KR200321756Y1 - 시간차를 이용한 시분할이중 방식의 무선신호 증폭장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치에 관한 것으로, 제어신호에 따라 무선신호를 해당 경로에 맞게 스위칭 동작하여 입/출력시키는 제1,제2 스위치와, 상기 제1,제2 스위치를 통해 입력되는 무선신호의 잡음을 제거하면서 일정 레벨 증폭하는 제1,제2 수신 증폭부와, 제어신호에 따라 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호를 출력 레벨만큼 일정 증폭하는 제1,제2 증폭부와, TDD 방식에서의 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 이 검출된 무선신호에 대한 송수신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 상기 제1,제2 스위치 및 제1,제2 증폭부로 각각 출력하는 무선신호 검출기와, 전원부로 구성되는 것을 특징으로 하며, 고가인 디지털 신호 처리기, 변환기 대신에 저가이고도 간단한 구조의 무선신호 검출기를 구현함으로써 전체적인 전력 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 저가의 저출력 장비 활용으로 제품 가격을 낮출 수 있게 되는 효과가 있다

Description

시간차를 이용한 시분할이중 방식의 무선신호 증폭장치{RADIO FREQUENCY SIGNAL AMPLIFICATION APPARATUS OF TDD METHOD USING TIME INTERVAL}

본 고안은 시간차를 이용한 시분할이중(Time Division Duplex ; 이하, 'TDD'라 칭함) 방식의 무선신호 증폭장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TDD 방식을사용하여 무선신호를 증폭하는 장치에 있어서, 시간차를 이용하여 송신신호 또는 수신신호를 검출하는 무선신호 검출기를 구성하고, 이 무선신호 검출기에 의해 검출된 무선신호를 해당 시간간격에 맞추어 증폭함으로써 전체적인 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 저가의 장비 활용으로 제품 가격을 낮출 수 있도록 한 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 TDD 방식의 무선신호 증폭장치의 블록 구성도로서, 제1,제2 디지털 신호 처리기(3,3')에서 출력되는 제어신호에 따라 무선신호를 해당 경로에 맞게 스위칭 동작하여 입/출력시키는 제1,제2 스위치(1,1')와, 제1,제2 스위치(1,1')를 통해 입력되는 무선신호의 잡음을 제거하면서 일정 레벨 증폭하는 제1,제2 수신 증폭부(2,2')와, 제1,제2 수신 증폭부(2,2')에서 증폭된 무선신호를 디지털 신호 처리하면서 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 이 검출된 무선신호에 대한 송수신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 제1,제2 스위치(1,1') 및 제1,제2 증폭부(5,5')로 출력하는 제1,제2 디지털 신호 처리기(3,3')와, 제1,제2 디지털 신호 처리기(3,3')에서 처리된 디지털 신호를 무선신호로 변환하는 제1,제2 변환기(4,4')와, 제1,제2 변환기(4,4')에서 변환된 무선신호를 제1,제2 디지털 신호 처리기(3,3')에서 출력된 제어신호에 따라 증폭하는 제1,제2 증폭부(5,5')와, 상기 각 구성 블록으로 필요한 직류전원을 공급하는 전원부(6)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 TDD 방식의 무선신호 증폭장치에 있어서, 제1 스위치(1)의 스위칭 동작에 따라 무선신호가 제1 수신 증폭부(2)에 입력되면, 제1 수신 증폭부(2)에서 잡음이 제거되면서 일정 레벨 증폭된 후, 제1 디지털 신호처리기(3)로 입력된다.

이어, 제1 디지털 신호 처리기(3)에서는 상기 증폭된 무선신호를 디지털 신호로 처리하면서 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 이 디지털 신호 처리된 무선신호가 송신신호라면, 이 디지털 신호를 제1 변환기(4)로 출력하는 동시에 송신신호의 송신 경로 및 증폭을 위한 해당 제어신호를 제2 스위치(1')와 제1 증폭부(5)로 출력한다.

이후, 제1 변환기(4)는 상기 처리된 디지털 신호를 송신용 무선신호로 변환하여 제1 증폭부(5)로 출력하고, 이에 따라 제1 증폭부(5)는 제1 디지털 신호 처리기(3)에서 출력된 제어신호에 따라 상기 변환 입력된 송신용 무선신호를 출력 레벨만큼 증폭하여 제2 스위치(1')를 통해 출력시킨다.

한편, 수신용 무선신호, 즉 수신신호의 수신 경로 역시 상기 동작과 동일하므로 그 설명을 생략한다.

상기와 같이 동작하는 종래 TDD 방식의 무선신호 증폭장치에 있어서, 디지털 신호 처리기, 변환기와 같은 장비는 고가이면서 구조 및 그 기능이 복잡함에 따라 무선신호의 높은 출력을 위해서는 나머지 고가의 고출력 장비를 필요로 하게 되는 등, 이로 인하여 전체적인 전력 소모가 커지고, 동시에 제품 가격이 높아지게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 종래 고가인 디지털 신호 처리기, 변환기를 제거하고 시간차, 즉 TDD 방식에 있어서 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 송신신호 또는 수신신호를 검출하는 저가이고도 간단한 구조의 무선신호 검출기를 구성하고, 이 무선신호 검출기에 의해 검출된 무선신호를 해당 시간간격에 맞추어 증폭함으로써 전체적인 전력 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 저가의 저출력 장비 활용으로 제품 가격을 낮출 수 있도록 한 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래 TDD 방식의 무선신호 증폭장치의 블록 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치의 블록 구성도.

도 3은 상기 도 2의 무선신호 검출기의 상세한 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11,11' : 제1,제2 스위치 12,12' : 제1,제2 수신 증폭부

13,13' : 제1,제2 증폭부 14 : 무선신호 검출기

15 : 전원부 21 : 검출부

22 : A/D 변환부 23 : 레벨 비교부

24 : 시간간격 처리부 25 : 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치는, 제어신호에 따라 무선신호를 해당 경로에 맞게 스위칭 동작하여 입/출력시키는 제1,제2 스위치와, 상기 제1,제2 스위치를 통해 입력되는 무선신호의 잡음을 제거하면서 일정 레벨 증폭하는 제1,제2 수신 증폭부와, 제어신호에 따라 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호를 출력 레벨만큼 일정 증폭하는 제1,제2 증폭부와, TDD 방식에서의 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 이 검출된 무선신호에 대한 송수신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 상기 제1,제2 스위치 및 제1,제2 증폭부로 각각 출력하는 무선신호 검출기와, 전원부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 고안에 따른 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치의 블록 구성도로서, 후술될 무선신호 검출기(14)에서 출력되는 제어신호에 따라 무선신호를 해당 경로에 맞게 스위칭 동작하여 입/출력시키는 제1,제2 스위치(11,11')와, 제1,제2 스위치(11,11')를 통해 입력되는 무선신호의 잡음을 제거하면서 일정 레벨 증폭하는 제1,제2 수신 증폭부(12,12')와, 무선신호 검출기(14)에서 출력되는 제어신호에 따라 제1,제2 수신 증폭부(12,12')에서 증폭된 무선신호를 출력 레벨만큼 일정 증폭하는 제1,제2 증폭부(13,13')와, TDD 방식에서의 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 제1,제2 수신 증폭부(12,12')에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 이 검출된 무선신호에 대한 송수신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 제1,제2 스위치(11,11') 및 제1,제2 증폭부(13,13')로 각각 출력하는 무선신호 검출기(14)와, 상기 각 구성 블록으로 필요한 직류전원을 공급하는 전원부(15)로 구성된다.

도 3은 상기 도 2의 무선신호 검출기(14)의 상세한 블록 구성도로서, 제1,제2 수신 증폭부(12,12')에서 증폭된 무선신호를 입력하여 아날로그 신호로 검파하는 검출부(21)와, 검출부(21)에서 검파된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(22)와, A/D 변환부(22)에서 변환된 디지털 신호의 레벨을 송신신호 및 수신신호의 레벨과 각각 비교하는 레벨 비교부(23)와, 레벨 비교부(23)에서 비교된 결과로부터 송신신호 및 수신신호의 시간간격을 검출하고, 이 검출된 시간간격을 이용하여 제1,제2 수신 증폭부(12,12')에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하는 시간간격 처리부(24)와, 시간간격 처리부(24)에서 검출된 송신신호 또는 수신신호가 알맞은 송수신 경로에 따라 입/출력되고, 상기 검출된 해당 시간간격에서 증폭될 수 있도록 각각의 제어신호를 발생하여 제1,제2스위치(11,11') 및 제1,제2 증폭부(13,13')로 출력하는 제어부(25)로 구성된다.

여기서, 상기 무선신호 검출기(14)내 A/D 변환부(22), 레벨 비교부(23), 시간간격 처리부(24), 제어부(25)는 프로그램 집적회로(Program Integrated Circuit)를 사용하여 소형의 단일 IC칩으로 구성함으로써 무선신호 증폭장치의 전체적인 구조를 단순화시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

한편, 본 고안에 따른 시간차를 이용한 TDD 방식의 무선신호 증폭장치는, 무선신호 증폭장치가 TDD 방식을 사용하여 무선신호를 증폭함에 있어서 송신신호와 수신신호가 서로 다른 시간간격을 갖고 증폭 및 출력되고 있는 점을 이용하고 있다.

즉, 송수신 경로를 통해 입력되는 무선신호의 시간간격을 검출하여 송신신호인지 수신신호인지를 확인하고, 이 확인된 무선신호를 상기 검출된 해당 시간간격에서 출력 레벨만큼 증폭하여 무선신호의 출력을 높이고 있는 것이다.

먼저, 무선신호가 송신신호인 경우에 무선신호 증폭장치의 동작을 살펴보면, 제1 스위치(11)는 평상시 입력되는 무선신호를 스위칭 동작에 따라 제1 수신 증폭부(12)로 출력하는데, 이렇게 제1 스위치(11)를 통해 무선신호를 입력받은 제1 수신 증폭부(12)는 극히 낮은 레벨의 무선신호에 대해 잡음을 제거하고 일정 레벨 증폭하여 제1 증폭부(13)로 출력하는 동시에 그 일부를 무선신호 검출기(14)로 출력한다.

그러면, 무선신호 검출기(14)에서는 TDD 방식에서의 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 제1 수신 증폭부(12)에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 만약 송신신호라면 이 송신신호에 대한 송신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 제1,제2 스위치(11,11') 및 제1 증폭부(13)로 각각 출력한다.

즉, 무선신호 검출기(14)에서는 검출부(21)가 제1 수신 증폭부(12)에서 증폭된 무선신호를 입력하여 아날로그 신호로 검파하고, A/D 변환부(22)가 검출부(21)에서 검파된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

이어, 레벨 비교부(23)가 A/D 변환부(22)에서 변환된 디지털 신호의 레벨을 송신신호 및 수신신호의 레벨과 각각 비교하며, 시간간격 처리부(24)가 레벨 비교부(23)에서 비교된 결과로부터 송신신호 및 수신신호의 시간간격을 검출하고, 이 검출된 시간간격을 이용하여 제1 수신 증폭부(12)에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출한다.

이후, 시간간격 처리부(24)에서 검출된 무선신호가 송신신호라면 제어부(25)는 상기 송신신호가 알맞은 송신 경로에 따라 입/출력되고, 시간간격 처리부(24)에서 검출된 해당 시간간격에서 증폭될 수 있도록 각각의 제어신호를 발생하여 제1,제2 스위치(11,11') 및 제1 증폭부(13)로 출력한다.

이에 따라, 제1 증폭부(13)는 무선신호 검출기(14)내 제어부(25)에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 증폭된 송신신호를 출력 레벨만큼 증폭하여 제2 스위치(11')를 통해 출력시킨다.

다음으로, 무선신호가 수신신호인 경우에 무선신호 증폭장치의 동작을 살펴보면, 제2 스위치(11')는 평상시 입력되는 무선신호를 스위칭 동작에 따라 제2 수신 증폭부(12')로 출력하는데, 이렇게 제2 스위치(11')를 통해 무선신호를 입력받은 제2 수신 증폭부(12')는 극히 낮은 레벨의 무선신호에 대해 잡음을 제거하고 일정 레벨 증폭하여 제2 증폭부(13')로 출력하는 동시에 그 일부를 무선신호 검출기(14)로 출력한다.

그러면, 무선신호 검출기(14)에서는 TDD 방식에서의 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 제2 수신 증폭부(12')에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 만약 수신신호라면 이 수신신호에 대한 수신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 제1,제2 스위치(11,11') 및 제2 증폭부(13')로 각각 출력한다.

즉, 무선신호 검출기(14)에서는 검출부(21)가 제2 수신 증폭부(12')에서 증폭된 무선신호를 입력하여 아날로그 신호로 검파하고, A/D 변환부(22)가 검출부(21)에서 검파된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

이어, 레벨 비교부(23)가 A/D 변환부(22)에서 변환된 디지털 신호의 레벨을 송신신호 및 수신신호의 레벨과 각각 비교하며, 시간간격 처리부(24)가 레벨 비교부(23)에서 비교된 결과로부터 송신신호 및 수신신호의 시간간격을 검출하고, 이 검출된 시간간격을 이용하여 제2 수신 증폭부(12')에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출한다.

이후, 시간간격 처리부(24)에서 검출된 무선신호가 수신신호라면 제어부(25)는 상기 수신신호가 알맞은 수신 경로에 따라 입/출력되고, 시간간격 처리부(24)에서 검출된 해당 시간간격에서 증폭될 수 있도록 각각의 제어신호를 발생하여 제1,제2 스위치(11,11') 및 제2 증폭부(13')로 출력한다.

이에 따라, 제2 증폭부(13')는 무선신호 검출기(14)내 제어부(25)에서 출력되는 제어신호에 따라 상기 증폭된 수신신호를 출력 레벨만큼 증폭하여 제1 스위치(11)를 통해 출력시킨다.

이상, 상기에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 종래 고가인 디지털 신호 처리기, 변환기를 제거하고 시간차, 즉 TDD 방식에 있어서 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 송신신호 또는 수신신호를 검출하는 저가이고도 간단한 구조의 무선신호 검출기를 구성하고, 이 무선신호 검출기에 의해 검출된 무선신호를 해당 시간간격에 맞추어 증폭함으로써 전체적인 전력 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 저가의 저출력 장비 활용으로 제품 가격을 낮출 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 무선신호 검출기내 주요 구성 블록들을 하나의 단일 IC칩으로 구성할 수 있는 등, 각 주요 구성 부품을 모듈단위로 구성함에 따라 고장 발생시 해당 부품만을 간단하게 교체하여 줌으로써 유지보수가 보다 편리하다고 하는 장점이 있다.

그리고, 본 고안은 TDD 방식을 사용하여 무선신호를 증폭하는 선로증폭기(Line Amplifier), 중계기(Repeater)를 설계할 때 적용가능하며, 실내 및 실외용으로도 사용가능하다.

Claims (3)

1. TDD 방식을 사용하여 무선신호를 증폭하는 무선신호 증폭장치에 있어서,

   제어신호에 따라 무선신호를 해당 경로에 맞게 스위칭 동작하여 입/출력시키는 제1,제2 스위치와,

   상기 제1,제2 스위치를 통해 입력되는 무선신호의 잡음을 제거하면서 일정 레벨 증폭하는 제1,제2 수신 증폭부와,

   제어신호에 따라 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호를 출력 레벨로 일정 증폭하는 제1,제2 증폭부와,

   TDD 방식에서의 송신신호와 수신신호의 시간간격을 이용하여 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하고, 이 검출된 무선신호에 대한 송수신 경로 및 증폭을 위한 제어신호를 상기 제1,제2 스위치 및 제1,제2 증폭부로 각각 출력하는 무선신호 검출기와,

   상기 각 구성 블록으로 필요한 직류전원을 공급하는 전원부로 구성되는 것을 특징으로 하는 시간차를 이용한 시분할이중 방식의 무선신호 증폭장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 무선신호 검출기가,

   상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호를 입력하여 아날로그 신호로 검파하는 검출부와,

   상기 검출부에서 검파된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와,

   상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호의 레벨을 송신신호 및 수신신호의 레벨과 각각 비교하는 레벨 비교부와,

   상기 레벨 비교부에서 비교된 결과로부터 송신신호 및 수신신호의 시간간격을 검출하고, 이 검출된 시간간격을 이용하여 상기 제1,제2 수신 증폭부에서 증폭된 무선신호가 송신신호인지 수신신호인지를 검출하는 시간간격 처리부와,

   상기 시간간격 처리부에서 검출된 송신신호 또는 수신신호가 알맞은 송수신 경로에 따라 입/출력되고, 상기 시간간격 처리부에서 검출된 해당 시간간격에서 증폭될 수 있도록 각각의 제어신호를 발생하여 상기 제1,제2 스위치 및 제1,제2 증폭부로 출력하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 시간차를 이용한 시분할이중 방식의 무선신호 증폭장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 무선신호 검출기내 A/D 변환부, 레벨 비교부, 시간간격 처리부, 제어부가 프로그램 집적회로에 의해 단일 IC칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 시간차를 이용한 시분할이중 방식의 무선신호 증폭장치.