KR20050100717A

KR20050100717A - 무선 중계기 시스템

Info

Publication number: KR20050100717A
Application number: KR1020040025619A
Authority: KR
Inventors: 유호상; 김진용; 김태신; 김형석
Original assignee: 주식회사 지티앤티
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2005-10-20

Abstract

본 발명은 시분할 듀플렉스(TDD) 방식의 무선 중계기에서 하향 링크 및 상향 링크 RF 신호가 존재하는 각기 다른 시간에 하향 링크 및 상향 링크 신호를 증폭하는 패스 절체를 위하여 기지국의 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사(Pseudo) 동기 스위칭 신호를 발생시켜서 하향 링크 및 상향 링크 동작시간을 판단할 수 있도록 하는 무선 중계기 시스템을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 시분할 듀플렉스(TDD) 방식의 무선 중계기 시스템에 있어서, 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기신호에 따라 스위칭되어 기지국에 지향된 제 1안테나와 무선 단말기측의 신호를 송수신하는 제 2안테나로부터의 RF 신호 수신 상태를 변경하기 위한 스위칭을 수행하는 RF 스위치 수단과, 상기 RF 스위치 수단을 통해 하향 링크/상향 링크 스위칭 동작시간에 따라 수신되는 제 1안테나 또는 제 2안테나로부터의 RF신호를 증폭하여 신호 중계처리하는 RF 처리수단 및, 상기 RF 처리수단에 수신되는 하향 링크 RF 신호로부터 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호를 발생하여 상기 RF 스위칭 수단의 스위칭을 제어하는 제어 및 로직 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

무선 중계기 시스템{WIRELESS RELAY SYSTEM}

본 발명은 무선 중계기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신망에서 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex; TDD) 방식으로 RF 수신신호를 증폭하여 송신하기 위한 무선 중계기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 무선 통신망에 적용되는 RF 중계기는 주파수분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex; FDD) 방식을 사용하고 있는 바, 이러한 주파수분할 듀플렉스(FDD) 방식의 RF 중계기는 무선 기지국과 무선 단말기간에 하향 링크 RF 주파수와 상향 링크 RF 주파수를 서로 다르게 하여 사용하도록 되어 있다.

즉, 도 1은 종래의 주파수분할 듀플렉스(FDD) 방식에 따른 무선 중계기의 구성을 나타낸 도면으로서, 동 도면에 따른 RF 중계기는 제 1 및 제 2안테나(2,26)와, 듀플렉서(4,28), RF 증폭기(6,16,30,38,48,52), 가변 감쇄기(8,40), 필터(10,32), 믹서(12,18,34,42), 탄성표면파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터(14,36,44), 이미지 제거용 필터(20), 출력 측정용 커플러(24), RF 스위치(46,50), 온도 보상용 크리스탈 오실레이터(Temperature Compensated Crystal Oscillator; TCXO)(54), 신서사이저(Synthesizer)(56) 및, 분배기(58)로 구성된다.

상기 제 1안테나(2)는 동축 케이블을 통해 해당 RF중계기 본체와 연결되고서, 기지국과 무선으로 중계기를 연결시켜주기 위한 것이고, 상기 듀플렉서(4)는 상기 제 1안테나(2)를 통해 수신되는 RF 신호에서 하향 링크 대역만을 통과시켜 중계기의 하향 링크 증폭패스로 연결시키고자 하는 것으로서, 이는 하향 링크와 상향 링크의 2개의 주파수 대역을 분리시켜주기 위한 필터를 포함한다.

상기 RF 증폭기(6)는 상기 듀플렉서(4)를 통과한 하향 링크 신호를 RF 증폭시키게 되고, 상기 가변 감쇄기(8)는 상기 RF 증폭된 하향 링크 신호의 신호치를 가변시키고자 하는 것으로서, 이는 순방향의 입력 레벨이나 사용자 설정에 의해 고정적으로 감쇄치가 설정될 수 있도록 한다.

상기 필터(10)는 상기 신호 감쇄된 RF 신호를 필터링하기 위한 이미지 필터에 해당되고, 상기 믹서(12)는 상기 필터링된 RF 주파수 신호를 상기 온도 보상용 크리스탈 오실레이터(54)와 신서사이저(56) 및 분배기(58)를 통해서 발생되는 발진신호와 혼합하여 RF 중간주파수(IF) 신호를 발생한다.

상기 표면탄성파 필터(14)는 상기 중간주파수 변환된 RF 중간주파수 신호에서 필요한 주파수 대역을 필터링하기 위한 것이고, 상기 RF 증폭기(16)는 상기 표면탄성파 필터(14)를 통과한 중간주파수 신호를 RF 증폭하게 된다.

상기 믹서(18)는 상기 RF 증폭된 RF 중간주파수 신호를 상기 온도 보상용 크리스탈 오실레이터(54)와 신서사이저(56) 및 분배기(58)를 통해서 발생되는 발진신호에 의해 무선 송신이 가능한 RF 신호로 변환되도록 하고, 상기 이미지 제거용 필터(20)는 상기 RF 신호에서 이미지 성분을 제거하는 필터링을 수행하게 되며, 상기 RF 증폭기(12)는 상기 RF신호를 RF 증폭하게 된다.

상기 출력 측정용 커플러(24)는 상기 RF 신호의 일부를 분배하여 신호의 형태를 분석하기 위한 것이고, 상기 제 2안테나(26)는 동축 케이블을 통해서 해당 RF 중계기의 본체와 연결되는 것으로서, 이는 무선 단말기 측과 무선으로 중계기를 연결시켜주기 위한 것이다.

상기 듀플렉서(28)는 상기 제 2안테나(26)에 수신되는 RF 신호에서 상향 링크 대역만을 통과시켜 중계기의 상향 링크 증폭패스로 연결시키고자 하는 것으로서, 이는 하향 링크와 상향 링크의 2개의 주파수 대역을 분리시켜주기 위한 필터를 포함한다.

상기 RF 증폭기(30)는 상기 듀플렉서(28)를 통과한 상향 링크 신호를 RF 증폭시키게 되고, 상기 필터(32)는 상기 신호 증폭된 RF 신호를 필터링하기 위한 이미지 필터에 해당되며, 상기 믹서(34)는 상기 필터링된 RF 주파수 신호를 상기 온도 보상용 크리스탈 오실레이터(54)와 신서사이저(56) 및 분배기(58)를 통해서 발생되는 발진신호와 혼합하여 RF 중간주파수(IF) 신호를 발생한다.

상기 표면탄성파 필터(36)는 상기 중간주파수 변환된 RF 중간주파수 신호에서 필요한 주파수 대역을 필터링하기 위한 것이고, 상기 RF 증폭기(38)는 상기 표면탄성파 필터(36)를 통과한 중간주파수 신호를 RF 증폭하게 된다.

상기 가변 감쇄기(40)는 상기 RF 증폭된 상향 링크 신호의 신호치를 가변시키고자 하는 것으로서, 이는 하향링크의 입력 레벨과 연동하거나 사용자 설정에 의해 고정적으로 감쇄치가 설정될 수 있도록 한다.

상기 믹서(42)는 상기 RF 증폭된 RF 중간주파수 신호를 상기 온도 보상용 크리스탈 오실레이터(54)와 신서사이저(56) 및 분배기(58)를 통해서 발생되는 발진신호에 의해 무선 송신이 가능한 RF 신호로 변환되도록 하고, 상기 필터(44)는 상기 RF 신호에서 불필요한 신호성분을 제거하는 필터링을 수행하게 된다.

상기 RF 증폭기(48)는 안테나의 아이솔레이션 검사를 하는 경우에 사용되는 것으로서, 상기 RF 스위치(46,50)를 절체하도록 사용된다.

상기 온도 보상용 크리스탈 오실레이터(54)는 발진동작을 수행하여 특정 주파수의 발진 신호를 신서사이저(56)로 발생하게 되고, 상기 분배기(58)는 상기 신서사이저(56)의 출력을 각 믹서(12,18,34,42)에 분배하게 된다.

동 도면에서, 상기 하향 링크의 자동 이득 제어(Automatic Gain Control; AGC)는 상기 커플러(24)를 이용하여 하향 링크의 출력 레벨을 감지함에 의해, 일정한 레벨에 도달하도록 상기 가변 감쇄기(8)를 제어하게 된다.

상기 상향 링크는 하향 링크와 RF 패스 손실이 연동되어 있으므로 하향 링크에서의 상기 가변 감쇄기(8)에 따라서 상향 링크에서의 상기 가변 감쇄기(40)를 제어하게 된다.

상기 각 안테나간 아이솔레이션 검사는 상기 각 RF 스위치(46,50)를 이용하여 상기 RF 증폭기(48)를 통과하게 하여 상향 링크의 완전 발진을 유도함에 의해, 해당 아이솔레이션 검사가 수행될 수 있도록 하게 된다.

그러나, 상기한 종래의 주파수분할 듀플렉스(FDD) 방식의 RF 중계기에서는 하향 링크 및 상향 링크의 RF 주파수가 상이하지만, 하향 링크 및 상향 링크의 RF주파수가 동일한 시분할 듀플렉스(TDD) 방식에서는 주파수분할 듀플렉스 방식에서와 같이 하향 링크/상향 링크의 RF 신호를 증폭하기 위해서 하향 링크 및 상향 링크의 회로가 독립적으로 존재하게 되면, 동일 주파수 대역에 하향 링크/상향 링크의 고이득으로 인하여 회로가 발진하기 때문에 해당 주파수분할 듀플렉스 방식을 그대로 사용할 수 없게 된다.

즉, 상기 시분할 듀플렉스 방식에서는 하향 링크와 상향 링크가 시간적으로 분리되어 있으므로 기지국에서 무선 단말기에 송신하는 시간과, 무선 단말기에서 기지국으로 송신하는 시간에 RF 중계기가 하향 링크/상향 링크 증폭 패스의 절체가 이루어져야 하는데, 이를 위한 절체 동기 신호가 존재하지 않게 되고, 주파수분할 듀플렉스 방식에서는 RF 중계기의 하향 링크 이득 제어와 상향 링크 이득 제어를 동시에 제어할 수 있었으나, 하향 링크 시간과 상향 링크 시간이 나누어져 있도록 되어 있어서 동시에 제어가 되지 않는다,

또한, 종래의 주파수분할 듀플렉스 방식에서는 RF 중계기의 입/출력 레블을 측정하는 경우에, 하향 링크와 상향 링크를 위한 회로가 별도로 구비되어 있어서 시간과는 무관하게 전력 레벨의 측정이 가능하였지만, 시분할 듀플렉스 방식에서는 하향 링크와 상향 링크의 RF 신호가 시간적으로 나누어져 있기 때문에 측정이 불가능하게 된다.

게다가, 종래의 주파수분할 듀플렉스 방식에서는 안테나 아이솔레이션 검사를 수행하는 경우에, 상향 링크 주파수 대역에서 완전 발진을 유도하여 시간에 관계없이 측정하여도 가능하였으나, 시분할 듀플렉스 방식에서는 하향 링크와 상향 링크의 주파수가 동일하기 때문에, 안테나의 아이솔레이션 검사가 정상적으로 수행될 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 시분할 듀플렉스(TDD) 방식의 무선 중계기에서 하향 링크 및 상향 링크 RF 신호가 존재하는 각기 다른 시간에 하향 링크 및 상향 링크 신호를 증폭하는 패스 절체를 위하여 기지국의 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사(Pseudo) 동기 스위칭 신호를 발생시켜서 하향 링크 및 상향 링크 동작시간을 판단할 수 있도록 하는 무선 중계기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 기지국의 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 신호가 동작하는 상태에서 스위칭 동기의 정상 작동 여부를 지속적으로 검사할 수 있도록 하기 위한 무선 중계기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시분할 듀플렉스 방식에서 하향 링크 시간에 하향 링크의 수신 전력을 측정하여 수신 레벨에 따른 하향 링크의 이득 조정이 이루어질 수 있도록 하는 무선 중계기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 시분할 듀플렉스 방식에서 하향 링크 시간에 하향 링크의 이득을 적용한 후에 상향 링크 시간이 되면 중계기 하향 링크 이득을 적용하여 상행 링크 이득을 하향 링크 이득과 연동시킬 수 있도록 하는 무선 중계기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상향 링크 동작 시간에 RF 스위치를 조정하여 상향 링크의 이득에 추가적인 증폭을 통하여 완전 발진 시큰 후에 안테나 아이솔레이션 검사가 이루어질 수 있도록 하는 무선 중계기 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 하향 링크/상향 링크의 주파수가 상호 동일한 시분할 듀플렉스(TDD) 방식의 무선 중계기 시스템에 있어서, 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기신호에 따라 스위칭되어 기지국에 지향된 제 1안테나와 무선 단말기측의 신호를 송수신하는 제 2안테나로부터의 RF 신호 수신 상태를 변경하기 위한 스위칭을 수행하는 RF 스위치 수단과, 상기 RF 스위치 수단을 통해 하향 링크/상향 링크 스위칭 동작시간에 따라 수신되는 제 1안테나 또는 제 2안테나로부터의 RF신호를 증폭하여 신호 중계처리하는 RF 처리수단 및, 상기 RF 처리수단에 수신되는 하향 링크 RF 신호로부터 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호를 발생하여 상기 RF 스위칭 수단의 스위칭을 제어하는 제어 및 로직 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템을 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 시분할 듀플렉스(TDD) 방식에 따른 무선 중계기 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 중계기 시스템은, RF 스위치부(100)와, RF 처리부(200) 및, 제어 및 로직부(300)로 구성되는 바, 상기 RF 스위치부(100)는 제 1 및 제 2안테나(60,92)와 동축 케이블을 통해 연결되고서, 각 안테나(60,92)의 연결 상태를 변경하여 상기 RF 처리부(200)가 하향 링크 신호 또는 상향 링크 신호를 선택적으로 증폭시킬 수 있도록 하고, 상기 RF 처리부(200)는 상기 RF 스위치부(100)의 연결 상태에 따라 하향 링크 또는 상향 링크의 RF 신호를 증폭함과 더불어 중계기의 각종 부가 기능을 수행하게 되며, 상기 제어 및 로직부(300)는 하향 링크로 동작하면서 기지국을 지향하는 제 1안테나(60)로부터 수신되는 RF 신호로부터 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호를 발생함과 더불어, 지속적인 검사를 수행하고, 해당 중계기 시스템의 자동 이득 제어와, 안테나 아이솔레이션 스위치 제어, 주파수 자동 제어와 같은 전반적인 제어를 수행한다.

한편, 상기 제 1안테나(60)는 기지국을 지향하는 지향성 안테나로서, 상기 기지국과 RF 신호를 무선으로 송수신하게 되고, 상기 제 2안테나(92)는 무선 단말기와 무선으로 RF 신호를 송수신하기 위한 것이다.

상기 RF 스위치부(100)는 제 1RF 스위치(62)와, 제 2RF 스위치(90)를 포함하여 구성되는 바, 상기 제 1RF 스위치(62)는 상기 제어 및 로직부(300)의 스위칭 제어에 따라 하향 링크 신호의 동작 시간과 상향 링크 신호의 동작 시간에 동기되어 기지국과 RF 처리부(200) 간에 RF 신호의 송수신이 이루어지도록 하는 스위칭을 수행하게 되고, 상기 제 2RF 스위치(90)는 상기 제어 및 로직부(300)의 스위칭 제어에 따라 하향 링크 신호의 동작 시간과 상향 링크 신호의 동작 시간에 동기되어 무선 단말기와 RF 처리부(200) 간에 RF 신호의 송수신이 이루어지도록 하는 스위칭을 수행한다.

상기 RF 처리부(200)는 RF 필터(64)와, RF 증폭기(66), 믹서(68), 필터(70), 증폭기(72), 가변 감쇄기(74), 믹서(76), 제 3 및 제 4RF 스위치(80,84), RF 증폭기(82), 이미지 제거용 필터(86), RF 커플러(88), 2방향 분배기(94), 신서사이저(96), 기준 오실레이터(98), 검파기(Detector)(99)를 포함하여 구성된다.

상기 RF 필터(64)는 상기 제 1RF 스위치(62) 또는 제 2RF 스위치(90)를 통과한 RF 신호 중에서 동작 주파수 대역 이외의 신호를 필터링하여 제거하기 위한 것이고, 상기 RF 증폭기(66)는 상기 필터링된 RF 신호를 증폭하게 된다.

상기 믹서(68)는 상기 증폭된 RF 신호를 상기 기준 오실레이터(98)와 신서사이저(96) 및 2방향 분배기(94)로부터의 발진 클럭신호와 합성하여 중간주파수 신호의 형태로 변환하게 되고, 상기 필터(70)는 상기 중간주파수 신호에서 동작 주파수 대역 이외의 근접 대역을 제거하기 위한 필터링을 수행한다.

상기 증폭기(72)는 상기 근접 대역이 필터링된 중간주파수 신호를 증폭하기 위한 것이고, 상기 가변 감쇄기(74)는 하향 링크 이득과 상향 링크 이득을 각각 조정하기 위한 것이다.

상기 믹서(76)는 상기 기준 오실레이터(98)와 신서사이저(96) 및 2방향 분배기(94)로부터의 발진 주파수신호에 의해 상기 중간주파수 신호를 RF 신호로 변환하게 되고, 상기 제 3 및 제 4RF 스위치(80,84)는 상기 RF 신호를 상기 RF 증폭기(82)에 대하여 선택적으로 통과하도록 각각 스위칭하게 된다.

상기 RF 증폭기(82)는 상기 제 3 및 제 4RF 스위치(80,84)의 스위칭 동작에 따라 상기 RF 신호를 RF 증폭시키게 되고, 상기 이미지 제거용 필터(86)는 상기 RF신호의 이미지 성분을 필터링하여 제거하게 된다.

상기 RF 커플러(88)는 상기 이미지 성분이 제거되도록 필터링된 RF신호를 커플링하기 위한 것이고, 상기 기준 오실레이터(98)는 상기 신서사이저(96)에 필요한 기준 클럭신호를 발생하여 공급하게 되며, 상기 신서사이저(96)는 내부의 전압제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; VCO)와 상기 기준 오실레이터(98)로부터의 기준 클럭신호를 PLL(Phase Locked Loop) 동작시켜서 양질의 CW(Continuous Wave) 신호를 발생시키게 되고, 상기 2방향 분배기(94)는 상기 신서사이저(96)로부터 발생되는 CW 신호를 2개로 분기하여 상기 각 믹서(68,76)에 공급하게 된다.

상기 검파기(99)는 상기 RF 커플러(88)로부터의 RF 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 제어 및 로직부(300)에 제공하게 된다.

다음에, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 무선 중계기 시스템의 기지국 RF 스위칭 동기와 의사 동기된 RF 스위칭 동기신호의 발생 및 검사에 대한 알고리즘을 나타낸 도면이다.

도 3에서, 기지국 송신 신호는 프리앰블 심볼(Preamble Symbol), 파일럿 심볼(Pilot Symbol), 데이터 심볼(Data Symbol)로 구성되어 있는 바, 상기 프리앰블 심볼과 파일럿 심볼은 방송 채널(Broadcasting Channel)로서 항상 존재하는 채널에 해당되고, 상기 데이터 심볼은 데이터의 존재 여부에 따라 송신 여부가 결정된다.

상기 기지국 송신과 무선 단말기 송신 시간에는 TTG(Transmit/Receive Transition Gap) 시간과, RTG(Receive/Transmit Transition Gap) 시간이 있고, 본 발명의 무선 중계기 시스템에서 출력되는 기지국 송신 신호는 기지국 송신 신호에 대비하여 일정한 전파 시간 지연을 갖게 된다.

본 발명의 무선 중계기 시스템에서 기지국을 지향하고 있는 제 1안테나(60)로 수신되는 RF 신호는 일정 범위의 수신 레벨을 "1"의 디지털 신호로 변환하고, 나머지는 "0"의 디지털 신호로 변환하게 된다.

상기 기지국을 지향하는 제 1안테나(60)로 수신되는 신호는 기지국 송신 신호와 주변의 단말기에서 송신되는 신호가 입력되게 되고, 해당 무선 중계기 시스템에서 제 1 및 제 2RF 스위치(62,90)의 스위칭을 위한 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호의 생성은 기지국 송신 방송 채널과 TTG 및 RTG 시간의 패턴의 듀티(Duty) 및 주기(Period)를 이용하여 무선 중계기 시스템에서 자체적으로 발생한 클럭 패턴과 상관시켜서 검출하게 된다.

또한, 상기 스위칭 동기의 검사는 기지국에서 송신되는 방송 채널의 듀티 및 주기를 검사하여 정상적으로 중계기 스위칭 동기가 이루어지는 것을 확인할 수 있도록 한다.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 무선 중계기 시스템의 전원이 온되어 있는 상태에서는 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 신호를 발생시키기 위한 상태로 되고, 의사 동기된 스위칭 신호를 발생시키기 위해, 제어 및 로직부(300)에서는 제 1RF 스위치(62)가 하향 링크 수신 상태로 스위칭이 이루어지도록 하는 반면에, 제 2RF 스위치(90)에 대해서는 송수신 상태가 되지 않도록 함에 따라, RF 처리부(200)의 RF 커플러(8)에 대한 출력이 50Ω으로 종단되도록 한다.

그 상태에서, 상기 RF 처리부(200)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 기지국의 RF 스위칭 동기와 의사 동기된 RF 스위칭 동기 신호의 발생과 더불어 검사를 수행하는 알고리즘을 진행하게 되는 바, 기지국의 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호가 기지국의 송신 방송 채널과 TTG 및 RTG 시간의 패턴에 대한 듀티 및 주기를 이용하여 기준 오실레이터(98)와 신서사이저(96) 및 2방향 분배기(94)를 통해 자체적으로 발생되는 클럭 패턴과 상관시켜서 검출하게 된다.

이 때, 상기 각 RF 스위치(62,90)에 대한 스위칭 동기의 검사는 각 RF 스위치(62,90)로부터의 RF 신호가 하향 링크 신호 즈폭과 상향 링크 신호 증폭이 정상적으로 이루어지도록 하게 되고, 안테나 아이솔레이션 검사를 수행하는 경우에는 상기 제어 및 로직부(300)에서 상향 링크 동작 시간에 제 3 및 제 4RF 스위치(80,84)를 스위칭 제어하여 상기 RF 신호가 RF 증폭기(82)를 통해 증폭되도록 하게 된다.

상기 RF 증폭기(82)의 이득은 약 15㏈ 정도로서 해당 RF 처리부(200)에서 완전 발진이 되는 지를 확인하게 되는 바, 상기 제어 및 로직부(300)에서는 검파기(99)에 의해 아날로그 변환되는 신호를 통하여 발진 확인을 수행하게 되고, 완전 발진이 이루어지면 각 안테나간 아이솔레이션이 미확보되는 것으로 인식하고, 완전 발진이 발생되지 않게 되면 각 안테나간 아이솔레이션 확보가 되는 것으로 간주한다.

또한, 상기 RF 처리부(200)의 이득 제어는 하향 링크 동작 시간에 상기 검파기(99)를 이용하여 RF신호의 수신 전력을 측정함에 의해 이루어지고, 해당 중계기에서 일정한 출력이 되도록 하향 링크 동작 시간에 상기 가변 감쇄기(74)를 조정함에 의해 이루어지며, 해당 이득 제어는 일정 시간동안 하향 링크 수신 레벨을 검사함에 의해 적용된다.

또, 하향 링크 동작 시간에 상기 가변 감쇄기(74)를 가변 조정하는 것과 마찬가지로, 상향 링크 동작 시간에 상기 가변 감쇄기(74)의 가변 조정이 가능하도록 하고, 이러한 이득 제어는 RF 신호의 수신 레벨에 따라 해당 가변 감쇄기(74)를 자동적으로 제어될 수 있도록 한다.

한편, 상기 가변 감쇄기(74)는 기지국과 해당 중계기 간의 전파 손실이 변하는 것을 자동적으로 보상해 주기 위한 것으로서, 하향 링크 수신 레벨이나 상향 링크 수신 레벨에 따라 가변 조정할 수 있도록 하고 있지만, 사용자에 의해 일정치로 고정하여 사용하는 것도 가능하다.

상기 기준 오실레이터(98)에서 발생되는 기준 클럭은 RF 스위칭 클럭으로 사용할 수 있도록 되어 있는데, 상기 기준 오실레이터(98)의 클럭이 변하게 되면 각 RF 스위치의 스위칭 클럭이 변하게 되고, RF 스위칭 클럭이 변하게 되면 하향 링크 동작 시간과 상향 링크 동작 시간이 변하게 되어 스위칭 동기에 문제잠 발생되기 때문에, 상기 제어 및 로직부(300)에서는 기지국에서 수신되는 방송 채널의 듀티를 검사하여 기준 오실레이터(98)의 변화량을 체크함에 의해, 주파수 자동제어에 따라 해당 기준 오실레이터(98)의 주파수를 제어하게 된다.

다음에, 도 4는 본 발명의 무선 중계기 시스템이 무선 통신망에 적용된 상태를 예시적으로 나타낸 도면으로서, 동 도면에 따른 무선 통신망은 기지국의 전파 커버리지에 포함되어 있는 전파 커버리지 영역(500)과, 기지국의 전파 환경으로 서비스를 진행하지 못하는 음영 영역(600)으로 이루어진다.

상기 전파 커버리지 영역(500)에는 기지국(510)과, 기지국(510)의 전파 커버리지에 포함되어 있는 복수의 무선 단말기(HP1∼HP3)를 포함하고, 상기 음영 영역(600)에는 무선통신 서비스의 진행이 어려운 무선 단말기(HP4)를 포함한다.

동 도면에서, 본 발명에 따른 무선 중계기 시스템(400)은 전파 커버리지 영역(500)과 음영 영역(600)의 사이에 설치되는 바, 그 제 1안테나(60)는 상기 전파 커버리지 영역(500)의 기지국(510)과 무선으로 연결될 수 있도록 하는 지향성 안테나에 해당되고, 그 제 2안테나(92)는 상기 음영 영역(600) 측에 설치된다.

본 발명의 무선 중계기 시스템(400)은 상기 기지국(510)의 출력 신호를 수신받아 증폭하여 음영 영역(600)으로 출력할 수 있도록 함과 더불어, 음영 영역(600)의 무선 단말기(HP4)로부터의 출력 신호를 수신하여 증폭하고서 기지국(510) 측으로 송신하게 된다.

한편, 상기 무선 중계기 시스템(400)은 하향 링크를 수신하는 경우에 매우 양호한 전파 환경을 구축하는 것이 가능하도록 되어 있는 바, 도 5는 2세대(2G) 시분할 듀플렉스 방식에서 기지국으로부터 송신된 신호가 해당 중계기 시스템에 수신되는 스펙트럼 파형을 나타내고 있고, 도 6 및 도 7은 2세대 시분할 듀플렉스 방식에서 무선 단말기로부터 송신된 신호가 해당 중계기 시스템에 수신되는 스펙트럼 파형을 나타내고 있다.

본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 무선 통신망의 하향 링크/상향 링크의 주파수가 동일한 시분할 듀플렉스 방식에서 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와, 의사 동기된 스위칭 동기 신호를 생성하여 하향 링크 RF 신호가 존재하는 시간에 하향 링크 신호의 증폭이 가능함과 더불어, 상행 링크 RF 신호가 존재하는 시간에 상향 링크를 증폭하는 패스 절체가 이루어지도록 하고, 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 신호에 대한 스위칭 동기를 지속적으로 검사할 수 있도록 하며, 하향 링크 시간에 하향 링크의 수신 전력을 측정하여 상향 링크/하향 링크에 대한 자동 이득 조정이 이루어질 수 있도록 하고, 상향 링크로 동작하는 시간에 RF 스위치를 조정하여 안테나 아이솔레이션 검사를 수행할 수 있도록 함에 따라, 하향 링크/상향 링크 RF 신호에 대한 증폭 패스의 절체가 가능하고, 하향 링크/상향 링크에 대한 이득 제어와 전력 레벨의 측정, 안테나 아이솔레이션 검사가 정상적으로 이루어지는 것이 가능하게 되면서, 양호한 품질의 전파 환경이 구축 가능하다는 효과를 갖게 된다.

도 1은 종래의 주파수분할 듀플렉스(FDD) 방식에 따른 무선 중계기의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 시분할 듀플렉스(TDD) 방식에 따른 무선 중계기 시스템의 구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 무선 중계기 시스템의 기지국 RF 스위칭 동기와 의사 동기된 RF 스위칭 동기신호의 발생 및 검사에 대한 알고리즘을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 무선 중계기 시스템이 무선 통신망에 적용된 상태를 예시적으로 나타낸 도면,

도 5는 주파수분할 듀플렉스(FDD) 방식의 하향 링크 수신 스펙트럼 파형을 나타낸 도면,

도 6 및 도 7은 주파수분할 듀플렉스(FDD) 방식의 상향 링크 수신 스펙트럼 파형을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

60,92:안테나, 62,90,80,84:RF 스위치,

64:RF 필터, 66,82:RF 증폭기,

68:믹서, 70:필터,

72:증폭기, 74:가변 감쇄기,

76:믹서, 86:이미지 제거용 필터,

88:RF 커플러, 94:2방향 분배기,

96:신서사이저, 98:기준 오실레이터,

99:검파기, 100:RF 스위치부,

200:RF 처리부, 300:제어 및 로직부.

Claims

하향 링크/상향 링크의 주파수가 상호 동일한 시분할 듀플렉스(TDD) 방식의 무선 중계기 시스템에 있어서,

하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기신호에 따라 스위칭되어 기지국에 지향된 제 1안테나와 무선 단말기측의 신호를 송수신하는 제 2안테나로부터의 RF 신호 수신 상태를 변경하기 위한 스위칭을 수행하는 RF 스위치 수단과,

상기 RF 스위치 수단을 통해 하향 링크/상향 링크 스위칭 동작시간에 따라 수신되는 제 1안테나 또는 제 2안테나로부터의 RF신호를 증폭하여 신호 중계처리하는 RF 처리수단 및,

상기 RF 처리수단에 수신되는 하향 링크 RF 신호로부터 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호를 발생하여 상기 RF 스위칭 수단의 스위칭을 제어하는 제어 및 로직 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 RF 스위치 수단은, 상기 제어 및 로직 수단으로부터의 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호에 따라 스위칭되어 기지국에 지향되도록 설치되는 제 1안테나에 대해 RF 신호를 송수신하는 제 1RF 스위치와, 상기 제어 및 로직 수단으로부터의 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호에 따라 스위칭되어 무선 단말기측의 제 2안테나에 대해 RF 신호를 송수신하는 제 2RF 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 RF 처리수단은, 상기 RF 스위치 수단을 통해 제 1안테나 또는 제 2안테나로부터 수신되는 RF 신호를 필터링하는 RF 필터와, 필터링된 RF 신호를 증폭하는 RF 증폭기, 상기 RF 신호를 특정 발진 주파수신호와 혼합하여 중간주파수 형태로 변환하는 제 1믹서, 상기 중간주파수 신호를 필터링하는 필터, 상기 필터링된 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭기, 상기 증폭된 중간주파수 신호에 대한 하향 링크 이득과 상향 링크 이득을 가변적으로 조정하는 가변 감쇄기, 상기 중간주파수 신호를 특정 발진 주파수 신호에 의해 RF 신호로 변환하는 제 2믹서, 상기 RF 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 각 안테나의 아이솔레이션 검사를 수행하는 아이솔레이션 검사부, 상기 RF 신호의 이미지 성분을 제거하는 이미지 제거용 필터, 상기 RF 신호를 커플링하는 RF 커플러, 일정한 기준 클럭을 발생하는 기준 오실레이터, 상기 기준 클럭과 내부의 전압제어 발진신호를 PLL 동작시켜서 CW(Continuous Wave) 신호를 발생하는 신서사이저, 상기 CW 신호를 상기 각 믹서에 2방향으로 분배하는 2방향 분배기, 상기 RF 신호를 아날로그 변환하여 상기 제어 및 로직 수단에 제공하는 검파기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 아이솔레이션 검사부는 상향 링크 동작 시간에 상기 제 2믹서로부터의 RF 신호를 안테나 아이솔레이션 검사를 위한 RF 증폭을 위해 스위칭하는 제 3RF 스위치와, 상기 제 3RF 스위치를 통과한 RF 신호를 증폭하는 RF 증폭기, 상향 링크 동작 시간에 스위칭되어 상기 RF 증폭된 RF 신호를 후단의 이미지 제거용 필터로 출력하는 제 4RF 스위치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 제어 및 로직 수단은. 상기 RF 증폭기에 의한 완전 발진 여부 검사에 따라 안테나 아이솔레이션 확보 여부를 결정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제어 및 로직 수단은, 기지국으로부터의 송신 방송(Broadcasting) 채널과 TTG(Transmit/Receive Transition Gap) 시간 및 RTG(Receive/Transmit Transition Gap) 시간의 신호 패턴을 디지털 신호 패턴으로 변환하여 듀티 및 주기를 상기 기준 오실레이터로부터 생성한 기준 클럭 패턴과 상관시켜서 기지국 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 제어 및 로직 수단은, 상기 RF 스위치 수단에서 하향 링크/상향 링크 스위칭 동기와 의사 동기된 스위칭 동기 신호에 의해, 하향 링크 신호의 증폭과 상향 링크 신호의 증폭에 대한 스위칭 동기 검사를 진행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제어 및 로직 수단은, 하향 링크 동작 시간에 상기 검파기로부터 RF 신호의 수신 전력을 측정하여 일정한 출력이 되도록, 상기 RF 처리수단의 가변 감쇄기를 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 RF 처리수단의 가변 감쇄기는 RF 신호의 수신 전력이 일정한 출력을 갖도록 사용자의 조작에 의해 고정적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 제어 및 로직 수단은, 상기 기지국에서 수신되는 방송 채널의 듀티에 따라 상기 RF 처리수단의 기준 오실레이터에 대한 기준 클럭 변화량을 체크하여 클럭 주파수를 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 중계기 시스템.