KR200406676Y1 - Apparatus for relay control and monitoring - Google Patents
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Abstract
중계기 제어 및 감시 장치는 CDMA모뎀에 MCU 기능을 포함시켜 중계기의 제어 및 동작상태 감시를 하기 위한 것이다. 본 고안은 DC-DC 컨버터(Converter) 위치에 CDMA모뎀이 장착된 MCU보드를 실장하고, 중계기 구성 회로 중 1개의 국부발진기로 순방향 및 역방향 경로에 대한 PLL를 형성하며, 순방향 및 역방향 경로에 대한 ALC에 감쇠기(Attenuator)를 추가하고, 도너(Donor) 안테나측에 CDMA모뎀과의 RF 신호접속을 위한 방향성(directional) 커플러가 접속되도록 구성된다. MCU 기능을 가지는 CDMA모뎀은 노트북(notebook) PC 등의 GUI와 RS-232C 통신으로, 원격의 기지국과 무선 통신으로 중계기 제어 및 동작상태를 감시한다. 따라서, 본 고안은 중계기 구성 부품 수 및 점유 공간을 줄일 수 있어 원가절감 및 소형화 제작이 가능하며, 원격 감시 및 장애 이력을 관리할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The repeater control and monitoring device is to include the MCU function in the CDMA modem to monitor the control and operation status of the repeater. The present invention mounts MCU board equipped with CDMA modem in DC-DC converter position, forms a PLL for the forward and reverse paths with one local oscillator in the repeater configuration circuit, and ALC for the forward and reverse paths. An attenuator is added to the donor antenna, and a directional coupler for RF signal connection with the CDMA modem is connected to the donor antenna side. CDMA modem with MCU function is RS-232C communication with GUI such as notebook PC and monitors repeater control and operation by wireless communication with remote base station. Therefore, the present invention can reduce the number of components and occupied space of the repeater to reduce the cost and miniaturization, and can provide the effect of improving the reliability by managing the remote monitoring and fault history.
중계기, CDMA모뎀, 감시 Repeater, CDMA Modem, Surveillance
Description
도 1은 본 고안이 적용된 중계기 시스템을 나타내는 구성도,1 is a block diagram showing a repeater system to which the present invention is applied,
도 2는 MCU보드 장착 위치를 보여주는 도면,2 is a view showing the mounting position of the MCU board,
도 3은 MCU보드를 나타내는 구성도,3 is a block diagram showing an MCU board,
도 4는 중계기 구성 회로중 PLL 형성 부분을 보여주는 도면.4 shows a PLL forming portion of a repeater configuration circuit.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : AC/DC 어댑터 20 : MCU보드10: AC / DC adapter 20: MCU board
21 : CDMA 모뎀 30 : GUI21: CDMA Modem 30: GUI
40 : 중계기 41A,41B : ALC 감쇠기40:
42 : 국부발진기(LO OSC) 43 : 분기점42: local oscillator (LO OSC) 43: branch point
50 : 방향성 커플러50: Directional Coupler
본 고안은 이동통신용 무선중계기에 관한 것으로서, 특히 중계기에 제어회로를 별도 구성하지 않고 DC-DC 컨버터 위치에 메인콘트롤유닛(Main Control Unit; MCU) 기능을 갖는 CDMA 모뎀을 장착하여 중계기를 초소형화하면서 GUI와 RS-232C 통신으로, 그리고 원격의 기지국과 무선 통신으로 중계기 제어 및 동작 상태 감시를 할 수 있도록 한 중계기 제어 및 감시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless repeater for mobile communication, and in particular, the repeater is miniaturized by installing a CDMA modem having a main control unit (MCU) function at a DC-DC converter position without separately configuring a control circuit. The present invention relates to a repeater control and monitoring device that enables repeater control and operation status monitoring by GUI and RS-232C communication and wireless communication with a remote base station.
이동통신의 발달과 함께 이용자들의 이용 형태 및 요구 또한 다양해져 시간과 공간에 제약을 받지 않고 통신하기를 원한다. 그런데, 기지국에서 발사되는 전파는 대형빌딩의 내부, 혹은 산이나 언덕의 뒤편, 터널이나 지하철 등의 지역에는 도달하기 어려워 불통지역이 되기 쉽다.With the development of mobile communication, users' use forms and demands are also diversified, and they want to communicate without being restricted by time and space. By the way, the radio wave emitted from the base station is difficult to reach the inside of a large building, or behind a mountain or hill, a tunnel or a subway, and thus becomes a poor area.
기지국의 위치나 지형 등의 문제로 음영지역이 존재한다. 이러한 음영지역의 해소를 위해서는 기지국을 추가로 설치하거나 중계기를 이용해 무선 망을 설계하게 된다. 성능면에서는 기지국이 월등히 중계기 보다는 좋은 특성을 갖는다. 그러나 비용면에서 기지국은 중계기에 비해 비용이 많이 드는 단점이 있기 때문에 무선망 설계 및 서비스 사업자는 음영지역 해소 방안을 중계기로 해결하는 경우가 일반적이다. There is a shaded area due to the location of the base station or the terrain. In order to eliminate such shaded areas, additional base stations or additional repeaters are used to design wireless networks. In terms of performance, the base station is much better than the repeater. However, in terms of cost, the base station is more expensive than the repeater, so the wireless network design and service provider generally solves the problem of eliminating the shadow area with the repeater.
중계기란 전파 차단 지역 또는 전파 도달이 어려운 음영지역을 대상으로 기지국의 신호가 도달할 수 있도록 신호를 증폭해 음영지역을 서비스하며, 음영지역 단말기의 신호가 기지국으로 도달할 수 있도록 연결하여 주는 장치를 의미한다. 중계기는 기지국 방향의 도너(Donor) 안테나로부터 수신된 송신신호를 듀플렉서를 이용하여 모빌 업 링크신호와 분리시킨 다음 LNA, 믹서를 통해 전력 증폭기로 입력시켜 소정레벨로 증폭시킨 후 또 다른 듀플렉서를 통해 이동국인 가입자의 이동통신기기에 재 방사시켜 주고, 또 이동국인 이동통신기기에서 방사되어 서버 안테나를 통해 수신된 신호 역시 듀플렉서와 LNA 및 믹서를 통해 전력 증폭기로 입력시켜 소정레벨로 증폭시킨 후 도너 안테나를 통해 기지국으로 방사시켜 주는 구성으로 되어 있다. A repeater is a device that amplifies a signal so that a signal of a base station can reach a radio wave blocking area or a shaded area that is difficult to reach, and serves a shadow area, and a device that connects a signal of a shadow area terminal to a base station. it means. The repeater separates the transmission signal received from the donor antenna toward the base station from the mobile uplink signal using the duplexer, inputs it to the power amplifier through the LNA and mixer, amplifies it to a predetermined level, and then moves the mobile station through another duplexer. The radiator is radiated to the mobile communication device of the subscriber, and the signal received from the mobile communication device of the mobile station and received through the server antenna is also input to the power amplifier through the duplexer, the LNA, and the mixer, and amplified to a predetermined level. It is configured to radiate to the base station through.
이처럼, 중계기는 이동통신 신호의 전달이 매우 중요하므로 최적의 상태로 유지되어야 할 뿐 아니라 장애 발생시 신속한 복구가 이루어져야 한다. 이를 위하여 중계기의 상태를 기지국에 전달하여 기지국에서 장애 상태를 관찰할 수 있도록 해야 한다. As such, the repeater must not only be kept in an optimal state because the transmission of mobile communication signals is very important, but also must be quickly restored in the event of a failure. To this end, the state of the repeater must be transmitted to the base station so that the base station can observe the fault condition.
또한, 기존 이동통신용 중계기는 자체 크기가 매우 크게 되어 있어 제품의 생산원가가 많이 들게 될 뿐만 아니라, 많은 케이스 및 부품을 사용하게 되므로 경제적 손실을 가져오게 되고, 또 그 중량이 많이 나가고 부피가 크므로 설치작업이 매우 힘들게 됨은 물론 설치공간을 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다.In addition, the existing mobile communication repeater is very large in size, not only to produce a lot of production cost of the product, but also to use a lot of cases and parts, resulting in economic loss, and the weight and bulky Installation was very difficult, of course, there was a problem that takes up a lot of installation space.
따라서, 본 고안의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 중계기에 제어회로를 별도 구성하지 않고 DC-DC 컨버터 위치에 CDMA 모뎀이 포함된 MCU보드를 실장하여 중계기를 초소형화함과 아울러 GUI나 기지국과의 통신을 통해 중계기 제어 및 동작상태 감시를 원할하게 할 수 있도록 한 중계기 제어 및 감시 장치를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention was devised in view of the above-mentioned points, and the MCU board including the CDMA modem is mounted at the DC-DC converter position without configuring the control circuit separately in the repeater, thereby minimizing the repeater and the GUI or the like. The present invention provides a repeater control and monitoring device that facilitates repeater control and operation state monitoring through communication with a base station.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 중계기 제어 및 감시 장치는, 이동통신용 무선 중계기를 제어 및 감시하기 위한 장치에 있어서, 상기 중계기의 DC-DC 컨버터 위치에 실장되며, CDMA 모뎀이 장착되어 원격의 기지국과의 통신에 의해 상기 중계기를 제어 및 감시하고, 그 결과를 기지국에 전송하기 위한 MCU보드, 및 상기 CDMA 모뎀과의 신호 접속을 위해, 상기 중계기의 도너 안테나측에 삽입되는 방향성 커플러를 포함한다.The repeater control and monitoring device of the present invention for achieving the above object, in the device for controlling and monitoring the wireless repeater for mobile communication, is mounted in the DC-DC converter position of the repeater, the CDMA modem is mounted to the remote MCU board for controlling and monitoring the repeater by communication with a base station and transmitting the result to the base station, and a directional coupler inserted into the donor antenna side of the repeater for signal connection with the CDMA modem. .
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안이 적용된 중계기 시스템의 구성도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 중계기 시스템은 크게 교류(AC) 220V를 직류(DC) 6V로 변환하는 AC/DC 어댑터(10), AC /DC 어댑터(10) 뒷단에 연결되며 중계기 제어 및 감시를 위한 MCU 기능을 구비한 CDMA 모뎀(21)을 포함하는 MCU보드(20), 및 MCU보드(20) 측과 RS-232C 통신으로 중계기 제어 신호 및 동작 상태 감시 결과를 송·수신하기 위한 노트북 PC 등의 GUI(30)를 구비한다. 중계기(40)는 일반적인 무선 중계기 회로를 그대로 포함하여 구성된다. 단지, 순/역방향 경로 상에 있는 자동 레벨 제어기(Automatic Level Control; ALC)에 감쇠기(Attenuator)를 추가한 ALC 감쇠기(41A,41B)와, ALC에 감쇠기가 추가될 공간 확보를 위해 순/역방향 경로 각각에 대응되는 2개의 국부발진기 대신 1개의 국부발진기(42)를 사용하여 분기점(43)을 통해 발진주파수가 분배되도록 구성된다. 한편, 도 1의 중계기는 원격의 기지국과 MCU보드(20) 측과의 RF신호 접속하여 중계기(40) 제어 신호 및 동작 상태 감시 결과를 송·수신하기 위한 방향성 커플러(50)가 도너 안테나 측에 삽입된다. 이러한 구성을 갖는 도 1 중계기 시스템의 중계기 제어 및 감시 동작에 대해 도 2 내지 도 4를 통해 구체적으로 설명한다.1 shows a configuration diagram of a repeater system to which the present invention is applied. The repeater system shown in FIG. 1 is connected to an AC /
도 1 중계기 시스템의 중계기 구성들의 동작원리는 기존과 동일하므로 여기서는 설명을 생략하고 변형된 부분만 설명하기로 한다. Since the operation principle of the repeater components of the repeater system of FIG. 1 is the same as the conventional one, only the modified parts will be described herein.
먼저, 상용전원 AC 220V가 유입되면 어댑터(10)에서는 교류(AC) 220V를 직류(DC) 6V로 변환하여 공급한다. 여기서, 6V 어댑터(10)를 사용하는 이유는 CDMA 모뎀(21) 장착위치를 확보하기 위해서 이다. 즉, 도 2의 (가)에 보여진 바와 같이 기존 중계기 시스템에서는 9V 어댑터를 사용하여 이를 다시 변압하기 위한 DC-DC 컨버터가 필요했다. 하지만, 본 실시예에서는 6V 어댑터(10)를 사용하여 직류 전압의 변압을 할 필요가 없어 DC-DC 컨버터를 삭제시킬 수 있도록 한다. DC-DC 컨버터를 삭제하는 대신 도 2의 (나)에 보여진 바와 같이 그 위치에 CDMA 모뎀(21)을 포함한 MCU보드(20)를 실장하여 원가절감 및 신뢰성 향상을 도모하도록 한다. First, when commercial power AC 220V flows in, the
DC-DC 컨버터 위치에 실장된 MCU보드(20)는 도 3에 보여진 바와 같이 구성된다. 도 3에 보여진 MCU보드(20)는 DC/DC 변환기(23)를 통해 AC/DC 어댑터(10)로부터 공급되는 DC 6V를 CDMA 모뎀(21)의 동작에 필요한 전원으로 변환한다. 본 실시예에서는 DC 6V를 3.5V로 변환한다. CDMA 모뎀(21)은 도너 안테나에 삽입된 방향성 커플러(50)를 통해 원격의 기지국(미도시)과 통신하여 중계기(40) 제어 및 동작 상태 감시를 위한 RF신호를 송수신한다. 중계기(40) 근접 위치에서는 노트북 PC 등의 GUI(30)와 RS-232C 통신으로 중계기(40)를 제어하며 동작 상태를 전달받아 감시한다. 즉, GUI(30) 및 원격의 기지국(미도시)과의 상호 통신을 통하여 CDMA 모뎀(21)은 중계기(40) 구성 회로를 제어하는 MCU기능을 수행하여, 통화품질 및 중계기(40) 동작상태를 감시 체크한다. The
MCU 기능은 순/역방향 수동(Manual) 제어(Forward/Reverse Attenuation), 순/역방향 출력 제어(Forward/Reverse Amp Off), 순/역방향 장치 이득값(Forward/Reverse System Gain), 순/역방향 ALC 제어(Forward/Reverse ALC Ref Level 기준), 순/역방향 출력값 표시(Output Power), PLL 상태(Lock/Unlock) 등의 국부 감시 및 제어기능, 순방향 과/저출력 경보, 공급전원 장애 경보(Power Supply Alarm), PLL 장애 경보, 셔다운(Shutdown) 경보 등의 경보기능, 순/역방향 출력 제어(Forward/Reverse RF Power On/Off), 순/역방향 이득 제어(Forward/Reverse Gain Control),ALC 제어(ALC On/Off), 셔다운 제어(Shutdown On/Off), ALC 감쇠 초기값 및 윈도우 사이즈 제어, 경보 임계값 조정(과/저출력 레벨, ALC 기준 레벨 및 윈도우 사이즈, 셔다운 레벨 및 횟수, 셔다운 온/오프 시간), 경보 리세트 등의 제어기능, 경보 임계값 제어 및 상태 감시 기능을 구비한다. 그리고, 통화품질과 관련하여 RX Power, TX Power, TX ADJ, FER, Ec/Io, 파일럿세기, 파일럿PN감시 및 Call Trace 통계(호시도수, 성공수, 실패수 통계) 등을 감시한다. MCU functions include forward / reverse manual control (forward / reverse attenuation), forward / reverse output control (forward / reverse amp off), forward / reverse system gain, forward / reverse alc control (Based on Forward / Reverse ALC Ref Level), Local / Reverse Output Value Display (Output Power), PLL Status (Lock / Unlock), Local Monitoring and Control Function, Forward Over / Low Output Alarm, Power Supply Alarm Alarm Functions such as PLL Fault Alarm, Shutdown Alarm, Forward / Reverse RF Power On / Off, Forward / Reverse Gain Control, ALC Control / Off), Shutdown On / Off, ALC Attenuation Initial Value and Window Size Control, Alarm Threshold Adjustment (Over / Low Power Level, ALC Reference Level and Window Size, Shutdown Level and Count, Shutdown On / Off) Off time), alarm reset control function, alarm threshold value control and status monitoring function. In addition, RX Power, TX Power, TX ADJ, FER, Ec / Io, pilot strength, pilot PN monitoring and call trace statistics (call count, success count, failure count statistics) are monitored.
CDMA 모뎀(21)은 RS-232C나 중계기(40) 구성 회로 사이에 완충역할을 하는 버퍼(24)를 경유하여 상호 신호들을 송수신할 수 있도록 한다. 즉, 버퍼(24)는 CDMA 모뎀(21)과 중계기(40)의 순/역방향 경로 상의 구성들 간에 송수신되는 제어값 및 감시 상태를 일시 버퍼링한다. 또한, 버퍼(24)는 중계기(40) 관리자의 GUI(30) 조작에 따른 명령이 RS-232C를 통해 입력되면 이를 CDMA 모뎀(21)으로 전달되고, CDMA모뎀(21)으로부터 중계기(40)의 상태를 GUI(30)로 전달한다.The
MCU보드(20)의 DC 6V 및 3.5V 경로 각각에는 스위치(SW1,SW2)가 연결된다. 스위치(SW1)는 CDMA 모뎀(21)의 제어에 따라 "온(ON)/오프(OFF)" 상태가 되며, 스위치(SW2)는 CPU(22)의 제어에 따라 "온(ON)/오프(OFF)" 상태가 된다. CDMA 모뎀(21)은 중계기(40)에 장애 발생 등 이상상태가 감시되면 스위치(SW1)를 제어하여 중계기(40)측 전원을 리세트시켜 중계기(40)의 오동작을 막을 수 있도록 한다. 즉, 스위치(SW1)는 중계기(40) 리세트 용으로 사용된다. CDMA 모뎀(21)은 특정 시간의 구형파 형태의 워치독(Watchdog)신호를 CPU(22)로 인가하여 CPU(22)로 하여금 CDMA 모뎀(21)의 이상 동작을 감시하도록 한다. CPU(22)는 CDMA 모뎀(21)으로부터 인가되는 워치독신호를 체크하여 CDMA 모뎀(21)의 이상 동작이 감시되면 스위치(SW2) 상태를 "온(ON)/오프(OFF)" 시켜 CDMA 모뎀(21)측 전원을 리세트하여 CDMA 모뎀(21)의 오동작을 막을 수 있도록 한다. The switches SW1 and SW2 are connected to
한편, 도 4는 중계기(40)의 PLL를 형성하는 구성으로, (가) 및 (나)는 각각 기존과 본 고안의 구성을 나타낸다.On the other hand, Figure 4 is a configuration to form a PLL of the
도 4의 (가)을 보면, 기존에는 중계기 순방향(FWD) 및 역방향(RVS) 경로 각각에 대해 1705㎒ 및 1935㎒의 주파수로 발진하는 2개의 국부발진기(LO OSC)를 사용하였다. 하지만, 본 고안의 실시예에서는 중계기(40)의 순방향(FWD) 및 역방향(RVS) 경로에 대해 도 4의 (나)에 보여진 바와 같이 1705㎒의 주파수로 발진하는 1개의 국부발진기(LO OSC)(42)를 사용하여 PLL를 형성한다. 이처럼, 중계기(40)의 PLL 구성하는 국부발진기의 수를 줄이므로, 원가절감 및 공간 확보가 생기게 된다. 공간 확보로 인하여 순방향 및 역방향 경로의 ALC(41A,41B)에 15㏈ 감쇠기를 추가할 수 있다. ALC(41A,41B)는 환경변화, 트래픽(Traffic)변화 등에도 일정한 출력 을 유지하기 위한 것이다.Referring to FIG. 4A, two local oscillators (LO OSCs) oscillating at frequencies of 1705 MHz and 1935 MHz are used for the relay forward (FWD) and reverse (RVS) paths, respectively. However, in the embodiment of the present invention, one local oscillator (LO OSC) oscillating at a frequency of 1705 MHz as shown in FIG. 4B for the forward (FWD) and reverse (RVS) paths of the
상술한 바와 같이, 본 고안의 중계기 제어 및 감시 장치는, DC-DC 컨버터 위치에 CDMA 모뎀이 장착된 MCU보드를 실장하여 GUI 및 원격의 기지국과의 통신을 통해 중계기 동작상태를 감시 및 제어하며, 1개의 국부발진기로 순방향과 역방향을 연동 제어하여 원가 절감 및 공간확보가 가능하여 중계기를 초소형 제작할 수 있으며 설치 및 운용이 편리하고, 원격의 기지국에서도 중계기 감시 및 장애 이력을 관리할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the repeater control and monitoring device of the present invention, by mounting the MCU board equipped with a CDMA modem in the DC-DC converter position to monitor and control the repeater operation state through communication with the GUI and the base station, It is possible to reduce the cost and secure the space by interlocking forward and reverse control with one local oscillator, so that the repeater can be manufactured in a very small size, and it is convenient to install and operate, and it also has the effect of managing the repeater monitoring and fault history in the remote base station. .
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Cited By (2)
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KR100915205B1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-09-02 | 주식회사알에프윈도우 | RF Repeater including communication modem and Operation Method of the RF Repeater |
KR101516180B1 (en) | 2013-04-02 | 2015-05-15 | (주) 블루셀 | Apparatus for monitoring Radio Unit |
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2005
- 2005-10-17 KR KR2020050029442U patent/KR200406676Y1/en not_active IP Right Cessation
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KR100915205B1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-09-02 | 주식회사알에프윈도우 | RF Repeater including communication modem and Operation Method of the RF Repeater |
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