KR102335629B1 - 통신 신호 보상기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 통신 신호의 송수신 감도를 높이기 위한 것으로, 통신 신호를 송수신하는 송수신부, 송수신부로부터 수신된 통신 신호의 파워 레벨을 검출하는 검출부, 검출된 파워 레벨에 기초하여 통신 신호의 주파수 대역을 결정하는 대역 설정부, 결정된 주파수 대역 및 통신 신호의 파형에 기초하여 출력 대역을 결정하는 출력 설정부, 결정된 주파수 대역이 TDD(Time Division Duplex) 방식을 이용하는 주파수 대역이면 업링크 신호를 감지하는 피크 검출부 및 업링크 신호의 감지 결과에 따라 업링크 신호 라인을 연결하거나 다운링크 신호 라인을 연결하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

통신 신호 보상기{Compensator of communication signal}

본 발명은 차량 내부에 위치하는 무선 통신 장치의 신호 감도를 향상시키는 통신 신호 보상기에 관한 것이다.

최근에는 고층 건물이 발달되고, 실내 공간이 날로 복잡해짐에 따라 무선통신 시스템에서 전파환경이 열악한 음영지역이 건물 내부 곳곳에 발생하게 되었다. 또한, 차량이나 엘리베이터 등은 전반적으로 금속으로 이루어져 있어, 차량 또는 엘리베이터 등을 관통해야 하는 경우 전파의 송수신율이 저하된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서 통신 신호 보상기를 이용하여 열악한 전파환경을 개선하였다. 예를 들어, 건물이나 차량 외부에 안테나를 설치하고, 이 안테나를 건물이나 차량 내부에 설치된 안테나에 연결함으로써 음영지역의 전파환경을 개선할 수 있다. 이 때, 차량 내부에는 적어도 하나 이상의 안테나가 존재할 수도 있다. 차량 내부에 복수개의 안테나가 존재하는 경우에는 통신 신호 보상기가 복수개의 안테나 중 어느 하나와 연결되어 무선 통신 장치에서 송수신되는 신호의 감도를 향상시킬 수 있다.

다만, 통신 신호 보상기가 복수개의 안테나 중 어느 하나와 연결되면 이후 전파환경이 변경되더라도 변경된 전파환경을 반영하지 못하는 한계가 존재한다.

본 발명은 실시간으로 신호의 크기를 검출하여 최적의 신호감도를 갖는 안테나를 통해 통신 신호를 수신하는 연결 장치 및 연결 장치를 포함하는 통신 신호 보상기를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 복수의 안테나와 통신 신호 보상기를 연결하는 연결 장치는 복수의 안테나 각각에 연결되는 복수의 안테나 스위치, 안테나 스위치를 통해 복수의 안테나 중 어느 하나에 연결되고, 연결된 안테나로 수신되는 통신 신호를 전달 받아 신호가 증폭되도록 통신 신호 보상기로 전달하는 연결 스위치 및 복수의 안테나 각각에 소정 주기로 연결되고, 각 주기마다 연결된 안테나로 수신되는 통신 신호를 전달 받아, 통신 신호의 크기가 검출되도록 통신 신호 보상기로 전달하는 검출 스위치를 포함할 수 있다.

연결 스위치는 복수의 안테나 스위치 중 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 전달하는 안테나 스위치에 연결될 수 있다.

연결 스위치와 연결된 커플러 및 검출 스위치 중 어느 하나에 연결되는 선택 스위치를 더 포함할 수 있다.

선택 스위치는 통신 신호 보상기에 포함된 신호의 크기를 검출하는 검출부에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 복수의 안테나 각각에 연결되는 복수의 안테나 스위치, 안테나 스위치를 통해 복수의 안테나 중 제1 안테나에 연결되는 연결 스위치, 복수의 안테나 중 제1 안테나를 제외한 나머지 안테나에 순차적으로 연결되고, 연결된 각각의 안테나를 통해 수신되는 통신 신호를 전달 받아 검출부로 전달하는 검출 스위치, 연결 스위치와 연결된 커플러 및 검출 스위치 중 어느 하나에 연결되는 선택 스위치, 선택 스위치를 통해 전달되는 통신 신호의 크기를 검출하는 검출부 및 검출부를 통해 검출된 신호의 크기에 기초하여 복수의 안테나 중 어느 하나가 연결 스위치와 연결되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

제어부는 검출부를 통해 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 획득하고, 획득된 통신 신호에 대응하는 안테나에 연결 스위치가 연결되도록 복수의 안테나 스위치 및 연결 스위치를 제어할 수 있다.

제어부는 제1 안테나를 통해 수신된 통신 신호의 크기 보다 복수의 안테나 중 제2 안테나를 통해 수신된 통신 신호의 크기가 크면 제2 안테나에 연결 스위치가 연결되도록 제어할 수 있다.

선택 스위치는 제1 안테나를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하는 경우 커플러에 연결되고, 복수의 안테나 중 제1 안테나를 제외한 나머지 안테나를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하는 경우 검출 스위치에 연결될 수 있다.

검출부는 복수개의 대역 통과 필터와, 검출부로 전달된 통신 신호를 복수개의 대역 통과 필터 중 어느 하나로 통과시키는 스위치, 및 어느 하나의 대역 통과 필터를 통과하는 통신 신호의 크기를 검출하는 파워 검출소자를 포함할 수 있다.

검출부에 검출된 신호의 크기에 기초하여 통신 신호의 주파수 대역을 결정하는 대역 설정부 및 결정된 주파수 대역 및 통신 신호의 파형에 기초하여 출력 대역을 결정하는 출력 설정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 다중포트 안테나 또는 복수개의 안테나에서 하나를 선택하여 통신 신호를 수신하면서, 동시에 다른 안테나를 실시간으로 확인함으로써 통신 상태의 변화를 실시간으로 검출할 수 있고, 현재 통신 상태에 따른 최적의 통신 신호를 수신할 수 있는 이점이 있다.

이에 따라, 사용자 장치가 핸드오버되는 경우나 사용자 장치의 위치가 변경되는 경우 등 실시간으로 통신 신호를 최적으로 수신하기 위한 안테나를 검출하여 대응할 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 통신 신호 보상기가 사용되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤크 안테나와, 통신 신호 보상기 및 커플링 안테나의 위치를 나타내는 예시 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기의 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식을 지원하는 통신 신호 보상기의 회로도이다.
도 7는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 커플링 안테나를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 커플링 안테나를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신 신호 보상기를 나타내는 회로도이다.
도 10은 도 9에 도시된 연결 장치를 확대 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신 신호 보상기가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신 신호 보상기를 나타내는 회로도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신 신호 보상기가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 이하에서 언급된 '연결된다'는 것은 각 구성요소가 직접적으로 연결된 것뿐만 아니라, 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결된 것을 포함하는 의미로 해석되어야 한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 통신 신호 보상기가 사용되는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통신 신호 보상기(Compensator)는 자동차(1)의 내부에 위치할 수 있고, 자동차(1) 내부에 위치한 통신 장치에서 송수신되는 통신 신호를 증폭시킬 수 있다. 자동차(1)의 내부에 통신 신호 보상기가 위치할 경우 통신 신호의 송수신 강도는 자동차(1)의 내부에 통신 신호 보상기가 위치하지 않을 경우 통신 신호의 송수신 강도 보다 높을 수 있다.

여기서, 통신 장치는 스마트 폰(smart phone)과 같은 이동 단말기를 포함할 수 있다. 통신 장치의 일 예로, 단말 장치, 터미널(Terminal), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D 장치(Device-to-Device) 장치를 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시에 불과하므로 상술한 예시들 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 또는 향후 개발될 데이터 또는 신호 전송이 가능한 모든 장치를 포함하는 개념으로 해석되어야 한다.

통신 신호는 통신 장치가 다른 통신 장치와 송수신하는 신호를 의미하는 것으로, 자동차(1) 내부에 위치한 통신 장치에서 다른 장치로 전송되는 업링크(Uplink) 신호와, 다른 통신 장치로부터 자동차(1) 내부에 위치한 통신 장치로 수신되는 다운링크(Downlink) 신호를 포함할 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 자동차(1)는 예시적인 것에 불과하고, 통신 신호 보상기는 고층 건물 내부, 엘리베이터 등과 같은 신호의 송수신 강도가 낮은 곳에 위치하여, 통신 장치에서 송수신되는 통신 신호의 강도를 증폭시킬 수 있다. 즉, 통신 신호 보상기는 장애물에 의해 송수신 강도가 낮은 장소에 설치될 수 있다.

자동차(1)나 건물 내부에 위치하는 통신 장치는 기지국에서 송신한 전파가 건물에 부딪히거나 자동차(1)의 외관을 이루는 금속에 차폐되어 전파 송수신율이 현저히 저하될 수 있다. 이렇게 부분적으로 전파가 전달되지 않는 곳을 음영지역이라고 할 수 있고, 음영지역에는 전파 송수신율을 높이기 위한 적어도 하나 이상의 안테나가 구비될 수 있다.

예를 들어, 자동차(1)의 외부에는 샤크 안테나(shark antenna)가 구비되고, 자동차(1)의 내부에는 커플링 안테나가 구비될 수 있다.

만약, 통신 신호 보상기가 자동차(1) 내부에 위치하는 경우 통신 신호 보상기는 자동차(1) 외부에 장착되는 샤크 안테나와 자동차(1) 내부에 장착되는 커플링 안테나 사이에 위치하며, 샤크 안테나와 커플링 안테나에 연결될 수 있다.

통신 신호 보상기는 다운링크 신호와 같은 외부로부터 수신되는 통신 신호를 샤크 안테나로부터 받아 증폭시킨 다음 커플링 안테나를 통하여 통신 장치로 신호를 전달할 수 있다. 또한, 통신 신호 보상기는 업링크 신호와 같은 통신 장치에서 발생한 신호를 커플링 안테나로부터 받아서 증폭시킨 다음 샤크 안테나를 통해 기지국으로 전달할 수 있다. 이 때, 통신 신호 보상기는 샤크 안테나로부터의 선로 손실과, 커플링 안테나와 통신 장치 사이의 커플링 손실을 보상해줄 수 있으며, 업링크 신호와 다운링크 신호를 동시에 증폭시켜주는 양방향 증폭기 역할을 수행할 수 있다.

한편, 커플링 안테나는 전자기파를 이용하여 신호를 송수신하기 때문에 주변 기기에 영향을 많이 받을 수 있다. 따라서, 주변의 다른 기기와의 관계를 고려하여 다른 기기에 영향을 적게 미치는 위치에 커플링 안테나가 구비될 수 있다. 또한, 커플링 안테나가 통신 장치로부터 너무 멀리 위치하면 커플링 안테나의 성능 저하 문제도 발생하는 바, 통신 장치와의 거리를 좁히면서 주변기기의 영향을 최소화 할 수 있는 위치가 요구될 수 있다.

일 예로, 커플링 안테나는 자동차(1) 내부에 구비된 무선 충전 장치에 위치될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 커플링 안테나의 위치는 제한되지 않는다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 통신 신호 보상기는 무선 충전 장치에 위치될 수 있다.

무선 충전 장치는 무선 충전 방식으로 통신 장치에 전력을 공급하는 장치일 수 있다. 무선 충전 방식은 무선 충전 장치와 통신 장치를 케이블 등과 같은 물리적인 매체로 연결하지 않으며, 무선 충전 장치에 인접하게 위치한 통신 장치를 충전시키는 방식이다. 이에 따라, 통신 장치를 이용하다가 통신 장치를 충전시키고자 하는 경우 케이블을 일일이 끼웠다 빼야 하는 어려움과, 케이블에 끼운 채로 통신 장치를 사용하는 어려움을 해소시킬 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 충전 장치(11)는 자동차(1) 내부에 구비될 수 있다. 자동차(1) 내부에서 통신 장치(10)는 대부분 무선 충전 장치(11) 위에 거치된 상태로 이용될 수 있다. 따라서, 통신 장치(10)가 무선 충전 장치(11) 에 안착된 상태에서 안테나 신호의 강도가 매우 중요하다.

통신 신호 보상기가 무선 충전 장치(11) 자체에 구비되는 경우 통신 신호 보상기와 통신 장치(10) 사이의 거리가 최소화될 수 있다. 또한, 커플링 안테나가 무선 충전 장치(11)에 구비되는 경우 자동차(1) 내부의 커플링 안테나의 효율을 최대로 높일 수 있다. 따라서, 무선 충전 장치(11)를 통해 통신 장치(10)를 충전하는 동시에, 통신 장치(10)로부터 송수신되는 신호의 송수신 강도를 높일 수 있는 효과가 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 무선 충전 장치(11)의 내부에 구비될 수 있다.

한편, 샤크 안테나, 통신 신호 보상기 및 커플링 안테나의 위치는 다양할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤크 안테나와, 통신 신호 보상기 및 커플링 안테나의 위치를 나타내는 예시 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 샤크 안테나(12)는 자동차(1)의 외부에 위치하고, 통신 신호 보상기(100)와 커플링 안테나는 무선 충전 장치(11)의 내부에 위치할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 샤크 안테나와, 통신 신호 보상기 및 커플링 안테나의 위치는 제한되지 않음이 타당하다.

다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호 보상기와 커플링 안테나를 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 4 내지 도 5를 참조하여, 통신 신호 보상기를 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기의 구성을 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기의 회로도이다.

도 4를 참조하면, 통신 신호 보상기(100)는 통신 신호를 송수신하는 송수신부(110), 송수신부(110)를 통해 송수신된 통신 신호의 파워 레벨을 검출하는 검출부(120), 통신 주파수 대역을 설정하는 대역 설정부(130), 통신 출력 대역을 설정하는 출력 설정부(140) 및 통신 신호 보상기(100)의 동작을 제어하는 제어부(150)를 포함할 수 있다.

송수신부(110)는 통신 장치에서 발생한 업링크 신호를 수신하는 업링크 신호 안테나(111)와, 통신 장치로 전송된 다운링크 신호를 수신하는 다운링크 신호 안테나(112)를 포함할 수 있다.

검출부(120)는 커플러(121), 제1 스위치(122), 제2 스위치(123), 제1 대역 통과 필터(124), 제2 대역 통과 필터(125), 제3 대역 통과 필터(126), 제4 대역 통과 필터(127), 제5 대역 통과 필터(128) 및 파워 검출소자(129)를 포함할 수 있다.

검출부(120)는 업링크 신호 안테나(111)를 통해 수신된 통신 신호를 커플러(121)를 통해 파워 검출소자(129)로 전달할 수 있다. 구체적으로, 제1 스위치(122) 및 제2 스위치(123)는 기 설정된 주기마다 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 파워 검출소자(129)는 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 통신 신호를 전달 받아, 파워 레벨이 기 설정된 파워 레벨을 초과하는지를 판단할 수 있다. 제어부(150)는 파워 검출소자(129)의 검출 결과, 기 설정된 파워 레벨을 초과하는 통신 신호가 감지되면 업링크 신호가 수신된 것으로 감지할 수 있다.

업링크 신호가 감지되면, 제1 스위치(122) 및 제2 스위치(123)는 다시 기 설정된 주기마다 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 중 어느 하나와 연결되고, 파워 검출소자(129)는 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 통신 신호를 전달 받아, 파워 레벨을 측정할 수 있다. 제어부(150)는 측정된 파워 레벨 중 가장 큰 파워 레벨에 대응하는 대역을 통신 신호의 주파수 대역으로 결정할 수 있다. 이는, 수신된 업링크 신호에 대응하는 주파수 대역을 정확하게 판단하기 위함이다. 예를 들어, 업링크 신호 안테나(111)는 제5 주파수 대역에서 파워 레벨이 제일 큰 업링크 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 통신 신호의 파워 레벨이 매우 커서 제1 내지 제4 대역 통과 필터 중 어느 하나를 통과할 때 파워 레벨이 기 설정된 파워 레벨 이상일 수 있어, 수신된 업링크 신호의 주파수 대역이 제1 내지 제4 대역 중 어느 하나로 오판될 수 있다. 따라서, 업링크 수신된 것으로 감지된 이후 파워 각 주파수 대역에 대응하는 파워 레벨을 다시 측정하여, 파워 레벨이 가장 큰 경우의 대역 통과 필터를 획득하여 업링크 신호의 주파수 대역을 정확하게 결정할 수 있다.

대역 설정부(130)는 결정된 통신 신호의 주파수 대역으로 통신 주파수 대역을 설정할 수 있다. 대역 설정부(130)는 제3 스위치(131), 제4 스위치(132), 제1 대역 통과 필터(134), 제2 대역 통과 필터(135), 제3 대역 통과 필터(136), 제4 대역 통과 필터(137) 및 제5 대역 통과 필터(138)를 포함할 수 있고, 제어부(150)는 검출부(120)에서 결정된 통신 신호의 주파수 대역에 대응하는 대역 통과 필터에 제3 스위치(131) 및 제4 스위치(132)가 연결되도록 제어할 수 있다.

제3 스위치(131) 및 제4 스위치(132)를 통해 제1 내지 제5 대역 통과 필터(134 내지 138) 중 어느 하나를 통과한 업링크 신호는 감쇠기(Attenuator)를 통과하고, 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 출력 설정부(140)로 전달될 수 있다.

제어부(150)는 통신 주파수 대역 및 통신 신호의 파형을 분석하여 통신 신호의 출력 대역을 결정할 수 있다. 출력 설정부(140)는 결정된 통신 신호의 출력 대역으로 통신 출력 대역을 설정하도록 제어할 수 있다.

출력 설정부(140)는 제5 스위치(141), 제6 스위치(142) 및 증폭기 모듈(143)을 포함할 수 있다. 제어부(150)는 출력 설정부(140)로 하여금 결정된 통신 신호의 출력 대역으로 통신 출력 대역을 설정하도록 제5 스위치(141) 및 제6 스위치(142)를 제어할 수 있다. 출력 대역은 Band 1, Band 3, Band 7, Band 8, Band 20, GSM900 및 GSM1800을 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.

제어부(150)는 통신 신호의 주파수 대역과 신호 파형을 분석하여 출력 대역을 구분하여 신호가 송출되도록 제어할 수 있다. 결정된 출력 대역에 따라 제5 스위치(141) 및 제6 스위치(142)가 연결되면, 통신 신호는 듀플렉서(duplexer)를 지나 다운링크 신호 안테나(112)를 통해 송출될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기(100)는 통신 신호의 주파수 대역을 검출하여 신호의 크기를 증폭시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 TDD 방식에 따른 통신 신호의 크기를 증폭시킬 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 의한 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식을 지원하는 통신 신호 보상기를 설명한다.

TDD 방식을 지원하기 위한 통신 신호 보상기는 도 5에 도시된 통신 신호 보상기에 피크 검출부와 신호 전환부를 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 FDD(Frequency Division Duplex) 방식과 TDD(Time Division Duplex) 방식을 지원하는 통신 신호 보상기의 회로도이다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 통신 신호 보상기(200)는 FDD 방식과 TDD 방식을 모두 지원할 수 있다.

통신 신호 보상기(200)는 송수신부(211, 212), 송수신부(211, 212)로부터 수신된 통신 신호의 파워 레벨을 검출하는 검출부(220), 파워 레벨의 검출 결과에 따라 통신 주파수 대역을 설정하는 대역 설정부(230), 통신 주파수 대역에 따라 통신 출력 대역을 설정하는 출력 설정부(240), 통신 신호가 TDD 방식인 경우 업링크 신호를 감지하는 피크 검출부(260), 업링크 신호의 감지 결과에 기초하여 증폭시킬 신호를 결정하는 신호 전환부(270, 280) 및 통신 신호 보상기(200)의 동작을 제어하는 제어부(250)를 포함할 수 있다.

송수신부(211, 212)는 업링크 신호 안테나(211)와 다운링크 신호 안테나(212)를 포함할 수 있다. 업링크 신호 안테나(211)는 통신 장치에서 외부로 전송하는 신호를 받는 안테나이고, 다운링크 신호 안테나(212)는 외부에서 통신 장치로 수신되는 신호를 받는 안테나이다.

검출부(220)는 스위치를 이용하여 통신 신호를 복수의 대역 통과 필터에 통과시키고, 각 대역 통과 필터를 통과한 통신 신호의 파워 레벨을 검출할 수 있다.

검출부(1120)는 제1 스위치(222), 제2 스위치(223), 제1 대역 통과 필터(224), 제2 대역 통과 필터(225), 제3 대역 통과 필터(226), 제4 대역 통과 필터(227), 제5 대역 통과 필터(228) 및 파워 검출소자(229)를 포함할 수 있다.

커플러(221)는 업링크 신호 안테나(211)를 통해 수신된 통신 신호를 제1 스위치(222)로 전달될 수 있다.

제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)는 통신 신호의 듀티 사이클(Duty Cycle)보다 더욱 빠르게 제1 대역 통과 필터(224), 제2 대역 통과 필터(225), 제3 대역 통과 필터(226), 제4 대역 통과 필터(227) 및 제5 대역 통과 필터(228) 사이를 스위칭할 수 있다. 이 때, 파워 검출소자(229)는 제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)가 제1 대역 통과 필터(224)에 연결되었을 때 제1 대역 신호의 파워 레벨을 검출하고, 제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)가 제2 대역 통과 필터(225)에 연결되었을 때 제2 대역 신호의 파워 레벨을 검출하고, 제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)가 제3 대역 통과 필터(226)에 연결되었을 때 제3 대역 신호의 파워 레벨을 검출하고, 제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)가 제4 대역 통과 필터(227)에 연결되었을 때 제4 대역 신호의 파워 레벨을 검출하고, 제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)가 제5 대역 통과 필터(228)에 연결되었을 때 제5 대역 신호의 파워 레벨을 검출할 수 있다.

파워 검출소자(229)는 제1 내지 제5 대역 통과 필터(224 내지 228) 각각을 통과한 통신 신호를 전달 받아, 파워 레벨이 기 설정된 파워 레벨을 초과하는지를 판단할 수 있다. 제어부(250)는 파워 검출소자(229)의 검출 결과, 기 설정된 파워 레벨을 초과하는 통신 신호가 감지되면 업링크 신호가 수신된 것으로 감지할 수 있다.

제어부(250)는 업링크 신호가 감지되면, 제1 스위치(222) 및 제2 스위치(223)가 다시 제1 내지 제5 대역 통과 필터(224 내지 228) 각각에 연결되도록 제어하고, 파워 검출소자(229)는 제1 내지 제5 대역 통과 필터(224 내지 228) 각각을 통과한 통신 신호를 전달 받아, 파워 레벨을 측정할 수 있다. 제어부(250)는 측정된 파워 레벨 중 가장 큰 파워 레벨에 대응하는 대역을 통신 신호의 주파수 대역으로 결정할 수 있다. 이는, 수신된 업링크 신호에 대응하는 주파수 대역을 정확하게 판단하기 위함이다.

여기서, 통신 신호의 주파수 대역은 FDD Band 1, FDD Band 2, FDD Band3, TDD Band 1 및 TDD Band 2를 포함할 수 있고, 각각의 주파수 대역은 상이할 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 통신 신호 보상기(200)가 결정 가능한 통신 신호의 주파수 대역은 위에서 나열한 주파수 대역 보다 더 많은 개수의 주파수 대역을 포함하거나 더 적은 개수의 주파수 대역을 포함할 수 있다. 또한, 통신 신호 보상기(200)가 결정 가능한 통신 신호의 주파수 대역은 FDD 방식에 대응하는 주파수 대역만을 포함하거나, TDD 방식에 대응하는 주파수 대역만을 포함할 수도 있다.

대역 설정부(230)는 검출부(220)에서 결정된 주파수 대역에 대응하는 대역 통과 필터에 스위치를 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 업링크 신호 안테나(211)가 받은 업링크 신호는 결정된 주파수 대역에 대응하는 대역 통과 필터를 통과할 수 있다.

대역 설정부(230)는 제1 스위치(231), 제2 스위치(232), 제1 대역 통과 필터(234), 제2 대역 통과 필터(235), 제3 대역 통과 필터(236), 제4 대역 통과 필터(237) 및 제5 대역 통과 필터(238)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 내지 제3 대역 통과 필터(234, 235, 236)는 FDD 방식에 대응하는 대역 통과 필터이고, 제4 내지 제5 대역 통과 필터(237, 238)는 TDD 방식에 대응하는 대역 통과 필터일 수 있다.

제어부(250)는 검출부(220)에서 검출된 통신 신호의 주파수 대역에 대응하는 대역 통과 필터에 제1 스위치(231) 및 제2 스위치(232)가 연결되도록 제어할 수 있다.

제어부(250)는 제1 스위치(231) 및 제2 스위치(232)가 TDD 방식에 따른 주파수 대역인 제4 대역 통과 필터(237) 또는 제5 대역 통과 필터(238)에 연결된 경우에는 피크 검출부(260)가 업링크 신호를 검출하도록 제어할 수 있다.

피크 검출부(260)는 업링크 신호를 검출할 수 있다. 구체적으로, 피크 검출부(260)는 신호 전달부(270)를 통해 전달되는 신호의 피크 값을 검출하고, 검출된 피크 값이 기 설정된 값 이상이면 업링크 신호가 수신된 것으로 인식할 수 있다. 이와 같은 방식으로 피크 검출부(260)는 업링크 신호의 수신 여부를 감지할 수 있다.

신호 전환부(270, 280)는 대역 설정부(230)에 연결되는 제1 신호 전환부(270)와 출력 설정부(240)에 연결되는 제2 신호 전환부(280)를 포함할 수 있다.

제1 신호 전환부(270)는 제4 대역 통과 필터(237) 또는 제5 대역 통과 필터(238)를 통과한 통신 신호를 피크 검출부(260)로 전달하는 제1 커플러(271) 및 제2 커플러(272)와, 제1 전환 스위치(273) 및 제2 전환 스위치(274)를 포함할 수 있다. 제1 신호 전환부(270)는 피크 검출부(260)의 검출 결과에 기초하여 제1 전환 스위치(273) 또는 제2 전환 스위치(274)를 제어하여 업링크 라인을 연결하거나 다운링크 라인을 연결할 수 있다.

제2 신호 전환부(280)는 제4 대역 통과 필터(281) 및 제5 대역 통과 필터(282)와, 제3 전환 스위치(283) 및 제4 전환 스위치(284)를 포함할 수 있다.

제1 스위치(231)가 제4 대역 통과 필터(237)에 연결된 경우, 피크 검출부(260)에 의해 업링크 신호가 검출되면 제1 전환 스위치(273)와 제3 전환 스위치(283)는 업링크 라인으로 연결되고, 피크 검출부(260)에 의해 업링크 신호가 검출되지 않으면 제1 전환 스위치(273)와 제3 전환 스위치(283)는 다운링크 라인으로 연결될 수 있다.

또는, 제1 스위치(231)가 제5 대역 통과 필터(238)에 연결된 경우, 피크 검출부(260)에 의해 업링크 신호가 검출되면 제2 전환 스위치(274)와 제4 전환 스위치(284는 업링크 라인으로 연결되고, 피크 검출부(260)에 의해 업링크 신호가 검출되지 않으면 제2 전환 스위치(274)와 제4 전환 스위치(284)는 다운링크 라인으로 연결될 수 있다.

출력 설정부(240)는 결정된 주파수 대역에 따라 출력 대역을 설정할 수 있다. 출력 설정부(240)는 출력 대역에 대응하는 밴드 패스 필터에 스위치를 연결시킬 수 있다.

한편, 제어부(250)는 결정된 주파수 대역에 기초하여 통신 신호가 FDD 방식인지 또는 TDD 방식인지 판단할 수 있다. 제어부(250)는 통신 신호가 TDD 방식인 경우 피크 검출부(260)가 앞에서 설명한 바와 같이 업링크 신호를 검출하도록 제어할 수 있다. 즉, 피크 검출부(260)는 통신 신호가 TDD 방식에 따른 주파수를 갖는 경우, 업링크 신호를 검출하고, 신호 전환부(270, 280)는 피크 검출부(260)의 검출 결과에 따라 업링크 라인을 연결하거나 다운링크 라인을 연결할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 동일한 주파수를 시분할하여 송수신하는 TDD 방식에 따른 통신 신호를 수신한 경우에도 업링크 신호와 다운링크 신호를 모두 증폭시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.

다음으로, 도 7 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 커플링 안테나(coupling antenna)를 자세히 설명한다.

이하에서 설명하는 커플링 안테나는 통신 장치에서 발생한 업링크 신호를 수신하여 통신 신호 보상기(100)로 전달할 수 있다. 도 7 내지 도 8에서 통신 신호 보상기(100)는 커플링 안테나를 설명하기 위해 필요한 구성만 도시되었을 뿐으로, 도 7 내지 도 8에 도시된 구성 외에 다른 구성을 더 포함할 수 있다.

도 7는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 커플링 안테나를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 커플링 안테나를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 커플링 안테나(300)는 복수개의 안테나를 포함할 수 있고, 복수개의 안테나 중 어느 하나가 통신 신호 보상기(100)와 연결되어 통신 신호를 전달할 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 커플링 안테나(300)는 안테나 PCB(310)와 스위치(320)를 포함할 수 있다.

안테나 PCB(310)에는 복수의 안테나가 구비될 수 있다. 구체적으로, 안테나 PCB(310)는 제1 안테나(311), 제2 안테나(312), 제3 안테나(313), 제4 안테나(314), 제5 안테나(315) 및 제6 안테나(316)를 포함할 수 있다.

제1 내지 제6 안테나(311 내지 316)의 위치는 서로 상이할 수 있다. 또한, 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316)의 종류는 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제6 안테나(311, 316)는 1GHz 미만의 저주파 안테나이고, 제2 내지 제5 안테나(312 내지 315)는 1GHz 이상의 고주파 안테나일 수 있다. 따라서, 통신 장치의 위치 또는 주파수에 따라 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316) 중 신호 강도가 높은 어느 하나가 선택되어 통신 신호 보상기(100)에 연결됨으로써, 통신 신호를 효율적으로 증폭시킬 수 있는 이점이 있다.

그러나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316)의 위치, 종류 및 개수에는 제한되지 않음이 타당하다.

제1 내지 제6 안테나(311 내지 316) 중 어느 하나가 스위치(320)에 의해 통신 신호 보상기(100)에 연결될 수 있다. 스위치(320)는 RF 스위치일 수 있다. 스위치(320)는 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316) 각각에 대응하는 제1 내지 제6 포트(321 내지 326)를 포함할 수 있다. 스위치(320)는 통신 신호 보상기(100)를 제1 내지 제6 포트(321 내지 326) 중 어느 하나와 연결시켜, 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316)로부터 통신 신호를 수신할 수 있다.

제1 내지 제6 안테나(311 내지 316) 중 어느 하나를 통해 수신된 통신 신호는 통신 신호 보상기(100)로 전달될 수 있다. 구체적으로, 스위치(320)가 제1 포트(321)에 연결된 경우 제1 안테나(311)로 수신된 통신 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달되고, 스위치(320)가 제2 포트(322)에 연결된 경우 제2 안테나(312)로 수신된 통신 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달되고, 스위치(320)가 제3 포트(323)에 연결된 경우 제3 안테나(313)로 수신된 통신 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달되고, 스위치(320)가 제4 포트(324)에 연결된 경우 제4 안테나(314)로 수신된 통신 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달되고, 스위치(320)가 제5 포트(325)에 연결된 경우 제5 안테나(315)로 수신된 통신 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달되고, 스위치(320)가 제6 포트(326)에 연결된 경우 제6 안테나(316)로 수신된 통신 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달될 수 있다.

따라서, 제어부(150)는 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316) 중 신호의 크기가 가장 크게 검출되는 안테나를 선택하여 통신 신호 보상기(100)로 전달하도록 커플링 안테나(300)를 제어할 수 있다.

통신 신호 보상기(100)의 커플러(121)는 커플링 안테나(300)로부터 전달된 통신 신호를 파워 검출소자(129)로 전달할 수 있다. 파워 검출소자(129)는 제1 내지 제6 안테나(311 내지 316)를 통해 수신된 통신 신호의 크기를 각각 검출할 수 있다. 제어부(150)는 검출된 크기가 가장 큰 통신 신호를 전달한 안테나에 연결되도록 스위치(320)를 제어할 수 있다.

통신 장치와 커플링 안테나의 위치 관계에 따라 커플링 안테나(300)가 감지하는 업링크 신호의 크기가 달라진다. 본 발명에 따른 커플링 안테나(300)는 복수개의 안테나를 포함하고, 각각의 안테나를 통해 수신된 업링크 신호의 크기를 검출하여 신호의 크기가 가장 큰 안테나를 통해 업링크 신호를 수신함으로써 통신 장치의 위치와 관계없이 업링크 신호를 최적으로 수신할 수 있다. 즉, 통신 장치의 위치에 따라 업링크 신호의 수신율이 낮아지는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 커플링 안테나(400)는 하나의 안테나를 포함하나, 안테나의 모양 변경을 통해 업링크 신호를 최적으로 수신할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 커플링 안테나(400)는 안테나 PCB(410)와 스위치(420)를 포함할 수 있다. 스위치(420)는 RF 스위치일 수 있다.

안테나 PCB(410)는 하나의 안테나 포트(411)와 적어도 하나 이상의 스위치(420)를 포함할 수 있다.

하나의 안테나 포트(411)는 스위치(420)에 연결되어 있으며, 스위치(420)의 연결 상태에 따라 수신 범위 및 수신 방향이 상이한 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(420a)가 제1 포트(P1)에 연결되면 P1 loop와 같은 안테나 패턴이 형성될 수 있다. 제1 스위치(420a)가 제2 포트(P2)에 연결되고, 제2 스위치(420b)가 제2-1 포트(P2-1)에 연결되면 P2-1 loop와 같은 안테나 패턴이 형성될 수 있다. 제1 스위치(420a)가 제2 포트(P2)에 연결되고, 제2 스위치(420b)가 제2-2 포트(P2-2)에 연결되면 P2-2 loop와 같은 안테나 패턴이 형성될 수 있다. 제1 스위치(420a)가 제3 포트(P3)에 연결되면 P3 loop와 같은 안테나 패턴이 형성될 수 있다.

도 8에서는 안테나 PCB(410)가 두 개의 스위치(420a, 420b)를 포함하는 것을 예로 들어 설명하나, 이는 예시적인 것이므로 이에 제한되지 않는다. 즉, 스위치의 개수는 달라질 수 있고, 스위치의 개수가 증가할수록 형성 가능한 안테나 패턴이 증가할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 안테나 loop는 예시적인 것에 불과하므로, 이에 제한되지 않음이 타당하다.

스위치(420)의 동작에 따라 안테나 패턴이 달라지면, 업링크 신호의 수신 크기가 달라질 수 있다. 통신 신호 보상기(100)의 업링크 신호 안테나(111)는 스위치(420)의 연결 상태에 의해 형성된 안테나 패턴으로 수신된 통신 신호를 수신하고, 수신된 업링크 신호를 파워 검출소자(129)로 전달하고, 파워 검출소자(129)는 업링크 신호의 크기를 검출할 수 있다. 제어부(150)는 업링크 신호의 크기를 비교하여 가장 크기가 큰 업링크 신호가 통신 신호 보상기(100)로 전달되도록 스위치(420)를 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 커플링 안테나(400)는 통신 장치의 위치에 따른 최적의 안테나 패턴이 형성되도록 스위치(420)를 제어하고, 통신 장치의 위치에 따른 업링크 신호의 수신 강도를 최대화할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면 적은 소자를 이용하여 다양한 종류의 안테나 패턴을 형성할 수 있는 이점이 있다.

도 7 내지 도 8을 통해 설명한 커플링 안테나에 따르면, 복수의 안테나 중 어느 하나가 통신 신호 보상기에 연결되거나, 복수의 안테나 패턴 중 어느 하나의 안테나 패턴으로 통신 신호 보상기에 연결되어 최적의 상태로 통신 신호를 수신할 수 있다.

한편, 통신 신호 보상기에 복수의 안테나 중 어느 하나가 연결되거나, 복수의 안테나 패턴 중 어느 하나의 패턴으로 연결되면 이후 통신 환경이 변경되더라도 현재의 연결 상태를 계속해서 유지하기 때문에 변경된 통신 환경을 반영하기 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 실시간으로 복수의 안테나 또는 복수의 안테나 패턴 각각을 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하여 최적의 안테나 또는 안테나 패턴으로 통신 신호를 수신하도록 제어하는 연결 장치 및 통신 신호 보상기를 제공하고자 한다.

여기서, 연결 장치는 복수의 안테나와 통신 신호 보상기를 연결하는 장치를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 커플링 안테나는 복수의 안테나를 포함하거나 복수의 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 연결 장치는 커플링 안테나에 포함된 복수의 안테나 중 어느 하나로 통신 신호를 수신하여 통신 신호 보상기로 전달하거나, 복수의 안테나 패턴 중 어느 하나로 통신 신호를 수신하여 통신 신호 보상기로 전달하는 장치를 나타낼 수 있다.

한편, 연결 장치는 통신 신호 보상기에 구비될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 연결 장치를 포함하여, 통신 신호 보상기는 복수의 안테나 중 어느 하나 또는 복수의 안테나 패턴 중 어느 하나를 통해 통신 신호를 수신할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 연결 장치 및 연결 장치를 포함하는 통신 신호 보상기를 설명한다.

도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신 신호 보상기를 나타내는 회로도이고, 도 10은 도 9에 도시된 연결 장치를 확대 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 복수의 안테나(341 내지 346)는 도 7에서 설명한 커플링 안테나(300)에 포함된 안테나일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 도 9에서는 6개의 안테나 중 어느 하나가 연결 장치를 통해 통신 신호 보상기에 연결되는 것을 예시로 들었으나, 안테나의 개수는 예시적인 것에 불과하므로 이에 제한될 필요는 없다.

즉, 연결 장치는 2개 이상의 안테나와 연결되어 통신 신호 보상기로 통신 신호를 전달할 수 있다.

연결 장치는 복수의 안테나(311 내지 316) 각각에 연결되는 복수의 안테나 스위치(511 내지 516)와, 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 중 어느 하나에 연결 가능하며, 연결된 안테나 스위치를 통해 통신 신호가 전달되면 전달된 통신 신호가 증폭되도록 통신 신호 보상기(100)로 전달하는 연결 스위치(520)와, 복수의 안테나(511 내지 516)에 순차적으로 연결 가능하며, 연결된 안테나 스위치를 통해 통신 신호가 전달되면 전달된 통신 신호의 크기가 검출되도록 통신 신호 보상기(100)로 전달하는 검출 스위치(530)와, 연결 스위치(520)를 통해 전달되는 통신 신호의 크기와 검출 스위치(530)를 통해 전달되는 통신 신호의 크기가 모두 검출되도록 제어하는 선택 스위치(540)를 포함할 수 있다.

먼저, 복수의 안테나 스위치(511 내지 516)를 설명한다.

안테나 스위치(511 내지 516)의 개수는 안테나(311 내지 316)의 개수와 동일할 수 있다. 도 9에서 안테나 스위치(511 내지 516)와 안테나(311 내지 316)는 6개인 경우를 예시로 설명한다.

복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각은 3개의 포트를 포함할 수 있고, 제1 포트는 안테나에 접속되고, 제2 포트는 연결 스위치(520)에 접속되고, 제3 포트는 검출 스위치(530)에 접속될 수 있다.

복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각의 제1 포트는 서로 다른 안테나(311 내지 316)에 접속될 수 있다. 즉, 제1 안테나 스위치(511)의 제1 포트는 제1 안테나(311)에 접속되고, 제2 안테나 스위치(512)의 제1 포트는 제2 안테나(312)에 접속되고, 제3 안테나 스위치(513)의 제1 포트는 제3 안테나(313)에 접속되고, 제4 안테나 스위치(514)의 제1 포트는 제4 안테나(314)에 접속되고, 제5 안테나 스위치(515)의 제1 포트는 제5 안테나(315)에 접속되고, 제6 안테나 스위치(516)의 제1 포트는 제6 안테나(316)에 접속될 수 있다.

복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각의 제2 포트는 동일한 연결 스위치(520)에 접속되고, 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각의 제3 포트는 동일한 검출 스위치(530)에 접속될 수 있다.

다음으로, 연결 스위치(520)를 설명한다.

연결 스위치(520)는 커플러(121)와 접속되는 하나의 포트와, 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각에 접속되는 복수개의 포트를 포함할 수 있다. 연결 스위치(520)는 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 연결 스위치(520)는 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 중 어느 하나를 커플러(121)와 연결시킬 수 있다.

연결 스위치(520)는 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 중 어느 하나와 연결되어, 복수의 안테나(311 내지 316)를 통해 수신되는 통신 신호를 커플러(121)로 전달할 수 있다.

커플러(121)는 연결 스위치(520)를 통해 전달된 통신 신호를 대역 설정부(130)로 전달하여, 통신 신호가 증폭되어 외부로 전송되도록 제어할 수 있다. 또는, 커플러(121)는 연결 스위치(520)를 통해 전달된 통신 신호가 복수의 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과하여 파워 검출소자(129)에서 신호의 크기가 검출되도록 제어할 수 있다.

다음으로, 검출 스위치(530)를 설명한다.

검출 스위치(530)는 선택 스위치(540)와 접속되는 하나의 포트와, 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각에 접속되는 복수개의 포트를 포함할 수 있다. 검출 스위치(530)는 복수개의 안테나 스위치(511 내지 516)에 순차적으로 연결될 수 있다.

검출 스위치(530)는 복수개의 안테나 스위치(511 내지 516)에 순차적으로 연결되어, 복수개의 안테나(311 내지 316) 각각을 통해 수신되는 통신 신호를 전달 받아 각 통신 신호의 크기가 검출되도록 검출부(120)로 전달할 수 있다. 구체적으로, 검출 스위치(530)는 복수개의 안테나(311 내지 316) 각각을 통해 수신되는 통신 신호를 선택 스위치(540)로 전달하고, 선택 스위치(540)는 복수의 대역 통과 필터(124 내지 128) 및 파워 검출소자(129)에 연결되어 각 신호의 크기를 검출할 수 있다.

다음으로, 선택 스위치(540)를 설명한다.

선택 스위치(540)는 커플러(121)에 연결되거나 검출 스위치(530)에 연결될 수 있다.

선택 스위치(540)가 커플러(121)에 연결된 경우, 연결 스위치(520)와 연결된 안테나로 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다.

선택 스위치(540)가 검출 스위치(530)에 연결된 경우, 복수의 안테나(311 내지 316) 각각으로 수신된 통신 신호의 크기를 검출할 수 있다. 보다 구체적으로, 선택 스위치(540)는 연결 스위치(520)에 연결된 안테나를 제외한 나머지 안테나를 통해 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다.

선택 스위치(540)는 3개의 포트를 포함할 수 있고, 제1 포트는 커플러(121)에 접속되고, 제2 포트는 검출 스위치(530)에 접속되고, 제3 포트는 복수개의 대역 통과 필터(124 내지 128)에 접속된 스위치(122)에 접속될 수 있다.

선택 스위치(540)가 제1 포트에 연결되고, 소정 주기가 지나면 제2 포트에 연결될 수 있다. 선택 스위치(540)가 제2 포트에 연결된 경우 연결 스위치(520)로 연결된 안테나를 제외한 나머지 안테나에 각각 소정 주기마다 연결될 수 있다. 선택 스위치(540)는 나머지 안테나들에 한번씩 연결되면 다시 제1 포트에 연결될 수 있다.

예를 들어, 복수개의 안테나(311 내지 316) 중 제1 안테나(311)가 연결 스위치(520)에 연결될 수 있다. 이 경우, 선택 스위치(540)는 먼저 제1 포트에 연결되어 제1 안테나(311)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출되도록 제어할 수 있다. 이후, 선택 스위치(540)는 제2 포트에 연결되고, 검출 스위치(530)는 제2 안테나(312)에 연결되어 있을 수 있고, 제2 안테나(312)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다. 이후, 선택 스위치(540)는 제2 포트에 계속 연결되고, 검출 스위치(530)는 제3 안테나(313)에 연결되어 제3 안테나(313)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다. 이후, 선택 스위치(540)는 제2 포트에 계속 연결되고, 검출 스위치(530)는 제4 안테나(314)에 연결되어 제4 안테나(314)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다. 이후, 선택 스위치(540)는 제2 포트에 계속 연결되고, 검출 스위치(530)는 제5 안테나(315)에 연결되어 제5 안테나(315)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다. 이후, 선택 스위치(540)는 제2 포트에 계속 연결되고, 검출 스위치(530)는 제6 안테나(316)에 연결되어 제6 안테나(316)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출될 수 있다. 이후, 선택 스위치(540)는 다시 제1 포트에 연결되어, 제1 안테나(311)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출되도록 제어할 수 있다.

이 때, 복수의 안테나(311 내지 316) 중 어느 하나로 수신되는 통신 신호의 크기 검출은 하나의 안테나 당 제1 내지 제6 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과하는 통신 신호의 크기를 모두 검출하는 것을 포함한다. 따라서, 통신 신호의 듀티 사이클이 T0이고, 하나의 대역 통과 필터당 데이터 처리 시간 및 스위칭 시간이 T1인 경우 T0는 T1과 대역 통과 필터의 개수와 안테나 개수의 곱 보다 클 수 있다. 예를 들어 통신 신호가 GSM이면 최소 듀티 사이클은 360us 이내이기 때문에, 하나의 대역 통과 필터 당 데이터 처리 시간과 스위칭 시간은 12us 보다 작아야 한다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하다.

이와 같은 방식으로, 연결 스위치(520)는 통신 신호를 대역 검출부로 전달하여 통신 신호가 끊기지 않도록 방지할 수 있고, 검출 스위치(530) 및 선택 스위치(540)를 통해 복수의 안테나(311 내지 316)를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 실시간으로 검출할 수 있는 이점이 있다.

도 9 내지 도 10에서, 제어부(150)는 연결 장치에 연결되어 있지 않으나, 제어부(150)와 연결 장치를 연결하는 통신 라인이 생략되어 도시된 것을 뿐이지 연결 장치는 제어부(150)와 연결되어 제어될 수 있다. 즉, 복수의 안테나 스위치(511 내지 516), 연결 스위치(520), 검출 스위치(530) 및 선택 스위치(540) 중 적어도 하나 이상은 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다.

다음으로, 도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 통신 신호 보상기가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다. 즉, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 연결 장치와 연결된 통신 신호 보상기가 동작하는 방법 또는 연결 장치를 포함하는 통신 신호 보상기가 동작하는 방법을 나타낸다.

먼저, 연결 스위치(520)가 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각에 연결되며, 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 검출할 수 있다(S101).

통신 신호 보상기(100)의 전원이 온 됨에 따라 초기 상태로 동작하거나, 업링크 신호가 처음으로 수신되면 초기 상태를 설정할 수 있다.

초기 상태를 설정하기 위해, 연결 스위치(520)는 복수의 안테나 스위치(511 내지 516) 각각에 연결될 수 있다. 이 때, 선택 스위치(540)는 커플러(121)에 연결되어 있을 수 있다. 따라서, 각 안테나(311 내지 316)로 수신된 통신 신호의 크기가 검출부(120)에서 검출될 수 있고, 제어부(160)는 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 검출할 수 있다.

제어부(150)는 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나에 연결 스위치를 연결시킬 수 있다(S103).

제어부(150)는 신호의 크기를 검출한 결과에 기초하여, 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나를 획득할 수 있다. 제어부(150)는 복수의 안테나 중 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나에 연결 스위치(520)가 연결되도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 통신 신호 보상기는 초기 상태를 설정하는 경우 연결 스위치(520)가 순차적으로 복수의 안테나 스위치(511 내지 516)에 연결되도록 제어할 수 있다.

다음으로, 통신 신호 보상기가 통신 신호가 끊기지 않도록 계속 수신하여 증폭시키는 동시에, 다른 안테나들을 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하여 통신 상태의 변경 여부를 확인할 수 있다.

제어부(150)는 검출 스위치(530) 및 선택 스위치(540)를 제어하여 순차적으로 복수의 안테나(511 내지 516)로 수신되는 통신 신호를 검출부(120)로 전달할 수 있다(S107).

제어부(150)는 복수의 안테나(311 내지 316)를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 순차적으로 검출할 수 있다.

제어부(150)는 복수의 안테나(311 내지 316) 중 연결 스위치(520)로 연결된 안테나와, 연결 스위치(520)에 연결되지 않은 나머지 안테나로 수신되는 통신 신호의 크기를 모두 검출할 수 있다.

제어부(150)는 복수의 안테나(311 내지 316) 중 연결 스위치(520)로 연결된 안테나로 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하고자 하는 경우, 선택 스위치(540)가 연결 스위치(520)에 연결되도록 제어할 수 있다.

제어부(150)는 복수의 안테나(311 내지 316) 중 연결 스위치(520)로 연결되지 않은 나머지 안테나로 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하고자 하는 경우, 선택 스위치(540)가 검출 스위치(530)로 연결되도록 제어할 수 있다. 또한, 검출 스위치(530)는 복수의 안테나(311 내지 316) 중 연결 스위치(520)로 연결되지 않은 나머지 안테나에 순차적으로 연결될 수 있다.

이와 같이, 제어부(150)는 검출 스위치(530) 및 선택 스위치(540)를 제어하여 복수의 안테나(511 내지 516) 각각으로 수신된 통신 신호의 크기를 모두 검출할 수 있다.

제어부(150)는 검출부(120)로 전달된 각 통신 신호 중 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 검출할 수 있다(S109).

제어부(150)는 복수의 안테나(311 내지 316) 각각과 복수의 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 모든 통신 신호의 크기를 검출하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 제1 안테나(311)로 수신된 통신 신호가 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 5개의 통신 신호의 크기와, 제2 안테나(312)로 수신된 통신 신호가 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 5개의 통신 신호의 크기와, 제3 안테나(313)로 수신된 통신 신호가 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 5개의 통신 신호의 크기와, 제4 안테나(314)로 수신된 통신 신호가 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 5개의 통신 신호의 크기와, 제5 안테나(315)로 수신된 통신 신호가 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 5개의 통신 신호의 크기와, 제6 안테나(316)로 수신된 통신 신호가 제1 내지 제5 대역 통과 필터(124 내지 128) 각각을 통과한 5개의 통신 신호의 크기를 검출하도록 검출부(120)를 제어할 수 있다.

즉, 제어부(150)는 안테나의 개수와 대역 통과 필터의 개수를 곱한 수만큼의 통신 신호의 크기를 검출할 수 있다. 이는, 초기 상태를 설정할 때에도 동일하게 적용될 수 있다.

제어부(150)는 검출된 통신 신호의 크기를 서로 비교하여, 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 검출할 수 있다.

제어부(150)는 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나가 현재 연결 스위치(520)와 연결된 안테나와 동일한지 판단할 수 있다(S111).

제어부(150)는 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나가 현재 연결 스위치(520)와 연결된 안테나와 동일하면, 연결 스위치(520)가 현재의 연결 상태를 유지하도록 제어할 수 있다. 제어부(150)는 연결 스위치(520)의 연결 상태를 유지하고, 다시 S107로 복귀하여 복수의 안테나(311 내지 316)로 수신된 통신 신호의 크기를 검출하도록 제어할 수 있다.

제어부(150)는 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나가 현재 연결 스위치(520)와 연결된 안테나와 동일하지 않으면, 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나에 연결 스위치(520)가 연결되도록 제어할 수 있다(S113).

제어부(150)는 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나가 현재 연결 스위치(520)와 연결된 안테나와 동일하지 않으면, 연결 스위치(520)의 연결 상태가 변경되도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(150)는 연결 스위치(520)가 제1 안테나(311)에 연결된 상태에서, 제1 안테나(311)를 통해 수신된 통신 신호의 크기 보다 복수의 안테나 중 제2 안테나(312)를 통해 수신된 통신 신호의 크기가 크면 제2 안테나(312)에 연결 스위치(520)가 연결되도록 제어할 수 있다.

제어부(150)는 이와 같이 연결 스위치(520)의 연결 상태를 변경하고, 다시 S107로 복귀하여 복수의 안테나(311 내지 316)로 수신된 통신 신호의 크기를 검출하도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 어느 하나의 안테나를 통해 통신 신호를 계속해서 수신하는 동시에 실시간으로 다른 안테나를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하여 최적의 상태로 통신 신호를 수신할 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신 신호 보상기를 나타내는 회로도이다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신 신호 보상기는 안테나 패턴을 형성하는 안테나 포트(411)와, 안테나 패턴을 변경하는 적어도 하나 이상의 스위치(420)를 포함하고, 스위치(420)는 제어부(150)에 연결될 수 있다

제어부(150)는 스위치(420)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 스위치(420)의 연결 상태를 변경하여, 다양한 안테나 패턴을 형성할 수 있다.

제어부(150)는 다양한 안테나 패턴이 순차적으로 형성되도록 적어도 하나 이상의 스위치(420)의 연결 상태를 변경시킬 수 있다. 제어부(150)는 각각의 안테나 패턴에 대응하는 통신 신호의 크기를 검출하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 업링크 신호 안테나(111)는 스위치(420)의 연결 상태가 변경될 때마다 통신 신호를 수신하여 검출부(120)로 전달할 수 있다. 검출부(120)는 복수의 대역 통과 필터(124 내지 126) 각각을 통과한 통신 신호의 크기를 검출할 수 있다. 제어부(150)는 검출된 통신 신호의 크기에 기초하여, 통신 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나 패턴으로 통신 신호가 수신되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 통신 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나 패턴이 형성되도록 적어도 하나 이상의 스위치(420)를 제어할 수 있다.

이후, 제어부(150)는 통신 신호가 수신되지 않거나, 소정 시간이 경과한 경우 다시 순차적으로 각 안테나 패턴이 형성되도록 적어도 하나 이상의 스위치(420)의 연결 상태를 변경시키고, 앞에서 설명한 바와 같은 동작을 반복할 수 있다.

이를 통해, 통신 상태의 변화를 즉각적으로 반영하여, 최적의 상태로 통신 신호를 수신할 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 통신 신호 보상기가 동작하는 방법을 나타내는 순서도이다.

제어부(150)는 적어도 하나 이상의 스위치(420)를 제어하여 순차적으로 각 안테나 패턴에 따른 통신 신호를 검출부(120)로 전달할 수 있다(S201).

통신 신호 보상기(100)는 적어도 하나 이상의 스위치(420)가 연결 상태를 변경함에 따라 복수개의 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 제어부(150)는 스위치(420)의 연결 상태를 변경하여 복수개의 안테나 패턴 각각을 순서대로 형성시킬 수 있다.

제어부(150)는 검출부(120)로 전달된 각 통신 신호 중 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 검출할 수 있다(S203).

제어부(150)는 각 안테나 패턴에 따른 통신 신호를 검출부(120)로 전달하여, 검출부(120)가 각 안테나 패턴에 따른 통신 신호의 크기를 산출하도록 제어할 수 있다. 제어부(150)는 산출된 통신 신호의 크기에 기초하여, 통신 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 획득할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 통신 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 수신한 안테나 패턴을 획득할 수 있다.

제어부(150)는 크기가 가장 큰 통신 신호에 대응하는 안테나 패턴이 형성되도록 적어도 하나 이상의 스위치(420)를 제어할 수 있다(S205).

제어부(150)는 수신되는 통신 신호들을 크기가 가장 큰 통신 신호에 대응하는 안테나 패턴으로 수신하기 위하여 스위치(420)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(150)는 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호에 대응하는 안테나 패턴이 형성되도록 스위치(420)의 연결 상태를 변경할 수 있다.

제어부(150)는 변경된 스위치(420)의 연결 상태를 유지할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 변경된 스위치(420)의 연결 상태를 유지하여, 변경된 안테나 패턴으로 통신 신호를 수신할 수 있다.

제어부(150)는 통신 신호가 수신되지 않거나 소정 시간의 경과를 감지할 수 있다(S207).

제어부(150)는 통신 상태의 변화를 감지하기 위하여 통신 신호의 끊김 현상 또는 소정 시간의 경과를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 통신 신호의 끊김 현상을 감지하기 위하여 통신 신호의 수신 여부를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 검출부(120)를 통하여 수신되는 통신 신호의 크기를 검출할 수 있다. 제어부(150)는 검출된 통신 신호의 크기가 기 설정된 크기 미만이면 통신 신호가 수신되지 않는 것으로 간주할 수 있다. 제어부(150)는 통신 신호가 수신되지 않으면 S201로 돌아가, 각 안테나 패턴이 형성되도록 스위치(420)를 제어할 수 있다. 반면에, 제어부(150)는 통신 신호가 수신되면 S205로 돌아가, 현재 스위치(420)의 연결상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제어부(150)는 소정 시간의 경과를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 스위치(420)의 연결 상태를 변경하고, 경과 시간을 카운트할 수 있다. 제어부(150)는 카운트 결과 기 설정된 시간이 경과된 것으로 판단되면, S201로 돌아가, 각 안테나 패턴이 형성되도록 스위치(420)를 제어할 수 있다. 반면에, 제어부(150)는 통신 신호가 수신되면 S205로 돌아가, 현재 스위치(420)의 연결상태를 유지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 신호 보상기(100)는 특정 조건을 만족할 때마다 안테나 패턴을 변경하여 통신 신호의 크기를 검출함으로써, 통신 상태를 확인하고, 최적의 상태를 통신 신호를 수신할 수 있는 이점이 있다. 또한, 다중 포트 커플링 안테나와 연결되어 사용 가능한 동시에 회로를 간단하게 구현할 수 있는 이점이 있다.

상기와 같이 설명된 통신 신호 보상기는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

1. 복수의 안테나와 통신 신호 보상기를 연결하는 연결 장치에 있어서,
   복수의 안테나 각각에 연결되는 복수의 안테나 스위치;
   상기 안테나 스위치를 통해 복수의 안테나 중 어느 하나에 연결되고, 상기 연결된 안테나로 수신되는 통신 신호를 전달 받아 신호가 증폭되도록 통신 신호 보상기로 전달하는 연결 스위치; 및
   상기 복수의 안테나 각각에 소정 주기로 연결되고, 각 주기마다 연결된 안테나로 수신되는 통신 신호를 전달 받아, 통신 신호의 크기가 검출되도록 통신 신호 보상기로 전달하는 검출 스위치를 포함하고,
   상기 연결 스위치와 연결된 커플러 및 상기 검출 스위치 중 어느 하나에 연결되는 선택 스위치를 더 포함하는 연결 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결 스위치는
   상기 복수의 안테나 스위치 중 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 전달하는 안테나 스위치에 연결되는 연결 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 선택 스위치는
   상기 통신 신호 보상기에 포함된 신호의 크기를 검출하는 검출부에 연결되는 연결 장치.
5. 복수의 안테나 각각에 연결되는 복수의 안테나 스위치;
   상기 안테나 스위치를 통해 복수의 안테나 중 제1 안테나에 연결되는 연결 스위치;
   상기 복수의 안테나 중 제1 안테나를 제외한 나머지 안테나에 순차적으로 연결되고, 연결된 각각의 안테나를 통해 수신되는 통신 신호를 전달 받아 검출부로 전달하는 검출 스위치;
   상기 연결 스위치와 연결된 커플러 및 검출 스위치 중 어느 하나에 연결되는 선택 스위치;
   상기 선택 스위치를 통해 전달되는 통신 신호의 크기를 검출하는 검출부; 및
   상기 검출부를 통해 검출된 신호의 크기에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 어느 하나가 상기 연결 스위치와 연결되도록 제어하는 제어부를 포함하는 통신 신호 보상기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 검출부를 통해 신호의 크기가 가장 큰 통신 신호를 획득하고, 상기 획득된 통신 신호에 대응하는 안테나에 상기 연결 스위치가 연결되도록 상기 복수의 안테나 스위치 및 상기 연결 스위치를 제어하는 통신 신호 보상기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 제1 안테나를 통해 수신된 통신 신호의 크기 보다 상기 복수의 안테나 중 제2 안테나를 통해 수신된 통신 신호의 크기가 크면 상기 제2 안테나에 상기 연결 스위치가 연결되도록 제어하는 통신 신호 보상기.
8. 제5항에 있어서,
   상기 선택 스위치는
   상기 제1 안테나를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하는 경우 상기 커플러에 연결되고, 상기 복수의 안테나 중 제1 안테나를 제외한 나머지 안테나를 통해 수신되는 통신 신호의 크기를 검출하는 경우 상기 검출 스위치에 연결되는 통신 신호 보상기.
9. 제5항에 있어서,
   상기 검출부는
   복수개의 대역 통과 필터와,
   상기 검출부로 전달된 통신 신호를 상기 복수개의 대역 통과 필터 중 어느 하나로 통과시키는 스위치, 및
   상기 어느 하나의 대역 통과 필터를 통과하는 통신 신호의 크기를 검출하는 파워 검출소자를 포함하는 통신 신호 보상기.
10. 제5항에 있어서,
    상기 검출부에 검출된 신호의 크기에 기초하여 통신 신호의 주파수 대역을 결정하는 대역 설정부; 및
    상기 결정된 주파수 대역 및 통신 신호의 파형에 기초하여 출력 대역을 결정하는 출력 설정부를 더 포함하는 통신 신호 보상기.

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