KR20060032205A - 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로중계하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로중계하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 방법 및 장치, 특히 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는데 사용되는 방법 및 장치가 제공되어 있다. 상기 장치는 수신 및 송신 안테나 세트, 주파수 선택 및 양방향 무선 주파수(RF) 증폭 회로, 및 동기화 추출 및 제어 장치를 포함한다. 상기 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 신호들은 상기 수신 및 송신 안테나 세트에 의해 수신 및 중계된다. 상기 동기화 제어 정보는 상기 동기화 추출 및 제어 장치에 의해 기지국으로부터 송출된 신호들로부터 추출되어 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로를 제어함으로써, 양방향으로 수신된 신호들을 동기화 방식으로 중계한다. 본 발명을 사용함으로써, 양방향으로 수신된 신호들을 동기화 방식으로 중계하는 것이 신호들을 수신 및 송신하기 위한 시간을 지연시키지 않고서 실현될 수 있으며, 동시에 시스템 오동작을 감시하는 기능이 또한 제공될 수 있음으로써, 시스템이 신뢰성 있게 작동되게 한다.

Description

무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 방법 및 장치{Bi-directional synchronization forwarding method and device for wireless signals}
본 발명은 무선 통신 분야에 관한 것이며, 더 구체적으로 기술하면 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신 기술의 향상에 따라, GSM(Global System for Mobile communication), 및 협대역 코드 분할 다중 접속(code division multiple access; CDMA) 시스템 등의 시리즈 표준들(IS95)과 같은 기존의 주파수 분할 듀플렉스(frequency division duplex; FDD) 무선 통신 시스템이 매우 급속하게 개발되어 왔을 뿐만 아니라, 시간 분할 듀플렉스(time division duplex; TDD) 무선 통신 시스템이 쌍을 이룬 주파수(paired frequency) 및 간단한 시스템 장치들을 할당하지 않는 유동적인 주파수 할당 때문에 더 널리 사용되고 있다. 시간 분할 듀플렉스(TDD) 무선 통신 시스템에서는, 수신 및 송신 채널 또는 업링크 및 다운링크가 시간 차이만큼 분리되게 하기 위해 수신 및 송신이 동일 주파수 채널 또는 반송파에서의 서로 다른 시간 슬롯들을 통해 각각 수행된다.
주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서는, 수신 가능 구역의 확장 및 시스템 에서의 수신 감도가 낮은 일부 구역들의 발생의 회피를 위해, 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들이 중계기들에 의해 증폭된 다음에 증폭된 신호들이 중계된다. 상기 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 무선 송신 신호들이 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서 서로 다른 주파수들을 갖는 신호들이기 때문에, 필터들 또는 듀플렉서들은 중계기들이 상기 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 신호들 간의 분리를 실현하는데 간편하게 사용될 수 있고, 그 결과로, 양방향 중계가 실현될 수 있다. 도 1에는 기존의 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에 내재하는 중계기의 블록 선도가 도시되어 있다. 상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들은 주파수 선택 및 증폭의 달성 이후에 공중을 통해 필요한 수신 가능 구역으로 송출된다. 마찬가지로, 수신 가능 구역에 내재하는 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들은 주파수 선택 및 증폭의 달성 이후에 기지국으로 송출된다. 동시에 수행되는 그러한 양방향 중계는 송출된 신호 및 수신된 신호 간의 주파수 차이 및 듀플렉서에 의한 서로 다른 주파수의 감쇠에 따라 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들 간의 분리를 실현함으로써, 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 것이 시퀀셜 제어를 무선 신호들에 적용하지 않고서도 실현될 수 있다.
시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서는, 기지국 및 단말 기기들로부터의 무선 송신 신호들이 동일 주파수를 채용하고 단지 서로 다른 시간 슬롯에 의해서만 구별되기 때문에, 이러한 신호들의 양방향 및 동기화 방식의 중계가 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 적용되는 위에 언급된 중계기를 사용하여 실현될 수 없으 며 신규한 설계 방법들 및 장치들을 채용하여야 한다.
무선 통신 장치들의 송신 거리를 증가시키기 위한 방법 및 장치는 중국 특허출원 제98126224.4호에 개시되어 있는데, 상기 중국 특허 출원 제98126224.4호에서는 상기 무선 통신 장치들의 송신 거리를 증가시키기 위한 장치가 2개의 장치를 포함하며, 상기 2개의 장치 중 제2 장치는 무선 인터페이스의 프레임 동기화에서 사용된 회로들에 대한 2가지의 동작 레이트로 클록 신호들을 생성하는데 사용되고, 상기 2가지의 동작 레이트 중 한 동작 레이트는 기준 주파수보다 낮으며 다른 한 동작 레이트는 기준 주파수보다 높기 때문에, 시간 분할 듀플렉스(TDD) 모드에서의 데이터 전환이 수신, 저장 및 송신의 시간 간격(time quantum)을 조정함으로써 실현될 수 있다. 그러나, 수신, 저장 및 송신의 시간 간격을 조정함으로써 다중 사용자 시스템에서는 다른 사용자들과의 간섭이 생길 수 있다. 또한, CDMA용 시간 분할 듀플렉스(TDD) 중계기는 다른 한 중국 특허출원 제96196621.1호에 개시되어 있는데, 상기 중국 특허출원 제96196621.1호에서는 시간 분할 듀플렉스(TDD) 중계기가 불연속적으로 대역 확산 신호들을 수신하고, 이러한 신호들을 증폭하며 소정의 양만큼 상기 신호들을 지연시킴으로써 다음 시간 슬롯이 나타날 때까지 이전 시간 슬롯에서 데이터를 중계한다. 상기 방법은 신호들을 대단히 지연시킴으로써 다음 시간 슬롯이 나타날 때까지 이러한 시간 슬롯에서 데이터를 중계하려고 한 것이다. 수신 신호 및 송신 신호 간의 전환 간격이 비교적 길 경우에는, 보다 큰 지연들이 필요하며 표면 음파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터를 이용하는 것이 곤란하며 고정 지연을 통한 특정한 에러들의 발생을 초래한다. 동시에, 허용된 무선 자원 및 적용된 무선 자원 간의 불일치가 생기게 된다.
양방향으로 그리고 동기화 방식으로 신호들의 중계를 구현하는 동안, 위에 언급된 기술들을 사용할 경우에는 추론들(inferences), 지연 에러들 등등이 생길 수 있다. 그러므로, 선행 기술은 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 신호들을 중계할 요구사항을 충족시킬 수 없으며 그 결과 수신 가능 구역을 증가시키는 것과 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 수신 감도가 낮은 구역들의 발생을 회피하는 것이 곤란하다.
이러한 점을 고려해 볼 때, 본 발명의 목적은 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 방법 및 장치, 특히 다중 사용자 시스템에서의 신뢰성 있는 신호들의 수신을 보장하며, 간섭 및 지연 에러들을 방지하고, 무선 신호들의 품질을 향상시키며 무선 신호들의 수신 가능 구역을 확장하기 위해 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는데 사용되는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 기지국 및 단말 기기를 포함하는 시간 분할 듀플렉스(TDD) 무선 통신 시스템에서 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 방법을 제공한다. 상기 방법은,
상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들로부터 상기 시스템의 동기화 정보를 획득하는 단계 A;
상기 획득된 시스템 동기화 정보 및 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보에 따라 상기 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성하는 단계 B; 및
상기 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 각각 처리하여 업링크 무선 주파수(radio frequency; RF) 증폭, 다운링크 RF 증폭 및 수신 및 송신을 각각 제어함으로써, 업링크 채널이 개방될 경우에 다운링크 채널이 폐쇄되도록 제어하고 다운링크 채널이 개방될 경우에 업링크 채널이 폐쇄되도록 제어하여 기지국 및 단말 기기들 간에 업링크/다운링크 채널로부터 송출된 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 단계 C를 포함한다.
단계 B에서, 상기 시스템 동기화 정보에 따라 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들의 생성은,
상기 시스템 동기화 정보를 획득한 경우에 동기화 펄스들을 생성시키고 타이머를 작동시키는 단계 B1; 및
상기 단계 B1에서 작동된 타이머가 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보에 따라 시간 조정을 개시하고 상기 타이머의 시간 조정을 기반으로 하여 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들을 전환함으로써, 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성하는 단계 B2를 포함한다.
상기 단계 B1 및 상기 단계 B2 사이에, 상기 방법은, 기지국으로부터 동기화를 위한 조정가능한 시간 조정을 획득하는 단계, 및 단계 B1에서 생성된 동기화 펄스들 간의 지연 시간 조정을 계산하는 단계를 더 포함하며, 동기화 시간 슬롯은 이러한 펄스에 대응하는 동기화 정보를 포함한다.
이러한 방법의 타이머는 지연 시간 조정, 업링크/다운링크 시간 슬롯의 총체적인 시간 및 시간 슬롯 환경설정에서의 보호 시간 슬롯(GT0/GT1)의 시간에 따라 시간 조정하며, 상기 타이머는 정확한 동기 기준 제어 신호들이 업링크/다운링크 시간 슬롯에 내재하는 최종 송신 데이터 비트 이후에 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들을 전환할 수 있게 한다.
상기 타이머의 초기 시간 조정은 업링크 시간 슬롯의 총체적인 시간 + 보호 시간 슬롯(GT0)의 시간 - (지연 시간 조정 - 동기화 시간 슬롯의 시간)이다. 상기 초기 시간 조정이 수행된 다음에는 다운링크 인에이블 신호가 생성되고, 상기 타이머는 다운링크 인에이블 신호의 시간 조정을 개시하며, 다운링크 인에이블 신호의 시간 조정은 보호 시간 슬롯(GT1)의 시간 + 다운링크 시간 슬롯의 총체적인 시간이다. 상기 시간 조정이 수행된 다음에는 업링크 인에이블 신호가 생성되며, 상기 타이머는 업링크 인에이블 신호의 시간 조정을 개시하고, 상기 업링크 인에이블 신호의 시간 조정은 보호 시간 슬롯(GTO)의 시간 + 업링크 시간 슬롯의 총체적인 시간이다. 상기 업링크 인에이블 신호의 시간 조정이 수행된 다음에는 다운링크 인에이블 신호가 다시 생성된다. 상기 타이머는 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들의 시간 조정을 위해 상기 동작을 반복하며, 상기 업링크 인에이블 신호들 및 다운링크 인에이블 신호들은 이러한 시간 조정들에 따라 반복적으로 생성됨으로써, 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성한다.
상기 방법은, 소정의 기간 이후에 상기 동기화 펄스들을 통해 상기 타이머를 소정 시간 동기화시켜 누적된 타이머 클록의 에러들을 제거하는 단계를 더 포함한다.
상기 단계 C에 기재된 시퀀셜 제어 신호들은 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들의 논리적인 변환 및 지연을 통해 획득된다.
상기 논리적인 변환 및 지연은, 다운링크 RF 증폭 제어 신호들, 업링크 RF 증폭 제어 신호들, 및 수신 및 송신 제어 신호들을 각각 지연시킴으로써, 다운링크 인에이블로부터 업링크 인에이블로의 전환시, 다운링크 RF 증폭 제어 신호가 먼저 불활성 상태로 전환되고, 이어서 수신 및 송신 제어 신호가 업링크 채널로 하여금 개방될 수 있게 하도록 전환되며 마지막으로 업링크 RF 증폭 제어 신호가 활성 상태로 전환되게 하며, 업링크 인에이블로부터 다운링크 인에이블로의 전환시, 업링크 RF 증폭 제어 신호가 먼저 불활성 상태로 전환되고, 이어서 수신 및 송신 제어 신호가 다운링크 채널로 하여금 개방될 수 있게 하도록 전환되며, 마지막으로 다운링크 RF 증폭 제어 신호가 활성 상태로 전환되게 하는 것임을 나타낸다.
상기 업링크 및 다운링크 RF 증폭 제어 신호들의 활성 상태들은 고 레벨로 표시되며, 상기 업링크 및 다운링크 RF 증폭 제어 신호들의 불활성 상태들은 저 레벨로 표시된다.
단계 C에서, 상기 업링크 채널이 개방될 경우에 다운링크 채널을 폐쇄하는 제어는, 먼저, 불활성 상태로 전환된 다운링크 RF 증폭 제어 신호가 전력 증폭 다운링크로 하여금 폐쇄될 수 있게 하고, 이어서 상기 수신 및 송신 제어 신호에 의해 업링크 채널이 개방되고 다운링크 채널이 폐쇄되며, 마지막으로 활성 상태로 전환된 업링크 RF 증폭 제어 신호는 전력 증폭 업링크를 인에이블하도록 수행하고, 상기 다운링크 채널이 개방될 경우에 업링크 채널을 폐쇄하는 제어는, 먼저, 불활성 상태로 전환된 업링크 RF 증폭 제어 신호가 전력 증폭 업링크로 하여금 폐쇄될 수 있게 하고, 이어서 수신 및 송신 제어 신호에 의해 다운링크 채널이 개방되며 업링크 채널이 폐쇄되며 마지막으로 활성 상태로 전환되는 다운링크 RF 증폭 제어 신호가 전력 증폭 다운링크를 인에이블하도록 수행한다.
본 발명은 또한 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치를 제공하며, 상기 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치는 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나, 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나, 주파수 선택 및 양방향 무선 주파수(radio frequency; RF) 증폭 회로, 및 동기화 추출 및 제어 장치를 포함한다.
상기 동기화 추출 및 제어 장치는 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고, 이러한 무선 신호들 및 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보를 사용함으로써 시퀀셜 제어 신호들을 생성하며, 시퀀셜 제어 신호들을 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로에 송신한다.
상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하며, 업링크 채널을 폐쇄하는 동안 다운링크 채널을 개방하고, 상기 동기화 추출 및 제어 장치로부터 송신된 시퀀셜 제어 신호들에 따라 이러한 무선 신호들을 증폭 및 필터링하며, 이어서 상기 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 증폭된 무선 신호들을 단말 기기들에 중계하고; 상기 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들을 수신하며, 다운링크 채널을 폐쇄하는 동안 업링크 채널을 개방하고, 상기 동기화 추출 및 제어 장치로부터 송신된 시퀀셜 제어 신호들에 따라 이러한 무선 신호들을 증폭 및 필터링하며, 이어서 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나를 통해 상기 증폭된 무선 신호들을 기지국에 중계한다.
상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는,
수신 및 송신 안테나들에 의해 수신 및 중계되며 상기 단말 기기들 및 상기 기지국으로부터 송출되는 무선 신호들을 필터링하여 원하는 대역의 RF 신호들을 획득하고 대역외 간섭 신호들을 제거하는 필터 세트,
상기 획득된 원하는 대역의 RF 신호들의 수신 및/또는 송신을 제어하는 수신 및 송신 스위치 세트, 및
상기 획득된 원하는 대역의 RF 신호들이 수신 및 송신될 경우에 필요한 전력에 이르게 하도록 상기 획득된 원하는 대역의 RF 신호들을 증폭하는 전력 증폭 장치를 포함한다.
상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는 제1 필터, 제2 필터, 제1 수신 및 송신 스위치, 제2 수신 및 송신 스위치, 업링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치, 및 다운링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 수신 및 송신 스위치는 상기 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 상기 업링크 채널을 개방하고 상기 다운링크 채널을 폐쇄하기 위해 또는 상기 다운링크 채널을 개방하고 상기 업링크 채널을 폐쇄하기 위해 사용된다. 상기 업링크 전력 증폭 장치 및 상기 다운링크 전력 증폭 장치는 상기 업링크 채널이 개방될 경우에 상기 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 각각 온 상태 및 오프 상태로 되고, 상기 업링크 전력 증폭 장치 및 상기 다운링크 전력 증폭 장치는 상기 다운링크 채널이 개방될 경우에 상기 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 각각 오프 상태 및 온 상태로 되며,
상기 업링크 채널에 대하여는,
단말 기기들로부터 송출되며 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제2 필터에 의해 필터링되고, 이어서 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 다운링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치로 송신되어 증폭되며, 상기 증폭된 무선 신호가 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 상기 제1 필터에 송신되어 필터링되고, 상기 제1 필터가 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나를 통해 필터링된 다음의 증폭된 무선 신호를 송신하며,
상기 다운링크 채널에 대하여는,
기지국으로부터 송출되며 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제1 필터에 의해 필터링되고, 이어서 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 업링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치로 송신되어 증폭된다. 증폭된 무선 신호가 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 상기 제2 필터로 송신되며, 상기 제2 필터가 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나를 통해 필터링된 다음의 증폭된 무선 신호를 단말 기기들로 송신한다.
상기 전력 증폭 장치는 전력 증폭기 및 증폭 장치들의 증폭 인자를 제어하도록 상기 전력 증폭기의 출력 신호 레벨을 조정하는 가변 이득 레귤레이터를 포함한다.
위에 언급된 다운링크 전력 증폭 장치는, 제1 내지 제4 전력 증폭기, 제1 변환기, 제2 변환기, 제1 표면 음파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터, 및 제1 가변 이득 레귤레이터를 포함한다. 기지국으로부터 송출된 신호는 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 상기 제1 전력 증폭기의 입력 단자로 송신되며, 이어서 상기 제1 전력 증폭기에 의해 증폭된 다음에 상기 제1 변환기에 의해 중간 주파수(intermediate frequency; IF) 신호들로 하향 변환된다. 상기 제2 증폭기에 의해 증폭된 다음에, 상기 제1 SAW 필터에서 IF 필터링되며, 상기 제1 가변 이득 레귤레이터에 의해 레벨 조정되고, 상기 제3 증폭기에 의해 증폭되며, 상기 제2 변환기에 의해 RF 신호들로 상향 변환되고, 다시 상기 제4 증폭기에 의해 증폭되며, 이러한 기지국으로부터 송출된 신호는 소정의 레벨에 이르게 된 다음에 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 송신된다.
위에 언급된 상기 업링크 전력 증폭 장치는, 제5 내지 제8 전력 증폭기, 제3 변환기, 제4 변환기, 제2 SAW 필터, 및 제2 가변 이득 레귤레이터를 포함한다. 단말 기기들로부터 송출된 신호는 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 제5 전력 증폭기의 입력 단자로 송신되고, 이어서 이러한 전력 증폭기에 의해 증폭된 다음에, 상기 제3 변환기에 의해 IF 신호들로 하향 변환된다. 상기 제6 증폭기에 의해 증폭된 다음에, 상기 제2 SAW 필터에서 IF 필터링되고, 상기 제2 가변 이득 레귤레이터에 의해 레벨 조정되며, 상기 제7 증폭기에 의해 증폭되고, 상기 제4 변환기에 의해 RF 신호들로 상향 변환되며, 상기 제8 증폭기에 의해 증폭되고, 상기 단말 기기들로부터 송출된 신호는 소정의 레벨에 이르게 된 다음에 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 송신된다.
상기 가변 이득 레귤레이터는 조정가능 감쇠기 또는 가변 이득 증폭기일 수 있다.
상기 동기화 추출 및 제어 장치는, 상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고 상기 기지국으로 무선 신호들을 송출하는 무선 송수신기; 상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들로부터 시스템 동기화 정보를 추출하는 동기화 추출 장치; 및 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로를 제어하도록 상기 시스템 동기화 정보를 기반으로 하여 상기 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 신호들에 대응하는 제어 시퀀스를 생성하는 시퀀셜 제어 장치를 포함한다.
상기 시퀀셜 제어 장치는 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로를 감시하고 상기 무선 송수신기를 통해 오동작 감시 신호들을 상기 기지국으로 송출하는데 또한 사용된다.
상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나는, 상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고, 이러한 무선 신호들을 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로로 송신하며 또한 단말 기기로부터 송출된 무선 신호들을 상기 기지국으로 중계하는 기지국 신호들을 위한 제1 수신용 안테나; 및 상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고 이러한 무선 신호들을 상기 동기화 추출 및 제어 장치로 송신하는 기지국 신호들을 위한 제2 수신용 안테나를 포함한다.
상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나는, 상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하는 기지국 신호들을 위한 제3 수신용 안테나, 및 무선 신호들이 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로 및 상기 동기화 추출 및 제어 장치에 각각 송신되게 하는 결합기를 더 포함한다.
상기 기지국 무선 신호들을 위한 수신용 안테나 및 상기 단말 기기 무선 신호들을 위한 수신용 안테나는 수신 및 송신 안테나 세트를 형성한다.
기존의 장치들을 기반으로 하여, 본 발명은 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템의 동기화 정보를 추출함으로써 업링크 및 다운링크 시간 슬롯의 시스템 구성에 따라 수신 및 송신 신호들의 지연 없이 양방향 증폭기의 제어를 위해 시스템에서 기지국과 동기화된 특정 회로 제어 시퀀스를 생성함으로써 기지국 및 단말 기기로부터 송출된 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하도록 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 장치들을 신뢰성 있게 작동하게 하기 위해 장치들의 동작 모드를 유지보수 센터에 보고할 수 있는 동작 회로 감시 기능을 제공한다.
도 1은 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서의 기존의 중계기 장치를 보여주는 블록 선도이다.
도 2는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서의 기지국 네트워크 및 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치의 제1 실시예를 보여주는 블록 선도이다.
도 4는 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치의 제2 실시예를 보여주는 블록 선도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 동기화 추출 및 제어 장치에 의해 생성되며 기지국으로부터 송출된 무선 신호들에 대응하는 정확한 동기 기준 제어 신호를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 기지국의 동기화 정보로부터 생성된 동기화 펄스를 통해 도 6에 도시된 바와 같은 정확한 동기 기준 제어 신호를 제어 및 조정하는 것을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 양방향 및 동기화 방식의 중계 제어 링크의 제어 신호들의 시간 시퀀스 및 도 7에 도시된 바와 같은 정확한 동기 기준 제어 신호들의 시간 시퀀스 간의 대응 관계를 보여주는 도면이다.
본 발명의 보다 양호한 이해를 위해, 첨부도면들 및 실시 형태들을 참조하여 본 발명이 더 상세하게 설명될 것이다.
도 2에는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템에서의 기지국 네트워크 및 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치가 도시되어 있다. 무선 통신 네트워크에서는, 대개 네트워크 유지보수 센터(network maintenance center)는 각각의 기지국이 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 복수 개의 기지국의 정상 운영을 유지보수하여, 이러한 장치를 통해 기지국 및 단말 기기들로부터 송출되는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계함으로써 기지국들로부터 여러 방향으로 송출되는 신호들의 품질 및 수신 가능 구역을 향상시키며, 본 발명의 각각의 장치는 고정 기지국 및 복수 개의 단말 기기에 대응한다.
이하에서는 본 발명이 세부적인 실시예들과 연관지어 설명될 것이다.
도 3에는 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치의 제1 실시예가 도시되어 있다. 상기 장치는 적어도 주파수 선택 및 양방향 무선 주파수(RF) 증폭 회로(300), 동기화 추출 및 제어 장치(500) 및 무선 신호들을 수신/송신하는 안테나들(200,100,205)을 포함한다. 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500) 및 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)는 각각 공중 링크로서 서로 다른 안테나들 및 기지국들을 사용한다.
기지국 신호들을 위한 수신용 안테나(100)는 상기 기지국으로부터 송출된 신호들을 수신하고 이러한 무선 신호들을 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)에 송신하도록 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)와 접속되어 있으며; 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나(200)는 상기 기지국으로부터 송출된 신호들을 수신하고, 이러한 무선 신호들을 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)에 송신하며 단말 기기로부터 송출되며 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)에 의해 처리된 무선 신호들을 상기 기지국에 중계하도록 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)와 접속되어 있고; 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나(205)는 단말 기기들로부터 송출된 신호들을 수신하고, 이러한 무선 신호들을 상기 주파수 선 택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)에 송신하며 상기 기지국으로부터 송출되고 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)에 의해 처리된 무선 신호들을 단말 기기들에 중계하도록 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)와 접속되어 있다.
이러한 본 발명의 실시예에서는, 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나(100), 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나(200) 및 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나(205)가 이러한 장치의 수신 및 송신 안테나 세트에 통합된다. 본 발명의 다른 실시예들에서는, 위에 언급된 각각의 안테나가 개별적으로 설치될 수 있는데, 이는 본 발명의 구현에 영향을 주지 않는다. 방향 안테나들은 상기 안테나(100) 및 상기 안테나(200)로서 사용될 수 있으며, 이러한 안테나들을 통해 상기 장치가 단지 특정 기지국과의 통신을 이루며 특정 기지국에의 중계를 수행한다. 상기 안테나(205)는 소정 구역에서의 수신을 가능하게 하는데 사용되며, 전방향 안테나들 또는 방향 안테나들은 필요한 수신 가능 구역에 따라 상기 안테나(205)로서 사용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로 및 동기화 추출 및 제어 장치가 상세하게 설명될 것이다.
상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는 필터 세트, 수신 및 송신 스위치 세트, 및 전력 증폭 장치를 포함하며, 상기 필터는 다른 시스템들의 대역외 신호들이 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로에 입력되지 않게 하고 다른 신호들이 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로에 의해 생성된 증폭 신호들 외에는 송출되지 않게 함으로써 다른 시스템과의 간섭을 초래시키지 않게 하는데 사용된 다. 이러한 실시예에서는, 대역 통과 필터(201,204)가 필터 세트에 통합되며; 수신 및 송신 스위치(202,203)가 수신 및 송신 스위치 세트에 통합되고; 2개의 단 증폭기(210,212), 가변 이득 레귤레이터(variable gain regulator; 211), 2개의 단 증폭기(220,222), 및 가변 이득 레귤레이터(221)는 전력 증폭 장치에 통합되는데, 이 경우 상기 가변 이득 레귤레이터(211)는 증폭기들(210,212)에 각각 연결되어 있으며 기지국으로부터 송출된 수신 신호들을 증폭하여 이 신호들을 증폭기들(210,212)로 함께 중계하는데 사용되는 필요한 전력에 이르게 하고; 상기 가변 이득 레귤레이터(221)는 증폭기들(220,222)에 각각 연결되어 있으며 단말 기기들로부터 송출된 수신 신호들을 증폭하여 이 신호들을 증폭기들(220,222)로 함께 중계하는데 사용되는 필요한 전력에 이르게 한다. 상기 가변 이득 레귤레이터들은 배율 인자(magnification factor)를 조정하는데 사용되지만, 본 발명의 다른 실시예에서 배율 인자가 상수(constant)일 경우에 이러한 배율 인자의 조정은 고려되지 않을 수 있는데, 이는 본 발명의 구현에 영향을 주지 않는다.
상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 무선 송수신기(101), 동기화 추출 장치(120) 및 시퀀셜 제어(sequential control) 장치(130)를 포함하며, 상기 무선 송수신기(101) 및 상기 동기화 추출 장치(120)는 기지국으로부터 공중 무선 신호들을 수신하여 시스템에 의해 선택된 동기화 알고리즘에 따라 시스템 동기화 정보를 획득하고, 상기 획득된 동기화 정보를 기반으로 하여 예비 동기 제어 시퀀스로서 동기화 펄스를 생성하며, 그리고나서 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 기지국에 액세스 요구를 보내고, 기지국과의 링크들을 설정하여 상기 유지보수 센터에 액 세스하고 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보를 포함하는 매개변수 환경설정 정보를 획득한다. 상기 매개변수 환경설정 정보는 사전 설정되어, 필요한 경우에 직접 호출되게 하기 위해 상기 장치에 저장될 수 있는데, 이는 본 발명의 구현에 영향을 주지 않는다. 상기 유지보수 센터에의 액세스 동안, 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 이러한 매개변수 환경설정 정보를 사용함으로써 조정 명령을 기반으로 하여 기지국과의 정확한 동기화를 달성하며 도 6에 도시된 바와 같은 다운링크 인에이블 신호들 및 업링크 인에이블 신호들을 전환할 수 있는 정확한 동기 기준 제어 신호들을 생성한다. 그리고나서, 이러한 정확한 동기 기준 신호들을 사용함으로써, 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 복수 개의 시퀀셜 제어 신호를 생성하여 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)에서의 업링크/다운링크 채널들의 개폐를 제어함으로써 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300)의 시퀀스를 제어하고 상기 제어에 따라 상기 기지국 및 단말 기기들로부터 송출되는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 것을 실현한다.
이후에는 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)의 동작 과정이 상세하게 설명될 것이다.
시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서는, 특정 정보가 특정 시간 슬롯에서 기지국 및 단말 기기들의 동기화 정보로서 송신된다. 대체로, 상기 동기화 정보는 업링크에서 최초의 시간 슬롯 또는 최종의 시간 슬롯에 내재한다. 상기 동기화 정보를 지니는 시간 슬롯은 일반 서비스의 시간 슬롯과 유사할 수도 있고 모두 특정한 서비스의 시간 슬롯일 수 있으며, 그 간격은 또한 특정화될 수 있다. 본 발명의 다 른 실시예들에서는, 상기 동기화 정보가 다운링크에서 임의의 시간 슬롯에 내재할 수 있지만, 그 위치가 시스템에 알려져 있어야 하며 고정되어 있어야 한다고 가정된 것이다. 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 상기 동기화 정보를 포함하는 시간 슬롯의 위치에 따라 동기화 펄스들을 생성한다.
상기 동기화 정보의 획득 이후에는, 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)가 동기화 펄스를 생성한 다음에, 기지국에 액세스하기 시작해서 상기 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보를 사용하여 동기화 조정을 구현하며, 기지국으로부터 복귀된 동기화의 조정가능한 시간 조정을 통해 국부 및 동기화 시간 슬롯에서 생성된 동기화 펄스들 간의 지연 시간(TO)을 계산한다. 상기 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보는 업링크 및 다운링크 시간 슬롯의 개수의 할당을 결정하고 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들의 시간을 제어하는데 사용된다. 이하에서는 본 발명의 상대적인 시간 슬롯이 설명될 것이다.
시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서는, 다운링크 시간 슬롯들이 0에서 N-1에 이르기까지 표시된 N개의 시간 슬롯들을 지니며, 업링크 시간 슬롯들이 N에서 N+M-1에 이르기까지 표시된 M개의 시간 슬롯들을 지니는데, 이 경우 M 및 N이 1보다 큰 양(+)의 정수이며, 보호 시간 슬롯(guard time slot)(GT0,GT1)도 포함된다. 상기 보호 시간 슬롯(GTO,GT1) 동안, 시스템은 정보를 송신하지 않으며, 장치들은 자신들의 내부 상태들을 전환하고 상기 보호 시간 슬롯(GTO,GT1)은 업링크 또는 다운링크 시간 슬롯의 일부일 수 있으며 타이머에 의해 시간 조정된다. 무선 프레임의 사이 클은 T이며, 보호 시간 슬롯(GT0)의 간격은 TGTO이며, 보호 시간 슬롯(GT1)의 간격은 TGT1이고, 모든 다운링크 시간 슬롯들의 총체적인 간격은 Tdown이며, 모든 업링크 시간 슬롯들의 총체적인 간격은 Tup이고, 각 시간 슬롯의 간격은 Tx(X=0,...,N+M)인데, 이 경우 N은 다운링크 시간 슬롯들의 개수를 나타내며 M은 업링크 시간 슬롯들의 개수를 나타낸다. 위의 정보는 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보이며 알려져 있는 시스템 매개변수이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 동기화 정보가 다운링크 신호들에서 최종 시간 슬롯(슬롯N-1)에 내재하며, 동기화 추출 및 제어 장치(500)가 정확한 동기 기준 제어 신호들을 제공하도록 다른 타이머를 작동시키는 동안 동기화 펄스들을 생성한다. 최초의 타이밍은 Tup+TGTO-(T0-TN-1)이며, 이후 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 다운링크 인에이블 신호를 생성하고나서, TGI+Tdown의 다른 간격 이후에 업링크 인에이블 신호를 생성하며, 이후에는 다시 TGT0+Tup의 추가 간격 이후에 다운링크 신호를 생성함으로써, 정확한 동기 기준 신호를 생성한다. 정확한 동기 기준 제어 신호들을 생성하는 다른 타이머는 도 7에 도시된 바와 같은 특정 시간 이후에 국부 클록의 누적 에러들을 제거하도록 동기화 펄스들을 사용함으로써 동기화된 다음에, 장치 정보를 포함하는 국부 정보, 동작 매개변수들의 설정 및 이러한 장치들의 여러 구성요소의 작동 상태 정보가 상기 유지보수 센터로 업로드된다.
도 6 및 도 7에 있어서, 위에 언급된 방식으로 생성된 정확한 동기 기준 제 어 신호들에는 업링크 인에이블 및 다운링크 인에이블의 2가지 상태의 주기적 변화들이 존재한다. 상기 정확한 동기 기준 제어 신호들의 하강 에지는 공중 무선 신호들의 다운링크 시간 슬롯에서 최종 시간 슬롯에 내재하는 최종 송신 데이터 비트와 동기되는데, 다시 말하면, 상기 기준 제어 신호들의 상태는 예컨대 최종 송신 데이터 비트 이후에 고(high) 레벨로부터 저(low) 레벨로 변화한다. 상기 정확한 동기 기준 제어 신호들의 상승 구간은 공중 무선 신호들의 업링크 시간 슬롯의 최종 시간 슬롯에 내재하는 최종 송신 데이터 비트와 동기되는데, 다시 말하면 상기 기준 제어 신호들의 상태는 예컨대 최종 송신 데이터 비트 다음에 저 레벨로부터 고 레벨로 변화한다.
기지국의 수신 및 송신 시간 슬롯을 통한 제어 시퀀스의 정확한 동기화를 보장하도록 시스템을 통한 동기화 조정이 달성된 이후에, 상기 시퀀셜 제어 장치(130)는 시스템 요건들에 따라 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 제어 버스의 접속을 통해 가변 이득 레귤레이터들(211,221)의 이득을 설정한 다음에, 생성된 정확한 동기 기준 제어 신호들에 따라 특정한 논리적인 변환을 통해 소정의 시퀀셜 제어 신호들(PA_EN1,PA_EN2,SW)을 생성하는데, 이를 통해 채용된 수신 및 송신 스위치 및 전력 증폭기의 상태들이 제어된다. 도 8에서는, PA_EN1이 업링크 RF 증폭 제어 신호이며, PA_EN2가 다운링크 RF 증폭 제어 신호이고 SW가 수신 및 송신 제어 신호이다. 상기 다운링크 신호들(PA_EN1,PA_EN2,SW)의 변환은 시스템에 의해 정의된 보호 시간 슬롯(GTO,GT1)에서 마무리되어야 한다. GTO의 간격에서, PA_EN1은 고 레벨로 부터 저 레벨로 변화하며 SW는 또한 특정한 지연 다음에 고 레벨로부터 저 레벨로 변화한다. 추가 지연 이후에는, PA_EN2가 저 레벨로부터 고 레벨로 변화한다. GT1의 간격에서, PA_EN2는 고 레벨로부터 저 레벨로 변화하며 SW는 또한 특정한 지연 다음에 저 레벨로부터 고 레벨로 변화한다. 추가 지연 이후에, PA_EN1은 저 레벨로부터 고 레벨로 변화한다. PA_EN1, PA_EN2 및 SW는 정확한 동기 기준 제어 신호들을 기반으로 하여 특정한 논리 변환 및 지연 회로에 의해 생성되며, 당업자는 이러한 시간 차트(time chart)에 따라 논리 회로 또는 다른 회로를 통해 이러한 시간 시퀀스를 달성할 수 있음으로써 본원 명세서에서는 세부적인 설명을 하지 않을 것이다. 이 경우에, PA_EN1은 전력 증폭 다운링크의 시퀀셜 제어 신호를 나타내며 또한 다운링크 RF 증폭의 제어 신호로서 언급된다. PA_EN1이 고 레벨일 경우에, 이것이 의미하는 것은 대응하는 전력 증폭 제어 다운링크에서의 전력 증폭기들(210,212) 및 가변 이득 레귤레이터(211)가 턴온되는 것을 의미하며; PA_EN1이 저 레벨일 경우에, 이것이 의미하는 것은 대응하는 전력 증폭 제어 다운링크에서의 전력 증폭기들(210,212) 및 가변 이득 레귤레이터(211)가 턴오프하는 것을 의미한다. PA_EN2는 전력 증폭 업링크의 시퀀셜 제어 신호를 나타내며 또한 업링크 RF 증폭의 제어 신호로서 언급된다. PA_EN2가 고 레벨일 경우에, 이것이 의미하는 것은 대응하는 전력 증폭 제어 업링크에서의 전력 증폭기들(220,222) 및 가변 이득 레귤레이터(221)가 턴온하는 것을 의미하며; PA_EN2가 저 레벨일 경우에, 이것이 의미하는 것은 대응하는 전력 증폭 제어 업링크에서의 전력 증폭기들(220,222) 및 가변 이득 레귤레 이터(221)가 턴오프하는 것을 의미한다. SW는 수신 및 송신 스위치 세트의 시퀀셜 제어 신호를 나타낸다. SW가 고 레벨일 경우에, 송출용 다운링크는 상기 수신 및 송신 스위치들(202,203)에 의해 온 상태로 전환되는 한편, 송출용 업링크는 오프 상태로 전환되며; SW가 저 레벨일 경우에, 송출용 다운링크는 상기 수신 및 송신 스위치들(202,203)에 의해 오프 상태로 전환되는 한편, 송출용 업링크는 온 상태로 전환된다.
상기 시퀀셜 제어 장치(130)는 오동작 감시 기능을 추가로 수행할 수 있으며, 감시될 오동작들은 전압, 전류, 정재파비(standing wave ratio) 검출, 온도 등등을 포함한다. 그러나, 상기 시퀀셜 제어 장치(130)가 오동작 감시 기능을 갖든 갖지 않든 간에 본 발명의 구현에 영향을 주지 않는다.
이하에서는 본 발명의 장치에 대한 기본 동작 원리가 소개될 것이다.
본 발명에 의해 제공된 장치에 시동 전력이 공급된 후, 전력 증폭 장치에 내재하는 증폭기들(210,212), 가변 이득 레귤레이터(211), 증폭기들(220,222) 및 가변 이득 레귤레이터(221)는 시퀀셜 제어 장치(130)에 의해 오프 상태로서 설정된다. 수신 및 송신 스위치(202)는 상기 전력 증폭기(222)의 출력에 연결되며, 상기 수신 및 송신 스위치(203)는 상기 전력 증폭기(212)의 출력에 연결된다. 상기 증폭기들(210,212), 상기 가변 이득 레귤레이터(211), 상기 증폭기들(220,222) 및 상기 가변 이득 레귤레이터(221)는 상기 시퀀셜 제어 장치(130)와 동기되는 시퀀셜 제어 스위치에 의해 제어되도록 설정된다. 상기 수신 및 송신 스위치들(202,203)의 스위칭은 상기 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템의 동작 특성의 제어에 따라 변화하는 데, 다시 말하면 다운링크 시간 슬롯 동안, 상기 전력 증폭기(210)는 상기 수신 및 송신 스위치(202)에 의해 온 상태로 전환되며, 상기 전력 증폭기(212)는 상기 수신 및 송신 스위치(203)에 의해 온 상태로 전환되고; 업링크 시간 슬롯 동안, 상기 전력 증폭기(220)는 상기 수신 및 송신 스위치(203)에 의해 온 상태로 전환되며, 상기 전력 증폭기(222)는 상기 수신 및 송신 스위치(202)에 의해 온 상태로 전환된다. 위에 언급된 증폭기들 및 가변 이득 레귤레이터들 각각은 상기 시퀀셜 제어 장치(130)와 동기되는 스위치들에 의해 신속하게 온 및 오프 상태로 전화될 필요가 있다. 오프 전환 모드는 상기 증폭기의 바이어스 레벨 또는 전원을 오프 상태로 전환할 수 있으며 선택된 전력 증폭기의 동작 모드에 따라 결정된다.
이하에서는, 도 3에 도시된 바와 같은 회로 동작의 과정이 상세하게 설명될 것이다.
기지국으로부터 송출된 다운링크 신호들의 중계와 관련해서는 다음과 같다.
다운링크 신호들이 방향 안테나(200)를 통해 도달될 경우, 상기 전력 증폭기들(220,222) 및 상기 가변 이득 레귤레이터(221)의 동작 상태는 복수 개의 시퀀셜 제어 신호의 제어에 따라 전력 증폭 업링크를 디스에이블하도록 상당한 시간만큼 사전에 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)에 의해 오프 상태로서 설정되어 있다. 특정 지연 이후에는, 상기 수신 및 송신 스위치(202)가 상기 전력 증폭기(210)의 입력 단자로 전환되며 상기 수신 및 송신 스위치(203)가 상기 전력 증폭기(212)의 출력 단자로 전환되어 동시적으로 다운링크 채널이 개방되게 하고 업링크 채널이 폐쇄되게 한다. 추가 지연 이후에, 상기 전력 증폭기들(210,212) 및 상기 가변 이 득 레귤레이터(211)의 상태들은 전력 증폭 다운링크를 인에이블하도록 온 상태로서 설정된다. 위에서 언급된 모든 상태 변환들은 보호 시간 슬롯(GT1)에서 마무리된다. 이러한 방식으로, 다운링크 신호는 방향 안테나(200)로부터 대역 통과 필터(201)로, 그리고나서 상기 수신 및 송신 스위치(202)를 통해 전력 증폭기(210)의 입력 단자로 송신되며 상기 증폭기(210)에 의해 증폭되고, 상기 가변 이득 레귤레이터(211)에 의해 레벨 조정되며 상기 증폭기(212)에 의해 증폭된 다음에 소정의 레벨에 이르게 된다. 이후에는, 상기 증폭된 업링크 신호가 상기 수신 및 송신 스위치(202) 및 상기 대역 통과 필터(204)를 통해 방향 안테나(205)에 송신된 다음에, 방향 안테나(205)에 의해 소정의 구역으로 송출된다.
상기 다운링크 신호의 중계 과정 동안, 전력 증폭 업링크는 먼저 폐쇄되고, 그리고나서 다운링크 채널이 개방되는 동안 업링크 채널이 소정의 지연 이후에 폐쇄되며, 전력 증폭 업링크는 다른 지연 이후에 인에이블된다. 따라서, 예상가능한 장치들의 파괴들이 방지될 수 있는데, 이는 업링크 채널 및 다운링크 채널 간의 변환이 상기 수신 및 송신 스위치에 의해 수행될 경우에 상기 증폭 회로의 개방으로부터 초래될 수 있다.
단말 기기들로부터 송출된 업링크 신호들의 중계와 관련해서는 다음과 같다.
업링크 신호가 방향 안테나(205)를 통해 도달될 경우에는, 상기 전력 증폭기들(210,212) 및 상기 가변 이득 레귤레이터(211)의 동작 상태들이 복수 개의 시퀀셜 제어 신호의 제어에 따라 전력 증폭 다운링크를 디스에이블하도록 상당한 시간 만큼 사전에 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)에 의해 오프 상태로서 설정되어 있다. 특정 지연 이후에는, 상기 수신 및 송신 스위치(203)가 상기 전력 증폭기(220)의 입력 단자로 전환되며 상기 수신 및 송신 스위치(202)가 상기 전력 증폭기(222)의 출력 단자로 전환되어 동시적으로 업링크 채널이 개방되게 하고 다운링크 채널이 폐쇄되게 한다. 추가 지연 이후에는, 상기 전력 증폭기들(220,222) 및 상기 가변 이득 레귤레이터(221)의 상태들이 상기 전력 증폭 업링크를 인에이블하도록 온 상태로서 설정된다. 위에 언급된 모든 상태 변환들이 보호 시간 슬롯(GT1)에서 마무리된다. 이러한 방식으로, 상기 다운링크 신호는 방향성 안테나(205)로부터 대역 통과 필터(204)로 송신되고, 그리고나서 상기 수신 및 송신 스위치(203)를 통해 상기 전력 증폭기(220)의 입력 단자로 송신되며, 상기 증폭기(220)에 의해 증폭되고, 상기 가변 이득 레귤레이터(221)에 의해 레벨 조정되며 상기 증폭기(222)에 의해 증폭된 다음에 소정의 레벨에 이르게 된다. 이후에는, 증폭된 업링크 신호가 상기 수신 및 송신 스위치(202) 및 상기 대역 통과 필터(201)를 통해 상기 방향 안테나(200)에 송신되며, 그리고나서 상기 방향 안테나(200)에 의해 기지국 수신 안테나에 송출된다.
상기 업링크 신호의 중계 과정 동안, 전력 증폭 다운링크는 먼저 폐쇄되고나서, 업링크 채널이 개방되는 동안 소정 지연 이후에 다운링크 채널이 폐쇄되고, 전력 증폭 업링크가 다른 지연 이후에 인에이블된다. 따라서, 예상가능한 장치들에 대한 파괴가 방지될 수 있는데, 이는 업링크 채널 및 다운링크 채널 간의 변환이 상기 수신 및 송신 스위치에 의해 수행될 경우에 상기 증폭 회로의 개방으로부터 초래될 수 있다.
상기 증폭 링크들의 이득을 조정하기 위한 가변 이득 레귤레이터들(211,221)은 단지 이득 또는 감쇄가 조정가능할 경우에 조정가능한 감쇄기, 가변 이득 증폭기, 또는 기타의 부재들일 수 있으며 시스템 요건들에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들에서는, 상기 시퀀셜 제어 장치(130)가 오동작 감시 기능을 추가로 지닌다. 정상 동작 동안에는, 오동작 감시 기능을 지니는 시퀀셜 제어 장치가 모든 회로들을 감시하고 시스템의 요건에 따라 무선 송수신기(101)를 통해 주기적으로 또는 비주기적으로 상태 정보를 상기 유지보수 센터로 업로드한다.
도 4에는 본 발명에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 이러한 실시예의 회로 동작 원리는 도 3에 도시된 제1 실시예의 회로 동작 원리와 유사하다. 이러한 장치에 내재하는 수신 및 송신 안테나 세트 및 동기화 추출 및 제어 회로는 도 3에 도시된 제1 실시예의 수신 및 송신 안테나 세트 및 동기화 추출 및 제어 회로와 동일하며 차이점은 변환기 및 표면 음파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터가 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(400)에 추가되어 있다는 것이다. 중간 주파수(IF) 신호로 하향변환되는 안테나에 의해 수신된 RF 신호, 및 그 결과로 얻어진 IF 신호는 더 엄격한 협대역 요건을 충족시키기 위해 더 양호하게 필터링된다. 다음에, 상기 필터링된 IF 신호는 중계를 통해 필요한 RF 신호로 상향 변환된 다음에 필요한 RF 신호가 송출된다. 수신을 위한 동작 주파수가 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 송신을 위한 동작 주파수와 동일하기 때문에, 한 국부 주파수는 상기 장치의 국부 발진(local oscillation; LO)용으로 채용된다.
이하에서는 상기 실시예의 동작 과정이 설명된다.
마찬가지로, 전력 증폭기들(210,231,233,212), 증폭기들(220,241,243,222), 및 가변 이득 레귤레이터들(211,221)은 상기 시퀀셜 제어 장치(130)에 의해 생성된 복수의 시퀀셜 제어 신호에 의해 제어되도록 설치된다. 동시에, 상기 수신 및 송신 스위치들(202,203)의 펠링(felling) 방향들이 또한 이러한 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 변경된다.
상기 기지국으로부터 송출된 다운링크 신호들의 중계와 관련해서는 다음과 같다.
다운링크 신호가 방향 안테나(200)를 통해 도달될 경우에, 상기 전력 증폭기들(220,241,243,222) 및 상기 가변 이득 레귤레이터(221)의 동작 상태들이 상기 시퀀셜 제어 장치(130)에 의해 생성된 복수 개의 시퀀셜 제어 신호에 따라 상당한 시간만큼 사전에 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)에 의해 오프 상태로서 설정되어 있다. 소정의 지연 이후에는, 상기 수신 및 송신 스위치(202)가 상기 전력 증폭기(210)의 입력 단자로 전환되며 상기 수신 및 송신 스위치(203)가 상기 전력 증폭기(212)의 출력 단자로 전환된다. 추가 지연 이후에는, 상기 가변 이득 레귤레이터(211) 및 상기 전력 증폭기(210,231,233,212)의 상태들이 온 상태로서 설정된다. 이 모든 상태 변환들은 보호 시간 슬롯(GT1)에서 마무리된다. 이러한 방식으로, 다 운링크 신호는 방향 안테나(200)로부터 상기 대역 필터(201)로 송신된 다음에, 상기 수신 및 송신 스위치(202)를 통해 상기 전력 증폭기(210)의 입력 단자로 송신되고, 상기 증폭기(210)에 의해 증폭된 다음에 상기 변환기(230)에 의해 IF 신호들로 하향 변환된다. 그 결과로 얻어진 IF 신호는 상기 증폭기(231)에 의해 증폭되고, 상기 SAW 필터(232)에 의해 필터링되며, 상기 가변 이득 레귤레이터(211)에 의해 레벨 조정되고 상기 증폭기(233)에 의해 증폭된 다음에 상기 변환기(234)에 의해 RF 신호들로 상향 변환된다. 다음에, 상기 업링크 신호는 증폭기(212)에 의해 증폭된 다음에 소정 레벨에 이르게 되며, 상기 증폭된 다운링크 신호는 상기 수신 및 송신 스위치(203) 및 상기 대역 통과 필터(204)를 통해 상기 방향 안테나(205)로 송신된 다음에 상기 방향 안테나(205)에 의해 소정의 구역으로 송출된다.
단말 기기들로부터 송출된 업링크 신호들의 중계와 관련해서는 다음과 같다.
업링크 신호가 상기 방향 안테나(205)를 통해 도달될 경우에, 상기 가변 이득 레귤레이터(211) 및 전력 증폭기들(210,231,233,212)의 동작 상태들이 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)를 통해 상당한 시간만큼 사전에 오프 상태로서 설정되어 있다. 소정의 지연 이후에는, 상기 수신 및 송신 스위치(203)가 상기 전력 증폭기(220)의 입력 단자로 전환되며, 상기 수신 및 송신 스위치(202)는 상기 전력 증폭기(222)의 출력으로 전환된다. 추가 지연 이후에는, 상기 가변 이득 레귤레이터(221) 및 상기 전력 증폭기들(220,241,243,222)의 상태들이 온 상태로 설정된다. 이 모든 상태 변환들은 보호 시간 슬롯(GT0)에서 마무리된다. 그러한 방식으로, 업 링크 신호는 상기 방향 안테나(205)로부터 상기 대역 통과 필터(204)로 송신된 다음에, 상기 수신 및 송신 스위치(203)를 통해 상기 전력 증폭기(220)의 입력 단자로 송신되며, 상기 증폭기(220)에 의해 증폭된 다음에는 상기 변환기(240)에 의해 IF 신호들로 하향 변환된다. 그 결과로 얻어진 IF 신호는 상기 증폭기(241)에 의해 증폭되고, 상기 SAW 필터(242)에 의해 필터링되며, 상기 가변 이득 레귤레이터(221)에 의해 레벨 조정되고 상기 증폭기(243)에 의해 증폭된 다음에 변환기(244)에 의해 RF 신호들로 상향 변환된다. 다음에는, 업링크 신호가 상기 증폭기(222)에 의해 증폭된 다음에 소정의 레벨에 이르게 되며, 상기 증폭된 업링크 신호는 상기 수신 및 송신 스위치(202) 및 대역 통과 필터(201)를 통해 방향 안테나(200)로 송신된 다음에 방향 안테나(200)에 의해 기지국 수신 안테나에 송출된다.
도 5에는 본 발명의 제3 실시예에 따라 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치의 구성이 도시되어 있는데, 이 경우 동기화 추출 및 제어 장치(500)는 도 3에 도시된 제1 실시예의 동기화 추출 및 제어 장치와 동일하며, 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(600)는 도 3에 도시된 제1 실시예의 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(300), 또는 도 4에 도시된 제2 실시예의 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(400)의 구성을 지닐 수 있다. 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500) 및 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(600)는 공통 안테나(250) 및 기지국을 공중-링크로서 공유한다. 상기 안테나(250)에 의해 수신되고 상기 기지국으로부터 송출되는 다운링크 신호들은 결합기(501)에 의해 2개의 링크 신호로 분할되는데, 한 링크 신호는 상기 동기화 추출 및 제어 장치(500)로 송신되고 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(600)용 제어 시퀀스를 획득하기 위해 상기 기지국으로부터 상기 제어 시스템을 추출하는데 사용되며, 추가로 상기 획득된 제어 시퀀스를 통해 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(600)를 제어함으로써 오동작을 감시하고; 다른 한 링크 신호는 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로(600)로 송신되고 상기 기지국으로부터 송출된 신호들의 품질을 향상시키고 상기 기지국으로부터 송출된 신호들의 수신 가능 구역을 확장시키도록 상기 기지국으로부터 송출된 신호들을 증폭 및 중계하는데 사용된다. 세부적인 동작 과정에 대해서는 도 3에 도시된 제1 실시예의 설명 및 도 4에 도시된 제2 실시예의 설명을 참조하기 바란다.
더 양호한 설명을 위해, 상기 안테나들(200,100,250)은 또한 기지국 신호들을 위한 제1, 제2 및 제3 수신 안테나로 각각 언급되며, 더욱이, 본 발명의 구현에 영향을 주지 않는 임의 명칭들로 제공될 수 있다.
활성 상태(PA_EN2,PA_EN1)는 고 레벨로 표시되며 불활성 상태는 저 레벨로 표시된다. 본 발명의 다른 실시예들에서는, 다른 레벨 상태들이 또한 본 발명의 구현에 영향을 주지 않는 활성 및 불활성 상태들을 각각 표시하는데 사용될 수 있다.
본 발명이 여러 실시예로 설명되어 있지만, 당업자라면 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서도 여러 가지의 변경 및 수정이 존재하며, 예컨대 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로가 실제 요건에 따라 한-단 또는 다-단 증폭을 채용할 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 각각의 구성요소의 결합 모드들이 위에서 언급된 바와 같은 여러 형태에 제한되지 않으며, 이러한 변형 및 수정예 들은 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 첨부된 청구의 범위에 포함되어 있다.

Claims (21)

  1. 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 방법으로서, 기지국 및 단말 기기를 포함하는 시간 분할 듀플렉스(time division duplex; TDD) 무선 통신 시스템에 적용되는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들로부터 상기 시스템의 동기화 정보를 획득하는 단계 A;
    상기 획득된 시스템 동기화 정보 및 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보에 따라 상기 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성하는 단계 B; 및
    상기 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 각각 처리하여 업링크 무선 주파수(radio frequency; RF) 증폭, 다운링크 RF 증폭 및 수신 및 송신을 각각 제어함으로써, 업링크 채널이 개방될 경우에 다운링크 채널이 폐쇄되도록 제어하고 다운링크 채널이 개방될 경우에 업링크 채널이 폐쇄되도록 제어하여 기지국 및 단말 기기들 간에 업링크/다운링크 채널로부터 송출된 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 단계 C를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시스템 동기화 정보에 따라 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성하는 단계 B는,
    상기 시스템 동기화 정보를 획득한 경우에 동기화 펄스들을 생성시키고 타이머를 작동시키는 단계 B1; 및
    상기 단계 B1에서 작동된 타이머가 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보에 따라 시간 조정을 개시하고 상기 타이머의 시간 조정을 기반으로 하여 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들을 전환함으로써, 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성하는 단계 B2를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 B1 및 상기 단계 B2 사이에, 상기 방법은,
    기지국으로부터 동기화를 위한 조정가능한 시간 조정을 획득하는 단계, 및 단계 B1에서 생성된 동기화 펄스들 간의 지연 시간 조정을 계산하는 단계를 더 포함하며, 동기화 시간 슬롯은 이러한 펄스에 대응하는 동기화 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 타이머는 지연 시간 조정, 업링크/다운링크 시간 슬롯들의 총체적인 시간 및 시간 슬롯 환경설정에서의 보호 시간 슬롯들(GT0/GT1)의 시간에 따라 시간 조정하며, 상기 타이머는 정확한 동기 기준 제어 신호들이 업링크/다운링크 시간 슬롯에 내재하는 최종 송신 데이터 비트 이후에 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들 사이로 전환될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 타이머의 초기 시간 조정은 업링크 시간 슬롯의 총체적인 시간 + 보호 시간 슬롯(GT0)의 시간 - (지연 시간 조정 - 동기화 시간 슬롯의 시간)이며, 상기 초기 시간 조정이 수행된 다음에는 다운링크 인에이블 신호가 생성되고, 상기 타이머는 다운링크 인에이블 신호의 시간 조정을 개시하며, 다운링크 인에이블 신호의 시간 조정은 보호 시간 슬롯(GT1)의 시간 + 다운링크 시간 슬롯의 총체적인 시간이고, 상기 시간 조정이 수행된 다음에는 업링크 인에이블 신호가 생성되며, 상기 타이머는 업링크 인에이블 신호의 시간 조정을 개시하고, 상기 업링크 인에이블 신호의 시간 조정은 보호 시간 슬롯(GTO)의 시간 + 업링크 시간 슬롯의 총체적인 시간이며, 상기 업링크 인에이블 신호의 시간 조정이 수행된 다음에는 다운링크 인에이블 신호가 생성되고, 상기 타이머는 업링크 및 다운링크 인에이블 신호들의 시간 조정을 위해 상기 동작을 반복하며, 상기 업링크 인에이블 신호들 및 다운링크 인에이블 신호들은 이러한 시간 조정들에 따라 반복적으로 생성됨으로써, 기지국과 정확하게 동기화되는 기준 제어 신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 방법은,
    소정의 기간 이후에 상기 동기화 펄스들을 통해 상기 타이머를 소정 시간 동기화시켜 누적된 타이머 클록의 에러들을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단계 C에 기재된 시퀀셜 제어 신호들은 기지국과 정확 하게 동기화되는 기준 제어 신호들의 논리적인 변환 및 지연을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 논리적인 변환 및 지연은, 다운링크 RF 증폭 제어 신호들, 업링크 RF 증폭 제어 신호들, 및 수신 및 송신 제어 신호들을 각각 지연시킴으로써, 다운링크 인에이블로부터 업링크 인에이블로의 전환시, 다운링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN1)가 먼저 불활성 상태로 전환되고, 이어서 수신 및 송신 제어 신호(SW)가 업링크 채널로 하여금 개방될 수 있게 하도록 전환되며 마지막으로 업링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN2)가 활성 상태로 전환되게 하며, 업링크 인에이블로부터 다운링크 인에이블로의 전환시, 업링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN2)가 먼저 불활성 상태로 전환되고, 이어서 수신 및 송신 제어 신호(SW)가 다운링크 채널로 하여금 개방될 수 있게 하며, 마지막으로 다운링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN1)가 활성 상태로 전환되게 하는 것임을 구체적으로 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 업링크 및 다운링크 RF 증폭 제어 신호들의 활성 상태는 고 레벨로 표시되며, 상기 업링크 및 다운링크 RF 증폭 제어 신호들의 불활성 상태는 저 레벨로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 단계 C에서, 상기 업링크 채널이 개방될 경우에 다운링크 채널을 폐쇄하는 제어는,
    먼저, 불활성 상태로 전환된 다운링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN1)가 전력 증폭 다운링크로 하여금 폐쇄될 수 있게 하고, 이어서 상기 수신 및 송신 제어 신호(SW)에 의해 업링크 채널이 개방되고 다운링크 채널이 폐쇄되며, 마지막으로 활성 상태로 전환된 업링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN2)는 전력 증폭 업링크를 인에이블하도록 수행하고,
    상기 다운링크 채널이 개방될 경우에 업링크 채널을 폐쇄하는 제어는,
    먼저, 불활성 상태로 전환된 업링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN2)가 전력 증폭 업링크로 하여금 폐쇄될 수 있게 하고, 이어서 수신 및 송신 제어 신호(SW)에 의해 다운링크 채널이 개방되며 업링크 채널이 폐쇄되며 마지막으로 활성 상태로 전환되는 다운링크 RF 증폭 제어 신호(PA_EN1)가 전력 증폭 다운링크를 인에이블하도록 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치에 있어서,
    상기 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치는 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나, 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나, 주파수 선택 및 양방향 무선 주파수(radio frequency; RF) 증폭 회로, 및 동기화 추출 및 제어 장치를 포함하며,
    상기 동기화 추출 및 제어 장치는 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고, 이러한 무선 신호들 및 시스템 시간 슬롯 환경설정 정보를 사용함으로써 시퀀셜 제어 신호들을 생성하며, 시퀀셜 제어 신호들을 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로에 송신하고,
    상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하며, 업링크 채널을 폐쇄하는 동안 다운링크 채널을 개방하고, 상기 동기화 추출 및 제어 장치로부터 송신된 시퀀셜 제어 신호들에 따라 이러한 무선 신호들을 증폭 및 필터링하며, 이어서 상기 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 증폭된 무선 신호들을 단말 기기들에 중계하고; 상기 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들을 수신하며, 다운링크 채널을 폐쇄하는 동안 업링크 채널을 개방하고, 상기 동기화 추출 및 제어 장치로부터 송신된 시퀀셜 제어 신호들에 따라 이러한 무선 신호들을 증폭 및 필터링하며, 이어서 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나를 통해 상기 증폭된 무선 신호들을 기지국에 중계하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는,
    수신 및 송신 안테나들에 의해 수신 및 중계되며 상기 단말 기기들 및 상기 기지국으로부터 송출되는 무선 신호들을 필터링하여 원하는 대역의 RF 신호들을 획득하고 대역외 간섭 신호들을 제거하는 필터 세트;
    상기 획득된 원하는 대역의 RF 신호들의 수신 및/또는 송신을 제어하는 수신 및 송신 스위치 세트; 및
    상기 획득된 원하는 대역의 RF 신호들이 수신 및 송신될 경우에 필요한 전력에 이르게 하도록 상기 획득된 원하는 대역의 RF 신호들을 증폭하는 전력 증폭 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로는 제1 필터, 제2 필터, 제1 수신 및 송신 스위치, 제2 수신 및 송신 스위치, 업링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치, 및 다운링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치를 포함하며, 상기 제1 및 제2 수신 및 송신 스위치는 상기 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 상기 업링크 채널을 개방하고 상기 다운링크 채널을 폐쇄하기 위해 또는 상기 다운링크 채널을 개방하고 상기 업링크 채널을 폐쇄하기 위해 사용되며, 상기 업링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치 및 상기 다운링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치는 상기 업링크 채널이 개방될 경우에 상기 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 각각 온 상태 및 오프 상태로 되고, 상기 업링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치 및 상기 다운링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치는 상기 다운링크 채널이 개방될 경우에 상기 시퀀셜 제어 신호들의 제어에 따라 각각 오프 상태 및 온 상태로 되며,
    상기 업링크 채널에 대하여는,
    단말 기기들로부터 송출되며 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제2 필터에 의해 필터링되고, 이어서 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 다운링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치로 송신되어 증폭되며, 상기 증폭된 무선 신호가 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 상기 제1 필터에 송신되어 필터링되고, 이어서 필터링된 다음의 증폭된 무선 신호가 상기 제1 필터로부터 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나로 송신되고 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나를 통해 기지국으로 송출되며,
    상기 다운링크 채널에 대하여는,
    기지국으로부터 송출되며 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나에 의해 수신된 무선 신호가 상기 제1 필터에 의해 필터링되고, 이어서 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 업링크 신호들을 위한 전력 증폭 장치로 송신되어 증폭되고, 증폭된 무선 신호가 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 상기 제2 필터로 송신되어 필터링되며, 상기 제2 필터가 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나를 통해 필터링된 다음의 증폭된 무선 신호를 단말 기기들로 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는 전력 증폭기 및 증폭 장치들의 증폭 인자를 제어하도록 상기 전력 증폭기의 출력 신호 레벨을 조정하는 가변 이득 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 다운링크 전력 증폭 장치는,
    제1 내지 제4 전력 증폭기, 제1 변환기, 제2 변환기, 제1 표면 음파(Surface Acoustic Wave; SAW) 필터, 및 제1 가변 이득 레귤레이터를 포함하며, 기지국으로부터 송출된 신호는 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 상기 제1 전력 증폭기의 입력 단자로 송신되며, 이어서 상기 제1 전력 증폭기에 의해 증폭된 다음에 상기 제1 변환기에 의해 중간 주파수(IF) 신호들로 하향 변환되고, 상기 제2 증폭기에 의해 증폭된 다음에, 상기 제1 SAW 필터에서 IF 필터링되며, 상기 제1 가변 이득 레귤레이터에 의해 레벨 조정되고, 상기 제3 증폭기에 의해 증폭되며, 상기 제2 변환기에 의해 RF 신호들로 상향 변환되고, 상기 제4 증폭기에 의해 증폭되며, 이러한 기지국으로부터 송출된 신호는 소정의 레벨에 이르게 된 다음에 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 송신되고,
    상기 업링크 전력 증폭 장치는,
    제5 내지 제8 전력 증폭기, 제3 변환기, 제4 변환기, 제2 SAW 필터, 및 제2 가변 이득 레귤레이터를 포함하며, 단말 기기들로부터 송출된 신호는 상기 제2 수신 및 송신 스위치를 통해 제5 전력 증폭기의 입력 단자로 송신되고, 이어서 이러한 전력 증폭기에 의해 증폭된 다음에, 상기 제3 변환기에 의해 IF 신호들로 하향 변환되며, 상기 제6 증폭기에 의해 증폭된 다음에, 상기 제2 SAW 필터에서 IF 필터링되고, 상기 제2 가변 이득 레귤레이터에 의해 레벨 조정되며, 상기 제7 증폭기에 의해 증폭되고, 상기 제4 변환기에 의해 RF 신호들로 상향 변환되며, 상기 제8 증폭기에 의해 증폭되고, 상기 단말 기기들로부터 송출된 신호는 소정의 레벨에 이르 게 된 다음에 상기 제1 수신 및 송신 스위치를 통해 송신되는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 가변 이득 레귤레이터는 조정가능 감쇠기 또는 가변 이득 증폭기일 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 동기화 추출 및 제어 장치는,
    상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고 상기 기지국으로 무선 신호들을 송출하는 무선 송수신기;
    상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들로부터 시스템 동기화 정보를 추출하는 동기화 추출 장치; 및
    상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로를 제어하도록 상기 시스템 동기화 정보를 기반으로 하여 상기 기지국 및 단말 기기들로부터 송출된 신호들에 대응하는 제어 시퀀스를 생성하는 시퀀셜 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 시퀀셜 제어 장치는 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로를 감시하고 상기 무선 송수신기를 통해 오동작 감시 신호들을 상기 기지국으로 송출하는데 또한 사용되는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나는,
    상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고, 이러한 무선 신호들을 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로로 송신하며 단말 기기들로부터 송출된 무선 신호들을 상기 기지국으로 중계하는 기지국 신호들을 위한 제1 수신용 안테나; 및
    상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하고 이러한 무선 신호들을 상기 동기화 추출 및 제어 장치로 송신하는 기지국 신호들을 위한 제2 수신용 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  20. 제11항에 있어서, 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나는,
    상기 기지국으로부터 송출된 무선 신호들을 수신하는 기지국 신호들을 위한 제3 수신용 안테나; 및
    무선 신호들이 상기 주파수 선택 및 양방향 RF 증폭 회로 및 상기 동기화 추출 및 제어 장치에 각각 송신되게 하는 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
  21. 제11항에 있어서, 상기 기지국 신호들을 위한 수신용 안테나 및 상기 단말 기기 신호들을 위한 수신용 안테나는 수신 및 송신 안테나 세트를 형성하는 것을 특징으로 하는 무선 신호들을 양방향으로 그리고 동기화 방식으로 중계하는 장치.
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