KR20120128411A - Wireless switching device for mobile communication and control method with PAPR detection - Google Patents

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KR20120128411A
KR20120128411A KR1020110046330A KR20110046330A KR20120128411A KR 20120128411 A KR20120128411 A KR 20120128411A KR 1020110046330 A KR1020110046330 A KR 1020110046330A KR 20110046330 A KR20110046330 A KR 20110046330A KR 20120128411 A KR20120128411 A KR 20120128411A
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송영범
조찬기
고영훈
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주식회사 에이디알에프코리아
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Abstract

PURPOSE: A wireless repeater for mobile communication and a control method using a PAPR(peak-to-average power ratio) detection method are provided to automatically control gains according to isolation degrees regardless of the kind of a signal. CONSTITUTION: When antenna isolation is converted, the different between the maximum voltage value and the minimum voltage value of a power value transferred from a second detection apparatus(186) to a second control unit(174) is converted. The second control unit compares the reference value and the stored value. A first control unit(129) increases the gain of a repeater by converting the control signal of voltage control attenuators(119,143) when wave quality is good. When wave quality is bad, the first control unit reduces the gain of the repeater. [Reference numerals] (129) Controller 1; (174) Controller 2

Description

이동통신용 무선 중계기 및 PAPR검출에 의한 제어방법{Wireless switching device for mobile communication and control method with PAPR detection}Wireless switching device for mobile communication and control method with PAPR detection

본 발명은 이동통신용 무선 중계기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나 분리도를 측정할 FA를 자동으로 선택하고 그 분리도 정도에 따라 자동으로 이득을 조정할 수 있는 이동통신용 무선 중계기 및 그 무선 중계기에서의 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wireless repeater for mobile communication and a control method thereof, and more particularly, a wireless repeater for mobile communication and its wirelessly capable of automatically selecting an FA for measuring antenna separation and automatically adjusting gain according to the degree of separation. It relates to a control method in the repeater.

양방향으로 안테나가 설치되는 무선 중계기가 기지국의 신호와 단말기의 신호를 수신하여 음영지역으로 복사 할 때에 기지국 방향의 안테나와 단말기 방향의 안테나 사이의 분리도(Antenna Isolation)의 크기에 따라 중계기가 양질의 신호를 증폭 할 수 있는 이득의 한계가 결정 되어진다. When the wireless repeater with antennas installed in both directions receives the signal of the base station and the signal from the terminal and copies it to the shadow area, the repeater is of good quality according to the size of the antenna isolation between the antenna of the base station and the antenna of the terminal. The limit of gain that can amplify the signal is determined.

구체적으로 언급하면, 중계기의 설정 가능한 이득은 안테나 분리도보다 10 ∼15dB는 낮아야 단말기나 기지국과 오류가 없이 통신이 가능하다. 그 수치를 기지국이나 단말기에서는 파형의 질(Waveform Quality, Rho)이라는 용어로 표현한다. 중계기의 이득이 60dB인 조건에서 안테나 분리도의 크기를 이득을 85dB와 65dB로 변화시켜 보면 안테나 분리도보다 중계기 이득이 15dB이상 작으면 중계기의 서비스 주파수 안에서의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)은 기지국이나 단말기로부터 입력된 신호의 특성을 그대로 유지하며(도 2 참조) 이 신호를 계측기를 이용하여 파형의 질을 측정하면 기지국이나 단말기에서 요구하는 규격인 0.912이상의 값으로 측정된다. 하지만 이득이 더 증가 되어 안테나 분리도와 0~4dB 정도의 차이가 발생하면 중계기의 서비스 대역 안의 신호의 파형은 기지국이나 단말기에서 보내준 신호의 파형과는 다른 왜곡된 신호(In-Band의 Ripple)가 나타나기 시작하며(도 1 참조) 그 신호를 계측기를 이용하여 파형의 질을 측정하면 관리규격을 벗어나는 현상이 나타나며 이득이 더 증가하여 안테나 분리도 값 보다도 중계기의 이득이 더 크게 되면 중계기는 발진을 하기 시작하여 출력신호는 점점 더 증가하는 현상이 나타나게 되고 중계기에서 출력되는 신호는 단말기나 기지국과 통신이 불가능하게 되어, 시스템 용량 등의 전체 시스템 성능의 저하를 야기시킨다. Specifically, the configurable gain of the repeater should be 10-15 dB lower than the antenna separation to enable communication with the terminal or the base station without error. The numerical value is expressed in terms of waveform quality (Rho) in a base station or a terminal. If the gain of the antenna is changed to 85dB and 65dB under the condition that the gain of the repeater is 60dB, the peak to average power ratio (PAPR) within the service frequency of the repeater is less than 15dB less than the antenna separation. If the characteristics of the signal input from the signal is maintained as it is (see FIG. 2), and the signal is measured using a measuring instrument, the quality of the waveform is measured to a value of 0.912 or more, which is required by the base station or the terminal. However, if the gain increases further and the antenna separation and the difference of about 0 ~ 4dB occur, the signal waveform in the service band of the repeater shows a distorted signal (ripple of in-band) that is different from the waveform of the signal sent from the base station or the terminal. If the signal is measured using the instrument to measure the quality of the waveform, it may be out of control standards, and the gain will increase and the repeater will start to oscillate if the gain of the repeater is greater than the antenna separation value. As a result, the output signal is gradually increased, and the signal output from the repeater becomes impossible to communicate with the terminal or the base station, resulting in deterioration of overall system performance such as system capacity.

이러한 이유로 중계기에서는 다양한 방법으로 안테나 분리도를 확인하고 또한 관리하는 다양한 방법을 적용하고 있다. For this reason, the repeater uses various methods to check and manage antenna separation in various ways.

대역내의 신호의 파형이 상술한 바와 같이 작은 PAPR(Peak to Average Power Ratio)(도 15 참조)상황에서 안테나 분리도의 정도에 따라 변화되는 첨두치레벨의 크기를 검출하는 방법에 문제가 없으나, EVDO나 GSM의 신호를 서비스하는 경우에는 그 적용이 불가능하다. 그 이유는, 먼저 EVDO의 신호의 경우, EVDO의 신호는 Active half-slot과 Idle half-slot의 Transmission envelope mask가 다르게 나타나게 되어 1.2288MHz의 신호 대역 안에서 CDMA 신호와 다르게 아주 큰 PAPR을 나타내는 경우가 발생(도 3 참조)한다. 이러한 신호의 특성에 기인하여 일반적으로 RF나 IF대역에서 신호의 크기를 검출하는 검출기의 출력전압도 CDMA, CW, WCDMA의 신호의 경우와는 다르게 검출된 전압의 흔들림이 발생한다. 이는 CDMA신호에 AM 변조나 게이트(Gate)를 적용하는 것과 유사하게 해석 되어 질 수 있으며, 이러한 이유로 안테나 분리도의 지표를 나타내는 1.2288MHz 내에서 좁은 대역의 필터를 이용한 검출전압은 큰 차이 값을 나타낼 수 있어 안테나 분리도가 확보되어 중계기가 양질의 신호를 전송하고 있음에도 불구하고 중계기기의 이득을 줄여야 하는 경우가 발생하고, 또한 이득을 줄인다 하여도 대역내의 PAR이 큰 신호조건의 경우에는 지속적으로 안테나 분리도가 아주 적은 것처럼 보여질 것이다. As described above, there is no problem in the method of detecting the peak level, which varies depending on the degree of antenna separation, in the case of a small peak to average power ratio (PAPR) as described above. It is not applicable to the service of GSM signal. The reason is that in case of EVDO signal, EVDO signal shows different transmission envelope mask of active half-slot and idle half-slot, which shows very large PAPR unlike CDMA signal in 1.2288MHz. (See Figure 3). Due to the characteristics of these signals, the output voltage of the detector which detects the magnitude of the signal in the RF or IF band is different from that of the CDMA, CW, and WCDMA signals. This can be interpreted to be similar to applying AM modulation or gate to the CDMA signal. For this reason, the detection voltage using a narrow band filter within 1.2288 MHz, which is an index of antenna separation, can show a large difference. Even though the repeater transmits high quality signals due to the antenna separation, there is a case where the gain of the repeater needs to be reduced, and even if the gain is reduced, the antenna separation is continuously maintained in the case of a signal condition having a large PAR in the band. It will appear very small.

다음으로 GSM 신호의 경우에는, 도 3에서 보여진 것처럼 500KHz의 대역 안에서의 전력의 크기는 역시 CDMA나 W-CDMA 신호와는 다르게 심한 변화가 있다. 이렇기 때문에 서비스 주파수 대역 안에서 신호의 중심주파수를 기준으로 1MHz이내의 신호의 PAPR 을 측정하는 방식은 CDMA와 W-CDMA의 두 가지의 통신 시스템과 같이 신호의 폭(Bandwidth)이 500~800KHz 이상에서 PAPR 이 아주 작게 나타나는 파형의 경우(도 3 참조)만이 적용 가능하다.Next, in the case of the GSM signal, as shown in Fig. 3, the magnitude of power in the band of 500 KHz is also severely different from that of the CDMA or W-CDMA signal. For this reason, the PAPR of a signal within 1 MHz based on the center frequency of the signal in the service frequency band is the same as the two communication systems, CDMA and W-CDMA. Only in the case of waveforms in which PAPR appears very small (see FIG. 3), it is applicable.

현재 한국의 SKT, KTF, 일본의 KDDI 및 미국의 USPCS 대역에서는 EVDO와 CDMA 서비스를 동시에 하고 있으며(도 4 및 도 5 참조), 서비스 회사별로, 그리고 지역별로 할당되어 있는 주파수가 일관적이지 못하고 서로 다르게 분포 되어 있으며, 서비스 회사의 목적에 따라 시스템의 미세한 변경(일부 모듈) 적용으로 CDMA와 EVDO는 수정이 가능하다고 한다. 이는 설계되어져서 제작된 중계기가 EVDO 신호 대역 안에서 PAPR을 검출하고 있다면 상술한 바와 같이 오동작이 예측된다. 특히 미국의 USPCS대역은 GSM 서비스를 포함하는 경우도 있으므로 이 지역에서의 중계기의 오 동작 확률은 더욱 더 높아 실제로 필드(Field)에서 서비스 하기에는 많은 개선이 요구된다.
Currently, SKDO, KTF in Korea, KDDI in Japan, and USPCS bands in the US provide EVDO and CDMA services simultaneously (see FIGS. 4 and 5), and the frequencies allocated by service companies and regions are not consistent. It is distributed differently, and according to the service company's purpose, it is possible to modify CDMA and EVDO by applying a small change of system (some modules). If the designed and manufactured repeater detects the PAPR in the EVDO signal band, malfunction is predicted as described above. In particular, the USPCS band in the United States may include GSM service, so the probability of a repeater malfunction in the region is even higher, so much improvement is required to actually service in the field.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, CDMA, W-CDMA, GSM, EVDO 등의 어떤 변조 방식의 통신시스템에서도 적용가능한 송/수신 안테나 분리도를 측정하고 측정된 안테나 분리도 수치를 이용하여 양질의 신호를 단말기와 기지국에 전송가능하게 하는 자동 이득 제어의 구현이며, 또한 같은 주파수 대역에서 함께 서비스하고 있는 CDMA, EVDO, GSM의 신호의 종류에 따른 출력 전력 검출의 오류를 최소한으로 줄일 수 있는 출력 검출 회로를 구현하여 오류 검출에 의한 부품들의 과부하를 방지하도록 한 이동통신용 무선 중계기 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and measures the antenna separation degree measured by the transmit / receive antenna separation applicable to any modulation system such as CDMA, W-CDMA, GSM, EVDO, etc. This is an implementation of automatic gain control that enables the transmission of high quality signals to the terminal and base station by using the CDMA, EVDO, and GSM signals. An object of the present invention is to provide a wireless repeater for mobile communication and a method of controlling the same, by implementing an output detection circuit that can be reduced to prevent overloading of components due to error detection.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 중계기에서는, 중계기가 서비스하는 대역안의 모든 FA에서 신호의 세기가 일정 크기 이상이 되는 액티브(active)한 FA들을 검출하여 그 FA 신호들이 원하지 않는 주파수 성분인 CW인지, CDMA, EVDO, GSM 인지를 판별해 내고 CDMA 신호를 서비스 해야 하는 경우에는 CDMA 신호의 중심에서 450KHz 대역 내에서 PAPR을 측정하거나, 액티브하지 않은 인접 FA를 선택하여 노이즈 레벨의 PAPR을 측정하여 그 차이 값으로 중계기의 이득을 조정하고, CDMA 신호가 아닌 EVDO나 GSM 신호를 서비스 해야 하는 경우에는 액티브하지 않은 인접 FA를 선택하여 노이즈 레벨의 PAPR을 측정하여 그 차이 값으로 중계기의 이득을 조정하고, EVDO,CDMA,GSM을 동시에 서비스 해야 하는 경우에는 제일 인접된 액티브하지 않은 FA를 선택하여 노이즈 레벨의 PAPR을 측정하여 그 차이 값으로 중계기의 이득을 조정하고. 마지막으로는, 하나의 출력신호 검출기를 이용하여 GSM, EVDO, CDMA 신호의 정확한 중계기의 출력 전력을 검출하기 위하여 검출기의 출력에 지연회로를 적용하여 CDMA 신호와 GSM, EVDO신호의 크기를 검출하여 검출기의 오동작에 의한 중계기의 종단 증폭기(HPA, High Power Amplifier)의 과부하 및 오 동작을 방지하여 중계기가 출력하는 파워(Power)를 신호에 따라 정확하게 감시하여 제어하고 안테나 분리도의 값에 의해서 중계기의 이득을 변화되는 이동통신 환경에서 자동으로 제어를 가능하게 하는 것이다.
In order to achieve the above object, in a wireless repeater according to a preferred embodiment of the present invention, all FAs in a band serviced by the repeater detect active FAs whose signal strength is greater than or equal to a predetermined magnitude, and the FA signal. If you need to determine whether the frequency components are CW, CDMA, EVDO, or GSM, and service the CDMA signal, measure the PAPR within the 450 KHz band from the center of the CDMA signal, or select an inactive adjacent FA to reduce the noise. Measure the PAPR of the level and adjust the gain of the repeater to the difference value.If you need to service an EVDO or GSM signal other than a CDMA signal, select an inactive adjacent FA to measure the PAPR of the noise level to the difference value. If you need to adjust the gain of the repeater and service EVDO, CDMA, and GSM simultaneously, the nearest non-active FA Selected by measuring the PAPR of the noise level and adjusting the gain of the repeater to the difference value. Finally, in order to detect the output power of GSM, EVDO, CDMA signal repeaters using one output signal detector, a delay circuit is applied to the output of the detector to detect the magnitude of the CDMA signal and GSM, EVDO signals. It prevents the overload and malfunction of the repeater termination amplifier (HPA) due to the malfunction of the repeater and accurately monitors and controls the power output by the repeater according to the signal, and the gain of the repeater is controlled by the value of antenna separation. It is to enable the control automatically in the changing mobile communication environment.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 송/수신 안테나의 격리도를 측정 할 FA를 선택하는 알고리즘을 적용하여 파형이 존재하는 FA의 중심주파수를 기준으로 PAPR을 측정하지 않고, 신호가 존재하는 FA의 인접된 FA중에서 신호가 존재하지 않는 FA를 선정하여 주기적으로 감시하면 양질의 신호를 단말기와 기지국 또는 중계기로의 신호의 전송이 가능하며 중계기가 스스로 적응하고 주변 상황의 변화에 따라 그 환경에서 파형의 질(Waveform Quality, Rho)이 허용되는 최대의 이득으로 스스로 조절을 가능하게 하며 입력되는 신호가 어떤 방식의 신호이더라도 즉 서비스하는 FA내의 PAPR이 큰 신호나 BW가 좁은 신호이더라도 보다 정확한 안테나 분리도의 측정을 가능하게 한다.
As described in detail above, according to the present invention, by applying an algorithm for selecting an FA to measure the isolation of the transmit / receive antenna, the PAPR is not measured based on the center frequency of the FA in which the waveform is present. If a FA with no signal is selected among adjacent FAs and periodically monitored, it is possible to transmit a good signal to a terminal, a base station or a repeater, and the repeater adapts itself and changes the waveform in the environment according to the change of surrounding conditions. Allows self-adjustment with the maximum gain allowed for Waveform Quality (Rho) and more accurate measurement of antenna separation even if the incoming signal is a signal of any type, even if the signal has a large PAPR or narrow BW in the serving FA To make it possible.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiments and can be carried out by modifications and variations within the scope not departing from the gist of the present invention, the technical idea that such modifications and variations are also within the scope of the claims Must see

도 1은 안테나 분리도가 설정된 중계기 이득보다 15dB 이상인 경우의 중계기 출력 신호의 파형들을 도시한 도면,
도 2는 안테나 분리도가 설정된 중계기 이득보다 5dB 이상인 경우의 중계기 출력 신호의 파형들을 도시한 도면,
도 3은 신호 종류(CDMA, W-CDMA, EVDO, GSM)에 따른 스펙트럼 화면상의 파형들을 도시한 도면,
도 4는 국내 이동통신 사업자1의 FA별 및 지역별 서비스 현황도,
도 5는 국내 이동통신 사업자2의 FA별 서비스 현황도,
도 6은 본 발명에 적용된 무선 중계기의 신호의 종류에 따른 출력 전력 검출을 위한 블록도,
도 7은 도 6에 도시된 지연회로부 전단 및 후단의 검출 전압 파형도,
도 8은 본 발명에 적용된 서비스 주파수 선정 및 신호 종류의 판별을 위한 블록도,
도 9는 15MHz대역내에서의 FA(USPCS CDMA의 A, B, C밴드의 경우),
도 10은 IF1 Path에서 11개의 FA중 일정 세기 이상의 신호가 검출되는 FA를 찾는 순서도,
도 11은 IF2 Path에서 신호가 존재하는 FA중 Ripple이 적은 FA를 찾는 순서도,
도 12는 CDMA 모뎀이 내장된 중계기에서 CDMA 신호들 중에서 분리도를 측정 할 FA를 찾는 순서도,
도 13은 안테나 분리도를 측정할 FA를 찾기 위한 전체 흐름도,
도 14는 본 발명이 적용된 중계기의 전체 블록도이다.
도 15는 PAPR의 설명을 도시한 도면,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
101 : 기지국 방향의 중계기 안테나 102, 127 : 듀플렉스
126, 147 : 아이솔레이터 121, 145 : 방향성 결합기
119, 143, 164, 177 : 전압제어감쇄기
110, 116, 140, 135, 166, 179 : 주파수 상향/하향 변환기
113, 138 : 탄성파 대역통과필터 124, 150 : 지연회로부
129, 174 : 제어기 127 : 단말기 방향의 중계기 안테나
122, 148, 173, 186 : 검출기 170, 183 : 협대역 통과 필터
108, 130, 165, 178, : 국부 발진기
107, 109, 131, 115, 151, 153, 157, 161 : 양방향 분리기
111, 136, 167, 180 : 저역 통과 필터
105, 117, 134, 141, 154, 158, 162, 175 : 대역 통과 필터
1 is a diagram showing waveforms of a repeater output signal when the antenna separation is 15 dB or more than the set repeater gain;
2 is a diagram showing waveforms of a repeater output signal when the antenna separation is 5 dB or more than the set repeater gain;
3 is a diagram illustrating waveforms on a spectral screen according to signal types (CDMA, W-CDMA, EVDO, GSM);
4 is a diagram showing the service status by FA and region of the domestic mobile communication service provider 1;
5 is a diagram showing the status of services by FA of the domestic mobile communication service provider 2;
6 is a block diagram for output power detection according to the type of signal of the wireless repeater applied to the present invention;
7 is a waveform diagram of detection voltages at the front and rear ends of the delay circuit unit shown in FIG. 6;
8 is a block diagram for service frequency selection and signal type determination applied to the present invention;
9 shows FA (in case of A, B, C band of USPCS CDMA) within 15 MHz band,
FIG. 10 is a flowchart for finding an FA in which a signal having a predetermined intensity or more is detected among 11 FAs in an IF1 path; FIG.
11 is a flowchart for finding FA with low ripple among FAs having a signal in IF2 Path;
12 is a flow chart for finding an FA to measure the separation from among the CDMA signals in a repeater with a built-in CDMA modem,
13 is an overall flowchart for finding an FA to measure antenna isolation;
14 is an overall block diagram of a repeater to which the present invention is applied.
15 is a view illustrating a PAPR;
Description of the Related Art
101: repeater antenna in the direction of the base station 102, 127: duplex
126, 147: isolator 121, 145: directional coupler
119, 143, 164, 177: voltage controlled attenuator
110, 116, 140, 135, 166, 179: frequency up / down converter
113,138: seismic band pass filter 124,150: delay circuit part
129, 174 controller 127 repeater antenna in the terminal direction
122, 148, 173, 186 detector 170, 183 narrowband pass filter
108, 130, 165, 178,: local oscillator
107, 109, 131, 115, 151, 153, 157, 161: bidirectional separator
111, 136, 167, 180: low pass filter
105, 117, 134, 141, 154, 158, 162, 175: band pass filter

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동통신용 무선 중계기 및 그 제어방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a wireless repeater for mobile communication and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서 구현한 무선 중계기로 입력되는 신호들 중에서 Active한 FA(일정 전력 이상의 크기의 신호가 존재하는 FA)를 찾고, 찾은 FA들 중에서 CDMA 신호와 CDMA 신호가 아닌 신호를 찾아내기 위한 회로의 구성은 도 8에 도시하였으며 언급되어져 있다.
A circuit for finding an active FA (FA having a signal of a certain power or higher) among the signals input to the wireless repeater implemented in the present invention, and finding a CDMA signal and a non-CDMA signal among the found FAs Is shown in FIG. 8 and is mentioned.

도 8과 같이 중계기로 입력되는 신호들에서 증폭이 요구되는 FA들을 찾고, 유효한 FA(중계기의 서비스 주파수 대역 안에 일정한 전력이상의 값이 검출되는 FA)들 중에서 최대의 전력이 입력되는 FA를 선정하고, 안테나 분리도를 측정하기 위한 FA를 선정하기 위해 도 8과 같이 구성하였다. As shown in FIG. 8, FAs requiring amplification are found in signals input to the repeater, and FAs with the maximum power are selected from valid FAs (FAs in which a value above a certain power is detected in the service frequency band of the repeater). It was configured as shown in Figure 8 to select the FA for measuring the antenna separation.

각 블록의 기능을 설명하면, 중계기의 FWD 경로(Path)의 주 경로를 통하여 중계기가 서비스가 가능한 대역폭(BW, Bandwidth(이하 BW라 칭함))의 크기로 대역 저지된 IF신호(IF : Intermediate Frequency, 중간 주파수)를 분리하여 국부 발진기의 기준 주파수(Reference Frequency, 보통 10MHz를 이용)와 혼합(Combine)하여 측정 주파수 탐색 블록의 입력부위인 PAD7에 입력된다. 이 신호는 2개의 방향으로 분리되어 하나의 신호는 BPF4에서 기준 주파수 성분만을 남기고 기지국에서 온 신호를 중간 주파수로 변경된 신호는 제거된다. 기준 주파수 신호는 국부 발진기인 PLL1,PLL2의 기준 주파수로 이용 가능하도록 적당하게 증폭 되고 2개의 신호로 분리되어 각각의 국부 발진기(PLL1,PLL2)에 입력된다. 이렇게 주 경로(Main Path)의 다운 컨버전(Down Conversion)과 업 컨버전(Up Conversion)에 이용되는 기준 주파수와 같은 신호를 사용하여 동기를 맞게 함으로써 정확한 FA를 선택하기 위함이다.When explaining the function of each block, the IF signal (IF: band intercepted by the size of the bandwidth (BW, Bandwidth (BW)) that the repeater can service through the main path of the FWD path of the repeater) The intermediate frequency is separated and mixed with the reference frequency of the local oscillator (typically using 10 MHz) and input to PAD7, the input part of the measurement frequency search block. This signal is separated in two directions so that one signal leaves only the reference frequency component in BPF4, and the signal changed from the base station to the intermediate frequency is removed. The reference frequency signal is appropriately amplified so that it can be used as the reference frequencies of the local oscillators PLL1 and PLL2, and is divided into two signals and input to the respective local oscillators PLL1 and PLL2. This is to select the correct FA by synchronizing using the same signal as the reference frequency used for the down conversion and up conversion of the main path.

DIV1에서 분리된 또 하나의 신호는 BPF1에서 기준 주파수 성분을 제거하여 순수하게 기지국에서 전송되어 온 신호만이 남게 된다. 이 신호는 중계기의 설계에 따라 그 주파수와 BW가 달라 질 수 있으며, 본 설명에서는 중간 주파수의 중심이 140MHz이고 USPCS 대역의 넓은 주파수 대역인 15MHz BW를 기준으로 설명한다. Another signal separated from DIV1 removes the reference frequency component from BPF1, leaving only the signal transmitted purely from the base station. This signal can vary in frequency and BW according to the design of the repeater. In this description, the center frequency of the intermediate frequency is 140MHz and 15MHz BW, which is a wide frequency band of the USPCS band, will be described.

도 9의 USPCS 대역의 FA와 같이 15MHz BW의 대역 안에는 11개의 FA로 나누어져 있다. DIV2에서 나누어진 두 개의 중간 주파 신호 중 하나는 11개의 FA중에서 기지국에서 사용하는 FA가 어느 것인지를 확인하기 위해 300KHz의 좁은 대역으로 대역저지하는 아래의 IF1 경로(Path)로 입력되며, 이 IF1 경로에서 제어기는 제어 신호를 보내 PLL1을 11번 변경시킨다. 이 신호는 300KHz BW의 대역만을 통과시키고, 그 나머지 대역은 저지되므로 300KHz BW내의 신호만이 검출기1에 입력되며, 이 신호의 크기에 따라 검출기1은 전압으로 출력하며, 이 전압은 검출기1로 입력되는 신호의 크기에 비례하여 나타난다. IF2 경로(Path)에서 11번 변경된 PLL1의 신호에 의해 차례대로 중심주파수가 133.75MHz 에서 146.25MHz까지 1.25MHz 간격으로 변경되어 각 FA별로 중계기로 입력되는 신호의 세기가 얼마인지 검출이 가능하며, 이 과정에서 제어기는 검출기1에서 출력된 전압을 이용하여 높은 입력 신호가 존재하는 FA들을 저장한다. 제어기가 동작하는 상세한 순서는 도 10의 순서도에 도시하였다.Like the FA of the USPCS band of FIG. 9, the FA is divided into 11 FAs in the 15 MHz BW band. One of the two intermediate frequency signals divided in DIV2 is input to the following IF1 path, which band-stops into a narrow band of 300 KHz to determine which of the 11 FAs is used by the base station. The controller sends a control signal to change PLL1 11 times. This signal passes only the band of 300KHz BW, and the rest of the band is blocked, so only the signal within 300KHz BW is input to Detector1. Depending on the magnitude of this signal, Detector1 outputs as a voltage, and this voltage is input to Detector1. Appears in proportion to the magnitude of the signal. The center frequency is changed at 1.25MHz intervals from 133.75MHz to 146.25MHz in order by the signal of PLL1 changed 11 times in the IF2 path, so it is possible to detect the strength of the signal input to the repeater for each FA. In the process, the controller stores FAs having a high input signal using the voltage output from the detector 1. The detailed sequence in which the controller operates is shown in the flowchart of FIG.

상기와 같이 신호가 존재하는 FA들을 찾았으면 DIV2의 출력인 또 하나의 신호인 IF2 경로를 이용하여 그 신호들 중에서 FA내에서 PAPR 이 적은 FA(CDMA 신호인 FA 또는 신호가 존재하지 않는 FA)를 찾는다. IF2 경로는 500kHz BW 안에서의 Ripple을 측정하기 위해 30KHz는 좁은 대역으로 대역을 저지하는 30KHz 협대역 BPF1을 사용하며, 제어기는 PLL2를 15번 변경하여 검출기2에서 측정되는 신호의 크기의 최대값과 최소값을 읽어 그 차이가 적은 FA를 찾는다. 이 과정에서 CDMA 신호가 존재하는 FA들이 찾을 수 있다. When the FAs with the signal are found as described above, the IF2 path, which is another signal of DIV2, is used to search for FAs with low PAPR (FA which is a CDMA signal or FA without signal) among them. Find. The IF2 path uses a 30KHz narrowband BPF1, with 30KHz narrow band blocking to measure ripple within 500kHz BW, and the controller changes PLL2 15 times to the maximum and minimum of the magnitude of the signal measured at detector2. Read to find the FA with less difference. In this process, FAs with CDMA signals can be found.

도 11은 CDMA 신호를 찾는 과정을 도시하였으며 이 과정을 IF1 경로에서 신호가 존재하지 않는 FA를 찾아 IF2 경로에서 500KHz BW 안에서 Ripple이 작은 FA를 찾으면 안테나 분리도를 판단하기 위한 FA가 선택되며 제어기2는 계속해서 이 FA에서의 PAPR 을 측정함으로서 안테나 분리도를 실시간으로 감시하면서 중계기의 이득을 자동으로 제어가 가능하다. FIG. 11 illustrates a process of finding a CDMA signal. When a FA with a small ripple is found within 500 KHz BW in the IF2 path by searching for an FA having no signal in the IF1 path, a FA for selecting an antenna separation is selected and the controller 2 is selected. By measuring the PAPR at this FA, the gain of the repeater can be automatically controlled while monitoring the antenna separation in real time.

도 12는 CDMA 모뎀이 사용된 중계기에서 PAPR을 측정하기 위한 FA를 CDMA 신호들 중에서 제일 신호의 세기가 큰 FA를 선택하는 경우의 순서도이며, 도 13은 각각의 순서를 모두 포함하는 즉, 처음부터 안테나 분리도를 측정 할 FA를 찾는 전체 흐름도이다(CDMA의 제일 높은 FA로 정하는 경우).FIG. 12 is a flowchart illustrating a case in which a FA for measuring PAPR is selected as a FA for measuring PAPR in a repeater using a CDMA modem, and FIG. 13 includes all of the sequences, that is, from the beginning. This is the overall flow chart for finding the FA to measure antenna isolation (if it is the highest FA in CDMA).

위와 같은 방법으로 안테나 분리도를 측정 할 FA를 정하는데 있어서 모든 FA에 신호가 존재하는 경우에는 CDMA 신호 중에서 제일 높은 신호의 FA로 선택하고 신호가 존재하지 않는 FA가 있으면 그 FA를 선택하여 안테나 분리도를 측정하는 FA로 선정하여 PLL1을 조정하고 PLL2를 주기적으로 변경하여 지속적으로 안테나 분리도를 측정한다. 이 안테나 분리도는 도 1과 도 2에서 보여진 것과 같이 중계기가 서비스하는 대역내에서는 기지국 신호가 존재하는 FA나 존재하지 않는 FA 모두에서 같은 정도의 크기로 나타나며, 그 크기는 안테나 분리도가 적어질수록 PAPR은 점점 더 커지는 것을 볼 수 있다. 또한 이 PAPR이 커지면 상술한 바와 같이 파형의 질인 Rho 값이 점점 작아져서 0.912이하의 값으로 된다. 제어기에 Rho 값이 0.912가 되는 PAPR값을 저장해 놓고 이 값을 기준으로 하여, 중계기가 설치되어 있는 환경에서 사람이나 자동차 그리고 안테나의 위치 변경 등으로 안테나 분리도가 변경되면 도 14의 검출기2(186)에서 제어기로 보내주는 전압값의 최소최대차이(15개의 전압 중에서 최대와 최소의 차이)도 변경된다. 이 PAPR이 안테나 분리도가 얼마인지 그리고 파형의 질이 양호한지를 판단하는 기준 값이다. 제어기2(174)에서 저장되어 있는 값과 비교하여 파형의 질이 좋다고 판단되면 제어기1(129)은 FWD의 전압제어감쇄기(Voltage Control Attenuator)(119, 143)의 제어신호를 변경하여 중계기의 이득을 증가 시키고, 파형의 질이 나쁘다고 판단되면 중계기의 이득을 감소 하게 하여 실시간으로 중계기의 주변 상황의 변화에 따른 파형의 질을 감시하면서 중계기에 어떤 종류의 신호가 입력되더라도 양질의 신호를 전송하면서 안테나 분리도의 정도에 따라 자동으로 이득의 조절이 가능하다. In determining the FA to measure the antenna separation in the same way as above, if all FAs have signals, select the FA of the highest signal among the CDMA signals, and if there is no FA, select the FA to select the antenna separation. Select the FA to measure, adjust PLL1 and change PLL2 periodically to measure antenna isolation. As shown in Figs. 1 and 2, the antenna separation is shown to be the same size in both the FA and the non-FA in which the base station signal exists in the band serviced by the repeater. Can be seen getting bigger and bigger. As the PAPR increases, the Rho value, which is the quality of the waveform, gradually decreases as described above, and becomes 0.912 or less. If the antenna separation degree is changed by changing the position of a person, a car, and an antenna in an environment in which a repeater is installed and storing a PAPR value having a Rho value of 0.912 in the controller, the detector 2 (186) of FIG. The minimum maximum difference (the difference between the maximum and the minimum of 15 voltages) of the voltage value sent to the controller is also changed. This PAPR is a reference value to determine how much antenna separation is and the quality of the waveform is good. If it is determined that the waveform quality is good compared to the value stored in the controller 2 (174), the controller 1 (129) changes the control signal of the voltage control attenuator (119, 143) of the FWD to gain the repeater If the quality of the waveform is judged to be poor, the repeater's gain is decreased to monitor the quality of the waveform according to the change in the surroundings of the repeater in real time, and the antenna transmits a good signal no matter what kind of signal is input to the repeater. The gain can be automatically adjusted according to the degree of separation.

또한, 도 14에서 기준 신호의 이용 블록인 106, 대역 통과 필터(107), 저역 통과 필터(180), 양방향 분리기(153), 대역 통과 필터(154), 155, 156, 양방향 분리기(157)은 제거하여 적용이 가능하며, 제어기1(129), 제어기2(174)는 도면의 편의를 위해 나눈 것으로서 실제로는 제어기1(129)만으로 구현이 가능하며, IF1 경로와 IF2 경로는 단순하게 적용 가능하고, 주파수 상향/하향 변환기(166)와 전압제어감쇄기(177)는 검출기1(173) 및 검출기2(186)에 적당한 신호의 크기를 입력 시키기 위한 것이나, 미적용시에도 유사한 성능구현이 가능하여 도 14는 아주 복잡하게 보여지나 앞에서 언급된 것과 같이 구현되면 단순화가 가능하다.In addition, in FIG. 14, 106, a band pass filter 107, a low pass filter 180, a bidirectional separator 153, a band pass filter 154, 155, 156, and a bidirectional separator 157, which are reference blocks, are used. The controller 1 129 and the controller 2 174 are divided for convenience of the drawings, and can be implemented by the controller 1 129 alone, and the IF1 path and the IF2 path are simply applicable. The frequency up / down converter 166 and the voltage-controlled attenuator 177 are for inputting the appropriate signal size to the detector 1 173 and the detector 2 186, but similar performance can be realized even when not applied. Looks very complex but can be simplified if implemented as mentioned above.

Claims (7)

기지국과 이동국간의 신호를 송수신하는 이동통신용 무선 중계기에 있어서,
상기 기지국과 이동국간의 중계신호에서 중간 주파 또는 RF주파 신호를 분리하여 안테나 분리도를 측정하려는 주파수 할당(FA)을 자동으로 선택하고 그 선택된 분리도 정도에 근거하여 상기 무선 중계기의 이득을 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 중계기의 제어방법.
In the wireless communication repeater for transmitting and receiving signals between the base station and the mobile station,
Automatically selecting the frequency allocation (FA) to measure the antenna separation by separating the intermediate frequency or RF frequency signal from the relay signal between the base station and the mobile station and automatically adjusts the gain of the wireless repeater based on the selected degree of separation. Control method of a wireless repeater for mobile communication, characterized in that.
제 1항에 있어서,
상기 주파수 할당을 자동선택할 때 신호가 존재하지 않는 주파수 할당을 선택하여 중계하려고 하는 신호의 종류에 무관하게 안테나 분리도를 측정하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기의 제어방법.
The method of claim 1,
When the frequency allocation is automatically selected, a control method of a wireless repeater, characterized in that the antenna separation is measured regardless of the type of signal to be selected by relaying a frequency allocation in which no signal exists.
제 2항에 있어서,
신호가 존재하지 않는 주파수 할당안에서 PAPR과 파형의 질값의 함수관계를 만들어서 상기 파형의 질값이 일정 범위내의 값(0.912∼0.998 정도)이 되도록 상기 무선 중계기의 이득을 자동으로 조정하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기의 제어방법.
The method of claim 2,
A function of the PAPR and the waveform quality value in a frequency allocation in which no signal exists, and automatically adjusts the gain of the wireless repeater such that the waveform quality value is within a predetermined range (about 0.912 to 0.998). Repeater control method.
기지국과 이동국간의 신호를 송수신하는 이동통신용 무선 중계기에 있어서,
상기 기지국과 이동국간의 중계 신호에서 중간 주파 또는 RF 주파 신호를 분리하여 안테나 분리도를 측정하려는 주파수 할당을 선택하고 그 주파수 할당에서 PAPR을 측정함에 있어서, 2 종의 협대역 필터와 2개의 국부 발진기, 그리고 2개의 검출기를 이용하여 하나의 국부 발진기를 이용하여 안테나 분리도를 측정하려는 주파수 할당을 찾은 후에 나머지 국부 발진기를 이용해서 그 주파수 할당내의 PAPR을 측정하여 그 주파수 할당이 유효하다고 판단되면 전원 공급이 중단되거나 제어부에 특정한 명령이 없는 한 그 주파수 할당에서 주기적으로 PAPR을 측정하는 것을 특징으로 하는 무선 중계기의 제어방법.
In the wireless communication repeater for transmitting and receiving signals between the base station and the mobile station,
In selecting the frequency allocation to measure the antenna separation by separating the intermediate frequency or RF frequency signal from the relay signal between the base station and the mobile station, in measuring the PAPR at the frequency allocation, two narrowband filters, two local oscillators, and Using two detectors, one local oscillator is used to find the frequency allocation to measure antenna isolation, then the other local oscillator measures the PAPR within that frequency allocation and if the frequency allocation is determined to be valid, the power supply is stopped or A control method of a wireless repeater, characterized in that the PAPR is periodically measured at the frequency allocation unless there is a specific command to the control unit.
기지국과 이동국간의 신호를 송수신하는 이동통신용 무선 중계기에 있어서,
상기 기지국과 이동국간의 중계신호에서 중간 주파 또는 RF 주파 신호를 분리하여 안테나 분리도를 측정하려는 주파수 할당(FA)을 선택할 때, 두개 종류의 협대역 필터와 2개의 국부 발진기, 및 2개의 검출기를 이용하여 신호가 존재하는 주파수 할당과 존재하지 않는 주파수 할당을 찾는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 중계기.
In the wireless communication repeater for transmitting and receiving signals between the base station and the mobile station,
When selecting a frequency allocation (FA) to measure the antenna separation by separating the intermediate frequency or RF frequency signal from the relay signal between the base station and the mobile station, two kinds of narrowband filters, two local oscillators, and two detectors are used. A wireless repeater for mobile communication, characterized by finding a frequency assignment where a signal is present and a non-existent frequency assignment.
기지국과 이동국간의 신호를 송수신하는 이동통신용 무선 중계기에 있어서,
상기 기지국과 이동국간의 중계신호에서 중간 주파 또는 RF 주파 신호를 분리하여 안테나 분리도를 측정하려는 주파수 할당(FA)을 선택할 때, 두개 종류의 협대역 필터와 2개의 국부 발진기, 및 2개의 검출기를 이용하여 신호가 존재하는 주파수 할당과 존재하지 않는 주파수 할당을 찾되 기준 주파수를 함께 사용하여 정확한 주파수 선정을 행하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 중계기.
In the wireless communication repeater for transmitting and receiving signals between the base station and the mobile station,
When selecting a frequency allocation (FA) to measure the antenna separation by separating the intermediate frequency or RF frequency signal from the relay signal between the base station and the mobile station, two kinds of narrowband filters, two local oscillators, and two detectors are used. The wireless repeater for mobile communication, characterized in that the frequency allocation is found and the non-existent frequency allocation to find the correct frequency using the reference frequency together.
중계기에 입력되는 여러 종류의 신호에 대한 검출기의 오차를 최소화하기 위하여 검출기 다음단에 지연회로를 추가하여 서로 다른 신호의 종류에 대한 다른 검출 특성을 적용하여 중계기에서 출력되는 전력의 정확도를 개선시킨 것을 특징으로 하는 이동통신용 무선 중계기의 제어방법.

In order to minimize the error of the detector for various types of signals input to the repeater, a delay circuit is added to the next stage of the detector to improve the accuracy of the power output from the repeater by applying different detection characteristics for different signal types. Control method of a wireless repeater for mobile communication, characterized in that.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111313952A (en) * 2018-12-12 2020-06-19 中国移动通信集团北京有限公司 Method and device for intelligently adjusting gain of repeater, repeater and storage medium
CN111313952B (en) * 2018-12-12 2022-05-13 中国移动通信集团北京有限公司 Method and device for intelligently adjusting gain of repeater, repeater and storage medium

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