KR20010018104A - 발진 방지기능 및 무가입자시 역방향 출력 자동 차단 기능을갖는 중계기 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발진 방지 기능 및 가입자가 없을 경우 역방향 출력 자동 차단 기능을 갖는 중계기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 외부의 기지국과 연결된 제1 듀플렉서; 제1 듀플렉서에서 수신되는 신호를 증폭하여 서비스 주파수로 출력하는 송신부; 상기 송신부의 출력신호를 해당 서비스 지역의 이동국에 무선으로 송신하고, 상기 이동국으로부터 발신되는 신호를 수신하는 제2 듀플렉서; 상기 제2 듀플렉서에서 수신된 신호를 증폭하여 출력하는 수신부; 상기 수신부의 출력신호에 커플링되어 상기 수신부의 파워 레벨을 감지하고, 상기 파워 레벨이 제1 시간동안 제1 기준값 이상이거나, 제2 시간동안 제2 기준값 이하이면, 상기 수신부의 출력을 제1 듀플렉서로 전달하지 않는 제어부를 포함하며, 중계기 서비스 지역에 가입자가 없는 시간대 및 역방향 발진이 감지된 때에는 역방향 출력을 차단하여 기지국 용량 감소를 방지하고, 수신경로를 보호한다.

Description

발진 방지기능 및 무가입자시 역방향 출력 자동 차단 기능을 갖는 중계기 시스템 및 그 제어방법{Repeater System having anti-oscillation function and auto shutdown function when no user exist and control method therefor}

본 발명은 발진 방지기능을 갖는 중계기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면 이동 통신 시스템의 기지국에 연동되어 사용되는 중계기 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 서비스 시스템은 기지국(base station transceiver system), 기지국 제어국(base station controller), 교환국(mobile switching center), 이동국(mobile station)으로 구성된다.

기지국과 이동국은 일정한 주파수 대역으로 통신하며, 각 기지국은 일정한 통화반경을 가진다. 따라서, 다수의 기지국을 적절히 배치하여 각 기지국의 통화반경을 서로 겹치게 함으로써 통화 가능한 지역을 넓힌다.

그러나, 이러한 다수의 기지국의 배치에 의해 도시 전체를 커버(cover)한다고 하더라도 대형 건물 지하공간 및 고층 빌딩의 내부 등에서는 통화가 가능하지 않는 통화 음영 지역(blanket area)이 발생한다.

이러한 통화 음영 지역의 발생으로 인해 이동 전화기 사용자는 통화 음영 지역 내에서 원활한 통화 서비스를 받을 수 없는 문제점이 있다. 이러한 통화 음영 지역 발생의 문제점을 해결하기 위해 종래에는 음영 지역내에 중계기를 설치하였으며, 중계기는 기지국에 비해 저렴한 비용으로 음영지역을 해소할 수가 있다.

일반적으로 이러한 중계기는 하나의 기지국에 수개 또는 수십개가 접속되는데, 접속되는 중계기의 수가 증가할수록 기지국 역방향으로 인입되는 잡음의 양도 그에 비례하여 증가하고, 이는 결과적으로 기지국의 용량감소를 초래한다.

또한, 설치 장소 또는 상황에 따라 중계기 자체 발진이 일어날 수가 있는데, 순방향의 발진은 해당 서비스 지역만 서비스 이상이 발생하지만, 역방향의 발진은 그 중계기가 접속된 기지국의 수신 경로에 치명적인 결함을 야기하는 문제점이 있다.

본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중계기 서비스 지역에 가입자가 없는 시간대 및 역방향 발진이 감지된 때에는 역방향 출력을 차단하여 기지국 용량 감소를 방지하고, 수신경로를 보호하는, 발진 방지기능 및 가입자가 없을 시 역방향 출력 자동 차단 기능을 갖는 중계기 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 중계기 시스템의 블록 구성도이다.

도2는 도1의 제어부의 상세 구성도이다.

도3은 제어부의 하이 리미트 체크부 로직의 흐름을 나타낸 타이밍도이다.

도4는 하이 리미트 로직을 프로그램화하기 위한 동작 흐름도이다.

도5은 제어부의 로우 리미트 체크부 로직의 흐름을 나타낸 타이밍도이다.

도6은 로우 리미트 로직을 프로그램화하기 위한 동작 흐름도이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 중계기 시스템은,

외부의 기지국으로부터 수신되는 데이터를 증폭하여 서바스 주파수로 변환하여 해당 서비스 지역의 이동국에 무선으로 송신하는 송신부;

상기 이동국에서 발신되는 신호를 증폭하여 상기 기지국으로 출력하는 수신부;

상기 수신부의 파워 레벨을 감지하고, 상기 파워 레벨이 제1 시간동안 제1 기준값 이상이거나, 제2 시간동안 제2 기준값 이하이면, 상기 수신부의 출력을 상기 기지국으로 전달하지 않는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 중계기 시스템 제어방법은,

중계기 발진 신호와 통화 신호, 엑세스 신호등을 구분하여 중계기 발진시는 상기 중계기의 역방향 출력을 차단하고, 제1시간후에 상기 파워 상태를 감지하는 단계;

상기 파워가 발진 상태이면, 상기 중계기의 역방향 출력을 차단하는 단계;

상기 파워가 발진 상태가 아니고, 엑세스 및 통화 신호이면, 상기 중계기의 역방향 출력을 다시 유지시켜 주는 단계를 포함한다.

그러면, 본 발명을 이 분야의 통상을 지식을 지닌자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조로 하여 실시예에 관하여 설명하기로 한다. 특히, 이하에서는 설명의 편의상 개인 휴대 통신(Personal Communication Service: PCS) 시스템을 예로 들어 설명한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 중계기 시스템의 블록 구성도이다.

도1에서와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 중계기 시스템은,

외부의 기지국으로부터 송수신되는 데이터를 해당 경로로 전달하는 듀플렉서(400);

듀플렉서(400)에서 수신되는 신호를 증폭하여 서비스 주파수로 출력하는 송신부(100);

송신부의 출력신호를 해당 서비스 지역의 이동국에 무선으로 송신하고, 상기 이동국으로부터 발신되는 신호를 수신하는 듀플렉서(600);

듀플렉서(600)에서 수신된 신호를 증폭하여 출력하는 수신부(500);

수신부(500)의 출력신호에 커플링되어 수신부(500)의 파워 레벨을 감지하고, 파워 레벨이 제1 시간동안 제1 기준값 이상이거나, 제2 시간동안 제2 기준값 이하이면, 수신부(500)의 출력을 듀플렉서(400)로 전달하지 않는 제어부(200)를 포함한다.

도2는 도1의 제어부의 상세 구성도이다.

도2를 참조하면, 제어부(200)는,

수신부(500)의 출력에 커플링 되어 수신부(500)의 하이 파워 레벨을 감지하는 하이 레벨 디텍터(220);

수신부(500)의 출력에 커플링 되어 수신부(500)의 로우 파워 레벨을 감지하는 로우 레벨 디텍터(230);

하이 레벨 디텍터(220)에서 감지된 파워 레벨이 제1 시간동안 제1 기준값 이상이거나, 로우 레벨 디텍터(230)에서 감지된 파워 레벨이 제2 시간동안 제2 기준값 이하이면, 수신부(500)의 출력을 듀플렉서(400)로 전달하지 않도록 제어신호를 출력하는 집적회로부(210);

집적회로부(210)의 제어신호에 따라 수신부(500)의 출력신호를 듀플렉서(400)로 전달 또는 차단하는 스위치(SW1)를 포함한다.

상기한 송신부(100)는,

듀플렉서(400)로부터 수신되는 고주파수 대의 신호를 중간 주파수대의 신호로 변환하는 믹서(110),

믹서(110)의 출력신호에서 원하는 중간 주파수 대역의 신호를 얻기 위해 필터링을 수행하는 표면탄성파(SAW: surface acoustic wave) 필터(120),

표면탄성파 필터(120)의 출력신호를 다시 고주파 대의 신호로 변환하는 믹서(130);

믹서(130)의 출력신호를 증폭하여 듀플렉서(600)로 출력하는 전력 증폭기(140)를 포함한다.

상기한 수신부(500)는,

듀플렉스(600)를 통해 입력된 고주파수 대의 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(550),

저잡음 증폭기(550)의 출력신호를 중간 주파수 대의 신호로 변조하는 믹서(540);

믹서(540)의 출력에서 원하는 고주파 대역의 신호만을 통과시키는 표면탄성파 필터(530);

표면탄성파 필터(530)의 출력신호를 고주파 대의 신호로 변조하는 믹서(520);

믹서(520)의 출력신호를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭기(510)를 포함한다.

그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 중계기 시스템의 동작에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 기지국으로부터 무선으로 고주파대 즉, 1.8~1.9 MHz 대의 신호가 듀플렉서(400)로 수신된다. 여기서, 중계기에 따라서 유선신호를 받는 경우도 있다.

듀플렉스(400)를 통해 입력된 고주파수 대의 신호는 믹서(110)에서 중간 주파수대의 신호로 변환된다. 이때, 믹서(110)에는 오실레이터(300)로부터 중간 주파 변조를 위한 주파수대의 신호가 입력된다.

다음, 이 신호는 표면탄성파 필터(120)에서 중간 주파수 대역의 신호만이 통과되고, 나머지 대역은 필터링된다.

다음, 믹서(130)는 표면탄성파 필터(120)의 출력신호를 다시 고주파 대의 신호로 변조하여 출력한다. 이때, 믹서(130)에는 오실레이터(300)로부터 고주파 변조를 위한 주파수대의 신호가 입력된다.

그러면, 믹서(130)의 출력신호는 전력 증폭기(140)에서 증폭이 되어 듀플렉서(600)로 전달된다.

그러면, 듀플렉서(600)는 이 신호를 안테나를 통해 무선으로 가입자의 이동전화기로 송출한다. 그러면, 해당 서비스 지역내의 가입자가 이 신호를 수신하게 된다.

한편, 가입자의 이동 전화기로부터 송신되는 신호는 듀플렉서(600)로 수신되고, 저잡음 증폭기(550)에서 증폭된후, 믹서(540)에서 중간 주파수 대역의 신호로 변환된다.

그러면, 표면탄성파 필터(530)는 믹서(540)의 출력신호에서 중간 주파수 대역의 신호만을 통과시키도록 한다.

다음, 믹서(520)는 표면탄성파 필터(530)의 출력신호를 고주파 대의 신호로 변조하여 출력하게 된다.

그러면, 고주파 대의 신호는 전력 증폭기(510)를 통해 증폭되고, 제어부(200) 및 듀플렉서(400)를 통해 기지국으로 무선으로 송신이 된다.

이러한 과정에 의해 이동 전화기와 기지국을 연결하게 된다.

그런데, 이러한 과정에서 해당 서비스 지역에 가입자가 없게 되면, 전력 증폭기(510)의 파워는 매우 작고, 발진의 경우에는 파워가 발진을 하게 되는데 이때에는 제어부(200)가 역방향 채널쪽 즉, 전력 증폭기(510)의 출력신호를 듀플렉서(400)로 전달하지 않는다. 여기서, 사용자는 스위치(212, 216)를 이용하여 로우 및 하이 리미트에 해당하는 전압을 조정할 수 있고, 발진 방지하는 기능과 가입자가 해당지역에 없을 때 역방향 출력을 자동 차단하는 상기 기능 전부를 인에이블/디스에이블(Enable/Disable) 할 수도 있다.

그러면, 도3 및 도4를 참조로 하여 제어부(200)의 동작에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도3은 제어부의 내부 로직의 흐름을 나타낸 타이밍도이다.

먼저, 제어부(200)의 하이레벨 디텍터(220)는 커플러(240)를 통해 전력 증폭기(510)의 출력에서 하이 레벨 즉, 최대의 가입자가 접속했을 때의 엑세스 신호 또는 발진상태의 파워 레벨이 되었을때를 감지한다. 여기서, 하이레벨 디텍터(220)는 가입자의 역방향 엑세스(Access) 신호 및 통화 신호, 발진 신호등을 검출하고 그 검출량이 일정 기준 값 이상(High level detect, 아주 큰 Access 신호 혹은 발진)이 되면 파워 디텍트(Power detect) 신호가 하이가 되고 그 파워 디텍트 신호와 동일하면서 일정 시간 지연된 신호(DELAYED DETECT)를 발생시킨다. 이때, 도3에서와 같이, 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)는 하이이면서, 지연된 신호(DELAYED DETECT)는 로우인 시간동안 라이징(RISING) 신호를 발생시키고, 그 반대인 경우는 폴링(FALLING)을 발생시킨다. 이 라이징 신호(RISING)와 폴링 신호(FALLING)는 이벤트 트리거(Event trigger)이다.

그러면, 디텍터 체크 로직부(210)의 하이 리미트 체크부(215)는 라이징 신호(RISING)가 발생된 후로부터 설정시간 T1 시간후 바로 스위치(SW1)를 오프하고, 스위치 오프 시간(T2) 동안 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)의 레벨을 체크한다. 만일, 그 시간(T2)동안 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)의 레벨이 하이로 감지 되면, 이 경우는 발진이 아니므로, 스위치(SW1)를 온시킨다. 또한, 만일 그 시간동안 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)의 레벨이 로우로 감지되면, 이 경우는 발진이므로, 스위치(SW1)를 오프시킨다. 이때, 라이징 신호(RISING) 후 T1 시간이 되기 전에 폴링 신호(FALLING)가 발생되면 다시 라이징 신호(RISING)가 발생되어 T1 시간이 될 때까지는 스위치(SW1)를 오프시키지 않는다. 그 이유는, 통화 신호는 계속해서 하이로 CDMA 특성상 감지되지 않으며 또한, 발진 신호는 계속해서 하이로 감지되기 때문이다. 발진으로 스위치(SW1)를 오프시킨 후, 가입자가 엑세스하게 되면 다시 스위치(SW1)를 온시키게 된다. 이런 경우에도, 몇번의 발진신호가 계속 감지되면 완전히 시스템을 다운 시킨다(기지국 보호 차원-계속해서 발진이 있으면 뭔가 잘못된 것임-가입자기 엑세스 해도 스위치(sw1)을 온하지 않음). 이렇게 하이레벨이 감지 되면, 발진 신호와 단말기 엑세스 신호, 단말기 통화 신호 등이 완벽히 구분된다.

이와 같은 과정은 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 모두 실행할 수 있으며, 이를 프로그램화하기 위한 동작 흐름도를 도4에 도시하였다.

도4에서와 같이, 하이 리미트 체크부(216)는 파워 디텍트 신호가 0에서(S1) 1 즉, 하이로 되는지를 판단한다(S402).

다음, 하이 리미트 체크부(216)는 라이징 신호(RISING)를 생성하고, 스위치(SW1)가 온상태인지 판단하여(S404), 온 상태가 아니면 온 상태로 만들고, T1시간 동안 타이머를 작동시킨다(S405).

다음, 하이 리미트 체크부(215)는 라이징 신호(RISING)가 발생된 후로부터 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)가 0인지를 판단하여(S407), 0이면 폴링 신호를 생성하고 타이머를 리셋한다(S408).

하이 리미트 체크부(215)는 라이징 신호(RISING)가 발생된 후로부터 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)가 0이 아니면서 설정된 시간 T1이 지나면(S409), 바로 스위치(SW1)를 오프하고, 스위치 오프 시간(T2) 동안 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)의 레벨을 체크한다(S410).

즉, 그 시간(T2)동안 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)의 레벨을 감지하여(S411) 하이로 감지 되면, 이 경우는 발진이 아니므로, 스위치(SW1)를 온시킨다(S412).

또한, 만일 그 시간동안 파워 디텍트 신호(POWER DETECT)의 레벨이 로우로 감지되면, 이 경우는 발진이므로, 스위치(SW1)를 오프시킨다.

이하, 도5 및 도6를 참조로 하여 제어부(200)의 로우 리미트 체크부(213)의 동작에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도5은 제어부의 로우 리미트 체크부 로직의 흐름을 나타낸 타이밍도이다.

먼저, 제어부(200)의 로우레벨 디텍터(230)는 커플러(240)를 통해 전력 증폭기(510)의 출력을 감지하여 로우 레벨 즉, 가입자가 전혀 없을 때의 출력을 감지한다(중계기 출력은 일반적으로 입력되는 신호가 전혀 없어도 무신호시 출력레벨이 존재함- KTB + 중계기 이득 + 중계기 잡음지수). 여기서, 로우레벨 디텍터(230)는 가입자의 역방향 엑세스(Access) 신호 및 통화 신호, 그리고 무신호 출력레벨등을 검출하게 되는데 이때, 그 검출량이 일정 기준값 이하가 되면 가입자의 역방향 엑세스 신호 및 통화 신호가 없다고 보고(무신호시 출력만 있다고 봄) 역방향 출력을 오프하여 기지국 역방향을 보호한다. 그 방법은 일정 기준 값 이상이 되면, 역시 지연된 신호(DELAYED DETECT2)와 비교하여 라이징 신호(RISING2)와 폴링 신호(FALLING2)를 발생하고, 폴링 신호(FALLING2) 발생 후 T3 시간이 지나면 스위치(SW1)를 오프시킨다.

이후, 다시 라이징 신호(RISING2)가 있을 때 스위치(SW1)를 온시킨다. 이렇게 되면, 가입자가 없을 때는 중계기 역방향 출력이 없으므로 중계기에 의한 기지국 역방향 용량 감소는 개선된다.

이와 같은 과정은 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 모두 실행할 수 있으며, 이를 프로그램화하기 위한 동작 흐름도를 도6에 도시하였다.

도6에서와 같이, 로우 리미트 체크부(213)는 로우 레벨 디텍트 신호(LOW LEVEL DETECT)가 0에서(S601) 1 즉, 하이로 되는지를 판단한다(S602).

다음, 로우 리미트 체크부(213)는 라이징 신호(RISING2)를 생성하고, 스위치(SW1)가 온상태인지 판단하여(S604), 온 상태가 아니면 온 상태로 만들고, 로우 레벨 디텍트 신호(LOW LEVEL DETECT)가 0인지를 판단한다(S606).

로우 레벨 디텍트 신호(LOW LEVEL DETECT)가 0이면, 폴링 신호(FALLING2)가 발생되고, 그 후 T3시간 동안 타이머를 작동시킨다(S607).

다음, 로우 리미트 체크부(213)는 폴링 신호(FALLING)가 발생된 후로부터 로우 레벨 디텍트 신호(LOW LEVEL DETECT)가 1인지를 판단하여(S608) 1이면 라이징 신호(RISING)를 생성하고 타이머를 리셋한다(S609).

로우 리미트 체크부(213)는 폴링 신호(FALLING)가 발생된 후로부터 로우 레벨 디텍트 신호(LOW LEVEL DETECT)가 1이 아니면서 설정된 시간 T3이 지나면(S610), 바로 스위치(SW1)를 오프한다(S620).

이상의 본 발명은 PCS에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 이동 통신 시스템에 적용되어 사용할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에서, 중계기 서비스 지역에 가입자가 없는 시간대 및 역방향 발진이 감지된 때에는 역방향 출력을 차단하여 기지국 용량 감소를 방지하고, 수신경로를 보호하는 중계기 시스템 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 외부의 기지국으로부터 수신되는 데이터를 증폭하여 서바스 주파수로 변환하여 해당 서비스 지역의 이동국에 무선으로 송신하는 송신부;

   상기 이동국에서 발신되는 신호를 증폭하여 상기 기지국으로 출력하는 수신부;

   상기 수신부의 파워 레벨을 감지하고, 상기 파워 레벨이 제1 시간동안 제1 기준값 이상이거나, 제2 시간동안 제2 기준값 이하이면, 상기 수신부의 출력을 상기 기지국으로 전달하지 않는 제어부를 포함하는 중계기 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기한 제어부(200)는,

   상기 수신부(500)의 출력에 커플링 되어 상기 수신부(500)의 하이 파워 레벨을 감지하는 하이 레벨 디텍터(220);

   상기 수신부(500)의 출력에 커플링 되어 상기 수신부(500)의 로우 파워 레벨을 감지하는 로우 레벨 디텍터(230);

   상기 하이 레벨 디텍터(220)에서 감지된 파워 레벨이 제1 시간동안 제1 기준값 이상이거나, 로우 레벨 디텍터(230)에서 감지된 파워 레벨이 제2 시간동안 제2 기준값 이하이면, 수신부(500)의 출력을 상기 기지국으로 전달하지 않도록 제어신호를 출력하는 집적회로부(210);

   상기 집적회로부(210)의 제어신호에 따라 상기 수신부(500)의 출력신호를 상기 기지국으로 전달 또는 차단하는 스위치(SW1)를 포함하는 중계기 시스템.
3. 제1항에 있어서.

   상기한 송신부(100)는,

   상기 기지국으로부터 수신되는 고주파수 대의 신호를 중간 주파수대의 신호로 변환하는 제1 믹서(110),

   상기 제1 믹서(110)의 출력신호에서 원하는 중간 주파수 대역의 신호를 얻기 위해 필터링을 수행하는 표면탄성파(SAW: surface acoustic wave) 필터(120),

   상기 표면탄성파 필터(120)의 출력신호를 다시 고주파 대의 신호로 변환하는 제2 믹서(130);

   상기 제2 믹서(130)의 출력신호를 증폭하여 상기 이동국으로 무선으로 출력하는 전력 증폭기(140)를 포함하는 중계기 시스템.
4. 제1항에 있어서

   상기한 수신부(500)는,

   상기 이동국으로부터 입력된 고주파수 대의 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(550),

   상기 저잡음 증폭기(550)의 출력신호를 중간 주파수 대의 신호로 변조하는 제1 믹서(540);

   상기 제1 믹서(540)의 출력에서 원하는 고주파 대역의 신호만을 통과시키는 표면탄성파 필터(530);

   상기 표면탄성파 필터(530)의 출력신호를 고주파 대의 신호로 변조하는 제2 믹서(520);

   상기 제2 믹서(520)의 출력신호를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭기(510)를 포함하는 중계기 시스템.
5. 중계기 발진 신호와 통화 신호, 엑세스 신호등을 구분하여 중계기 발진시는 상기 중계기의 역방향 출력을 차단하고, 제1시간후에 상기 파워 상태를 감지하는 단계;

   상기 파워가 발진 상태이면, 상기 중계기의 역방향 출력을 차단하는 단계;

   상기 파워가 발진 상태가 아니고, 엑세스 및 통화 신호이면, 상기 중계기의 역방향 출력을 다시 유지시켜 주는 단계를 포함하는 중계기 시스템 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 파워가 일정시간 동안 가입자가 없을 때의 최소 파워인지를 판단하는 단계;

   상기 파워가 일정시간 동안 가입자가 없을 때의 최소 파워를 유지하면, 상기 중계기의 역방향 출력을 차단하는 단계;

   상기 중계기의 역방향 출력이 차단된 상태에서 가입자가 통화를 시도하면 가입자 엑세스 신호를 이용하여 중계기 역방향 출력을 유지시켜 주는 단계를 포함하는 중계기 시스템 제어방법.