KR102130914B1 - Dual connectivity redundancy rf repeater in 5g nsa network - Google Patents

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고종문
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Abstract

Provided is a dual connectivity duplex wireless relay device in a 5G NSA network. In particular, the dual connectivity duplex wireless relay device in a 5G NSA network comprises: a first multi-band multiplexer which performs frequency band separation and combination with respect to a multiple signal including a high-frequency 5G signal received through a first antenna and a plurality of LTE signals with different frequency bands; a broadband LTE dual connectivity duplexing unit which selects one among the plurality of LTE signals included in the multiple signal depending on a local oscillation frequency for LTE service band setting, and changes the local oscillation frequency for LTE service band setting based on the comparison result between the power of the selected LTE signal and the lowermost threshold; a 5G signal processing unit which converts the high-frequency 5G signal included in the multiple signal into a medium frequency band before conducting digital filtering and then converting the same into the original high-frequency 5G signal; and a second multi-band multiplexer which combines the LTE signal selected by the broadband LTE dual connectivity duplexing unit with the high-frequency 5G signal from the 5G signal processing unit before transmitting the same through a second antenna. Therefore, 5G and LTE services can be provided in a stable manner.

Description

5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치{DUAL CONNECTIVITY REDUNDANCY RF REPEATER IN 5G NSA NETWORK}DUAL CONNECTIVITY REDUNDANCY RF REPEATER IN 5G NSA NETWORK

본 발명은 무선통신 시스템의 중계 장치를 이용한 5G NSA(Nan-standalone) 네트워크에서 있어서 이중 접속 중계 방식에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효과적인 이중 접속 이중화 구현 방법으로 LTE 신호 장애로 인하여 5G NSA 네트워크에서 사용되는 단발 장치(UE)가 지속적인 5G 동기를 유지할 수 있도록 하며, LTE 주파수 계획에 따라 사용밴드의 확대, 축소, 변경이 가능하도록 한 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 무선(RF) 중계 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dual access relay method in a 5G NSA (Nan-standalone) network using a relay device of a wireless communication system, and more specifically, an effective dual access redundancy implementation method used in a 5G NSA network due to LTE signal failure It relates to a dual access dual radio (RF) relay device in a 5G NSA network that enables a single device (UE) to maintain continuous 5G synchronization, and enables to expand, contract, and change the band used according to the LTE frequency plan.

일반적으로 소규모 인 빌딩 서비스 환경에 즉각적이며, 빠른 음영지역 해소를 위한 방안으로 무선 주파수 중계 장치를 사용하는 경우가 있다. 무선 주파수 중계 장치는 각 통신 사업자 마다 비용이 저렴하고 설치가 용이한 점으로 인하여 선호하는 음영 지역 해소 방안이다.
5G NSA(Nan-standalone)에서 무선 주파수 중계장치는 LTE 신호가 동시에 서비스되어야 하는데, 5G NSA(Nan-standalone)는 5G 서비스를 위한 NR(New Radio) 연동을 LTE와 이중 접속 형태로 지원하면서 제어 Plane 시그널링을 LTE를 통해 전달하는 구조이다.
따라서 5G NSA 서비스를 위하여는 동시에 LTE 서비스 신호가 필요하며, 기본적으로 듀얼밴드 이상의 서비스 구조를 가져야 한다.In general, a radio frequency repeater is sometimes used as an immediate and immediate solution to a small in-building service environment. The radio frequency relay device is a preferred method of resolving the shaded area because of its low cost and easy installation for each communication provider.
In 5G NSA (Nan-standalone), the LTE signal must be simultaneously serviced in the radio frequency repeater. 5G NSA (Nan-standalone) supports the NR (New Radio) interworking for 5G service in the form of dual connection with LTE, and is a control plane. It is a structure to transmit signaling through LTE.
Therefore, for 5G NSA service, an LTE service signal is required at the same time, and basically, a service structure of dual band or higher is required.

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다음으로 도 1 내지 도 2를 참조하여 종래의 구현 방식에 따른 무선 주파수 중계장치(RF Repeater)의 5G NSA 네트워크에서 있어서 LTE 이중 접속 중계 방식의 문제점을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 종래의 무선 주파수 중계장치(RF Repeater) 방식에 따른 5G LTE 듀얼밴드 중계방식의 일 예시 도이다.Next, referring to FIGS. 1 to 2, the problems of the LTE dual access relay method in the 5G NSA network of a radio frequency repeater (RF Repeater) according to the conventional implementation method will be described as follows.
1 is an exemplary diagram of a 5G LTE dual band relay method according to a conventional radio frequency repeater (RF Repeater) method.

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도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 구현 방식에 따른 무선 주파수 중계장치(RF Repeater)는 링크안테나(100)로부터 수신된 5G 신호 및 LTE 신호를 구분하여 필터링하는 링크방향 다중밴드 멀티플렉서(101), 상향, 하향신호의 LTE 대역 블록(102), 상향, 하향신호의 5G 대역 블록(106), 각각의 밴드에서 송수신되는 신호의 디지털 필터 처리부(103), 서비스 방향 다중밴드 멀티플렉서(104), 및 서비스 안테나(105)로 구성된다.
이처럼 종래의 무선 주파수 중계장치 방식에 따른 5G LTE 듀얼밴드 중계방식의 구현은 간단하며, 5G 서비스를 위한 NR(New Radio) 연동을 LTE와 이중 접속 형태로 지원하면서 제어 Plane 시그널링을 LTE를 통해 전달하는 구조이다.
그러나 링크 안테나로 입력되는 LTE 신호의 환경 변화, 레벨 변화에 따른 장애 발생의 경우 5G 서비스에도 문제가 발생하는 단점이 있다.As shown in FIG. 1, a radio frequency repeater (RF Repeater) according to a conventional implementation method is a link direction multi-band multiplexer 101 that filters and filters 5G signals and LTE signals received from the link antenna 100, LTE band block 102 of uplink and downlink signals, 5G band block 106 of uplink and downlink signals, digital filter processing unit 103 of signals transmitted and received in each band, service direction multiband multiplexer 104, and service It consists of an antenna (105).
As described above, the implementation of the 5G LTE dual band relaying method according to the conventional radio frequency repeater method is simple, and supports NR (New Radio) interworking for 5G service in the form of dual access with LTE, and delivers control plane signaling through LTE. Structure.
However, in the case of failure due to environmental changes and level changes of the LTE signal input to the link antenna, there is a disadvantage in that a problem occurs in the 5G service.

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도 2는 종래의 무선 주파수 중계 장치(RF Repeater) 방식에 따른 이중 접속 이중화 중계방식의 일 예시도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이 무선 주파수 중계장치(RF Repeater) 방식에 따른 이중 접속 이중화 중계방식을 구현하기 위하여 링크안테나(200)로부터 수신된 5G 신호 및 LTE 신호를 구분하여 필터링하는 링크방향 다중밴드 멀티플렉서(201), 상향, 하향신호의 LTE “A” 대역 블록(202), 상향, 하향신호의 LTE “B” 대역 블록(206), 상향, 하향신호의 5G 대역 블록(207), 각각의 밴드에서 송수신되는 신호의 디지털 필터 처리부(203), 서비스 방향 다중밴드 멀티플렉서(204), 및 서비스 안테나(205)로 구성된다.2 is an exemplary diagram of a dual access redundant relay method according to a conventional radio frequency repeater (RF Repeater) method.
As shown in FIG. 2, a link-direction multi-band multiplexer that classifies and filters 5G signals and LTE signals received from the link antenna 200 in order to implement a dual access redundancy relay method according to a radio frequency repeater (RF Repeater) method (201), LTE “A” band block 202 of uplink and downlink signals, LTE “B” band block 206 of uplink and downlink signals, 5G band block 207 of uplink and downlink signals, in each band It is composed of a digital filter processing unit 203 of a signal to be transmitted and received, a service direction multi-band multiplexer 204, and a service antenna 205.

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상기의 구현 방식에 따라 중계장치는 듀얼밴드 LTE 신호와 5G 신호를 송수신 서비스가 가능하며, 듀얼밴드 LTE 신호를 이용한 이중 접속 이중화 구현이 가능하므로 안정적인 5G 서비스가 가능하다. 그러나 소규모 인빌딩 음영 지역에 상기의 방식을 적용 하기에는 그 구현의 복잡성 및 경제성이 떨어지며, 보다 경제적이며 안정적인 대체 방안이 필요하다.According to the above-described implementation method, the relay device can transmit/receive a dual band LTE signal and a 5G signal, and a dual connection redundancy using a dual band LTE signal is possible, thereby enabling stable 5G service. However, in order to apply the above method to a small in-building shaded area, the implementation complexity and economy are low, and a more economical and stable alternative is needed.

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특허 번호 제 10-1442588 호{등록일: 2014년 9월 15일}Patent No. 10-1442588 {Registration Date: September 15, 2014}

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 중계장치에 있어서 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 구현을 위하여 선택적 LTE 이중화 방식을 사용하여 소규모 인 빌딩 음영 지역에 사용이 적합하며, LTE 신호의 장애 발생시 이상 검출 및 유휴 대역으로의 자동 전환을 통하여 안정적인 5G 및 LTE 서비스를 제공할 수 있는 5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to meet the above requirements, and is suitable for use in a small in-building shading area by using an optional LTE redundancy scheme to implement dual access redundancy in a 5G NSA network in a relay device. The object of the present invention is to provide a dual access redundant wireless relay device in a 5G NSA network that can provide stable 5G and LTE services through error detection and automatic switching to an idle band when a failure occurs.

본 발명에 따른 5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치는 제1 안테나를 통하여 수신된 고주파 5G 신호 및 주파수 대역이 상이한 다수의 LTE 신호가 포함된 다중 신호를 대역 분리 및 결합하는 제1 다중 대역 멀티플렉서; LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 따라 상기 다중 신호에 포함된 상기 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하는 광대역 LTE 이중 접속 이중화부; 상기 다중 신호에 포함된 상기 고주파 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하고 디지털 필터링한 후, 원래의 고주파 5G 신호로 변환하는 5G 신호 처리부; 및 상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부에 의해 선택된 상기 LTE 신호와 상기 5G 신호 처리부로부터의 상기 고주파 5G 신호를 결합하여 제2 안테나를 통하여 전송하는 제2 다중 대역 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the 5G NSA network according to the present invention, the dual access redundant wireless repeater is a first multi-band multiplexer for band-separating and combining multiple signals including a high-frequency 5G signal received through a first antenna and a plurality of LTE signals having different frequency bands. ; Selecting one of the plurality of LTE signals included in the multiple signals according to the local oscillation frequency for LTE service band setting, and the local oscillation frequency for setting the LTE service band according to the comparison result of the power and the lower threshold of the selected LTE signal Broadband LTE dual access redundancy unit for changing the; A 5G signal processing unit for converting the high frequency 5G signal included in the multiple signals into an intermediate frequency band, digitally filtering, and converting the high frequency 5G signal into an original high frequency 5G signal; And a second multi-band multiplexer which combines the LTE signal selected by the broadband LTE dual access redundancy unit and the high-frequency 5G signal from the 5G signal processing unit and transmits it through a second antenna.

상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부는 상기 다수의 LTE 신호를 저잡음 증폭하는 제1 광대역 저잡음 증폭기; 상기 증폭된 다수의 LTE 대역 신호를 적정 레벨로 제어하는 제1 가변 감쇄기; 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 의해 상기 레벨 제어된 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고 중간 주파수 대역으로 변환하여 출력하는 제1 주파수 하향 변환기; 상기 제1 주파수 하향 변환기의 국부 발진 주파수와 동일한 국부 발진 주파수를 이용하여 상기 디지털 필터링된 중간 주파수 신호를 원래의 고주파 LTE 신호로 변환하는 제1 주파수 상향 변환기; 상기 고주파 LTE 신호를 적정 레벨로 제어하는 제2 가변 감쇄기; 상기 제2 가변 감쇄기로부터의 상기 레벨 제어된 고주파 LTE 신호의 외부 방사를 위한 제1 고출력 증폭기; 및 상기 고주파 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하기 위한 제어 신호를 상기 주파수 하향 변환기 및 상기 주파수 상향 변환기로 출력하는 레벨 검출기를 포함할 수 있다.The broadband LTE dual access redundancy unit comprises: a first broadband low-noise amplifier that amplifies the plurality of LTE signals with low noise; A first variable attenuator that controls the amplified plurality of LTE band signals to an appropriate level; A first frequency down-converter for selecting one of the plurality of LTE signals level-controlled by the local oscillation frequency for setting the LTE service band and converting it to an intermediate frequency band for output; A first frequency upconverter for converting the digitally filtered intermediate frequency signal into an original high frequency LTE signal using a local oscillation frequency equal to the local oscillation frequency of the first frequency downconverter; A second variable attenuator for controlling the high frequency LTE signal to an appropriate level; A first high power amplifier for external radiation of the level controlled high frequency LTE signal from the second variable attenuator; And a level detector outputting a control signal for changing the local oscillation frequency for setting the LTE band to the frequency downconverter and the frequency upconverter according to a result of comparing the power of the high frequency LTE signal with a lower limit threshold.

상기 5G 대역 신호 처리부는 상기 다중 신호에 포함된 상기 5G 신호를 각각 저잡음 증폭하는 제2 광대역 저잡음 증폭기; 상기 증폭된 5G 신호를 적정 레벨로 제어하는 제3 가변 감쇄기; 상기 레벨 제어된 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하여 출력하는 제2 주파수 하향 변환기; 상기 디지털 필터링된 중간 주파수 신호를 원래의 고주파 5G 신호로 변환하는 제2 주파수 상향 변환기; 및 상기 고주파 5G 신호의 외부 방사를 위해 구성된 제2 고출력 증폭기를 포함할 수 있다.The 5G band signal processor may include a second wideband low noise amplifier that amplifies the 5G signals included in the multiple signals, respectively, with low noise; A third variable attenuator that controls the amplified 5G signal to an appropriate level; A second frequency down converter which converts and outputs the level-controlled 5G signal to an intermediate frequency band; A second frequency up-converter for converting the digitally filtered intermediate frequency signal into an original high frequency 5G signal; And a second high power amplifier configured for external radiation of the high frequency 5G signal.

상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수(LO)는 다음 수학식 LO = RF Fc ± IF에 의해 계산될 수 있다.The local oscillation frequency (LO) for setting the LTE service band may be calculated by the following equation LO = RF Fc ± IF.

5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치는 상기 선택된 LTE 신호 및 상기 중간 주파수 5G 신호에 대한 디지털 아날로그 변환 및 필터링를 위해 구성된 디지털 필터를 더 포함할 수 있다.In the 5G NSA network, the dual access redundant wireless relay device may further include a digital filter configured for digital analog conversion and filtering for the selected LTE signal and the intermediate frequency 5G signal.

본 발명은 RF 중계기에 있어서 보다 경제적인 방법으로 안정된 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 제공이 가능하며, 주파수 변경, 재배치에 대응이 가능한 솔루션으로 장비의 효율을 극대화할 수 있다.The present invention can provide dual access redundancy in a stable 5G NSA network in a more economical manner in the RF repeater, and maximize the efficiency of equipment with a solution that can cope with frequency change and relocation.

도 1은 종래의 무선 주파수 중계 장치 방식에 따른 5G, LTE 이중 대역 중계 방식의 일 예시도이다.
도 2는 종래의 무선 주파수 중계 장치 방식에 따른 이중 접속 이중화 중계방식의 일 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 RF 중계 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 레벨 검출기에 의한 LTE 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하는 과정을 설명하는 도면이다. 1 is an exemplary diagram of a 5G, LTE dual band relaying method according to a conventional radio frequency relaying device method.
2 is an exemplary diagram of a dual access redundant relay method according to a conventional radio frequency relay device method.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a dual access redundant RF relay device in a 5G NSA network according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of changing a local oscillation frequency for LTE band setting by the level detector shown in FIG. 3.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 RF 중계 장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a dual access dual RF relay apparatus in a 5G NSA network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 RF 중계 장치의 구성을 나타낸 블럭도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a dual access redundant RF relay device in a 5G NSA network according to the present invention.

본 발명에 따른 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 RF 중계 장치는 제1 다중 대역 멀티플렉서(301), 광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000), 5G 신호 처리부(2000), 및 제2 다중 대역 멀티플렉서(310)를 포함한다.In the 5G NSA network according to the present invention, the dual access dual RF relay device includes a first multi-band multiplexer 301, a broadband LTE dual-access redundancy unit 1000, a 5G signal processing unit 2000, and a second multi-band multiplexer 310 It includes.

제1 다중 대역 멀티플렉서(301)는 링크 안테나로 동작하는 제1 안테나(300)를 통하여 수신된 고주파 5G 신호 및 주파수 대역이 상이한 다수의 LTE 신호가 포함된 다중 신호를 대역 분리 및 결합한다. 도 3에는 LTE 대역이 2개 대역, 즉 LTE 대역 A 및 LTE 대역 B가 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 3개 이상의 LTE 대역이 적용 가능하고 다중 신호는 2개 이상의 LTE 신호를 포함할 수 있다. The first multi-band multiplexer 301 separates and combines multiple signals including a high frequency 5G signal received through the first antenna 300 operating as a link antenna and a plurality of LTE signals having different frequency bands. 3, the LTE band is shown in two bands, that is, LTE band A and LTE band B, but the present invention is not limited to this, and three or more LTE bands are applicable, and multiple signals may include two or more LTE signals. Can.

광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)는 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 따라 상기 다중 신호에 포함된 상기 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경한다. 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수(LO)는 다음 수학식 LO = RF Fc ± IF에 의해 계산된다.The broadband LTE dual access redundancy unit 1000 selects one of the plurality of LTE signals included in the multi-signal according to the local oscillation frequency for LTE service band setting, and compares the power of the selected LTE signal with the lower limit threshold. Accordingly, the local oscillation frequency for setting the LTE service band is changed. The local oscillation frequency (LO) for setting the LTE service band is calculated by the following equation LO = RF Fc ± IF.

상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)는 제1 광대역 저잡음 증폭기(302, 311), 제1 가변 감쇄기(303, 312), 제1 주파수 하향 변환기(304, 313), 주파수 상향 변환기(306, 314), 제1 고출력 증폭기(308, 316), 및 레벨 검출기(309, 317)를 포함한다. The broadband LTE dual access redundancy unit 1000 includes first broadband low noise amplifiers 302 and 311, first variable attenuators 303 and 312, first frequency down converters 304 and 313, and frequency up converters 306 and 314. ), first high power amplifiers 308, 316, and level detectors 309, 317.

제1 광대역 저잡음 증폭기(302, 311)는 상기 다수의 LTE 신호를 저잡음 증폭한다. 제1 가변 감쇄기(303, 312)는 상기 증폭된 다수의 LTE 대역 신호를 적정 레벨로 제어한다.The first wideband low noise amplifiers 302 and 311 amplify the plurality of LTE signals with low noise. The first variable attenuators 303 and 312 control the amplified multiple LTE band signals to an appropriate level.

제1 주파수 하향 변환기(304, 313)는 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 의해 상기 레벨 제어된 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고 중간 주파수 대역으로 변환한다.The first frequency down converters 304 and 313 select one of the plurality of level-controlled LTE signals by the local oscillation frequency for setting the LTE service band and convert it to an intermediate frequency band.

주파수 상향 변환기(306, 314)는 상기 주파수 하향 변환기(304, 313)의 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수와 동일한 국부 발진 주파수를 이용하여 상기 디지털 필터링된 중간 주파수 신호를 원래의 고주파 LTE 신호로 변환한다.The frequency up-converters 306 and 314 convert the digitally filtered intermediate frequency signal to an original high-frequency LTE signal by using the local oscillation frequency equal to the local oscillation frequency for LTE service band setting of the frequency downconverters 304 and 313. do.

제1 고출력 증폭기(308, 316)는 상기 고주파 LTE 신호의 외부 방사를 위해 구성된다.The first high power amplifiers 308 and 316 are configured for external radiation of the high frequency LTE signal.

레벨 검출기(309, 317)는 상기 고주파 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하기 위한 제어 신호를 상기 주파수 하향 변환기(304, 313) 및 상기 주파수 상향 변환기(306, 314)로 출력한다.The level detectors 309 and 317 convert the control signals for changing the local oscillation frequency for the LTE band setting to the frequency down converters 304 and 313 and the frequency up according to the result of comparing the power of the high frequency LTE signal with a lower threshold. Output to converters 306 and 314.

5G 신호 처리부(2000)는 상기 다중 신호에 포함된 상기 고주파 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하고 디지털 필터링한 후, 원래의 고주파 5G 신호로 변환한다.The 5G signal processing unit 2000 converts the high frequency 5G signal included in the multiple signals into an intermediate frequency band, digitally filters it, and then converts the original high frequency 5G signal.

상기 5G 대역 신호 처리부(2000)는 제2 광대역 저잡음 증폭기(402, 411), 제3 가변 감쇄기(403, 412), 제2 주파수 하향 변환기(404, 413), 주파수 상향 변환기(406, 414), 및 제2 고출력 증폭기(408, 416)를 포함한다.The 5G band signal processing unit 2000 includes second broadband low noise amplifiers 402 and 411, third variable attenuators 403 and 412, second frequency down converters 404 and 413, and frequency up converters 406 and 414, And second high power amplifiers 408, 416.

제2 광대역 저잡음 증폭기(402, 411)는 상기 다중 신호에 포함된 상기 5G 신호를 각각 저잡음 증폭한다. 제3 가변 감쇄기(403, 412)는 상기 증폭된 5G 신호를 적정 레벨로 제어한다. 제2 주파수 하향 변환기(404, 413)는 상기 레벨 제어된 5G 대역 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하여 출력한다.The second wideband low-noise amplifiers 402 and 411 amplify the 5G signal included in the multiple signals, respectively. The third variable attenuators 403 and 412 control the amplified 5G signal to an appropriate level. The second frequency down converters 404 and 413 convert and output the level-controlled 5G band signal to an intermediate frequency band.

제2 주파수 상향 변환기(406, 414)는 상기 디지털 필터링된 중간 주파수 신호를 원래의 고주파 5G 신호로 변환한다. 제2 고출력 증폭기(408, 416)는 상기 고주파 5G 신호의 외부 방사를 위해 구성된다. The second frequency upconverters 406 and 414 convert the digitally filtered intermediate frequency signal into an original high frequency 5G signal. The second high power amplifiers 408 and 416 are configured for external radiation of the high frequency 5G signal.

제2 다중 대역 멀티플렉서(310)는 상기 5G 신호 처리부(2000)로부터의 상기 고주파 5G 신호와 상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부에 의해 선택된 상기 LTE 신호를 결합하여 서비스 안테나를 통하여 전송한다.The second multi-band multiplexer 310 combines the high frequency 5G signal from the 5G signal processing unit 2000 and the LTE signal selected by the broadband LTE dual access redundancy unit and transmits it through a service antenna.

디지털 필터(305)는 상기 선택된 LTE 신호 및 상기 중간 주파수 5G 신호에 대한 디지털 아날로그 변환 및 필터링를 위한 구성된다.The digital filter 305 is configured for digital analog conversion and filtering for the selected LTE signal and the intermediate frequency 5G signal.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 RF 중계 장치에 의한 다운링크 중계 방법을 설명한다.Hereinafter, a downlink relaying method by a dual access dual RF relay apparatus in a 5G NSA network according to a first embodiment of the present invention will be described.

링크 안테나로 동작하는 제1 안테나(300)를 통하여 고주파 5G 신호 및 주파수 대역이 상이한 다수의 LTE 신호가 포함된 다운링크 다중 신호가 수신되면, 제1 다중 대역 멀티플렉서(301)는 상기 다운링크 다중 신호를 대역 분리 및 결합한다. 즉, 제1 다중 대역 멀티플렉서(301)는, 다운링크 다중 신호로부터 5G 신호와 주파수 대역이 상이한 다수의 LTE 신호, 예를들면 LTE DL, UL 신호를 분리하며, 특히 LTE 대역 A 신호와 LTE 대역 B 신호를 결합하여 광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)로 전달된다.When a downlink multiplex signal including a high frequency 5G signal and a plurality of LTE signals having different frequency bands is received through the first antenna 300 operating as a link antenna, the first multiband multiplexer 301 receives the downlink multiplexed signal. And separate and combine the bands. That is, the first multi-band multiplexer 301 separates a plurality of LTE signals having different frequency bands from 5G signals from downlink multiple signals, for example, LTE DL and UL signals, particularly LTE band A signal and LTE band B. The signals are combined and transmitted to the broadband LTE dual access redundancy unit 1000.

광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)는 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 따라 상기 다중 신호에 포함된 상기 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경한다. 상세하게는, 먼저 제1 광대역 저잡음 증폭기(302)는 상기 다수의 LTE 신호를 저잡음 증폭하고, 상기 증폭된 다수의 LTE 대역 신호는 제1 가변 감쇄기(303)을 통하여 적정 레벨로 제어되어 중간주파수로 변환하기 위하여 제1 주파수 하향 변환기(304)로 입력되며, 주파수 하향 변환기에 입력된 LTE 대역 A 신호와 LTE 대역 B 신호는 LTE 서비스 대역 설정용 국부발진 주파수에 의하여 선택되며, 선택된 중간 주파수는 디지털 필터(305)에 의하여 대역여파 필터링되며, 제1 주파수 상향 변환기(306)를 통하여 원래의 서비스 주파수, 구체적으로는 고주파 LTE 신호로 변환된다.The broadband LTE dual access redundancy unit 1000 selects one of the plurality of LTE signals included in the multi-signal according to the local oscillation frequency for LTE service band setting, and compares the power of the selected LTE signal with the lower limit threshold. Accordingly, the local oscillation frequency for setting the LTE service band is changed. In detail, first, the first wideband low noise amplifier 302 amplifies the plurality of LTE signals with low noise, and the amplified plurality of LTE band signals are controlled to an appropriate level through the first variable attenuator 303 to an intermediate frequency. For conversion, the first frequency down converter 304 is input, and the LTE band A signal and the LTE band B signal input to the frequency down converter are selected by the local oscillation frequency for LTE service band setting, and the selected intermediate frequency is a digital filter. The band filter is filtered by 305 and is converted to the original service frequency, specifically, a high frequency LTE signal through the first frequency upconverter 306.

특히, 제1 주파수 상향 변환기(306)에 사용되는 국부발진 주파수는, 제1 주파수 하향 변환기(304)에 사용된 동일한 국부 발진 주파수를 사용하게 된다. 주파수 상향 변환된 신호는 제2 가변 감쇄기(307)을 통하여 적정 레벨로 제어되며, 제1 고출력 증폭기(308)를 통하여 최종 증폭되어 레벨 검출부(309)에 검출된다. 구체적으로, 레벨 검출기(309, 317)는 상기 고주파 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하기 위한 제어 신호를 상기 제1주파수 하향 변환기(304) 및 상기 제1 주파수 상향 변환기(306)로 출력하여 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경한다. In particular, the local oscillation frequency used in the first frequency up-converter 306 uses the same local oscillation frequency used in the first frequency down-converter 304. The frequency up-converted signal is controlled to an appropriate level through the second variable attenuator 307, and finally amplified through the first high-power amplifier 308 and detected by the level detector 309. Specifically, the level detectors 309 and 317 convert the control signal for changing the local oscillation frequency for setting the LTE band according to the result of comparing the power of the high-frequency LTE signal with a lower threshold, the first frequency down converter 304 and Output to the first frequency up converter 306 to change the local oscillation frequency for the LTE service band setting.

도 4는 도 3에 도시된 레벨 검출기에 의한 LTE 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하는 과정을 설명하는 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating a process of changing a local oscillation frequency for LTE band setting by the level detector shown in FIG. 3.

본 발명에 따른 이중 접속 이중화 RF 중계 장치는 출하 전 팩토리 설정에 의하여 LTE 대역 A 또는 LTE 대역 B로 설정이 되며, 대역 설정을 위한 레벨 하한 임계치 설정이 된 상태에서 현장에서 수동 변경이 가능하다. LTE 대역 설정은 제1 주파수 하향 변환기(304) 및 제1 주파수 상향 변화기(306)의 국부 발진 주파수(LO: Local Oscillator)에 의하여 설정되며, 아래와 같이 수학식들에 의해 계산된다.The dual access redundant RF relay device according to the present invention is set to LTE band A or LTE band B by factory setting before shipment, and can be manually changed in the field while the level lower limit threshold for band setting is set. The LTE band setting is set by the local oscillator (LO) of the first frequency down converter 304 and the first frequency up converter 306, and is calculated by the following equations.

LTE 대역 A LO = LTE 대역 A RF Fc ± IFLTE band A LO = LTE band A RF Fc ± IF

LTE 대역 B LO = LTE 대역 B RF Fc ± IFLTE band B LO = LTE band B RF Fc ± IF

도 4에 도시된 바와 같이 이중 접속 이중화 동작은 레벨 검출기(309, 317)에 의해 설정된 대역에 대한 레벨 검출로부터 시작이 되며, 설정된 하한 임계치에 도달하면 국부발진 주파수 변경에 의하여 LTE 대역가 변경되어 5G NR 이중 접속이 유지된다.As illustrated in FIG. 4, the dual access redundancy operation starts from level detection for the band set by the level detectors 309 and 317, and when the set lower limit threshold is reached, the LTE band is changed by the local oscillation frequency change to 5G NR Double connections are maintained.

한편, 5G 신호 처리부(2000)는 상기 다중 신호에 포함된 상기 고주파 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하고 디지털 필터링한 후, 원래의 고주파 5G 신호로 변환한다. Meanwhile, the 5G signal processing unit 2000 converts the high frequency 5G signal included in the multiple signals into an intermediate frequency band, digitally filters it, and then converts the original high frequency 5G signal.

제2 다중 대역 멀티 플렉서(310)는 상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)에 의해 선택된 상기 LTE 신호와 상기 5G 신호 처리부(2000)로부터의 상기 고주파 5G 신호를 결합하여 서비스 안테나로 동작하는 제2 안테나(318)를 통하여 전송하며, 제2 다중 대역 멀티 플렉서(310)에서 송수신 분리 및 필터링되어 서비스 안테나(318)를 통하여 서비스 된다.The second multi-band multiplexer 310 combines the LTE signal selected by the broadband LTE dual access redundancy unit 1000 and the high frequency 5G signal from the 5G signal processing unit 2000 to operate as a service antenna. Transmitted through the two antennas 318, separated and filtered by the second multi-band multiplexer 310 and filtered to be serviced through the service antenna 318.

본 발명의 제2 실시예에 따른 5G NSA 네트워크에서 이중 접속 이중화 RF 중계 장치에 의한 업링크 중계 방법은 상기한 제1 실시예에 따른 다운 링크 중계 방법과 동일한 방식으로 역순으로 동작한다.In the 5G NSA network according to the second embodiment of the present invention, the uplink relaying method by the dual access redundant RF relay apparatus operates in the same manner as the downlink relaying method according to the first embodiment described above.

즉, 제1 실시예에 따른 서비스 안테나로 동작하던 제2 안테나(318) 및 링크 안테나로 동작하던 제1 안테나(300)는 제2 실시예에서는 링크 안테나 및 서비스 안테나로서 동작하고 그 상세 설명은 생략한다.That is, the second antenna 318 operating as a service antenna according to the first embodiment and the first antenna 300 operating as a link antenna operate as a link antenna and a service antenna in the second embodiment, and detailed description thereof is omitted. do.

제2 실시예에 따른 제2 다중 대역 멀티플렉서(311) 및 제1 다중 대역 멀티플렉서(301)는 각각 제1 실시예에 따른 제1 다중 대역 멀티플렉서(301)와 제2 다중 대역 멀티플렉서(311)와 동일한 기능을 수행하고 그 상세 설명은 생략한다. The second multi-band multiplexer 311 and the first multi-band multiplexer 301 according to the second embodiment are the same as the first multi-band multiplexer 301 and the second multi-band multiplexer 311 according to the first embodiment, respectively. Perform the function and the detailed description is omitted.

제2 실시예에 따른 상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)의 제1 광대역 저잡음 증폭기(311), 제1 가변 감쇄기(312), 제1 주파수 하향 변환기(313), 주파수 상향 변환기(314), 고출력 증폭기(316), 및 레벨 검출기(317)는 제1 실시예에 따른 상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부(1000)의 제1 광대역 저잡음 증폭기(302), 제1 가변 감쇄기(303), 제1 주파수 하향 변환기(304), 제1 주파수 상향 변환기(306), 제1 고출력 증폭기(308), 및 레벨 검출기(309)와 각각 동일한 기능을 수행하고 그 상세 설명은 생략한다.The first broadband low noise amplifier 311, the first variable attenuator 312, the first frequency down converter 313, the frequency up converter 314 of the broadband LTE dual access redundancy unit 1000 according to the second embodiment, The high output amplifier 316, and the level detector 317 include a first wideband low noise amplifier 302, a first variable attenuator 303, and a first frequency of the broadband LTE dual access redundancy unit 1000 according to the first embodiment. Each of the down converter 304, the first frequency up converter 306, the first high power amplifier 308, and the level detector 309 performs the same function, and a detailed description thereof is omitted.

제2 실시예에 따른 상기 5G 대역 신호 처리부(2000)의 제2 광대역 저잡음 증폭기(411), 제2 가변 감쇄기(412), 제2 주파수 하향 변환기(413), 주파수 상향 변환기(414), 및 제2 고출력 증폭기(416)는 제1 실시예에 따른 상기 5G 대역 신호 처리부(2000)의 제2 광대역 저잡음 증폭기(402), 제3 가변 감쇄기(403), 제2 주파수 하향 변환기(404), 제2 주파수 상향 변환기(406), 및 제2 고출력 증폭기(408)와 각각 동일한 기능을 수행하고 그 상세 설명은 생략한다. The second wideband low noise amplifier 411, the second variable attenuator 412, the second frequency downconverter 413, the frequency upconverter 414, and the second broadband low noise amplifier 411 of the 5G band signal processing unit 2000 according to the second embodiment. 2 High-power amplifier 416 is the second wideband low-noise amplifier 402, the third variable attenuator 403, the second frequency down converter 404, the second of the 5G band signal processing unit 2000 according to the first embodiment The frequency upconverter 406 and the second high power amplifier 408 perform the same function, respectively, and detailed descriptions thereof are omitted.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.On the other hand, in the detailed description of the present invention and the accompanying drawings, specific embodiments have been described, but the present invention is not limited to the disclosed embodiments and the technical spirit of the present invention can be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the scope. Therefore, the scope of the present invention should be construed as being limited to the described embodiments, and should be interpreted as including the claims and equivalents as well as the claims to be described later.

300: 제1 안테나
301: 제1 다중 대역 멀티플렉서
302, 311: 제1 광대역 저잡음 증폭기
303, 312: 제1 가변 감쇄기
304, 313: 제1 주파수 하향 변환기
305: 디지털 필터
306, 314: 제1 주파수 상향 변환기
307, 315: 제1 가변 감쇄기
308, 316: 제1 고출력 증폭기
309, 317: 레벨 검출부
310: 제2 다중 대역 멀티플렉서
318: 제1 안테나
402: 411: 제2 광대역 저잡음 증폭기
403, 412: 제3 가변 감쇄기
404, 413: 제2 주파수 하향 변환기
406, 414: 제2 주파수 상향 변환기
408, 416: 제2 고출력 증폭기
1000: 광대역 LTE 이중 접속 이중화부
2000: 5G 신호 처리부300: first antenna
301: first multi-band multiplexer
302, 311: first broadband low noise amplifier
303, 312: first variable attenuator
304, 313: first frequency down converter
305: digital filter
306, 314: first frequency up converter
307, 315: first variable attenuator
308, 316: first high power amplifier
309, 317: level detection unit
310: second multi-band multiplexer
318: first antenna
402: 411: second broadband low noise amplifier
403, 412: Third variable attenuator
404, 413: Second frequency downconverter
406, 414: second frequency upconverter
408, 416: second high power amplifier
1000: broadband LTE dual access redundancy
2000: 5G signal processing unit

Claims (5)

삭제delete 제1 안테나를 통하여 수신된 고주파 5G 신호 및 주파수 대역이 상이한 다수의 LTE 신호가 포함된 다중 신호를 대역 분리 및 결합하는 제1 다중 대역 멀티플렉서;
LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 따라 상기 다중 신호에 포함된 상기 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하는 광대역 LTE 이중 접속 이중화부;
상기 다중 신호에 포함된 상기 고주파 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하고 디지털 필터링한 후, 원래의 고주파 5G 신호로 변환하는 5G 신호 처리부; 및
상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부에 의해 선택된 상기 LTE 신호와 상기 5G 신호 처리부로부터의 상기 고주파 5G 신호를 결합하여 제2 안테나를 통하여 전송하는 제2 다중 대역 멀티플렉서를 포함하고,
상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부는,
상기 다수의 LTE 신호를 저잡음 증폭하는 제1 광대역 저잡음 증폭기;
상기 증폭된 다수의 LTE 대역 신호를 적정 레벨로 제어하는 제1 가변 감쇄기;
상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 의해 상기 레벨 제어된 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고 중간 주파수 대역으로 변환하여 출력하는 제1 주파수 하향 변환기;
상기 제1 주파수 하향 변환기의 국부 발진 주파수와 동일한 국부 발진 주파수를 이용하여 상기 디지털 필터링된 중간 주파수 신호를 원래의 고주파 LTE 신호로 변환하는 제1 주파수 상향 변환기;
상기 고주파 LTE 신호를 적정 레벨로 제어하는 제2 가변 감쇄기;
상기 제2 가변 감쇄기로부터의 상기 레벨 제어된 고주파 LTE 신호의 외부 방사를 위한 제1 고출력 증폭기; 및
상기 고주파 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하기 위한 제어 신호를 상기 주파수 하향 변환기 및 상기 주파수 상향 변환기로 출력하는 레벨 검출기를 포함하는 5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치.A first multi-band multiplexer for band-separating and combining multiple signals including a plurality of LTE signals having different frequencies and high-frequency 5G signals received through a first antenna;
Selecting one of the plurality of LTE signals included in the multiple signals according to the local oscillation frequency for LTE service band setting, and the local oscillation frequency for setting the LTE service band according to the comparison result of the power and the lower threshold of the selected LTE signal Broadband LTE dual access redundancy unit for changing the;
A 5G signal processing unit for converting the high frequency 5G signal included in the multiple signals into an intermediate frequency band, digitally filtering, and converting the high frequency 5G signal into an original high frequency 5G signal; And
And a second multi-band multiplexer that combines the LTE signal selected by the broadband LTE dual access redundancy unit and the high-frequency 5G signal from the 5G signal processing unit and transmits it through a second antenna.
The broadband LTE dual access redundancy unit,
A first broadband low noise amplifier for amplifying the plurality of LTE signals with low noise;
A first variable attenuator for controlling the amplified plurality of LTE band signals to an appropriate level;
A first frequency down converter which selects one of the plurality of LTE signals whose level is controlled by the local oscillation frequency for setting the LTE service band, converts it into an intermediate frequency band, and outputs it;
A first frequency upconverter for converting the digitally filtered intermediate frequency signal into an original high frequency LTE signal using a local oscillation frequency equal to the local oscillation frequency of the first frequency downconverter;
A second variable attenuator that controls the high frequency LTE signal to an appropriate level;
A first high power amplifier for external radiation of the level controlled high frequency LTE signal from the second variable attenuator; And
5G NSA network including a level detector for outputting a control signal for changing the local oscillation frequency for setting the LTE service band to the frequency downconverter and the frequency upconverter according to a result of comparing the power of the high frequency LTE signal with a lower limit threshold In the dual-connection redundant wireless relay device. 제1 안테나를 통하여 수신된 고주파 5G 신호 및 주파수 대역이 상이한 다수의 LTE 신호가 포함된 다중 신호를 대역 분리 및 결합하는 제1 다중 대역 멀티플렉서;
LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수에 따라 상기 다중 신호에 포함된 상기 다수의 LTE 신호 중 하나를 선택하고, 상기 선택된 LTE 신호의 파워와 하한 임계치의 비교 결과에 따라 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수를 변경하는 광대역 LTE 이중 접속 이중화부;
상기 다중 신호에 포함된 상기 고주파 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하고 디지털 필터링한 후, 원래의 고주파 5G 신호로 변환하는 5G 신호 처리부; 및
상기 광대역 LTE 이중 접속 이중화부에 의해 선택된 상기 LTE 신호와 상기 5G 신호 처리부로부터의 상기 고주파 5G 신호를 결합하여 제2 안테나를 통하여 전송하는 제2 다중 대역 멀티플렉서를 포함하고,
상기 5G 신호 처리부는,
상기 다중 신호에 포함된 상기 5G 신호를 각각 저잡음 증폭하는 제2 광대역 저잡음 증폭기;
상기 증폭된 5G 신호를 적정 레벨로 제어하는 제3 가변 감쇄기;
상기 레벨 제어된 5G 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하여 출력하는 제2 주파수 하향 변환기;
상기 디지털 필터링된 중간 주파수 신호를 원래의 고주파 5G 신호로 변환하는 제2 주파수 상향 변환기; 및
상기 고주파 5G 신호의 외부 방사를 위해 구성된 제2 고출력 증폭기를 포함하는 5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치.A first multi-band multiplexer for band-separating and combining multiple signals including a plurality of LTE signals having different frequencies and high-frequency 5G signals received through a first antenna;
Selecting one of the plurality of LTE signals included in the multiple signals according to the local oscillation frequency for LTE service band setting, and the local oscillation frequency for setting the LTE service band according to the comparison result of the power and the lower threshold of the selected LTE signal Broadband LTE dual access redundancy unit for changing the;
A 5G signal processing unit for converting the high frequency 5G signal included in the multiple signals into an intermediate frequency band, digitally filtering, and converting the high frequency 5G signal into an original high frequency 5G signal; And
And a second multi-band multiplexer that combines the LTE signal selected by the broadband LTE dual access redundancy unit and the high-frequency 5G signal from the 5G signal processing unit and transmits it through a second antenna.
The 5G signal processing unit,
A second wideband low noise amplifier that amplifies the 5G signals included in the multiple signals, respectively, with low noise;
A third variable attenuator that controls the amplified 5G signal to an appropriate level;
A second frequency down converter which converts and outputs the level-controlled 5G signal to an intermediate frequency band;
A second frequency up-converter for converting the digitally filtered intermediate frequency signal into an original high frequency 5G signal; And
A dual access redundant wireless repeater in a 5G NSA network comprising a second high power amplifier configured for external radiation of the high frequency 5G signal. 제2 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 LTE 서비스 대역 설정용 국부 발진 주파수(LO)는 다음 수학식 LO = RF Fc (LTE 서비스 대역 채널의 중심주파수) ± IF (중간주파수)에 의해 계산되는 5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치.The method of claim 2 or 3, wherein the local oscillation frequency (LO) for LTE service band setting is 5G calculated by the following equation LO = RF Fc (center frequency of the LTE service band channel) ± IF (intermediate frequency). Dual-connection redundant wireless relay device in NSA network. 제2 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 선택된 LTE 신호 및 상기 중간 주파수 5G 신호에 대한 디지털 아날로그 변환 및 필터링를 위해 구성된 디지털 필터를 더 포함하는 5G NSA 네크워크에서 이중 접속 이중화 무선 중계 장치.

The dual access redundant wireless relay device in a 5G NSA network according to claim 2 or 3, further comprising a digital filter configured for digital analog conversion and filtering for the selected LTE signal and the intermediate frequency 5G signal.

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