KR20080056358A - Wireless communication repeater and method for controlling isolation insurance in the wireless communication repeater - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 일반적인 무선통신 시스템에서 건물에 중계기가 설치된 상태를 예시적으로 나타낸 도면이고,1 is a view showing a state in which a repeater is installed in a building in a conventional wireless communication system by way of example,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 중계기의 블록구성을 나타낸 도면이고,2 is a block diagram of a wireless communication repeater according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 도 2의 무선통신 중계기의 안테나위치변경부의 일예를 포함하여 도시한 도면이고,3A to 3E are views including an example of an antenna position changing unit of the wireless communication repeater of FIG.
도 4 및 도 5는 도 2의 무선통신 중계기의 안테나위치변경부의 다른 예를 포함하여 도시한 도면이고,4 and 5 are views including another example of the antenna position changing unit of the wireless communication repeater of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 제어 방법에 대한 동작의 흐름을 도시한 플로우차트이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation flow for an isolation securing control method of a wireless communication repeater according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
22 : RF 모듈, 24 : 도너 안테나,22: RF module, 24: donor antenna,
26 : 서비스 안테나, 30,58 : 듀플렉서,26: service antenna, 30,58: duplexer,
32,60 : 저잡음 증폭기(LNA), 34,62 : RF 증폭기,32,60: low noise amplifier (LNA), 34,62: RF amplifier,
36,48 : Tx 밴드패스필터, 38,66 : 다운 컨버터,36,48: Tx band pass filter, 38,66: down converter,
40,68,76 : 중간주파 증폭기, 42,70 : 중간주파 필터,40, 68, 76: intermediate frequency amplifier, 42, 70: intermediate frequency filter,
44,72,74 : 감쇠기, 46,78 : 업컨버터,44,72,74: attenuator, 46,78: upconverter,
50,82 : 전력 증폭기, 52,84 : 커플러,50,82: power amplifier, 52,84: coupler,
54,86 : 전력 검출기, 56,88 : RF 스위치,54,86: power detector, 56,88: RF switch,
98 : 제어부, 64,80 : Rx 밴드패스필터.98: control unit, 64, 80: Rx band pass filter.
10 : 안테나 위치 변경부10: antenna position changing unit
본 발명은 무선 통신망에서 RF(Radio Frequency) 신호를 중계하는 무선통신 중계기 및 그 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication repeater for relaying a radio frequency (RF) signal in a wireless communication network and to a method for ensuring isolation of the wireless communication repeater.
일반적으로, 이동통신망 등과 같은 무선 통신망의 경우에는 가입자가 보유한 무선통신 단말기와 직접 RF 신호를 통신하는 기지국이 커버할 수 있는 기지국 커버리지 내에서도, 건물 내부 등에서는 원할한 통신이 어려운 음영 지역이 존재한다.In general, in a wireless communication network such as a mobile communication network, even in a base station coverage that can be covered by a base station that directly communicates an RF signal with a wireless communication terminal held by a subscriber, there is a shaded area where smooth communication is difficult in the building.
이러한 음영지역의 해소를 위해, 종래에는 해당 음영 지역 내에 별도의 중계기 장치를 설치하여 기지국과 무선통신 단말기 간의 RF 신호를 중계할 수 있도록 하고 있다. In order to eliminate such shaded areas, a conventional repeater device is installed in the shaded area so as to relay RF signals between the base station and the wireless communication terminal.
즉, 도 1은 종래의 일반적인 무선통신 시스템에서 건물에 중계기가 설치된 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다. That is, FIG. 1 is a diagram illustrating a state where a repeater is installed in a building in a conventional wireless communication system.
도 1에 도시된 바에 따르면, 기지국(1)과 무선통신 단말기의 사이에서 RF 신호를 중계하는 RF 중계기의 본체(4)가 건물(2) 내부에 설치되어 있도록 하되, 상기 기지국(1)과 RF 신호를 송/수신하기 위한 도너 안테나(Donor Antenna)(6)는 해당 RF 중계기(4)와 RF 케이블로 연결되어 옥외에 설치되고, 건물내에 위치하는 무선통신 단말기와 RF 신호를 송/수신하는 서비스 안테나(Service Antenna)(8)는 건물내에 위치하는 RF 중계기의 본체(4) 측에 부착되어 있도록 되어 있다. As shown in FIG. 1, the main body 4 of the RF repeater for relaying the RF signal between the
이러한 RF 중계기의 경우에는 발진 또는 잡음 레벨(Noise Level)의 상승을 방지하여 안정된 서비스를 보장하기 위하여, 도너 안테나와 서비스 안테나 간의 아이솔레이션이 해당 RF 중계기의 이득보다 15dB 이상 확보되어야 한다(즉, 아이솔레이션 = 중계기 이득 + 15dB 이상(아이솔레이션 마진)). In the case of such an RF repeater, the isolation between the donor antenna and the service antenna should be secured 15 dB or more above the gain of the corresponding RF repeater to prevent oscillation or a rise in noise level to ensure stable service. Repeater Gain + 15dB or more (Isolation Margin).
한편, 도너 안테나와 서비스 안테나 간의 아이솔레이션이 15dB 이상으로 확보되지 못하게 되어 RF 중계기의 잡음 레벨이 상승하는 경우에는, 인접 기지국의 수신 감도를 저하시켜서 기지국 셀 커버리지(Cell Coverage)가 감소하거나, RF 중계기가 발진하여 기지국이 손상을 입힐 수 있는 가능성이 커지게 된다. On the other hand, when the noise level of the RF repeater is increased because the isolation between the donor antenna and the service antenna is not secured to be 15 dB or more, the base station cell coverage is reduced by reducing the reception sensitivity of the neighboring base station, or the RF repeater The oscillation increases the possibility of damaging the base station.
따라서, 통상적인 RF 중계기에서는 도너 안테나와 서비스 안테나 간의 아이솔레이션을 충분히 확보하기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이 도너 안테나(6)를 RF 중계기의 본체(4)와 일정거리 이격시켜서 건물 외부에 설치하고, 해당 RF 중계기 본체(4)와 서비스 안테나(8)를 건물 내부에 설치하도록 한다. Therefore, in the conventional RF repeater, in order to ensure sufficient isolation between the donor antenna and the service antenna, as shown in FIG. 1, the
즉, 도너 안테나와 서비스 안테나를 물리적으로 일정 거리 이격시킴으로써, 각 안테나 간의 자유 공간 손실(Free Space Loss)이 확보되어 RF 중계기 이득보다 15dB 이상으로 아이솔레이션이 확보될 수 있게 된다. That is, by physically spaced apart the donor antenna and the service antenna, a free space loss between each antenna is secured, and the isolation can be secured by 15 dB or more than the RF repeater gain.
그러나, 이러한 종래의 무선통신 시스템에서는 도너 안테나를 RF 중계기와는 일정거리 이격하기 위해 RF 케이블을 통해 연결하여 건물 외부에 설치하도록 되어 있기 때문에, 도너 안테나와 RF 중계기 본체 간을 연결하는 RF 케이블과, 도너 안테나를 거치하기 위한 브라킷(Bracket) 등의 부속 자재가 필요하고, 별도의 전문적인 중계기 설치자가 설치해야 하기 때문에, 추가적인 자재 비용의 발생 및 인건비의 지출이 발생 된다는 문제점이 있다. However, in the conventional wireless communication system, since the donor antenna is connected to the RF repeater to be spaced apart from the RF repeater to be installed outside the building, an RF cable connecting the donor antenna to the RF repeater main body; An accessory material, such as a bracket, is required to mount the donor antenna, and a separate professional repeater installer needs to be installed, resulting in additional material costs and labor costs.
한편, 주위 환경 변화에 따라 중계기의 아이솔레이션은 변하는데, 그 이유는 도너안테나에서 출력된 신호가 다중경로를 통해 반사되어 서비스안테나로 피드백될 때 그 이동경로에 따라 피드백 되는 신호들 간에 보강 또는 상쇄가 발생하기 때문이다.On the other hand, the isolation of the repeater changes according to the change in the surrounding environment, because the signal output from the donor antenna is reflected through the multipath and fed back to the service antenna. Because it occurs.
즉, 도너안테나로부터 출력되어 서비스안테나로 피드백 되는 신호의 이동경로가 주위의 환경변화와 함께 변하면 서비스안테나로 입력되는 다중 경로 신호들의 위상이 서로 변하게 되고, 이러한 위상변화에 따라서 서비스안테나로 피드백된 다중경로 신호가 서로 상쇄되기도 하고 보강되기도 한다. 이와 같은 피드백된 다중경로 신호의 보강 또는 상쇄는 중계기의 아이솔레이션을 변화시킨다.That is, when the movement path of the signal output from the donor antenna and fed back to the service antenna changes with the surrounding environment change, the phases of the multipath signals input to the service antenna change with each other. Path signals can be canceled or enhanced. This reinforcement or cancellation of the fed back multipath signal changes the isolation of the repeater.
그런데 종래의 무선통신 시스템은 비록 RF 중계기의 초기 설치 시에는 도너 안테나와 서비스 안테나 간의 아이솔레이션이 안정적으로 확보되어 있다 하더라도, 전술한 바와 같이 주변환경의 변화 등으로 인해 피드백되는 다중경로 신호의 위상이 바뀌고 그에 따라 도너안테나와 서비스안테나 간 아이솔레이션이 변하게 되면 RF 중계기의 안정적인 서비스가 불가능하게 된다는 문제점이 있다. However, in the conventional wireless communication system, although the isolation between the donor antenna and the service antenna is stably secured during the initial installation of the RF repeater, the phase of the multipath signal fed back due to the change of the surrounding environment is changed as described above. Accordingly, when the isolation between the donor antenna and the service antenna is changed, there is a problem that stable service of the RF repeater is impossible.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 도너 안테나와 서비스 안테나가 RF 중계기의 본체와 일체형으로 결합되어 있도록 하는 무선통신 중계기 및 그 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 제어 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a donor antenna and a service antenna integrally coupled to a main body of an RF repeater, and an isolation control method of the wireless communication repeater. To provide.
본 발명의 다른 목적은 도너 안테나와 서비스 안테나 간의 아이솔레이션 변화 상태를 감시하여 안테나의 위치를 조정함에 의해, 항상 안정된 아이솔레이션 값이 확보되도록 하는 무선통신 중계기 및 그 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 제어 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a wireless communication repeater and a method for securing isolation of the wireless communication repeater so that a stable isolation value is always ensured by monitoring the position of the isolation change between the donor antenna and the service antenna. will be.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선통신 중계기는 기지국으로부터 도너안테나를 통해 수신된 순방향 RF 신호를 처리하여 서비스 안테나를 통하여 무선통신 단말기 측으로 중계하는 순방향 신호 경로와, 무선통신 단말기로부터 서비스안테나를 통해 수신된 역방향 RF 신호를 처리하여 도너안테나를 통하여 기지국 측으로 중계하는 역방향 신호 경로를 갖춘 RF 모듈을 구비한 무선통신 중계기에 있어서, 상기 역방향 신호 경로에 대한 잡음 레벨을 검출하는 검출 수단과; 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시키는 안테나위치변경수단과; 상기 검출 수단에서 검출된 잡음 레벨이 미리 설정된 레벨 설정치보다 증가하여 아이솔레이션이 변동된 것으로 판단되면, 상기 안테나위치변경수단 을 제어하여 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 중 적어도 하나의 위치를 변경시켜서 목표 아이솔레이션이 확보되도록 하는 제어 수단을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, a wireless communication repeater according to the present invention processes a forward RF signal received through a donor antenna from a base station and relays it to a wireless communication terminal through a service antenna and a service antenna from the wireless communication terminal. A wireless communication repeater having an RF module having a reverse signal path for processing a reverse RF signal received through a relay to a base station through a donor antenna, comprising: detecting means for detecting a noise level for the reverse signal path; Antenna position changing means for changing a position of at least one of the donor antenna and the service antenna; If it is determined that the noise level detected by the detection means is greater than a preset level setting value, the isolation is varied, the antenna position changing means is controlled to change the position of at least one of the donor antenna and the service antenna to achieve a target isolation. And control means for securing.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 제어 방법은, 도너안테나와 서비스안테나를 구비하여, 무선통신 단말기로부터 서비스 안테나를 통해 수신된 역방향 RF 신호를 처리하여 도너안테나를 통하여 기지국 측으로 중계하고, 무선통신 단말기로부터 서비스안테나를 통해 수신된 역방향 RF 신호를 처리하여 도너안테나를 통하여 기지국 측으로 중계하는 무선통신 중계기에 있어서, 상기 서비스안테나로 입력되는 신호들의 위상변화에 따라 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 간의 아이솔레이션이 확보되지 않은 경우, 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 중 적어도 하나의 위치를 변경시킴으로써 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 간의 아이솔레이션이 확보되도록 이루어진다.In addition, in order to achieve the above object, the isolation control method for a wireless communication repeater according to the present invention comprises a donor antenna and a service antenna, and processes a reverse RF signal received through a service antenna from a wireless communication terminal to the donor antenna. In the wireless communication repeater for relaying to the base station side through the RF signal received from the wireless communication terminal through the service antenna and relayed to the base station through the donor antenna, according to the phase change of the signals input to the service antenna If the isolation between the donor antenna and the service antenna is not secured, the isolation between the donor antenna and the service antenna is secured by changing the position of at least one of the donor antenna and the service antenna.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 방법은, 무선통신 단말기로부터 서비스 안테나를 통해 수신된 역방향 RF 신호를 처리하여 도너안테나를 통하여 기지국 측으로 중계하는 역방향 신호 경로에 대한 잡음 레벨을 검출하는 제 1단계와; 상기 검출된 잡음 레벨을 미리 설정된 레벨 설정치와 비교하여, 상기 잡음 레벨이 레벨 설정치보다 증가하였는지를 판단하는 제 2단계와; 상기 검출 수단에서 검출된 잡음 레벨이 미리 설정된 레벨 설정치보다 증가하여 아이솔레이션이 변동된 것으로 판단되면, 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시키는 제 3단계와; 상기 잡음 레벨을 검출하여 상기 레벨 설정치와 비교함에 의해, 상기 잡음 레벨이 상기 레벨 설정치보다 증가하지 않을 때까지 상기 도너안테나와 상기 서비스안테나 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시켜서 상기 도너 안테나 및 서비스 안테나 간에 목표로 하는 안정적인 아이솔레이션이 확보되도록 하는 제 4단계를 포함하여 이루어진다.In addition, in order to achieve the above object, a method for securing an isolation of a wireless communication repeater according to the present invention is to process a reverse RF signal received from a wireless communication terminal through a service antenna and relay the reverse RF signal to a base station through a donor antenna. Detecting a noise level for the first step; A second step of comparing the detected noise level with a preset level setting value and determining whether the noise level has increased above the level setting value; A third step of changing the position of at least one of the donor antenna and the service antenna when it is determined that the noise level detected by the detection means is greater than a preset level setting value and the isolation is changed; By detecting the noise level and comparing it with the level set value, the donor antenna and the service antenna are changed positions of the donor antenna and the service antenna until the noise level does not increase above the level set value. It includes a fourth step to ensure the target stable isolation.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서 본 발명의 실시예들을 설명하는데 있어, 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 사용하여 설명하며 그 설명은 생략할 수 있다.Here, in describing the embodiments of the present invention, the same components are described using the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신 중계기는 도너안테나(24), 서비스안테나(26), RF 모듈(22), 및 안테나위치변경부(10)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the wireless communication repeater according to an embodiment of the present invention includes a
여기서 도너안테나(24)는 기지국과 RF 신호를 송/수신하기 위한 안테나이고, 서비스안테나(26)는 무선통신단말기와 RF 신호를 송/수신하기 위한 안테나이다.The
RF 모듈(22)은 기지국으로부터 도너안테나(24)를 통해 수신된 순방향 RF 신호를 처리하여 서비스안테나(26)를 통해 무선통신단말기측으로 중계하는 순방향 중계 회로와, 무선통신 단말기로부터 서비스안테나(26)를 통해 수신된 역방향 RF 신호를 처리하여 도너안테나(24)를 통해 기지국측으로 중계하는 역방향 중계회로와, 제어부(98)를 포함한다.The
여기서, 상기 순방향 중계 회로는 도너 듀플렉서(Donor Duplexer)(30)와, 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(32), RF 증폭기(34), Tx 밴드패스 필터(Tx Band Pass Filter; BPF)(36), 순방향 다운 컨버터(38), 중간주파 증폭기(IF Amp)(40), 중간주파 필터(42), 순방향 감쇠기(Attenuator)(44), 순방향 업컨버 터(46), Tx 밴드패스 필터(48), 전력 증폭기(Power Amp)(50), 커플러(52), 순방향 전력 검출기(Power Detector)(54), 순방향 RF 스위치(56)를 포함하여 구성된다. 이러한 상기 순방향 중계 회로에 대해서는 각 구성요소가 통상적인 회로 구성에 해당되므로, 각 구성요소의 상세한 설명을 생략하기로 한다. Here, the forward relay circuit includes a
또한, 상기 역방향 중계 회로는, 서비스 듀플렉서(Service Duplexer)(58)와, 저잡음 증폭기(LNA)(60), RF 증폭기(62), Rx 밴드패스 필터(Rx BPF)(64), 역방향 다운 컨버터(66), 중간주파 증폭기(68), 중간주파 필터(70), 제 1역방향 감쇠기(72), 제 2역방향 감쇠기(74), 중간주파 증폭기(76), 역방향 업컨버터(78), Rx 밴드패스 필터(80), 전력 증폭기(82), 커플러(84), 역방향 전력 검출기(86), 역방향 RF 스위치(88)를 포함하여 구성된다. 이러한 상기 역방향 중계 회로의 구성 요소 중 공지되어 있는 기술에 해당하는 구성요소의 설명은 생략할 수 있다.In addition, the reverse relay circuit includes a
상기 제 1역방향 감쇠기(72)는 후술할 제어부(98)의 제어에 따라 역방향 신호의 이득을 증가시켜서 아이솔레이션이 확보될 수 있도록 하고, 상기 제 2역방향 감쇠기(74)는 역방향 신호의 이득을 조정하기 위한 것이다. The first
상기 역방향 전력 검출기(86)는 상기 커플러(84)로부터의 역방향 신호의 신호 레벨과 무신호시 잡음 레벨을 검출하여 제어부(98)에 제공한다.The
한편, 제어부(98)는 상기 역방향 전력 검출기(86)로부터 검출된 무신호 시 잡음 레벨을 측정하여 잡음 레벨의 상승 상태가 감지되면, 안테나 위치 변경부(10)를 제어하여 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시킨다. On the other hand, the
도너안테나(24)로부터 출력된 RF 신호의 일부는 피드백 되어 서비스안테나(26)로 다중경로를 통해 반사되어 들어오는데, 전술한 바와 같이 제어부(98)의 제어에 따라 안테나의 위치가 변경되면 다중경로를 통해 들어오는 피드백 신호의 위상은 변하게 되고 그에 따라 피드백 신호 간에 보강 또는 상쇄가 발생한다.A portion of the RF signal output from the
즉, 도너안테나로부터 피드백되어 서비스안테나로 들어오는 다중경로파의 이동거리가 안테나의 위치 변경에 따라 변하면 서비스안테나로 들어오는 다중경로파의 위상들이 변하게 되고 그 변화된 위상을 갖는 다중경로파 간에 신호의 보강 또는 상쇄가 발생하는 것이다.That is, when the moving distance of the multipath wave fed back from the donor antenna to the service antenna changes as the antenna is changed, the phases of the multipath wave entering the service antenna are changed and the signal is reinforced between the multipath waves having the changed phase. Offset occurs.
만일 도너안테나(24)로부터 서비스안테나(26)로 피드백 되는 다중경로 반사파 신호가 서로 상쇄되면 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 간의 아이솔레이션이 확보될 수 있다. If the multipath reflected wave signals fed back from the
즉, 도너안테나(24)로부터 서비스안테나(26)로 피드백 되어 들어오는 다중경로 반사파들의 위상을 변화시켜 최대한 상쇄시킬 수 있다면 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 간의 아이솔레이션은 쉽게 확보될 수 있다.That is, if the phase of the multipath reflected waves fed back from the
여기서 안테나의 위치 변경 폭은 중계기가 출력하는 RF 신호 주파수의 한 파장길이에 해당할 수 있다. 예를 들어 2GHz 의 주파수를 사용하는 경우에는 해당 주파수의 한 파장길이가 15cm이므로 15cm 범위내에서 안테나를 움직일 수 있다. 이 경우 실험적으로는 3cm 범위내에서의 이동만으로도 10dB 의 아이솔레이션 확보 효과를 볼 수 있다.Here, the position change width of the antenna may correspond to one wavelength length of the RF signal frequency output by the repeater. For example, if you use a frequency of 2GHz, you can move the antenna within the 15cm range because one wavelength of that frequency is 15cm. In this case, it is experimentally possible to obtain a 10dB isolation effect only by moving within the 3cm range.
한편, 제어부(98)는 전력 검출기로(86)부터 검출된 잡음 레벨을 소정의 레벨 설정치와 비교하여 안테나 위치 변경 여부를 판단하게 되는데, 그 소정의 레벨 설정치는 열잡음 레벨과, 이득 및, 잡음 지수의 합에 해당할 수 있다.Meanwhile, the
여기서, 상기 열잡음 레벨은 해당 주파수 대역에서 발생하는 열에 의한 잡음전력을 나타내는 것으로서 Hz당 -174dBm을 가지고 있는 상수이고, 상기 이득은 해당 RF 모듈에서 고정적으로 가지고 있는 자체 이득에 해당되며, 상기 잡음 지수는 해당 RF장치의 입력측 신호 대 잡음비(SNR)에 대해 출력측 신호 대 잡음비(SNR)를 나타내는 지수를 의미한다.Here, the thermal noise level is a constant having -174 dBm per Hz as a thermal noise power generated in a corresponding frequency band, and the gain corresponds to its own fixed gain in the corresponding RF module. An index representing an output side signal-to-noise ratio (SNR) with respect to the input side signal-to-noise ratio (SNR) of the RF device.
일반적으로 RF 모듈(22)의 이득이 각 안테나 간 아이솔레이션과 동일하면 잡음 레벨이 상승하거나 발진하게 되고, 각 안테나 간 아이솔레이션이 RF 모듈(22)의 이득보다 15dB 이상 확보되면 잡음 레벨의 상승과 발진을 막을 수 있다. 이를 이용하기 위해 상기 제어부(98)는 상기 제 1역방향 감쇠기(72)를 제어하여 역방향 경로의 이득을 15dB 증가시키고, 이 상태에서 제어부(98)는 상기 역방향 전력 검출기(86)로부터 검출되는 무 신호시의 잡음 레벨이 상기 레벨 설정치(열잡음 레벨 + 이득 + 잡음지수)보다 증가하지 않거나 발진하지 않으면, 목표 아이솔레이션에 해당되는 "이득 + 15dB"가 확보된 것으로 판단한다. In general, if the gain of the
한편, 상기 제어부(98)는 상기 역방향 전력 검출기(86)로부터 검출되는 신호의 레벨이 일정 설정 값 이하로 유지되면, 상기 역방향 RF 스위치(88)를 오프 시켜서 슬립 모드(Sleep Mode)로 진입함으로써 불필요한 RF 전력의 복사를 방지한다. 상기 일정 설정값은 열잡음 레벨 + 이득 + 잡음 지수 + 5dB의 마진(Margin)에 해당될 수 있다. On the other hand, if the level of the signal detected by the
여기서, 상기 제어부(98)는 슬립 모드의 진입 직전에, 상기 무신호시의 잡음 레벨이 예컨대 3dB와 같은 특정 레벨 값 이상으로 증가했는지를 판단하여 3dB 이상으로 증가하면, 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시켜서 잡음 레벨이 3dB 이하로 감소하는 위치를 찾은 이후에, 슬립 모드로 진입하도록 한다. Here, the
상기 특정 레벨값은 상기 역방향 전력 검출기(86)가 가지고 있는 오차분(약 0.5dB)과, 해당 RF 모듈의 RF 경로 상에서 써미스터(도시되지 않음)를 통해서 검출되는 온도변화를 상쇄시키기 위해 보정하기 위한 보정분(약 1∼2dB)을 합한 레벨값에 해당되고, 중계기의 사용 조건 및 규모 등에 따라 다르게 설정할 수 있지만 통상 3dB로 정의한다. The specific level value is for correcting to compensate for an error (about 0.5 dB) possessed by the
한편, 상기 안테나위치변경부(10)는 전술한 바와 같이 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시키기 위한 것이다. 상기 안테나위치변경부는(10) 모터구동부와(11), 모터(12)와, 안테나이동메카니즘(13)을 포함할 수 있다.On the other hand, the antenna
모터구동부(11)는 상술한 제어부(98)의 제어에 따라 모터(12)가 역회전 또는 정회전 하도록 구동한다. 또한 모터구동부(11)는 모터(12)로부터 궤환되는 순간전압 등으로부터 상기 제어부(98)를 보호하는 회로를 포함할 수 있다. 이를 위해 모터구동부(11)는 저항, 스위칭소자, 다이오스 소자 등을 포함할 수 있다. 여기서 상기 모터(12)는 DC모터, AC 모터, BLDC 모터, 스텝모터 등 다양한 종류가 가능하다.The
안테나이동메카니즘(13)은 모터(12)의 회전운동에 따라 도너안테나(24)와 서 비스안테나(26) 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시키도록 구성된다.The
이러한 안테나위치변경부(10)의 구성 및 그 제어과정은 실시예를 들어 후술토록 하겠다.The configuration of such an antenna
이하에서는 도면을 참조하여 일체형으로 구성된 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 안테나를 이동시키는 구조의 실시예들을 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described embodiments of the structure for moving the antenna of the wireless communication repeater according to the present invention integrally configured.
도 3a의 절개 사시도 및 도 3b의 분해 사시도를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 중계기는 상부프레임(100)과 하부프레임(200)으로 구성된다.Referring to the cutaway perspective view of Figure 3a and exploded perspective view of Figure 3b, the wireless communication repeater according to an embodiment of the present invention is composed of an
상부프레임(100)에는 도너안테나(111)가 장착되는 홈(123)과 서비스안테나(112)가 장착되는 홈(122) 및 RF 모듈이 장착되는 홈(124)이 형성되어 해당하는 안테나 및 모듈을 고정 장착할 수 있다. 여기서 RF 모듈이 장착되는 아랫면은 미 도시하였으나 평면 패널 형태로 구비될 수 있고, 이 평면 패널에는 RF 모듈과 모터구동부(210)를 연결하는 케이블을 위한 통공(미 도시함)이 형성될 수 있다.The
상부프레임(100)과 하부프레임(200)은 각각 상부프레임(100)에 형성된 돌출부(125)와 하부프레임(200)에 형성된 홈(241)에 의해 서로 결합하는데, 결합된 상태에서 모터(220)의 회전에 따라 상부프레임(100)이 직선 방향(본 실시예에서는 사선 방향)으로 움직일 수 있다. 이에 따라 상부프레임(100)에 장착된 도너안테나(111) 및 서비스안테나(112)의 위치가 변하여 결과적으로 다중경로반사파에 의한 영향 등을 최소화하여 도너안테나(111)와 서비스안테나(112) 간 아이솔레이션을 확보할 수 있다.The
모터(220)의 회전을 상부프레임(100)의 직선운동(본 실시예에서는 사선 방 향)으로 변화하기 위해 모터(220)에는 웜기어(231,232)가, 하부프레임(200)의 상측과 만나는 상부프레임(100)의 하단면(120)에는 랙기어(121)가 설치될 수 있다.In order to change the rotation of the
모터(220)의 구동축(221)에 장착된 웜(231)은 모터(220)의 회전운동을 90도 방향으로 비틀어 치합되어 있는 웜휠(232)에 전달하고 웜휠(232)은 전달받은 회전운동을 상부프레임(100) 하단에 부착되어 있는 랙기어(121)에 전달한다. 이에 랙기어(121)는 직선운동(본 실시예에서는 사선 방향)을 하게 되고 상부프레임(100)에 부착된 도너안테나(111)와 서비스안테나(112)의 위치가 변할 수 있다.The
여기서, 랙기어(121)는 도 3a 와 도 3b에 도시된 바와 같이 수직면에 대해 사선방향으로 상부프레임(100) 하단면(120)에 장착됨으로써, 상기 상부프레임(100)에 장착된 도너안테나(111)와 서비스안테나(112)는 상기 모터(220)의 회전에 따라 수직면에 대해 사선방향으로 이동할 수 있다.Here, the
도 3c는 상부프레임(100) 즉, 도너안테나(111)와 서비스안테나(112)의 위치가 변경되기 전이고, 도 3d 는 모터의 일 방향 회전에 따라 좌측사선방향으로 변경된 상태이고, 도 3e는 모터의 타 방향 회전에 따라 우측사선방향으로 변경된 상태이다. 이러한 좌측, 우측방향의 이동은 전술한 모터구동부(210)를 통해 전달되는 제어부(98)의 제어신호에 따라 모터구동부(210)에 DLM한 모터(12)의 역회전 또는 정회전 구동에 의하여 이루어진다.3C is before the positions of the
미도시한 모터의 샤프트에 설치된 모터회전량 검출부에서 들어오는 신호에 근거하여 제어부(98)는 상부프레임(100)의 랙기어와 웜기어의 접속 위치값을 저장하고 그 위치값에 따라 모터회동방향(정/역 방향)을 선정할 수 있다.Based on the signal from the motor rotation amount detection unit installed on the shaft of the motor, not shown, the
또한 미 도시했지만 하부프레임(200)에 리미트 스위치를 설치하여 상부프레임(100)이 기 설정한 일정영역만큼 이동하여 리미트 스위치를 작동 하는 경우 제어부(98)로 그 신호를 전달하여 그 이동을 멈추도록 함으로써 상부프레임(100)이 소정의 이동 영역을 벗어나는 경우를 방지할 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, a limit switch is installed on the
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예에서는 모터와 모터의 회전에 따라 도너안테나와 서비스안테나의 위치가 변경되는 예를 보이기 위해 간략한 구성만을 도시하였다. 이하 다른 실시예에서도 같다.Hereinafter, another embodiment of a wireless communication repeater according to the present invention will be described with reference to FIG. 4. In this embodiment, only a simple configuration is shown to show an example in which the positions of the donor antenna and the service antenna are changed according to the rotation of the motor and the motor. The same also applies to other embodiments.
도시된 바와 같이 무선통신 중계기는 상기 도너안테나(111_3)와 상기 서비스안테나(112_3)가 장착된 수평패널(426)과, 모터(420)가 장착된 고정단(미 도시함)을 포함한다.As shown, the wireless communication repeater includes a
모터(420)의 회전 운동을 상기 수평패널(426)의 직선 운동으로 변환시키기 위해 모터(420)에 장착되는 수직베벨기어(422)와, 상기 수직베벨기어(422)에 치합되어 회전하는 한쌍의 수평베벨기어(427)와, 상기 수평베벨기어(424)의 축(423)의 타단에 각각 장착되는 한쌍의 피니언(424)과, 상기 수평패널(426)의 일측에 장착되고 상기 피니언(424)에 각각 치합되는 한쌍의 랙기어(425)를 포함한다.A pair of
제어부(98)의 제어에 따라 모터구동부(11)에 의하여 모터(420)가 구동되어 모터(420)의 구동축(421)이 회전하면 구동축(421)에 장착된 수직베벨기어(422)는 회전을 하고, 수직베벨기어(422)와 90 도 방향으로 치합되어 있는 수평베벨기어(427)가 회전하면 수평베벨기어(427)의 축(423) 타단에 부착된 피니언(424)이 회 전하게 된다. 이에 도너안테나(111_3)와 서비스안테나(112_3)가 장착된 수평패널(426)의 일단에 구비되고 피니언(424)과 치합되어 있는 랙기어(425)는 모터(420)가 장착된 고정단(미 도시함)에 대해 직선운동을 한다. 따라서 모터(425)가 회전함에 따라 도너안테나(111_3)와 서비스안테나(112_3)는 수직방향으로 직선운동을 한다. 가령 모터(420)의 구동축(421)이 시계방향으로 회전하는 경우 도너안테나(111_3)와 서비스안테나(112_3)는 위쪽 방향으로 진행하고, 모터(420)의 구동축(421)이 반시계방향으로 회전하는 경우 도너안테나(111_3)와 서비스안테나(112_3)는 아래쪽 방향으로 진행한다.When the
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 다른 실시예를 설명한다Hereinafter, another embodiment of a wireless communication repeater according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.
도시된 바와 같이 무선통신 중계기는 도너안테나(111_2)와 서비스안테나(112_2)가 장착된 회전패널(324)과, 모터(320)가 장착된 고정단(미 도시함)을 포함한다.As shown, the wireless communication repeater includes a
회전패널(324)에는 내주면에 연접하여 키홈이 형성된 결합공(322)이 구비되어 있고, 모터의 구동축(321)은 상기 결합공(322)에 삽입결합되고, 삽입결합된 모터의 구동축과 회전패널을 고정시키기 위해 볼트(323)가 구비된다.The
여기서 모터(320)의 구동축(321)에는 상기 결합공(322)의 키홈에 들어맞는 키(미 도시함.)가 돌출형성 될 수 있다.In this case, a key (not shown) corresponding to the key groove of the
이에 제어부(98)의 제어에 따라 모터(320)의 구동축(321)이 회전하면 모터(320)가 장착된 고정단(미 도시함)에 대해 회전패널(324)이 회전하고, 따라서 회 전패널(324)에 장착된 도너안테나(111_2)와 서비스안테나(112_2)가 회전한다. Accordingly, when the driving
이처럼 도너안테나(24)와 서비스안테나(26)의 위치가 변경됨으로써 제어부(98)는 아이솔레이션이 확보되는 위치를 찾을 수 있고, 아이솔레이션이 확보된 위치에서 중계서비스를 제공하여 무선통신 단말기와 기지국간의 통화 품질을 개선시키고, 더 나아가 발진 등에 의한 기지국의 손상을 방지할 수 있다.As such, the location of the
상술한 실시예서는 도너안테나와 서비스안테나가 동일한 프레임 또는 패널에 장착됨으로써 모터의 회전에 따라 도너안테나와 서비스안테나가 함께 움직이는 경우를 그 일예로 하여 설명하였으나 도너안테나와 서비스안테나가 따로 움직이도록 구성될 수 있음은 물론이다. 또한 안테나위치변경부의 구성 요소로서 모터를 상정하였으나 제어부의 제어에 따라 도너안테나와 서비스안테나 중 적어도 하나의 위치를 변경하는 수단이라면 본 발명에 포함된다.In the above-described embodiment, the donor antenna and the service antenna are mounted on the same frame or panel, so that the donor antenna and the service antenna move together according to the rotation of the motor, but the donor antenna and the service antenna are configured to move separately. Of course it can. In addition, although the motor is assumed as a component of the antenna position changing unit, any means for changing the position of at least one of the donor antenna and the service antenna under the control of the controller is included in the present invention.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 6의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다. Next, the operation of the present invention made as described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 6.
먼저, 무선통신 중계기의 파워를 온(ON)하여 전원을 인가한 상태에서(단계 S10), 상기 무선통신 중계기 제어부(98)는 순방향 RF 스위치를 오프시키고, 역방향 RF 스위치(88)를 온 시켜서, 역방향 전력 검출기(86)를 제어하여 무 신호시의 역방향 잡음 레벨을 검출하도록 한다(단계 S11). First, in a state where power is supplied by turning on the power of the wireless communication repeater (step S10), the wireless communication
이 때, 각 안테나 간 아이솔레이션이 RF 모듈(22)의 이득보다 15dB 이상 확보되면 잡음 레벨의 상승과 발진을 막을 수 있다는 특성을 이용하여, 상기 제어부(98)는 역방향 중계 회로의 경로에서 제 1역방향 감쇠기(72)를 제어하여 역방향 경로의 이득을 순방향 경로의 이득보다 15dB 증가시킨다.At this time, if the isolation between each antenna is secured 15dB or more than the gain of the
그 상태에서, 상기 제어부(98)는 상기 역방향 전력 검출기(86)로부터 검출된 무 신호시 역방향 잡음 레벨과 미리 설정된 레벨 설정치(열 잡음 레벨 + 이득 + 잡음지수)를 비교하여 목표 아이솔레이션이 확보되는지 여부를 판단한다(단계 S12).In this state, the
상기 무 신호시 역방향 잡음 레벨이 상기 레벨 설정치보다 증가하여 목표 아이솔레이션이 확보되지 않았다고 판단되면, 제어부(98)는 순방향 RF 스위치(56) 및 역방향 RF 스위치(88)를 모두 오프 시킨 상태에서 안테나위치변경부(10)를 제어하여 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 중 적어도 하나의 위치를 변경시키게 한 후(단계 S13), 전력검출기(86)가 안테나의 이동에 따라 변화되는 무 신호시의 역방향 잡음 레벨을 검출하게 한다(단계 S14).If it is determined that the target noise is not secured because the reverse noise level increases when the signal is not set, the
상기 제어부(98)는 상기 안테나(24,26)의 위치 변경에 의해 변화된 무신호시의 역방향 잡음 레벨과 상기 레벨 설정치(열 잡음 레벨 + 이득 + 잡음지수)를 비교하여 목표로 하는 아이솔레이션이 확보되었는지를 판단한다(단계 S15). 판단결과 측정된 잡음 레벨이 상기 레벨 설정치보다 커서 상기 목표 아이솔레이션이 확보되지 않았다고 판단되면 제어부는 상기 단계 S13 에서 단계 S14의 과정을 반복적으로 수행하게 한다. 이 경우 전술한 바와 같이 안테나의 이동 방향을 사선방향, 수직방향과 수평방향 중 어느 쪽의 방향으로 움직일 수 있고 그 이동 방법은 직선 운동 또는 회전 운동에 의할 수 있다.The
하지만, 상기 단계 S15의 판단 결과에 따라, 상기 무신호시의 역방향 잡음 레벨이 상기 레벨 설정치보다 크지 않아서 목표로 하는 아이솔레이션이 확보되었다 고 판단하게 되면, 상기 제어부(98)는 해당 무선통신 중계기가 정상 동작이 가능한 상태인 것으로 판단한다(단계 S16). 이때 순방향 및 역방향 RF 스위치(56,88)를 온 시킬 수 있다.However, according to the determination result of the step S15, when it is determined that the target isolation is secured because the reverse noise level at the no signal is not greater than the level set value, the
한편, 상기 제어부(98)는 상기 역방향 전력 검출기(86)로부터 검출되는 무신호시의 역방향 잡음 레벨이 미리 설정된 설정 값(즉, 열잡음 레벨 + 이득 + 잡음 지수 + 5dB의 마진) 이하로 되어 슬립 모드로 진입해야 하는 지를 판단한다(단계 S17).On the other hand, the
상기 판단 결과 상기 무신호시의 역방향 잡음 레벨이 미리 설정된 설정 값 이하가 되어 슬립 모드로 진입해야 하는 경우, 제어부(98)는 슬립 모드로 진입하기 전에 상기 무신호시의 역방향 잡음 레벨이 특정 레벨 값(예컨대 3dB) 이상으로 증가되었는지를 판단한다(단계 S18).As a result of the determination, when the reverse noise level at the no signal becomes less than or equal to a preset setting value, the
상기 판단 결과, 상기 무신호시의 역방향 잡음 레벨이 특정 레벨 값 이상으로 증가되었으면, 제어부(98)는 상기 순방향 RF 스위치(56) 및 역방향 RF 스위치(88)를 각각 온 시키고, 안테나위치변경부(10)를 제어하여 도너안테나(24)와 서비스안테나(26) 중 적어도 하나의 위치를 변경시킴으로써 역방향 잡음 레벨의 증가분(3dB)을 감소시키기 위한 단계를 진행한다(단계 S19). As a result of the determination, when the reverse noise level at the time of no signal has been increased above a specific level value, the
하지만, 상기 단계 S18의 판단 결과 상기 무신호시의 역방향 잡음 레벨이 특정 레벨 값 이상으로 증가하지 않았으면, 상기 제어부(98)는 역방향 RF 스위치(88)를 오프시켜서 슬립 모드로 진입함으써 불필요한 RF 전력의 복사를 방지한다(단계 S20).However, if it is determined in step S18 that the backward noise level at the time of no signal has not increased above a specific level value, the
한편, 제어부(98)는 상기 무신호시의 역방향 잡음 레벨에 대한 특정 레벨 값 이상의 증가분을 감소시키기 위한 안테나 위치 변경 중 또는 슬립 모드 상태에서, 서비스 안테나(26)를 통해 무선통신 단말기로부터의 신호가 수신되는지의 여부를 판단한다(단계 S21).On the other hand, the
상기 판단 결과, 무선통신 단말기로부터의 신호가 수신되지 않는다고 판단되면, 제어부(98)는 안테나 위치 변경에 의해 무신호시의 잡음 레벨의 증가분이 감소되었는지를 판단하여(단계 S22), 감소되지 않았다고 판단되면 상기 단계 S19로 재 진행하여 무신호 시 잡음레벨 감소를 위한 안테나 위치 변경을 반복적으로 수행하고, 감소되었다고 판단되면 상기 단계 S20으로 진행하여 슬립모드로 진입하게 된다. As a result of the determination, if it is determined that the signal from the wireless communication terminal is not received, the
하지만, 상기 단계 S21의 판단 결과 증가된 특정 레벨 값을 감소시키기 위해 안테나 위치 변경 중 무선통신 단말기로부터의 신호가 수신된 경우, 제어부(98)는 안테나 위치를 변경 전 원래 위치로 복구하고(단계 S23), 상기 단계 S16으로 진행하여 해당 무선통신 중계기가 정상 동작상태로 진입할 수 있도록 한다.However, when a signal from the wireless communication terminal is received during the antenna position change to decrease the increased specific level value as a result of the determination of step S21, the
한편 상기 단계 S21에서 슬립모드 진입 상태에서 무선통신 단말기로부터의 신호가 수신되었다고 판단하는 경우, 제어부(98)는 정상 동작상태로 진입한다.On the other hand, when it is determined in step S21 that the signal from the wireless communication terminal is received in the sleep mode entry state, the
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 특히 본 발명에 따른 무선통신 중계기의 아이솔레이션 확보 제어방법은 중계기 설치시는 물론이고 중계 기 운용시에도 역시 잡음레벨을 측정하고 아이솔레이션이 확보되도록 안테나의 위치를 변경할 수 있다.Although some embodiments of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made to the embodiment without departing from the spirit or spirit of the invention. . In particular, the isolation control method of the wireless communication repeater according to the present invention can change the position of the antenna so that the noise level is measured and the isolation is secured not only when the repeater is installed but also when the repeater is operated.
발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 무선통신 중계기의 도너 안테나와 서비스 안테나를 중계기 본체에 내장된 RF 모듈과 일체형으로 구성하여 본체 내부에 내장될 수 있도록 함에 따라, 중계기 설치가 용이하게 되어 그 설치비용을 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, the donor antenna and the service antenna of the wireless communication repeater are integrated with the RF module built in the repeater main body so that they can be embedded in the main body, so that the repeater can be easily installed and the installation cost is improved. Can be reduced.
또한, 중계기의 무신호시 역방향 잡음 레벨을 검출하여 아이솔레이션의 변동 상태를 감시하면서, 목표로 하는 안정된 아이솔레이션의 확보를 위해 안테나의 위치를 변경하도록 함으로써, 주변 환경 변화 등에 의해 각 안테나 간의 아이솔레이션이 변동되더라도 목표 아이솔레이션으로 조정이 되는 효과를 갖게 된다. 즉, 도너안테나와 서비스안테나 중 적어도 어느 하나의 위치를 물리적으로 변경시킴으로써 도너안테나로부터 서비스안테나로 피드백 되는 다중경로 반사파에 의한 잡음 등의 영향을 최소화시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.Also, by detecting the reverse noise level when no signal of the repeater is detected and monitoring the fluctuation of the isolation, the position of the antenna is changed to secure the target stable isolation. The effect is adjusted to the target isolation. That is, by physically changing the position of at least one of the donor antenna and the service antenna, it is possible to minimize the effects of noise caused by the multipath echoes fed back from the donor antenna to the service antenna.
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