KR101825419B1 - 간섭 제거 중계 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 단말기와 기지국 사이에서 RF(radio frequency) 신호를 중계하는 간섭 제거 중계 장치는, RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 출력하는 신호 송수신부, 및 상기 신호 송수신부 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 상기 신호 송수신부의 전력 모드를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치에 의하면, 트래픽을 모니터링 및 예측하여 전력 모드를 변경함으로써 소모 전력을 줄임과 동시에 트래픽이 발생할 경우 신속하게 중계 기능을 수행할 수 있다.

Description

간섭 제거 중계 장치{INTERFERENCE CANCELLATION REPEATER}
본 발명은 간섭 제거 중계 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트래픽 유무에 따라 전력 소모를 최적화할 수 있는 간섭 제거 중계 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기지국의 서비스 커버리지 확장 또는 서비스 품질의 향상을 위하여 신호의 세기가 약하거나 신호가 도달하기 어려운 전파 음영 지역에서 중계 장치가 사용되고 있다. 중계 장치의 일 예로는 RF(radio frequency) 중계 장치를 들 수 있으며, RF 중계 장치는, 기지국으로부터 전송되는 기지국 신호를 링크 안테나를 통해 수신한 후 증폭하여 서비스 안테나를 통해 단말로 송신하고, 사용자 단말로부터 전송되는 신호를 서비스 안테나를 통해 수신한 후 증폭하여 링크 안테나를 통해 기지국으로 송신함으로써, 기지국과 단말 사이의 통신을 중계한다.
RF 중계 장치는, 기지국 및 사용자 단말과 각각 링크 안테나와 서비스 안테나를 통해 무선으로(wirelessly) 신호를 송수신하기 때문에 설치가 용이하다는 장점이 있으나 링크 안테나와 서비스 안테나 사이의 간섭으로 인해 고출력 시 서비스 신호의 열화, 열화된 신호의 반복 수신 및 증폭에 따른 발진 현상이 야기될 수 있어 출력 이득이 제한적인 문제점이 있었으며, 또한 소형화 요구 추세에 따른 공간적인 제약으로 인해 링크 안테나와 서비스 안테나 사이의 격리도(isolation)를 확보하기 어려운 문제점이 있었다.
이에 대한 대안으로 간섭 제거 중계 장치가 제안되었다. 간섭 제거 중계 장치는, 간섭 신호들, 예를 들어 서비스 안테나(또는 링크 안테나)를 통해 방사된 신호들이 여러 경로를 거쳐 링크 안테나(또는 서비스 안테나)로 재입력된 신호들을 추정하고, 추정된 신호를 이용하여 입력 신호로부터 간섭 신호들을 제거하여 격리도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라 간섭 제거 중계 장치는 출력 이득의 증가, 발진 방지, 소형화가 가능한 장점을 갖게 된다.
한편, 간섭 제거 중계 장치는, 간섭 신호의 제거 및 신호 증폭을 위해 다수의 증폭기들을 이용하며, 이러한 증폭기들은 많은 전력을 소모한다. 특히, 간섭 제거 중계 장치의 동작이 불필요한 경우, 즉 간섭 제거 중계 장치가 처리할 트래픽이 존재하지 않는 경우에도 상기 다수의 증폭기들이 동작할 수 있어, 전력 낭비가 초래되는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제2008-0058870호
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 트래픽의 유무를 모니터링하고, 모니터링한 결과를 기초로 전력 모드를 변경함으로써 전력 소모를 줄일 수 있는 간섭 제거 중계 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 단말기와 기지국 사이에서 RF(radio frequency) 신호를 중계하는 간섭 제거 중계 장치는, RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 출력하는 신호 송수신부, 및 상기 신호 송수신부 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 상기 신호 송수신부의 전력 모드를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 신호의 파워 레벨과 상기 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성하는 트래픽 측정부, 및 상기 트래픽 정보를 기초로 상기 신호 송수신부의 상기 전력 모드를 제어하는 전력 컨트롤러를 포함하며, 상기 전력 모드는 정상 모드 및 상기 신호 송수신부의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮은 슬립 모드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 정상 모드에서, 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않는 경우 상기 정상 모드를 상기 슬립 모드로 변경할 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되는 경우 상기 슬립 모드를 상기 정상 모드로 변경할 수 있다.
또한, 상기 제1 모니터링 시간은 상기 제2 모니터링 시간보다 길 수 있다.
또한, 상기 간섭 제거 중계 장치는, 관리 서버와 통신하는 모뎀을 더 포함하며, 상기 제1 모니터링 시간 및 상기 제2 모니터링 시간 각각은 상기 모뎀을 통한 상기 관리 서버의 제어에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 제1 모니터링 시간 및 상기 제2 모니터링 시간 각각은 상기 간섭 제거 중계 장치와 유선 또는 무선으로 접속된 로컬 단말기의 제어에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 트래픽 정보를 누적하여 일정 기간 별 예측 슬립 시간을 결정하고, 상기 예측 슬립 시간에서 상기 전력 모드를 상기 슬립 모드로 설정할 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 설정된 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되는 경우 상기 슬립 모드를 상기 정상 모드로 변경할 수 있다.
또한, 상기 신호 송수신부는, 상기 RF 입력 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 입력 신호를 생성하는 수신부, 상기 디지털 입력 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거하여 복원 입력 신호를 생성하는 간섭 제거부, 및 상기 복원 입력 신호를 디지털-아날로그 변환하고, 변환된 복원 입력 신호를 증폭하여 상기 RF 출력 신호를 생성 및 출력하는 신호 송출부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 신호는 상기 복원 입력 신호일 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 슬립 모드에서, 상기 수신부 및 상기 간섭 제거부 각각의 이득을 줄이고 상기 신호 송출부를 오프시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 단말기와 기지국 사이에서 RF(radio frequency) 신호를 중계하는 간섭 제거 중계 장치는, 상기 단말기로부터 수신된 RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 상기 기지국으로 출력하는 신호 송수신부, 및 상기 신호 송수신부 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 상기 신호 송수신부의 전력 모드를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 전력 모드는 정상 모드 및 상기 신호 송수신부의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮은 슬립 모드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 신호의 파워 레벨과 상기 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성하는 트래픽 측정부, 및 상기 트래픽 정보 및 상기 트래픽 정보를 누적하여 결정되는 일정 기간 별 예측 슬립 시간을 기초로 상기 신호 송수신부의 상기 전력 모드를 제어하는 전력 컨트롤러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 정상 모드에서, 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않는 경우 상기 정상 모드를 상기 슬립 모드로 변경할 수 있다.
또한, 상기 전력 컨트롤러는, 상기 예측 슬립 시간에서 상기 전력 모드를 상기 슬립 모드로 설정하고, 상기 설정된 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되는 경우 상기 슬립 모드를 상기 정상 모드로 변경할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치에 의하면, 트래픽을 모니터링 및 예측하여 전력 모드를 변경함으로써 소모 전력을 줄임과 동시에 트래픽이 발생할 경우 신속하게 중계 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치의 중계 환경을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 전력 컨트롤러를 보다 상세히 나타내는 블록도.
도 4는 도 1에 도시된 간섭 제거 중계 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 도 4에 도시된 전력 모드 결정 단계의 일 실시예를 나타낸 순서도.
도 6은 도 4에 도시된 전력 모드 결정 단계의 다른 실시예를 나타낸 순서도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치는, 전 세계적으로 사용하는 이동통신 서비스를 지원할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭 제거 중계 장치는, 초단파(Very High Frequency, VHF), 극초단파(Ultra-High Frequency, UHF), 700MHz, 800MHz, 850MHz, 900MHz, 1900MHz, 2100MHz 대역, 2600MHz 대역 등의 주파수에 대한 서비스를 지원할 수 있다. 그리고, 상기 가섭 제거 중계 장치는, 아날로그의 대표적인 이동통신서비스(Advanced Mobile Phone Service, AMPS)와 디지털의 시분할다중접속(Time-Division Multiplexing Access, TDMA), 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 비동기식 CDMA(Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA), 고속하향패킷접속(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution, LTE), 롱텀에볼루션 어드밴스드(Long Term Evolution Advanced, LTE-A) 등 다수의 이동통신 서비스를 지원할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치의 중계 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 간섭 제거 중계 장치(10)는 다운링크의 경우 링크 안테나(LA)를 통해 수신된 RF 입력 신호를 증폭하여 서비스 안테나(SA)를 통해 사용자 단말(MS)로 송신할 수 있다. 이 때, 상기 RF 입력 신호에는 기지국(BTS)으로부터 전송되는 기지국 신호 및 서비스 안테나(SA)를 통해 방사되는 신호들이 링크 안테나(LA)로 재입력된 간섭 신호가 포함될 수 있으며, 기지국 신호 및 간섭 신호가 고출력 증폭기(미도시)에 의해 함께 증폭됨에 따라 간섭 제거 중계 장치(10)가 발진할 수 있게 된다. 간섭 제거 중계 장치(10)는, 상기 간섭 신호를 추정하여 링크 안테나(LA) 측의 RF 입력 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거할 수 있는 간섭 제거부(미도시)를 포함함으로써 발진 문제를 해결할 수 있다.
한편, 간섭 제거 중계 장치(10)는 업링크의 경우 서비스 안테나(SA)를 통해 수신된 RF 입력 신호를 증폭하여 링크 안테나(LA)를 통해 기지국(BTS)으로 송신할 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았으나, 업링크의 경우에도 링크 안테나(LA)를 통해 방사되는 신호들이 무선 환경을 통하여 서비스 안테나(SA)로 입력되어 간섭 신호를 형성할 수 있고, 이에 따라 서비스 안테나(SA)를 통해 수신된 입력 신호에 사용자 단말(MS)의 신호와 상기 간섭 신호가 포함되어 고출력 증폭기에 의해 함께 증폭됨에 따라 간섭 제거 중계 장치(10)가 발진할 수 있게 된다. 다운링크의 경우와 마찬가지로, 간섭 제거 중계 장치(10)는 상기 간섭 신호를 추정하여 서비스 안테나(SA) 측의 RF 입력 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거할 수 있는 간섭 제거부(130, 도 2 참조)를 포함함으로써 발진 문제를 해결할 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 간섭 제거 중계 장치(10)에서 업링크 경로의 신호 처리를 중심으로 설명하며, 간섭 제거 중계 장치(10)에서 다운링크 경로의 신호 처리는 업링크 경로의 신호 처리에 대응되므로 자세한 설명은 생략한다.
간섭 제거 중계 장치(10)는 다운링크 경로 및/또는 업링크 경로에서의 트래픽을 모니터링(monitoring)하여 트래픽이 존재하지 않는다고 판단할 경우, 간섭 제거 중계 장치(10)에 포함되는 다수의 증폭기의 전원을 오프(off)시키거나 이득을 낮춤으로써 간섭 제거 중계 장치(10)의 소모 전력을 줄일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 내지 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 3은 도 2에 도시된 전력 컨트롤러를 보다 상세히 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 간섭 제거 중계 장치(10)는 링크 안테나(LA), 서비스 안테나(SA), 신호 송수신부(100) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다. 도 1에서 상술한 바와 같이 설명의 편의를 위해 간섭 제거 중계 장치(10)에서 업링크 경로의 신호 처리를 중심으로 설명하며, 간섭 제거 중계 장치(10)에서 다운링크 경로의 신호 처리는 업링크 경로의 신호 처리에 실질적으로 동일한 방식으로 대응되므로 자세한 설명 및 도시는 생략한다.
도 2에서는 설명의 편의를 위해 간섭 제거 중계 장치(10)가 링크 안테나(LA) 및 서비스 안테나(SA)를 각각 하나씩 구비하는 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 간섭 제거 중계 장치(10)는 각각 적어도 둘 이상의 링크 안테나와 서비스 안테나를 구비할 수도 있다. 이 때, 후술되는 간섭 제거부(130)는 서로 대응하는 링크 안테나와 서비스 안테나 사이의 신호 경로마다 개별적으로 구현될 수 있고 또는 적어도 둘 이상의 신호 경로에 대해 통합적으로 구현될 수도 있다. 마찬가지로 후술되는 제어부(200)도 서로 대응하는 링크 안테나와 서비스 안테나 사이의 신호 경로마다 개별적으로 구현될 수 있고 또는 적어도 둘 이상의 신호 경로에 대해 통합적으로 구현될 수도 있다.
신호 송수신부(100)는 서비스 안테나(SA)로부터 입력되는 RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 출력할 수 있다.
신호 송수신부(100)는 수신부(110), 간섭 제거부(130) 및 송출부(150)를 포함할 수 있다.
수신부(110)는, 사용자 단말(MS, 도 2 참조)과 통신적으로 결합된 서비스 안테나(SA)를 통해 RF 입력 신호를 수신할 수 있다. 상기 RF 입력 신호는, 사용자 단말 신호 및 링크 안테나(LA)를 통해 방사되는 신호가 서비스 안테나(SA)로 재입력된 간섭 신호를 포함할 수 있다.
수신부(110)는, 상기 RF 입력 신호의 이득을 조절할 수 있다. 예컨대, 수신부(110)는 증폭기(미도시)를 포함할 수 있고, 증폭기(미도시)를 통해 상기 RF 입력 신호의 이득을 조절할 수 있다. 또한, 수신부(110)는, 증폭기(미도시)에 의해 이득 조절된 RF 입력 신호를 디지털 입력 신호로 변환하여 출력할 수 있다.
간섭 제거부(130)는, 수신부(110)의 출력 신호, 즉 디지털 입력 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거할 수 있다. 상세하게는, 간섭 제거부(130)는, 간섭 신호가 제거된 디지털 입력 신호를 기초로 상기 간섭 신호에 상응하는 신호를 추정할 수 있고, 생성된 추정 신호를 이용하여 상기 디지털 입력 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거할 수 있다.
또한, 간섭 제거부(130)는 상기 간섭 제거된 디지털 입력 신호의 이득을 조절할 수 있다. 간섭 제거부(130)는 증폭기(미도시)를 포함할 수 있고, 증폭기(미도시)를 통해 상기 간섭 제거된 디지털 입력 신호의 이득을 조절할 수 있다. 이에 따라, 간섭 제거부(130)는, 간섭 제거된 디지털 입력 신호, 즉 디지털화된 사용자 단말 신호를 이득 조절하여 복원 입력 신호(RIS)로 출력할 수 있다.
신호 송출부(150)는 간섭 제거부(130)의 출력 신호, 즉 복원 입력 신호(RIS)를 디지털-아날로그 변환하여 아날로그화할 수 있다. 신호 송출부(150)는 아날로그화된 사용자 단말 신호 즉, RF 출력 신호를 증폭하여 서비스 안테나(SA)를 통해 송출할 수 있다. 도 2 에 도시되지는 않았으나, 신호 송출부(150)는 상기 디지털화된 사용자 단말 신호를 아날로그화하기 위한 디지털/아날로그 변환기, 상기 아날로그화된 기지국 신호를 무선 주파수 대역의 신호로 상향 변환하는 주파수 상향 변환기(up converter), 및 상기 주파수 상향 변환된 사용자 단말 신호를 증폭하는 전력 증폭기(power amplifier)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 주파수 상향 변환기는 선택적으로 생략될 수 있다. 또한, 도 2에 도시되지는 않았으나, 신호 송출부(150)는, 상기 전력 증폭기 후단에 상기 전력 증폭기를 보호하기 위한 아이솔레이터(isolator) 등을 더 포함할 수 있다.
제어부(200)는 신호 송수신부(100) 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 제어할 수 있다. 상기 제1 신호는 신호 송수신부(100) 내부에서 송수신되는 임의의 신호일 수 있으나, 본 명세서에서는 상기 제1 신호가 복원 입력 신호(RIS)임을 예로 들어 설명하나 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다.
제어부(200)는 트래픽 측정부(210), 전력 컨트롤러(220) 및 모뎀(230)을 포함할 수 있다.
트래픽 측정부(210)는, 복원 입력 신호(RIS)의 파워 레벨과 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성할 수 있다.
트래픽 측정부(210)는 미리 정해진 시간(예컨대, 0.1초) 동안 복원 입력 신호(RIS)의 파워 레벨을 측정하여 상기 시간 동안의 평균을 계산할 수 있다. 트래픽 측정부(210)는 계산된 평균 파워 레벨을 기준 파워 레벨과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 시간에 대한 트래픽 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 트래픽 정보는 1비트의 데이터로 구성될 수 있으며, 상기 평균 파워 레벨이 기준 파워 레벨보다 큰 경우 하이 레벨(high level)의 트래픽 정보가 생성될 수 있고 상기 평균 파워 레벨이 기준 파워 레벨보다 작은 경우 로우 레벨(low level)의 트래픽 정보가 생성될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 트래픽 측정부(210)는 디지털 샘플 시간 동안 상기 디지털 샘플 시간 단위로 복원 입력 신호(RIS)의 파워 레벨을 측정할 수 있다. 트래픽 측정부(210)는 측정된 파워 레벨을 기준 파워 레벨과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 디지털 샘플 시간에 대한 트래픽 정보를 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 트래픽 측정부(210)는 복수의 디지털 샘플 시간들 동안 상기 각 디지털 샘플 시간 단위로 복원 입력 신호(RIS)의 파워 레벨을 측정하고, 복수의 디지털 샘플 시간들에 대한 평균 파워 레벨 또는 이동 평균(moving average)을 계산할 수 있다. 트래픽 측정부(210)는 계산된 평균 파워 레벨 또는 이동 평균을 기준 파워 레벨과 비교하여 비교 결과에 따라 상기 복수의 디지털 샘플 시간들에 대한 트래픽 정보를 생성할 수 있다.
여기서, 기준 파워 레벨, 미리 정해진 시간, 디지털 샘플링 시간, 복수의 디지털 샘플링 시간들 등은 디폴트로 정해질 수 있으나, 전력 컨트롤러(220), 로컬 단말기(300), 또는 관리 서버(400)에 의해 설정될 수 있다.
전력 컨트롤러(220)는 상기 트래픽 정보를 기초로 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 제어할 수 있다.
상기 전력 모드는 정상 모드(normal mode) 및 슬립 모드(sleep mode)를 포함한다.
상기 정상 모드는 신호 송수신부(100)의 입력 RF 신호의 수신으로부터 출력 RF 신호의 출력까지의 과정이 정상적으로 이루어지는 모드를 의미할 수 있다.
상기 슬립 모드는 신호 송수신부(100)의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮은 모드를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전력 컨트롤러(220)는 상기 슬립 모드에서, 신호 송수신부(100)의 구성들(110, 130, 150) 중 적어도 하나에 포함된 증폭기의 이득을 조정하여 신호 송수신부(100)의 소모 전력을 줄일 수 있다.
다른 실시예에 따라, 전력 컨트롤러(220)는 상기 슬립 모드에서, 신호 송수신부(100)의 수신부(110)와 간섭 제거부(130) 각각에 포함된 증폭기의 이득을 조정하고, 신호 송출부(150)를 오프시켜 신호 송수신부(100)의 소모 전력을 줄일 수 있다. 이는, 가장 전력 소모가 크고 트래픽이 존재하지 않을 경우 불필요한 신호 송출부(150)의 파워는 오프시키고, 수신부(110)와 간섭 제거부(130) 각각에 포함된 증폭기는 계속적인 트래픽의 모니터링을 위해 파워 오프 대신 이득만을 조정하여 소모 전력을 줄이기 위함이다.
또 다른 실시예에 따라, 전력 컨트롤러(220)는 상기 슬립 모드에서, 신호 송출부(150) 만을 오프시켜 신호 송수신부(100)의 소모 전력을 줄일 수 있다. 이는, 가장 전력 소모가 큰 신호 송출부(150)만을 오프시키고 보다 정확한 트래픽의 모니터링을 수행하기 위함이다.
상기 슬립 모드에서 전력 컨트롤러(220)가 신호 송출부(150)의 소모 전력을 감소시키는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하지 않으며, 본 발명의 전력 컨트롤러(220)가 신호 송출부(150)의 소모 전력을 감소시키는 방식은 신호 송수신부(100)의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮게 되는 범위에서 설계 변경이 가능하다.
여기서, 증폭기의 이득을 조정하는 동작은 각 증폭기의 증폭 바이어스 전압(amplifier bias voltage)를 조정하는 동작일 수 있다.
상기 슬립 모드에서 수신부(110)와 간섭 제거부(130) 각각에 포함된 증폭기의 이득이 조정되는 경우, 즉 트래픽 측정부(210)의 기준 파워 레벨이 함께 조정될 수 있다. 이는 정상 모드에 비해 수신부(110)와 간섭 제거부(130)가 출력하는 신호의 레벨이 감소되므로 이에 상응하는 비율로 상기 기준 파워 레벨이 감소되어야 정상적인 모니터링 동작이 가능하기 때문이다.
도 3을 참조하면, 전력 컨트롤러(220)는 제1 타이머(232), 제2 타이머(234), 제3 타이머(236), 내부 인터페이스(238), 모드 결정부(240), 모드 예측부(242) 및 외부 인터페이스(244)를 포함할 수 있다.
제1 타이머(232)는 제1 모니터링 시간을 저장하고 제1 모니터링 시간의 시작과 종료를 모드 결정부(240)에 알려줄 수 있다. 제2 타이머(234)는 제2 모니터링 시간을 저장하고 제2 모니터링 시간의 시작과 종료를 모드 결정부(240)에 알려줄 수 있다. 제3 타이머(236)는 예측 슬립 시간을 저장하고 예측 슬립 시간의 시작과 종료를 모드 결정부(240)에 알려줄 수 있다. 여기서, 제1 모니터링 시간, 제2 모니터링 시간 및 예측 슬립 시간 각각에 대한 설명은 모드 결정부(240)에 대한 설명과 함께 후술하기로 한다.
내부 인터페이스(238)는 간섭 제거 중계 장치(10) 내부의 각 구성(100, 210, 230)과의 신호 교환을 위한 인터페이스 장치일 수 있다.
모드 결정부(240)는 상기 트래픽 정보를 기초로 제1 내지 제3 타이머(232~236)를 참조하여 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 결정하고 결정된 전력 모드에 따라 신호 송수신부(100)를 제어할 수 있다. 모드 결정부(240)는 정상 모드에서, 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않는 경우 상기 정상 모드를 슬립 모드로 변경할 수 있다. 즉, 모드 결정부(240)는 제1 모니터링 시간 동안 복원 입력 신호(RIS)를 모니터링한 결과 트래픽이 검출되지 않는 경우 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 슬립 모드로 변경할 수 있다.
모드 결정부(240)는 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출될 경우 상기 슬립 모드를 정상 모드로 변경할 수 있다. 즉, 모드 결정부(240)는 제2 모니터링 시간 동안 복원 입력 신호(RIS)를 모니터링한 결과 트래픽이 검출될 경우 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 정상 모드로 변경할 수 있다. 따라서, 상기 제1 모니터링 시간은 정상 모드에서 슬립 모드로의 진입을 결정하는 시간이며, 상기 제2 모니터링 시간은 슬립 모드에서 정상 모드로의 진입을 결정하는 시간일 수 있다.
상기 제1 모니터링 시간 및 상기 제2 모니터링 시간 각각은 간섭 제거 중계 장치(10)와 외부 인터페이스(244)를 통해 유선 또는 무선으로 접속된 로컬 단말기(300)의 제어에 따라 결정될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 상기 제1 모니터링 시간 및 상기 제2 모니터링 시간 각각은 내부 인터페이스(238) 및 모뎀(230)을 통해 네트워크로 접속된 관리 서버(400)의 제어에 따라 결정될 수 있다. 상기 네트워크 역시 무선 또는 유선 연결망을 의미할 수 있다. 여기서, 상기 제1 모니터링 시간은 상기 제2 모니터링 시간보다 길게 설정될 수 있다. 이는, 정상 모드에서 슬립 모드로의 전환은 간섭 제거 중계 장치(10)가 중계하여야 하는 RF 신호의 손실을 야기할 수 있어 보다 신중히 이루어져야 하기 때문이다.
모드 결정부(240)는 정상 모드에서, 제3 타이머를 참조하여 현재 예측 슬립 시간이 도래하였음을 인식한 경우, 상기 정상 모드를 상기 슬립 모드로 변경할 수 있다.
모드 예측부(242)는 상기 트래픽 정보를 누적하여 일정 기간 별 예측 슬립 시간을 결정할 수 있다. 즉, 모드 예측부(242)는 상기 트래픽 정보를 누적한 결과를 기초로 일정 기간 내에서 트래픽이 전혀 검출되지 않는 시간대를 결정하고, 상기 시간대를 예측 슬립 시간으로 결정할 수 있다.
예컨대, 모드 예측부(242)가 상기 트래픽 정보를 누적한 결과 1일 단위에서 새벽 3시에서 새벽 6시 사이에 트래픽이 전혀 검출되지 않았을 경우, 상기 시간대(새벽 3시~새벽 6시)를 예측 슬립 시간으로 결정할 수 있다. 상기 일정 시간은 일, 주, 월 또는 이들의 조합일 수 있다. 모드 예측부(242)는 상기 일정 기간 별 예측 슬립 시간을 제3 타이머(236)에 저장할 수 있다. 만일, 모드 결정부(240)가 모드 예측부(240)에 의해 결정된 예측 슬립 시간에서 전력 모드를 슬립 모드로 변경한 상태이더라도, 제2 모니터링 시간에서 트래픽 측정부(210)가 모니터링한 결과인 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되면 모드 결정부(240)는 즉시 전력 모드를 정상 모드로 변경할 수 있음은 물론이다.
반대로, 모드 결정부(240)가 모드 예측부(240)에 의해 결정된 예측 슬립 시간이 경과되어 전력 모드를 정상 모드로 변경한 상태이더라도, 제1 모니터링 시간에서 트래픽 측정부(210)가 모니터링한 결과인 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않으면 모드 결정부(240)는 전력 모드를 슬립 모드로 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서, 모드 예측부(242)는 통계적인 측면에서 모드 결정부(240)의 전력 모드 결정 동작을 보완하는 기능을 수행할 수 있다.
외부 인터페이스(244)는 간섭 제거 중계 장치(10) 외부의 로컬 단말기(300)와의 신호 교환을 위한 인터페이스 장치일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 모뎀(230)은 전력 컨트롤러(220)와 관리 서버(400) 사이에서 데이터를 중계할 수 있다.
로컬 단말기(300)는 간섭 제거 중계 장치(10)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 전력 컨트롤러(220)가 수신한 트래픽 정보에 대한 통계, 실시간 상황 등을 제공받을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 로컬 단말기(300)는 전력 컨트롤러(220)의 각종 세팅 값(예컨대, 제1 모니터링 시간)을 설정할 수 있다. 여기서, 로컬 단말기(300)와 간섭 제거 중계 장치(10) 간의 연결은 USB, Ethernet, UART 등으로 구현될 수 있다.
관리 서버(400)는 간섭 제거 중계 장치(10)와 네트워크로 연결되어, 전력 컨트롤러(220)가 수신한 트래픽 정보에 대한 통계, 실시간 상황 등을 주기적으로 제공받을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 관리 서버(400)는 전력 컨트롤러(220)의 각종 세팅 값(예컨대, 제1 모니터링 시간)을 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 간섭 제거 중계 장치(10)에 의하면, 트래픽을 모니터링 및 예측하여 전력 모드를 변경함으로써 소모 전력을 줄임과 동시에 트래픽이 발생할 경우 신속하게 중계 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 간섭 제거 중계 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도다. 도 5는 도 4에 도시된 전력 모드 결정 단계의 일 실시예를 나타낸 순서도다. 도 6은 도 4에 도시된 전력 모드 결정 단계의 다른 실시예를 나타낸 순서도다.
도 1내지 도 6을 참조하면, 신호 송수신부(100)는 RF 입력 신호를 수신하여, 제1 신호(예컨대, RIS)를 생성할 수 있다(S10).
트래픽 측정부(210)는 상기 제1 신호의 파워 레벨과 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성할 수 있다(S20).
전력 컨트롤러(220)는 상기 트래픽 정보를 기초로 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 제어할 수 있다(S30).
도 5에는, 전력 컨트롤러(220)가 상기 트래픽 정보를 기초로 제1 타이머(232)와 제2 타이머(234)를 참조하여 전력 모드를 제어하는 실시예가 도시되어 있다. 도 5에서 신호 송수신부(100)의 전력 모드가 정상 모드로 설정되어 있는 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
모드 결정부(240)는 정상 모드에서, 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보를 모니터링 할 수 있다(S100). 모드 결정부(240)는 상기 트래픽 정보가 하이 레벨인 구간을 누적한 시간 정보인 트래픽 타임을 산출할 수 있다.
상기 트래픽 타임이 0이 아닌 경우, 즉 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출된 경우(S110의 NO 경로), 모드 결정부(240)는 다시 이후의 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보를 모니터링 할 수 있다.
상기 트래픽 타임이 0인 경우, 즉 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않은 경우(S110의 YES 경로), 모드 결정부(240)는 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 슬립 모드로 변경할 수 있다(S120).
모드 결정부(240)는 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보를 모니터링 할 수 있다(S130). 모드 결정부(240)는 상기 트래픽 정보가 하이 레벨인 구간을 누적한 시간 정보인 트래픽 타임을 산출할 수 있다.
상기 트래픽 타임이 0인 경우, 즉 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않은 경우(S140의 NO 경로), 모드 결정부(240)는 다시 이후의 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보를 모니터링 할 수 있다.
상기 트래픽 타임이 0보다 큰 경우, 즉 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출된 경우(S140의 YES 경로), 모드 결정부(240)는 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 정상 모드로 변경할 수 있다(S120).
여기서, 제1 모니터링 시간과 그 이후의 제1 모니터링 시간, 제2 모니터링 시간과 그 이후의 제2 모니터링 시간, 그리고 제1 모니터링 시간과 제2 모니터링 시간은 서로 연속적일 수도 있고 단속적일 수도 있다.
도 6에는, 전력 컨트롤러(220)가 상기 트래픽 정보를 기초로 제3 타이머(236)를 참조하여 전력 모드를 제어하는 실시예가 도시되어 있다.
도 6에서 신호 송수신부(100)의 전력 모드가 정상 모드로 설정되어 있고, 제3 타이머(236)에 상기 트래픽 정보를 기초로 결정된 예측 슬립 시간이 저장되어 있는 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
모드 결정부(240)는 예측 슬립 시간 이외의 시간에서 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 정상 모드로 하여 신호 송수신부(100)를 동작시킬 수 있다(S200). 여기서, 제3 타이머(236)는 트리거(trigger) 신호를 통해 예측 슬립 시간의 시작을 모드 결정부(240)에 알려줄 수 있다.
예측 슬립 시간이 시작되지 않은 경우(S210의 NO 경로), 모드 결정부(240)는 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 정상 모드로 하여 신호 송수신부(100)를 동작시킬 수 있다.
상기 예측 슬립 시간이 시작된 경우(S210의 YES 경로), 모드 결정부(240)는 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 슬립 모드로 변경할 수 있다(S220).
모드 결정부(240)는 예측 슬립 시간에서 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 슬립 모드로 하여 신호 송수신부(100)를 동작시킬 수 있다(S220). 여기서, 제3 타이머(236)는 트리거 신호를 통해 예측 슬립 시간의 종료를 모드 결정부(240)에 알려줄 수 있다.
예측 슬립 시간이 종료되지 않은 경우(S240의 NO 경로), 모드 결정부(240)는 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 슬립 모드로 하여 신호 송수신부(100)를 동작시킬 수 있다.
상기 예측 슬립 시간이 종료된 경우(S240의 YES 경로), 모드 결정부(240)는 신호 송수신부(100)의 전력 모드를 정상 모드로 변경할 수 있다(S230).
여기서, S220 단계에서 슬립 모드의 동작시 도 5에 도시된 S130 단계 내지 S150 단계가 수행될 수 있고, S200 단계에서 정상 모드의 동작시 도 5에 도시된 S100 단계 내지 S120 단계가 수행될 수 있다.
또한, 도 5의 S120 단계에서 슬립 모드의 동작시 S220 단계 내지 S230 단계가 수행될 수 있고, 도 5의 S150 단계에서 정상 모드의 동작시 S200 단계 내지 S220 단계가 수행될 수 있다.
즉, 제1 타이머(232)와 제2 타이머(234)를 참조한 전력 모드 제어 및 제3 타이머(236)를 참조한 전력 모드 제어는 서로 보완적으로 수행되어 간섭 제거 장치(10)의 전력 소모를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
전력 컨트롤러(220)는 트래픽 정보에 대한 통계, 실시간 상황 등을 로컬 단말기(300) 또는 관리 서버(400)로 보고할 수 있다(S40).
상술한 본 발명에 따른 간섭 제거 중계 장치(10)의 동작 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
간섭 제거 중계 장치(10)
신호 송수신부(100)
수신부(110)
간섭 제거부(130)
신호 송출부(150)
제어부(200)
트래픽 측정부(210)
전력 컨트롤러(220)
모뎀(230)

Claims (16)

  1. 단말기와 기지국 사이에서 RF(radio frequency) 신호를 중계하는 간섭 제거 중계 장치에 있어서,
    RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 출력하는 신호 송수신부; 및
    상기 신호 송수신부 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 상기 신호 송수신부의 전력 모드를 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제1 신호의 파워 레벨과 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성하는 트래픽 측정부; 및
    정상 모드에서, 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않는 경우 상기 정상 모드를 슬립 모드로 변경하고, 상기 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되는 경우 상기 슬립 모드를 상기 정상 모드로 변경하는 전력 컨트롤러;
    를 포함하며,
    상기 슬립모드는 상기 신호 송수신부의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮은 전력 모드인 간섭 제거 중계 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 간섭 제거 중계 장치는,
    관리 서버와 통신하는 모뎀을 더 포함하며,
    상기 제1 모니터링 시간 및 상기 제2 모니터링 시간 각각은 상기 모뎀을 통한 상기 관리 서버의 제어에 따라 결정되는 간섭 제거 중계 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모니터링 시간 및 상기 제2 모니터링 시간 각각은 상기 간섭 제거 중계 장치와 유선 또는 무선으로 접속된 로컬 단말기의 제어에 따라 결정되는 간섭 제거 중계 장치.
  8. 단말기와 기지국 사이에서 RF(radio frequency) 신호를 중계하는 간섭 제거 중계 장치에 있어서,
    RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 출력하는 신호 송수신부; 및
    상기 신호 송수신부 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 상기 신호 송수신부의 전력 모드를 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 제1 신호의 파워 레벨과 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성하는 트래픽 측정부; 및
    상기 트래픽 정보를 기초로 상기 신호 송수신부의 상기 전력 모드를 제어하는 전력 컨트롤러;
    를 포함하며,
    상기 전력 모드는 정상 모드 및 상기 신호 송수신부의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮은 슬립 모드를 포함하고,
    상기 전력 컨트롤러는,
    상기 트래픽 정보를 누적하여 일정 기간 별 예측 슬립 시간을 결정하고, 상기 예측 슬립 시간에서 상기 전력 모드를 상기 슬립 모드로 설정하는 간섭 제거 중계 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력 컨트롤러는,
    상기 설정된 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되는 경우 상기 슬립 모드를 상기 정상 모드로 변경하는 간섭 제거 중계 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 신호 송수신부는,
    상기 RF 입력 신호를 아날로그-디지털 변환하여 디지털 입력 신호를 생성하는 수신부;
    상기 디지털 입력 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거하여 복원 입력 신호를 생성하는 간섭 제거부; 및
    상기 복원 입력 신호를 디지털-아날로그 변환하고, 변환된 복원 입력 신호를 증폭하여 상기 RF 출력 신호를 생성 및 출력하는 신호 송출부를 포함하는 간섭 제거 중계 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 신호는 상기 복원 입력 신호인 간섭 제거 중계 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 전력 컨트롤러는,
    상기 슬립 모드에서, 상기 수신부 및 상기 간섭 제거부 각각의 이득을 줄이고 상기 신호 송출부를 오프시키는 간섭 제거 중계 장치.
  13. 삭제
  14. 단말기와 기지국 사이에서 RF(radio frequency) 신호를 중계하는 간섭 제거 중계 장치에 있어서,
    상기 단말기로부터 수신된 RF 입력 신호로부터 간섭 신호를 제거하고, 상기 간섭 신호가 제거된 RF 출력 신호를 상기 기지국으로 출력하는 신호 송수신부; 및
    상기 신호 송수신부 내부의 제1 신호의 트래픽을 측정하여 상기 신호 송수신부의 전력 모드를 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 전력 모드는 정상 모드 및 상기 신호 송수신부의 소모 전력이 상기 정상 모드보다 낮은 슬립 모드를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 신호의 파워 레벨과 기준 파워 레벨을 비교하여 트래픽 발생 여부에 대한 트래픽 정보를 생성하는 트래픽 측정부; 및
    상기 트래픽 정보 및 상기 트래픽 정보를 누적하여 결정되는 일정 기간 별 예측 슬립 시간을 기초로 상기 신호 송수신부의 상기 전력 모드를 제어하는 전력 컨트롤러;
    를 포함하는 간섭 제거 중계 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전력 컨트롤러는,
    상기 정상 모드에서, 제1 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되지 않는 경우 상기 정상 모드를 상기 슬립 모드로 변경하는 간섭 제거 중계 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전력 컨트롤러는,
    상기 예측 슬립 시간에서 상기 전력 모드를 상기 슬립 모드로 설정하고,
    상기 설정된 슬립 모드에서, 제2 모니터링 시간 동안 상기 트래픽 정보의 하이 레벨이 검출되는 경우 상기 슬립 모드를 상기 정상 모드로 변경하는 간섭 제거 중계 장치.
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