KR102504415B1 - 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀리미터파 이동통신 서비스에 있어서 기지국 안테나와 단말기들 간의 가시영역을 효과적으로 확보할 수 있으면서도 설치가 쉬운 구성을 가지는 인빌딩 중계장치에 관한 것으로서, 하나 이상의 기지국의 가시영역에 배치되는 도너안테나, 서비스안테나를 통하여 단말기와 연결되는 서비스부와, 상기 도너안테나를 제어하여 서비스부에서 단말기와 기지국의 연결성을 갖도록 하는 도너관리부를 구비하되, 상기 도너관리부가 복수의 기지국 중에 신호 감도가 높은 기지국을 선택하고 상기 도너안테나를 빔스티어링하여 가시영역을 형성하도록 하는 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치를 제공한다.

Description

5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치{IN-BUILDING RELAYING APPARATUS WITH BEAMFOARMING AND BEAM STEERING ANTTENA FOR 28GHz BAND SERVICE OF 5G NETWORK}
본 발명은 이동통신용 중계시스템과 관련된 것으로서, 보다 구체적으로는 특히 밀리미터파 이동통신 서비스에 있어서 기지국 안테나와 단말기들 간의 가시영역을 효과적으로 확보할 수 있으면서도 설치가 쉬운 구성을 가지는 인빌딩 중계장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 서비스 시스템은 기지국(Base Station), 중계 시스템 및 가입자 단말기로 구성되어 있으며, 상기 중계 시스템은 통상 도너 안테나부, 중계기 및 커버리지 안테나부로 구성된다.
이러한 이동통신 서비스 시스템에서 기지국과 가입자 단말기는 일정한 주파수 대역(Frequency Band)으로 통신하며, 각 기지국은 일정한 통신반경을 가진다. 따라서, 다수의 기지국을 적절히 배치하여 각 기지국의 통신반경을 서로 겹치게 함으로써 통신 가능한 지역을 넓히게 된다.
그러나, 이러한 다수의 기지국의 배치에 의해 도시 전체를 커버한다고 하더라도 기지국에서 송신된 신호가 공기 중에서 전파(傳播)됨에 따라 신호가 약해지고 나아가 산이나 건물, 건물의 지하, 터널이나 건물 내부 등과 같은 자연 및 인공 장애물들로 인하여 신호의 세기는 더욱 미약하게 되어 가입자 단말기의 원활한 수신이 불가능하게 되는 부분적인 통신 음영지역이 발생한다.
이러한 통신 음영지역 발생의 문제점을 해결하기 위해 종래에는 기지국과 신호를 송수신할 수 있는 도너 안테나부와, 가입자 단말기와 신호를 송수신할 수 있는 커버리지 안테나부 사이에 신호 증폭기를 포함하는 중계기를 설치하고, 중계기에 의해 도너 안테나부와 커버리지 안테나부를 중계하여 통신 음영지역에서의 이동통신이 가능하도록 하였다.
한국공개특허 제10-2004-0016665호는 종래기술의 이동통신 중계시스템을 개시하고 있으며, 도 1은 이에 대한 블록도이다.
종래 일반적으로 적용되는 중계시스템의 경우 도너(donor) 시스템(20)과 리모트(remote) 시스템(30)을 포함하여 구성되며, 도너 시스템(20)은 2개의 듀플렉서(201, 208), 2개의 저잡음 증폭기(202, 207), 2개의 전력 증폭기(203, 206), 2개의 주파수 변환부(204, 205) 및 2개의 안테나(209, 210)를 포함한다. 또한, 리모트 시스템(30)도 2개의 듀플렉서(301, 308), 2개의 저잡음 증폭기(302, 307), 2개의 전력 증폭기(303, 306), 2개의 주파수 변환부(304, 305) 및 2개의 안테나(309, 310)를 포함하며, 이러한 구성은 안테나(309)가 도너 시스템(20)과의 무선 통신을 통해 링크용 주파수 대의 신호를 주고 받고, 안테나(310)가 이동통신 단말기(40)와의 무선통신을 통해 서비스용 주파수 대의 신호를 주고받는다.
이러한 경우 각 가시 영역 내에 도너시스템이 설치되어야 하고 설비의 복잡성도 있어 비용이 많이 발생하는 한편 안정적인 이동통신 서비스도 어렵다는 문제점이 있었다.
도 2는 이러한 종래기술의 중계시스템을 직관적으로 볼 수 있도록 나타낸 개략도이다.
도시사항과 같이 도너 안테나(21)은 건물의 외벽이나 지붕에 설치되어 중계시스템(20)과 연결되고 내부의 서비스 안테나(310)를 통해 단말기와 통신을 수행한다. 각 기지국(100a, 100b, 100c)는 서로 다른 빔패턴(B1, B2, B3)를 가지고 있으며도너 안테나(21)의 빔패턴(D)과 중첩 영역을 가지게 된다.
기존의 2G, 3G 내지 4G 방식의 서비스에서는 불가피하게 음영지역이 발생하더라도 안테나 간의 LOS(Line of Sight)의 중요성은 높지 않으나, 특히 최근 확산되는 5G 통신용 28GHz 대의 밀리미터파 이동통신 서비스를 위하여서는 기존의 2G 내지 4G 방식에서와 달리 안테나 간의 가시영역의 확보가 매우 중요하다. 밀리미터파의 특성상 비록 근접 거리에서도 기지국과 단말기들 간의 비가시영역에 의한 서비스 장애가 발생하고, 이를 해소하기 위하여 인빌딩 장비의 도너 안테나 빔을 기지국의 안테나 빔과 최적의 상태로 만들기 위하여 다양한 시도들이 있다.
하지만, 특정 건물에 설치된 인빌딩용 도너 안테나는 대부분 고정형이어서 옥외 다수의 기지국 신호를 받기 때문에 중첩된 신호가 혼재된 빔패턴을 가지는 것은 불가피하다. 이러한 영향으로 특히 유동인구가 많은 도심지역에서 무선통신 서비스의 통화 품질 뿐만 아니라 데이터 통신의 속도가 급격하게 떨어지는 현상이 발생한다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 기지국과 단말기 간의 가시영역을 최적의 상태로 유지할 수 있도록 함으로써 인빌딩 시스템의 서비스 품질을 향상할 수 있고, 설치의 편리성도 증대될 수 있는 5Ｇ용 인빌딩 중계장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 실내 윈도우에 부착되며 제1 내지 3빔패턴이 실내에서 실외를 지향하도록 어레이 안테나를 구비하는 도너안테나; 서비스안테나를 통하여 단말기와 연결되는 서비스부; 복수의 기지국에 대해 빔포빙을 수행하여 가시영역을 판단하는 조향판단부와, 상기 조향판단부의 판단 결과에 따라 안테나의 빔포밍 지향성을 제어하는 빔포밍제어부를 구비하는 도너관리부를 포함하는 인빌딩 중계장치를 제공한다.
상기 도너안테나는 건물의 윈도우 내벽에 부착되고 상하 및 좌우로 틸팅 가능한 부착 및 틸트부와, 케이싱이 설치되는 방향성의 변화를 감지하여 조향판단부가 지향성을 보정할 수 있도록 하는 틸트센서 및 가속도센서를 구비하고, 상기 조향판단부는 어레이 안테나에 의한 제1 내지 3빔패턴의 고정된 방향에 대해 순차적으로 수신신호강도를 측정하여 기지국에 대한 1차 트래킹을 수행하고, 어레이 안테나의 방향을 제1빔패턴 및 제2빔패턴의 사이 영역과 제2빔패턴과 제3빔패턴의 사이 영역에 물리적으로 변경하고 수신강도를 측정하여 2차로 트래킹을 수행하는 트래킹부를 구비하는 것이 바람직하다.
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또한, 본 발명에서 상기 도너안테나는 사용에 따른 케이싱의 변화를 감지하여 조향판단부가 지향성을 보정할 수 있도록 하는 틸트센서 및 가속도센서를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 조향판단부는 상기 트래킹부에 의하여 측정된 지향성에 따른 수신신호강도와 트래픽량을 시계열적적으로 데이터화하여 저정하는 데이터화부와, 상기 트래킹된 수신신호강도의 데이터 중에서 설정된 트래픽 이하인 경우만을 추출하여 대비하고 빔포밍 및 빔스티어링의 지향성을 채택하도록 하는 트래픽판단부를 구비할 수 있다.
본 발명의 구성에 의하여, 기지국의 LOS의 유지가 가능하고 최적의 통신품질을 보장할 수 있기 때문에 사용자 편리성이 증가되는 효과가 있다.
또한, 기지국에 대한 최적의 트래킹 알고리즘이 구성되어 있고 주변 기지국 신호의 간섭으로 인한 서비스 품질 저하가 예방될 수 있어 작동에 대한 신뢰성이 향상되며, 안테나까지 인빌딩 형태로 설치가 가능하기 때문에 설치 시간 및 비용이 절감될 수 있어 경제적인 효과가 있다.
도 1은 종래기술에서의 이동통신 중계시스템에 대한 블록도이다.
도 2는 종래기술의 이동통신 중계시스템을 직관적으로 볼 수 있도록 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 개념에 따라 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치에 대한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치의 빔포빙 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치의 구성에 대한 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치를 상세히 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 기본적으로, 하나 이상의 기지국의 가시영역에 배치되는 도너안테나, 서비스안테나를 통하여 단말기와 연결되는 서비스부와, 상기 도너안테나를 제어하여 서비스부에서 단말기와 기지국의 연결성을 갖도록 하는 도너관리부를 구비하되, 상기 도너관리부가 복수의 기지국 중에 신호 감도가 높은 기지국을 선택하고 상기 도너안테나를 빔스티어링하여 가시영역을 형성하도록 하는 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치를 제공한다.
본 발명은 5G 이동통신 기지국(BTS: Base Transceiver Station)에서 송출되어 이동통신 단말기와 신호를 송수신하도록 하는 중계기를 대상으로 하나 통신주파수 및 송수신단과 관련하여서 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 주파수를 단말기로 전송하거나 그로부터 수신하기 위한 중계기와 관련되는 것으로 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명에 따른 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치의 구성도이다.
본 발명의 개념에 따라 복수의 기지국(1110a, 1110b, 1110c)의 각각의 빔패턴(B1, B2, B3)의 하나 이상과 도너안테나(1400)의 빔패턴이 가시영역(LOS: Line Of Sight)을 형성하고, 도너안테나(1400)의 설치방식은 단순화하였다.
상기 도너안테나(1400)의 구성에 대해서는 후술하도록 한다.
인빌딩 중계장치(1100)는 도너안테나(1400)와 서비스안테나(1310)를 연결하며 각각 기지국과 단말기의 연결성을 제어하는 기능을 수행하며, 각각 도너관리부 및 서비스부로 정의하도록 한다. 다만, 상기 도너관리부와 서비스부는 물리적으로 하나의 기판에 형성되어 있을 수 있으며 소정의 알고리즘에 의하여 구분될 수 있음은 물론이다. 경우에 따라 상기 도너관리부와 서비스부는 물리적으로 이격될 수도 있을 것이며 그 사이의 연결은 무선 또는 유선의 방식이 선택적으로 적용될 수 있을 것이다.
이러한 인빌딩 중계장치(1100)는 기지국(1110a, 1110b, 1110c)을 지향하나 건물 내부 또는 건물 외부의 경제성과 효율성은 고려한 선택된 위치에 배치될 수 있을 것이며, 단말기들과의 가시영역과 관련하여 서비스안테나(1310)와 함께 서비스 커버리지 범위 내에서 최적의 장소를 설정할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에서는 다중 통신이 가능하도록 하기 위하여 릴레이장치가 다이나믹 TDD(Time Division Duplex) 방식을 적용하여 듀프렉싱을 수행할 수 있다. 본 발명은 특히 5G용 밀리미터파 통신에 있어서 가시영역의 확보와 다수의 기지국과 단말기들 간의 다중 링크의 원활한 형성을 위하여 작동될 수 있기 때문에 이러한 다이나믹 TDD 방식의 적용이 더욱 유용한 것이다. 이러한 다이나믹 TDD 방식의 경우 시분할 방식으로서 신호를 전송하되 트래픽 환경을 모니터링하고 상향 및 하향 링크의 전송비율을 가변할 수 있는데 다중 통신과 관련하여서는 공지의 통신방식이 적용될 수 있을 것이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
한편, 도시된 실시예에서는 도너안테나(1400)에 의한 빔패턴이 복수로 형성되어 있으며 상기한 바와 같이 5G의 밀리미터파 영역에서는 상기 포밍된 빔이 협소한 특징을 가진다. 예를 들어, 복수의 안테나 어레이들이 각각의 빔패턴을 가지고 스위칭되는 방식으로 빔포밍이 이루어질 수 있을 것이다. 이러한 빔포밍의 기술에 대해서는 공지의 안테나에 대한 기술이 적용될 수 있을 것이다. 도시사항과 같이 제1빔패턴(D1)과 제2빔패턴(D2)과 제3빔패턴(D3)이 각각의 방향성을 가지고 지향될 수 있다.
본 발명의 빔스티어링(Beam Steering)이란 안테나의 지향성을 변경하는 것을 의미하여 넓은 의미에서는 빔포밍(Beamforming)을 포함한다고 볼 수 있을 것이다. 경우에 따라, 상기 빔포밍될 수 있는 복수의 빔패턴의 고정된 영역을 물리적으로 방향성을 가변하는 기술을 빔스티어링으로 볼 수도 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 개념에 따라 상기 도너안테나(1400)는 옥외의 구조물에 설치되는 것이 아닌 건물의 실내 윈도우(W)에 부착되는 방식으로 배치될 수 있다. 이에 상기 도너안테나(1400)는 윈도우(W)에 부착될 수 있는 구조를 구비할 수 있으며 이와 관련된 실시예는 후술하도록 한다.
이렇게 인빌딩 및 윈도우 설치 타입의 도너안테나(1400)가 적용되는 경우 건물 외벽이 아닌 유리창 내부에 부착이 가능하기 때문에 고층 건물에도 큰 무리 없이 설치가 가능하며 경우에 따라 전문가가 아니라도 도너안테나(1400)의 부착 및 이동이 용이한 장점이 있음에 유의한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치의 빔스티어링의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이 복수의 기지국(1110a, 1110b, 1110c)에 대해 복수의 영역이 설정될 수 있으며 상기와 같이, 예를 들어 제1빔패턴(D1), 제2빔패턴(D2) 및 제3빔패턴(D3)이 정의될 수 있다. 빔포밍의 개념을 적용하여 예를 들어, 디지털 방식, 위상배열 방식, 스위칭(Switching) 방식, 시프트셀(Shift Cell) 방식 등이 선택될 수 있다.
예를 들어, 제2빔패턴(D2)이 0°의 지향을 가지는 경우 제1빔패턴(D1)은 -30°이고, 제3빔패턴(D3)은 30°를 가질 수 있을 것이다. 또한, LOS 의 확보를 위하여 상기 포밍될 수 있는 영역을 스티어링하여 가변할 수 있도록 빔스티어링이 적용되며, 이에 상기 제1빔패턴(D1)과 제2빔패턴(D2)의 중간영역(-15°), 제2빔패턴(D2)과 제3빔패턴(D3)의 중간영역(15°)에 대해 빔스티어링이 가능하다.
도시사항과 같이 윈도우(W)의 내측에 안테나 어레이들을 가지는 도너안테나(1400)가 부착되어 배치되고 있으며, 실내에서 실외를 향하여 설치됨은 상기와 같다.
도 5는 본 발명의 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치에 대한 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
상기 도너관리부(1200)와 서비스부(1300)의 연결은 소정의 인터페이스를 구비하여 구성될 수 있다.
본 발명의 도너안테나(1400)와 서비스안테나(1310)는 다중빔안테나로 구성될 수 있을 것이다.
일실시예로, 상기 도너관리부(1200)는 도너간섭제거부, 복수의 도너다운컨버터 및 도너업컨버터, 도너다운컨버터에 연결되는 도너저잡음증폭기 및 도너업컨버터에 연결되는 도너전력증폭기를 포함하는 송수신부(1220)를 가질 수 있으며, 이와 관련하여서는 공지의 도너의 제어에 관한 기술이 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 개념에 의하여, 상기 도너관리부(1200)는 기지국 내진 빔패턴의 방향성을 결정하는 조향판단부(1231)와, 상기 조향판단부(1231)의 판단 결과에 따라 빈패턴의 지향성을 빔포밍 또는 빔스티어링을 통하여 제어하여 LOS를 최적으로 유지할 수 있도록 하는 빔포밍제어부(1232)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 빔포밍제어부(1232)는 조향판단부(1231)의 판단 결과에 따라 예를 들어, 도너안테나(1400)에 공급되는 신호의 진폭과 위상을 변화시켜 특정 빔패턴의 강도를 향상할 수 있도록 하며 이에 따라 특정한 기지국과의 LOS를 최적의 상태로 유지할 수 있다.
상기 LOS 의 최적상태 판단을 위하여서는 조향판단부(1231)가 기능하며, 기본적으로 빔포밍된 신호를 수신하여 수신신호강도(Received Signal Strength Indication: RSSI)를 측정를 측정하여 최적의 LOS가 형성될 수 있도록 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 조향판단부(1231)는 최적의 기지국에 대한 지향성을 판단하기 위하여 트래킹부를 포함할 수 있다. 상기 트래킹부는 1차적으로 기지국의 빔패턴 영역의 추적을 위하여 도너안테나(1400)의 빔포밍 위치를 가변하도록 하여 각각의 빔포밍 패턴에 대해서 수신신호강도를 수치화하여 데이터베이스로 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1빔패턴(D1), 제2빔패턴(D2), 제3빔패턴(D3)에 순차로 신호의 변형을 통하여 수신신호강도를 계량함으로써 제1단계의 트래킹이 완료된다.
또한, 상기 트래킹부는, 2차적으로 어레이 안테나에 고정된 빔패턴의 방향성을 물리적으로 변경하여 고정 빔패턴 사이의 영역에 대한 순차적 트래킹을 수행하도록 할 수 있으며, 상기 빔스티어링의 회전량은 선택적이다. 도 4의 실시예를 참고하면, 제2빔패턴(D2)과 제1빔패턴(D1)의 사이의 영역과, 제2빔패턴(D2)과 제3빔패턴(D3) 사이의 영역에 대해서는 빔스티어링을 통하여 수신신호강도를 측정하여 계량할 수 있다.
상기 트래킹부에 의한 수신신호강도의 추적은 1회성으로 이루어지지는 않으며, 소정의 시간 간격에 따라 누적적으로 데이터베이스화될 수 있다. 이를 위하여 상기 조향판단부(1231)는 시계열적으로 지향성에 따른 수신신호강도를 데이터화하여 저장하는 데이터화부를 포함할 수 있다. 상기 데이터에는 RSSI가 측정된 시간 및 측정 시간의 트래픽량의 정보도 포함할 수 있다.
상기 개념에 따라 조향판단부(1231)는 트래픽판단부를 더 포함하고 상기 트래픽판단부는 복수의 빔포밍 및 빔스티어링이 적용되어 트래킹된 수신신호강도들의 데이터 중에서 설정된 트래픽량 이하의 값들만을 대비하여 최적의 빔포밍 및 빔스티어링의 방향성을 채택할 수 있다.
바람직하게는 상기 트래킹부의 가동되는 시간대는 비교적 통신의 시도가 적은 새벽 시간대의 범위에서 설정된 시간 간격으로 이루어질 수 있을 것이다.
또한, 서비스부(1300)는 서비스안테나(1310)와 연결되며, 서비스간섭제거부와, 복수의 서비스다운컨버터 및 서비스업컨버터와, 서비스다운컨버터에 연결되는 서비스저잡음증폭기 및 서비스업컨버터에 연결되는 서비스전력증폭기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도너다운컨버터의 작동에서, 도너안테나(1400)에 수신된 기지국(1110)으로부터의 수신신호에서 잡음신호를 제거하고 원신호만을 크게 증폭하는 도너저잡음증폭기가 작동하며, 도너다운컨버터는 이러한 잡음 제거신호를 중간주파수(IF)로 변환하고 인터페이스부의 작동에 따라 서비스부의 서비스업컨버터로 전송되어 다시 서비스신호로 변환되고 서비스전력증폭기에서 이득을 증폭하여 서비스안테나(1310)로 송출함으로써 단말기에 신호를 전달하게 된다.
반대로 서비스다운컨버터의 작동에서, 서비스안테나(1310)에 수신된 단말기로부터의 수신신호에서 잡음신호를 제거하여 증폭하는 서비스저잡음증폭기가 작동하고 서비스다운컨버터는 이를 중간주파수로 변환하여 인터페이스부에 따라 도너업컨버터로 전송되고 이는 다시 서비스신호로 변환되어 도너전력증폭기에서 증폭하여 도너안테나(1400)에서 기지국(1110)으로 신호를 전달할수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 실시예와 같이 도너안테나(1400)는 윈도우(W)에 부착되는 형태로 제공될 수 있을 것이며 내부에 어레이 안테나를 가지고 외형을 형성하는 케이싱(1410)과, 창문에 부착 가능한 부착 및 틸트부(1420)를 포함할 수 있다. 설치시 최적 위치의 설정을 위하여 상기 부착 및 틸트부(1420)는 상하 및/또는 좌우로 틸팅 가능한, 예를 들어 볼 조인트가 구성될 수 있다. 상기 부착 및 틸트부(1420)는 창문에이 탈착을 고려하여 하나 이상의 흡착판이 구성될 수 있을 것이다.
경우에 따라 최적의 LOS의 결정을 위하여 사용자가 지향성을 변경하거나, 또는 사용에 따른 위치의 바람직하지 않은 변형이 발생할 수 있고 이를 감지하고 조향판단부(1231)의 보정을 위하여 틸트센서 및/또는 가속도센서를 구비하는 것이 바람직할 것이다.
상술된 본 발명에 따른 5Ｇ용 28GHz의 빔포밍 및 빔스티어링 안테나가 적용된 인빌딩 중계장치에 의하여 기지국의 LOS의 유지가 가능하고 최적의 통신품질을 보장할 수 있기 때문에 사용자 편리성이 증가된다.
또한, 기지국에 대한 최적의 트래킹 알고리즘이 구성되어 있고 주변 기지국 신호의 간섭으로 인한 서비스 품질 저하가 예방될 수 있어 작동에 대한 신뢰성이 향상되며, 안테나까지 인빌딩 형태로 설치가 가능하기 때문에 설치 시간 및 비용이 절감될 수 있어 경제적이다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
1100...인빌딩 중계장치 1110a, b, c...기지국
1200...도너관리부 1220...도너송수신부
1231...조향판단부 1232...빔포밍제어부
1300...서비스부 1310...서비스안테나
1400...창문형 도너안테나 1410...케이싱
1420...부착 및 틸트부

Claims (3)

  1. 실내 윈도우에 부착되며 제1 내지 3빔패턴이 실내에서 실외를 지향하도록 어레이 안테나를 구비하는 도너안테나;
    서비스안테나를 통하여 단말기와 연결되는 서비스부;
    복수의 기지국에 대해 빔포빙을 수행하여 가시영역을 판단하는 조향판단부와, 상기 조향판단부의 판단 결과에 따라 안테나의 빔포밍 지향성을 제어하는 빔포밍제어부를 구비하는 도너관리부;를 포함하며,
    상기 도너안테나는,
    건물의 윈도우 내벽에 부착되고 상하 및 좌우로 틸팅 가능한 부착 및 틸트부와, 케이싱이 설치되는 방향성의 변화를 감지하여 조향판단부가 지향성을 보정할 수 있도록 하는 틸트센서 및 가속도센서를 구비하고,
    상기 조향판단부는,
    어레이 안테나에 의한 제1 내지 3빔패턴의 고정된 방향에 대해 순차적으로 수신신호강도를 측정하여 기지국에 대한 1차 트래킹을 수행하고, 어레이 안테나의 방향을 제1빔패턴 및 제2빔패턴의 사이 영역과 제2빔패턴과 제3빔패턴의 사이 영역에 물리적으로 변경하고 수신강도를 측정하여 2차로 트래킹을 수행하는 트래킹부를 구비하는 인빌딩 중계장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도너안테나는,
    사용에 따른 케이싱의 변화를 감지하여 조향판단부가 지향성을 보정할 수 있도록 하는 틸트센서 및 가속도센서를 구비하는 인빌딩 중계장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조향판단부는,
    상기 트래킹부에 의하여 측정된 지향성에 따른 수신신호강도와 트래픽량을 시계열적적으로 데이터화하여 저정하는 데이터화부와, 상기 트래킹된 수신신호강도의 데이터 중에서 설정된 트래픽 이하인 경우만을 추출하여 대비하고 빔포밍 및 빔스티어링의 지향성을 채택하도록 하는 트래픽판단부를 구비하는 인빌딩 중계장치.
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