KR20120071450A - Ｇｐｓ 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기 및 그 이용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기 및 그 이용 방법에 관한 것으로서, 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리하는 커플러(coupler)와, 상기 분리된 GPS 신호를 증폭하는 GPS 신호 증폭부와, 상기 증폭된 GPS 신호를 상기 수신된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계하는 결합기(combiner)를 구성한다. 상기와 같은 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기 및 그 이용 방법에 따르면, 기존에 이동통신 신호를 건물 내부로 중계하기 위한 댁내형 중계기에 GPS 신호를 건물 내부에 중계하도록 하는 기능을 부가함으로써, 위치 기반 서비스를 원활하게 제공하는 효과가 있다. 특히, 기존의 소형 및 저가의 댁내형 중계기에 GPS 중계를 위한 구성만을 부가하여 비용적, 시간적, 공간적 부담을 줄이는 효과가 있다.

Description

ＧＰＳ 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기 및 그 이용 방법{IN-HOUSE REPEATER CAPABLE OF REPEATING GPS SIGNAL AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 댁내형 중계기 및 그 이용 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기 및 그 이용 방법에 관한 것이다.

종래의 이동통신 단말에서는 GPS, 기지국 또는 와이파이 망 등을 이용한 위치 기반 서비스(location based service, LBS)가 제공되고 있다. 최근에는 스마트 폰의 공급 증가에 따라 스마트 폰 상에서 소셜 네트워크 서비스(social network service, SNS)의 사용량이 급증하고 있다. 그리고 소셜 네트워크 서비스에 연계된 비지니스 모델들의 창출이 증가하고 있다. 이러한 비즈니스 모델들 중에는 위치 기반 서비스를 활용하는 경우가 적지 않으며, 스마트 폰의 증가에 따라 위치 기반 서비스의 이용률도 증가하고 있다고 볼 수 있다.

기존의 위치 기반 서비스는 기지국의 셀 ID(cell ID) 이용 방식 또는 GPS 방식과 같은 여러 방식 중에서 어느 하나만 이용되는 경우도 있지만, 이들을 결합한 하이브리드 방식이 이용되는 경우도 있다. 개별적 방식으로 볼 때는 GPS 방식이 정확도가 높은 편이며, 기지국 셀 ID 이용 방식은 정확도가 많이 떨어지는 편이다. 그리하여, GPS 방식이나 하이브리드 방식이 많이 이용되고 있다. 그러나, GPS 방식의 경우에는 GPS 위성을 이용하므로 건물 내부와 같은 음영 지역에서는 신호의 수신이 제한되는 문제점이 있다. 도 1은 GPS 방식이나 하이브리드 방식의 위치 기반 서비스의 음영 지역에 관한 문제점을 나타내고 있다.

한편, 최근 위치 기반 서비스와 연계된 다양한 비지니스 모델은 디지털 사이니지(digital signage) 등과 같은 광고나 마케팅 관련 비즈니스 모델들이 쏟아지고 있다. 이러한 비즈니스 모델들에서는 대형 쇼핑몰이나 역사 등과 같은 건물 내부에서도 원활하게 위치 기반 서비스가 제공되어야 한다.

그런데, 수많은 건물 등의 GPS 음영 지역에 이러한 GPS 신호를 중계하기 위해서는 수많은 중계기를 모두 설치하여야 하는 부담이 적지 않다. 특히, 단지 GPS 신호 중계 기능만 갖는 중계기를 모든 GPS 음영 지역에 설치하는 데에는 비용적, 시간적, 공간적 문제점으로 인해 사업성 또한 결여될 수밖에 없다.

본 발명의 목적은 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 이용 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기는, 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리하는 커플러(coupler)와, 상기 분리된 GPS 신호를 증폭하는 GPS 신호 증폭부와, 상기 증폭된 GPS 신호를 상기 수신된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계하는 결합기(combiner)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 GPS 신호 증폭부는 저잡음 증폭기로 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 목적은 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 이용 방법은, 커플러(coupler)가 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동 통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리하는 단계와, GPS 신호 증폭부가 상기 분리된 GPS 신호를 증폭하는 단계와, 결합기(combiner)가 상기 증폭된 GPS 신호를 상기 수신된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기 및 그 이용 방법에 따르면, 기존에 이동통신 신호를 건물 내부로 중계하기 위한 댁내형 중계기에 GPS 신호를 건물 내부에 중계하도록 하는 기능을 부가함으로써, 위치 기반 서비스를 원활하게 제공하는 효과가 있다. 특히, 기존의 소형 및 저가의 댁내형 중계기에 GPS 중계를 위한 구성만을 부가하여 비용적, 시간적, 공간적 부담을 줄이는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 하이브리드 방식의 위치 기반 서비스의 문제점을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 이용 방법의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기(100)(이하, '댁내형 중계기'라 함)는 이동통신 신호 처리부(110), 커플러(120), GPS 신호 증폭부(130) 및 결합기(140)를 포함하도록 구성될 수 있다. 댁내형 중계기(100)는 기본적으로 이동통신 신호를 건물 내부의 음영 지역에 중계하기 위한 소형의 저렴한 장치로서, 이동통신 신호가 미치지 않는 곳곳에 설치된다. 본 발명의 댁내형 중계기(100)는 이동통신 신호의 중계뿐만 아니라 건물 외부에서 GPS 신호를 수신하여 건물 내부로 중계하도록 구성된다. 기존에 기 설치된 또는 설치될 댁내형 중계기(100)에 GPS 수신 기능을 추가함으로써, 시간적, 공간적, 비용적 부담을 늘리지 않고 GPS 음영 지역을 줄이는 효과가 있다. 이에, 사용자는 위치 기반 서비스의 오류 발생을 줄이고, 더 나아가 위치 기반 서비스에 기반한 다양한 소셜 네트워크 서비스를 향유할 수 있는 효과가 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

이동통신 신호 처리부(110)는 건물 외부에서 수신되는 순방향 이동통신 신호 또는 건물 내부에서 수신되는 역방향 이동통신 신호를 신호 처리하여 쌍방향으로 중계 가능하도록 하기 위한 구성이다. 기본적으로, 필터, 증폭기, IF 처리기 등을 포함하도록 구성된다. 이동통신 신호 처리부(110)는 기존 댁내형 중계기의 구성이다.

커플러(120)는 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리한다. 여기에서, 댁내형 중계기(100)는 실외 링크 안테나를 통해 순방향 이동통신 신호를 기지국으로부터 수신하고 아울러 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신한다. 이때, 기존과 달리 댁내형 중계기(1000는 이동통신 신호뿐만 아니라 GPS 신호도 수신하므로, 커플러(120)가 수신 신호를 커플링하여 분리하여야 한다. 분리된 신호 중 이동통신 신호는 이동통신 신호 처리부(120)로 입력되어 신호 처리되고, GPS 신호는 GPS 신호 증폭부(130)로 입력된다.

GPS 신호 증폭부(130)는 커플러(120)에서 분리된 GPS 신호를 증폭한다. GPS 신호는 여러 개의 GPS에서 수신되는 신호로서, 이동통신 신호처럼 필터링이나 중간 주파수 생성 등과 같은 특별한 신호 처리없이 저잡음 증폭하도록 구성된다. 그러므로, 댁내형 중계기(100)에 추가되는 GPS 중계 기능은 비교적 매우 간단하다고 할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 댁내형 중계기(100)는 기존보다 비용이나 공간적으로 큰 부담의 증가없이 구현되는 장점이 있다.

결합기(combiner)(140)는 GPS 신호 증폭부(130)에서 증폭된 GPS 신호를 이동통신 신호 처리부(110)에서 신호 처리된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계하도록 구성된다.

이처럼, 댁내형 중계기(100)는 기존의 설비를 이용하여 용이하게 GPS 음영 지역을 제거할 수 있는 장점을 갖는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 세부 구성도이다.

도 3을 참조하면, 댁내형 중계기(100)는 이동통신 신호 처리부(110), 커플러(120), GPS 신호 증폭부(130) 및 결합기(140)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 이동통신 신호 처리부(110)는 순방향 저잡음 증폭부(111), IF 처리부(112), 순방향 고출력 증폭부(113), 역방향 저잡음 증폭부(114) 및 역방향 고출력 증폭부(115)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 이동통신 신호 처리부(110)의 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 순방향 이동통신 신호 처리를 설명한다.

실외 링크 안테나를 통해 수신된 이동통신 신호가 커플러(120)에서 분리되어 출력되면, 출력된 이동통신 신호가 필터에서 필터링되어 순방향 저잡음 증폭기(111)로 입력된다.

순방향 저잡음 증폭부(111)는 순방향 이동통신 신호를 저잡음 증폭기(LNA) 및 LNA 드라이브 앰프를 포함하여 약 23 dB의 이득을 가지며, 순방향 이동통신 신호를 충분히 저잡음 증폭한다. 그리고 인접 서비스 신호와의 간섭을 최소화하기 위해 적절한 감쇄를 거친 후 IF 처리부(112)로 입력된다.

IF 처리부(112)에서는 입력된 신호가 믹서(mixer)로 입력되고, 인접 가입자에 의한 영향을 최소화하기 위해 사용된 쏘우 필터(saw filter)의 특성 주파수와 일치시키기 위해 중간 주파수를 생성한다. IF 처리부(112)는 설계의 간소화 및 열량 감소를 위하여 IF 처리부(112)의 쏘우 필터를 결합(combine)하여 각각 하나의 다운 믹서(down mixer) 및 업 믹서(up mixer)를 사용하여 변환한다. 이때, IF 증폭 및 LO 주파수 증폭에 사용되는 앰프의 용량이 절반으로 감소하므로 동일 신호 출력 조건에서 열량 감소의 효과가 있다. 순방향 및 역방향의 이동통신 신호는 믹서로 입력되기 전 별도의 듀플렉서(duplexer)를 통하여 결합(combine)되며 업 믹서(up mixer)를 거친 후 또 다른 듀플렉서를 통하여 각자 별도의 경로로 보내진다.

고출력 증폭부(113)는 AGC구현을 위한 스텝 감쇄기(step attenuator), 대역 통과 필터(BPF), 종단 앰프 및 감지기(detector)로 구성되며 출력 기준 +7 dBm을 만족하기 위해 24 dBm의 P1 dB를 갖는 종단 앰프가 이용된다.

다음으로, 역방향 이동통신 신호 처리에 대하여 설명한다.

역방향 신호 처리는 순방향 신호 처리와 동일한 구조를 갖는다.

스마트 폰과 같은 이동통신 단말로부터 수신되는 역방향 이동통신 신호는 실내 링크 안테나로 수신되어 역방향 저잡음 증폭부(114)로 입력된다.

역방향 저잡음 증폭부(114)는 저잡음 증폭기(LNA) 및 LNA 드라이브 앰프를 포함하여 약 23dB의 이득을 가지도록 구성될 수 있으며, 역방향 이동통신 신호를 충분히 저잡음 증폭한다. 그리고 인접 서비스 신호와의 간섭을 최소화하기 위해 역방향 이동통신 신호는 적절한 감쇄를 거친 후 IF 처리부(112)로 입력된다. 또한, 타 밴드 이동통신 단말 신호의 간섭을 배제하기 위해 잡음 규격을 유지하면서 대역 내 잡음 레벨을 최소화 하게끔 구성될 수 있다.

IF 처리부(112)에서는 입력된 신호가 믹서(mixer)로 입력되고, 인접 가입자에 의한 영향을 최소화하기 위해 사용된 쏘우 필터의 특성 주파수와 일치시키기 위해 중간 주파수를 생성한다. 여기에서도, 설계의 간소화 및 열량 감소를 위하여 IF 처리부(112)의 쏘우 필터를 결합(combine) 각각 하나의 다운 믹서(down mixer) 및 업 믹서(up mixer)를 사용하여 변환(conversion)하도록 구성될 수 있다. 이때, 앰프의 용량이 절반으로 감소하므로 동일 신호 출력 조건에서 열량 감소의 효과가 있다.

순방향 및 역방향의 이동통신 신호는 믹서로 입력되기 전 별도의 듀플렉서를 통하여 결합(combine)되며 업 믹서(up mixer)를 거친 후 또 다른 듀플렉서를 통하여 각자 별도의 경로로 보내진다.

역방향 고잡음 증폭부(115)는 순방향과 마찬가지이나, 최종단 증폭기 전단에 슬립 감지기(sleep detector)를 배치하여 역방향 이동통신 단말의 이동통신 신호 부재 시 증폭기의 전원을 차단하여 불필요한 RF 방사를 최소화하도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 이용 방법의 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 커플러(120)가 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동 통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리한다(S110).

그리고 GPS 신호 증폭부(130)가 커플러(120)에서 분리된 GPS 신호를 증폭한다(S120). 이때, GPS 신호 증폭부(130)는 GPS 신호를 저잡음 증폭한다.

다음으로, 결합기(140)가 GPS 신호 증폭부(130)에서 증폭된 GPS 신호를 상기 수신된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계한다(S130).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변환시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리하는 커플러(coupler);
   상기 분리된 GPS 신호를 증폭하는 GPS 신호 증폭부 및
   상기 증폭된 GPS 신호를 상기 수신된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계하는 결합기(combiner)를 포함하는 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기.
2. 제1항에 있어서, 상기 GPS 신호 증폭부는,
   저잡음 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기.
3. 커플러(coupler)가 실외 안테나를 이용하여 수신하는 이동 통신 신호 및 GPS 신호를 커플링하여 분리하는 단계;
   GPS 신호 증폭부가 상기 분리된 GPS 신호를 증폭하는 단계 및
   결합기(combiner)가 상기 증폭된 GPS 신호를 상기 수신된 이동통신 신호와 결합하여 실내 안테나를 통해 댁내에 중계하는 단계를 포함하는 GPS 신호 중계가 가능한 댁내형 중계기의 이용 방법.

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