KR101736244B1 - 긴급 재난 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템은 송신측 안테나와 접속되는 제 1 프론트엔드부, 제 1 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 제 1 경로 설정부, 제 1 경로 설정부에서 제공되는 송신측 이동국의 후크 신호를 송신측 동기 신호로 검출하는 제 1 검출부, 수신측 안테나와 접속되는 제 2 프론트엔드부, 제 2 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 제 2 경로 설정부, 제 2 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 제 2 검출부 및 제 1 프론트엔드부, 제 1 경로 설정부, 제 2 경로 설정부 및 제 2 프론트엔드부와 접속되고, 송신측 동기 신호가 검출됨에 송신경로를 온시키는 한편 수신경로를 오프시키고, 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 수신경로를 온시키는 한편 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부를 포함하도록 구성될 수 있다.

Description

긴급 재난 통신 시스템{Communication System for Emergency Calamity}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 긴급 재난 통신 시스템에 관한 것이다.

긴급 재난 통신 시스템은 단일 주파수를 이용한 단신 통신방식, 또는 두 개의 주파수를 이용한 복신 통신방식으로 구현되어 왔다.

최근 들어 대형 인명피해가 발생하는 참사가 적지 않게 발생하고 있으며, 700MHz 대역의 LTE(Long Term Evolution) 통신 방식을 이용한 국가 재난 통합망이 개발되었다. 하지만 LTE 통합망은 전국적인 지상망을 근간으로 하고 있으며, 1대 다수의 통신방식인 군집통신에 대한 한계가 있다. 즉, LTE 통합망은 할당 주파수당 최대 동시 통화 가능 회선 수가 정해져 있으므로, 재난 발생 및 비상사태 발생시 지휘본부가 많은 수의 인원을 동시에 제어할 수 없는 문제가 있다.

예를 들어 경찰청의 시위 진압, 또는 사람이 대형 군집된 장소에서의 화재 발생시 지휘본부가 통제해야 할 인원은 1만명 이상인 경우가 많다. 이 경우, LTE 통합망은 동시 통화 채널의 한계로 인하여 원활한 통제를 수행할 수 없다.

따라서, 전국을 하나로 묶는 지상용 통신망과, 일정 지역 내에서 사용할 수 있는 단신 통신방식을 함께 사용할 것에 대한 논의가 이루어지고 있다.

긴급 재난 통신 시스템의 확충에 대한 중요성 및 필요성이 증폭되고, 이러한 시스템에 단신 통신방식이 여전히 이용되고 있지만, 단신 통신방식을 지원하는 장비의 성능은 만족스럽지 못한 것이 현실이다.

단신 통신방식을 지원하는 중계 장치의 일 예로 저이득(Low gain) 특성의 라인 앰프를 이용하는 중계 장치를 들 수 있다. 라인 앰프는 저이득 특성으로 인하여 많은 수의 증폭기를 사용하므로, 시스템의 비용이 상승한다. 또한, 입출력 단의 신호 격리(Isolation)가 디바이더(Divider)에 의해 유지되고 있는데, 입출력단의 임피던스가 시스템 임피던스와 동일하지 않으므로 자가 발진 현상이 발생하게 된다. 또한, 불량이 발생한 경우 많은 수의 증폭기 중 불량이 발생한 증폭기를 찾기가 현실적으로 어려우므로 유지 보수가 불가능한 문제가 있다. 또한, 라인 앰프가 상시 동작 상태를 유지하므로 전력 효율이 낮은 단점이 있다.

단신 통신방식을 지원하는 중계 장치의 다른 예로 간섭제거장치(Interference Cancellation System; ICS)를 이용한 중계 장치를 들 수 있다. ICS 기술을 이용한 중계 장치는 라인 앰프를 기본 구성으로 하고 ICS 장치를 추가한 것으로, 자가 발진 현상을 억제한 것 외의 라인 앰프의 단점을 모두 가지고 있다.

라인 앰프를 이용한 중계 장치의 단점을 해소하기 위해 송신단 및 수신단으로 입력되는 신호의 크기를 분석하여, 송신경로 및 수신경로를 선택적으로 온/오프하는 중계 장치가 개발되었다. 이 중계 장치는 송신단 및 수신단의 입력단에 커플러를 설치하여, 입력 신호를 송수신경로 및 동기신호 검출기로 분배한다. 그리고, 동기신호 검출기에서 송신신호가 검출되는 경우에는 송신경로를 온시키고 수신경로를 오프하는 한편, 수신신호가 검출되는 경우에는 수신경로를 온시키고 송신경로를 오프한다. 라인 앰프를 사용하지 않고 와이브로 중계 기술을 기본으로 하므로 이득이 높고, 통신 커버리지가 넓으며, 사후처리 및 전력 효율이 우수할 뿐 아니라 시스템 단가가 저렴한 특징이 있다.

하지만, 커플러는 잡음지수(Noise Figure; NF)가 높으며, 이를 신호 입력단에 배치함에 따라 수신전계강도(Received Signal Strength Indication; RSSI)가 저하되는 문제가 있다. 또한, 송신단 및 수신단에 각각 동기신호 검출기를 채택하고 있으므로 회로 부품 수의 증가에 따라 중계 장치의 크기 또한 증가한다. 또한, 동일한 검출기를 2개 사용함에 따라 중복 회로 투자로 인한 비용 발생 및 고장 발생의 우려가 높다.

단신 통신방식에서는 송신경로 및 수신경로를 고속으로 결정하여 보다 빠르게 통신 경로를 설정하는 것이 중요하다. 하지만, 송수신단 각각에 동기신호 검출기가 구비되는 경우, 두 개의 동기신호 검출기가 각각 동작하고 그에 대한 비교 판단에 시간이 소요되므로 최적의 속도를 보장할 수 없다. 아울러, 현재의 동기신호 검출기는 아날로그 방식이기 때문에 회로 구성이 복잡하고 RSSI가 저하되는 문제가 있다.

또한, 현재의 단신 통신 방식을 위한 중계 장치는 송신신호를 처리하기 위한 신호 처리부와, 수신신호를 처리하기 위한 신호 처리부가 각각 구비되어 있다. 따라서 어느 한 경로의 신호를 처리할 때 다른 경로의 신호 처리부는 유휴 상태에 있어 하드웨어적으로 낭비이며, 중복 회로 투자로 인한 비용 및 공간 비용이 발생하는 단점이 있다.

본 기술의 실시예는 통신 커버리지를 확보하면서 저비용 및 저복잡도의 중계 장치를 갖는 긴급 재난 통신 시스템을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.

본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템은 송신측 안테나와 접속되는 제 1 프론트엔드부; 상기 제 1 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 제 1 경로 설정부; 상기 제 1 경로 설정부에서 제공되는 송신측 이동국의 후크 신호를 송신측 동기 신호로 검출하는 제 1 검출부; 수신측 안테나와 접속되는 제 2 프론트엔드부; 상기 제 2 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 제 2 경로 설정부; 상기 제 2 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 제 2 검출부; 및 상기 제 1 프론트엔드부, 상기 제 1 경로 설정부, 상기 제 2 경로 설정부 및 상기 제 2 프론트엔드부와 접속되고, 상기 송신측 동기 신호가 검출됨에 송신경로를 온시키는 한편 수신경로를 오프시키고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 수신경로를 온시키는 한편 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부;를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템은 송신측 안테나와 접속되는 제 1 프론트엔드부; 수신측 안테나와 접속되는 제 2 프론트엔드부; 상기 제 2 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 경로 설정부; 상기 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 제 2 검출부; 및 상기 제 1 프론트엔드부, 상기 경로 설정부 및 상기 제 2 프론트엔드부와 접속되고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 수신경로를 온시키는 한편 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부;를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템은 송신측 안테나와 접속되는 제 1 스위치; 상기 수신측 안테나로부터 제공되는 신호를 분기하는 경로 설정부; 상기 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 검출부; 상기 경로 설정부와 접속되는 제 2 스위치; 및 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 간에 접속되고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 수신경로를 온시키는 한편 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부;를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템은 송신측 안테나와 접속되는 제 1 스위칭부; 수신측 안테나로부터 제공되는 신호를 분기하는 경로 설정부; 상기 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 검출부; 상기 경로 설정부와 접속되고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 상기 제 1 스위칭부와 접속되는 제 2 스위칭부; 및 상기 제 1 스위칭부와 상기 제 2 스위칭부 간에 접속되고, 상기 송신측 안테나로부터 제공되는 신호를 상기 제 1 스위칭부를 통해 수신하여 상기 제 2 스위칭부로 제공하고, 상기 수신측 안테나로부터 제공되는 신호를 상기 제 2 스위칭부 및 상기 제 1 스위칭부를 통해 수신하여 상기 제 2 스위칭부로 제공하는 신호 처리부;를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 기술에 의하면 회로 구성을 단순화하여 긴급 재난 통신 시스템을 저비용 및 저복잡도로 설계할 수 있다.

도 1은 본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 기술의 일 실시예에 의한 중계장치의 구성도이다.
도 3은 본 기술의 일 실시예에 의한 중계장치의 상세도이다.
도 4는 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 구성도이다.
도 5는 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 상세도이다.
도 6은 본 기술의 일 실시예에 의한 검출부의 구성도이다.
도 7은 본 기술의 일 실시예에 의한 검출부의 상세도이다.
도 8은 본 기술의 다른 실시예에 의한 검출부의 구성도이다.
도 9는 본 기술의 다른 실시예에 의한 검출부의 상세도이다.
도 10은 본 기술의 일 실시예에 의한 송수신 회로부의 구성도이다.
도 11은 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 구성도이다.
도 12는 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 구성도이다.
도 13은 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 상세도이다.
도 14 및 도 15는 도 13에 도시한 중계장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 기술의 다른 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템의 구성도이다.
도 17은 본 기술의 일 실시예에 의한 메인도너 및 서브도너의 구성도이다.
도 18은 본 기술의 다른 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해, 송신경로는 제 1 이동국으로부터 제 2 이동국측으로의 신호 전송 경로를 의미라고, 수신경로는 제 2 이동국으로부터 제 1 이동국측으로의 신호 전송 경로를 의미함을 미리 밝혀 둔다. 아울러, 제 1 이동국을 이용하여 신호를 전송하는 측은 송신측, 제 2 이동국을 이용하여 신호를 전송하는 측은 수신측이라 칭하기로 한다.

도 1은 본 기술의 일 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 단신 통신방식의 긴급 재난 통신 시스템(10)은 이동국 간에 송수신되는 신호를 중계하는 중계장치(100)를 포함할 수 있다.

중계장치(100)는 제 1 이동국으로부터 제공되는 송신신호(TX)를 제 2 이동국에 수신신호(RX)로서 제공할 수 있다. 또한, 제 2 이동국으로부터 제공되는 송신신호(TX)를 제 1 이동국에 수신신호(RX)로서 제공할 수 있다.

전원이 인가되고 송신신호 및 수신신호가 모두 검출되지 않은 대기 상태에서 중계장치(100)의 송수신 회로부는 오프 상태에 있을 수 있다. 그리고, 송신측 동기신호가 검출되면 송신경로만을 온시키고, 수신측 동기신호가 검출되면 수신경로만을 온시킬 수 있다. 즉, 중계장치(100)는 서비스 영역 내에 위치한 이동국으로부터의 온 후크(on hook) 신호를 검출하여 송신경로 또는 수신경로를 선택적으로 동작시킬 수 있다. 결국, 송신경로 및 수신경로는 동시에 동작하지 않으며, 따라서 송신신호가 수신단으로 피드백되는 자가 발진 현상을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 제 1 이동국은 지휘 통제부 측의 단말기일 수 있고, 제 2 이동국은 통제 대원 측의 단말기일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시예에서, 중계장치(100)는 송신신호 및 수신신호 입출력단에 잡음지수가 낮은 회로부를 이용하여 프론트엔드부를 구성할 수 있다. 그리고, 프론트엔드부를 통해 출력되는 신호를 분기하여 송수신 회로부 및 동기신호를 검출하기 위한 검출부로 제공하도록 구성될 수 있다.

송수신 신호 입출력단에 커플러가 배치되는 경우 커플러의 잡음지수(23dB)로 인해 RSSI가 저하될 수 있다. 하지만, 잡음지수가 낮은 회로부를 이용하여 프론트엔드부를 구성하게 되면 최종적인 RSSI를 개선할 수 있다.

도 2는 본 기술의 일 실시예에 의한 중계장치의 구성도이고, 도 3은 본 기술의 일 실시예에 의한 중계장치의 상세도이다.

도 2를 참조하면, 중계장치(100-1)는 컨트롤러(101), 제 1 프론트엔드부(110), 제 1 경로 설정부(120), 제 1 검출부(130), 송수신 회로부(140), 제 2 경로 설정부(150), 제 2 프론트엔드부(160) 및 제 2 검출부(170)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(101)는 중계장치(100-1)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(101)는 송신측 동기신호 또는 수신측 동기신호가 검출되지 않는 경우 송수신 회로부(140)를 오프 상태로 유지하도록 구성될 수 있다. 또한, 컨트롤러(101)는 송신측 동기신호가 검출되는 경우에는 송수신 회로부(140)의 송신 회로부만을 온시키고, 수신측 동기신호가 검출되는 경우에는 송수신 회로부(140)의 수신 회로부만을 온시키도록 구성될 수 있다.

제 1 프론트엔드부(110)는 송신측 안테나를 통해 입력되는 신호로부터 불필요한 성분을 제거하고 증폭하여 출력하거나, 송수신 회로부(140)로부터 제공되는 신호를 송신측 안테나를 통해 출력하도록 구성될 수 있다.

제 1 프론트엔드부(110)는 예를 들어 도 3에 도시한 것과 같이 필터링부(111), 스위칭부(113) 및 증폭부(115)를 포함하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 필터링부(111)는 기 설정된 주파수 이하의 주파수 신호만을 통과시키는 저역통과 필터(Low Path Filter; LPF)일 수 있고, 증폭부(115)는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier; LNA)가 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

저역통과 필터(LPF)의 경우 신호 손실량은 1dB정도이고, 스위칭부(113)의 신호 손실량은 0.5dB정도이며, 저잡음 증폭기(LAN)의 잡음지수는 2dB정도이다. 따라서, 제 1 프론트엔드부(110) 즉, 중계장치(100-1) 입력단의 잡음지수는 3.5dB정도가 될 수 있다. 통계적으로 랜덤하게 분포하는 무선 잡음인 AWGN(Additive White Gaussian Noise)가 -178dB인 것을 고려할 때, 중계장치(100-1)의 송신측 입력단 잡음지수는 3.5dB이므로 RSSI는 -172.5dB/Hz가 될 수 있다. 중계장치의 송신측 입력단에 커플러를 채용한 경우 커플러의 잡음지수가 23dB로 높아 RSSI가 -155dB/Hz로 측정되는 것과 비교할 때, RSSI 즉, 수신 감도가 현저히 개선된 것을 알 수 있다.

제 1 경로 설정부(120)는 제 1 프론트엔드부(110)에서 출력되는 신호를 수신하여 출력 경로를 분기시키도록 구성될 수 있다. 제 1 경로 설정부(120)는 디바이더 또는 커플러로 구성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제 1 검출부(130)는 제 1 경로 설정부(120)로부터 제공되는 분기신호로부터 기 설정된 범위의 RSSI를 갖는 신호를 유효한 신호로서 검출하도록 구성될 수 있다. 제 1 검출부(130)에서 검출한 유효 신호는 컨트롤러(101)로 제공되며, 컨트롤러(101)는 이를 송신측 동기신호로 판단하여 송수신 회로부(140) 내의 송신 회로부(141)를 온시키고, 수신 회로부(143)는 오프 상태를 유지하도록 한다.

컨트롤러(101)에 의해 송신 회로부(141)가 온 상태가 되면, 송신 회로부(141)는 송신측 안테나를 통해 제 1 프론트엔드부(110) 및 제 1 경로 설정부(120)를 통해 제공되는 제 1 이동국의 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하고, 제 2 프론트엔드부(160)를 통해 공중으로 송출할 수 있다.

제 1 검출부(130)에 의해 송신측 동기신호가 검출되는 경우 송신 회로부(141)만을 온시키고 수신 회로부(143)는 오프 상태를 유지하므로 제 2 프론트엔드부(160)를 통해 출력된 신호가 피드백되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 제 2 프론트엔드부(160)는 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호로부터 불필요한 성분을 제거하고 증폭하여 출력하거나, 송수신 회로부(140)로부터 제공되는 신호를 수신측 안테나를 통해 출력하도록 구성될 수 있다.

제 2 프론트엔드부(160)는 예를 들어 도 3에 도시한 것과 같이 필터링부(161), 스위칭부(163) 및 증폭부(165)를 포함하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 필터링부(111)는 저역통과 필터(Low Path Filter; LPF)일 수 있고, 증폭부(115)는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amplifier; LNA)가 이용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상술하였듯이, 저역통과 필터(LPF)의 신호 손실량(1dB), 스위칭부(113)의 신호 손실량(0.5dB), 저잡음 증폭기(LAN)의 잡음지수(2dB)를 고려할 때 제 2 프론트엔드부(160) 즉, 중계장치(100-1) 수신측 입력단의 잡음지수는 3.5dB정도가 될 수 있고, AWGN(Additive White Gaussian Noise)가 -178dB인 것을 고려할 때, RSSI는 -172.5dB/Hz가 될 수 있다. 중계장치의 수신측 입력단에 커플러를 채용한 경우 커플러의 잡음지수가 23dB로 높아 RSSI가 -155dB/Hz로 측정되는 것과 비교할 때, RSSI 즉, 수신 감도가 현저히 개선된 것을 알 수 있다.

제 2 경로 설정부(150)는 제 2 프론트엔드부(160)에서 출력되는 신호를 수신하여 출력 경로를 분기시키도록 구성될 수 있다. 제 2 경로 설정부(150)는 디바이더 또는 커플러로 구성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제 2 검출부(170)는 제 2 경로 설정부(150)로부터 제공되는 분기신호로부터 기 설정된 범위의 RSSI를 갖는 신호를 유효한 신호로서 검출하도록 구성될 수 있다. 제 2 검출부(170)에서 검출한 유효 신호는 컨트롤러(101)로 제공되며, 컨트롤러(101)는 이를 수신측 동기신호로 판단하여 송수신 회로부(140) 내의 수신 회로부(143)를 온시키고, 송신 회로부(141)는 오프 상태를 유지하도록 한다.

컨트롤러(101)에 의해 수신 회로부(143)가 온 상태가 되면, 수신 회로부(143)는 수신측 안테나를 통해 제 2 프론트엔드부(160) 및 제 2 경로 설정부(150)를 통해 제공되는 제 2 이동국의 메인 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환하고, 제 1 프론트엔드부(110)를 통해 공중으로 송출할 수 있다.

수신측 동기 신호가 검출된 경우 송신 회로부(141)는 오프되고 수신 회로부(143)만이 동작하므로 제 1 프론트엔드부(110)측으로부터의 신호가 피드백되는 현상을 방지할 수 있다.

일 실시예에서, 제 1 검출부(130) 또는 제 2 검출부(170)가 검출하는 유효 신호는 RSSI가 -50 내지 -100dB/Hz인 신호, 바람직하게는 -95dB/Hz 이하인 신호를 의미하며, 이동국의 온 후크 신호로부터 검출될 수 있다.

즉, 본 실시예에 의한 중계장치(100-1)는 대기 상태에서 컨트롤러(101), 제 1 및 제 2 프론트엔드부(110, 160), 제 1 및 제 2 경로 설정부(120, 150), 제 1 및 제 2 검출부(130, 170)는 온 상태를 유지한다. 하지만 전력 소모가 큰 송수신 회로부(140)는 대기 상태에서 오프 상태를 유지하므로 중계장치(100-1)의 전력 소모량을 대폭 감소시킬 수 있다.

또한, 송신측 및 수신측 입력단에 잡음지수가 낮은 제 1 및 제 2 프론트엔드부(110, 160)를 배치함으로써, 중계장치(100-1)의 RSSI를 개선할 수 있다.

아울러, 송신신호 또는 수신신호가 검출되면, 그에 대응하는 신호 전송 경로만을 선택적으로 동작시키므로 출력 신호의 피드백에 의한 자가 발진 현상을 억제할 수 있다.

단신 통신방식의 경우 한 방향으로만 통신 채널이 형성된다.

단신 통신방식에 사용되는 이동국의 동작 순서를 살펴보면 전원이 온됨에 따라 수신모드로 세팅되고, 사용자가 후크 스위치를 누르면 수신모드에서 송신모드로 천이한다. 아울러, 사용자가 송신 완료 후 후크 스위치를 누르면 다시 송신 모드로 천이된다. 즉, 이동국은 수신신호를 검출하지 않고, 후크 스위치 상태만 검출하는 방식으로 통신 모드가 결정된다.

따라서, 이러한 이동국의 신호를 중계하는 중계장치(100)를 구현함에 있어서, 전원이 온됨에 따라 송신모드로 자동 세팅되어 송신경로를 온시켜 제 1 이동국의 신호를 제 2 이동국측으로 전송할 수 있는 상태가 되도록 할 수 있다. 그리고 제 2 이동국이 송신모드로 천이함에 따라 이를 검출하여 수신경로를 온시킬 수 있다. 아울러, 제 2 이동국이 다시 수신모드로 천이하면 수신경로를 오프시키고 다시 송신경로를 온시킬 수 있다.

즉, 제 1 이동국(지휘 통제부 측의 이동국)으로부터 제 2 이동국(통제 대원측 이동국)으로 신호를 전송하는 송신경로는 기본적으로 온 상태를 유지하도록 하고, 제 2 이동국으로부터 동기 신호가 검출되면 수신경로를 온시키고 송신경로를 차단하도록 구성할 수 있다.

도 2에 도시한 중계장치(100-1)의 경우 송신단 및 수신단에 각각 검출부(130, 170)가 구비된다. 하지만, 수신측 동기신호가 검출되지 않은 상태에서 송신경로가 항상 온 상태를 유지하도록 하는 경우에는 수신단 검출부(170)만으로도 신호를 중계할 수 있다.

도 4는 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 구성도이고, 도 5는 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 상세도로서, 수신측만 검출기를 구성한 예를 나타낸다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 중계장치(100-2)는 컨트롤러(101), 제 1 프론트엔드부(110), 송수신회로부(140), 경로 설정부(150), 제 2 프론트엔드부(160) 및 검출부(170)를 포함할 수 있다.

도 2 및 도 3과 동일한 부호를 부여한 구성부는 실질적으로 그 구성 및 동작이 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 4에 도시한 중계 장치(100-2)는 송신측에는 검출부를 구성하지 않고 수신측에만 검출부(170)를 구성하였다. 전원이 온됨에 따라 중계장치(100-2)는 컨트롤러(101)의 제어에 따라 자동으로 송신모드로 세팅된다. 그리고, 검출부(170)가 수신측 동기신호를 검출함에 따라, 컨트롤러(101)는 중계장치(100-2)의 수신경로를 온시키고 송신경로를 차단시킨다.

송신측 및 수신측에 동일한 구성의 검출부(130, 170)를 구비하는 경우 동일한 장비의 중복 투자로 인한 비용 증가 및 중계장치(100-2)의 사이즈가 증가할 수 있으나, 본 실시예에서와 같이 수신측에만 검출부(170)를 배치함에 따라 비용 및 크기를 최적화할 수 있다.

도 6은 본 기술의 일 실시예에 의한 검출부의 구성도이고, 도 7은 본 기술의 일 실시예에 의한 검출부의 상세도이다.

도 2에 도시한 중계장치(100-1)에서 제 1 및 제 2 검출부(130, 170), 그리고 도 4에 도시한 검출부(170)는 동일한 구성을 가질 수 있다.

도 6을 참조하면, 검출부(130, 170)는 아날로그 디지털 변환부(131) 및 디지털 신호 처리부(133)를 포함하도록 구성될 수 있다.

아날로그 디지털 변환부(131)는 경로 설정부(120, 150)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 아날로그 디지털 변환부(131)는 도 7과 같이 필터링부(1311), 이득제어부(1313) 및 아날로그 디지털 변환기(ADC, 1315)를 포함할 수 있다.

필터링부(1311)는 경로 설정부(120, 150)로부터의 고주파 신호를 지정된 주파수 대역 내의 신호로 필터링하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)일 수 있다. 이득제어부(1313)는 필터링부(1311)에서 필터링된 신호의 레벨을 지정된 레벨로 변경하기 위한 자동이득제어기(AGC; Automatic Gain Controller)일 수 있다. ADC(1315)는 이득제어부(1313)의 출력 신호를 디지털신호로 변환할 수 있다.

디지털 신호 처리부(133)는 아날로그 디지털 변환부(131)에서 제공되는 디지털 신호로부터 유효 신호를 검출하고 원하는 주파수 대역의 신호만을 필터링하여 디지털 검출신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 디지털 신호 처리부(133)는 도 7에 도시한 것과 같이, 제 1 필터링부(1331), 이득제어부(1333), 제 2 필터링부(1335), 변환부(1337) 및 디지털 보상기(1339)를 포함할 수 있다.

제 1 필터링부(1331)는 아날로그 디지털 변환부(131)에서 제공되는 디지털 신호 중 유효 신호를 검출할 수 있도록 디지털 필터로 구성되며 예를 들어 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response; FIR) 필터일 수 있다.

제 2 필터링부(1335)는 분해능 대역폭(Resolution BandWidth; RBW) 필터일 수 있다. 제 2 필터링부(1335)에서 검출하는 신호는 검출된 신호의 RSSI의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호일 수 있다.

변환부(1337)는 시간 도메인의 신호를 주파수 도메인의 신호로 변환하며, 예를 들어 고속 퓨리에 변환기(Fast Fourier Transform; FFT)일 수 있다.

단신 통신방식의 핵심은 송신경로 및 수신경로를 빠르게 결정하여 해당하는 통신경로를 설정하는 데 있다. 검출부(130, 170)를 도 6 및 도 7과 같이 디지털 방식으로 구현하게 되면 입력 신호 중 유효한 신호에 대한 고속 검출이 가능하다. 더욱이 RWB 필터(1335)를 사용함에 따라 대역폭을 가변시킬 수 있어 검출부(130, 170)의 RSSI를 최대화할 수 있고, 송수신측 동기 신호와 피드백 신호(잡음)를 명확히 구분할 수 있다.

일 실시예에서, 아날로그 디지털 변환부(131)는 IC(Integrated Circuit) 칩으로 구현될 수 있고, 디지털 신호 처리부(133)는 고집적 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용하여 구현할 수 있어 간결한 회로 구성이 가능하다.

한편, 검출부(130, 170)는 상기와 같은 디지털 방식 외에 아날로그 방식으로도 구현할 수 있으며 도 8 및 도 9에 그 일 예를 나타내었다.

도 8은 본 기술의 다른 실시예에 의한 검출부의 구성도이고, 도 9는 본 기술의 다른 실시예에 의한 검출부의 상세도이다.

도 8을 참조하면, 검출부(130, 170)는 주파수 변환부(135), 필터링부(137) 및 이득 조절부(139)를 포함하도록 구성할 수 있다.

주파수 변환부(135)는 경로 설정부(120, 150)를 통해 입력된 신호가 동기 신호인지 용이하기 확인하기 위하여 고주파 입력 신호의 주파수 대역을 하향 조정한다. 일 실시예에서, 주파수 변환부(135)는 입력 신호를 중간 주파수(Intermediate Frequency; IF) 신호로 변환하여 채널 선택도를 높일 수 있다.

필터링부(137)는 주파수 변환부(135)에서 주파수 하향 조정된 신호로부터 불필요한 신호를 제거한다.

이득 조절부(139)는 필터링부(137)의 출력 신호로부터 유효한 신호, 즉, 송신측 동기 신호 또는 수신측 동기 신호를 검출하여 컨트롤러(101)로 전달한다. 이 때, 송신측 동기 신호 또는 수신측 동기 신호로서 유효한 신호는 검출된 신호의 RSSI의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호를 의미한다.

도 9는 도 8에 도시한 검출부의 상세 구성도이다.

주파수 변환부(135)는 필터링부(1351), 이득제어부(1353), 증폭부(1355), 발진부(1357) 및 주파수 조정부(1359)를 포함할 수 있다.

필터링부(1351)는 경로 설정부(120, 150)로부터 고주파의 송신신호(TX) 또는 수신신호(RX)를 입력받아 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)일 수 있다.

이득제어부(1353)는 필터링부(1351)에서 필터링된 신호의 레벨을 지정된 레벨로 변경하기 위한 자동이득제어기(AGC; Automatic Gain Controller)일 수 있다.

증폭부(AMP, 1355)는 이득제어부(1353)의 출력 신호를 증폭하도록 구성될 수 있다.

발진부(1357)는 발진 주파수를 제공하기 위한 국부 발진기일 수 있으며 위상동기루프 회로(PLL; Phase Locked Loop)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 위상동기루프 회로(PLL)로부터 출력되는 발진 주파수는 중간 주파수가 될 수 있다.

주파수 조정부(1359)는 발진부(1357)로부터 출력되는 발진 주파수를 이용하여 증폭부(1355)에서 증폭된 신호의 주파수 레벨을 하향 조정하기 위한 다운 컨버터(DNC; Down Converter)를 포함할 수 있다.

한편, 필터링부(137)는 주파수 하향 조정된 신호로부터 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킬 수 있는 필터링부(1371)를 포함할 수 있다. 필터링부(1371)는 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 감쇄 특성이 부족할 경우 복수의 IF SAW 필터를 직렬 연결하여 사용하게 되면 선택도를 높일 수 있다.

이득 조절부(139)는 증폭부(1391), 검출부(1393) 및 아날로그 디지털 변환기(1395)를 포함할 수 있다.

증폭부(1391)는 필터링부(137)의 출력 신호를 증폭하도록 구성될 수 있다.

검출부(DET, 1393)는 증폭부(1391)에서 증폭된 신호 중 유효 신호만을 검출하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 유효 신호는 검출된 신호의 RSSI의 세기가 -50 내지 -100dB인 신호, 바람직하게는 -95dB 이하인 신호일 수 있다.

아날로그 디지털 변환기(ADC. 1395)는 검출부(1393)의 출력 신호를 디지털 변환하여 컨트롤러(101)로 전송하도록 구성될 수 있다.

본 기술의 중계장치(100, 100-1, 100-2)는 검출부(130, 170)에서 동기신호가 검출되고 난 후 송신경로 또는 수신경로가 설정되므로, 검출부(130, 170)는 40~60ms, 바람직하게는 50ms 안에 동기신호를 검출할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다.

도 10은 본 기술의 일 실시예에 의한 송수신 회로부의 구성도이다.

송신 회로부(141) 및 수신 회로부(143)는 신호의 흐름이 상향인지 하향인지의 구분만 있을 뿐, 입력 신호를 증폭, 주파수 하향 조정, 필터링, 주파수 상향 조정 및 증폭하는 과정은 동일하다.

도 10에 도시한 송신 회로부(141) 또는 수신 회로부(143)는 고주파 신호를 직접 처리하는 RF 다이렉트 시스템(Radio Frequency Direct System)을 이용한 송수신신호 처리부를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 송수신 회로부(141, 143)는 입력되는 고주파 신호 중 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter, 1451), 대역통과필터(1451)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, 1452), AGC/ALC(1452)의 출력 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(LAN; Low Noise Amplifier, 1453)를 포함할 수 있다.

아울러, 송수신 회로부(141, 143)는 저잡음증폭기(1453)의 출력 신호로부터 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터(1454), SAW 필터(1454)의 출력 신호를 지정된 출력 레벨로 조절하는 감쇄기(ATT; Attenuator, 1455), 감쇄기(1455)의 출력 신호를 증폭하는 증폭기(AMP, 1456) 및 증폭기(1456)에서 증폭된 신호 중 지정된 주파수 대역 내의 신호만 필터링하여 출력하는 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter, 1457)를 포함할 수 있다.

도 10에서, 자동 이득 제어 및 과입력 방지기(1452)와 감쇄기(ATT, 1455)는 생략하는 것도 무방하다.

송수신 회로부(141, 143)은 도 10에 도시한 RF 다이렉트 시스템으로 구현하는 것에 한정되지 않으며, 주파수 변환 시스템(Frequency Converting System)을 이용하여 구성할 수도 있다. 즉, 송수신 회로부(141, 143)는 고주파 신호를 입력받아 원하는 레벨로 증폭하여 출력할 수 있는 모든 가능한 고주파 신호 처리 장치의 구성 중 어느 하나를 채용할 수 있음은 물론이다.

도 11은 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 구성도이다.

도 11을 참조하면, 중계장치(200)는 컨트롤러(201), 제 1 스위치(210), 송수신 회로부(220), 제 2 스위치(230), 경로 설정부(240) 및 검출부(250)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(201)는 중계장치(200)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(201)는 수신측 동기신호가 검출되는 경우에만 수신 회로부(223)를 온시키도록 구성될 수 있다.

제 1 스위치(210)는 송신측 안테나를 통해 수신되는 신호를 송신 회로부(221)로 전송하거나, 수신 회로부(223)로부터 제공되는 신호를 송신측 안테나를 통해 공중으로 출력하도록 구성될 수 있다.

송신 회로부(221)는 제 1 스위치(210)를 통해 수신한 신호를 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환할 수 있다. 송신 회로(221)는 예를 들어 도 10에 도시한 것과 같이 구성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제 2 스위치(230)는 송신 회로부(221)에서 제공되는 신호가 경로 설정부(240)를 경유하여 수신측 안테나를 통해 출력되도록 한다. 또한 제 2 스위치(230)는 수신측 동기 신호가 검출되는 경우 수신측 안테나를 통해 수신되는 신호를 경로 설정부(240)로부터 제공받아 수신 회로부(223) 측으로 전달하도록 구성될 수 있다.

경로 설정부(240)는 제 2 스위치(230)로부터 제공되는 신호를 수신측 안테나를 통해 출력하거나, 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호를 제 2 스위치(230) 및 검출부(250)로 분기하여 제공할 수 있다.

검출부(250)는 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호를 경로 설정부(240)를 통해 전달받아, 유효한 신호를 검출하도록 구성될 수 있다. 검출부(250) 가 검출하는 유효 신호는 RSSI가 -50 내지 -100dB/Hz인 신호, 바람직하게는 -95dB/Hz 이하인 신호를 의미하며, 이동국의 온 후크 신호로부터 검출될 수 있다.

검출부(250)에서 검출한 유효 신호는 컨트롤러(201)로 제공되며, 컨트롤러(201)는 이를 수신측 동기신호로 판단하여 송수신 회로부(220) 내의 송신 회로부(221)를 오프시키고, 수신 회로부(2223)는 온시킨다. 따라서 온 후크 신호 이후 제 2 이동국으로부터 전송되는 메인 신호는 수신 회로부(223)에서 지정된 레벨의 디지털 신호로 변환된 후 제 1 스위치(210)를 경유하여 송신측 안테나를 통해 출력될 수 있다.

경로 설정부(240)는 디바이더 또는 커플러로 구성할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

수신 회로부(223)는 예를 들어 도 10에 도시한 것과 같이 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

검출부(250)는 도 6 및 도 7에 도시한 것과 같이 디지털 방식으로 구현하거나, 또는 도 8 및 도 9에 도시한 것과 같이 아날로그 방식으로 구현할 수 있다. 디지털 방식으로 구현하는 경우 검출부(250)가 고속 동작할 수 있으므로 중계장치(200)의 전체 동작 성능을 향상시킬 수 있다.

도 11에 도시한 중계장치(200)는 수신측에만 검출부(250)를 구성하였다. 송신측 및 수신측에 동일한 구성의 검출부를 구비하는 경우 동일한 장비의 중복 투자로 인한 비용 증가 및 중계장치(200)의 사이즈가 증가할 수 있으나, 본 실시예에서와 같이 수신측에만 검출부(250)를 배치함에 따라 비용 및 크기를 최적화할 수 있다.

상술하였듯이, 송수신 회로부(140, 220)를 구성하는 송신 회로부(141, 221) 및 수신 회로부(143, 223)는 신호의 흐름이 상향인지 하향인지의 구분만 있을 뿐, 입력 신호를 증폭, 주파수 하향 조정, 필터링, 주파수 상향 조정 및 증폭하는 과정은 동일하다.

동일한 구성의 송신 회로부(141, 221) 및 수신 회로부(143, 223)를 각각 구성하는 경우 동일한 장비의 중복 투자로 인한 비용 증가 및 중계장치(100, 100-1, 100-2)의 사이즈가 증가할 수 있으므로 이를 해소하기 위하여 도 12와 같은 중계장치(300)를 고려할 수 있다.

도 12는 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 구성도이다.

도 12를 참조하면, 중계장치(300)는 컨트롤러(301), 제 1 스위칭부(310), 신호 처리부(320), 제 2 스위칭부(330), 경로 설정부(340) 및 검출부(350)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(301)는 중계장치(300)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(301)는 제 1 스위칭부(310) 및 제 2 스위칭부(330)의 접속 경로를 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(301)는 송신측 안테나로 입력되는 제 1 이동국의 메인 신호가 신호 처리부(320)로 제공된 후, 제 2 스위칭부(330) 및 경로 설정부(340)를 경유하여 수신측 안테나를 통해 출력되도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 컨트롤러(301)는 수신측 동기신호가 검출됨에 따라, 수신측 안테나로 입력되는 제 2 이동국의 메인 신호가 경로 설정부(340), 제 2 스위칭부(330) 및 제 1 스위칭부(310)를 경유하여 신호 처리부(320)로 제공되도록 한 후, 다시 제 2 스위칭부(330) 및 제 1 스위칭부(310)를 경유하여 송신측 안테나를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.

제 1 스위칭부(310)는 송신측 안테나를 통해 입력되는 신호를 신호 처리부(320)로 제공할 수 있다. 또한, 제 1 스위칭부(310)는 제 2 스위칭부(330)를 통해 제공되는 신호를 신호 처리부(320)로 제공하고, 신호 처리부(320)에서 제 2 스위칭부(330)로 출력되는 신호를 수신하여 수신측 안테나를 통해 출력하도록 구성될 수 있다.

신호 처리부(320)는 고주파 신호를 입력받아 원하는 레벨의 디지털 신호로 증폭하여 출력하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 신호 처리부(320)는 도 10과 같이 구성할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 모든 가능한 고주파 신호 처리 장치의 구성 중 어느 하나를 채용할 수 있음은 물론이다.

제 2 스위칭부(330)는 신호 처리부(320)에서 제공되는 신호를 경로 설정부(340)를 경유하여 수신측 안테나를 통해 출력하거나, 경로 설정부(340)로부터 제공되는 신호를 제 1 스위칭부(310)로 제공하고, 이에 따라 신호 처리부(320)에서 출력되는 신호가 제 1 스위칭부(310)를 통해 송신측 안테나로 출력되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 스위칭부(330)는 수신측 동기 신호의 검출 여부에 따라 제 1 스위칭부(310)와 접속되거나 접속이 차단될 수 있다.

경로 설정부(340)는 제 2 스위칭부(330)로부터 제공되는 신호를 수신측 안테나를 통해 출력하거나, 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호를 제 2 스위칭부(330) 및 검출부(350)로 분기하여 제공할 수 있다. 경로 설정부(340)는 디바이더, 또는 커플러로 구성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

검출부(350)는 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호를 경로 설정부(340)를 통해 전달받아, 유효한 신호를 검출하도록 구성될 수 있다. 검출부(350) 가 검출하는 유효 신호는 RSSI가 -50 내지 -100dB/Hz인 신호, 바람직하게는 -95dB/Hz 이하인 신호를 의미하며, 이동국의 온 후크 신호로부터 검출될 수 있다.

검출부(350)에서 검출한 유효 신호는 컨트롤러(301)로 제공되며, 컨트롤러(301)는 이를 수신측 동기신호로 판단하여 제 1 및 제 2 스위칭부(310, 330)의 접속 상태를 제어할 수 있다. 따라서 온 후크 신호 이후 제 2 이동국으로부터 전송되는 메인 신호는 제 2 스위칭부(330) 및 제 1 스위칭부(310)를 통해 신호 처리부(320)에서 처리되고, 다시 제 2 스위칭부(330) 및 제 1 스위칭부(310)를 경유하여 송신측 안테나를 통해 출력될 수 있다.

검출부(550)는 도 6 및 도 7에 도시한 것과 같이 디지털 방식으로 구현하거나, 또는 도 8 및 도 9에 도시한 것과 같이 아날로그 방식으로 구현할 수 있다. 디지털 방식으로 구현하는 경우 검출부(350)가 고속 동작할 수 있으므로 중계장치(300)의 전체 동작 성능을 향상시킬 수 있다.

도 13은 본 기술의 다른 실시예에 의한 중계장치의 상세도이고, 도 14 및 도 15는 도 13에 도시한 중계장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 13을 참조하면, 제 1 스위칭부(310)는 제 1 스위치(311) 및 제 2 스위치(313)를 포함할 수 있다. 제 2 스위칭부(330)는 제 3 스위치(331) 및 제 4 스위치(333)를 포함할 수 있다.

제 1 내지 제 4 스위치(311, 313, 331, 333)는 각각 제 1 단자(3111, 3131, 3311, 3331), 제 2 단자(3113, 3133, 3313, 3333) 및 제 3 단자(3115, 3135, 3315, 3335)를 포함하도록 구성될 수 있다.

제 1 스위치(311)의 제 1 단자(3111)는 안테나에 접속되도록 구성된다. 제 2 스위치(311)의 제 2 단자(3113)는 제 2 스위치(313)의 제 1 단자(3131)와 접속되도록 구성된다. 제 2 스위치(313)의 제 2 단자(3133)는 신호 처리부(320)와 접속되도록 구성된다.

제 3 스위치(331)의 제 1 단자(3311)는 신호 처리부(320)에 접속되도록 구성된다. 제 3 스위치(331)의 제 2 단자(3313)는 제 4 스위치(333)의 제 1 단자(3331)와 접속되도록 구성된다. 제 4 스위치(333)의 제 2 단자(3333)는 경로 설정부(340)에 접속되도록 구성된다.

도 14는 송신모드에서 제 1 스위칭부(310) 및 제 2 스위칭부(330)의 접속 상태를 보여준다.

중계장치(300)가 송신모드일 때 컨트롤러(301)는 제 1 스위치(311)의 송신측 안테나 접속단자인 제 1 단자(3111)가 제 2 단자(3113)와 접속되도록 한다. 그리고 컨트롤러(301)는 제 3 스위치(331)의 제 1 단자(3311)가 제 2 단자(3313)와 접속되도록 한다. 아울러, 컨트롤러(301)는 제 4 스위치(333)의 제 1 단자(3331)가 제 2 단자(3333)에 접속되도록 한다.

따라서, 송신측 안테나로 입력되는 제 1 이동국의 메인 신호는 제 1 스위치(311) 및 제 2 스위치(313)를 경유하여 신호 처리부(320)로 입력된다. 그리고, 신호 처리부(320)의 출력 신호는 제 3 스위치(331) 및 제 4 스위치(333)를 지나 경로 설정부(340)를 경유하여 수신측 안테나를 통해 출력될 수 있다.

도 15는 수신모드에서 제 1 스위칭부(310) 및 제 2 스위칭부(330)의 접속 상태를 보여준다.

검출부(350)에서 수신측 동기신호가 검출되어 중계장치(300)가 수신모드일 때, 컨트롤러(301)는 제 1 스위치(311)의 제 1 단자(3111)가 제 3 단자(3115)에 접속되도록 하고, 제 2 스위치(313)의 제 2 단자(3133)가 제 3 단자(3135)에 접속되도록 한다. 또한, 컨트롤러(301)는 제 3 스위치(331)의 제 1 단자(3311)가 제 3 단자(3315)에 접속되도록 하고, 제 4 스위치(333)의 제 2 단자(3333)가 제 3 단자(3335)에 접속되도록 한다.

따라서, 수신측 안테나로 입력되는 제 2 이동국의 메인 신호는 경로 설정부(340)를 지나 제 4 스위치(333) 및 검출부(350)로 입력된다. 검출부(350)에서 검출한 신호가 수신측 동기신호로 확인되면, 경로 설정부(340)에서 제 4 스위치(333)로 제공된 신호는 제 2 스위치(3132)를 통해 신호 처리부(320)로 제공된다. 그리고, 신호 처리부(320)의 출력 신호는 제 3 스위치(331) 및 제 1 스위치(311)를 경유하여 송신측 안테나를 통해 출력될 수 있다.

도 12에 도시한 중계장치(300)는 수신측에만 검출부(350)를 구성하였다. 나아가, 송신 회로부 및 수신 회로부를 별도로 구성하지 않고, 하나의 신호 처리부(320)로 구성하였다. 송신측 및 수신측에 동일한 구성의 검출부를 구비하는 경우, 그리고 송신 회로부와 수신 회로부를 별도로 구성하는 경우 동일한 장비의 중복 투자로 인한 비용 증가 및 중계장치(300)의 사이즈가 증가할 수 있으나, 본 실시예에서와 같이 수신측에만 검출부(350)를 배치함에 따라 비용 및 크기를 최적화할 수 있다.

도 16은 본 기술의 다른 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템의 구성도이다.

도 16에 도시한 긴급 재난 통신 시스템(40)는 메인 도너(410) 및 적어도 하나의 서브 도너(420)를 포함할 수 있다.

메인 도너(410)는 이동국으로부터의 송신신호(TX)를 서브 도너(420)로 전송하거나, 서브 도너(420)로부터의 수신신호(RX)를 이동국으로 전송하도록 구성될 수 있다.

서브 도너(420)는 적어도 하나 포함될 수 있으며, 메인 도너(410)와 케이블을 통해 연결될 수 있다. 서브 도너(420)의 개수를 증가시키면 긴급 재난 통신 시스템(40)의 서비스 가능 지역을 확장시킬 수 있다. 특히, 서비스 음영 지역에 서브 도너(420)를 배치함으로써 음영 지역에 위치한 이동국에 대해서도 서비스가 가능하게 된다. 서브 도너(420)가 복수개 구비되는 경우 서브 도너(420)들은 케이블을 통해 전기적으로 직렬 접속될 수 있다.

메인 도너(410) 또는 서브 도너(420)는 예를 들어 도 2, 도 4, 도 11 또는 도 12에 도시한 중계장치(100-1, 100-2, 200, 300) 중 어느 하나의 형태로 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 메인 도너(410) 또는 서브 도너(420)는 송신측 동기 신호 또는 수신측 동기 신호를 검출하여 송신경로 또는 수신경로를 선택적으로 설정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 메인 도너(410) 또는 서브 도너(420)는 송신경로를 기본적으로 온 상태로 유지하고 있다가 수신측 동기신호가 검출되면 송신경로를 차단하고 수신경로를 온 시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 메인 도너(410) 또는 서브 도너(420)는 송신 회로부 및 수신 회로부를 단일 신호 처리부로 구비하고, 수신측 동기 신호의 검출 여부에 따라 송신신호를 처리하거나 수신신호를 처리하도록 구성될 수 있다.

메인 도너(410) 또는 서브 도너(420)는 이를 위해 적어도 하나의 검출부(130, 1720, 250, 350)를 포함할 수 있다. 검출부(130, 170, 250, 350)는 이동국으로부터 전송되는 신호(TX/RX) 또는 서브 도너(420) 또는 메인 도너(410)로부터 전송되는 신호를 기초로 동기 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.

메인 도너(410)에서 최초로 동기 신호가 검출되면, 메인 도너(410)는 검출한 동기 신호를 자신과 접속된 서브 도너(420)로 전송할 수 있다. 메인 도너(410)로부터 동기신호를 수신한 서브 도너(420)는 뒷 단의 서브 도너(420)로 동기 신호를 전송할 수 있다. 따라서, 메인 도너(410)에서 검출한 동기 신호에 기초하여 긴급 재난 통신 시스템(40)의 송신경로 또는 수신경로가 선택될 수 있다.

서브 도너(420) 중 어느 하나에서 최초로 동기 신호가 검출되면, 동기 신호를 검출한 서브 도너(420)는 검출한 동기 신호를 자신의 앞 단 및 뒷 단의 서브 도너(420) 또는 메인 도너(410)로 전송할 수 있다. 그리고, 이를 수신한 서브 도너(420) 또는 메인 도너(410)는 최초로 동기 신호를 검출한 서브 도너(420)의 동기 신호에 기초하여, 송신경로 또는 수신경로 중 하나를 통신 경로로 설정하게 된다.

본 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템(40)은 서브 도너(420)가 설치된 지역에 위치하는 이동국에서 전송되는 신호에 기초하여 서브 도너(420)가 동기 신호를 검출할 수 있다. 따라서, 메인 도너(410)에서 제공되는 동기 신호에만 의존하는 경우에 비하여 서비스 가능 지역을 대폭 확장할 수 있는 이점이 있다.

상술하였듯이, 메인 도너(410) 및 서브 도너(420)는 검출부를 구비할 수 있으며, 동기신호를 다른 도너로 전송할 때 전송 경로에 따른 신호 레벨 감쇄에 대비할 필요가 있다.

도 17은 본 기술의 일 실시예에 의한 메인도너 및 서브도너의 구성도이다.

메인 도너(410) 또는 서브 도너(420)는 도 17에 도시한 것과 같이, 검출부(431) 및 동기신호 전송부(433)를 포함할 수 있다.

검출부(431)는 이동국으로부터 전송되는 신호(TX, RX)로부터 동기 신호를 검출하거나, 또는 자신과 접속된 타 도너(메인/서브 도너)로부터 제공되는 동기 신호를 검출하도록 구성될 수 있다. 검출부(431)에서 검출한 동기 신호는 컨트롤러 및 동기신호 전송부(433)로 제공될 수 있다.

동기신호 전송부(433)는 검출부(431)에서 제공되는 동기신호를 아날로그 신호로 변환하여 자신과 접속된 타 도너로 전송하도록 구성된다.

검출부(431)에서 검출한 동기 신호는 디지털 레벨이며, 이는 타 도너로 전송하기에 부적합하다. 왜냐하면, 디지털 신호는 유선으로 전송할 경우 전송 거리에 따라 신호 레벨이 점차 감소하여, 동기 신호를 최초로 전송한 도너로부터 거리상 멀리 이격된 도너의 경우 동기 신호를 검출할 수 없기 때문이다. 그러므로, 디지털 레벨의 동기신호를 아날로그 신호로 변환하여 전송하는 것이다.

아날로그 레벨의 동기 신호를 수신한 타 도너는 이를 다시 디지털 레벨로 변환하여 컨트롤러로 제공하고, 필요한 경우 동기신호 전송부로 전송하게 된다.

도 18은 본 기술의 다른 실시예에 의한 긴급 재난 통신 시스템의 구성도이다.

도 18의 긴급 재난 통신 시스템(40-1)은 메인 도너(410)를 중심으로 서브 도너(440)가 방사형으로 접속된 것을 알 수 있다.

도 16에 도시한 긴급 재난 통신 시스템(40)은 각 도너(410, 420)들이 직렬 접속되기 때문에 각 도너(410, 420)의 동작 시간 및 도너(410, 420)의 개수에 비례하여 시스템 전체 동작 시간이 결정된다. 즉, 서브 도너(420)가 증가할수록 시스템 전체 동작 시간은 증가할 수 있다.

도 18과 같이 서브 도너(440)를 방사형으로 구성하는 경우에는 도너(410, 440) 간의 동기 신호 전송 시간이 대폭 축소될 수 있고, 따라서 시스템 전체 동작 시간을 최소화할 수 있다.

도 18에서 메인 도너(410) 및 서브 도너(440)의 구성 등은 도 17과 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이, 본 기술의 일 실시예에 의한 긴급재난 통신 시스템은 신호 입력단에 잡음지수가 낮은 프론트엔드부를 배치함으로써 수신전계강도를 최대화할 수 있다.

또한, 수신측에만 검출부를 구성하는 경우 동일한 회로 구성의 중복 사용을 회피할 수 있어 비용 저감의 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라 긴급 재난 통신 시스템을 소형화할 수 있다. 아울러, 검출부를 디지털 방식으로 구현하는 경우 신호 처리 속도가 향상되어, 시스템의 전체 동작 속도를 향상시킬 수 있다.

송신 회로부 및 수신 회로부의 구성 또한 단일화할 수 있어, 비용 저감 및 시스템 소형화의 이점을 더욱 현저히 할 수 있다.

그리고, 이러한 긴급재난 통신 시스템을 메인 도너 및 적어도 하나의 서브 도너를 포함하는 복합형으로 구성하는 경우 서비스 가능 지역을 확장할 수 있다. 아울러, 서브 도너를 메인 도너에 방사형으로 배치하게 되면 시스템의 동작 속도를 더욱더 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 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, 40, 40-1 : 긴급재난 통신 시스템
100, 100-1, 100-2, 200, 300 : 중계장치

Claims (24)

1. 송신측 안테나와 접속되는 제 1 프론트엔드부;
   상기 제 1 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 제 1 경로 설정부;
   상기 제 1 경로 설정부에서 제공되는 송신측 이동국의 후크 신호를 송신측 동기 신호로 검출하는 제 1 검출부;
   수신측 안테나와 접속되는 제 2 프론트엔드부;
   상기 제 2 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 제 2 경로 설정부;
   상기 제 2 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 제 2 검출부; 및
   상기 제 1 프론트엔드부, 상기 제 1 경로 설정부, 상기 제 2 경로 설정부 및 상기 제 2 프론트엔드부와 접속되고, 상기 송신측 동기 신호가 검출됨에 송신경로를 온시키는 한편 수신경로를 오프시키고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 상기 수신경로를 온시키는 한편 상기 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부;를 포함하고,
   상기 제 1 프론트엔드부 및 상기 제 2 프론트엔드부 각각은, 상기 송신측 안테나 또는 상기 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호로부터 기 설정된 주파수 이하의 주파수 신호만을 통과시키는 필터링부;
   상기 필터링부의 출력 신호 또는 상기 송수신 회로부로부터 제공되는 신호를 선택적으로 전달하는 스위칭부; 및
   상기 스위칭부에서 제공되는 상기 필터링부의 출력 신호를 증폭하는 증폭부;
   를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 경로 설정부는 디바이더 또는 커플러를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 검출부 및 상기 제 2 검출부 각각은, 상기 송신측 이동국의 후크 신호 또는 상기 수신측 이동국의 후크 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
   상기 아날로그 디지털 변환부의 출력 신호로부터 유효 신호를 검출하고 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하여 상기 송신측 동기신호 또는 상기 수신측 동기신호를 출력하도록 구성되는 디지털 신호 처리부;
   를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 검출부 및 상기 제 2 검출부 각각은, 상기 송신측 이동국의 후크 신호 또는 상기 수신측 이동국의 후크 신호의 주파수를 하향 조정하는 주파수 변환부;
   상기 주파수 변환부의 출력 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
   상기 필터링부의 출력 신호로부터 기 설정된 레벨의 신호를 상기 송신측 동기신호 또는 상기 수신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
   를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
6. 송신측 안테나와 접속되는 제 1 프론트엔드부;
   수신측 안테나와 접속되는 제 2 프론트엔드부;
   상기 제 2 프론트엔드부의 출력신호를 분기하는 경로 설정부;
   상기 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 검출부; 및
   상기 제 1 프론트엔드부, 상기 경로 설정부 및 상기 제 2 프론트엔드부와 접속되고, 상기 검출부에서 상기 수신측 동기신호가 검출되지 않으면 송신경로를 온시키는 한편 수신경로를 오프시키고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 상기 수신경로를 온시키는 한편 상기 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부;
   를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 프론트엔드부 또는 상기 제 2 프론트엔드부 각각은, 상기 송신측 안테나 또는 상기 수신측 안테나를 통해 입력되는 신호로부터 기 설정된 주파수 이하의 주파수 신호만을 통과시키는 필터링부;
   상기 필터링부의 출력 신호 또는 상기 송수신 회로부로부터 제공되는 신호를 선택적으로 전달하는 스위칭부; 및
   상기 스위칭부에서 제공되는 상기 필터링부의 출력 신호를 증폭하는 증폭부;
   를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 경로 설정부는 디바이더 또는 커플러를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 검출부는, 상기 수신측 이동국의 후크 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
   상기 아날로그 디지털 변환부의 출력 신호로부터 유효 신호를 검출하고 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하여 상기 수신측 동기신호를 출력하도록 구성되는 디지털 신호 처리부;
   를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 수신측 이동국의 후크 신호의 주파수를 하향 조정하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환부의 출력 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
    상기 필터링부의 출력 신호로부터 기 설정된 레벨의 신호를 상기 수신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
11. 송신측 안테나와 접속되는 제 1 스위치;
    수신측 안테나로부터 제공되는 신호를 분기하는 경로 설정부;
    상기 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 검출부;
    상기 경로 설정부와 접속되는 제 2 스위치; 및
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치 간에 접속되고, 상기 검출부에서 상기 수신측 동기신호가 검출되지 않으면 송신경로를 온시키는 한편 수신경로를 오프시키고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 상기 수신경로를 온시키는 한편 상기 송신경로를 오프시키도록 구성되는 포함하는 송수신 회로부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 경로 설정부는 디바이더 또는 커플러를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 수신측 이동국의 후크 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
    상기 아날로그 디지털 변환부의 출력 신호로부터 유효 신호를 검출하고 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하여 상기 수신측 동기신호를 출력하도록 구성되는 디지털 신호 처리부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 수신측 이동국의 후크 신호의 주파수를 하향 조정하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환부의 출력 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
    상기 필터링부의 출력 신호로부터 기 설정된 레벨의 신호를 상기 수신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
15. 송신측 안테나와 접속되는 제 1 스위칭부;
    수신측 안테나로부터 제공되는 신호를 분기하는 경로 설정부;
    상기 경로 설정부에서 제공되는 수신측 이동국의 후크 신호를 수신측 동기 신호로 검출하는 검출부;
    상기 경로 설정부와 접속되고, 상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라 상기 제 1 스위칭부와 접속되고, 상기 수신측 동기 신호가 검출되지 않으면 상기 제 1 스위칭부와 접속이 차단되는 제 2 스위칭부; 및
    상기 제 1 스위칭부와 상기 제 2 스위칭부 간에 접속되고, 상기 수신측 동기신호가 검출되지 않는 경우 상기 송신측 안테나로부터 제공되는 신호를 상기 제 1 스위칭부를 통해 수신하여 상기 제 2 스위칭부로 제공하는 송신경로를 온시키고 수신경로를 오프시키며, 상기 수신측 동기신호가 검출되는 경우 상기 수신측 안테나로부터 제공되는 신호를 상기 제 2 스위칭부 및 상기 제 1 스위칭부를 통해 수신하여 상기 제 2 스위칭부로 제공하는 상기 수신경로를 온시키고 상기 송신경로를 오프시키는 신호 처리부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭부는, 상기 송신측 안테나와 접속되는 제 1 스위치; 및 상기 제 1 스위치와 상기 신호 처리부 간에 접속되는 제 2 스위치;를 포함하고,
    상기 제 2 스위칭부는, 상기 신호 처리부에 접속되는 제 3 스위치; 및 상기 제 3 스위치에 접속되는 제 4 스위치;를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수신측 동기 신호가 검출됨에 따라, 상기 제 4 스위치는 상기 제 2 스위치와 접속되고, 상기 제 3 스위치는 상기 제 1 스위치와 접속되도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
18. 제 15 항에 있어서,
    상기 경로 설정부는 디바이더 또는 커플러를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
19. 제 15 항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 수신측 이동국의 후크 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
    상기 아날로그 디지털 변환부의 출력 신호로부터 유효 신호를 검출하고 기 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하여 상기 수신측 동기신호를 출력하도록 구성되는 디지털 신호 처리부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
20. 제 15 항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 수신측 이동국의 후크 신호의 주파수를 하향 조정하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환부의 출력 신호로부터 불필요한 성분을 제거하는 필터링부; 및
    상기 필터링부의 출력 신호로부터 기 설정된 레벨의 신호를 상기 수신측 동기신호로 검출하는 이득 조절부;
    를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
21. 제 1 항, 제 6 항, 제 11 항 또는 제 15 항 중, 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 긴급 재난 통신 시스템은 메인 도너로 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 메인 도너와 접속되는 적어도 하나의 서브 도너를 더 포함하고,
    상기 서브 도너는 상기 메인 도너와 동일하게 구성되며,
    상기 메인 도너 또는 상기 서브 도너 각각은, 상기 동기 신호를 아날로그 신호로 변환하여 전송하는 동기신호 전송부를 포함하도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브 도너는, 상기 메인 도너에 직렬 접속되도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브 도너는, 상기 메인 도너에 방사형으로 접속되도록 구성되는 긴급 재난 통신 시스템.

Images