KR20050049456A - 시분할 방식 중계기에 있어 업 다운 링크 공용화 방법 - Google Patents

시분할 방식 중계기에 있어 업 다운 링크 공용화 방법 Download PDF

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KR20050049456A
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Abstract

본 발명은 TDD (Time Division Duplex) 방식의 무선통신에 사용되는 중계 시스템에 관한 것이다. TDD방식은 하향링크(기지국에서 단말 방향)과 상향링크(단말에서 기지국방향)를 동일 주파수로 사용하며, 일정시간 동안 하향링크 신호만을 송신하고 그 후 일정시간 동안 상향링크 신호만을 수신하며, 이 과정을 반복 수행한다.
결과적으로 중계장치는 상향링크 동안은 하향링크가 사용되지 않고 하향링크 동안은 상향링크가 사용되지 않는다.
본 발명은 이점을 개선하여 상향링크 동안은 HPA가 상향링크를 증폭하고 하향링크 동안은 HPA가 하향링크를 증폭하게 하여 하나의 HPA를 사용하여 양방향 서비스가 가능하도록 한 발명이다.

Description

시분할 방식 중계기에 있어 업 다운 링크 공용화 방법{Common use method of to TDD Repeater}
본 발명은 개인 휴대 통신등의 TDD 통신 방식 시스템에서 중계기의 상,하향 신호를 하나의 HPA를 사용하여 서비스하는 방식이다.
기지국은 중계기에 비해 상당히 고가이므로, 트래픽이 적은 지역의 경우는 가능하면 중계기를 설치하는 것이 보통이며, 중계기는 신호를 증폭하는 역할만을 수행하게 된다. 한데 기지국 또는 AP에서 단말방향의 하향 링크, 단말에서 기지국 방향의 상향 링크를 동일 주파수를 사용하며, 도 5>에서와 같이 시간을 기준으로 일정 시간 동안 송신(하향링크)과 수신(상향링크)을 반복 수행하게 되며 중계장치는 이 상향링크와 하향링크 사이에 있는 TTG와 RTG시간을 이용하여 각각의 경로에 대해서 Switch를 사용하여 분리하게 된다.
따라서 TDD 방식 중계기의 경우는 도 1>에 표시되어 있는 구조의 형태로 구현되어야만 하며, TDD 중계기는 안테나 근처의 스위치(4,12) 가 상, 하향 링크를 적절히 선택하는 기능을 수행하여야 한다.
상향링크 신호가 입력되면 스위치(4)는 상향링크(11,10)만을 연결시키고, 하향링크 (5,8,9)를 단절 시켜야만 신호가 제대로 기지국 방향으로 증폭하여 전달되게 된다. 그렇지 않고 하향 링크만을 연결되도록 스위치가 동작하면 단말기에서 도착한 신호는 기지국으로 증폭되어 전달되지 못할 것이고, 상하향 링크가 모두 연결되었다면 전력 증폭기(9,10)의 출력 신호가 계속해서 중계기 내부로 진입되어 중계 시스템이 발진하게 된다.
또한 역으로 기지국에서 단말기 방향의 하향 링크 신호를 전송하기 위해서는 스위치(12)가 하향 링크 증폭경로(5,8,9)신호만을 증폭하도록 동작되고 상향 링크 증폭 경로(10,11)는 신호가 전달되지 못하도록 차단시켜야만 한다.
따라서 도 1>의 TDD 중계기가 제대로 동작하기 위해서는 기지국에서 단말방향으로 전파를 송신하는 하향 링크시간대에는 스위치(12)가 하향 경로(5,8,9)만을 연결하고, 단말에서 기지국 방향으로 전파를 송신하는 상향링크 시간대에는 스위치(4)가 상향 경로(10,11)만을 연결하는 것이 가장 중요하다.
이런 경로의 결정은 입력된 TDD신호에 의해서 결정되고 이 신호의 일반적인 프레임을 도 5>에 표시하였다.
그리고 그 프레임에 따른 종래 중계장치의 HPA ON/OFF 시간을 도 7>에 나타내었고 서로 번갈아 가면서 ON/OFF되는 것을 볼 수 있다.
이는 Down Link시에는 Up Link HPA가 사용되지 않고 UP Link시에는 Down Link HPA가 사용되지 않는 것을 뜻한다.
이러한 TDD 환경에서 종래에는 상향링크와 하향링크를 각각의 HPA를 사용하여 증폭하였으며 이는 가격적인 면이나 성능적인 면에서 다소 불리한 점이 많이 있었다.
종래의 중계장치는 두 개의 HPA를 사용해 UP/DOWN Link를 각각 최종 증폭하였으나 제작 비용이나 발열에 대해서 취약점을 가지고 있었다.
본 발명은 기존의 중계장치에서 하나의 HPA를 사용하여 UP/DOWN Link를 서비스 할 수 있으며 서비스 시 두 경로를 나누어 주는 Switch의 정확한 Timing를 정의할 수 있어야 하며 Switch의 Isolation을 충분히 확보해 신호의 Feedback으로 인한 발진을 방지해야 한다.
본 발명은 기본적으로 기존의 중계장치의 성능을 그대로 유지해야 한다.
도 2>에서 BTS에서 입력된 DOWN Link신호는 (2)BPF를 거쳐 (4)Switch로 들어가고 이때 도 6>에서 정의한 Switch는 PORT 2가 ON 되며 (5)Coupler를 거쳐서 (8)NLA+DOWN Converter로 들어가게 되고 여기서 사용하는 주파수 대역 외의 신호를 제거하게 된다. 그런 다음 (9) Isolator를 거쳐 (11) Divider를 통과해 (13)HPA로 들어가 최종 증폭되며 (14)Switch는 Port 2가 ON되어 (15)Switch로 입력되고 (15)Switch는 Port 2가 ON되어 (16)BPF를 거쳐 서비스하게 된다.
반대로 단말기에서 입력된 UP Link신호는 (16)BPF를 거쳐 (15)Switch로 들어가고 이때 Switch는 PORT 3이 ON 되며 (12)NLA+UP Converter로 들어가게 되고 여기서 사용하는 주파수 대역 외의 신호를 제거하게 된다. 그런 다음 (10) Isolator를 거쳐 (11) Divider를 통과해 (13)HPA로 들어가 최종 증폭되며 (14)Switch는 Port 3이 ON되어 (4)Switch로 입력되고 (4)Switch는 Port 3이 ON되어 (4)BPF를 거쳐 기지국으로 전송된다.
이때 (4,14,15)Switch의 Timing이 가장 중요한 요소가 되는데 Down Link시에는 Up Link Switch가 OFF되어야 하며 Up Link시에는 Down Link Switch가 OFF되어야 한다.
또 한가지는 각각의 경로대로 Switch가 ON/OFF되었다 하더라도 Switch의 Isolation이 확보되지 못하면 (13)HPA에서 출력된 신호가 다시 Feedback되어 발진하게 된다.
그래서 Switch의 Isolation은 전체 System의 이득보다 최소 15dB이상 높게 설계하였다.
도 2>를 보면 (9,10)Isolator를 사용하였는데 이는 (8) 또는 (10) Up/Down Converter중 어느 한 경로가 사용될 때 사용되지 않는 경로로 신호가 들어가지 않게 하기 위해서 장착하였다.
위에서 설명한 것처럼 본 발명품은 단일 HPA를 사용하여 Up/Down Link를 모두 증폭할 수 있는 장비이며 본 장비는 휴대인터넷 뿐만 아니라 TDD방식의 모든 중계기에 사용될 수 있는 장점을 가지고 있다.
본 발명은 기존 중계장치의 두 개의 HPA를 사용해 제작하던 중계장치를 하나의 HPA만 사용하기 때문에 제작 가격을 낮출 수 있고, 전류 또한 줄어서 과도한 발열로 인한 중계장치의 열화 현상도 줄일 수 있으며 부피도 줄어들어 중계장치 설치 시 공간 확보에 매우 유리하다.
도 1> 일반적인 휴대인터넷 TDD중계기 구성도
도 2> 단일 HPA를 사용한 휴대인터넷 TDD중계기 구성도
도 3> DOWN Link신호의 경로
도 4> UP Link신호의 경로
도 5> TDD신호의 프레임 구조
도 6> Switch의 PORT 번호
도 7> 종래의 TDD중계장치에서 HPA사용 시간
도 8> Circulator를 사용한 방법
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
도 1> 일반적인 휴대인터넷 TDD중계기 구성도
(1) BTS , (2,13) BPF , (3)NMS Controller , (4,12)Switch , (5)Coupler , (6) DET. , (7)S/W Controller , (8,11)UP/DOWN Converter , (9,10) HPA , (14) MOBILE
도 2> 단일 HPA를 사용한 휴대인터넷 TDD중계기 구성도
(1) BTS , (2,16) BPF , (3)NMS Controller , (4,14,15)Switch , (5)Coupler , (6) DET. , (7)S/W Controller , (8,12)UP/DOWN Converter , (9,10) Isolator, (11) Divider , (13) HPA , (17) Mobile
도 3> DOWN Link신호의 경로
(1) BTS , (2,16) BPF , (43)NMS Controller , (4,14,15)Switch , (5)Coupler , (6) DET. , (7)S/W Controller , (8,12)UP/DOWN Converter , (9,10) Isolator, (11) Divider , (13) HPA , (17) Mobile
도 4> UP Link신호의 경로
(1) BTS , (2,16) BPF , (3)NMS Controller , (4,14,15)Switch , (5)Coupler , (6) DET. , (7)S/W Controller , (8,12)UP/DOWN Converter , (9,10) Isolator, (11) Divider , (13) HPA , (17) Mobile
도 5> TDD신호의 프레임 구조
TDD신호 중 하나의 프레임을 보여준다. 하나의 프레임은 Down link와 Up link로 구분되고 Down link와 Up link사이에 TTG라는 가드신호가 존재하고 Up link신호 이후에는 RTG라는 가드신호가 존재한다.
도 6> Switch의 Port 번호
TDD중계장치에 장착되는 Switch의 Port번호 표시
도 7> 종래의 TDD중계장치에서 HPA사용 시간
종래의 중계장치에서 HPA의 UP/Down Link시 사용 시간 및 빈도수
도 8> Circulator를 사용한 방법
본 발명품에서 Switch를 사용하지 않고 HPA출력 Switch의 Isolation이 충분히 확보될 경우 UP/Down Link의 입력에 사용되는 Switch를 Circulator로 바꾸어 사용한 경우

Claims (1)

  1. 본 발명에서 Switch를 총 3개를 사용하여 System을 구성하였는데 이 Switch중 도2>의 (14)Switch의 Isolation이 100dB이상일 경우 (4,15)Switch를 Circulator로 대체해서 사용한 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100807291B1 (ko) * 2006-09-01 2008-03-03 대성뉴텍(주) 티디디 방식 무선 중계기 및 중계방법
KR100898050B1 (ko) * 2006-01-03 2009-05-19 삼성전자주식회사 다중 홉 릴레이 방식의 셀룰러 네트워크에서 투명 중계하기위한 장치 및 방법
US7920826B2 (en) 2006-11-10 2011-04-05 Electronics And Telecommunications Research Institute Method of forming frame in multi-hop relay system and system for implementing the method

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