KR20060123023A - Wireless repeating apparatus for time division duplexing system which reduce electric power consumption and extend life time - Google Patents

Wireless repeating apparatus for time division duplexing system which reduce electric power consumption and extend life time Download PDF

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KR20060123023A
KR20060123023A KR1020050045336A KR20050045336A KR20060123023A KR 20060123023 A KR20060123023 A KR 20060123023A KR 1020050045336 A KR1020050045336 A KR 1020050045336A KR 20050045336 A KR20050045336 A KR 20050045336A KR 20060123023 A KR20060123023 A KR 20060123023A
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repeater
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KR1020050045336A
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김성수
장윤섭
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주식회사 휴텍이일
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Abstract

A repeater for minimizing power consumption and extending a life span in a TDD(Time Division Duplexing) system is provided to continuously check reverse and/or forward input signals from an MS(Mobile Station), and to adaptively control power and/or TDD switching within the repeater according to the checked results, thereby realizing stable, effective, and superior performance. The first coupler(213) couples reverse input signals received from an antenna(200). The first signal limiter(206) blocks signals having level higher than a predetermined reference level among the outputted signals of the first coupler(213), and passes signals having level lower than the reference level. The first power detector(211) detects the strength of the signals passing the limiter(206) to output the detected signals. A controller(210) decides whether communication of an MS is performed within a service area of a repeater by analyzing the detected signals, and organically controls operated status of a TDD switching unit and/or a signal amplifier within the repeater according to the decided results.

Description

시분할 방식의 시스템에서 전력소모 최소화와 운용기간을 연장시킨 중계장치{WIRELESS REPEATING APPARATUS FOR TIME DIVISION DUPLEXING SYSTEM WHICH REDUCE ELECTRIC POWER CONSUMPTION AND EXTEND LIFE TIME} Which extends the power consumption and minimize operational period in the system of the time division scheme repeater {WIRELESS REPEATING APPARATUS FOR TIME DIVISION DUPLEXING SYSTEM WHICH REDUCE ELECTRIC POWER CONSUMPTION AND EXTEND LIFE TIME}

도 1은 시분할 방식의 종래 중계기를 도시한 개략적인 블럭도, 1 is a schematic block diagram illustrating a prior art relay of the time-division manner,

도 2는 도 1의 장치에 이용되는 시분할(TDD) 통신의 일반적인 프레임 구조를 보여주는 도면, 2 is a view showing a typical frame structure of the time division (TDD) communication used in the apparatus of Figure 1,

도 3은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른, 중계기 내부에 이중경로를 갖는 시분할(TDD) 중계기의 구성을 보여주는 구성도, Figure 3 is a configuration showing a configuration of time division (TDD) repeater having a dual-path, the internal relay according to a first embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른, 중계기 내부에 단일경로를 갖는 시분할(TDD) 중계기의 구성을 보여주는 구성도, Figure 4 is a configuration showing a configuration of time division (TDD) repeater having a single route within the repeater according to a second embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 도 3 또는 도 4의 장치에 채용되는 신호리미터의 바람직한 구현예를 보여주는 회로구성도. 5 is a circuit illustrating a preferred embodiment of the signal limiter is employed in the apparatus of Fig. 3 or 4 according to the invention is also configured.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 > <Description of the Related Art>

100,104: 순방향 링크 102,106:역방향 링크 100 104: 102 106 Forward Link: The reverse link

101,103,105,107: 보호대역(TTG, RTG;가드 타임,Guard Interval이라고도 함) 101103105107: guard band (TTG, RTG; also referred to as a guard time, Guard Interval)

108: WiBro(휴대인터넷) 시스템의 프레임 주기 108: frame period of the WiBro (mobile Internet) system

200,300: 기지국향 안테나 205,306: 이동국향 안테나 200 300: the base station antenna direction 205 306: Go gukhyang antenna

201,204,301,302,304,305: RF 스위치 201,204,301,302,304,305: RF Switches

202;순방향 증폭단 208;역방향 증폭단 303: 양방향 증폭단 202; forward amplification stage 208; reverse amplification stage 303: bi-directional amplification stages

206,212,307,311: 신호 리미터 206 212 307 311: the signal limiter

211,310: 전력 검출기 207,308: 동기신호획득부 211 310: 207 308 Power Detector: obtaining a synchronization signal portion

210,309: 제어부 213,214,312,313:커플러 210309: 213214312313 control: Coupler

본 발명은 기지국과 이동국간에 양방향 단일 주파수를 이용하는 시분할(TDD, Time Division Duplexing) 방식의 무선통신 중계장치에 있어서 슬립(휴면)모드 기능을 구현한 중계장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 TDD 방식 중계기에서 기지국과 이동국간의 통신유무를 체크하고 그 결과에 따라 중계장치의 시스템의 시분할 스위칭 수단과 전원수단의 동작상태를 적응적으로 제어함으로써 TDD 방식 중계장치의 소모전력 감소와 스위치의 수명(LIFE STYLE)을 월등하게 연장한 중계장치에 관한 것이다. The present invention is a time division (TDD, Time Division Duplexing), in the method for the wireless communication relay unit relates to a relay apparatus implementing a sleep (sleep) mode feature, and more particularly to the TDD scheme, the repeater using a two-way single frequency between the base station and the mobile station life of the power consumption reduced and the switch of the TDD scheme, the relay apparatus by controlling the operating state of the time division switching means of the system and the power supply means of the relay device adaptively according to check the communication whether or not between the base station and the mobile station and the result in (lIFE STYLE) the present invention relates to a superior extending repeater.

일반적으로 중계기는 모 기지국의 시스템에 종속되어 운영되어지며, 기지국에서 송출되어진 신호가 미약하게 수신되는 지역이나 음영 지역에 중계기를 설치하여 서비스 영역을 확장하는 장치이다. In general, the relay becomes the operating system is dependent on the parent base station, a device to install the repeater to the region or shadow area, the signal been transmitted at the base station are received weakly to extend the service area. 이동 통신에 사용된 종래의 방식은 CDMA를 이용한 FDD 방식의 중계기이며, 이는 상향과 하향에 서로 다른 주파수를 사용하므로 필터 또는 듀플렉서를 이용하여 원하는 신호를 적절히 추출할 수 있어 양 경로 의 입출력 신호의 전계 강도를 손쉽게 검출할 수 있다. The conventional scheme is a repeater of a FDD system using CDMA, which the electric field of the input and output signals uses a different frequency to uplink and downlink can be used to filter or duplexer properly extract the desired signal, both the path used for the mobile communication it is possible to easily detect the strength.

한편, 양방향으로 단일 주파수를 사용하는 TDD 방식 중계기에서는 순방향과 역방향의 신호의 세기차로 인하여, 양방향의 신호를 모두 검출하지 않고 도 1과 같이 커플러를 이용하여 고전력의 출력 신호만을 검출하였다. On the other hand, in the TDD repeater system using a single frequency in both directions because of drive strength of the signal of the forward and reverse directions, by using a coupler as shown in Figure 1 it does not detect all of the two-way signal was detected only in the high power output signal.

도 1은 일반적인 TDD 방식의 양방향 경로를 갖는 중계기의 구현 형태를 나타내는 중계기의 블록도이다. Figure 1 is a block diagram of the repeater shown an implementation of the repeater having a two-way path of a typical TDD system. 순방향의 기지국에서 발생한 신호는 기지국측 안테나(10)로 부터 수신되어 스위치(11)를 거쳐 저잡음 증폭기를 포함하는 순방향 신호처리부(12)를 통과하여 스위치(13)를 거쳐 이동국측 안테나(14)를 통하여 이동국으로 전달되게 되며, 순방향 출력신호의 세기를 측정하기위해 커플러(19)를 사용하여 순방향 출력신호를 커플링(Coupling)하여 전력 검출기(18)에서 출력 전계 강도를 측정한다. Signal generated by the forward base station is a mobile station-side antenna 14 through a forward signal processing unit (12) including a low-noise amplifier is received from the base station side antenna 10 via the switch 11 through the switch 13 through and be transmitted to the mobile station, by using a coupler (19) coupling (coupling) a forward output signal to measure the intensity of the forward output signal measures the output power from the electric field strength detector 18.

그리고, 역방향의 이동국에서 발신된 신호는 이동국측 안테나(14)로부터 수신되어 스위치(13)를 거쳐 신호의 필터링 및 증폭 기능을 담당하는 역방향 신호처리부(15)를 통과하여 스위치(11)를 거쳐 기지국측 안테나(10)를 통하여 기지국으로 전달되며, 역방향 출력신호의 세기를 측정하기 위해 커플러(20)를 사용하여 역방향 출력신호를 커플링(Coupling)하여 전력 검출기(16)에서 출력 전계 강도를 측정한다. Then, the signal originating in the reverse direction the mobile station via the switch 11 through the reverse signal responsible for filtering and amplification functions of the signal processing unit 15 reception is via a switch 13 from the mobile station-side antenna 14, the base station side is transmitted to the base station via the antenna 10, by coupling (coupling) a backward output signal, using a coupler 20 to measure the intensity of the backward output signal, and measuring an output electric field intensity in the power detector (16) .

여기서, 양방향 신호의 원활한 전송을 위하여 중계기에서 순방향 신호가 존재하는 시간 동안에는 스위치(11,13)는 순방향 경로와 연결되어지며, 역방향 신호가 존재하는 동안에는 스위치(11,13)는 역방향 경로와 연결되어지도록, 도 2에 보 여진 TDD 프레임의 보호대역(Guard Interval;101,103,105,107) 동안 스위치(11,13)의 절체(Switching) 작동이 이루어지게 된다. Here, the time while the switch (11,13) of the forward repeater signal is present in order to facilitate two-way transmission of the signal is connected to the forward path, the switch (11,13), while the reverse signal is present, is connected to the reverse path such that, the excitation beam of a frame TDD guardband in FIG. 2; this operation is switching (switching) of the switch (11,13) be fulfilled for (Guard Interval 101,103,105,107). 이때 양방향에서 개별적으로 검출된 출력신호의 전계강도 신호는 중계기 제어부(17)로 보내지며, 이에 따라 중계기 제어부(17)는 시스템을 총괄적으로 제어함으로써 고유의 중계기 기능을 수행한다. At this time, the electric field strength signals of the output signals separately detected from the two-way is sent to a relay control unit 17, and thus the repeater control unit 17 performs the function of a specific repeater, by controlling the system as a whole.

이처럼 TDD 시스템의 기지국은 동일 주파수를 시분할하여 일정시간은 하향신호가 점유하고, 일정시간은 상향신호가 점유하는 과정이 계속 반복하게 되며, 기지국에 종속되어 있는 중계기 또한 기지국과 동일한 과정을 반복하게 된다. Thus, the base station is a period of time by time-sharing the same frequency in the TDD system, the downlink signal occupies a certain time is to keep repeating the process of the upstream signal occupies, repeaters that are dependent on the base station also repeats the same procedure with the base station .

하지만, 종래의 TDD 방식 중계기는 중계기 고유의 기능을 수행하는 동안 기지국과 이동국(가입자)간의 통신 유무에 상관없이 항상 중계장치의 시스템들에 전원이 인가되며, 특히 가장 많은 전력을 소모하는 최종단 증폭기가 파워-온(POWER ON) 상태에서 항상 대기함으로써 이동국과 기지국간의 통신이 전혀 이루어지지 않는 동안에도 불필요하게 많은 전력을 소모하게 되는 문제점이 있었다. However, the conventional TDD system the repeater is the last stage amplifier, which always consumes a power is supplied to the system of the relay apparatus and, in particular, most power, regardless of the presence between the base station and the mobile station (subscriber) during a repeater-specific functions the power-on had the (pOWER oN) state is always a problem that it consumes a lot of power unnecessarily even while not hold true at all, communication between a mobile station and a base station by air in.

한편 종래의 TDD 방식 중계기는 스위칭 방식에 있어서, 시분할(TDD) 통신의 프레임 구조 중 하향링크 구간의 헤더구간에 순방향 및 역방향의 스위치 절환용 동기데이터(순방향 구간 시간값, 역방향 구간 시간값)가 한꺼번에 실려 있고, 중계기에서 순방향 신호를 항상 모니터링하여 스위치 절환의 동기 타이밍을 제어하고 있으며, 따라서 기지국으로부터 전송되어 오는 공간상에서 환경적 특성에 따른 통신신호의 왜곡 등에 의해 전술한 동기데이터가 누락되거나 훼손(왜곡)되는 경우 적확한 시분할 스위치 절환 동기 타이밍을 놓치는 문제가 발생하며, 따라서 이 경우 원 래의 통신 품질을 안정적으로 보장할 수 없다는 문제점이 있었다. In a conventional TDD system the relay in the switching system, a time division (TDD) frame structure of a forward and a switch switching synchronous data for the reverse direction in the header region of the DL duration of a communication (the forward edge time value, and the reverse edge time value) at the same time listed, and always monitors the downlink signal from the repeater, and to control the synchronization timing of the switch yard, so the synchronous data above by the distortion or the like of a communication signal according to the environmental characteristics are missing in space comes is transmitted from the base station or damaged (distortion ), and precise time-sharing problems misses the switch switching synchronous timing generation, and therefore in this case there is a problem in not being able to guarantee the communication quality of the original stable when.

또한 종래의 TDD 방식 중계기는 스위칭 방식에 있어서, 기지국과 이동국(가입자)간의 통신 유무에 상관 없이 항상 기지국으로부터 전송되는 신호의 동기데이터에 의해 중계장치의 시분할 스위치의 절환이 이루어지고 있으며, 따라서 해당 중계기의 관한 권역 내에 이동국(가입자)의 통신이 없는 경우, 예를 들어 심야의 빌딩이나 지하 또는 외진 시골 지역 등에서도 불필요하게 중계기의 스위치가 지속적으로 작동하게 된다. In addition, in the conventional TDD system the relay switching system, and switching of the time division switch of the relay is achieved by always synchronous data in the signal transmitted from the base station, regardless of the presence between the base station and the mobile station (subscriber), so that the repeater If in the region of the non-communication of the mobile station (subscriber), for example, also not required in the middle of the night, etc. buildings or underground or in remote rural areas it is the switch of the relay to operate continuously. 이로써 물리적 특성상 스위칭 횟수에 의해 수명이 결정되는 중계기 스위치의 수명(운용기간)이 불필요하게 단축되는 커다란 문제점이 있었다. This was a big problem the life (period of operation) of the transfer switch which is a life determined by the physical nature of the switching number of times unnecessarily shortened.

이러한 문제점들을 근원적으로 해결하기 위해서는 기본적으로, 기지국과 이동국간의 통신유무를 정확하게 검출(특히 이동국으로부터의 신호에 의한 업링크 신호의 검출)하고 이를 이용하여 적응적으로 중계기 장치내의 전원 및 스위칭을 제어해야 하나, 시분할(TDD) 중계방식의 기본적인 특성상 도 1에 보여진 TDD 중계기의 안테나(10,14)와 스위치(11,13) 사이에서 입력신호(특히 업링크신호)를 시의적절하게 검출하고 이를 통해 TDD 중계장치의 시스템을 효율적으로 제어할 마땅한 방법이 없었다. In order to solve these problems, the fundamental Basically, the correct communication children between the base station and the mobile station is detected (in particular the detection of the uplink signal by the signal from the mobile station), and use them to control the power supply and the switching in the adaptive repeater device one, time division (TDD) repeater system basic nature also properly detected and through which the time of the input signal (in particular the uplink signal) between the antenna of the TDD repeater shown in the first (10,14) and switch (11,13) of There was no way deserves to effectively control the system of the TDD repeater.

따라서 전술한 문제점들을 모두 해결하기 위한 본 발명의 목적은, TDD방식 중계장치에 있어서, 이동국으로부터의 역방향 및/또는 순방향 입력신호를 지속적으로 체크하고 이에 따라 적응적으로 중계장치 내의 전원 및/또는 시분할 스위칭을 제어함으로써, 안정적이고 효율적이면서도 월등하게 개선된 TDD 방식 중계장치를 제공함에 있다. It is therefore an object of the present invention to solve all of the above-mentioned problems is, TDD scheme according to the relay apparatus, the continuous check on the reverse and / or forward the input signal from the mobile station and thus the power in the relay apparatus is adaptively and / or time division by controlling the switching, stable, efficient and to provide a TDD system the repeater hence improved.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중계장치는, 기지국과 이동국간에 양방향 단일 주파수를 이용하는 시분할(TDD) 방식의 무선통신 중계장치에 있어서, 소정의 안테나를 통한 역방향 입력신호로부터, 중계장치의 서비스 영역내에 있는 이동국의 통신 유무를 판단하기 위한 신호를 검출하는 제 1수단; The relay apparatus of the present invention for achieving the above object is, according to time division (TDD) mode of the radio communication relay apparatus using a two-way single frequency between a base station and a mobile station, a service from the backward input signal through a predetermined antenna, repeater first means for detecting the signal to determine whether or not the communication of the mobile station in the area; 및 상기 이동국의 통신 유무에 따라 중계장치 내의 시분할 스위칭수단 및/또는 전원공급수단의 동작을 유기적으로 제어하는 제 2수단을 포함하여 이루어진다. And it comprises a second means for organically controlling a time-division switching means and / or operation of the power supply means in the communication relay apparatus according to the presence or absence of the mobile station.

여기서, 상기 제 1수단은, 안테나로부터의 역방향 입력신호를 커플링하는 제 1커플러; The first means includes a first coupler for coupling the reverse input signal from the antenna; 상기 제 1커플러로부터의 출력신호중 소정 기준레벨 이상의 신호는 차단시키고, 상기 기준레벨 미만의 신호는 통과시키는 제 1신호리미터; A first limiter signal to output sinhojung than a predetermined reference level signal from the first coupler block and a signal less than the reference level passes through; 및 상기 제 1신호리미터를 통과한 신호의 세기를 검출하여 출력하는 제 1전력검출기를 포함하여 이루어지며, 상기 제 2수단은, 상기 제 1전력검출기로부터의 검출신호를 분석하여 상기 영역내에서 이동국의 통신 유무를 판단하고, 그 판단결과에 따라 중계장치 내의 시분할 스위칭수단 및/또는 신호증폭수단의 동작상태를 유기적으로 제어하는 제어수단으로 이루어지는 것이 바람직하다. And it is made including a first power detector for the first signal limiter is detected by outputting the intensity of a signal that has passed through said second means, by analyzing the detection signal from the first power detector in said area mobile stations determining the presence or absence of the communication, and may be made of a time division switching means and / or control means for organically controlling the operating state of the signal amplifying means in the repeater according to the determination result.

여기서, 본 발명에 따른 중계장치는, 소정의 안테나를 통한 순방향 입력신호를 커플링 하는 제 2커플러; Here, the relay device according to the invention, a second coupler for coupling the forward input signal through a predetermined antenna; 상기 제 2커플러로부터의 출력신호중 소정 기준레벨 이상의 신호는 차단시키고, 상기 기준레벨 미만의 신호는 통과시키는 제 2신호리미터; The second limiter signal to output sinhojung than a predetermined reference level signal from the second coupler block and a signal less than the reference level passes through; 및 상기 제 2호리미터를 통과한 신호를 분석하여 동기신호를 검출하고 이를 상기 제 2수단으로 출력하는 동기신호획득부를 더 포함하여 이루어지며, 상기 제 2수 단은, 상기 동기신호획득부에서 검출된 동기신호에 따라 동기신호를 미세하게 보정하고, 그 결과에 따라 상기 중계장치 내의 시분할 스위칭 수단의 스위칭 시간을 제어하는 기능을 더 수행하는 것이 바람직하다. And the second leg is made by analyzing the signal passing through the meter to detect a synchronization signal and to include it more parts of synchronization acquisition signal for outputting said second means, said second number of stages, detected by the sync signal obtaining unit finely correct the synchronization signal according to the synchronization signal, it is preferable to further perform the function of controlling the switching time of the time-division switching unit in the relay apparatus based on the result.

이하, 첨부한 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 TDD 방식의 시스템에서 전력소모 최소화와 운용기간을 연장시킨 중계장치의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. It will be described in detail in the following, a preferred embodiment of which extend a minimal power consumption and operating time period in the TDD scheme, the system according to the present invention with reference to the attached Fig. 3 to 5 repeater.

먼저, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른, 중계기 내부에 이중경로를 갖는 시분할(TDD) 중계기의 구성을 보여주는 구성도로서, 중계기 내부의 순방향 신호증폭수단과 역방향 신호증폭수단이 개별적으로 병렬로 구성되고, 동기신호에 의해 순방향 또는 역방향 신호증폭수단의 신호처리계통의 시분할 스위칭이 이루어진다. First, Figure 3 is a first preferred embodiment, the internal repeater according to the example configuration showing the configuration of a time division (TDD) repeater having a dual-path also, within the repeater forward signal amplifying means and reverse signal amplifying means of the present invention individually and configured in parallel, by the synchronizing signal is made time-division switching of the signal processing system in a forward or reverse signal amplifying means. 그리고 도 4는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른, 중계기 내부에 단일경로를 갖는 시분할(TDD) 중계기의 구성을 보여주는 구성도로서, 순방향 신호증폭수단 및 역방향 신호증폭수단이 겸용으로 된 양방향 신호증폭수단으로 구성되고, 전단과 후단에 연결된 시분할 스위칭수단이 직렬로 하나씩 더 추가 연결됨으로써 시분할 동기신호에 의해 역방향 및 순방향 신호증폭의 처리가 이루어진다. And Figure 4 is a time division (TDD) as a configuration showing a configuration of a repeater also, the forward signal amplifying means and reverse signal amplifying means is to combine a two-way signal Preferred claim having a single path, inside the repeater according to the second embodiment of the present invention is composed of the amplification means, the processing takes place in the reverse direction and forward the signal amplified by a time division synchronous signal being a time division switching means connected to the front end and the rear end, one more more connected in series.

여기서, 도 3과 도 4 중계장치의 내부 신호증폭수단의 병렬구성 및 직렬 구성 방식과 그 신호처리 및 제어 방식은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 잘 이해될 것이므로 상세한 설명을 생략한다. Here, FIG. 3 and a parallel configuration and a series configuration method and the signal processing and control method of the internal signal amplifying means in Fig repeater is because it will be well understood to those skilled in the art and detailed description thereof will not be given. 그러므로, 이하에서는 편의상 도 3 및 도 4 실시예들을 하나로 묶어서 설명하기로 하며, 본 발명의 기술적 사상에 따라 추가 또는 변형되는 시스템 구성들 및 그 신호처리 방식과 유기적 제어방 법에 대해서만 간략히 설명한다. Therefore, hereinafter, it is described by binding to exemplary for convenience 3 and 4 for example, to one, and the system configuration that is added or modified in accordance with the spirit of the present invention and will be described briefly only in the signal processing method and organically control method.

도 3과 도 4에 보여진 본 발명에 따른 TDD 중계장치는 순방향 입력 신호를 커플링 하기위한 커플러(213,312)와, 역방향 입력 신호를 커플링하기 위한 커플러(214,313)와, 역방향의 중계기 출력신호를 종결(Termination)시키기 위한 신호 리미터(Limiter; 206,307)와, 순방향 중계기 출력신호를 종결시키기 위한 신호 리미터(212,311)와, 순방향 입력신호에서 스위치 절체 동기를 검출하기 위한 동기신호획득부(207,308)와, 역방향 입력신호에서 중계기의 휴면상태(Sleep mode)를 동작시키기 위해 역방향 신호 유무를 검출하기 위한 전력검출기(212,312)와, 동기신호획득부(207,308)와 전력검출기(212,312)에서 얻어진 데이터(Data)를 바탕으로 중계기 전체 상태를 감시하고 제어하는 제어부(210,309)와, 제어부(210,309)에 보내진 절체(스위칭) 신호에 따라 순방향 신호와 역방향 신호에 간섭이 3 and TDD repeater according to the invention shown in Figure 4 and a coupler (213 312) and a coupler (214 313) for coupling the reverse input signal for coupling the forward input signal, closing a relay output signal from the reverse (termination) signal limiter for (limiter; 206,307) and, with the forward repeater output signal signal limiter (212 311) for termination to, and the synchronizing signal obtaining section (207 308) for detecting a switch switching the synchronization in the forward input signal, the reverse sleep status of the transfer from the input signal (sleep mode), the power detector (212 312) for detecting the reverse signal whether or not to operate, and obtains the synchronization signal section (207 308) and based on the data (data) obtained by the power detector (212 312) and a control unit (210 309) to monitor and control the overall state repeater, in accordance with switching (switching) signal is sent to the control unit (210 309) the interference to the forward signal and reverse signal 생하지 않게 적절히 절체 동작을 하는 스위치(201,204,301,302,304,305)와, 순방향 신호를 저잡음 증폭하고 필터링하여 송출하는 순방향신호증폭기(202)와, 역방향 신호를 처리하는 역방향신호증폭기(208)와, 스위치(301,302,304,305)의 절체에 따라 양방향 신호를 처리하는 양방향신호증폭기(303)로 이루어지며, 필요시 전원의 차단과 공급량 조절을 위한 수단(미도시)을 포함할 수 있다. And it does not generate the switch (201204301302304305), as appropriate for the switching operation of the forward-signal amplifier 202, and a reverse signal amplifier 208 that processes the backward signal, the switches (301 302 304 305) for sending out the low noise amplifier and filter the forward signal made of a two-way signal amplifier 303, which processes the signal in accordance with a two-way switching, it can include means (not shown) when the block and the supply control of the power required.

이와 같이 구성되어진 본 발명 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. When explaining the operation of the device of the present invention it has been configured in this manner as follows.

순방향 입력신호의 처리 경로에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 도 3과 도 4에 보여진 TDD 중계장치는, 기지국측 안테나(200,300)로부터 수신된 순방향 입력 신호는 커플러(Coupler;213,312)를 통하여 신호 커플링(Coupling)하여 동기신호획득부(207,308)로 전달되어지며, 동기신호획득부(207,308)는 이 신호를 분석하여 스위치(201,204,301,302,304,305) 절체를 위한 동기와 입력 신호의 세기를 검출한다. In the processing path of the forward input signal, TDD repeater is the forward input signal received from the base station side antenna (200 300) shown in the preferred embodiments 3 and 4 according to the embodiment of the present invention includes a coupler; a (Coupler 213,312) through signal coupling it becomes the (coupling) and transmitted to the sync signal obtaining section (207 308), the sync signal obtaining section (207 308) will analyze the signal to detect the intensity of the synchronization with the input signal for the switch (201204301302304305) switching. 이러한 검출 과정은 스위치(201,301) 전단에 커플러(213,312)가 위치하여 스위치(201,301)의 절체 동작과 관계 없이 항상 기지국 순방향 신호를 검출할 수 있는 것이 특징이다. This detection process is characterized by that to the coupler (213 312) located in the switch (201 301), the front end can always detect the base station downlink signal regardless of the switching operation of the switch (201 301). 만일 스위치(201,204,301,302,304,305)가 역방향 경로(208)로 절체되면 커플러(213,312) 주경로(Main Path)에는 고전력의 전계강도가 존재하게 되므로 역방향 경로에 대하여 커플러(213,312)를 통하여 동기신호획득부로 전송되는 포트(Port)는 격리포트(Isolation Port)로 전환되지만 커플링 포트(Coupling Port) 대비 약 20dB 이상의 감쇠가 되어 동기검출기(207,308)로 보내어지는 신호의 세기는 무선으로 수신된 순방향 입력 신호에 비하여 약 30dB 이상 높은 신호로 전송되어지므로 이 신호는 동기신호획득부(207,308)까지 전송되어지지 못하고 신호리미터(206,307)에 의해 그라운드로 종결(termination)(차단)되어지지만, 역방향 신호에 비해 현격히 낮은 저전력의 순방향의 신호는 신호리미터(206,307)를 동작(Turn on)시키지 못하므로 그 신호의 세기는 그대로 동기신호획득부(207,308)로 보내어지 Ten thousand and one switch when the (201204301302304305), the switching to the reverse path 208, a coupler (213 312) main path (Main Path), a loose to the field intensity of the high-power presence port is transferred to the obtained synchronization signal via a coupler (213 312) for the reverse path (port) is a case report (Isolation port) to transition, but the coupling port (coupling port) compared to about strength of a signal to be sent is an attenuation than 20dB in a synchronous detector (207 308) is about 30dB compared to the forward input signal received over the air or more so it is sent to a high signal the signal of, but is terminated (termination) (blocked) to the ground by not supporting the transmission to acquire the synchronization signal section (207 308) the signal limiter (206 307), significantly lower than the uplink signal low forward the signal is not sent to the signal limiter (206 307) the operation (Turn on) can not because the intensity of the signal as the synchronization signal obtaining section (207 308) not 고, 동기신호획득부(207,308)는 수신된 저전력의 순방향 신호를 적당한 레벨로 증폭하여 미리 설정된 알고리즘 또는 로직에 의해 디지털 프로세스(Digital process)를 수행하여 스위치(201,214,301,302,304,305) 절체에 필요한 동기를 검출하여 이를 제어부(210,309)로 보내고, 제어부(210.309)에서는 수신된 신호를 스위치 절체의 제어에 필요한 신호로 변환하고, 도 2의 순방향과 역방향 사이에 존재하는 TTG(101,105)와 RTG(103,107)의 보호대역(GI:Guard Interval,101,105,103,107)내에서 양방향의 신호에 간섭이 발생하지 않게 시분할 스위치의 절체가 수행되도록 수 마이크로 초(micro second) 간격의 미세 스위칭시간 보정 기능을 갖도록 설정된다. And a synchronous signal obtaining section (207 308) is to perform a digital process (Digital process) by means of an algorithm or a logic predetermined by amplifying a forward signal of the received low power to a suitable level by detecting the synchronization required for the switch (201214301302304305), switching them sending to the control unit (210 309), the control unit (210.309) converts the received signal into a signal required for the control of the switch transfer, and for protection of the TTG (101,105) and RTG (103,107) that exists between the forward and reverse direction of the second band ( GI: Guard interval, 101,105,103,107) is set so that interference does not occur in the signals in two-way can be performed such that the switching of the time-divisional switches have a micro-switch time correction of microseconds (micro second) intervals within. 일예를 들면, 순방향신호의 왜곡으로 일정 구간에서 동기타이밍이 누락되는 경우, 누락시점으로부터 전후 시점의 일정구간 동기값들을 참조하여 의사동기값을 산출하고 그에 따라 동기제어를 행하거나, 입력된 동기타이밍의 패턴이 기존과 달라지는 경우, 미세한 딜레이타임을 설정하여 왜곡을 보정함으로써 원래의 동기타이밍에 근접하도록 시분할 스위칭의 동기타이밍을 보정할 수 있다. Examples For example, if the synchronization timing is missing from a predetermined period with a strain of the forward signal, with reference to a predetermined period with synchronization values ​​before and after the point in time from the missing time calculates the pseudo-sync value and performing the synchronization control according thereto, or the inputted synchronization timing If the pattern is varied with the existing, it is possible to correct the synchronization timing of the time division switching as close to the original synchronization timing by correcting the distortion by setting the fine delay time.

역방향 입력신호의 처리 경로에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 도 3과 도 4에 보여진 TDD 중계장치는, 이동국으로부터 송출된 역방향 신호는 이동국측 안테나(205,306)로 수신되며, 이렇게 중계기에 수신된 역방향 입력 신호는 커플러(214,313)를 통과하여 역방향 증폭기(208,303)로 전달되며, 이 과정에서 역방향 입력신호는 커플러(214,313)의 커플링 포트를 통해 입력 신호의 일부가 전력검출기(211,310)로 전달되며, 신호리미터(212, 311)는 외부의 저주파 역방향 입력신호만을 통과시키고 회로내에서 역류하는 고주파레벨 신호는 차단하는 특성을 갖는다. In the processing path for the backward input signal, TDD repeater shown in FIGS. 3 and 4 in accordance with a preferred embodiment of the invention, the uplink signal transmitted from the mobile station is received by the mobile station-side antenna (205 306), in this repeater the received reverse input signal passes through a coupler (214 313) is transmitted as a reverse amplifier (208 303), in this process, the reverse input signal has a power detector (211 310) part of the input signal through the coupling port of the coupler (214 313) from transmission and a signal limiter (212, 311) has the property to pass through only a low frequency external reverse input signals and blocking the high frequency signal level from flowing back in the circuit. 전력검출기(211,310)는 역방향의 신호의 세기를 검출하여 이것을 제어부(210,309)로 전달하며, 제어부(210,309)는 이 신호의 감시를 통해 중계기의 서비스 영역에 역방향 통신 신호의 유무를 판단하며, 일정 시간동안 임계값 이하의 역방향 입력 신호가 검출되면 제어부(210,309)는 시분할 스위치(201,214,301,302,304,305)와 양방향 증폭부(202,208,303)의 동작을 멈추거나 간헐적으로 동작하게 하여 (Sleep mode) 중계기의 운용기간(Life time)을 연장시킬 수 있으며 전력소모를 줄일 수 있게 한다. The power detector (211 310) is, and passes it to detect the intensity of the uplink signal to the control unit (210 309), the controller (210 309) is a determination whether or not the reverse communication signal in a service area of ​​a repeater through the monitoring of the signal, a predetermined time while if the reverse input signal of less than or equal to the threshold value detection control unit (210 309) is a time-division switch to stop the operation of the (201214301302304305) and the bi-directional amplifier section (202 208 303), or to intermittently operate (Sleep mode) operation period of the repeater (Life time) to be extended and should be able to reduce the power consumption. 여기서, 슬립(휴면)모드는 역방향신호를 감시하여 이동국과 기지국간에 통신이 없는 것으로 판단되는 경우, 시스템 증폭수단의 전원 및/또는 시분할 스위칭수단을 슬립(휴면)상태가 되도록 제어하는 개념으로 정의하여 사용하기로 하며, 전원공급을 차단하거나 간헐적으로 동작하도록 필요한 중계기 시스템 및 사양 조건에 따라 적절히 조절하여 세팅할 수 있다. Here, the sleep (sleep) mode is defined as a concept of controlling so that when it is determined that there is no communication between the mobile station and the base station monitors the uplink signal, power and / or a sleep (sleep) for time division switching means of the system amplifying means conditions to use, and can be appropriately set depending on the repeater system control and specification conditions required to block or to act intermittently on the power supply.

따라서, 본 발명에 따른 TDD 방식 중계기는 중계기의 서비스 영역에 내에서 일정시간 동안 역방향 신호가 존재하지 않을 경우, 중계기의 가장 많은 전력을 소모하는 최종단 증폭기의 전원을 차단하고 시분할 스위치의 동작을 정지시킨 상태에서 역방향의 신호를 감지하여 신호가 존재할 경우 중계기의 모든 동작을 정상 상태로 복원시킬 수 있다. Thus, TDD way repeater according to the present invention, when there is not a reverse signal is present for a period of time within a service area of ​​the repeater, cuts off power to the final-stage amplifier which consumes the most power of the repeater, and stops the operation of the time-division switch If the signal is present by detecting the signal of the reverse in a state it is possible to restore all the operations of the repeater to the normal state.

그러므로 본 발명에 따른 중계장치는, 시분할 방식의 중계기에서 스위치의 절체 동작과 관계없이 항상 양방향의 입력 신호를 수신하여 지속적으로 감시하면서, 순방향 입력 신호로부터는 스위치의 절체 시간을 획득하여 동기신호의 미세조정을 통해 동기의 안정화를 도모하고, 역방향 입력 신호로부터는 중계기의 서비스 영역에 있는 이동국의 통신 유무를 판단하여 통신이 없는 경우에는 중계기가 휴면상태(Sleep mode)가 되도록 제어하며, 이러한 중계기의 휴면상태는 소모 전력을 감소시킬 수 있고, 또한 스위치의 동작을 최소화하여 중계기의 운용 기간을 획기적으로 연장할 수 있게하는 효과를 제공한다. Therefore, the relay apparatus according to the present invention, the fine of the synchronization signal, while continuously monitoring and always receives an input signal of a two-way in a time division manner the repeater regardless of the switching operation of the switch, from the forward input signal to obtain a switching time of the switch stabilized in synchronization with the adjustment, from the reverse input signal if it is determined to communicate the presence or absence of mobile stations in the service area of ​​the repeater no communication, and the repeater is controlled so as to sleep (sleep mode), a sleep of such repeaters state can reduce the consumed electric power, and also provide an effect that allows to minimize the operation of the switch can significantly extend the operating period of the repeater.

도 5는 본 발명에 따른 도 3 또는 도 4의 장치에 채용되는 신호리미터의 바 람직한 구현예를 보여주는 회로구성도로서, 본 발명에 채용되는 신호리미터(206,212,307,311)는 동기신호획득부(207,308)와 전력검출기(211,310)의 입력단을 보호하며, 안테나로부터 유입되는 신호를 적절히 검출하고자 사용하는 부품이다. 5 is a circuit showing a bar one desirable embodiment of the signal limiter is employed in the apparatus of Fig. 3 or 4 according to the invention block diagram, the signal limiter (206 212 307 311) have obtained a synchronization signal section (207 308) is employed in the present invention and it protects the input terminal of the power detector (211 310), the parts to be used to detect the signal coming from the antenna appropriately. 이것을 구현하기 위해서는 PIN 다이오드 또는 리미터 다이오드를 사용하여 구현 할 수 있으며, 도 5와 같이 구현된 신호리미터의 특성은 고전력의 신호는 높은 감쇄를 일으키고, 저전력의 신호는 수dB 이하의 감쇄가 발생하도록 구현한다. In order to implement this can be implemented by using a PIN diode or a limiter diode, the properties of the signal limiter implemented as shown in Figure 5 is the signal of the high-power is causing a high attenuation, arranged to signal the low power is the attenuation in dB below Occurrences do. 이러한 신호 리미터는 동기신호획득부와 전력검출기의 보호를 위해 빠른 응답 속도를 가지도록 해야 하므로 다이오드를 동작시키는 외부 전원을 가하지 않고, 고전력의 신호가 다이오드를 스스로 동작하도록 구현 한다. This signal limiter, so need to have a fast response time for the protection of the synchronizing signal obtaining unit and the power detector without applying external power for operating a diode and implements a high-power signal to operate the diode itself. 도 5에 보여진 구현예들은 이러한 동작이 가능하도록 구성된 몇가지 회로 구성도들을 도시하였다. Implementation shown in Figure 5 for example, have shown some degree of circuit configuration is configured to allow for such operation.

한편, 본 발명의 시분할 스위치 대신에 대역통과필터, 예를 특정 기준레벨의 이하의 저주파 대역 신호만을 통과시키게 할 수도 있고, 특정 주파수 대역의 신호만을 통과하게 할 수도 있으며, 이는 세부적인 TDD 중계기의 사양 및 조건에 따라 결정가능하다. On the other hand, a band-pass filter, for example, instead of the time-division switch of the present invention may be thereby passing only the low-frequency signals below a certain reference level, it may be passed through only the signal of a specific frequency band, which is the specification of the detailed TDD repeater and it can be determined according to the condition. 마찬가지로 시분할 스위치 또는 대역통과필터 대신에 써큘레이터(CIRCULATOR)로도 대체 가능하며, 이처럼 전체 시스템 구성상 시분할 스위치 대신에 대역통과필터나 써큘레이터로 대체되더라도, 본 발명에 기술적 사상이 적용되는 시스템도 본 발명의 기술범위내에 속함은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하게 이해될 것이므로 상세한 설명을 생략한다. Similarly, the time division switch, or can be replaced also circulator (CIRCULATOR) in place of the band-pass filter, and thus, even if replaced by the overall system configuration the time-division switch, instead of the band-pass filter or circulator, the system to which the technical spirit applicable to the present invention the invention of belongs within the skill is because it will be understood apparent to those of ordinary skill in the art and detailed description thereof will not be given.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 도 3 및 도 4의 중계장치에서는 순방향 커플러 및 역커플러들의 연결 위치가 안테나와 시분할 스위치 사이에 연결 되었으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 스위치와 증폭수단 사이에 설치되도록 변형 설계할 수도 있다. Further, in the relay device of Fig. 3 and 4 in accordance with a preferred embodiment of the present invention, but the connection position of the forward coupler and a station coupler connected between the antenna and the time-division switch, a switch may be made without departing from the scope of the invention and it may be designed such that deformation provided between the amplifying means.

한편, 전술한 본 발명의 기술적 사상 및 바람직한 실시예들에 기초하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 언급되지 않은 다양한 변형 실시예들 및 구현예들이 가능함은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하게 이해될 것이다. On the other hand, apparent to those of ordinary skill in the art various modifications carried out are not mentioned in the technical scope of the present invention based on the technical idea and the preferred embodiment of the present invention herein before described embodiments and implementations are possible it will be appreciated.

본 발명에 따른 TDD방식 중계장치는 순방향 입력신호로부터 시분할 스위치의 정확한 동기타이밍을 획득하고, 역방향 입력 신호로부터 중계기의 서비스영역에 있는 이동국의 통신 유무를 판단하여 중계기가 휴면상태(Sleep mode)가 될 수 있도록 하며, 따라서 시분할 스위치의 수명을 연장시키고, 전력소모를 최소화시키며, 동기타이밍을 안정화시키는 효과를 제공한다. TDD way repeater according to the present invention, the repeater determines the communication whether or not the MS is in the service area of ​​a repeater from the backward input signal to obtain a correct synchronization timing, and the time-division switch from the forward input signal to be to sleep (Sleep mode) to make, and thus prolong the life of the time-divisional switches, it minimizes power consumption, and provides an effect of stabilizing the synchronization timing.

구체적으로는, TDD 무선통신 방식의 중계기에서 스위치의 운용기간(Life time)을 연장시키며, 도 2에서 도시한 것과 같이 WiBro(휴대인터넷) 시스템의 경우 프레임의 주기(108)는 5 밀리 초(milli second)이므로 TDD 중계기의 스위치가 1초에 400회 동작하게 하여 시분할 스위칭 횟수에 의해 운용기간이 결정되는 스위치의 특성을 보완하여 스위치의 수명 및 중계기의 운용기간(life time)을 크게 연장하게 한다. Specifically, TDD extends the wireless communication system operating period (Life time) of the switch in the repeater, as in Fig from 2 WiBro (mobile Internet) period 108 of the case of the system frame is 5 ms (milli second) and because it is the switch of the TDD repeater operates 400 times a second complement the characteristics of the switch that determine the operating period by time division switching number of times to be greatly extend the operational periods of the lifetime and the repeater of the switch (life time). 또한 본 발명은 TDD 방식의 중계기에서 일정시간 동안 중계기 역방향의 신호가 없을 때 중계기 구성요소들(부품)의 상당부분 또는 일부의 동작을 중지 또는 간헐적으로 작동시킴으로써 중계기의 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있게 한다. Also enables the invention to reduce the power consumption of the repeater significantly by operating a substantial part or some of the operating of the relay component (part) in the absence of a repeater reverse direction for a certain period of time, the TDD scheme, the repeater signal to stop or intermittent do. 또한 본 발명은 TDD 방식의 중계기에서 스위치의 절체와 작동 중지에 관계없이 항상 순방향의 신호를 수신할 수 있게 하여, 안정된 스위칭 동기의 검출을 수행할 수있게 한다. In another aspect, the present invention is to always be able to receive signals of a forward, regardless of the switching operation and the stop of the switch in the TDD repeater system, makes it possible to perform stable detection of the switching period. 또한 본 발명은 TDD 방식의 중계기에서 제어부가 동기신호획득부에서 얻어진 동기의 기준시간을 미세 보정할 수 있는 기능을 갖추어 양방향 신호의 손실과 간섭이 발생하지 않도록 제어가능할 수 있게 하는 효과를 제공한다. In another aspect, the present invention provides the effect that enables equipped with the ability to fine-correcting the reference time for the synchronization obtained from the control unit acquires the synchronization signal portion in the TDD scheme, the repeater can be controlled to avoid the loss and the interference of two-way signals.

Claims (3)

  1. 기지국과 이동국간에 양방향 단일 주파수를 이용하는 시분할(TDD) 방식의 무선통신 중계장치에 있어서, With time division (TDD) mode of the radio communication relay apparatus using a two-way single frequency between a base station and a mobile station,
    소정의 안테나를 통한 역방향 입력신호로부터, 중계장치의 서비스 영역내에 있는 이동국의 통신 유무를 판단하기 위한 신호를 검출하는 제 1수단; From the backward input signal through a predetermined antenna, the first means for detecting a signal for determining whether or not communication of a mobile station within the service area of ​​the relay apparatus; And
    상기 이동국의 통신 유무에 따라 중계장치 내의 시분할 스위칭수단 및/또는 전원공급수단의 동작을 유기적으로 제어하는 제 2수단을 포함하는, 시분할(TDD) 방식의 무선통신 중계장치. Time division switch means and / or time division (TDD) scheme in a wireless communication relay device, second means for organically controlling the operation of the power supply means in the communication relay apparatus according to the presence or absence of the mobile station.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제 1수단은, 안테나로부터의 역방향 입력신호를 커플링하는 제 1커플러; A first coupler to said first means, coupled to the reverse input signal from the antenna; 상기 제 1커플러로부터의 출력신호중 소정 기준레벨 이상의 신호는 차단시키고, 상기 기준레벨 미만의 신호는 통과시키는 제 1신호리미터; A first limiter signal to output sinhojung than a predetermined reference level signal from the first coupler block and a signal less than the reference level passes through; 및 상기 제 1신호리미터를 통과한 신호의 세기를 검출하여 출력하는 제 1전력검출기를 포함하여 이루어지며, And it is made to include a first power detector for detecting the output intensity of the signal passing through the first limiter signal,
    상기 제 2수단은, 상기 제 1전력검출기로부터의 검출신호를 분석하여 상기 영역내에서 이동국의 통신 유무를 판단하고, 그 판단결과에 따라 중계장치 내의 시분할 스위칭수단 및/또는 신호증폭수단의 동작상태를 유기적으로 제어하는 제어수단으로 이루어짐을 특징으로 하는, 시분할(TDD) 방식의 무선통신 중계장치. The second means, the operation of the time division switching means and / or signal amplification means in the first power analysis, the detection signal from the detector determines the communication whether or not the mobile station within the area, the relay according to the judgment unit status a time division (TDD) mode of the radio communication repeater, which is characterized by an organic constituted by any control means for controlling the.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, According to claim 1 or 2,
    소정의 안테나를 통한 순방향 입력신호를 커플링 하는 제 2커플러; A second coupler for coupling the forward input signal through a predetermined antenna; 상기 제 2커플러로부터의 출력신호중 소정 기준레벨 이상의 신호는 차단시키고, 상기 기준레벨 미만의 신호는 통과시키는 제 2신호리미터; The second limiter signal to output sinhojung than a predetermined reference level signal from the second coupler block and a signal less than the reference level passes through; 및 상기 제 2호리미터를 통과한 신호를 분석하여 동기신호를 검출하고 이를 상기 제 2수단으로 출력하는 동기신호획득부를 포함하여 이루어지며, And it is made to include the second leg a signal passed through the analysis meter to detect a synchronization signal and obtain this synchronization signal to the output means in a second part,
    상기 제 2수단은, 상기 동기신호획득부에서 검출된 동기신호에 따라 동기신호를 미세하게 보정하고, 그 결과에 따라 상기 중계장치 내의 시분할 스위칭 수단의 스위칭 시간을 제어하는 기능을 더 수행함을 특징으로 하는, 시분할(TDD) 방식의 무선통신 중계장치. It said second means is characterized by further performing the function of controlling the switching time of the time-division switching unit in the synchronous signal, and finely correcting the synchronizing signal in accordance with the synchronization signal detected by the acquisition unit, the relay according to the result of device time division (TDD) mode of the radio communication repeater, which.
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