KR20090132735A - Mobile communication repeater using telephone line - Google Patents

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KR20090132735A
KR20090132735A KR1020080058865A KR20080058865A KR20090132735A KR 20090132735 A KR20090132735 A KR 20090132735A KR 1020080058865 A KR1020080058865 A KR 1020080058865A KR 20080058865 A KR20080058865 A KR 20080058865A KR 20090132735 A KR20090132735 A KR 20090132735A
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장태화
최병도
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Abstract

PURPOSE: A mobile communication repeater using a telephone line is provided to solve a shadow region by using a telephone line. CONSTITUTION: A mobile communication signal repeater mother station(102) grasps a using state of a frequency of a telephone line. The mobile communication signal repeater mother station relays a mobile communication signal by searching a frequency band without causing mutual interference when the telephone line is in a busy state. A mobile communication signal repeater child station(104) receives a signal through the telephone line from the mobile communication signal repeater mother station. The mobile communication signal repeater child station converts the receives signal to a high-frequency signal. The mobile communication signal repeater child station transmits the high-frequency signal to a mobile communication terminal.

Description

전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치 {MOBILE COMMUNICATION REPEATER USING TELEPHONE LINE}Mobile communication signal relay device using telephone line {MOBILE COMMUNICATION REPEATER USING TELEPHONE LINE}

본 발명은 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 전화선을 이용하여 음영지역을 해결하며, 전화선이 사용중인 경우에도 이동통신 신호의 중계가 가능한 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile communication signal relay apparatus using a telephone line, and more particularly, to solve a shadow area by using a telephone line, and a mobile communication signal relay apparatus using a telephone line capable of relaying a mobile communication signal even when the telephone line is in use. It is about.

건물 및 지하에서 이동통신 음영지역이 발생하는 경우, 이를 해소하기 위해서 광케이블이나 RF 동축 케이블을 이용하여 이동통신 신호를 중계하였다. 그러나 전술한 중계 방식은 광케이블 또는 RF 동축 케이블의 설치시 많은 비용이 소요되고, 설치 공사에 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.In the case of the occurrence of mobile communication shadow area in the building and underground, the mobile communication signal was relayed by using optical cable or RF coaxial cable. However, the above-described relay method has a problem in that a large cost is required when installing an optical cable or an RF coaxial cable, and a lot of time is required for installation work.

이에 대한 대안으로, 전화선을 이용한 중계 장치가 등장하였다. 이 중계 장치는 미사용 중인 전화선로 또는 전용회선 선로를 이용하여 이동통신 신호를 전송하는데, 사용하고자 하는 전화선로가 사용중인 경우에는 적용이 불가능하다.As an alternative, a relay device using a telephone line has emerged. The relay device transmits a mobile communication signal by using an unused telephone line or a dedicated line line, which is not applicable when the telephone line to be used is in use.

본 발명은 전화선을 이용하여 음영지역을 해결하며, 전화선이 사용중인 경우에도 이동통신 신호의 중계가 가능한 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the shadow area using a telephone line, and to provide a mobile communication signal relay apparatus using a telephone line capable of relaying a mobile communication signal even when the telephone line is in use.

본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치는, 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치에 있어서, 전화선로의 주파수 사용 실태를 파악하고, 전화선로가 사용중인 경우 상호 간섭을 주지 않는 주파수 대역을 찾아 이동통신 신호를 중계하는 이동통신 신호 중계 장치 모국; 및 이동통신 신호 중계 장치 모국으로부터 전화선로를 통해 신호를 전달받아 고주파 신호로 변환한 뒤, 고주파 신호를 이동통신 단말기로 전달하는 이동통신 신호 중계 장치 자국을 포함할 수 있다.The mobile communication signal relay apparatus using a telephone line according to an embodiment of the present invention, in the mobile communication signal relay apparatus using a telephone line, grasps the frequency usage of the telephone line and does not interfere with each other when the telephone line is in use. A mobile communication signal relay device for searching for a frequency band and relaying a mobile communication signal; And a mobile communication signal relay station that receives a signal from a mobile communication signal relay station through a telephone line, converts the signal into a high frequency signal, and transmits the high frequency signal to the mobile communication terminal.

이동통신 신호 중계 장치 모국은 전화선로 주파수 대역을 전체적으로 감시하고 신호의 유무를 측정하여 이를 프로세서에 전달하는 주파수 대역 감시기를 포함할 수 있다. 이동통신 신호 중계 장치 모국은 TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신 신호를 중계하기 위하여 송수신 프레임을 구분하는 제1 동기 추출 모듈 및 동기 추출 모듈에 의해 검출된 동기 정보에 따라 송수신을 변환하는 제1 송수신 스위치를 포함할 수 있다.The mobile communication signal relay station may include a frequency band monitor that monitors the telephone line frequency band as a whole, measures the presence of a signal, and transmits the signal to the processor. In order to relay a time division duplex (TDD) type mobile communication signal, the mobile communication signal relay station first converts transmission and reception according to synchronization information detected by the synchronization extraction module and the synchronization extraction module. It may include a transmission and reception switch.

이동통신 신호 중계 장치 모국은 전화선로의 임피던스와 이동통신 신호의 임 피던스 사이의 불일치를 해결하기 위한 제1 임피던스 변환기를 포함할 수 있다. 이동통신 신호 중계 장치 모국은 이동통신 주파수 대역의 신호를 전화선로 주파수 대역으로 하강 변환하는 제1 하강 변환기 및 전화선로 주파수 대역의 신호를 이동통신 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1 상승 변환기를 포함할 수 있다.The mobile communication signal relay station may include a first impedance converter for resolving a mismatch between the impedance of the telephone line and the impedance of the mobile communication signal. The mobile communication signal relay station includes a first down converter for down converting a signal in a mobile communication frequency band to a telephone line frequency band and a first up converter for converting a signal in a telephone line frequency band to a signal of a mobile communication frequency band. Can be.

이동통신 신호 중계 장치 자국은 TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신 신호를 중계하기 위하여 송수신 프레임을 구분하는 제2 동기 추출 모듈 및 동기 추출 모듈에 의해 검출된 동기 정보에 따라 송수신을 변환하는 제2 송수신 스위치를 포함할 수 있다. 이동통신 신호 중계 장치 자국은 전화선로의 임피던스와 이동통신 신호의 임피던스 사이의 불일치를 해결하기 위한 제2 임피던스 변환기를 포함하는 전화선을 이용할 수 있다.In order to relay a time division duplex (TDD) type mobile communication signal, the mobile station of the mobile communication signal relay station converts transmission and reception according to synchronization information detected by the synchronization extraction module and the synchronization information module detected by the synchronization extraction module. It may include a transmission and reception switch. The mobile communication signal relay station may use a telephone line including a second impedance converter for resolving a mismatch between the impedance of the telephone line and the impedance of the mobile communication signal.

이동통신 신호 중계 장치 자국은 이동통신 주파수 대역의 신호를 전화선로 주파수 대역으로 하강 변환하는 제2 하강 변환기 및 전화선로 주파수 대역의 신호를 이동통신 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2 상승 변환기를 포함할 수 있다.The mobile signal relay station includes a second down converter for down converting a signal in a mobile communication frequency band to a telephone line frequency band and a second up converter for converting a signal in a telephone line frequency band to a signal of a mobile communication frequency band. Can be.

제1 및 제2 임피던스 변환기는 BALUN(Balanced-Unbalanced)를 이용하여 구현될 수 있다. 제1 및 제2 상승 변환기는 전화선로의 길이에 따른 손실을 보상하기 위한 가변 이득 증폭기를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 하강 변환기는 전화선로의 길이에 따른 손실을 보상하기 위한 가변 이득 증폭기를 포함할 수 있다.The first and second impedance converters may be implemented using balanced-unbalanced (BALUN). The first and second rising converters may include variable gain amplifiers to compensate for losses along the length of the telephone line. The first and second down converters may include variable gain amplifiers to compensate for losses along the length of the telephone line.

본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치는 빌딩, 지하 주차장, 고층 건물, 대형 건물 등에서 발생하는 전파 음영지역을 해소할 수 있다.The mobile communication signal relay apparatus using the telephone line according to an embodiment of the present invention can solve the radio shadow area generated in a building, an underground parking lot, a high-rise building, a large building, and the like.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치는 기존에 설치된 전화선을 이용하므로, 설치 시간 및 비용을 절감하는 효과가 있다.In addition, the mobile communication signal relay apparatus using a telephone line according to an embodiment of the present invention uses an existing telephone line, thereby reducing the installation time and cost.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치는 전화선로 주파수 대역을 확대함으로써 향후 도입되는 다른 무선 서비스의 중계 장치로 활용될 수 있다.In addition, the mobile communication signal relay apparatus using a telephone line according to an embodiment of the present invention can be utilized as a relay device of another wireless service introduced in the future by expanding the telephone line frequency band.

첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다.With reference to the accompanying drawings, it will be described embodiments of the present invention to be easily implemented by those skilled in the art. As those skilled in the art can easily understand, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치(100)의 구성도이다.1 is a block diagram of a mobile communication signal relay device 100 using a telephone line according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 이동통신 신호 중계장치 모국(102)은 이동통신 기지국(101)으로부터 송신된 이동통신 신호를 전화선 주파수 대역 신호로 변환한다. 전화선 주파수 대역 신호는 전화선(103)을 통해 이동통신 신호 중계장치 자국(104)으로 전송된다. 이동통신 신호 중계장치 자국(104)은 전화선 주파수 대역 신호를 이동통신 신호로 변환하여 이동통신 단말기(105)로 전송한다.As shown in Fig. 1, the mobile communication signal relay station 102 converts a mobile communication signal transmitted from the mobile communication base station 101 into a telephone line frequency band signal. The telephone line frequency band signal is transmitted to the mobile communication signal relay station 104 via the telephone line 103. The mobile communication signal relay station 104 converts a telephone line frequency band signal into a mobile communication signal and transmits it to the mobile communication terminal 105.

이동통신 단말기(105)의 송신 신호를 전송함에 있어, 이동통신 신호 중계장치 자국(104)은 이동통신 단말기(105)의 송신 신호를 전화선에 전송하기 적합한 신호로 변환하여 전화선(103)을 통하여 전송한다. 이동통신 신호 중계장치 모국(102)에서는 이 신호를 수신하여 이동통신 신호로 변환하여 이를 이동통신 기지국(101)으로 전송한다.In transmitting the transmission signal of the mobile communication terminal 105, the mobile communication signal relay station 104 converts the transmission signal of the mobile communication terminal 105 into a signal suitable for transmission to the telephone line and transmits it through the telephone line 103. do. The mobile communication signal relay station 102 receives the signal, converts the signal into a mobile communication signal, and transmits the signal to the mobile communication base station 101.

도 2는 도 1에 도시한 이동통신 신호 중계 장치 모국(102)의 구성도이다. 도 2에서 점선으로 표시한 화살표는 제어 신호를 나타낸다.2 is a configuration diagram of the mobile communication signal relay device mother station 102 shown in FIG. Arrows indicated by dotted lines in FIG. 2 indicate control signals.

도 2에 도시한 바와 같이, 이동통신 신호 중계장치 모국(102)은 이동통신 기지국(101)과의 무선 전파 송수신을 수행하는 제1 안테나(201), 이동통신 기지국(10)의 신호로부터 송수신 프레임을 구분하는 제1 동기 추출 모듈(202), 제1 동기 추출 모듈(202)에 의해 검출된 동기 정보에 따라 TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신 시스템에서 송수신을 자동적으로 전환하는 제1 송수신 스위치(203), 이동통신 기지국에서 가입자 방향으로의 순방향 신호를 하강 변환하는 제1 하강 변환기(204), 이동통신 가입자에서 기지국 방향으로의 역방향 신호를 상승 변환하는 제1 상승 변환기(205), 무선 주파수 신호를 전화선로에 적합한 임피던스로 변환하는 제1 임피던스 변환기(206), 전화선 주파수 대역의 사용현황을 자동적으로 파악하여 전화선 주파수 대역을 적절하게 선정하는 기능을 수행하는 주파수 대역 검사기(207), 각각의 부분을 제어 및 관리하는 제1 프로세서부(208)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the mobile communication signal relay station 102 transmits and receives a frame from a signal of the first antenna 201 and the mobile communication base station 10 to perform radio wave transmission and reception with the mobile communication base station 101. A first transmission / reception switch for automatically switching transmission and reception in a TDD (Time Division Duplex) type mobile communication system according to the synchronization information detected by the first synchronization extraction module 202 and the first synchronization extraction module 202. 203, a first down converter 204 for down-converting a forward signal from a mobile communication base station to a subscriber direction, a first up converter 205 for up-converting a reverse signal from a mobile communication subscriber to a base station, and a radio frequency A first impedance converter 206 for converting a signal into an impedance suitable for a telephone line, and automatically selecting a telephone line frequency band to automatically select a telephone line frequency band. A frequency band checker 207 that performs the function, and a first processor unit 208 that controls and manages each part.

도 3은 도 1에 도시한 이동통신 신호 중계 장치 자국(104)의 구성도이다. 도 3에서 점선으로 표시한 화살표는 제어 신호를 나타낸다.3 is a block diagram of the mobile communication signal relay station 10 shown in FIG. Arrows indicated by dotted lines in FIG. 3 indicate control signals.

도 3에 도시한 바와 같이, 이동통신 신호 중계장치 자국(104)은 전화선로를 통하여 송수신 되는 신호를 무선 통신 신호의 임피던스와 정합하는 기능을 수행하는 제2 임피던스 변환기(301), 전화선로 주파수 대역의 신호를 이동통신 주파수 대역의 신호로 변환하는 기능을 수행하는 제2 상승 변환기(302), 이동통신 주파수 대역의 신호를 전화 선로 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2 하강 변환기(304), TDD 방식의 이동통신 신호 처리에 있어서 송수신 프레임의 주기를 변경하는 기능을 수행하는 제2 송수신 스위치(303), 송수신 프레임의 주기를 변경하기 위한 송수신 타이밍 동기를 추출하는 제2 동기 추출 모듈(305), 전체적인 시스템의 제어를 담당하는 제2 프로세서부 (306), 이동통신 단말기와의 송수신을 수행하는 제2 안테나(307)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the mobile communication signal relay station 104 includes a second impedance converter 301 for performing a function of matching a signal transmitted and received through a telephone line with an impedance of a wireless communication signal, and a telephone line frequency band. A second up converter 302 for converting a signal of a mobile communication frequency band into a signal of a mobile communication frequency band, a second down converter 304 for converting a signal of a mobile communication frequency band into a signal of a telephone line frequency band, and a TDD scheme. A second transmission / reception switch 303 which performs a function of changing a period of a transmission / reception frame in a mobile communication signal processing of the second transmission, a second synchronization extraction module 305 that extracts transmission / reception timing synchronization to change a period of a transmission / reception frame, A second processor 306 in charge of controlling the system, and a second antenna 307 for transmitting and receiving with the mobile communication terminal.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시한 제1 및 제2 송수신 스위치(203, 303)를 개략적으로 나타낸다. 도 4에서 점선으로 표시한 화살표는 제어 신호를 나타낸다.4 schematically shows the first and second transmit / receive switches 203 and 303 shown in FIGS. 2 and 3. Arrows indicated by dotted lines in FIG. 4 indicate control signals.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 송수신 스위치(203, 303)는 안테나와 접속되는 포트인 안테나 포트(401), 송신 포트(402), 수신 포트(403), 송수신 전환을 직접적으로 제어하는 스위치 제어포트(404)로 구성된다. 송신 포트(402)와 수신 포트(403)의 전환은 스위치 제어포트(404)에 입력되는 제어 신호에 의해 전환된다. 이 제어신호는 제1 및 제2 프로세서부(208, 306)로부터 각각 받는다.As shown in FIG. 4, the first and second transmit / receive switches 203 and 303 directly switch the antenna port 401, the transmit port 402, the receive port 403, and the transmit / receive switch, which are ports connected to the antenna. It consists of a switch control port 404 to control. Switching of the transmission port 402 and the reception port 403 is switched by a control signal input to the switch control port 404. This control signal is received from the first and second processor units 208 and 306, respectively.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시한 제1 및 제2 하강 변환기(204, 304)를 개략적으로 나타낸다.FIG. 5 schematically shows the first and second down converters 204, 304 shown in FIGS. 2 and 3.

도 5에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 하강 변환기(204, 304)는 입력되는 이동통신 신호를 하강 변환하는 기능을 수행하는 제1 믹서(501), 적절한 전화선로 대역으로 하강변환하기 위한 주파수를 선정하는 기능을 수행하는 제1 국부 발진기(502), 하강 변환된 신호 이외의 다른 신호를 제거하는 필터(503), 전화 선로의 감쇄를 보상하기 위해 신호를 증폭하는 제1 가변 이득 증폭기(504)로 구성된다.As shown in FIG. 5, the first and second down converters 204 and 304 may include a first mixer 501 for down converting an input mobile communication signal, and a down converter for an appropriate telephone line band. A first local oscillator 502 for selecting a frequency, a filter 503 for removing signals other than the down-converted signal, and a first variable gain amplifier for amplifying the signal to compensate for attenuation of the telephone line ( 504).

예를 들어, 이동통신 신호의 주파수 대역이 2.3GHz의 와이브로 신호인 경우 이 신호는 전화 주파수 대역의 신호로 변환되어야 한다. 만일 전화선로의 상태가 VDSL이 사용하고 있다면 전화선로 주파수 대역에서 30MHz 이상의 주파수 대역으로 하강 변환하여야 한다. 따라서 제1 국부발진기(502)의 신호는 2.25GHz로 결정되어야 한다. 이때 하강 변환된 신호는 2.3GHz - 2.25GHz = 0.05GHz = 50MHz가 되며 전화 선로를 통하여 전송하는 경우 50m를 전송할 때 약 15dB 정도의 손실이 발생하게 된다. 15dB 정도의 손실을 보상하는 기능은 제1 가변 이득 증폭기(504)에 의해서 수행된다. 만일 100m를 전송하여야 한다면 손실은 24dB가 발생하며 이때 제1 가변 이득 증폭기(504)는 이득을 올려 24dB의 손실을 보상하도록 동작한다.For example, if the frequency band of the mobile communication signal is a 2.3 GHz WiBro signal, the signal should be converted into a signal of the telephone frequency band. If the condition of the telephone line is used by VDSL, the down line shall be converted from the telephone line frequency band to a frequency band of 30 MHz or more. Therefore, the signal of the first local oscillator 502 should be determined to be 2.25 GHz. In this case, the down-converted signal is 2.3 GHz-2.25 GHz = 0.05 GHz = 50 MHz. When transmitting over a telephone line, a loss of about 15 dB occurs when transmitting 50 m. The function of compensating for the loss of about 15 dB is performed by the first variable gain amplifier 504. If 100m is to be transmitted, a loss occurs at 24dB, where the first variable gain amplifier 504 operates to raise the gain to compensate for the loss of 24dB.

도 6은 도 2 및 도 3에 도시한 상승 변환기(205, 302)를 개략적으로 나타낸다.FIG. 6 schematically shows the rise converters 205 and 302 shown in FIGS. 2 and 3.

도 6에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 상승 변환기(205,302)는 전화선로 주파수 대역의 신호를 상승 변환하는 기능을 수행하는 제2 믹서(601), 적절한 주파수 대역의 신호로 상승 변환하도록 주파수를 발생하는 제2 국부발진기(602), 제2 믹서(601)을 통과하여 출력된 신호에서 이동통신 주파수 대역의 신호만을 정교하게 추출하는 SAW 필터(603), 전화 선로에서의 손실 및 SAW 필터에서의 손실을 보상하는 기능을 수행하는 제2 가변 이득 증폭기(604)로 구성된다.As shown in Fig. 6, the first and second rising converters 205 and 302 are second mixers 601, which perform a function of upconverting a signal of a telephone line frequency band, and a frequency of upconverting to a signal of an appropriate frequency band. The second local oscillator 602 for generating a, the SAW filter 603 for precisely extracting only the signal of the mobile communication frequency band from the signal output through the second mixer 601, the loss in the telephone line and the SAW filter And a second variable gain amplifier 604 which performs a function of compensating for the loss.

예를 들어, 전화선로를 통하여 50MHz의 주파수 대역으로 신호가 전송되어 온 경우 이 신호를 2.3GHz 대역의 신호로 변환하기 위해서 제2 국부 발진기(602)는 2.25GHz의 신호를 출력하여야 한다. 이때 제2 믹서(601)의 출력에서는 2.3GHz 신호, 2.25GHz 국부 발진 신호가 출력된다. 2.25GHz의 국부 발진 신호는 제거하여야 하므로 날카로운 차단 특성을 갖는 SAW 필터(603)를 이용하여 원하는 신호만을 통과하고 나머지 신호는 제거한다. 일반적으로 SAW 필터(603)는 손실이 매우 크므로 여기서 발생한 손실을 보상하기 위해서 제2 가변 이득 증폭기(604)를 이용할 수 있다.For example, when a signal has been transmitted in a frequency band of 50 MHz through a telephone line, the second local oscillator 602 should output a signal of 2.25 GHz in order to convert the signal into a signal of 2.3 GHz band. At this time, the 2.3 GHz signal and the 2.25 GHz local oscillation signal are output from the output of the second mixer 601. Since the local oscillation signal of 2.25 GHz should be removed, only the desired signal is passed through the SAW filter 603 having a sharp cutoff characteristic and the remaining signal is removed. In general, since the SAW filter 603 has a very large loss, the second variable gain amplifier 604 may be used to compensate for the loss generated therein.

전화 선로의 임피던스는 일반적으로 120ohm이고, RF 무선 신호의 임피던스는 일반적으로 50ohm 이다. 따라서 전화 선로와 무선 신호의 임피던스가 일치하지 않으므로 그대로 연결하는 경우 임피던스 부정합에 의한 손실이 크게 발생한다. 이를 방지하기 위하여 임피던스 정합 회로를 이용한 제1 및 제2 임피던스 변환기(206, 301)가 요구된다.Telephone line impedance is typically 120 ohms, and RF radio signals are typically 50 ohms. Therefore, since the impedance of the telephone line and the wireless signal do not match, the loss due to impedance mismatch occurs largely when it is connected as it is. In order to prevent this, first and second impedance converters 206 and 301 using an impedance matching circuit are required.

제1 및 제2 임피던스 변환기(206,301)는 임피던스가 크게 차이가 나는 경우 이를 매핑하기 위해 일반적으로 널리 이용되는 BALUN(Balanced-Unbalanced)을 이용하여 구현한다. 도 7은 BALUN의 구성을 도식적으로 나타낸다.The first and second impedance converters 206 and 301 may be implemented using balanced-unbalanced (BALUN), which is generally used to map when the impedances vary greatly. 7 schematically shows the configuration of BALUN.

도 7에 도시한 바와 같이, 전화 선로를 통하여 송수신되는 신호는 임피던스가 120ohm 이며, 신호의 특성은 별도의 접지가 되어 있지 않은 Balanced 신호의 형 태이다. 반면에 이동통신 신호는 임피던스가 50ohm이며 한쪽이 반드시 접지가 되어 있어야 하는 Un-balanced 신호의 형태이다. 이러한 두 신호를 적절하게 결합하는 기능을 수행하는 것이 BALUN이며, 대부분 트랜스포머로 구현이 가능하다.As shown in FIG. 7, the signal transmitted and received through the telephone line has an impedance of 120 ohms, and the characteristic of the signal is a balanced signal that is not separately grounded. On the other hand, the mobile communication signal has an impedance of 50 ohms and one of the unbalanced signals must be grounded. The proper combination of these two signals is BALUN, which can be implemented with most transformers.

제1 및 제2 동기 추출 모듈(202, 305)은 TDD 통신 방식의 특징을 이용하여 송신 프레임 주기와 수신 프레임 주기를 구분하는 기능을 수행한다. TDD 방식의 신호는 동일한 주파수를 송신과 수신이 시간 차이를 두고 공유하는 방식이다. 도 8은 TDD 방식의 신호의 특징을 나타낸다.The first and second sync extraction modules 202 and 305 distinguish between a transmission frame period and a reception frame period by using features of the TDD communication scheme. The TDD signal is a method in which transmission and reception share the same frequency with time difference. 8 shows the characteristics of a TDD signal.

도 8에 도시한 바와 같이, 일정 시간의 송신 프레임(701)이 있고, 보호 시간(702) 경과 후, 수신 프레임(703)으로 전환하는 방식으로 신호가 전송된다. 제1 및 제2 동기 추출 모듈(202,305)은 이와 같이 송신 프레임-보호 시간-수신 프레임으로 이어지는 일련의 순차적인 과정에서 보호 시간이 언제인지를 검출하여, 이 신호를 각각 제1 및 제2 송수신 스위치(203,303)의 스위치 제어 포트(404)에 전송하는 기능을 수행한다.As shown in Fig. 8, there is a transmission frame 701 for a predetermined time, and after the guard time 702 has elapsed, a signal is transmitted in a manner of switching to the reception frame 703. The first and second synchronization extracting modules 202 and 305 detect when the guard time is in the sequential process leading to the transmit frame-protection time-receive frame in this manner, and respectively transmit the signal to the first and second transmit / receive switches. And transmits to a switch control port 404 of 203,303.

제1 및 제2 동기 추출 모듈(202, 305)의 구현 방식에는 여러 가지 방법이 있으며, 가장 저렴하게 구현할 수 있는 방안은 무선 신호의 존재 유무를 감지하여 신호가 없는 경우에는 보호 시간이라고 판정하여 송수신 스위칭을 수행하는 방법이 일반적인 방법이다.There are various methods of implementing the first and second sync extraction modules 202 and 305, and the most inexpensive method is to detect the presence of a radio signal and determine that it is a guard time in the absence of a signal and transmit and receive The method of performing switching is a common method.

제1 및 제2 프로세서부(208,306)는 각 부분의 제어를 담당하는 기능을 수행한다. 구체적으로는, 제1 프로세서부(208)는 제1 동기 추출 모듈(202)과 주파수대역 검사기(207)로부터 신호를 받아 이를 바탕으로 제1 송수신 스위치(203)와 제1 상승 변환기(205) 및 제1 하강 변환기(204)의 제어를 담당하며, 제2 프로세서부(306)는 제2 동기 추출 모듈(202)로부터 신호를 받아 이를 바탕으로 제2 송수신 스위치(303)와 제2 상승 변환기(302) 및 제 하강 변환기(304)의 제어를 담당한다.The first and second processor units 208 and 306 perform a function of controlling each part. Specifically, the first processor unit 208 receives a signal from the first synchronization extraction module 202 and the frequency band checker 207 based on the first transmission and reception switch 203 and the first rising converter 205 and In charge of controlling the first down converter 204, the second processor unit 306 receives a signal from the second synchronization extracting module 202 and based on the second transmission / reception switch 303 and the second up converter 302. And the first down converter 304.

주파수 대역 검사기(207)는 전화선로의 주파수 사용 현황이 어떠한지를 판단하는 기능을 수행하며, 0 ~ 100MHz 대역까지의 전화선로 주파수 대역에 대한 검사를 수행한다. 주파수 대역 검사 방식은 L/C를 이용한 공진 필터를 이용하여 간단하게 구현이 된다.The frequency band tester 207 performs a function of determining whether the frequency usage status of the telephone line is present, and performs a test on the telephone line frequency band from 0 to 100 MHz. The frequency band test method is simply implemented using a resonant filter using L / C.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the mobile communication signal relay apparatus using a telephone line according to an embodiment of the present invention as described above in detail as follows.

먼저 기지국에서 전달된 신호를 단말기로 전송하는 순방향 동작에 대해서 설명한다. 이동통신 신호 중계장치 모국(102)과 이동통신 신호 중계 장치 자국(104)을 적절한 위치에 배치하고 전화선을 통하여 연결한다. 그리고 주파수 대역 검사기(207)는 연결된 전화선의 주파수 사용 환경이 어떠한지를 판단한다. 주파수 대역 검사기(207)가 전화선로 대역을 조사한 결과 30MHz 대역에서 신호가 감지된다면 VDSL이 사용되고 있다고 판단할 수 있다. 이러한 경우 이동통신 신호의 중계를 위해서는 30MHz 이상의 주파수 대역을 이용하여야 하므로 이와 관련한 정보를 제1 프로세서부(208)에 전달한다.First, a description will be given of a forward operation of transmitting a signal transmitted from a base station to a terminal. The mobile communication signal relay station base station 102 and the mobile communication signal relay station station 104 are disposed at appropriate locations and connected via a telephone line. The frequency band checker 207 determines whether the frequency usage environment of the telephone line is connected. When the frequency band checker 207 examines the telephone line band and detects a signal in the 30 MHz band, it may be determined that the VDSL is being used. In this case, since the frequency band of 30 MHz or more must be used for relaying the mobile communication signal, the related information is transmitted to the first processor unit 208.

제1 프로세서부(208)는 제1 하강 변환기(204)의 제1 국부발진기(502) 주파수를 적절하게 선정하도록 명령한다. 제1 동기 추출 모듈(202)에서는 이동통신 기지 국(101)으로부터 전달되어온 신호에서 송신 프레임과 수신 프레임, 보호 시간을 구분하여 보호시간이 감지되면 제1 프로세서를 통해 송신과 수신의 전환을 지시하도록 하는 제어 명령을 제1 송수신 스위치(203)에 전달한다.The first processor unit 208 instructs to appropriately select the frequency of the first local oscillator 502 of the first down converter 204. The first synchronization extracting module 202 distinguishes a transmission frame, a reception frame, and a guard time from a signal transmitted from the mobile communication base station 101 to instruct the first processor to switch between transmission and reception when a guard time is detected. The control command is transmitted to the first transmit / receive switch 203.

제1 송수신 스위치(203)는 송신 프레임 신호만을 뽑아내어 제1 하강변환기(204)로 전달하고 제1 하강 변환기(204)는 고주파 신호를 전화 선로에 적합한 저주파 신호로 변환함과 동시에 전화선로의 손실을 보상하기 위하여 적절한 이득으로 신호를 증폭한다. 이때 저주파의 대역은 앞서 주파수 대역 검사기(207)의 명령에 따라 적절한 주파수 대역으로 결정된다.The first transmit / receive switch 203 extracts only the transmission frame signal and transmits it to the first down converter 204. The first down converter 204 converts a high frequency signal into a low frequency signal suitable for a telephone line and simultaneously loses a telephone line. To compensate, amplify the signal with the proper gain. At this time, the low frequency band is determined as an appropriate frequency band according to the command of the frequency band checker 207.

저주파로 변환된 신호는 제1 임피던스 변환기(206)에서 전화선을 통하여 전달되기에 적합한 신호로 변환되어 이동통신 신호 중계 장치 자국(104)으로 전송된다. 이동통신 신호 중계기 장치 자국(104)에서는 제2 임피던스 변환기(301)에서 신호를 수신하여 이를 RF 신호 처리에 적합한 임피던스로 변환한다. 변환된 신호는 제2 상승변환기(301)에서 고주파 신호로 변환되고 제2 송수신 스위치(303)를 통하여 제2 안테나(307)로 전달된다.The low frequency converted signal is converted into a signal suitable for transmission through the telephone line in the first impedance converter 206 and transmitted to the mobile communication signal relay station 104. The mobile communication signal repeater station 104 receives a signal from the second impedance converter 301 and converts it into an impedance suitable for RF signal processing. The converted signal is converted into a high frequency signal by the second up-converter 301 and transferred to the second antenna 307 through the second transmit / receive switch 303.

이동통신 단말기(105)에서 이동통신 기지국(101)으로의 역방향 신호 전달은 전술한 순방향 신호의 전달과정과 동일하므로, 그 자세한 설명을 생략한다.Since the backward signal transmission from the mobile communication terminal 105 to the mobile communication base station 101 is the same as the above-described forward signal transmission process, a detailed description thereof will be omitted.

도 9는 전화선 주파수 대역의 사용 현황을 나타낸다.9 shows the current state of use of the telephone line frequency band.

도 9에 도시한 바와 같이, 음성전화는 4kHz 이하의 주파수 대역을 사용하고, ADSL 및 VDSL은 음성전화의 주파수 대역보다 높고, 30MHz 이하의 주파수 대역을 사용한다. 그리고 Home PNA는 ADSL 및 VDSL의 주파수 대역보다는 높고, 50MHz이하의 주파수 대역을 사용한다.As shown in Fig. 9, the voice telephone uses a frequency band of 4 kHz or less, and the ADSL and VDSL use a frequency band higher than that of the voice telephone and 30 MHz or less. The Home PNA is higher than the frequency bands of ADSL and VDSL and uses a frequency band below 50MHz.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 신호 중계 장치는 음성전화, ADSL 및 VDSL, Home PNA와 충돌하지 않는 전화선 주파수 대역을 사용한다. 일례로, 이동통신 신호 중계 장치는 전화선이 음성전화로 사용되고 있는 경우에는 4kHz보다 높은 주파수를 이용하여 이동통신 신호를 중계하고, 전화선이 ADSL 또는 VDSL로 사용되는 경우에는 30MHz보다 높은 주파수를 이용하여 이동통신 신호를 중계한다. 그리고 전화선이 Home PNA로 사용되는 경우, 이동통신 신호 중계 장치는 50MHz 보다 높은 주파수를 이용하여 이동통신 신호를 중계할 수 있다.The mobile communication signal relay apparatus according to an embodiment of the present invention uses a telephone line frequency band that does not collide with a voice telephone, an ADSL and a VDSL, and a home PNA. For example, the mobile communication signal repeater relays a mobile communication signal using a frequency higher than 4 kHz when the telephone line is used as a voice telephone, and moves using a frequency higher than 30 MHz when the telephone line is used as an ADSL or VDSL. Relay communication signal. When the telephone line is used as the home PNA, the mobile communication signal relay device may relay the mobile communication signal using a frequency higher than 50 MHz.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치는 빌딩 및 지하 주차장, 고층 건물, 대형 건물 등에서 발생하는 음영 지역을 별도의 광케이블 또는 동축 케이블 배선 없이 기존에 설치된 전화선로를 이용하여 해소하므로, 설치 비용 및 시간을 절약하는 효과가 있다.As such, the mobile communication signal relay apparatus using the telephone line according to an embodiment of the present invention uses a telephone line installed in the shadow area generated in a building, an underground parking lot, a high-rise building, a large building, etc. without a separate optical cable or coaxial cable wiring. By eliminating it, there is an effect of saving the installation cost and time.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치는 전화선로의 주파수 대역을 이용하여 서비스 함으로써, 전화선로 주파수 대역을 확보하여 향후 도입되는 다른 무선 서비스의 중계 장치로도 활용될 수 있다.In addition, the mobile communication signal relay apparatus using a telephone line according to an embodiment of the present invention by using the frequency band of the telephone line to secure the telephone line frequency band to be used as a relay device of another wireless service introduced in the future. Can be.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a mobile communication signal relay apparatus using a telephone line according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 이동통신 신호 중계 장치 모국의 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a mobile communication signal relay apparatus mother station shown in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시한 이동통신 신호 중계 장치 자국의 개략적인 구성도이다.FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a mobile communication signal relay station shown in FIG. 1.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시한 송수신 스위치의 개략적인 구성도이다.4 is a schematic diagram of a transmission / reception switch illustrated in FIGS. 2 and 3.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시한 하강 변환기의 개략적인 구성도이다.FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the falling converter illustrated in FIGS. 2 and 3.

도 6은 도 2 및 도 3에 도시한 상승 변환기의 개략적인 구성도이다.FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the lift converter illustrated in FIGS. 2 and 3.

도 7은 BALUN의 개략적인 구성도이다.7 is a schematic configuration diagram of BALUN.

도 8은 TDD 방식의 신호의 개략도이다.8 is a schematic diagram of a signal of a TDD scheme.

도 9는 전화선 주파수 대역의 사용 현황을 나타내는 개략도이다.9 is a schematic diagram showing the usage status of the telephone line frequency band.

Claims (11)

전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치에 있어서,In the mobile communication signal relay apparatus using a telephone line, 전화선로의 주파수 사용 실태를 파악하고, 상기 전화선로가 사용중인 경우 상호 간섭을 주지 않는 주파수 대역을 찾아 이동통신 신호를 중계하는 이동통신 신호 중계 장치 모국; 및A mobile communication signal relay device for recognizing a frequency usage of a telephone line and relaying a mobile communication signal by finding a frequency band which does not interfere with each other when the telephone line is in use; And 상기 이동통신 신호 중계 장치 모국으로부터 상기 전화선로를 통해 신호를 전달받아 고주파 신호로 변환한 뒤, 상기 고주파 신호를 이동통신 단말기로 전달하는 이동통신 신호 중계 장치 자국A mobile communication signal relay station that receives a signal from the mobile communication signal relay station through the telephone line, converts the signal into a high frequency signal, and transmits the high frequency signal to a mobile communication terminal. 을 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.Mobile communication signal relay device using a telephone line comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 모국은 상기 전화선로 주파수 대역을 전체적으로 감시하고 신호의 유무를 측정하여 이를 프로세서에 전달하는 주파수 대역 감시기를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.And a mobile station signal relay station including a frequency band monitor for monitoring the telephone line frequency band as a whole, measuring the presence or absence of a signal, and transmitting the signal to a processor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 모국은,The mobile communication signal relay station, TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신 신호를 중계하기 위하여 송수신 프레임을 구분하는 제1 동기 추출 모듈; 및A first sync extraction module for classifying a transmission / reception frame for relaying a mobile divisional signal of a time division duplex (TDD) scheme; And 상기 동기 추출 모듈에 의해 검출된 동기 정보에 따라 송수신을 변환하는 제1 송수신 스위치A first transmission / reception switch for converting transmission / reception according to the synchronization information detected by the synchronization extraction module 를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.Mobile communication signal relay device using a telephone line comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 모국은 상기 전화선로의 임피던스와 이동통신 신호의 임피던스 사이의 불일치를 해결하기 위한 제1 임피던스 변환기를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.And said mobile station signal relay station includes a first impedance converter for resolving a mismatch between an impedance of said telephone line and an impedance of a mobile communication signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 모국은,The mobile communication signal relay station, 이동통신 주파수 대역의 신호를 전화선로 주파수 대역으로 하강 변환하는 제1 하강 변환기; 및A first down converter for down converting a signal in a mobile communication frequency band to a telephone line frequency band; And 상기 전화선로 주파수 대역의 신호를 상기 이동통신 주파수 대역의 신호로 변환하는 제1 상승 변환기A first up converter for converting a signal in the telephone line frequency band into a signal in the mobile communication frequency band 를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.Mobile communication signal relay device using a telephone line comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 자국은,The mobile communication signal relay device station, TDD(Time Division Duplex) 방식의 이동통신 신호를 중계하기 위하여 송수신 프레임을 구분하는 제2 동기 추출 모듈; 및A second synchronization extracting module for dividing a transmission / reception frame in order to relay a time division duplex (TDD) type mobile communication signal; And 상기 동기 추출 모듈에 의해 검출된 동기 정보에 따라 송수신을 변환하는 제2 송수신 스위치A second transmission / reception switch for converting transmission / reception according to the synchronization information detected by the synchronization extraction module 를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.Mobile communication signal relay device using a telephone line comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 자국은 상기 전화선로의 임피던스와 이동통신 신호의 임피던스 사이의 불일치를 해결하기 위한 제2 임피던스 변환기를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.And the mobile communication signal relay station includes a second impedance converter for resolving a mismatch between the impedance of the telephone line and the impedance of the mobile communication signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동통신 신호 중계 장치 자국은,The mobile communication signal relay device station, 이동통신 주파수 대역의 신호를 전화선로 주파수 대역으로 하강 변환하는 제2 하강 변환기; 및A second down converter for down converting a signal in a mobile communication frequency band into a telephone line frequency band; And 상기 전화선로 주파수 대역의 신호를 상기 이동통신 주파수 대역의 신호로 변환하는 제2 상승 변환기A second up converter for converting a signal in the telephone line frequency band into a signal in the mobile communication frequency band 를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.Mobile communication signal relay device using a telephone line comprising a. 제4항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 4 or 7, 상기 제1 및 제2 임피던스 변환기는 BALUN(Balanced-Unbalanced)를 이용하여 구현된 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.The first and second impedance converter is a mobile communication signal relay device using a telephone line implemented using balanced-unbalanced (BALUN). 제5항 또는 제8항에 있어서,The method according to claim 5 or 8, 상기 제1 및 제2 상승 변환기는 상기 전화선로의 길이에 따른 손실을 보상하기 위한 가변 이득 증폭기를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.And the first and second rising converters include a variable gain amplifier for compensating for the loss along the length of the telephone line. 제5항 또는 제8항에 있어서,The method according to claim 5 or 8, 상기 제1 및 제2 하강 변환기는 상기 전화선로의 길이에 따른 손실을 보상하기 위한 가변 이득 증폭기를 포함하는 전화선을 이용한 이동통신 신호 중계 장치.And the first and second down converters include a variable gain amplifier for compensating for the loss along the length of the telephone line.
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