KR20040004237A - Frequency converting wireless repeater using ISM band as link frequency for in-building service - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신 및 위성방송 등 무선통신 신호가 건물 내에 충분한 크기로 인입되지 못하여 음영지역이 생기는 경우 이를 해결하기 위한 방법으로 무선 중계기를 사용함에 있어서, 건물 내에 충분한 크기의 신호를 방사하기 위해 외부 인입 신호와 동일한 주파수를 사용하지 않고 외부 인입 신호와 다른 주파수를 링크주파수로 사용함으로써 건물내부의 서비스 신호 세기를 증대하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention uses a wireless repeater as a method to solve the case where a wireless communication signal such as mobile communication and satellite broadcasting is not drawn in a sufficient size in the building, a shadow area is generated, the outside to radiate a signal of sufficient size in the building The present invention relates to a method and apparatus for increasing the service signal strength in a building by using a frequency different from an external incoming signal as a link frequency without using the same frequency as the incoming signal.
이동통신 및 위성방송 등 무선통신의 신호세기는 서비스지역과 기지국 및 위성으로부터의 거리에 따라 달라지며, 전파전파의 경로 상에 있는 장애물에 의해서도 신호가 약화된다. 특히 건물 내부는 건물의 전파 차단 효과 때문에 건물 외부에 비해서 상당히 약한 신호세기 상태로 도달되고 심지어는 서비스가 불가능 하게 된다. 이러한 건물 내 음영 지역을 서비스하기 위한 방법으로 외부의 신호를 안테나로 받아 신호를 증폭하여 건물 내로 재 방사하는 무선중계기를 사용하게 된다.The signal strength of wireless communication such as mobile communication and satellite broadcasting depends on the service area, the distance from the base station and the satellite, and the signal is weakened by obstacles on the radio wave propagation path. In particular, the interior of the building is attained with a significantly weaker signal strength than the exterior of the building and even out of service due to the building's radio-blocking effect. As a method for servicing the shadow area in the building, a wireless repeater that receives an external signal through an antenna and amplifies the signal and radiates it back into the building.
도1은 기존 실내 무선통신 서비스 방법을 도시한 것이다. 위성(101) 및 이동통신 기지국(102)는 음성, 데이터신호를 서비스 영역으로 방사 또는 서비스 영역 내 단말로부터의 신호를 수신하게 된다. 건물이 서비스 영역 내에 있더라도 건물의 신호 투과 손실이 큰 경우 건물 내부는 적은 세기의 통신신호가 단말기(121)에 도달하게 되어 서비스가 곤란하게 된다. 건물 내 신호의 세기를 크게 하기 위해 건물 내부에 비해 비교적 큰 신호를 수신할 수 있는 외부 또는 창문과 같은 건물 측면에 안테나(111)를 설치하여 위성(101) 및 기지국(102)로부터의 신호를 수신하게 된다. 이 신호는 양방향 또는 단방향 증폭기(112)를 통해 증폭되어 건물 내부에 위치한 안테나(113)을 통해 방사된다. 이로써 건물 내부에도 외부와 같이 상당히 세기가 큰 신호를 단말기(121)이 수신하게 되어 통신 서비스가 가능하게 된다. 양방향 통신인 이동통신 서비스의 경우에는 역방향링크가 존재한다. 역방향의 경우는 이와 반대의 신호 경로가 형성되고 단말기(121) 신호가 중계기(112)를 통해 기지국(102)로 보내지게 된다.1 illustrates an existing indoor wireless communication service method. The satellite 101 and the mobile communication base station 102 may emit a voice or data signal to a service area or receive a signal from a terminal in the service area. Even if the building is within the service area, when the signal transmission loss of the building is large, the communication signal of a small intensity reaches the terminal 121 in the building, making service difficult. In order to increase the strength of the signal in the building, the antenna 111 is installed on the side of the building such as a window or the outside which can receive a relatively large signal compared to the inside of the building to receive signals from the satellite 101 and the base station 102. Done. This signal is amplified by a bidirectional or unidirectional amplifier 112 and radiated through an antenna 113 located inside the building. As a result, the terminal 121 receives a signal having a great strength, such as the outside, inside the building, thereby enabling a communication service. In the case of a mobile communication service that is bidirectional communication, a reverse link exists. In the reverse case, the opposite signal path is formed and the terminal 121 signal is sent to the base station 102 through the repeater 112.
그러나 건물 내 보다 큰 신호의 방사를 위해 증폭기(112)의 증폭 이득을 상당히 높게 할 경우 내부 서비스용 안테나(113)를 통해 방사된 신호의 일부는 외부 신호 안테나(111)로 유기되어(114) 재증폭, 방사되는 순환고리를 형성하게 되어 증폭기의 발진이 생겨 정상 동작이 불가능할 경우가 있다. 특히 지하와 같이 외부 신호 안테나(111)와 내부 서비스용 안테나(113)가 지면을 통해 분리된 경우 상당한 분리도를 얻을 수 있지만 아파트 및 지상 사무실 등은 건물내부와 창문근처가 상당히 가까워 충분한 신호 분리도를 얻지 못하게 된다.However, if the amplification gain of the amplifier 112 is considerably high for the emission of a larger signal in a building, a part of the signal radiated through the internal service antenna 113 is directed to the external signal antenna 111 and returned to 114. The circular loop that amplifies and radiates is formed, which may cause oscillation of the amplifier, which may make it impossible to operate normally. In particular, when the external signal antenna 111 and the internal service antenna 113 are separated through the ground, such as underground, considerable separation can be obtained. However, apartments and ground offices are near to the interior of the building and close to the windows to obtain sufficient signal separation. I can't.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 主,副 주파수변환 중계기를 간단히 설치함으로써 건물 내부에 무선통신 서비스를 제공할 수 있게 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and simply installs a main frequency converter in order to provide a wireless communication service in a building.
본 발명은 인빌딩용 중계기를 主,副로 분리하여 입출력안테나 간의 신호분리도를 높일 뿐 아니라 무선을 통해 링크 구성함으로써 설치를 보다 용이하게 한다.The present invention not only improves the signal separation between the input and output antennas by separating the in-building repeater into the main, but also makes the installation easier by configuring the link via wireless.
도1은 기존 실내 무선통신 서비스 방법을 도시한 것이다.1 illustrates an existing indoor wireless communication service method.
도2는 개선된 방식의 실내 무선통신 서비스 방법을 도시한 것이다.2 illustrates an improved indoor wireless communication service method.
도3은 副 주파수변환/증폭기가 내장된 단말기 충전 크래들의 구성을 도시한 것이다.3 illustrates a configuration of a terminal charging cradle incorporating a frequency converter / amplifier.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101: 위성102: 무선통신 기지국101: satellite 102: wireless communication base station
111: 외부 신호 안테나112: 무선통신 중계기111: external signal antenna 112: wireless communication repeater
113: 내부 서비스용 안테나114: 내,외부 안테나 간 신호 유기 경로113: antenna for internal service 114: signal induced path between the internal and external antenna
121: 무선통신 단말기121: wireless communication terminal
211: 외부 신호 안테나(主 주파수변환/중계기)211: external signal antenna (main frequency converter / repeater)
212: 主 주파수변환/증폭기 213: 링크 안테나(主 주파수변환/증폭기)212: main frequency converter / amplifier 213: link antenna (main frequency converter / amplifier)
214, 225: 서비스 주파수214, 225: service frequency
221: 링크안테나(副 주파수변환/증폭기)221: link antenna (副 frequency converter / amplifier)
222: 副 주파수변환/증폭기222 frequency converter / amplifier
223: 서비스 안테나(副 주파수변환/증폭기)223: service antenna (副 frequency converter / amplifier)
224: 主, 副 주파수변환/증폭기 간 링크 주파수224: link frequency between the main frequency converter and the amplifier
231: 무선통신 단말기231: wireless communication terminal
311: 副 주파수 변환/증폭기가 내장된 단말 충전 크래들311: Terminal Charging Cradle with Integrated Frequency Converter / Amplifier
321: 내장 링크 안테나322: 副 주파수변환/증폭기321: built-in link antenna 322: frequency conversion / amplifier
323: 커플러323: coupler
324: 충전기325: Speak/Audio Out324: Charger 325: Speak / Audio Out
326: 전원인입 포트326: power in port
327: 링크주파수328: 서비스주파수327: link frequency 328: service frequency
331: 무선통신 단말기332: 단말기 내장안테나331: wireless communication terminal 332: internal antenna antenna
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 신호 분리도 확보를 위한 링크 주파수의 사용 및 링크 주파수로 ISM 대역을 사용하는 것이다.The present invention for solving the above technical problem is to use the link frequency to ensure signal separation and to use the ISM band as the link frequency.
도2는 본 발명에 따른 개선된 방식의 실내 무선통신 서비스 방법이다.2 is an improved indoor wireless communication service method according to the present invention.
순방향인 경우 외부 신호 안테나(211)는 주파수 F1(214)인 위성(101) 또는 기지국(102)으로부터의 신호를 받는다. 이 신호는 主주파수변환/증폭기(212)를 통해 주파수가 F2(224)로 변환되고 증폭되어 안테나(213)를 통해 방사된다. 주파수 F2(224)는 ISM 대역을 사용한다. F2(224) 주파수의 링크신호는 안테나(221)을 통해 副주파수변환/증폭기에 입력되고 서비스 주파수인 F1(225)으로 주파수 변환 및 증폭되어 안테나(223)을 통해 방사된다. 단말기(231)은 서비스 주파수를 통하여 통신하게 된다.In the forward direction, external signal antenna 211 receives a signal from satellite 101 or base station 102 at frequency F1 214. The signal is converted into a frequency F2 224 through a main frequency converter / amplifier 212 and amplified and radiated through the antenna 213. Frequency F2 224 uses the ISM band. The link signal at the frequency of F2 224 is input to the frequency converter / amplifier through the antenna 221 and is frequency-converted and amplified to the service frequency F1 225 and radiated through the antenna 223. The terminal 231 communicates through a service frequency.
도3은 단방향 위성방송 서비스용 副주파수변환/증폭기가 내장된 충전 크래들의 구성이다. 충전 크래들(311)은 크게 副주파수변환/증폭기(322)와 충전기(324)로 구성된다. 단말기는 충전 크래들에 탈착되는 구조로 구성된다. 副주파수변환/증폭기(322)는 안테나(321)로부터 인입된 신호를 서비스 주파수로 변환, 증폭한다. 증폭된 신호는 커플러(323)에서 무선으로 단말기 안테나(332)로 유기된다. 또한 충전 크래들은 스피커 또는 Audio 출력단(325)을 가질 수 있다. 도 2의 경우 링크주파수로 ISM 대역을 사용하므로 주파수 허가가 불필요하며 링크주파수를 위해 별도의 대역을 사용하지 않음으로써 주파수 자원의 효율적 사용 측면의 장점이 있으나 副주파수변환/증폭기(222)의 출력이 높아지거나 링크안테나(221) 및 서비스안테나(223) 간의 유기전력량이 커지는 경우 증폭기 발진을 방지하기 위해 출력을 충분히 작게해야 하는 단점이 있다. 이러한 안테나 간 유기전력을 작게하기 위해 서비스안테나(223)을 충전크래들(311) 내에 커플러(323)형태로 내장하고, 단말기(331)의 내장안테나(332)를 기구적으로 커플러(323)와 가까운 거리가 되도록 하여, 보다 적은 신호 세기로 副주파수변환/증폭기(322)와 단말기(331) 간의 송수신을 할 수 있다.Figure 3 is a configuration of a charging cradle with a built-in power frequency converter / amplifier for one-way satellite broadcasting service. The charging cradle 311 is largely comprised of a frequency converter / amplifier 322 and a charger 324. The terminal is configured to be detachable from the charging cradle. The frequency converter / amplifier 322 converts and amplifies the signal received from the antenna 321 into a service frequency. The amplified signal is induced wirelessly from the coupler 323 to the terminal antenna 332. The charging cradle may also have a speaker or audio output 325. In the case of FIG. 2, since the ISM band is used as the link frequency, the frequency permit is unnecessary and there is an advantage in terms of efficient use of frequency resources by not using a separate band for the link frequency, but the output of the frequency converter / amplifier 222 If the increase or the amount of organic power between the link antenna 221 and the service antenna 223 increases, there is a disadvantage that the output should be small enough to prevent the oscillation of the amplifier. In order to reduce the organic power between the antennas, the service antenna 223 is embedded in the charging cradle 311 in the form of a coupler 323, and the internal antenna 332 of the terminal 331 is mechanically close to the coupler 323. By making the distance, the frequency conversion / amplifier 322 and the terminal 331 can be transmitted and received with less signal strength.
본 발명은 인빌딩 서비스용 중계기를 구현함에 있어서 인입신호를 직접 증폭, 건물 내로 방사하지 않고 중간에 링크 주파수를 매개로 함으로써 외부 안테나와 서비스안테나 간의 신호분리도를 높여 보다 큰 세기의 신호를 건물 내에 방사할 수 있게 한다. 특히 기존 방식의 주파수 변환 중계기의 경우에는 일반적으로 사업자가 허가 받은 가용 주파수 중 일부를 링크 주파수로 사용하기 때문에 서비스 가능 주파수가 별도로 사용된다. 이는 곧 자원의 비 효율적인 사용이 될 수 있다. 또 다른 경우에는 링크 주파수로 마이크로웨이브 주파수와 같이 별도 대역의 주파수대역을 사용하게 되는데, 이 또한 주파수 허가가 필요할 뿐 아니라 자원의 사용으로 인한 추가 비용이 소요된다.The present invention is to implement a repeater for the in-building service to directly radiate the incoming signal, and to radiate a signal of greater intensity in the building by increasing the signal separation between the external antenna and the service antenna by using the link frequency in the middle instead of directly amplifying the radiation into the building To do it. In particular, in case of the conventional frequency conversion repeater, a serviceable frequency is used separately because some of the available frequencies licensed by the operator are used as the link frequency. This can be an inefficient use of resources. In other cases, the link frequency uses a separate band, such as a microwave frequency, which also requires a frequency license and additional costs due to the use of resources.
별도의 사용허가를 필요치 않는 ISM 대역은 국제전기통신 협약에 따른 전파규칙으로서 공업, 과학, 의료용을 위해 별도로 할당된 대역이며 다음과 같은 주파수대(대역)으로 이루어져 있다. 6.765kHz(±15kHz), 13.560kHz(±7kHz), 27.120kHz(±163kHz), 40.68MHz(±20kHz), 2.450GHz(±50MHz), 5.800GHz(±75MHz), 24.125GHz(±125MHz)The ISM band, which does not require a separate license, is a radio wave rule under the International Telecommunication Convention and is separately allocated for industrial, scientific, and medical purposes and consists of the following frequency bands. 6.765 kHz (± 15 kHz), 13.560 kHz (± 7 kHz), 27.120 kHz (± 163 kHz), 40.68 MHz (± 20 kHz), 2.450 GHz (± 50 MHz), 5.800 GHz (± 75 MHz), 24.125 GHz (± 125 MHz)
副주파수변환/증폭기 내에 서비스안테나를 커플러 형태로 내장한 단말 충전크래들은 副주파수변환/증폭기의 안테나 간 전력유기로 인한 장치의 발진을 발생시키지 않아 실내 어느 곳에서나 좋은 신호 품질로 서비스를 받을 수 있게 한다.단말 The terminal charging cradle with the service antenna in the form of a coupler in the frequency converter / amplifier does not generate oscillation of the device due to the organic energy between the antennas of the frequency converter / amplifier so that it can be serviced with good signal quality anywhere in the room. do.
이동통신데이터서비스 및 디지털위성방송의 경우 인도, 도로 등 옥외 보다 건물 내 사용자가 많기 때문에 데이터서비스, 위성방송서비스 활성화에 기여할 수있다.Mobile communication data service and digital satellite broadcasting can contribute to revitalization of data service and satellite broadcasting service because there are more users in buildings than outdoors such as India and roads.
실내에서 안테나 내장 충전 크래들 사용의 또 다른 장점은 서비스 특성 상 동영상 재생 등이 많이 사용되는데 배터리 용량 부족으로 인해 연속재생 시간에 제한을 받게 된다. 전원선이 연결된 경우 충전크래들은 연속 재생시간에 제한이 없어 자유롭게 서비스를 사용할 수 있다.Another advantage of using the built-in antenna charging cradle indoors is that the video playback is used due to the service characteristics, but the continuous play time is limited due to lack of battery capacity. When the power cord is connected, the charging cradle has no limit on continuous playback time, so the service can be used freely.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020030085391A KR20040004237A (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Frequency converting wireless repeater using ISM band as link frequency for in-building service |
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Cited By (2)
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KR100605993B1 (en) * | 2004-01-06 | 2006-07-26 | 삼성전자주식회사 | Charger having a satellite receiver and a mobile communication terminal for receiving a satellite signal using the charger |
KR101302184B1 (en) * | 2013-05-21 | 2013-08-30 | 주식회사 알피원 | Inbuilding type repeater and system employing the same |
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2003
- 2003-11-28 KR KR1020030085391A patent/KR20040004237A/en not_active Application Discontinuation
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