KR102015025B1 - 비면허대역 주파수 집성기술을 위한 스위칭신호 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분산안테나 시스템에 장착되는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비면허대역 주파수 집성기술의 서비스가 가능하게 하는 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치에 관한 것이다.

Description

비면허대역 주파수 집성기술을 위한 스위칭신호 발생장치{Apparatus of switching signal generation for Licensed-assisted access}

본 발명은 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BTS(Base Transceiver Station)와 인터페이스된 기지국 장치에 장착하여 비면허대역 주파수 집성기술의 서비스를 가능하게 하는 장치에 관한 것이다.

비면허대역 주파수 집성기술 기지국 장치는 등록특허 10-1463239호 "멀티 밴드를 지원하는 분산 안테나 시스템(Distributed Antenna System Supporting Multi Band)"(등록일 2014.11.12)과 같은 분산안테나 시스템이 비면허대역 주파수 집성기술 서비스를 가능하게 함으로써 비면허대역 주파수 집성기술 BTS와 인터페이스되어 서비스 신호를 음영지역의 사용자 장치(User Equipment, UE)로 전달하고 반대 방향으로는 UE의 비면허대역 주파수 집성기술 신호를 BTS로 전달하게 하는 역할을 수행하도록 한다.

비면허대역 주파수 집성기술은 날로 증가하는 이동통신에서의 고속 데이터 통신에 대한 시장의 요구에 필요한 기술이며 종래의 BTS와 인터페이스되는 기지국 장치가 비면허대역 주파수 집성기술을 지원할 수 없기 때문에 비면허대역 주파수 집성기술 서비스의 한계가 있다.

상술한 문제를 해결하기 위해 비면허대역 주파수 집성기술을 지원하는 기지국 장치를 위한 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치가 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 비면허대역 주파수 집성기술 서비스를 위한 기지국 장치에 필요한 비면허대역 주파수 집성기술 서비스를 위한 스위칭신호 발생장치를 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치는 LBTS(비면허대역 주파수 집성기술 BTS, License-assisted access Base Transceiver System)와 RF라인으로 인터페이스되어 BTS의 신호를 DL, UL의 경로로 구분해주고 적절한 이득으로 조절 및 레벨을 모니터링하는 역할을 가지고 있는 LPOI(비면허대역 주파수 집성기술 POI, License-assisted access POI)내에 위치하는 SSG(Switching signal generator)는

상기 LPOI의 DL 경로의 신호를 가지고 이득을 조절하여 일정한 레벨로 유지하도록 하는 ALC(Auto level control)와;

상기 ALC로부터 일정한 레벨로 조절되어 입력된 신호의 세기를 전압으로 출력하는 RSV(RF strength voltage out)와;

상기 RSV의 출력 전압 신호를 가지고 상기 LPOI의 단속신호를 전송하는 SSO(Switching signal out)와;

상기 RSV의 출력 전압 신호를 가지고 피크레벨과 평균레벨을 차이를 추출 및 평가할 수 있도록 하는 DE(Difference estimator)와;

상기 DE로부터 입력된 정보를 가지고 Crest factor를 계산 및 처리하는 MP(u-processor)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 SSO는 상기 RSV의 출력 전압을 증폭하여 전압변화의 폭이 더 신장되도록 하는 AMP(Amplifier)와;

상기 AMP를 통해 전압 변화의 폭이 신장된 전압과 기준전압과 비교하여 기준 전압보다 크거나 낮을 경우 High/Low전압 신호(또는 on/off전압 신호)의 전압을 출력하는 COMP(Comparator)와;

상기 COMP를 통해 출력된 신호를 버퍼 처리 및 반전 처리하여 하나 이상의 다수개의 출력 핀으로 분배하여 LPOI의 DL 및 UL의 경로내의 SW(Switch, 단속장치)로 전달하여 DL 및 UL이 단속되도록 하는 역할을 수행하는 BUFF(Buffer and inverter)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

분산안테나 시스템(DAS, Distributed Antenna System)에 비면허 대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치를 장착하는 것으로 비면허 대역 주파수 집성기술의 서비스의 지원이 가능하다.

도 1은 종래의 멀티밴드, 멀티캐리어를 지원하는 분산안테나 시스템의 구성도
도 2는 비면허 대역 주파수 집성기술의 프레임 구성을 나타낸 도면
도 3은 MulteFire 기술의 프레임 구성을 나타낸 도면
도 4는 비면허 대역 주파수 집성기술 서비스가 가능한 분산안테나 시스템의 구성도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 SSG의 구성도
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 SSG내 DE의 구성도
도 7은 SSG내 RSV로 입력된 신호레벨에 따른 출력 신호를 나타낸 그림
도 8은 SSG내 RSV로 입력된 신호레벨에 따른 출력 신호가 DE와 MC에 의한 처리를 나타낸 그림
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비면허대역 주파수 집성기술을 스위칭신호 발생장치의 흐름도를 나타낸 그림

도 1은 BTS(1001, 1002, 1003)와 연결된 종래의 분산안테나 시스템(100)의 구성으로써 스마트폰 사용자 수의 증가와 그에 따른 이동통신 데이터 서비스의 고용량 및 고속화 요구로 인한 주파수 자원의 고갈 문제로 인해 비면허대역을 사용하는 비면허대역 주파수 집성기술 서비스가 출시되었으나 해당 기술의 BTS와 연결되어야 할 분산안테나 시스템이 해당 서비스를 지원하지 못하여 음영지역까지 해당 서비스 기술을 확장하지 못하는 문제가 있다.

도 2는 비면허대역 주파수 집성기술의 프레임 구성을 나타낸 그림이며, 채널 점유시간(Channel occupancy time, T_COT 402)은 RSV(Reservation signal, 401)가 차지하는 시간(T_{RSV ,} 404)과 데이터가 차지하는 시간(Data Transmission time, T_TX, 403)으로 구성된다. RSV(401)는 DL프레임이 시작되는 초입에 존재하는 신호로써 DL데이터(405)가 전송되기 전에 비면허대역을 사용하는 다른 기기가 동시간에 해당 주파수채널을 점유하지 못하도록 하는 역할을 한다.

도 3은 MulteFire 기술의 프레임 구성을 나타낸 것이며, 주기적인 DRS 윈도우(Discovery reference signal window, 3102)와 DL 하부프레임(DL subframe, 3201), 특수하부프레임(Special subframe, 3301)과 UL 하부프레임(UL subframe, 3401)로 이루어진다. DRS(Discovery reference signal, 3101)의 시작과 DL 하부프레임(3201)의 시작 초입에 상기 도2의 RSV(401)와 유사한 준비신호(401-1)가 존재하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치(SSG, Switching signal generator, 2700)는 비면허대역 주파수 집성기술의 지원을 포함하는 멀티밴드, 멀티캐리어 분산안테나 시스템(200)은 LBTS(Licensed-assisted access BTS, 2000)와 연결된 LPOI(Licensed-assisted access Point of interface, 2500)내에 장착되어 LBTS(2000)으로부터 입력된 DL(Downlink)신호를 가지고 LPOI(2500)의 DL경로와 UL경로의 단속을 위한 스위칭신호를 발생시키는 역할을 수행한다.

도 5와 같이 상기 SSG(2700)는 SSG(2700)으로 입력된 DL신호의 이득을 조절하여 일정한 레벨로 출력하는 ALC(Auto level control, 2710)와;

상기 ALC(2710)로부터 일정한 레벨로 조절되어 입력된 신호의 세기를 전압으로 출력하는 RSV(RF strength voltage out, 2730)와;

상기 RSV (2730)로부터 입력된 전압 신호를 가지고 LPOI(2500)의 DL 경로 및 UL 경로의 단속신호를 전송하는 SSO(Switching signal out, 2750)와;

상기 RSV(2730)의 출력 전압 신호를 가지고 도 7에 도시된 D(Difference between peak level and mean level, 7000)를 평가할 수 있도록 하는 DE(Difference estimator, 2720)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 5와 같이 상기 SSO(2750)는 상기 RSV(2730)로부터 입력된 전압을 증폭하여 전압변화의 폭이 더 신장되도록 하는 AMP(Amplifier, 2751)와;

상기 AMP(2751)를 통해 전압 변화의 폭이 신장된 전압과 기준전압과 비교하여 기준 전압보다 크거나 낮을 경우 High/Low전압 신호(또는 on/off전압 신호)의 전압을 출력하는 COMP(Comparator, 2752)와;

상기 COMP(2752)를 통해 출력된 신호를 버퍼 처리 및 반전 처리하여 하나 이상의 다수개의 출력 핀으로 분배하여 DL 및 UL 경로의 단속신호를 전달 또는 반전 전달하도록 하는 역할을 수행하는 BUFF(Buffer and inverter, 2753)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 6과 같이 DE(2720)는 RSV(2730)의 출력 신호의 첨두치 전압을 일정시간 유지하는 역할을 하는 PH(Peak hold circuit, 2721)와;

상기 PH(2721)와 RSV(2730)로부터 입력된 신호를 디지털신호로 전환하는 ADC(A/D converter, 2722)와;

상기 ADC(2722)로부터 입력된 신호를 가지고 D(7000)를 계산 및 처리하는 MP(u-Processor, 2723)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 MP(2723)는 그의 판단 정보 및 처리 정보를 LPOIC(LPOI controller, 2510)로 전송하는 것을 더 포함한다.

도 7은 LBTS의 출력 신호와 RSV(2730)로 입력되는 바람직한 신호레벨 및 너무 낮은 레벨의 파형과 바람직한 SSG(2700)의 출력 신호 파형을 나타낸 그림이다.

도 8은 입력레벨 별 신호에 따른 DE(2720)의 처리에 SSG(2700)의 출력신호와 MP(2723)에 의해 도출된 D(7000)의 결과치를 나타낸 그림이며, 도 8의 1과 2의 파형의 경우, 정상적인 레벨의 예이며, 이때 도출된 결과치가 충분히 크기 때문에 1-1과 1-2와 같이 SSG(2700)의 출력 신호가 도7의 4번 파형과 같이 정상적으로 동작하게 되지만, 도 8의 3의 파형의 경우, 입력되는 레벨이 너무 낮기 때문에 노이즈와 신호의 차이가 크지 않게 되어 D(7000)의 결과치가 매우 작으며, 3-1과 같이 SSG(2700)의 출력 신호가 도7의 4번 파형과는 다르게 오동작의 결과가 나타나게 된다.

이런 문제를 해결하기 위해 D(7000)의 결과치를 지정된 기준치와 비교하여 검사를 통해 정상 유무를 판단하는 과정이 필요하다.

이의 처리를 위해 MP(2723)는 도9와 같은 판단과정(S120)을 통해 정상일 경우, SSO(2750)가 정상 동작(S130)하도록 하고 비정상일 경우, SSO(2750)의 동작을 중지(S110) 및 경보(S140)를 발생시키는 것을 포함한다.

상기 SSO(2750)는 비면허대역의 주파수 집성기술의 서비스에 있어서 도 2에 나타낸 RSV(Reservation signal, 401)신호를 검출하여 DL on의 시작점으로 동작하게 것을 특징으로 하며 MulteFire 기술에 있어서는 도3에 나타난 DRS(3101)과 DL하부프레임(3201)의 시작점에 위치하는 준비신호(401-1)를 검출하여 DL on의 시작점으로 동작하게 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서는 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

1. 비면허대역 주파수 집성기술 BTS와 RF라인으로 연결된 분산안테나 시스템 내에 장착되어 분산안테나 시스템이 비면허대역 주파수 집성기술 서비스가 가능하도록 하는 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치에 있어서, 비면허대역 주파수 집성기술 BTS로부터 입력된 DL신호를 가지고 이득을 조절하여 일정한 레벨로 출력하는 ALC(Auto level control)와;
   상기 ALC로부터 입력된 신호의 세기를 전압으로 출력하는 RSVO(RF strength voltage out)와;
   상기 RSVO로부터 입력된 전압신호를 가지고 분산안테나 시스템의 비면허대역 주파수 집성기술 대역의 DL 경로 및 UL 경로의 단속신호를 전송하는 SSO(Switching signal out)와;
   상기 RSVO로부터 입력된 전압신호를 가지고 처리를 수행하는 DE(Difference estimator)와;
   상기SSO는 RSVO로부터 입력된 전압을 증폭하여 전압변화의 폭을 신장하는 역할을 하는 AMP(Amplifier)와;
   상기 AMP의 출력 전압과 지정된 기준전압과 비교하여 기준전압보다 크거나 낮을 경우 High/Low 전압 신호 또는 On/Off전압 신호에 해당하는 전압을 출력하는 COMP(Comparator)와;
   상기 COMP를 통해 출력된 신호를 버퍼 처리 및 반전 처리하여 하나 이상의 다수개의 출력 핀으로 분배하여 단속신호를 출력하는 역할을 수행하는 BUFF(Buffer and inverter)와;
   상기 DE는 RSVO로부터 입력 받은 신호를 첨두치 전압을 일정시간 유지한 후 ADC(A/D Converter)로 전달하는 역할을 하는 PH(Peak hold circuit)와;
   상기 PH와 RSVO로부터 전달 받은 신호를 각각 디지털 신호로 변환하여 MP(Microprocessor)로 전달하는 역할을 하는 ADC(A/D Converter)와;
   상기 DE로부터 ADC를 통해 입력된 신호와 상기 RSVO로부터 ADC를 통해 입력된 신호를 기반으로 첨두치와 평균치레벨의 차이를 계산하여 그 결과를 가지고 지정된 비교값과 비교하여 신호의 정상여부를 판단하여 분산안테나 시스템의 제어장치로 전달하는 역할을 수행하는 MP를 포함하여 이루어지는 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 SSO는 비면허대역 주파수 집성기술의 서비스에 있어서 RSV(Reservation signal)신호를 검출하여 DL on의 시작점으로 동작하게 것을 특징으로 하는 비면허대역 주파수 집성기술 스위칭신호 발생장치
6. 삭제

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