KR20060038686A

KR20060038686A - Ｏｆｄｍ-ｔｄｄ 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 ｒｆ 중계기및 ｒｆ 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍신호 생성 방법

Info

Publication number: KR20060038686A
Application number: KR1020040087806A
Authority: KR
Inventors: 조웅식
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2006-05-04

Abstract

본 발명은 와이브로 시스템에서의 RF 중계기에서 신호전달 지연시간을 보상할 수 있도록 하는 RF 중계기 및 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법에 관한 것이다.

본 발명의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법은, OFDM-TDD 방식을 이용하는 와이브로 시스템의 상기 RF 중계기에서 신호 분리용 스위치 제어를 위한 스위칭 타이밍 신호를 생성하는 방법으로서, 기지국으로부터 RF 중계기로 RF 신호가 전송되면, 상기 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하는 제1단계와; 프레임 시작 위치를 기준으로 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하는 제2단계와; 상기 계산된 상향 신호의 시작점을 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 신호전달 지연시간을 보상하는 제3단계와; 상기 제2단계에서 계산된 하향 신호의 시작점 정보와 상기 제3단계에서 지연시간 보상된 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 RF 중계기의 스위치에 전달하는 제4단계; 및 상기 스위칭 타이밍 신호에 의해 스위치를 제어하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하여 전송하는 제5단계;를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

Description

ＯＦＤＭ-ＴＤＤ 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 ＲＦ 중계기 및 ＲＦ 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법{RF Repeater for Compensating Delay Time between RAS and Repeater and Method for Generating Switching Timing Signal Compensating Delay Time between RAS and RF Repeater in OFDM-TDD Type Wireless Broadband System}

도 1은 CDMA-FDD 방식의 기존 이동 통신 시스템 RF 중계기의 구성도,

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 와이브로 시스템의 구성도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기의 내부 구성도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 타이밍 신호 생성 회로의 내부 구성도,

도 5는 도 4의 스위칭 타이밍 신호 생성 회로의 신호전달 지연시간 보상 동작을 설명하기 위한 개념도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 와이브로 단말 110 : 기지국(RAS)

120 : 제어국(ACR) 130 : IP 망

140 : 인터넷 200 : RF 중계기

205 : 도너 안테나 210 : BPF

215 : 커플러 220, 240 : 스위치

225, 250 : LNA 230, 255 : 감쇄기

235, 260 : HPA 245 : 리모트 안테나

265 : 스위칭 타이밍 신호 생성 회로 300 : 분배기

310 : 레벨 디텍터 320 : 가변이득 증폭기

330 : 로그 스케일 증폭기 340 : 펄스 제너레이터

350 : 비교기 360 : 기준 펄스 제너레이터

370 : 위상 동조 회로 380 : 타이밍 컨트롤러

본 발명은 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기 및 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전송신호 분리를 위한RF 중계기의 스위칭 타이밍을 구할 때, 기지국과 중계기간의 전파경로 길이에 따른 지연시간을 갖고 중계기에 수신되는 RF 신호로부터 하향 신호 및 상향 신호의 시작 타이밍을 검출하고, 검출된 상향 신호의 시작 타이밍을 지연시간의 두 배만큼 앞당겨 RF 중계기의 스위치에 전달함으로써, 신호전달 지연현상에 의한 서비스 품질 저하 또는 서비스 중단 현상을 방지할 수 있도록 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기 및 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템에서는 지하, 건물 내부, 터널 등 일반적으로 전파가 도달하기 어려운 전파 음영 지역에서의 전파 음영을 해결하기 위해 중계기를 이용하고 있으며, 중계기는 기지국의 신호가 전파 음영 지역에 도달할 수 있도록 기지국 신호를 증폭하여 전파 음영 지역으로 송출하고, 전파 음영 지역에 위치한 단말의 신호가 기지국으로 도달할 수 있도록 단말 신호를 증폭 및 여과하여 기지국으로 송출하여 전파 음영의 문제점을 해소한다.

이러한 중계기는, 기지국과 단말 간의 무선 신호를 중계하기 위해 하향 신호와 상향 신호를 구분할 수 있어야 하며, 중계기에서 FDD 방식을 이용하는 경우에는 도 1에서와 같이, 듀플렉서를 사용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하게 된다.

즉, 과거 CDMA-FDD 방식의 이동 통신 시스템에서는 하향 주파수와 상향 주파수를 다르게 사용하기 때문에, 중계기는 중계기 내부의 상향 신호와 하향 신호를 구분하는 소자로서 도 1에 나타낸 바와 같은 듀플렉서(10)(20)라는 소자를 사용하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 과거 CDMA-FDD 방식의 이동 통신 시스템의 중계기에서 도너 안테나(1)에 수신된 기지국 송신 신호는 듀플렉서(10)에서 하향 회로로 입력되고, 상향 회로로는 전달되지 못하도록 차단되며, 하향 회로로 입력된 신호는 저잡음 증폭기(LNA, 11)를 거쳐 증폭된 후 감쇄기(12)에서 적절한 레벨로 조정된 후에 고출력 증폭기(HPA, 13)를 거쳐 리모트 안테나(2) 측의 듀플렉서(20)로 입력된다. 상기 듀플렉서(20)로 입력된 신호는 듀플렉서(20)에 의하여 리모트 안테나(2)로 전달되어 출력되고, 상향 회로로는 가지 못하도록 차단된다.

마찬가지로, 단말에서 출발하여 중계기를 거쳐 기지국에 전달되는 신호는 상향 회로로만 전달되고, 리모트 안테나(2)를 통해 상향 회로로 입력된 신호는 저잡음 증폭기(LNA, 21)를 거쳐 증폭된 후 감쇄기(22)에서 적절한 레벨로 조정된 후에 고출력 증폭기(HPA, 23)를 거쳐 도너 안테나(1) 측의 듀플렉서(10)로 입력된다. 상기 듀플렉서(10)로 입력된 신호는 듀플렉서(10)에 의하여 도너 안테나(2)로 출력되고, 하향 회로로는 가지 못하도록 차단된다.

한편, 최근에는 휴대성과 이동성을 보장하며 저렴한 요금으로 초고속 무선 인터넷 서비스를 있도록 하는 휴대 인터넷 시스템(이하, '와이브로 시스템'이라 칭함)이 대두되었으며, 이러한 와이브로 시스템은 듀플렉스(Duplex) 방식으로서 TDD(Time Division Duplex) 방식을 이용하고, 변조 방식으로서 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용한다.

TDD 방식은 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 상향(Uplink), 하향(Downlink)을 교대로 배정하는 양방향 전송방식으로서, 상향과 하향에 각기 다른 2개의 주파수를 배정하는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식보다 전송 효율이 높고, 타임슬롯의 동적 할당으로 비대칭(Asymmetric)이나 버스티(Bursty)한 어플리케 이션 전송에 적합한 특징이 있다.

그리고, OFDM 방식은 대역폭당 전송 속도를 향상시키고 멀티패스(Multipath) 간섭을 방지하기 위한 디지털 변조 방식으로서, 서브 캐리어간 직교성을 갖기 때문에 다중경로 페이딩에 우수한 특성을 가질 수 있으며, 특정 부 반송파에서의 신호 대 잡음비에 따라 각 부 반송파에 대한 데이터 전송률을 적응적으로 조절하여 전송 용량을 크게 향상시킬 수 있고, 협대역 간섭에 강한 특성을 보인다.

상기와 같은 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서는 동일한 주파수를 하향 및 상향 신호의 전송을 위해 사용하며, 하향 신호와 상향 신호의 구분을 위해 시간 구간을 나누기 때문에, 신호의 분리를 위해 듀플렉서를 사용할 수 없다. 따라서, TDD 방식을 이용하는 중계기는 스위치를 사용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하고, 각각의 신호에 대한 경로를 선택적으로 제공할 수 있는데, 이를 위해서는, 하향 신호의 시작점과 상향 신호의 시작점을 정확히 판별하고 각각의 신호에 따라 스위치의 경로를 조절하여 신호의 이동 경로를 바꿀 수 있는 제어 신호가 필요하다.

그러나, RF(Radio Frequency) 중계기는 무선 타입의 중계기로서 기지국으로부터 하향 신호와 상향 신호를 구분할 수 있는 전송 타이밍 데이터를 수신할 수 없기 때문에, 하향 신호와 상향 신호에 따른 스위치 제어를 할 수 없으며, 따라서, TDD 방식의 이동 통신 시스템에서도 RF 중계기를 사용할 수 있도록, RF 중계기 내에서 하향 신호와 상향 신호를 구분하고 각각의 신호에 대한 경로를 선택적으로 제공할 수 있는 스위칭 타이밍 신호를 생성하여야 한다.

한편, 기지국과 중계기 간에는 신호전달 지연이 발생하게 되는데, 이러한 신 호전달 지연시간은 한국정보통신기술협회(TTA)에서 규정한 매크로 기지국의 최대 반경이 약 1Km 내외임에 따라 3㎲ 내외가 되어, 일반적인 경우에는 신호전달 지연현상에 의한 큰 문제가 없으나, 광중계기 서비스 지역에서 동작하는 RF 중계기의 경우에는 기지국 신호가 광중계기를 거쳐 방사되어 RF 중계기의 도너 안테나에 수신되기까지는 광케이블의 길이에 따라 최대 40㎲ 정도의 신호전달 지연시간이 발생될 수 있으며, 이러한 신호전달 지연현상을 고려하지 않고 스위칭 타이밍 신호를 생성하게 되면 중계기의 스위칭 동작에 문제를 일으켜 정상적인 신호의 중계가 불가능하게 된다.

예를 들어, 기지국 출력 신호는 기지국에서 하향 신호 구간에 방사되고, 단말 출력 신호는 상향 신호 구간에 기지국에 수신되는데, 기지국 신호가 기지국에서 중계기까지의 전파경로 길이에 따른 지연시간인 D를 갖고 중계기에 수신된 경우, 중계기는 수신된 신호를 사용하여 D만큼 지연된 하향 신호 구간의 시작 타이밍을 검출하게 된다.

이때, 하나의 기지국 커버리지 내에서 동작하는 모든 단말의 상향 출력신호는 기지국 수신단에서 신호간의 직교성을 유지하기 위하여 단말에서 기지국까지의 거리와 관계 없이 기지국 상향 신호 구간 시작 타이밍에 기지국 수신단에 도달하여야 한다.

그러나, 전파지연시간을 고려하지 않게 되면, 중계기 상향 신호 구간의 시작 타이밍은 기지국의 상향 신호 구간의 시작 시간보다 D 만큼 지연되어 있으므로, 결국 단말에서 출력된 상향 신호는 중계기 상향 신호 구간의 시작 타이밍보다 2D만큼 빠르게 중계기의 리모트 안테나에 도달하게 되며, 이에 따라 단말에서 출력되는 신호 중 시간적으로 2D 동안의 앞부분 신호는 중계기를 통과하지 못하여 기지국으로 전달되지 못하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 OFDM-TDD방식의 와이브로 시스템에서 사용되는 RF 중계기의 신호전달 지연현상에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기지국과 RF중계기 간의 전파경로의 길이에 따른 신호전달 지연시간을 보상하여 스위칭 타이밍 신호를 생성할 수 있도록 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기 및 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 TDD(Time Division Duplex) 방식과 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하며, 기지국(RAS), 제어국(ACR) 및 기지국과 와이브로 단말 간의 신호 중계를 위한 RF 중계기를 포함하는 와이브로 시스템의 상기 RF 중계기에서 신호 분리용 스위치 제어를 위한 스위칭 타이밍 신호를 생성하는 방법으로서, 상기 기지국으로부터 RF 중계기로 RF 신호가 전송되면, 상기 RF 신호의 일부를 추출하여 상기 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하는 제1단계와; 상기 프레임 시작 위치를 기준으로 상기 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하는 제2단계와; 상기 계산된 상향 신호의 시작점을 상기 기 지국과 RF 중계기 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 신호전달 지연시간을 보상하는 제3단계와; 상기 제2단계에서 계산된 하향 신호의 시작점 정보와 상기 제3단계에서 지연시간 보상된 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 RF 중계기의 스위치에 전달하는 제4단계; 및 상기 스위칭 타이밍 신호에 의해 스위치를 제어하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하여 전송하는 제5단계; 를 포함하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 상기 목적은 TDD(Time Division Duplex) 방식과 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하며, 기지국(RAS), 제어국(ACR)을 포함하는 와이브로 시스템의 상기 기지국과 와이브로 단말에서 전송한 RF 신호를 하향 신호와 상향 신호로 분리하여 중계하는 RF 중계기로서, 스위칭 타이밍 신호에 의해 상기 RF 신호를 상기 하향 신호와 상기 상향 신호로 구분하여 전송하는 스위치; 및 상기 RF 신호의 일부를 추출하여 추출한 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하고, 상기 프레임 시작 위치를 기준으로 상기 추출한 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하며, 상기 계산된 상향 신호의 시작점을 해당 기지국과 RF 중계기 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 신호전달 지연을 보상하고, 상기 계산된 하향 신호의 시작점 정보와 신호전달 지연 보상된 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위 칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 스위치에 전달하는 스위칭 타이밍 신호 생성 회로;를 포함하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 설명은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 와이브로 시스템의 구성도이다.

도시된 바와 같이, TDD 방식과 OFDM 방식을 이용하는 와이브로(Wireless Broadband; Wibro) 시스템은, IP망(130)으로의 접속을 위한 기지국(Radio Access Station, RAS: 110), 제어국(Access Control Router: ACR: 120)을 포함하여 구성된다.

상기 기지국(110)은, 와이브로 단말(100)의 휴대 인터넷 무선 접속 기능, 무선 자원 관리 및 제어 기능, 이동성(핸드오프) 지원 기능, 인증 및 보안 기능, QoS 제공 기능, 하향 링크 멀티 캐스트 기능, 과금, 통계 정보 생성 및 통보 기능 등을 수행한다.

또한, 상기 기지국(110)은 저전력 RF/IF 모듈 및 콘트롤러 기능, OFDM/TDD 패킷 스케줄링과 채널 다중화 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC 프레임 가변 제어 기능, 50 Mbps급 고속 트래픽 실시간 제어 기능, 핸드오버 기능 등을 갖는다.

상기 제어국(120)은 IP망(130)과 접속되며, IP 라우팅 및 이동성 관리 기능, 인증 및 보안 기능, QoS 제공 기능, IP 멀티 캐스트 기능, 과금 서버로의 과금 서비스 제공 기능, 기지국 내의 제어국 간 이동성 제어 기능, 자원 관리 및 제어 기능 등을 수행한다.

여기서, 와이브로 단말(100)은 와이브로 시스템에 접속하여 초고속 무선 인터넷 서비스를 이용하는 이동 통신 단말을 말하며, 저전력 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency) 모듈 및 콘트롤러 기능, 서비스 특성 및 전파 환경에 따른 MAC(Media Access Control) 프레임 가변 제어 기능, 핸드오버 기능, 인증 및 암호화 기능 등을 가진다.

또한, 와이브로 단말(100) 및 기지국(110)은 데이터 전송을 위한 50 Mbps 패킷 전송 변복조 기능, 고속 패킷 채널 코딩 기능, 실시간 모뎀 제어 기능 등을 갖는다.

IP망(130)은 인터넷(140) 등의 외부 패킷 데이터 서비스 서버 및 기지국 사이에서 패킷 데이터의 송수신을 중계하는 PDSN(131), 인터넷(140) 등의 외부 패킷 데이터 서비스 서버의 위치를 추적하여 연결하는 라우팅(Routing)을 수행하는 PDGN(132) 및 PDSN(131)과 연동하여 와이브로 단말(100)에서 이용한 패킷 데이터에 대한 과금을 수행하고, 와이브로 단말(100)로부터의 접속을 인증하는 AAA(133) 등을 연결시켜 주고, 인터넷(140) 등의 외부 패킷 데이터 서비스로부터 패킷 데이터를 전달 받아 기지국(110)에 전송한다.

다음, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기의 내부 구성도이다.

본 발명의 RF 중계기(200)는 TDD 방식을 사용하기 때문에 동일한 주파수를 시분할하여 하향 신호와 상향 신호로 구분하여 양방향 통신이 가능하므로, RF 중계기(200)는 와이브로 단말(100)과 기지국(110) 사이에서 동일한 주파수를 사용하여 RF 신호를 전송하게 된다.

도시된 바와 같이, RF 중계기(200)는 내부 구성 요소로서, 도너 안테나(205), BPF(Band Pass Filter)(210), 커플러(Coupler)(215), 스위치(220, 240), LNA(Low Noise Amplifier)(225, 250), 감쇄기(Attenuator)(230, 255), HPA(High Power Amplifier)(235, 260), 리모트 안테나(245), 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265) 등을 포함한다.

상기 RF 중계기(200)의 구성 요소를 이용하여 순방향 및 역방향 채널에서의 신호의 전송 과정을 상세히 설명하면 아래와 같다.

순방향 채널의 경우, 기지국(110)에서 전송한 RF 신호는 RF 중계기(200)의 도너 안테나(205)를 통해 BPF(210)에 전달된다. BPF(210)는 기지국(110)과 와이브로 단말(100)간의 신호를 전송하기 위해 사용하는 주파수 대역의 신호만을 통과시켜, 다른 주파수 대역의 신호 성분을 제거한 후 스위치(220)로 전달하게 된다. 와이브로 시스템의 경우, 2.3 GHz 주파수 대역을 이용하므로, BPF(210)에서는 2.3 GHz 주파수 대역의 신호만을 통과시키고, 다른 주파수 대역의 신호 성분을 제거하게 된다.

스위치(220)에서는 입력된 RF 신호를 LNA(225)로 전달하며, LNA(225)는 RF 신호의 잡음 성분을 줄이고 신호 성분을 증폭하여 감쇄기(230)로 전달한다.

감쇄기(230)는 RF 신호의 신호 레벨을 조정하여 HPA(235)로 전달하며, HPA(235)는 RF 신호를 무선으로 송출하기 위한 실효 출력까지 증폭하여 스위치(240)로 전달하고, 스위치(240)에서는 리모트 안테나(245)를 통해 RF 신호를 와이브로 단말(100)로 방사하게 된다.

마찬가지로, 역방향 채널의 경우, RF 중계기(200)는 리모트 안테나(245)를 통해 와이브로 단말(100)로부터 RF 신호를 전송 받으면, 스위치(240)에서는 전송 받은 RF 신호를 LNA(250)로 전달하며, LNA(250)는 RF 신호의 잡음 성분을 줄이고 신호 성분을 증폭하여 감쇄기(255)로 전달한다.

감쇄기(255)는 RF 신호의 신호 레벨을 조정하여 HPA(260)로 전달하고, HPA(260)는 RF 신호를 무선으로 송출하기 위한 실효 출력까지 증폭하여 스위치(220)로 전달하며, 스위치(220)는 전달 받은 RF 신호를 BPF(210)로 전달한다. 그리고, BPF(210)에서는 전송 주파수 대역의 신호만을 통과시키고, 다른 주파수 대역의 신호 성분을 제거하여 도너 안테나(205)를 통해 RF 신호를 기지국(110)로 방사하게 된다.

한편, 커플러(215)는 BPF(210)와 스위치(220) 사이에 위치하며, BPF(210)에서 스위치(220)로 전달되는 RF 신호의 일부를 추출하여 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)로 전달한다. 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)에서는 추출한 RF 신호를 분석하여 RF 신호의 전송을 위한 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 스위치(220, 240)로 전달한다.

스위칭 타이밍 신호는 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호를 구분하여, 하향 신호의 경우에는 도너 안테나(205)로부터 전송 받은 RF 신호가 LNA(225), 감쇄기(230), HPA(235)를 거쳐 리모트 안테나(245)를 통해 방사되도록 스위치(220, 240)를 제어하며, 상향 신호의 경우에는 리모트 안테나(245)로부터 전송 받은 RF 신호가 LNA(250), 감쇄기(255), HPA(260)를 거쳐 도너 안테나(205)를 통해 방사되도록 스위치(220, 240)를 제어한다.

이때, 상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)는 스위칭 타이밍 신호의 생성 시, 상향 신호 구간의 시작점과 하향 신호 구간의 시작점을 계산하는데, 기지국(110)과 중계기(200) 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)을 보상하기 위하여, 상기 계산된 상향 신호 구간의 시작점을 2D만큼 앞당긴 후 이를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하며, 이는 도 4 및 도 5를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)는 전술한 대로 RF 중계기(200)의 내부 구성 요소일 수도 있고, RF 중계기(200)와 독립적인 장치로서 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 스위치(220, 240)에 제공하도록 RF 중계기(200)와 연결시킬 수 있다.

다음, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 타이밍 신호 생성 회로의 내부 구성도이고, 도 5는 도 4의 스위칭 타이밍 신호 생성 회로의 신호전달 지연시간 보상 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)는, 분배기(Divider)(300), 레벨 디텍터(Level Detector)(310), 가변이득 증폭기(VGA : Variable Gain Amplifier)(320), 로그 스케일 증폭기(Log-Scale Amplifier)(330), 펄스 제너레이터(Pulse-Shape Generator)(340), 비교기(Comparator)(350), 기준 펄스 제너레이터(Reference Pulse-Shape Generator)(360), 위상 동조 회로(Phase Tuning Circuit)(370) 및 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)(380) 등을 포함하여 구성된다.

상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)의 구성 요소를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하는 과정을 상세히 설명하며 아래와 같다.

RF 중계기(200)의 커플러(215)에서 RF 신호의 일부를 추출하여 분배기(300)로 전달하면, 분배기(300)는 전달 받은 RF 신호를 레벨 디텍터(310)와 가변이득 증폭기(320)로 분배하게 된다.

레벨 디텍터(310)는 신호의 레벨을 측정하여 가변이득 증폭기(320)로 전달하며, 가변이득 증폭기(320)에서는 레벨 디텍터(310)에서 측정된 레벨값을 입력받아 가변이득 증폭기(320)의 출력 신호를 항상 일정한 레벨로 유지시킨다.

로그 스케일 증폭기(330)는 가변이득 증폭기(320)로부터 입력받은 신호의 변화량을 선형(Linear) 스케일에서 데시벨(dB) 스케일로 바꾼 후 펄스 제너레이터(340)로 전달하며, 펄스 제너레이터(340)는 입력받은 신호를 이용하여 펄스 파형 신호를 생성하여 비교기(350)로 전달한다.

기준 펄스 제너레이터(360)에서는 펄스 제너레이터(340)에서 생성된 펄스 파 형 신호와 코릴레이션(Correlation)하여 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하기 위한 기준 펄스 파형 신호를 생성하여 비교기(350)로 전달한다.

비교기(350)에서는 펄스 제너레이터(340)로부터 전달 받은 펄스 파형 신호와 기준 펄스 제너레이터(360)로부터 전달 받은 기준 펄스 파형 신호의 상관도를 비교하게 된다. 즉, 비교기(350)는 두 신호를 코릴레이션시키고, 그 결과값을 타이밍 컨트롤러(380)로 전송한다.

타이밍 컨트롤러(380)에서는 전송 받은 결과값을 분석하여 커플러(215)에서 추출한 신호의 프레임 시작 위치를 판별하게 되며, 판별한 프레임 시작 위치를 기준으로 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산한다. 여기서, 타이밍 컨트롤러(380)는 RF 신호의 프레임 구조 정보를 가지고 있으며, RF 신호의 프레임 위치를 판별하면 프레임 구조 정보를 이용하여 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하게 된다.

즉, 한 개의 신호 프레임은 데이터 심볼이 시작되는 시점을 알려주어 전송 타이밍을 동기화하기 위해 사용되는 신호인 프리앰블로부터 시작되므로, 코릴레이션 결과값은 프리앰블이 위치한 지점에서 최대가 되며, 이 위치가 바로 프레임의 시작 위치가 된다.

따라서, 상향 링크와 하향 링크를 포함하는 프레임의 구조는 미리 정의되어 있으므로, 프레임의 시작 위치를 알면 프레임에 포함되는 각 심볼에 정해진 시간 간격을 계산함으로써 상향 링크와 하향 링크의 시작점을 계산할 수 있게 된다. 즉, 프레임은 하향 링크 구간부터 시작되므로 프레임의 시작 위치가 하향 링크의 시작 점이 되며, 하향 링크의 시간 간격에 하향 링크와 이를 이어 전송되는 상향 링크 사이의 간격(TTG)을 더한 위치가 상향 링크의 시작점이 된다.

이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 계산된 하향 신호의 시작점과 상향 신호의 시작점은 기지국(110)과 중계기(200) 간의 전파경로 길이에 따른 지연시간 D만큼 지연된 것이므로, 상기 계산된 상향 신호의 시작점을 그대로 이용하게 되면 단말(100)로부터 출력되는 상향 신호는 상기 계산된 상향 신호의 시작점보다 2D만큼 빠르게 리모트 안테나(245)에 도달하게 되고, 2D 만큼 빠르게 도달한 해당 신호는 중계기(200)를 통과하지 못하여 기지국(110)으로 전달되지 못하게 된다.

따라서, 상기 타이밍 컨트롤러(380)는 신호전달 지연시간(D)의 두 배만큼의 시간에 해당하여 유실되는 앞부분의 신호가 정상적으로 기지국(110)에 도달할 수 있도록 하기 위하여, 상향 신호 구간의 시작점을 상기 계산된 상향 신호 시작점보다 앞쪽으로 2D만큼 이동시켜 신호전달 지연시간을 보상한다.

이후, 타이밍 컨트롤러(380)에서는 계산된 하향 신호의 시작점 정보와, 상기 2D만큼 이동시켜 신호전달 지연시간을 보상한 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위치(220, 240)를 제어하기 위한 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 스위치(220, 240)로 전달하게 된다.

위상 동조 회로(370)는 펄스 제너레이터(340)에서 생성된 펄스 파형의 위상 정보를 비교기(350)로부터 전달받아 기준 펄스 파형의 위상을 동조시키는 역할을 한다.

스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)에서 전술한 과정을 통해 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 스위치(220, 240)로 전달하면, 스위칭 타이밍 신호는 앞서 도 3의 설명에서와 마찬가지로 스위치(220, 240)에 입력된 RF 신호를 하향 신호와 상향 신호로 구분하고 이에 따라 스위치(220, 240)의 단락을 조절하여 각각의 하향 또는 상향 신호에 대한 경로를 선택적으로 제공할 수 있게 되며, 기지국(110)과 중계기(200) 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간을 보상할 수 있게 된다.

한편, 도 5에 도시된TDD 방식과 OFDM 변조 방식을 이용하는 와이브로 시스템에서의 전송 신호 프레임을 통해 지연시간 보상 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 와이브로 시스템에서의 전송 신호 프레임은 하향 링크(DL : Down Link) 프레임, 상향 링크(UL : Up Link) 프레임, TTG(Tx/Rx Transition Gap), RTG(Rx/Tx Transition Gap) 등으로 구성된다.

여기서, 하향 링크는 기지국(110)에서 RF 중계기(200)를 통하여 와이브로 단말(100)로 전송되는 하향 신호에 대한 프레임을 말하며, 상향 링크는 와이브로 단말(100)에서 RF 중계기(200)를 통하여 기지국(110)으로 전송되는 상향 신호에 대한 프레임을 말한다.

TTG와 RTG는 상하향 전송 시간을 구분하기 위한 보호 시간(Guard Time)으로서, 이 간격 동안에는 기지국(110)과 와이브로 단말(100)에서 데이터를 포함하는 유효 신호를 전송하지 않는다.

TTG는 하향 링크와 이를 이어 전송되는 상향 링크 사이의 간격을 말하며, 이 간격 동안 기지국(110)은 상향 신호를 전송받는 모드로 변경되며 와이브로 단말(100)은 상향 신호를 전송하는 모드로 변경된다.

RTG는 상향 링크와 이를 이어 전송되는 하향 링크 사이의 간격을 말하며, 이 간격 동안 기지국(110)는 하향 신호를 전송하는 모드로 변경되며 와이브로 단말(100)은 하향 신호를 전송받는 모드로 변경된다.

스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)에서는 전술한 프레임 구조를 가지는 신호(a)를 전달받아(b) 하향 링크와 상향 링크의 시작점의 위치를 판별하고, 이를 기초로 하여 각 심볼에 정해진 시간 간격을 계산하여 하향 신호 구간의 시작점과 상향 신호 구간의 시작점을 계산한다(c). 여기서, 프레임은 하향 링크 구간부터 시작되므로 프레임의 시작 위치가 하향 링크의 시작점이 되며, 하향 링크의 시간 간격에 TTG를 더한 위치가 상향 링크의 시작점이 된다.

이때, (b)에서와 같이 중계기가 수신한 RF 신호는 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)만큼 지연된 신호이며, 이에 따라 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)가 상기 수신한 신호를 이용하여 계산한 하향 신호 구간의 시작점과 상향 신호 구간의 시작점은 (c)에서와 같이 신호전달 지연시간(D)만큼 지연된 타이밍이 된다.

따라서, 단말(100)로부터 출력되는 상향 수신 신호는 (d)에서 나타낸 바와 같이 (c)에서 계산한 상향 신호 구간의 시작점보다 2D 만큼 빠르게 중계기(200) 리모트 안테나(245)로 수신될 것이므로, 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)는 (e)에 서와 같이 상기 (c)에서 계산한 상향 신호 구간의 시작점을 기지국(110)과 중계기(200) 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D)만큼 앞당긴 후 이를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하고 스위치(220, 240)를 제어한다.

결과적으로, 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D)만큼 앞당겨진 상향 신호 구간의 시작점은 (a)의 기지국 전송 프레임의 상향 신호 구간의 시작점과 비교하여 볼 때, (e)에 나타낸 바와 같이 기지국 전송 프레임의 상향 신호 구간의 시작점보다 D만큼 앞당겨지게 된다.

이에 따라, RF 중계기(200)에서는 하향 신호와 상향 신호를 구분하고 각각의 신호에 대한 전송 경로를 선택적으로 제공할 수 있게 되며, 신호전달 지연시간을 보상하여 줌으로써 정상적인 신호의 중계를 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기에서 TTG와 신호전달 지연시간을 보상하기 위해 앞당겨지는 2D의 차는 중계기(200) 내부의 스위치(220, 240)가 하향 경로에서 상향 경로로 스위칭하는데 필요한 최소한의 물리적 지연시간(STT) 이상(TTG-2D≥STT )이어야 함은 당연하다.

마지막으로, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 기지국(110)에서 RF 신호를 전송하면 RF 중계기(200)는 도너 안테나(205)를 통해 RF 신호를 전송 받게 된다(S101). RF 중계기의 BPF(210)는 전송 받은 RF 신호 중에서 전송 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 다른 주파 수 대역의 신호 성분을 제거하여 스위치(220)로 전달하게 되는데, RF 중계기(200)의 BPF(210)와 스위치(220) 사이에 위치한 커플러(215)에서 RF 신호의 일부를 추출하여 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)로 전달하게 된다(S102).

스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)에서는 커플러(215)로부터 전달 받은 신호와 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)의 기준 펄스 제너레이터(360)에서 생성한 기준 신호를 Correlation시켜, 해당 결과 파형에서 최대값으로 나타나는 위치가 RF 신호의 프레임 시작 위치가 되므로, 상기 결과 파형을 분석하여 프레임의 시작 위치를 판별하게 된다(S103).

TDD 방식과 OFDM 변조 방식을 이용하는 신호는 프레임 구조가 미리 정의되어 있으므로, 스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)에서는 프레임 시작 위치를 기준으로 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산한다(S104).

스위칭 타이밍 신호 생성 회로(265)는 하향 신호와 상향 신호의 시작점이 계산되면, 해당 상향 신호의 시작점을 기지국(110)과 RF 중계기(200) 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 신호전달 지연시간을 보상하고(S105), 보상된 상향 신호 시작점 정보와 S104단계에서 계산된 하향 신호 시작점 정보를 이용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하기 위한 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 스위치(220, 240)로 전달한다(S106).

이때, 상기에서 TTG와 신호전달 지연시간을 보상하기 위해 앞당겨지는 2D의 시간차는 중계기(200) 내부의 스위치(220, 240)가 하향 경로에서 상향 경로로 스위칭하는데 필요한 최소한의 물리적 지연시간(STT) 이상(TTG-2D≥STT)이어야 함은 당 연하다.

다음, 스위칭 타이밍 신호가 스위치(220, 240)로 전달되면, 스위치(220, 240)는 스위칭 타이밍 신호에 의해 하향 신호와 상향 신호를 구분하고, 스위치(220, 240)의 개폐를 조절하여 각각의 신호에 대한 경로를 선택적으로 제공하게 된다(S107).

따라서, RF 중계기(200)는 스위칭 타이밍 신호에 의해 하향 신호와 상향 신호가 간섭되는 것을 방지하고, 하향 신호의 경우에는 와이브로 단말(100)로 송출하고 상향 신호의 경우에는 기지국(110)로 전달하되, 상향 신호의 경우 기지국(110)과 중계기(200) 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간을 보상하여 기지국(110)과 와이브로 단말(100) 사이에서 전송 신호를 정상적으로 중계하게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 발명의 TDD 방식과 OFDM 변조 방식을 이용하는 와이브로 망의 RF 중계기에서 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법 및 시스템은, RF 중계기가 하향 신호와 상향 신호를 구분하고 각각의 신호에 대한 경로를 선택적으로 제공할 수 있는 스위칭 타이밍 신호를 생성하되, 기지국과 RF중계기 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간을 보상하여 스위칭 타이밍 신호를 생성할 수 있도록 함으로써, 와이브로 시스템에서 RF 중계기가 안정적으로 운용될 수 있을 뿐만 아니라, 기지국과 중계기간의 신호전달 지연현상에 의한 서비스 품질저하 또는 서비스 중단 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있어 고품질의 서비스를 제공할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

TDD(Time Division Duplex) 방식과 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하며, 기지국(RAS), 제어국(ACR) 및 기지국과 와이브로 단말 간의 신호 중계를 위한 RF 중계기를 포함하는 와이브로 시스템의 상기 RF 중계기에서 신호 분리용 스위치 제어를 위한 스위칭 타이밍 신호를 생성하는 방법으로서,

상기 기지국으로부터 RF 중계기로 RF 신호가 전송되면, 상기 RF 신호의 일부를 추출하여 상기 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하는 제1단계와;

상기 프레임 시작 위치를 기준으로 상기 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하는 제2단계와;

상기 계산된 상향 신호의 시작점을 상기 기지국과 RF 중계기 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 신호전달 지연시간을 보상하는 제3단계와;

상기 제2단계에서 계산된 하향 신호의 시작점 정보와 상기 제3단계에서 지연시간 보상된 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 RF 중계기의 스위치에 전달하는 제4단계; 및

상기 스위치가 상기 스위칭 타이밍 신호에 의해 하향 신호와 상향 신호를 구분하여 전송하는 제5단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 단계는,

상기 기지국으로부터 RF 중계기로 RF 신호가 전송되면, RF 중계기의 커플러(Coupler)에서 상기 RF 신호의 일부를 추출하여 상기 RF 중계기의 스위칭 타이밍 신호 생성 회로로 전달하는 단계와;

상기 커플러에서 추출한 RF 신호와 상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로에서 생성한 기준 신호를 코릴레이션(Correlation)하는 단계와;

상기 코릴레이션 결과값을 분석하여, 상기 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하는 단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 RF 신호의 일부를 스위칭 타이밍 신호 생성 회로로 전달하는 단계는,

기지국으로부터 RF 중계기로 RF 신호가 전송되면, RF 중계기의 BPF(Band Pass Filter)에서 기지국과 와이브로 단말간의 신호를 전송하기 위해 사용하는 주파수 대역의 신호를 통과시키고 다른 주파수 대역의 신호 성분을 제거한 후 상기 RF 중계기의 스위치로 전달하는 단계와;

상기 RF 중계기의 커플러(Coupler)에서 상기 BPF를 통과한 RF 신호의 일부를 추출하여 상기 RF 중계기의 스위칭 타이밍 신호 생성 회로로 전달하는 단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 기지국과 상기 와이브로 단말간의 신호를 전송하기 위해 사용하는 상기 주파수 대역은 2.3 GHz 주파수 대역임을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 코릴레이션 결과값을 분석하여 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하는 단계는,

상기 코릴레이션 결과값을 분석하여 상기 코릴레이션 결과값이 최대인 위치를 상기 RF 신호의 프레임 시작 위치로 결정하는 단계임을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 5 단계는,

상기 스위칭 타이밍 신호를 이용하여 하향 신호와 상향 신호를 구분하여, 하향 신호가 입력된 경우에는 상기 하향 신호가 상기 RF 중계기의 LNA, 감쇄기, HPA를 거쳐 리모트 안테나를 통해 방사되도록 상기 스위치를 제어하며, 상향 신호가 입력된 경우에는 상향 신호가 상기 RF 중계기의 LNA, 감쇄기, HPA를 거쳐 도너 안테나를 통해 방사되도록 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 RF 신호의 프레임은,

하향 링크 프레임, 상향 링크 프레임, TTG(Tx/Rx Transition Gap) 및 RTG(Rx/Tx Transition Gap)를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 하향 링크는 상기 기지국에서 상기 RF 중계기를 통하여 와이브로 단말로 전송되는 하향 신호에 대한 프레임이고, 상기 상향 링크는 상기 와이브로 단말에서 RF 중계기를 통하여 기지국으로 전송되는 상향 신호에 대한 프레임인 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 TTG는 상기 하향 링크와 이를 이어 전송되는 상향 링크 사이의 간격으로 상기 하향 링크와 상기 상향 링크의 전송 시간을 구분하기 위한 보호 시간(Guard Time)이며, 상기 TTG 동안 기지국은 상향 신호를 전송받는 모드로 변경되며, 와이브로 단말은 상향 신호를 전송하는 모드로 변경되는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 RTG는 상기 상향 링크와 이를 이어 전송되는 하향 링크 사이의 간격으로 상기 상향 링크와 상기 하향 링크의 전송 시간을 구분하기 위한 보호 시간(Guard Time)이며, 상기 RTG 동안 상기 기지국은 하향 신호를 전송하는 모드로 변경되며, 와이브로 단말은 하향 신호를 전송받는 모드로 변경되는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 TTG 또는 RTG 동안에는 상기 기지국과 와이브로 단말에서 데이터를 포 함하는 유효 신호를 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 단계는,

상기 프레임의 시작 위치를 상기 하향 링크의 시작점으로 결정하고 상기 하향 링크의 시간 간격에 상기 TTG를 더한 위치를 상기 상향 링크의 시작점으로 결정하여, 상기 하향 링크의 시작점을 상기 하향 신호의 시작점으로 설정하고 상기 상향 링크의 시작점을 상기 상향 신호의 시작점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 RF 중계기의 신호전달 지연시간 보상 스위칭 타이밍 신호 생성 방법.
TDD(Time Division Duplex) 방식과 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 이용하며, 기지국(RAS), 제어국(ACR)을 포함하는 와이브로 시스템의 상기 기지국과 와이브로 단말에서 전송한 RF 신호를 하향 신호와 상향 신호로 분리하여 중계하는 RF 중계기로서,

스위칭 타이밍 신호에 의해 상기 RF 신호를 상기 하향 신호와 상기 상향 신호로 구분하여 전송하는 스위치; 및

상기 RF 신호의 일부를 추출하여 추출한 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하고, 상기 프레임 시작 위치를 기준으로 상기 추출한 RF 신호에 포함된 하향 신호 와 상향 신호의 시작점을 계산하며, 상기 계산된 상향 신호의 시작점을 해당 기지국과 RF 중계기 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 신호전달 지연을 보상하고, 상기 계산된 하향 신호의 시작점 정보와 신호전달 지연 보상된 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 스위치에 전달하는 스위칭 타이밍 신호 생성 회로;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 13 항에 있어서,

상기 RF 중계기는,

상기 RF 신호를 전송받아 상기 기지국과 상기 와이브로 단말 간의 신호 전송을 위해 사용하는 주파수 대역의 신호를 통과시키고 다른 주파수 대역의 신호 성분을 제거하는 BPF(Band Pass Filter);

상기 RF 신호의 잡음 성분을 줄이고 신호 성분을 증폭하여 감쇄기(Attenuator)로 전달하는 LNA(Low Noise Amplifier);

상기 RF 신호의 신호 레벨을 조정하여 HPA(High Power Amplifier)로 전달하는 감쇄기;

상기 RF 신호를 무선으로 송출하기 위한 실효 전력까지 증폭하여 스위치로 전달하는 HPA;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 14 항에 있어서,

상기 RF 중계기는,

상기 BPF와 스위치 사이에 위치하며, 상기 BPF로부터 상기 스위치로 전달되는 상기 RF 신호의 일부를 추출하여 상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로로 전달하는 커플러(Coupler);

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 14 항에 있어서,

상기 RF 중계기는,

상기 기지국으로부터 전송되는 RF 신호를 전송받는 도너 안테나와 상기 와이브로 단말로부터 전송되는 상기 RF 신호를 전송받는 리모트 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 16 항에 있어서,

상기 RF 중계기는,

상기 RF 신호가 하향 신호인 경우, 상기 RF 신호가 상기 LNA, 감쇄기, HPA를 거쳐 상기 리모트 안테나로 전달되도록 상기 스위칭 타이밍 신호에 의해 상기 스위치의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 16 항에 있어서,

상기 RF 중계기는,

상기 RF 신호가 상향 신호인 경우, 상기 RF 신호가 상기 LNA, 감쇄기, HPA를 거쳐 상기 도너 안테나로 전달되도록 상기 스위칭 타이밍 신호에 의해 상기 스위치의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 15 항에 있어서,

상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로는,

상기 RF 중계기의 내부에 위치하거나 또는 상기 RF 중계기와 독립적인 장치로서 상기 RF 중계기에 연결되어, 상기 커플러에서 추출한 RF 신호를 전달받아 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 스위치로 전달하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 13 항에 있어서,

상기 스위칭 타이밍 신호 생성 회로는,

상기 RF 중계기에 포함된 커플러에서 상기 RF 신호의 일부를 추출하면, 상기 추출한 RF 신호를 전달받아 레벨 디텍터(Level Detector)와 가변이득 증폭기(VGA : Variable Gain Amplifier)로 분배하는 분배기(Divider);

상기 분배기로부터 분배받은 상기 추출한 RF 신호의 레벨을 측정하여 상기 가변이득 증폭기로 전달하는 레벨 디텍터;

상기 레벨 디텍터에서 측정된 레벨값을 입력받아 상기 추출한 RF 신호를 일정한 레벨로 유지시켜 출력하는 가변이득 증폭기;

상기 가변이득 증폭기로부터 입력받은 상기 추출한 RF 신호의 변화량을 선형(Linear) 스케일에서 데시벨(dB) 스케일로 바꾼 후 펄스 제너레이터(Pulse-Shape Generator)로 전달하는 로그 스케일 증폭기(Log-Scale Amplifier);

상기 로그 스케일 증폭기로부터 입력받은 상기 추출한 RF 신호를 이용하여 펄스 파형 신호를 생성하여 비교기(Comparator)로 전달하는 펄스 제너레이터;

상기 펄스 제너레이터에서 생성된 상기 펄스 파형 신호와 코릴레이션(Correlation)을 시켜 상기 추출한 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하기 위한 기준 펄스 파형 신호를 생성하여 상기 비교기로 전달하는 기준 펄스 제너레이터(Reference Pulse-Shape Generator);

상기 펄스 제너레이터와 상기 기준 펄스 제너레이터로부터 전달 받은 신호를 코릴레이션시키고, 그 결과값을 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)로 전달하는 비교기;

상기 비교기로부터 전달 받은 상기 결과값을 분석하여 상기 추출된 RF 신호의 프레임 시작 위치를 판별하고, 판별한 상기 프레임 시작 위치를 기준으로 상기 추출된 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하며, 상기 계산된 상향 신호의 시작점을 기지국과 RF 중계기 간의 전파경로 길이에 따른 신호전달 지연시간(D)의 두 배(2D) 만큼 앞당겨 지연시간을 보상하고, 상기 계산된 하향 신호의 시작점 정보와 상기 지연시간 보상된 상향 신호의 시작점 정보를 이용하여 스위칭 타이밍 신호를 생성하여 상기 RF 중계기의 스위치에 전달하는 타이밍 컨트롤러; 및

상기 펄스 제너레이터에서 생성된 상기 펄스 파형 신호의 위상 정보를 상기 비교기로부터 전달받아 상기 기준 펄스 파형 신호의 위상을 동조시키는 위상 동조 회로(Phase Tuning Circuit);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 20 항에 있어서,

상기 타이밍 컨트롤러는,

상기 코릴레이션 결과값을 분석하여 상기 코릴레이션 결과값이 최대인 위치를 상기 추출된 RF 신호의 프레임 시작 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.
제 20 항에 있어서,

상기 타이밍 컨트롤러는,

상기 RF 신호의 프레임 구조 정보를 가지고 있으며, 판별한 상기 프레임 위치를 기준으로 상기 프레임 구조 정보를 이용하여 상기 RF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산하는 것을 특징으로 하는 OFDM-TDD 방식의 와이브로 시스템에서 기지국과 중계기 간의 신호전달 지연시간 보상을 위한 RF 중계기.