KR102153434B1

KR102153434B1 - 동기 신호를 이용한 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법

Info

Publication number: KR102153434B1
Application number: KR1020190082468A
Authority: KR
Inventors: 김문홍
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2020-09-21
Also published as: EP3998715A4; US20210359748A1; US11637622B2; WO2021006478A1; EP3998715A1

Abstract

본 발명에 따른 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치는 소정 횟수 이상 수신된 동기 신호의 수신 전력 레벨의 평균을 동기신호전력으로 결정하는 동기신호전력산출부와, 상기 동기신호전력을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 따라 하향링크입력전력을 산출하는 하향링크전력산출부와, 상기 산출된 하향링크입력전력을 기초로 무선중계기의 하드웨어 규격 상 하항링크출력전력을 고려하여 무선중계기의 하향링크 이득을 설정하는 하향링크이득설정부를 포함한다.

Description

동기 신호를 이용한 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법{Apparatus for setting gain of a wireless repeater using a synchronous signal and method for the same}

본 발명은 무선중계기(RF repeater)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동기 신호를 이용한 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.

차세대 이동통신 기술인 5G에서는 기존 이동통신대비 차별적인 서비스 제공을 위해 초광대역, 초저지연, 초다중 접속 기술이 요구된다. 구체적으로, 5G 이동통신시스템에서는, 태블릿과 같은 이동 단말에 대해서 어느 곳에서든 UHD(Ultra High Density) 급 콘텐츠 서비스가 보장되는 품질을 제공하여야 하며, 커넥티드 카(Connected Car), 무인자동차 등에 대해 끊김 없는 이동통신서비스를 제공하기 위해서 커버리지 홀(Coverage Hole)을 최소화는 셀 엔지니어링(Cell Engineering)이 요구되고 있다. 또한, Massive IoT 서비스의 다양한 이용 사례(Use Case)를 고려하여, IoT 단말이 적용된 다양한 사이트에 5G 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 이러한 다양한 요구 조건을 고려할 때, 5G 서비스는 실내 및 실외를 포함한 대부분의 영역에서 확산될 것으로 예상된다.

이러한 5G의 무선 통신 방식은 도 1의 (A)에 도시된 바와 같이, 주파수 자원을 이용하여 기지국과 단말간 상호 신호를 각각의 주파수 대역으로 분리하여 전송하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 도 1의 (B)에 도시된 바와 같이, 각각의 시간으로 분리하여 전송하는 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 구분할 수 있다. FDD 방식의 경우 시간 축에서 하향링크(DL)와 상향링크(UL) 신호가 분리되지 않고 일정하게(Constant) 방사되어 상대적으로 전력 검출(Power Detection)이 용이하다. 반면, TDD 방식의 경우, 하향링크(DL)와 상향링크(UL) 신호가 시간 축으로 분리되어 전송되기 때문에 정확한 동기화가 이루어지고, 각 구간의 신호 유지 시간을 알고 있어야만 전력 검출이 가능하여 상대적으로 기술적 난이도가 높다.

5G에서는 표준상으로(3GPP TS38.211) 도 2에 도시된 바와 같이, 64개(0~63)의 슬롯(Slot) 형식이 정의 되었고, 우리나라의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 3.5GHz 대역의 TDD 시간적 분배 구성을 4:1(DDDSU) 구조를 사용하며, S-Slot은 이동통신사업자간 32번 포맷을 공통 사용하는 것으로 법규화 되었다.

종래 이동통신에서는 기지국을 통해 커버리지 내의 양호한 서비스 제공을 목적으로 하나, 커버리지 영역 내의 다양한 지형적 특성, 건물 뒤 이면도로 영역, 건물 안 공간, 지하 공간 등의 영역에서는 기지국 신호가 미약하게 수신되어 서비스 품질의 열화가 발생되며, 이러한 문제를 비용 효율적으로 해소하기 위해 기지국으로부터 받은 신호를 증폭하여 단말에 전송하는 무선중계기(RF Repeater)가 운용되고 있다.

도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, FDD 방식에서 무선중계기는 하향링크(DL) 및 상향링크(UL) 신호를 서로 다른 주파수로 송수신하기 때문에 대역 필터를 이용하여 해당 대역을 용이하게 분리할 수 있다. 하지만, TDD 방식의 경우, 무선중계기는 하향링크(DL) 및 상향링크(UL) 신호 양자 모두 동일한 주파수를 사용하고 시간을 구분하여 송수신하기 때문에 하향링크(DL) 및 상향링크(UL) 신호 대한 정확한 주기 파악을 통한 동기화가 요구된다.

5G 주파수 대역은 기존 2G. 3G, 4G 대역인 800MHz~2.6GHz 대역보다 높은 3.5GHz, 28GHz 고주파 대역으로 상대적으로 전파손실이 증가하게 되어 기존보다 더 많은 서비스 음영 지역이 발생할 것으로 예상된다. 특히, 특히 옥외 NLOS(Non-line-of-sight propagation) 영역의 커버리지 홀(Coverage Hole), 인빌딩(In building), 지하, 지하철 등의 음영 지역이 존재하여, 서비스 품질 열화 가능성이 높다. 그럼에도 불구하고, 고가 및 대형 5G 기지국 장비를 설치하기 어렵고 투자 효율성이 낮아 이를 대체할 수 있는 5G 무선 중계기의 필요성이 더욱 높아질 것으로 예상된다. 또한, 상대적으로 기존 대비 더욱 많은 서비스 품질 저하 영역이 다수 발생할 것으로 인해 5G 무선중계기의 수는 증가할 것으로 예상된다. 이에 따라, 별도 운용자의 설정 없이 시스템 자체적으로 자동으로 설정할 수 있는 기능 개발이 요구된다.

한국공개특허 제10-2006-0019469호, 2006년03월03일 공개 (명칭: 전력 검출기를 이용한 ＴＤＤ 중계 장치 및 링크 제어신호 발생 방법)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 본 발명의 목적은 무선중계기의 이득을 자체적으로 자동으로 설정할 수 있는 장치 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치는 소정 횟수 이상 수신된 동기 신호의 수신 전력 레벨의 평균을 동기신호전력으로 결정하는 동기신호전력산출부와, 상기 동기신호전력을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 따라 하향링크입력전력을 산출하는 하향링크전력산출부와, 상기 산출된 하향링크입력전력을 기초로 무선중계기의 하드웨어 규격 상 하항링크출력전력을 고려하여 무선중계기의 하향링크 이득을 설정하는 하향링크이득설정부를 포함한다.

상기 장치는 상기 설정된 하향링크 이득과 동일하게 상기 무선중계기의 상향링크 이득을 설정하는 상향링크이득설정부를 더 포함한다. 상기 하향링크전력산출부는 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 상기 동기신호전력을 대입하여 데이터채널신호전력을 산출하고, 수학식 P_DL_Input = P_SSB + P_PDSCH에 따라 상기 하향링크입력전력을 산출하며, 상기 P_DL_Input는 하향링크입력전력이고, 상기 P_SSB는 동기신호전력이며, 상기 P_PDSCH는 데이터채널신호전력인 것을 특징으로 한다.

상기 하향링크이득설정부는 수학식 DL_Gain = P_DL_Output - P_DL_Input에 따라 하향링크 이득을 산출하며, 상기 DL_Gain는 하향링크 이득이고, 상기 P_DL_Output은 하항링크출력전력이고, 상기 P_DL_Input은 하향링크입력전력이며, 상기 하항링크출력전력은 하드웨어 규격에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 동기 신호는 SSB(Synchronization Signal Block) 신호인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법은 동기신호전력산출부가 소정 횟수 이상 수신된 동기 신호의 수신 전력 레벨의 평균을 동기신호전력으로 결정하는 단계와, 하향링크전력산출부가 상기 동기신호전력을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 따라 하향링크입력전력을 산출하는 단계와, 하향링크이득설정부가 상기 산출된 하향링크입력전력을 기초로 무선중계기의 하드웨어 규격 상 하항링크출력전력을 고려하여 무선중계기의 하향링크 이득을 설정하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 상향링크이득설정부가 상기 설정된 하향링크 이득과 동일하게 상기 무선중계기의 상향링크 이득을 설정하는 단계를 더 포함한다.

상기 하향링크입력전력을 산출하는 단계는 상기 하향링크전력산출부가 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 상기 동기신호전력을 대입하여 데이터채널신호전력을 산출하는 단계와, 상기 하향링크전력산출부가 수학식 P_DL_Input = P_SSB + P_PDSCH에 따라 상기 하향링크입력전력을 산출하는 단계;를 포함하며, 상기 P_DL_Input는 하향링크입력전력이고, 상기 P_SSB는 동기신호전력이며, 상기 P_PDSCH는 데이터채널신호전력인 것을 특징으로 한다.

상기 하향링크 이득을 설정하는 단계는 상기 하향링크이득설정부가 수학식 DL_Gain = P_DL_Output - P_DL_Input에 따라 하향링크 이득을 산출하는 단계;를 포함하며, 상기 DL_Gain는 하향링크 이득이고, 상기 P_DL_Output은 하항링크출력전력이고, 상기 P_DL_Input은 하향링크입력전력이며, 상기 하항링크출력전력은 하드웨어 규격에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기지국이 전송하는 동기 신호, 즉, SSB를 기반으로 하향링크 시스템 이득(DL System Gain) 및 상향링크 시스템 이득(UL System Gain)을 자동으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 운영자가 중계기에 대한 이득 설정을 수동으로 할 필요가 없기 때문에 음영 지역을 대비한 네트워크 구축을 원활하게 수행할 수 있으며, 운영 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 이동통신시스템에서의 기지국과 단말간 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 전송 리소스 중 64개의 슬롯 형식을 도시한 도면이다.
도 3은 3.5GHz 대역의 TDD 시간적 분배 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 이동통신시스템에서의 통신 방식에 따른 중계기의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예가 적용되는 이동통신시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 FDD 방식과 TDD 방식에서 신호 레벨을 검출하는 방법을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 사용되는 동기 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력을 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선중계기(12)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 동기 신호를 이용한 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 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.

먼저, 본 발명의 실시예가 적용되는 이동통신시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예가 적용되는 이동통신시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 6 및 도 7은 FDD 방식과 TDD 방식에서 신호 레벨을 검출하는 방법을 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에서 사용되는 동기 신호를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전력을 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템은 기지국(11), 무선중계기(12) 및 단말(13)을 포함한다. 여기서, 무선중계기(12)와 기지국(11) 및 이동 단말(13) 간의 연결은 무선 통신으로 이루어진다.

특히, 무선중계기(12)는 NLOS(Non-line-of-sight propagation) 영역의 커버리지 홀(Coverage Hole), 인빌딩(In building), 지하, 지하철 등의 음영 지역에 설치된다. 하향링크(DL: Down Link) 신호는 기지국(11)으로부터 이동 단말(13)을 향해 전송되는 무선 신호를 의미하며, 상향링크(UL: Up Link) 신호는 단말(13)로부터 기지국(11)을 향해 전송되는 무선 신호를 의미한다. 무선중계기(12)는 기지국(11)이 전송하는 신호인 하향링크(DL) 신호를 수신하여 증폭 후, 단말(13)로 전송한다. 또한, 단말(13)이 전송한 상향링크(UL) 신호를 수신하여 증폭 후 기지국(11)으로 전달한다.

한편, 일반적인 FDD 방식의 경우, 도 6의 (e)에 도시된 바와 같이, 기지국(11)이 전송하는 신호인 하향링크(DL) 신호 및 단말(13)이 전송하는 신호인 상향링크(UL) 신호가 주파수 대역으로 구분되어 시간 축으로 일정하게 송출된다.

이러한 FDD 방식에서, 도 6의 (f)에 도시된 바와 같이, 신호 레벨이 일정(60)하기 때문에 무선중계기(12)는 상대적으로 높은 기지국 입력 신호를 검출하여 평균 전력, 피크 전력 등을 검출할 수 있다. 이를 기반으로 무선 경로(RF Path)의 적정 감쇠(Attenuation)값을 도출하고, 시스템 이득을 결정하여 하향링크 최대 전력을 설정할 수 있다. 상향링크의 경우, 하향링크 감쇠값을 기초로 하향링크와 동일한 이득을 설정함으로써, 하향링크 및 상향링크 이득을 동일하게 설정할 수 있다.

반면, 5G의 경우 데이터 트래픽 중 하향링크 트래픽이 많기 때문에 TDD로 표준이 정립되어 상용화되고 있다. TDD 방식의 경우, 도 7의 (g)에 도시된 바와 같이, 하향링크(DL) 신호와 상향링크(UL) 신호는 동일한 주파수를 사용하며, 시간 축 상에서 분리된다. 이러한 TDD 방식의 경우, 도 7의 (g)에 도시된 바와 같이, 그 신호 레벨이 일정하지 않다(70). 즉, 하향링크 신호의 세기는 상대적으로 크고, 가드 대역의 신호는 없으며, 상향링크 신호의 세기는 상대적으로 작다. 이러한 순시적 신호의 변화로 인해 일반적인 전력 검출 방식으로 5G 기지국 신호 검출이 불가하기 때문에 무선중계기의 이득 설정(Gain Set-up)이 FDD 방식 대비 난이 하다.

한편, 5G에서, 기지국(11)과 단말(13) 간 호 접속을 위해 기지국(11)과 단말(13) 간 상호 동기화가 필수적으로 요구된다. 이를 위해 기지국(11)은 동기 신호, 즉, SSB(Synchronization Signal Block) 신호를 주기적으로 전송한다. 이러한 SSB 신호는 트래픽 상황과 무관하게 전송 시, 신호 레벨이 항상 일정하게 유지된다. SSB는 도 8에 도시된 바와 같이, PSS(Primary Synchronization Signal), SSS(Secondary Synchronization Signal) 및 PBCH(Physical Broadcast Channel)를 포함한다. 단말(13)은 SSB를 수신하면, 수신된 SSB 중 1차로 PSS(Primary Synchronization Signal), 2차로 SSS(Secondary Synchronization Signal)를 이용하여 프레임/심볼(Frame/Symbol) 단위 타이밍 동기화, 주파수 동기화, 셀 식별자(Cell ID) 검출 등을 수행한다. 기지국(11)은 매 슬롯(Slot) 마다 기지국(11)과 단말(13)간 기본적인 동기화를 위한 필수적인 제어 신호로 SSB를 전송하며, 이러한 SSB를 통해 기지국(11)과 단말(13) 간 연동을 위한 가장 기초적인 호 접속 절차가 이루어진다. 한편, SSB 이외의 나머지 리소스는 데이터 채널 신호로 할당되며 단말(13)의 트래픽 부하(Traffic Load)에 따라 리소스(Resource)가 할당되거나, 할당되지 않을 수 있다. 더욱이, 리소스가 할당될 경우에도 단말(13)의 무선환경 변화에 따라 전력 제어(Power Control)가 진행되어 특정 시간에 순시적인 전력 검출(Power Detection)이 어렵다.

따라서 본 발명은 무선중계기의 이득 설정(Gain Set-up)을 위해 기지국이 전송하는 동기 신호를 이용한다. 구체적으로 설명하면, 기지국(11)과 무선으로 연동되는 무선중계기(12)의 하향링크 적정 출력 전력 설정을 위해서는 기지국(11)으로부터 입력 받은 신호에 대한 정확한 측정이 필수적이다. 동기 신호인 SSB 신호는 신호 레벨이 주기적으로 전송되며 일정 레벨 수준을 지속적으로 유지하기 때문에 정확한 측정이 가능하지만, 데이터 채널 신호의 경우, 트래픽에 따른 출력 변화가 있기 때문에 정확한 측정은 불가능하다. 따라서 무선중계기(12)는 이득 설정(Gain Set-up)을 위해 기지국(11)이 주기적으로 일정한 레벨로 전송되는 동기 신호, 즉, SSB 신호를 이용한다.

도 9를 참조하면, SSB 신호가 방사되는 순시적 시간의 하항링크입력전력(P_DL_Input)은 다음의 수학식 1과 같이 동기 신호(SSB) 전력과 데이터 채널 신호 전력의 합으로 구성된다.

[수학식 1]

P_DL_Input = P_SSB + P_PDSCH

여기서, P_DL_Input는 하항링크입력전력이며, SSB 신호가 방사되는 순시적 시간의 최대 하향링크 전력을 나타내며, 중계기(12)에 입력되는 신호의 전력을 추정하기 위한 값이다. P_SSB는 SSB 신호가 방사되는 순시적 시간의 SSB의 전력인 동기신호전력을 나타낸다. 그리고, P_PDSCH는 SSB 신호가 방사되는 순시적 시간의 데이터 채널 신호(PDSCH)의 전력인 데이터채널신호전력을 의미한다. 또한, 기지국(11)은 각 물리적 채널의 전력의 비율을 설정할 수 있으며 동기신호전력(P_SSB) 대비 데이터채널신호전력(P_PDSCH)의 상대적인 비율을 나타내는 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)을 설정하여 사용한다. 예컨대, 기지국은 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)을 파라미터를 통해 1 대 9로 설정할 수 있다(P_SSB: P_PDSCH = 10% : 90% = 1:9). 기지국(11)은 상위 계층 신호를 통해 무선중계기(12)로 이러한 비율을 제공할 수 있다.

무선중계기(12)는 기지국(11)이 주기적으로 일정한 레벨로 전송되는 동기 신호, 즉, SSB 신호를 통해 동기신호전력(P_SSB)을 측정한다. 그리고 무선중계기(12)는 동기신호전력(P_SSB)을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)에 따라 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 도출하고, 수학식 1에 따라 동기신호전력(P_SSB)과 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 합산하여 하향링크입력전력(P_DL_Input)을 도출해 무선중계기(12)의 적정 하향링크 이득을 자동으로 설정한다.

그러면, 본 발명의 실시예에 따른 무선중계기(12)의 구성에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선중계기(12)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선중계기(12)는 통신부(110), 동기신호전력산출부(120), 하향링크전력산출부(130), 하향링크이득설정부(140) 및 상향링크이득설정부(150)를 포함한다.

통신부(110)는 기지국(11)과 단말(13) 간의 통신을 위한 것이며, TDD 방식으로 동작된다. 특히, 통신부(110)는 기지국(11)으로부터 전송되는 동기 신호, 즉, SSB 신호를 검출하여 제공할 수 있다.

동기신호전력산출부(120)는 동기신호전력(P_SSB)을 산출하기 위한 것이다. 동기신호전력산출부(120)는 통신부(110)로부터 주기적으로 전송되는 동기 신호(SSB)를 소정 횟수 이상 제공 받고, 해당 동기 신호(SSB)의 평균 수신 전력 레벨을 산출한다. 즉, 동기신호전력산출부(120)는 동기 신호를 n 번 수신한 후, 수신된 동기 신호의 전력을 n 번 측정하고, 측정된 동기 신호의 전력의 평균을 동기신호전력(P_SSB)으로 산출한다. 예컨대, 동기신호전력(P_SSB)은 -50dBm(10^-5 mW)가 될 수 있다.

하향링크전력산출부(130)는 하향링크입력전력(P_DL_Input)을 산출하기 위한 것이다. 전술한 바와 같이, 기지국(11)은 기지국은 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)을 설정하여 사용한다. 따라서 하향링크전력산출부(130)는 동기신호전력(P_SSB)을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)에 따라 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 산출할 수 있다. 이어서, 하향링크전력산출부(130)는 수학식 1에 따라 동기신호전력(P_SSB)과 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 합산하여 하향링크입력전력(P_DL_Input)을 산출한다. 예컨대, 동기 신호(SSB)의 평균 수신 전력 레벨, 즉, 동기신호전력(P_SSB)이 10^-5 mW이고, 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)이 1: 9라고 가정하면, 하향링크전력산출부(130)는 다음과 같이 하향링크입력전력(P_DL_Input)을 구할 수 있다. 하향링크입력전력(P_DL_Input) = 1 x 동기신호전력(P_SSB) + 9 x 동기신호전력(P_SSB) = 1 x 10^-5 mW + 9 x 10^-5 mW = 10^-4 mW (-40dBm). 여기서, 9 x 동기신호전력(P_SSB) = 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 의미한다.

하향링크이득설정부(140)는 하향링크 시스템 이득(DL System Gain: DL_Gain)을 구하기 위한 것이다. 하향링크이득설정부(140)는 중계장치는 하드웨어(H/W)상 구현된 최대 하향링크 출력 전력인 하항링크출력전력(P_DL_Output) 및 산출된 하향링크입력전력(P_DL_Input)의 차를 산출하여 하향링크 시스템 이득(DL System Gain)을 자동으로 설정한다. 즉, 중계장치는 다음의 수학식 2에 따라 하향링크 시스템 이득(DL System Gain)을 구할 수 있다.

[수학식 2]

DL_Gain = P_DL_Output - P_DL_Input

여기서, DL_Gain은 하향링크 시스템 이득을 나타낸다. 또한, P_DL_Output는 하드웨어(H/W)상 구현된 최대 하향링크 출력 전력인 하항링크출력전력을 나타낸다. 즉, 하항링크출력전력(P_DL_Output)은 하드웨어 규격에 따라 결정된다. 그리고 P_DL_Input은 앞서 산출된 하향링크입력전력을 나타낸다.

만약, 하드웨어상 구현된 하항링크출력전력(P_DL_Output)이 +30dBm라고 가정하면, 수학식 2에 따라 하향링크 시스템 이득(DL_Gain)은 +30dBm - (-40dBm) = +70dB가 된다.

상향링크이득설정부(150)는 상향링크 시스템 이득(UL System Gain)을 설정하기 위한 것이다. 무선중계기(12)는 TDD를 사용하며, TDD의 경우, 상향링크 시스템 이득(UL System Gain)을 하향링크 시스템 이득(DL System Gain)과 동일하게 설정한다. 즉, TDD의 경우, 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수를 사용하기 때문에 동일한 경로 손실(Pathloss)이 발생한다. 따라서 상향링크이득설정부(150)는 상향링크 시스템 이득(UL System Gain)과 하향링크 시스템 이득(DL System Gain)을 동일하게 설정할 수 있다. 예컨대, 상향링크이득설정부(150)는 상향링크 시스템 이득을 UL_Gain = DL_Gain = +70dB와 같이 설정할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 동기 신호를 이용한 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 동기 신호를 이용한 무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 무선중계기(12)는 S110 단계에서 기지국(11)이 설정한 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)을 저장한 상태라고 가정한다.

무선중계기(12)의 동기신호전력산출부(120)는 S120 단계에서 통신부(110)로부터 주기적으로 전송되는 동기 신호(SSB)를 소정 횟수 이상 제공 받고, 해당 동기 신호(SSB)의 평균 수신 전력 레벨을 산출하여 동기신호전력(P_SSB)으로 결정한다. 예를 들면, 동기신호전력산출부(120)는 동기 신호를 n 번 수신한 후, 수신된 동기 신호의 전력을 n 번 측정하고, 측정된 동기 신호의 전력의 평균을 동기신호전력(P_SSB)으로 결정한다. 일례로, 동기신호전력(P_SSB)은 -50dBm(10^-5 mW)가 될 수 있다.

다음으로, 무선중계기(12)의 하향링크전력산출부(130)는 S130 단계에서 앞서(S120) 산출된 동기신호전력(P_SSB)을 기초로 앞서(S110) 저장된 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)에 따라 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 산출하고, 수학식 1에 따라 동기신호전력(P_SSB)과 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 합산하여 하향링크입력전력(P_DL_Input)을 산출한다. 예컨대, 동기 신호(SSB)의 평균 수신 전력 레벨, 즉, 동기신호전력(P_SSB)이 10^-5 mW이고, 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율(P_SSB: P_PDSCH)이 1: 9라고 가정하면, 하향링크전력산출부(130)는 하향링크입력전력(P_DL_Input) = 1 x 동기신호전력(P_SSB) + 9 x 동기신호전력(P_SSB) = 1 x 10^-5 mW + 9 x 10^-5 mW = 10^-4 mW (-40dBm). 여기서, 9 x 동기신호전력(P_SSB) = 데이터채널신호전력(P_PDSCH)을 의미한다.

하향링크이득설정부(140)는 S140 단계에서 수학식 2에 따라 하드웨어(H/W)상 구현된 하항링크출력전력(P_DL_Output) 및 앞서(S130) 산출된 하향링크입력전력(P_DL_Input)의 차를 산출하여 하향링크 시스템 이득(DL System Gain)을 자동으로 설정한다. 예를 들면, 하드웨어상 구현된 하항링크출력전력(P_DL_Output)이 +30dBm라고 가정하면, 수학식 2에 따라 하향링크 시스템 이득(DL_Gain)은 +30dBm - (-40dBm) = +70dB가 된다.

상향링크이득설정부(150)는 S150 단계에서 따라서 상향링크이득설정부(150)는 상향링크 시스템 이득(UL System Gain)과 하향링크 시스템 이득(DL System Gain)을 동일하게 설정한다. 이는 TDD의 경우, 상향링크와 하향링크가 동일한 주파수를 사용하기 때문에 동일한 경로 손실(Pathloss)이 발생하기 때문이다. 예컨대, 상향링크이득설정부(150)는 상향링크 시스템 이득을 UL_Gain = DL_Gain = +70dB와 같이 설정할 수 있다.

본 발명에 따른 무선중계기는 기지국이 전송하는 동기 신호, 즉, SSB를 기반으로 하향링크 시스템 이득(DL System Gain) 및 상향링크 시스템 이득(UL System Gain)을 자동으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 운영자가 중계기에 대한 이득 설정을 수동으로 할 필요가 없기 때문에 음영 지역을 대비한 네트워크 구축을 원활하게 수행할 수 있다.

11: 기지국 12: 무선중계기
13: 이동 단말 110: 통신부
120: 동기신호전력산출부 130: 하향링크전력산출부
140: 하향링크이득설정부 150: 상향링크이득설정부

Claims

소정 횟수 이상 수신된 동기 신호의 수신 전력 레벨의 평균을 동기신호전력으로 결정하는 동기신호전력산출부;
상기 동기신호전력을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 따라 하향링크입력전력을 산출하는 하향링크전력산출부; 및
하드웨어 규격에 따라 결정되는 하향링크출력전력에서 상기 산출된 하향링크입력전력을 차감하여 하향링크 이득을 산출하며, 상기 하향링크 이득을 설정하는 하향링크이득설정부;를 포함하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는
상기 설정된 하향링크 이득과 동일하게 상기 무선중계기의 상향링크 이득을 설정하는 상향링크이득설정부;를 더 포함하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 하향링크전력산출부는
동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 상기 동기신호전력을 대입하여 데이터채널신호전력을 산출하고,
수학식 P_DL_Input = P_SSB + P_PDSCH에 따라 상기 하향링크입력전력을 산출하며,
상기 P_DL_Input는 하향링크입력전력이고,
상기 P_SSB는 동기신호전력이며,
상기 P_PDSCH는 데이터채널신호전력인 것을 특징으로 하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 동기 신호는 SSB(Synchronization Signal Block) 신호인 것을 특징으로 하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 장치.
◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

동기신호전력산출부가 소정 횟수 이상 수신된 동기 신호의 수신 전력 레벨의 평균을 동기신호전력으로 결정하는 단계;
하향링크전력산출부가 상기 동기신호전력을 기초로 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 따라 하향링크입력전력을 산출하는 단계;
하향링크이득설정부가 하드웨어 규격에 따라 결정되는 하향링크출력전력에서 상기 산출된 하향링크입력전력을 차감하여 하향링크 이득을 산출하며, 상기 하향링크 이득을 설정하는 단계;를 포함하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제6항에 있어서,
상기 방법은
상향링크이득설정부가 상기 설정된 하향링크 이득과 동일하게 상기 무선중계기의 상향링크 이득을 설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제6항에 있어서,
상기 하향링크입력전력을 산출하는 단계는
상기 하향링크전력산출부가 동기신호전력 대 데이터채널신호전력 비율에 상기 동기신호전력을 대입하여 데이터채널신호전력을 산출하는 단계;
상기 하향링크전력산출부가 수학식 P_DL_Input = P_SSB + P_PDSCH에 따라 상기 하향링크입력전력을 산출하는 단계;를 포함하며,
상기 P_DL_Input는 하향링크입력전력이고,
상기 P_SSB는 동기신호전력이며,
상기 P_PDSCH는 데이터채널신호전력인 것을 특징으로 하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법.
삭제
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제6항에 있어서,
상기 동기 신호는 SSB(Synchronization Signal Block) 신호인 것을 특징으로 하는
무선중계기의 이득을 설정하기 위한 방법.