KR20170090789A - 단신 및 복신동작이 가능하고 Digital 및 Analog 통신 중계 가능한 소방통신보조설비 - Google Patents

Abstract

무선통신 시스템에서 신호를 송수신하는 기지국 장치 및 중계기 장치가 개시된다. 중계기 장치에서, 수신기는 무선통신 방식을 지원하는 컴포넌트 캐리어(component carrier)에서 하향링크 서브프레임 내의 영역을 통해 기지국으로부터 신호를 수신한다. 송신기는 상기 수신과 동시에 상기 하향링크 서브프레임의 영역을 통해 상기 무선통신 방식을 이용하는 하나 이상의 단말 및 상기 무선통신방식을 이용하는 하나 이상의 단말 중 하나 이상의 타입의 단말로 신호를 전송한다, 이때, 상기 하향링크 서브프레임에서 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM) 방식으로 다중화된 영역이다.

Description

단신 및 복신동작이 가능하고 Digital 및 Analog 통신 중계 가능한 소방통신보조설비{An Development of Radio Relay System using analog and digital walkie talkie in dual mode half and full duplexer}

본 발명은 소방통신보조설비에서 단말기 형태가 디지탈 또는 아날로그 듀얼모드 지원이 가능하며, 순/역방향 이득 조정, 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법과 이를 구현한 무선 중계장치에 관한 것으로서, 발명에 따르면 중계기의 이득 조정, 이득 보정 및 주파수 설정이 자동으로 되어 안정적인 중계서비스가 용이하게 이루어 질 수 있고, 주파수 설정 기능 구현을 위한 구성이 간단해지는 효과가 있다. 본 발명은 소방통신보조설비 중계기에서 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법과 이를 구현한 장치에 관한 것이다.

종래에는 TDD의 중계 기지국의 이득을 설정하기 위하여 송신 및 수신 공중선의 공간 이격시 계측기를 사용하여 주파수 분리도(Isolation)를 측정하고 그 분리도 이내에서 이득을 사용자가 결정하여 중계 기지국의 증폭도를 설정하여 중계 서비스 하였다. 이에 따라, 기지국의 전파 환경의 변화가 있을 때, 기존 이득으로 중계서비스 할 경우 출력 및 기지국 서비스에 영향을 미칠 수 있고, 운용자가 현장에 출동하여 계측기를 사용하여 이득을 다시 조정하여야 하는 문제점이 있었다.

또한, 중계장치를 구동하면서 사용 주파수의 결정은 구동시 사용자가 지정해주거나 상승 변환기(Upconverter) 또는 증폭기(AMP)등에서 전체 주파수 대역을 주파수 대역별로 출력레벨을 측정하여 주파수가 설정되는 번거로움과 지속적인 감시가 되지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 중계기 설치나 지속적인 운용중에도 최적의 이득으로 자동 동작이 가능하고, 주파수 설정 등이 별도의 장치 없이 자동으로 설정되며, 원격지에서도 이득설정 및 주파수 지정하여 안정적인 운용을 지원하는 새로운 방법이 요구된다.

발명에 따른 무선 중계기 이득보정 방법은 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 이득을 조정하는 방법에 있어서, 측정 단말기의 목표 출력 신호 레벨을 설정하는 단계; 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨을 제어부로 전송하면, 이를 이득 보정 시작 명령으로 수신하는 단계와 측정 단말기와 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계와 상기 검출부와 연결된 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 수신 신호 레벨을 측정하여 제어부로 전송하는 단계 그리고 상기 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한값을 순방향 초기 이득 값으로 결정 결정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환하는 단계 그리고 변환된 이득으로 순방향 출력 신호 레벨을 결정하여 안테나를 통하여 출력하고 중계기 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.

본 발명에 따른 무선 중계기 주파수 자동설정 방법은 상기 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 주파수를 자동으로 조정하는 방법에 있어서, 측정 단말기를 초기 상태로 설정하기 위하여 전원을 인가하는 단계와 상기 측정 단말기를 이용하여 자동 주파수 설정 기능 시작 명령을 제어부로 전송하는 단계 그리고 상기 제어부가 측정 단말기와 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계와 상기 검출부와 연결된 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국 정보를 수신하여 제어부로 전송하는 단계 및 기지국 정보를 수신한 제어부가 기지국 정보를 분석하여 기지국 주파수를 추출하는 단계와 추출된 기지국 주파수와 중계기 주파수 비교하여 비교한 주파수가 서로 다르면 추출된 기지국 주파수를 중계기 주파수로 설정하는 주파수 변경 명령을 전달하는 단계를 포함하여 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 무선 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법은 상기 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법에 있어서, 측정 단말기를 이용하여 사용자의 측정 파라 미터를 제어부로 전송하는 단계와 상기 제어부가 측정 단말기와 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계, 수신된 신호가 중계기 증폭기로 입력되지 않도록 증폭기 패스(path)를 차단하는 단계, 상기 검출부와 연결된 안테나를 통하여 측정 단말기로 호를 시도하는 단계, 호 시도 성공 여부를 판단하여 호가 완료되면, 측정 데이터를 저장하여 호 종료 후 측정 데이터를 전송하는 단계, 통화 품질 측정 종료 판단하여 통화 품질 측정 과정이 종료되면, 상기 중계기 증폭기 패스(path)를 개방시킨 후 적응형 이득 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신 중계기에서 측정 단말기를 이용한 순/역방향 이득 조정, 자동 주파수 설정 및 중계 기지국 지역의 통화 품질 측정 방법을 구현하는 무선 중계 장치는 기지국과 무선으로 송수신하는 기지국 방향 안테나, 안테나가 수신한 신호를 검출하는 검출부; 가입자 단말기와 무선으로 송수신하는 음영 지역방향 안테나, 안테나가 수신한 신호를 검출하는 검출부, 순방향 경로와 역방향 경로를 가지는 중계기를 포함하여 구성된 무선 중계 장치에 있어서, 상기 순방향 경로에 포함되어 순방향 이득 조정된 수신 신호를 검출하는 검출부, 검출부와 상기 검출부 사이를 스위칭하는 RF 스위치, 상기 RF스위치와 무선으로 연결되어 기지국에서 송신되는 신호를 수신하는 측정 단말기, 상기 측정 단말기와 무선으로 통신하며, 검출부와 타 검출부를 스위칭하여 측정 단말기와 연결하는 RF 스위치를 제어하고, 측정 단말기가 수신한 측정 데이터를 전송받아 저장장치에 저장하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 무선 중계기 이득보정 방법은 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 이득을 조정하는 방법에 있어서, 측정 단말기의 목표 출력 신호 레벨을 설정하는 단계; 상기 설정된 목표 출력 신호 레벨을 제어부로 전송하면, 이를 이득보정 시작 명령으로 수신하는 단계; 측정 단말기와 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계; 상기 검출부와 연결된 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국으로부터 수신되는 수신 신호 레벨을 측정하여 제어부로 전송하는 단계; 상기 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨을 감한값을 순방향 초기 이득 값으로 결정하는 단계; 결정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환하는 단계; 및 변환된 이득으로 순방향 출력 신호 레벨을 결정하여 상기 안테나를 통하여 출력하고 중계기 최종 출력 신호 레벨을 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무선 중계기 주파수 자동설정 방법은 상기 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 주파수를 자동으로 조정하는 방법에 있어서, 측정 단말기를 초기 상태로 설정하기 위하여 전원을 인가하는 단계; 상기 측정 단말기를 이용하여 자동 주파수 설정 기능 시작 명령을 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 측정 단말기와 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계; 상기 검출부와 연결된 안테나를 통하여 측정 단말기가 기지국 정보를 수신하여 제어부로 전송하는 단계; 기지국 정보를 수신한 제어부가 기지국 정보를 분석하여 기지국 주파수를 추출하는 단계; 추출된 기지국 주파수와 중계기 주파수 비교하여 비교한 주파수가 서로 다르면 추출된 기지국 주파수를중계기 주파수로 설정하는 주파수 변경 명령을 전달하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무선 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법은 상기 무선 중계 장치를 이용하여 중계기 중계지역 통화품질 측정 방법에 있어서, 측정 단말기를 이용하여 사용자의 측정 파라 미터를 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부가 측정 단말기와 검출부를 연결하기 위하여 RF 스위치를 제어하는 단계; 수신된 신호가 중계기 증폭기로 입력되지 않도록 증폭기 패스(path)를 차단하는 단계; 상기 제 1 검출부와 연결된 제 1 안테나를 통하여 측정 단말기로 호를 시도하는 단계; 호 시도 성공 여부를 판단하여 호가 완료되면, 측정 데이터를 저장하여 호 종료 후 측 정 데이터를 전송하는 단계; 통화 품질 측정 종료 판단하여 통화 품질 측정 과정이 종료되면, 상기 중계기 증폭기 패스(path)를 개방시킨 후 적응형 이득 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

제어부는 상기 목표 출력 신호 레벨에 측정된 수신 신호 레벨(MS_ Rx Level)을 감한 값을 순방향 이득값(Forward Gain)으로 설정하고, 설정된 이득을 중계기의 이득 조정부로 전송하여 중계기 이득을 변환한다. 측정된 수신 신호 레벨은 기지국 Overhead CH 기준을 기준으로 하고, 다수의 측정된 수신 신호 레벨의 평균치를

산출하여 활용하는 것이 바람직하고, 순방향 이득 설정 후 역방향 이득(Reverse Gain)은 순방향 이득과 동일하게 적용하며, 이를 역방향 초기 이득(InitiaGain)이라 하는데 이 초기 이득에 따라 중계 장치는 비로서 동작함으로써 해결이 가능하게 된다

상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중계장치를 이용하고 본 발명에 따른 방법에 의하여 중계 서비스를 할 때, 자동으로 이득설정, 이득 보정 및 주파수 설정이 자동으로 되어 안정적인 중계서비스가 용이하게 이루어 질수 있고, 주파수 자동설정 기능 구현을 위한 구성이 간단해지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 TDD 방식으로 사용하는 이동무전기뿐만 아니라 이와 유사한 통신 시스템의 중계장치에 이용하여 안정적인 중계 서비스를 제공하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 TDD 통신 시스템에서 단말(User Equipment), 중계기는 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말, 중계기는 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말, 중계기가 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말, 중계기가 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다. 본 명세서에서, 시스템의 무선통신 방식을 이용하는 단말을 '단말'이라 칭한다. 시스템에서 중계기에 기지국과 단말 간의 링크를 포워딩하는 역할을 도입하면서 각각의 상향링크 및 하향링크 캐리어 주파수 대역에 속성이 다른 두 가지 종류의 링크가 적용되게 된다. 기지국과 중계기 간에 연결되는 부분을 백홀 링크(backhaul link)라고 정의하여 표현한다. 하향링크 자원을 이용하여 FDD(Frequency Division Duplex) 혹은 TDD(Time Division Duplex) 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 하향 링크(backhaul downlink)라고 하며, 상향링크 자원을 이용하여 FDD 또는 TDD 방식으로 전송이 이루어지는 것을 백홀 상향링크라고 표현할 수 있다.

중계기는 릴레이 백홀 하향링크(relay backhaul downlink)를 통해 기지국으로부터 정보를 수신할 수 있고, 릴레이 백홀 상향링크를 통해 기지국으로 정보를 전송할 수 있다. 또한, 중계기는 릴레이 액세스 하향링크를 통해 단말로 정보를 전송할 수 있고, 릴레이 액세스 상향링크를 통해 단말로부터 정보를 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서의 기지국 및 중계기의 구성을 도시한 블록도이다.

무선 통신 시스템을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국과 하나의 중계기를 도시하였지만, 무선 통신 시스템은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 중계기를 포함할 수 있다.

Claims (4)

1. 무선통신 시스템에서 중계기가 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 무선통신 방식을 지원하는 컴포넌트 캐리어(component carrier)에서 하향링크 서브프레임 내의 영역을 통해 기지국으로부터 신호를 수신하며, 동시에 상기 하향링크 서브프레임의 영역을 통해 상기 무선통신 방식을 이용하는 하나 이상의 타입 단말 및 상기 무선통신 방식을 이용하는 하나 이상의 타입 단말 중 하나 이상의 타입의 단말로 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 하향링크 서브프레임에서 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM) 방식으로 다중화된 영역인, 중계기의 신호 송수신 방법.
2. 상기 하향링크 서브프레임에서 상기 FDM 방식으로 다중화된 2개의 영역을 포함하는, 중계기의 신호 송수신 방법.
3. 상기 영역은 각각 상기 컴포넌트 캐리어가 위치한 대역폭에서 양 에지(edge)에 위치하는, 중계기의 신호 송수신 방법.
4. 무선통신 시스템에서 중계기가 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 무선통신 방식을 지원하는 컴포넌트 캐리어(component carrier)에서 상향링크 서브프레임 내의 영역을 통해 기지국으로 신호를 전송하며, 동시에 상기 상향링크 서브프레임의 영역을 통해 상기 무선통신 방식을 이용하는 하나 이상의 타입 단말 및 상기 무선통신 방식을 이용하는 하나 이상의 타입 단말 중 하나 이상의 타입의 단말로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 상향링크 서브프레임에서 주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing, FDM) 방식으로 다중화된 영역인, 중계기의 신호 송수신 방법.