KR20070010464A

KR20070010464A - 마이크로웨이브 중계기 시스템 및 그 중계기간의주파수동기제어방법

Info

Publication number: KR20070010464A
Application number: KR1020050065052A
Authority: KR
Inventors: 김영식; 박경태; 김환의
Original assignee: (주)래디오빌
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2007-01-24

Abstract

본 발명은 마이크로웨이브 중계기 시스템에 관한 것으로써, 더 상세하게는 중계기에 구성되는 마스터ODU(Out-door unit)와 슬레이브ODU의 주파수동기화를 위한 시스템 및 방법에 대한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 슬레이브ODU와 마이크로웨이브신호를 송수신하는 마스터ODU와슬레이브ODU의 기준주파수발진기 역할을 하며 마스터ODU와 주파수동기화 되도록 기준클락를 발생시키는 슬레이브발진기와, 마스터ODU와 슬레이브ODU의 주파수를 동기시키기 위한 주파수제어를 수행하며, 슬레이브발진기를 제어하는 AFC콘트롤러와, 마스터ODU로부터 전송된 주파수와 상기 슬레이브발진기에서 발생된 주파수를 측정하는 카운터로 구성되는 슬레이브ODU로 구성되는 중계기시스템이 제공된다.또한 IDU(In-door unit)로부터 시스템상태조회를 요청받아 마스터ODU와 슬레이브ODU간 제어데이터를 송수신하여 주파수동기화가 이루어지면 요청메시지를 전송 또는 수신받아 처리하는 과정이 수행된다.

이에 따라, 정기적으로 프리엠블(파이롯)을 이용하여 전체 시스템 주파수 안정도 특성을 정확하고 정밀하게 유지하는 것이 가능하다.

마이크로웨이브, 극초단파, 중계기, AFC, 아웃도어유니트

Description

마이크로웨이브 중계기 시스템 및 그 중계기간의 주파수동기제어방법{Microwave link system and method for controling frequency synchronization between the same}

도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 중계기시스템에서 마스터ODU(Out-door unit)블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 중계기 시스템에서 슬레이브ODU블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터-슬레이브ODU간 제어흐름을 보여주는 블럭도이다.

도 4는 본 발명에 따른 마스터-슬레이브ODU간 신호제어를 보여주는 시퀀스도이다.

도 5는 본 발명에 따른 마스터-슬레이브ODU간 주파수동기화과정을 보여주는 순서도이다.

본 발명은 마이크로웨이브 중계기시스템에 관한 것으로써, 더 상세하게는 중 계기에 구성되는 마스터ODU와 슬레이브ODU의 주파수동기화를 위한 시스템 및 방법에 대한 것이다.

일반적으로 무선통신시스템은 서비스지역을 여러 개의 셀(cell)로 나누어 서비스를 제공한다. 이를 위해 각 셀마다에는 기지국이 구성된다. 따라서, 이러한 셀방식에 있어서 기지국에 의하여 주파수 재사용도를 높이는 방식이 가능했다.

그러나, 서비스지역 중에는 흔히 산, 건물 또는 터널 등과 같은 장애물이 있게 되면, 이로 인하여 수신신호의 강도가 약해지고 통신 품질이 떨어지는 전파음영지역(dead zone)이 존재하게 된다. 이와같이, 장애물에 의하여 통화 품질이 극히 나쁘거나 통화가 불가능한 지역에는 중계기(link 또는 repeater라 고도 함)를 설치하여 주파수를 기지국과 동일하게 함으로써 통화를 가능하게 한다.

이러한 중계기로는 광섬유를 이용한 광중계기, RF(Radio-frequency)중계기, 마이크로웨이브중계기 등이 이용된다. 이중 마이크로웨이브중계기만을 설명하면, 마이크로웨이브중계기는 기지국에서 연결된 RF 신호 대역의 주파수(예:CELLULAR, PCS, IMT2000, WIBRO등)를 중계기의 RF유니트에서 적정한 레벨로 조절한 후 마스터 ODU(마이크로웨이브 UNIT)로 전달한다. 물론, 이때 주파수 상향 변환을 통해 마이크로웨이브 주파수(수 십 GHz 주파수)로 변환된다.

변환 상향된 마이크로웨이브 신호는 직진성이 향상되므로 이를 이용하여 마이크로웨이브 파라볼라 안테나를 통해 마스터 ODU와 슬레이브 ODU간 마이크로웨이브신호를 전송한다. 따라서 주파수하향변환을 통해 마이크로웨이브 신호를 RF신호로 변환한 뒤 적절한 신호레벨로 조정하여 서비스안테나를 통해 음영지역의 가입자 에게 서비스하게 된다.

따라서 마이크로웨이브중계는 LOS(Line of Sight)가 형성되는 모든 지점에 적용가능하고, 유선연결이 힘든 산악지대나 섬 등에 설치가 용이하며 유선 임대료 없이 사용가능한 특징이 있다.

그런데, 이러한 종래의 마이크로웨이브중계기는 마스터와 슬레이브간 주파수동기화를 위해 중계기 각각의 기준발진기 안정도만을 유지하여 주파수 안정도를 꾀하였다. 따라서, 한쪽 중계기에서 기준 발진기의 안정성이 떨어지면 전체 시스템 주파수 동기가 악화되었다. 이에따라, 지터(Jitter)와 같은 노이즈가 발생하여 통화품질이 떨어지는 문제점이 발생하였다.

또한, 또한, AFC(automatic frequency control)를 위해 파일럿(Pilot) 신호를 Microwave 송수신신호 통과대역 내의 사용주파수대역을 점유함으로써 사용할 수 있는 송수신 대역이 줄어, 주파수효율이 떨어지는 현상이 있다

이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 전체 시스템에 주파수동기가 안정되도록 하는 마이크로웨이브 중계기시스템과 그 중계기간의 주파수동기방법을 제안하는 데 그 목적을 두고 있다.

또한, 데이터통신에 이용된 캐리어(Carrier)신호와 AFC(automatic frequency control)를 위한 파이럿(Pilot)신호를 한 신호로 사용이 가능하도록 하는 마이크로웨이브 중계기시스템과 그 중계기간의 주파수동기방법을 제안하는 데 다른 목적을 두고 있다.

상기 목적을 이루기 위하여 본 발명은, 마스터ODU를 제어하고, 마스터IDU와 FSK(Frequency shift keying)통신을 제어하며, 슬레이브ODU와 ASK(Amplitude shift keying)통신을 하며 슬레이브ODU와 주파수동기를 수행하는 마스터제어부와, 마스터IDU에서 상태조회시 마스터IDU와 마스터ODU간 제어데이터통신에 사용되는 FSK변복조기와, 진폭변조를 이용하여 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 제어데이터를 송신하는 ASK송신부와, 진폭변조를 이용하여 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 제어데이터를 수신하는 ASK수신부와, 마스터ODU의 기준주파수발진기 역할을 하며 슬레이브ODU와 주파수동기화되도록 기준클락을 발생시키는 마스터발진기로 구성되며, 슬레이브ODU와 마이크로웨이브신호를 송수신하는 마스터ODU를 포함하여 이루어지는 마이크웨이브 중계기시스템을 제공한다. 여기서 제어데이터는 상태조회 및 제어를 위한 데이터로써 써비스데이터(음성, 문자데이터 등을 말함)와 구분된다. 이하 설명에서 제어데이터는 상술한 의미인 상태조회 및 제어를 위한 데이터임에 유의해야할 필요가 있다. 또한 제어데이터와 제어데이터신호를 혼용하고 있으나 이는 동일한 내용임을 의미한다.

이 중계기시스템에는, 슬레이브ODU를 제어하고, 슬레이브IDU와 FSK통신을 제어하며, 마스터ODU와 ASK통신을 하며 마스터ODU와 주파수동기를 수행하는 슬레이브제어부와, 슬레이브IDU에서 상태조회시 슬레이브IDU와 슬레이브ODU간 제어데이터통신에 사용되는 FSK변복조기와, 진폭변조를 이용하여 슬레이브ODU와 마스터ODU간의 제어데이터를 송신하는 ASK송신부와, 진폭변조를 이용하여 슬레이브ODU와 마스터 ODU간의 제어데이터를 수신하는 ASK수신부와, 슬레이브ODU의 기준주파수발진기 역할을 하며 마스터ODU와 주파수동기화되도록 기준클락을 발생시키는 슬레이브발진기와, 마스터ODU와 슬레이브ODU의 주파수를 동기시키기 위한 주파수제어를 수행하며, 슬레이브발진기를 제어하는 AFC(Automatic frequency control)콘트롤부와, 마스터ODU로부터 전송된 주파수와 슬레이브발진기에서 발생된 주파수를 측정하는 카운터로 구성되는 슬레이브ODU가 포함된다.

또한, 이러한 중계기시스템에서, IDU로부터 시스템상태조회를 요청받는 과정과, 요청메시지를 임시저장하는 과정과, 마스터ODU와 슬레이브ODU간 제어데이터를 송수신하여 주파수동기화를 이루는 과정과, 임시저장메시지를 전송 또는 수신받아 처리하는 과정이 수행된다.

따라서 정기적으로 프리엠블(파이롯)을 이용하여 마스터ODU와 슬레이브ODU간 주파수를 동기화시킴으로써 전체 시스템 주파수 안정도 특성을 정확하고 정밀하게 유지하는 것이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로웨이브 중계기 시스템에서 마스터ODU(Out-door unit)블럭도로써, 이 블럭도에는 마스터IDU(102), IF업컨 버터(120), 마이크로웨이브 블럭업컨버터(122), 마이크로웨이브 블럭다운컨버터(140), IF다운 컨버터(142), FSK변복조기(150), 마스터발진기(160), ASK수신부(170), ASK송신부(171), 마스터제어부(180) 등이 구성된다.

이를 설명하면, 우선 마스터IDU(102)는 기지국(101)으로부터 데이터를 수신하여 이를 마스터ODU(100)에 전송한다.

물론 기지국(101)과 마스터IDU(102)는 무선으로 RF(Radio-frequency)신호를 송수신할 수도 있고, 이와달리 유선으로 연결되어 데이터를 주고받을 수도 있다. 또한, 마스터ODU(100)와 마스터IDU(102) 사이에는, 직류전원을 RF신호와 합성 또는 분리하는 BIAST-T(103)와, 입력된 직류 전압을 다른전압으로 출력하는 DC/DC 컨버터(104), 두 개의 주파수를 다른신호로 합성 또는 분리하거나 한 개의 신호에 다른신호를 일정비율로 합성하는 제1듀플렉서부(110)가 구성된다.

이에 더하여, 마스터ODU(100)와 마스터IDU(102)간 제어신호 및 상태조회를 위한 디지털 변복조를 수행하는 FSK변복조기(150)가 구성된다.

따라서, 마스터IDU(102)는 기지국(101)으로부터 수신한 RF신호를 RF 또는 IF신호로 변환하여 마스터ODU(100)에 전송하여 가입자방향으로 전달하게 된다. 이와함께, 마스터ODU(100)로부터 전달된 RF 또는 IF신호를 RF로 변환하여 기지국(101)으로 전달한다.

우선 데이터를 송신하는 과정에 사용되는 구성요소를 먼저 설명하면, IF업컨버터(120)는 마스터IDU(102)로부터 전송된 IF신호를 증폭하고, 이를 다시 마스터발진기(160)로부터 전송된 주파수를 믹서하여 RF신호로 증폭하는 기능을 수행한다. 보통 이를 주파수상향변환이라고도 한다.

물론 언급한 주파수는 마스터발진기(160)와 동기화과정을 거치는 과정이 필요하게 되며, 이를위해 보통 PLL(Phase locked local)합성기(미도시)가 구성된다.

증폭된 RF신호는 제1조합기(121)에 전송되며, 이는 여러 선로(PORT)의 신호를 한 개의 선로(PORT)에 합성하는 역할을 수행한다. 즉 증폭된 RF신호와 ASK송신부(171)로부터 전송된 신호를 합성하게 된다.

마이크로웨이브 블럭업컨버터(122)는 제1조합기(121)에서 합성된 신호를 마이크로웨이브신호로 증폭하는 기능을 수행한다. 즉 신호를 원거리 전송하기 위해 높은 출력으로 증폭한다. 물론 마스터발진기(160)로부터 동기화된 신호를 고주파로 발진하는 과정이 요구되며 이를 위해 보통 PLDRO(Phase locked dielectric resonator oscillator)(190)가 구성된다. 이와 더불어, 고주파신호와 증폭된 RF신호를 혼합하는 믹서과정이 있게 된다.

증폭된 마이크로웨이브신호는 제2듀플렉서(123)를 통하여 마이크로웨이브 안테나(130)로 전송되어 슬레이브ODU(200)로 송출되게 된다.

기술한 송신과정과 달리 데이터를 수신하는 과정에 적용되는 구성요소를 보면, 마이크로웨이브 블럭다운컨버터(140)는 슬레이브ODU(200)로부터 전송된 마이크로웨이브신호를 저잡음상태로 수신증폭하고 주파수를 하향한다. 즉 마이크로웨이브에서 RF신호로 하향변환하게 된다. 물론 이때에도 마스터발진기(160)로부터 동기화된 신호를 고주파로 발진하는 과정이 요구되며, 이 고주파와 하향된 주파수를 혼합하는 과정을 거쳐 제2조합기(141)에 전송된다.

제2조합기(141)는 기술한 제1조합기(121)와 유사한 기능을 수행하는데, 여기서는 한 개의 신호를 두개로 나누어 전송한다. 즉 IF다운컨버터(142)와 ASK수신부(170)에 신호를 분리하여 전송하게 된다.

IF다운컨버터(142)는 RF주파수에서 IF주파수로 변경하여 이를 제1듀플렉서부(110)에 전송한다. 보통 이를 주파수하향변환이라고도 한다. 물론 언급한 주파수는 전술한 IF업컨버터(120)와 동일하게, 마스터발진기(160)와 동기화과정을 거치는 과정이 수행된다.

마스터발진기(160)는 마스터ODU(100)의 기준주파수발진기 역할을 하며 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간 주파수동기화되도록 기준클락을 발생시키는 기능을 수행한다.

ASK수신부(170)와 ASK송신부(171)는 진폭변조를 이용하여 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간의 제어데이터를 송/수신하는 기능을 수행한다. 즉 ASK수신부(170)는 슬레이브ODU(200)로부터 받은 제어데이터신호를 마스터제어부(180)에 전송하고, 이와달리 ASK송신부(171)는 마스터ODU(100)의 제어데이터신호를 슬레이브ODU(200)에 전송하는 기능을 수행한다.

마스터제어부(180)는 마스터ODU(100)전체를 제어하고, 마스터IDU(102)와 FSK통신을 제어한다. 또한, 슬레이브ODU(200)와 ASK통신을 하여 슬레이브ODU와 주파수동기를 수행한다.

시스템이 구성되기 위해서는 전술한 도 1의 마스터ODU(100)와 한 쌍으로 구성되는 슬레이브ODU(200)가 요구되며, 이를 도시한 도면이 도 2에 도시된다. 도 2는 본 발명에 따른 마이크로웨이브 중계기 시스템에서 슬레이브ODU블럭도로써, 이 블럭도에는 도 1의 마스터ODU(100)의 구성과 유사하게, 슬레이브IDU(202), IF업컨버터(220), 마이크로웨이브 블럭업컨버터(222), 마이크로웨이브 블럭다운컨버터 (240), IF다운컨버터(242), FSK변복조기(250), 슬레이브발진기(260), ASK수신부(270), ASK송신부(271), 슬레이브제어부(280) 등이 구성된다.

이를 설명하면, 우선 슬레이브IDU(202)는 가입자ANT(201)로부터 데이터를 수신하여 이를 슬레이브ODU(200)에 전송한다.

물론 슬레이브IDU(202)는 가입자ANT(201)와 무선으로 RF(Radio-frequency) 신호를 송수신할 수도 있고, 유선으로 연결될 경우에는 RF통신을 할 필요없이 데이터를 송수신하는 것도 가능하다. 여기서 가입자ANT(201)는 무선통신이 가능한 이동통신단말기와 교신하기 위한 안테나를 일컫는다. 즉 통신서비스회사에 가입된 통신단말기로 보면 될 것이다.

또한, 슬레이브ODU(200)와 슬레이브IDU(202)사이에는, 직류전원을 RF신호와 합성 또는 분리하는 BIAST-T(203)와, 입력된 직류전압을 다른전압으로 출력하는 DC/DC 컨버터(204), 두 개의 주파수를 다른 신호로 합성 또는 분리하거나 한 개의 신호에 다른신호를 일정비율로 합성하는 제1듀플렉서부(210)가 구성된다.

이에 더하여, 슬레이브ODU(200)와 슬레이브IDU(202)간 제어신호 및 상태 조회를 위한 디지털변복조를 수행하는 FSK변복조기(250)가 구성된다.

따라서, 슬레이브IDU(202)는 가입자ANT(201)로부터 수신한 RF신호를 RF 또는 IF신호로 변환하여 슬레이브ODU(200)에 전송한다. 이와함께, 슬레이브ODU(200)로부터 전달된 RF 또는 IF신호를 RF로 변환하여 가입자ANT(210)로 전달한다. 즉 사용자 무선통신단말기에 전송하게 된다. 물론 이를 위해서는 마스터ODU(200)와 슬레이브ODU(200) 간에 주파수동기가 이루어지게 된다. 이러한 동기화과정을 보여주는 도면 이 도 3 내지 도 5에 도시된다. 이에 대하여는 해당도면을 기술할 때 상세히 후술하기로 한다.

슬레이브ODU측에 있어서, 우선 데이터를 송신하는 과정에 사용되는 구성요소를 먼저설명하면, IF업컨버터(220)는 슬레이브IDU(202)로부터 전송된 IF신호를 증폭하고, 이를 다시 슬레이브발진기(260)로부터 전송된 주파수를 믹서하여 RF신호로 증폭하는 기능을 수행한다. 보통 이를 주파수상향변환이라고도 한다.

물론 언급한 주파수는 슬레이브발진기(260)와 동기화과정을 거치는 과정이 필요하게 되며, 이를 위해 보통 PLL(Phase locked local)합성기(미도시)가 구성된다.

증폭된 RF신호는 제1조합기(221)에 전송되며, 이는 여러 선로(PORT)의 신호를 한 개의 선로(PORT)에 합성하는 역할을 수행한다. 즉 증폭된 RF신호와 ASK송신부(271)로부터 전송된 신호를 합성하게 된다.

마이크로웨이브 블럭업컨버터(222)는 제1조합기(221)에서 합성된 신호를 마이크로웨이브신호로 증폭하는 기능을 수행한다. 물론 슬레이브발진기(260)로부터 동기화된 신호를 고주파로 발진하는 과정이 요구되며 이를 위해 보통 PLDRO(290)가 구성된다. 이와 더불어, 고주파신호와 증폭된 RF신호를 혼합하는 믹서과정이 있게 된다.

증폭된 마이크로웨이브신호는 제2듀플렉서(223)를 통하여 마이크로웨이브 안테나(230)로 전송되어 마스터ODU(100)로 송출되게 된다.

기술한 송신과정과 달리 데이터를 수신하는 과정에 적용되는 구성요소를 보 면, 마이크로웨이브 블럭다운컨버터(240)는 마스터ODU(100)로부터 전송된 마이크로웨이브신호를 저잡음상태로 수신증폭하고 주파수를 하향한다. 즉 마이크로웨이브에서 RF신호로 하향변환하게 된다. 물론 이때에도 슬레이브발진기(260)로부터 동기화된 신호를 고주파로 발진하는 과정이 요구되며, 이 고주파와 하향된 주파수를 혼합하는 과정을 거쳐 제2조합기(241)에 전송된다.

제2조합기(241)는 기술한 제1조합기(221)와 유사한 기능을 수행하는데, 여기서는 한 개의 신호를 두개로 나누어 전송한다. 즉 IF다운컨버터(242)와 ASK수신부(270)에 신호를 분리하여 전송하게 된다.

IF다운컨버터(242)는 RF주파수에서 IF주파수로 변경하여 이를 제1듀플렉서부(210)에 전송한다. 보통 이를 주파수하향변환이라고도 한다. 물론 언급한 주파수는 전술한 IF업컨버터(220)와 동일하게, 슬레이브발진기(260)와 동기화과정을 거치는 과정이 수행된다.

슬레이브발진기(260)는 슬레이브ODU(200)의 기준주파수발진기역할을 하며 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간 주파수동기화되도록 기준클락을 발생시키는 기능을 수행한다.

ASK수신부(270)와 ASK송신부(271)는 진폭변조를 이용하여 마스터ODU(100) 와 슬레이브ODU(200)간의 제어데이터를 송/수신하는 기능을 수행한다. 즉 ASK수신부(270)는 마스터ODU(100)로부터 받은 제어데이터신호를 슬레이브제어부(280)에 전송하고, 이와달리 ASK송신부(271)는 슬레이브ODU(200)의 제어데이터신호를 마스터ODU(100)에 전송하는 기능을 수행한다.

슬레이브제어부(280)는 슬레이브ODU(200)전체를 제어하고, 슬레이브IDU(202)와 FSK통신을 제어한다. 또한, 마스터ODU(100)와 ASK통신을 하여 마스터ODU와 주파수동기를 수행한다. 물론 이를 위해 AFC콘트롤부(261)와 카운터(262)가 구성된다. AFC콘트롤부(261)는 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)의 주파수를 동기를 시키기 위한 제어를 수행하며, 슬레이브발진기(260)를 제어하는 기능을 수행한다.

카운터(262)는 마스터ODU(100)로부터 전송된 주파수와 슬레이브발진기(260)에서 발생된 주파수를 측정하여 이를 AFC콘트롤부(261)에 전송한다. 따라서 AFC콘트롤부(261)는 측정된 주파수를 비교하여 처리한 후 완료신호를 슬레이브제어부(280)에 전송하게 된다.

도 1과 도 2의 시스템구성에 의하여, 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간의 주파수동기화 과정이 수행되며, 이러한 동기화과정을 보여주는 도면이 도 5에 도시된다. 이 도 5를 설명하기에 앞서, 우선 즉 도 3의 제어흐름도를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 마스터-슬레이브ODU간 제어흐름도로써, 전술한 도 1과 도2의 시스템구성에서 마스터-슬레이브ODU간의 제어흐름에 필요한 구성요소만을 도시한다. 따라서, 제어데이터의 통신에는 FSK나 ASK방식이 적용되고, 음성이나 정보데이터등의 통신에는 IF나 RF가 이용되는 것이 바람직 할 것이다.

물론 이러한 음성이나 정보데이터의 써비스데이터통신이 이루어지기 위해서는 마스터-슬레이브ODU간 주파수동기를 수행하는 과정이 선행되게 됨은 이미 설명한바 있다.

마스터IDU(102)는 제1FSK변복조기(150)를 통해 마스터제어부(180)에 상태조회를 요청하게 된다. 마스터제어부(180)는 제1ASK송신부(171)를 통해 제2ASK수신부(271)에 AFC제어요청을 하게 된다. 물론 이와함께 마스터발진기(160)는 마스터ODU(100)의 현재 기준주파수(이를 제1기준주파수라고 하자)를 제1ASK송신부(171)를 통해 제2ASK수신부(271)와 카운터(262)에 동시에 전송하게 된다 .

슬레이브제어부(280)는 AFC콘트롤부(261)에 슬레이브ODU(200)의 기준주파수(이를 마스터ODU의 기준주파수와 구별하기 위해 제2기준주파수라고 하자)를 카운트하도록 한다. 물론 AFC콘트롤부(261)는 전술한 바와같이 슬레이브발진기(260)를 제어하여 주파수를 조정하게 된다.

주파수의 측정은 카운터(262)가 수행하게 되며, 이를 AFC콘트롤부(261)에 전송하게 된다. 따라서, 카운트된 값을 비교하여 주파수튜닝을 제어 및 처리한 후 슬레이브제어부(280)에 완료 신호를 전송한다.

마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간 동기화가 이루어지면, 슬레이브제어 부(280)는 이를 제2ASK송신부(270), 제1ASK수신부(170)를 통하여 마스터제어부(180)에 전송된다. 이러한 동기화과정을 통하여 기지국ANT(101)으로부터 가입자ANT(201) 또는 가입자ANT(201)로부터 기지국ANT(101)으로 음성 또는 정보데이터의 송수신이 가능해지게 된다. 물론 이를 위해서는 슬레이브IDU(202)가 제2FSK변복조기(250)를 통해 슬레이브제어부(280)에 상태조회를 요청하는 과정이 있게 된다.

전술한 마스터-슬레이브ODU간 제어흐름도를 바탕으로 마스터-슬레이브ODU간 신호제어를 보여주는 시퀀스도를 설명한다. 이 시퀀스도를 보여주는 도면이 도 4에 도시된다.

마스터-슬레이브ODU간 신호제어는 한 플레임으로 이루어지며, 이러한 플레임구조를 보여주는 도면이 도 4이다. 즉 마스터-슬레이브ODU간 신호제어의 한주기(1 Cycle)를 나타낸 것으로, 플레임은 계속반복되게 된다. 이를 표현하면 제1플레임, 제2플레임, 제3플레임 등이 될 것이다.

이러한 플레임은 우선 마스터ODU(100)가 슬레이브ODU(200)측에 AFC요청(400)을 전송하게 된다. AFC요청(400)이 슬레이브ODU(200)측에 전송되면 일정시간 동안 프리엠블(410)이 있게 된다. 여기서, 프리엠블(410)신호나 AFC 요청(400)신호등은 캐리어인 ASK신호에 실려서 변조된 후 전송된다.

이 프리엠블구간(410)에서 주파수신호는 하이상태인 "1"을 유지하게 되는데, 주목적은 슬레이브ODU(200)측에 있는 카운터(262)가 주파수를 카운팅할 수 있도록 하는데 있다. 즉 데이터로써 의미는 없고, 단지 카운트용도로 사용되는 신호로써, 하이상태(Hight state)동안 슬레이브ODU(200)는 마스터ODU(200) 로부터 신호를 대기하는 상태가 된다. 물론 프리엠블구간(410)에서 프리엠블신호는 마스터ODU(100) 의 기준주파수와 동기되어 있게 된다.

따라서 프리엠블구간(410)에서 마스터ODU(100)는 AFC콘트롤(411)명령을 전송하면, 슬레이브ODU(200)는 이를 받아 AFC 처리를 완료한 후 마스터ODU(100)의 요청에 대한 AFC완료신호로써 AFC승인(412)을 마스터ODU(100) 측으로 전송하게 된다.

이러한 AFC승인(412)이 있게 되면, 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(100)간 사이에는 제어데이터(520, 421)가 상호전송되게 된다. 즉 도 3에서 전술한 바와같이, 마스터IDU(102)가 마스터ODU(100)에 요청한 제1요청메시지와 슬레이브IDU(202)가 슬레이브ODU(200)에 요청한 제2요청메시지가 서로 교환되어 처리된다.

즉 제1요청메시지(420)는 슬레이브ODU(200)에, 제2요청메시지(421)는 마스터ODU(100)에 전송되어 해당 ODU에서 처리되게 된다. 물론 이러한 제어데이터(420, 421)에는 AGC, State, ETC Control 등의 제어, 시스템상태, 감시자료 등이 포함되게 된다.

전술한 도 1 내지 도 4에 의하여 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간 주파수동기제어과정이 수행된다. 이러한 동기제어과정을 이해하기 쉽도록 절차순으로 나타낸 도면이 도 5이다. 즉 도 5는 마스터-슬레이브ODU간 주파수동기화과정을 보여주는 순서도로써, 이를 이해하기 쉽도록 마스터ODU측과 슬레이브ODU측으로 구분하여 양쪽간의 제어데이터 및 신호처리 전송과정을 나타내고 있다.

우선 마스터IDU(102) 또는 슬레이브IDU(202)는 마스터ODU(100) 또는 슬레이브ODU(200)의 시스템상태조회를 요청하게 된다(단계 S500, S510).

이러한 요청이 있게 되면 마스터ODU(100) 또는 슬레이브ODU(200)는 요청메시지를 임시저장하게 된다(단계 S501, S511). 즉 마스터ODU(100)에서는 제1요청메시지를 임시저장하고, 슬레이브ODU(200)는 제2요청메시지를 임시저장하게 된다.

물론 전술한 시스템의 상태조회요청단계나 요청메시지를 임시저장하는 단계는 동시에 진행하는 것도 가능하고 둘 중 어느 하나의IDU(102, 202)가 마스터ODU(100) 또는 슬레이브ODU(200)에 시스템상태조회를 함으로써 발생하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 용이한 이해를 위하여 마스터IDU(102)에서 마스터ODU(100)에 시스템의 상태조회요청을 먼저 진행하는 것으로 상정한다.

제1요청메시지가 저장되면, 마스터제어부(180)는 마스터발진기(160)와 신호를 동기화하게 된다(단계 S502). 즉 마스터발진기(160)에서 발생하는 마스터ODU(100)의 마스터기준주파수와 신호를 동기화하여 ASK통신으로 슬레이브제어부(280) 에 AFC 제어요청신호를 전송하게 된다(단계 S503). 즉 슬레이브제어부(280)에 AFC제어를 요청한다.

이러한 AFC제어요청 이후, 마스터제어부(180)는 카운터(262)에 마스터발진기(160)와 동기된 프리엠블신호를 전송하게 된다(단계 S504). 이 프리엠블신호를 전송하는 이유는 전에 기술한바와 같이, 데이터로써 의미는 없고 주파수카운트용도로 사용된다. 즉 프리엠블신호를 전송함으로써 슬레이브ODU(200)가 마스터ODU(100)로부터 제어신호를 수신하도록 하는 것이다.

프리엠블신호전송은 슬레이브ODU(200)로부터 AFC승인신호가 수신되었는 지를 확인하여 수신전까지 전송이 계속된다(단계 S540). 물론 여기서 AFC승인신호는 AFC동작이 완료됨을 나타내는 신호를 말한다.

마스터ODU(100)로부터 프리엠블신호를 수신하기 전에 슬레이브ODU(200)는 제2요청메시지를 저장하고, 마스터ODU(100)로부터 수신를 대기하는 상태에 있게 된다(단계 S512). 이 수신대기상태에서 마스터ODU(100)로부터 AFC제어요청을 수신하게 된다(단계 S530).

AFC제어요청이 수신되면, 슬레이브제어부(280)는 이를 AFC콘트롤부(261)에 AFC제어요청에 따른 동작명령을 전송하게 된다(단계 S531). 즉 슬레이브제어부 (280)는 AFC콘트롤부(261)가 AFC제어요청에 따라 마스터ODU(100)의 마스터기준주파수와 슬레이브ODU(200)의 슬레이브기준주파수를 카운트하여 값을 비교하고 주파수를 재조정하여 주파수동기를 수행하게 된다.

물론 이를 위해 카운터(262)는 마스터기준주파수가 포함되어 있는 프리엠블신호를 마스터ODU로부터 수신하게 된다(단계S533).

따라서, 카운터(262)는 마스터ODU(100) 에서 전송되온 프리엠블신호와 슬레이브ODU(200)의 슬레이브기준값을 카운트하여 이를 AFC콘트롤부(261)에 전송한다(단계 S534).

AFC콘트롤부(261)는 카운트값과 프리엠블에 동기된 마스터ODU(100)의 마스터기준주파수값을 비교하게 된다(단계 S535).

비교결과 카운터값과 마스터기준값이 동일하면 이를 주파수동기화가 된 것으로 보고, AFC콘트롤부(261)는 슬레이브제어부(280)는 AFC동작완료신호를 전송하게 된다(단계 S537). 이와달리, 비교결과 카운터값과 마스터기준값이 동일하지 않으면 슬레이브발진기(260)를 통하여 슬레이브기준값을 재조정하게 된다(단계 S536).

이러한 주파수재조정 과정을 두는 것은 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200)간의 주파수동기화를 이루기 위한 것이다.

용이한 이해를 위하여 예를들면, 마스터 기준 주파수가 10㎒이고, 슬레이브기준주파수값이 10㎒이라고 하자. 그리고 ASK통신에 이용되는 캐리어 주파수가 15㎓라고하면, 슬레이브ODU에서는 15㎓를 1500(설정값임)으로 나누고 그 결과값인 10㎒로 카운트하고 이를 마스터기준주파수값으로 인식하여 슬레이브ODU(200)의 기준 주파수와 비교하게 된다.

이 경우에는 마스터기준값과 슬레이브기준값에 차이가 없으므로 주파수재조정이 필요없게 된다.

이와달리, 중간에 마스터기준주파수가 11㎒로 변하고 ASK 통신에 이용되는 캐리어 주파수도 16.5㎓로 변하게 되면, 슬레이브ODU에서는 앞서와 같이 동일하게 16.5㎓를 1500으로 나누고 그 결과값인 11㎒를 카운트하고 이를 마스터기준주파수값으로 인식하여 슬레이브ODU(200)의 기준주파수와 비교하게 된다.

이 경우에는 앞서의 사례와 달리, 마스터기준값과 슬레이브기준값에 1㎒차이가 발생하므로 슬레이브기준주파수를 1㎒변화하여 11㎒로 재조함으로써 마스터기준값과 동일하게 한다.

주파수동기가 이루어지면 마스터ODU(100)나 슬레이브ODU(200)모두 동일주파수로 시스템이 동작하게 된다. 따라서 마스터ODU(100)와 슬레이브ODU(200) 모두 동기화된 상태가 된다.

이러한 주파수동기화 과정이 완료되면, 슬레이브제어부(280)는 마스터제어부(180)에 AFC승인신호와 제2요청메시지를 전송하게 된다(단계 S539). 물론 여기서 AFC승인신호는 AFC동작이 완료됨을 나타내는 신호를 말한다.

AFC승인신호와 제2요청메시지의 전송이 있게 되면, 마스터ODU(100)는 프리엠블신호의 전송을 중지하고, 제1요청메시지를 슬레이브제어부에 전송하게 된다(단계 S541, S542).

이와함께, 마스터ODU(100)는 슬레이브ODU(200)로부터 전송된 제2요청메시지 를 처리하게 된다(단계 S560).

제2요청메시지의 내용이 처리되면 소정시간딜레이를 두고 다시 슬레이브제어부(280)에 AFC제어를 요청하는 단계(S504)를 반복수행하게 된다(단계 S561). 물론슬레이브ODU(200)쪽에서도 마스터ODU(100)로부터 전송된 제1요청메시지를 내용대로 처리한 후 수신대기상태단계로 돌아가게 된다(단계 S550).

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되는 것이 바람직할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 정기적으로 프리엠블(파이롯)을 이용하여 마스터ODU와 슬레이브ODU간 주파수를 동기화시킴으로써 종래의 각각 시스템의 기준 발진기 안정도만을 유지하던 방식에 비하여 전체 시스템 주파수 안정도 특성을 정확하고 정밀하게 유지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 주파수카운트를 위한 카운터를 구성함으로써 국부 발진기(Reference Oscillator)의 퀄리티특성을 우수하게 하여 기존 PLL(Phase Locked Oscillator)을 이용한 시스템에 비해 지터(Jitter)의 발생을 최소화하는 것이 가능 하다.

Claims

마스터ODU를 제어하고, 마스터IDU와 FSK통신을 제어하며, 슬레이브ODU와 ASK통신을 하며 슬레이브ODU와 주파수동기를 수행하는 마스터제어부와,

상기 마스터IDU에서 상태조회시 마스터IDU와 마스터ODU간 제어데이터통신에 사용되는 FSK변복조기와,

진폭변조를 이용하여 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 제어데이터를 송신하는 ASK 송신부와,

진폭변조를 이용하여 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 제어데이터를 수신하는 ASK 수신부와,

마스터ODU의 기준주파수발 진기 역할을 하며 슬레이브ODU와 주파수동기화 되도록 기준클락을 발생시키는 마스터발진기로 구성되며, 슬레이브ODU와 마이크로웨이브신호를 송수신하는 마스터ODU를 포함하여 이루어지는 마이크웨이브 중계기시스템.
제 1 항에 있어서,

슬레이브ODU를 제어하고, 슬레이브IDU와 FSK통신을 제어하며, 마스터ODU와 ASK통신을 하며 마스터ODU와 주파수동기를 수행하는 슬레이브제어부와,

상기 슬레이브IDU에서 상태조회시 슬레이브IDU와 슬레이브ODU간 제어데이터통신에 사용되는 FSK변복조기와,

진폭변조를 이용하여 슬레이브ODU와 마스터ODU간의 제어데이터를 송신하는 ASK 송신부와,

진폭변조를 이용하여 슬레이브ODU와 마스터ODU간의 제어데이터를 수신하는 ASK 수신 부와,

슬레이브ODU의 기준주파수발진기 역할을 하며 마스터ODU와 주파수동기화되도록 기준클락를 발생시키는 슬레이브발진기와,

마스터ODU와 슬레이브ODU의 주파수를 동기시키기 위한 주파수 제어를 수행하며, 상기 슬레이브발진기를 제어하는 AFC콘트롤러와,

마스터ODU로부터 전송된 주파수와 상기 슬레이브발진기에서 발생된 주파수를 측정하는 카운터로 구성되며, 마스터ODU와 마이크로웨이브신호를 송수신하는 슬레이브ODU를 포함하여 이루어지는 마이크로웨이브 중계기시스템.
제1항에 있어서,

기지국과 신호를 송수신하며, 마스터ODU와 IF 또는 RF신호를 송수신하고 마스터ODU에 상태조회를 수행하는 마스터IDU를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기시스템.
제2항에 있어서,

가입자ANT와 신호를 송수신하며, 슬레이브ODU와 IF 또는 RF신호를 송수신하고 슬레이브ODU에 상태조회를 수행하는 슬레이브IDU를 더 포함하여 이루어지는 것 을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 주파수동기화는 자동주파수제어(AFC) 방식이 사용됨을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 ASK신호에는 프리엠블신호 또는 AFC제어신호가 반송(carried)되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 프리엠블신호는 상기 마스터발진기의 기준주파수와 동기화되어 있음을 특징으로 하는 마이크로웨이브 중계기시스템.
마이크로웨이브를 이용한 마스터IDU와 마스터ODU, 슬레이브ODU와 슬레이브IDU로 이루어진 중계기시스템에 있어서,

IDU로부터 시스템상태조회를 요청받는 단계와,

상기 요청메시지를 임시저장하는 단계와,

마스터ODU와 슬레이브ODU간 제어데이터를 송수신하여 주파수동기화를 이루는 단계와,

상기 임시저장메시지를 전송 또는 수신받아 처리하는 단계

를 포함하여 이루어지는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제어방법.
제 8 항에 있어서,

상기 요청메시지는 마스터IDU에서 마스터ODU로 시스템상태를 조회하는 제1요청메시지 또는 슬레이브IDU에서 슬레이브ODU로 시스템상태를 조회하는 제2요청메시지임을 특징으로 하는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제 어방법.
제 8 항에 있어서,

상기 마스터ODU에 있어서, 상기 주파수동기화단계에는,

마스터발진기와 동기된 신호를 슬레이브제어부에 전송하여 주파수동기제어를 요청하는 단계와,

카운터에 마스터발진기와 동기된 프리엠블신호를 전송하는 단계와,

승인신호가 수신되었는지를 판단하는 단계와,

승인신호가 수신되면, 상기 프리엠블신호의 전송을 중지하고, 제1요청메시지를 슬레이브제어부에 전송하는 단계와,

제2요청메시지의 내용을 처리하고 소정시간딜레이를 가진후, 상기 주파수동기요청을 다시진행하는 단계를 포함하는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제어방법.
제 8 항에 있어서,

상기 슬레이브ODU에 있어서, 상기 주파수동기화단계에는,

수신대기상태에서 마스터ODU로부터 프리엠블신호와 주파수동기제어신호를 수신받는 단계와,

상기 동기제어신호에 따라 상기프리엠블신호와 슬레이브ODU의 기준주파수신호를 카운트하는 단계와,

상기 카운트값과 상기 프리엠블에 동기된 마스터ODU의 기준주파수값을 비교하는 단계와,

카운트값과 기준값이 동일하면, 마스터제어부에 승인신호와 제2요청메시지를 전송하는 단계와,

제1요청메시지를 마스터ODU로부터 수신받아 상기 메시지내용을 처리하고 수신대기상태로 돌입하는 단계를 포함하여 이루어지는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제어방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 주파수동기제어는 자동주파수제어(AFC) 방식이 사용됨을 특징으로 하는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제 어방법.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마스터ODU와 슬레이브ODU간의 제어데이터통신은 ASK방식이 사용되고, 상기 마스터IDU와 마스터ODU 또는 슬레이브IDU와 슬레이브ODU간의 제어데이터통신은 FSK방식이 이용됨을 특징으로 하는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제어방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

상기 프리엠블신호는 주파수카운트를 위하여 일정시간동안 하이상태를 유지하는 것임을 특징으로 하는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제어방법.
제 13 항 에 있어서,

상기 ASK신호에는 프리엠블신호 또는 AFC제어신호가 반송(carried)되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브중계기간의 주파수동기제어방법.