있게 된다.

일 실시예로 상기 T-Sync 재생성의 T-Sync 하이/로우레벨 시작점은 상기 T-Sync 트리거 시작점으로부터 15㎲ 이전 시점으로 설정한다.

이와 같은 과정으로 상기 T-Sync 재생성부(150)에서 중계기에 적합한 T-Sync가 생성되면, 도 2에 도시된 바와 같이 중계기의 각 모듈에서 TDD 타임스위칭으로 동작하게 된다.

상기 DL/UL 스위칭신호발생부(160)는 상기 T-Sync 재생성부(150)으로부터 발생된 T-Sync 재생성신호와, 사용자에 의해 기 설정된 DL/UL 온/오프 타임제어값을 이용하여 중계기에 적합한 DL/UL 스위칭신호를 생성한다.

도 12는 DL/UL 스위칭신호발생부(160)의 상세 구성도이고, 도 13은 DL/UL 스위칭신호발생부에서 T-Sync를 이용하여 DL/UL 동기신호(DL/UL Sync) 발생과정의 파형도로서, 입력된 T-Sync를 기준 T-Sync(Ref T-Sync)(①)로 하여, 기 설정된 DL/UL 온/오프 타임제어값1에 의해 상기 제1지연설정부(161)를 통해 5㎲ 지연한 T-Sync신호(②)를 출력한다.

상기 기준 T-Sync(Ref T-Sync)와 상기 제1지연설정부(161)을 통해 5㎲ 지연한 지연 T-Sync를 제1앤드부(162)를 통해 동시에 하이레벨일 경우에만 다운링크 동기신호(DL Sync)(③)를 출력하여 다운링크를 온시킨다.

즉, T-Sync 재생성신호에서 RF출력신호보다 10㎲ 보다 앞선 시작점으로 다운링크 동기신호를 발생하여 다운링크를 온시킨다.

상기 기준 T-Sync(Ref T-Sync)는 인버터(163)를 통해 상기 기준 T-Sync(Ref T-Sync)의 반전신호(④)를 발생하고, 상기 기준 T-Sync의 반전신호는 상기 제2지연설정부(164)를 통해 설정된 DL/UL 온/오프 타임제어값2(20㎲)에 따라 20㎲ 지연출력(⑤) 한다.

제2앤드부(165)는 상기 인버터(163)을 통해 기준 T-Sync의 반전신호와 상기 제2지연설정부(164)를 통해 출력된 지연신호가 동시에 하이레벨일 경우에만, 하이레벨 업링크 동기신호(UL Sync)(⑥)를 출력하여 업링크를 온시킨다.

이와 같이 상기 DL/UL 스위칭신호발생부(160)을 통해 출력된 DL/UL 온/오프신호는 상기 T-Sync모드선택부(170)를 통해 DL/UL 스위칭 신호로 출력된다.

상기 T-Sync모드선택부(170)의 4가지 선택모드는 노말모드(Normal mode), DL모드(DL only mode), UL모드(UL only mode) 및 오프모드(All off mode)로 구성되며, 노말모드(Normal mode)는 중계기 시스템이 정상동작일 때 선택된 DL/UL스위칭 모드이고, 상기 DL모드(DL only mode)는 중계기 시스템 신호흐름에서 다운링크(DL)경로만 온시키고, 업링크(UL) 경로는 오프로 동작하는 모드이며, UL모드(UL only mode)는 중계기 시스템 신호흐름에서 업링크(UL)경로만 온시키고, 다운링크(DL) 경로는 오프로 동작하는 모드이며, 오프모드(All off mode)는 T-Sync 에러가 발생됨에 따라 다운링크/업링크 경로 모두 오프(off)로 동작시키는 모드이다.

한편, 중계기에서 RF신호에 대한 T-Sync 스위칭 신호는 LTE TDD의 표준규격에 "RF Power On/Off Time"이 규격으로 정의되어 있다.

즉, 3GPP 표준규격에는 DL to UL, UL to DL 전이타임(Transition Time)이 17㎲이내에 스위칭이 이루어져야 한다고 명기되어 있으며, TDD에서는 DL to UL 전이는 스페셜 서브프레임구간 내에 GP(Guard period)구간에서 스위칭하며, UL to DL 전이는 별도로 언급되어 있지 않다.

GP타임은 10개의 스페셜서브프레임 구성 중 GP타임이 가장 짧은 구간을 T-Sync 스위칭 타임으로 설정한다.

도 14는 TDD 타임구성 #0번에서 스페셜서브프레임 구성 #8번 구성을 예시로 도시한 것으로, 스페셜서브프레임 #8번의 GP타임이 가장 짧은 구간을 일 실시예로 생성된 T-Sync 스위칭 타임이다.

여기서, 스페셜서브프레임 #8번은 "노말 CP(Cyclic Prefix) in DL DwPTS : 24.144*Ts", "Extended CP in UL UpPTS : 5,120*Ts"이며, 다음 수학식 1을 통해 GP타임을 산출한다.

여기서, DwPTS는 다운링크 파일럿 타임슬롯(Down link Pilot Time Slot)이고, UpPTS는 업링크 파일럿 타임슬롯(Up link Pilot Time Slot)으로, 이는 스페셜서브프레임 구성 값으로 설정된다.

상기 스페셜서브프레임에서는 DL to Ul 전이 스위칭 구간으로 DL신호 흐름을 먼저 오프하고 UL신호 흐름을 그 후에 온해야 한다.

또한, 전이구간에는 DL/UL 스위칭이 겹쳐지지 않은 타임으로 동작해야 한다. 스페셜서브프레임에서의 DL to UL 전이스위칭타임은 도 14에서 도시된 바와 같이 GP타임이 47.39㎲이므로 RF출력 신호의 DL구간과 DwPTS가 끝나는 지점보다 10㎲뒤에 DL 오프 타임으로 설정하고, DL to UL 오프 구간을 20㎲정도 지정하여 그 후 시간에 UL 온 타임으로 설정하도록 정의한다. 그러면 UpPTS시작은 17.39㎲ 먼저 UL 스위칭이 온되며, 중계기에서의 PAM, LNA 소자의 스위치타임은 소자마다 변차가 있으나, 일반적으로 PAM의 온(On)이 8㎲, 오프(off)가 2㎲이며, LNA 스위치타임은 온이 2㎲이고, 오프가 4㎲ 정도로 이루어져 있다.

이러한, 스위칭소자의 스위치 타임도 고려하여 T-Sync 신호를 생성하여 시스템에서 신호왜곡이 없도록 한다.

상기 DL/UL 스위칭신호발생부(160)에 의한 업링크에서 다운링크로의 스위칭은 업링크 서브프레임에서 전이구간(Transient period length)인 17㎲에서 스위칭이 이루어지

도 15는 UL to DL 전이구간의 전이 타이밍도로서, UL to DL 전이구간은 별도의 표준규격이 없으므로, RF출력신호 온/오프 전이 타임 17㎲이내에 이루어져야 한다.

즉, UL 서브프레임에서 전이주기 길이가 17㎲이므로, 이 구간에서 스위칭이 이루어져야 하며, UL 신호 경로를 먼저 오프시킨 후, DL 경로를 온시켜야 한다. 즉, UL to DL 오프 시간이 1㎲정도 짧은 시간으로 구현되며, 여기서, DL 신호소자인 PAM의 신호 온 타임이 짧으면 시스템적으로 안정적으로 동작할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

110 : T-Sync 에러 및 구성검출부
111 : 트리거생성부 112 : 프레임카운터
113 : 하이레벨 길이카운터 114 : 로우레벨 길이카운터
115 : 에러검출부 116 : 구성검출부
120 : 에러 및 복구플래그 발생부
130 : T-Sync 주기선택부 141 : 10ms 카운터
142 : 5ms 카운터 150 : T-Sync 재생성부
160 : DL/UL 스위칭신호발생부 161, 164 : 제1, 제2지연설정부
162,165 : 제1, 제2앤드부 163 : 인버터
170 : T-Sync모드선택부

Claims

이동통신용 기지국;
상기 기지국과 이동통신단말기를 중계하는 중계기;
상기 기지국으로부터 중계기에 입력 또는 중계기에서 검출된 T-Sync신호로부터 T-Sync 관리정보를 검출하는 T-Sync관리정보검출부;
상기 T-Sync관리정보검출부로부터 출력된 T-Sync신호에 대한 주기를 선택하는 주기선택부;
상기 주기선택부에서 선택된 주기를 카운트하는 주기카운터;
상기 주기선택부의 주기에 맞는 트리거신호와 카운터 값을 기반으로 T-Sync 신호를 재생성하는 T-Sync 재생성부;
상기 T-Sync 재생성부로부터 출력된 T-Sync에 의해 다운링크(DL) 또는 업링크(UL) 스위칭 신호를 생성하는 DL/UL 스위칭신호발생부; 및
상기 DL/UL 스위칭신호발생부로부터의 DL/UL 스위칭신호에 따라 다운링크(DL) 또는 업링크(UL)를 온/오프시키는 T-Sync모드선택부;를 포함하되,
상기 T-Sync관리정보검출부, 주기선택부, 주기카운터, T-Sync 재생성부, DL/UL 스위칭신호발생부 및 T-Sync모드선택부는 상기 중계기의 디지털신호처리부(DSP)에 내장된 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 중계기는 기지국과 통신하는 메인유닛과, 상기 메인유닛과 이동통신단말기를 중계하는 리모트유닛을 포함하는 광중계기 또는 RF중계기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부에서 검출하는 T-Sync 관리정보는 T-Sync의 에러검출 및 중계기의 DL/UL 타임구성(Time Configuration)정보, 주기(Period)정보, 스페셜서브프레임(Special Subframe)정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부에서 검출되는 중계기의 DL/UL 타임구성정보는 3GPP 표준규격에 따른 7가지 DL/UL 타임구성, 10가지 스페셜서브프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부의 DL/UL 타임구성은 기지국으로부터 수신된 T-Sync 신호에 대한 하이/로우(H/L) 레벨의 길이를 분석하여 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부의 DL/UL 타임구성은 상기 기지국으로부터 상기 중계기에 수신된 RF신호로부터 검출된 T-Sync에 대한 하이/로우 레벨길이를 분석하여 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부의 DL/UL 타임구성은 상기 중계기에 내장된 LTE모뎀 또는 수신기(Receiver)에서 검출된 T-Sync에 대한 하이/로우 레벨길이를 분석하여 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부에서 T-Sync관리정보를 검출하기 위한 T-Sync 신호는,
① 기지국으로부터 중계기에 수신된 T-Sync신호,
② 중계기에 수신된 RF신호로부터 검출된 T-Sync신호,
③ 중계기에 내장된 LTE모뎀 또는 수신기(Receiver)에서 검출된 T-Sync신호,
를 포함한 3가지 중 하나를 선택하여 획득하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부는 상기 기지국으로부터의 T-Sync의 하이에지(High edge)를 검출하여 T-Sync의 시작점 트리거신호를 생성하는 트리거생성부;
상기 트리거생성부의 트리거신호를 시작으로 1프레임 주기를 생성하는 프레임카운터;
상기 트리거생성부의 트리거신호를 시작으로 T-Sync 하이레벨 구간의 길이값을 검출하는 하이레벨 길이카운터;
상기 트리거생성부의 트리거신호를 시작으로 T-Sync 로우레벨 구간의 길이값을 검출하는 로우레벨 길이카운터;
상기 하이레벨 및 로우레벨 길이카운터에서 검출된 각 길이값에 의한 1프레임의 길이와, 상기 프레임카운터로부터 입력된 1프레임의 길이를 비교하여 그 비교결과에 따라 에러여부를 판단하는 에러검출부; 및
상기 하이레벨 및 로우레벨 길이카운터에서 검출된 각 길이 값으로부터 DL/UL 타임구성정보 및 스페셜서브프레임 정보를 검출하는 구성검출부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 구성검출부의 타임구성정보는 상기 하이/로우 레벨길이 카운터에서 산출된 T-Sync 하이/로우 레벨길이(시간)와 기설정된 DL/UL 타임구성(#0~#6)의 하이/로우 레벨길이와 비교하여 가장 근접한 길이의 타임구성으로 결정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부에서의 T-Sync 에러검출은 T-Sync신호의 1프레임이 설정된 주기(10ms, 5ms)를 만족하지 못하는 경우와, 1프레임의 주기 내에서 상승하강(Rising/falling)이 다수 발생하는 경우와, 1프레임에서 하이/로우레벨의 주기성이 나타나지 않는 경우에 에러플래그를 발생하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부에서 T-Sync 에러 검출에 따라 발생된 에러플래그(error flag)를 입력받아 T-Sync 모드선택부로 출력하여, 중계기에서 사용하는 DL/UL T-Sync를 모두 오프 동작시킴과 동시에 중계기 출력 및 입력 신호도 오프시키는 에러 및 복구 플래그발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 T-Sync 관리정보검출부에서 T-Sync 에러 검출 후 다시 정상적인 T-Sync로 복귀될 경우 일정시간 정상동작 여부를 판단하여 DL/UL T-Sync 정상동작 플래그를 T-Sync모드선택부로 출력하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 주기카운터는 주기선택부에서 선택된 각 주기에 맞는 신호가 활성화될때 카운트하며, 주기에 맞는 시작 트리거신호 및 카운트값을 상기 T-Sync재생성부로 출력하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 T-Sync 재생성부는 T-Sync 트리거, 1프레임 주기 카운터값, DL/UL 타임구성정보, 스페셜서브프레임 정보, 재생성 타임값에 대한 정보를 이용하여 T-Sync을 재생성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 T-Sync 재생성부는 T-Sync 트리거의 시작점과 1프레임 주기 카운터값 중 N, M(0, 1, 2, 3, ... M-2, M-1, M, M+1,..., N-2, N-1, N, 0, 1, 2,...) 카운터값을 기준으로 T-Sync 하이/로우레벨 구간을 결정하며,
상기 T-Sync 하이/로우레벨 구간의 각 시작점을 기준으로 상기 DL/UL 타임구성과 스페셜서브프레임에 따라 다수의 T-Sync를 재생성하되,
상기 N카운터값은 T-Sync 재생성하기 위한 T-Sync 하이레벨 시작점을 표시하며, M카운터값은 T-Sync로우레벨 시작점을 표시하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 T-Sync 재생성의 T-Sync 하이/로우레벨 시작점은 상기 T-Sync 트리거 시작점으로부터 15㎲ 이전인 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 DL/UL 스위칭신호발생부는 상기 T-Sync 재생성부에서 출력된 T-Sync를 기준으로 다운링크/업링크 스위칭 신호를 생성하되,
다운링크/업링크 온/오프 타임제어를 통해 다운링크/업링크 T-Sync의 하이레벨/로우레벨 구간을 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 1 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 DL/UL 스위칭신호발생부는 상기 T-Sync 재생성부에서 출력된 기준 T-Sync를 기 설정된 제1 다운링크/업링크 온/오프 타임 제어값에 따라 상기 기준 T-Sync를 지연시키는 제1지연설정부;
상기 기준 T-Sync와 상기 제1지연설정부를 통해 일정시간 지연된 T-Sync가 하이레벨일 경우에만 다운링크 온(On)신호를 발생하는 제1앤드부;
T-Sync 재생성부에서 출력된 기준 T-Sync를 반전시키는 T-Sync 인버터;
T-Sync 인버터로부터의 T-Sync를 상기 기 설정된 제2다운링크/업링크 온/오프 타임 제어값에 따라 반전 T-Sync를 지연출력하는 제2지연설정부; 및
상기 T-Sync 인버터의 반전 T-Sync와 상기 제2지연설정부의 지연출력신호가 하이레벨일 경우에만 업링크 온(On)신호를 발생하는 제2앤드부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 DL/UL 스위칭신호발생부의 T-Sync 다운링크(DL) 스위칭신호의 시작은 반도체 스위칭소자의 물리적인 특성을 고려하여 검출된 RF출력의 시작시점보다 설정된 길이만큼 앞서 시작하며,
T-Sync 업링크(UL) 스위칭신호의 종료는 반도체 스위칭소자의 물리적인 특성으로 인해 검출된 RF출력의 종료시점보다 설정된 길이만큼 지연 종료되는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 T-Sync 다운링크(DL)에서 업링크(UL)로 스위칭되는 시점은 스페셜서브프레임의 GP(Guard Period) 타임에서 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 GP타임은 다음 수학식에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
[수학식]

여기서, DwPTS는 다운링크 파일럿 타임슬롯(Down link Pilot Time Slot)이고, UpPTS는 업링크 파일럿 타임슬롯(Up link Pilot Time Slot)으로, 이는 스페셜서브프레임 구성 값으로 설정된다.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
상기 GP타임은 10개의 스페셜서브프레임 구성 중 GP타임이 가장 짧은 구간을 T-Sync 스위칭 타임으로 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 DL/UL 스위칭신호발생부에 의한 업링크(UL)에서 다운링크(DL)로의 스위칭은 업링크(UL) 서브프레임에서 전이구간(Transient period length)인 17㎲에서 스위칭이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임 스위칭장치.
제 1 항에 있어서,
상기 T-Sync모드선택부는 중계기가 정상동작일 때 선택된 DL/UL스위칭 모드를 수행하는 노말모드(Normal mode)와,
상기 중계기의 신호흐름에서 다운링크(DL)경로는 온시키고, 업링크(UL)경로는 오프로 동작시키는 DL모드(DL only mode)와,
상기 중계기의 신호흐름에서 업링크(UL)경로는 온시키고, 다운링크(DL) 경로는 오프로 동작시키는 UL모드(UL only mode)와,
상기 T-Sync관리정보검출부에서 T-Sync 에러가 검출됨에 따라 DL/UL 경로 모두 오프 동작하는 오프모드(All off mode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 중계기의 TDD 타임스위칭장치.