KR20170106695A - Ｒｆ 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치 및 방법이 개시된다. RF 무선 신호를 입력받는 신호 입력 모듈; 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 프레임 단위 신호 추출 모듈; 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정하고 측정된 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 프레임 단위 신호의 평균 파워(average power)를 실시간 산출하여 피드백(feedback)하는 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈; 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈에서 산출된 평균 파워를 피드백받고 피드백받은 평균 파워를 이용하여 상기 신호 입력 모듈에서 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절하는 이득 조절 모듈; 상기 이득 조절 모듈에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력하는 채널 필터 모듈을 구성한다. 상술한 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치 및 방법에 의하면, 평균 전파 전력이 아닌 수신 신호의 프레임 단위 신호 자체의 평균 전력을 이용하여 AGC(Automatic Gain Control)을 수행하도록 구성됨으로써, 수신 신호의 트래픽 양에 따라 AGC를 수행하게 되어 PAPR이 심각하게 커지거나 전력 증폭기의 수명이 낮아지는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＲＦ 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치 및 방법{RADIO WAVE POWER CONTROL APPARATUS OF RF REPEATING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전파 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이며, 좀 더 구체적으로는 평균 전파 전력 대신 파일럿 채널(Pilot Channel) 또는 PSC(Primary Sync Channel)를 이용하는 전파 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선 통신을 위한 RF 중계기 시스템은 신호원의 전파를 중계(repeat)하여 원거리 통신을 가능하게 한다. RF 중계기 시스템은 신호원의 전파 전력의 세기에 따라 전파의 증폭률을 다르게 자동 조절하여 전파를 중계하도록 구성된다.

예를 들어, 신호원의 전파 수신 전력의 세기가 작으면 그 전파를 크게 증폭하여 중계하고 신호원의 전파 수신전력의 세기가 크면 그 전파를 적게 증폭하여 중계하여 수신단의 SNR(Signal to Noise Ratio)을 개선시킨다. 이러한 동작을 AGC(Automatic Gain Control)라고 한다.

여기서, 종래의 RF 중계기 시스템은 신호원과의 거리에 따라 그 증폭률의 기준으로서 평균 전파 전력(average power)을 이용한다. 즉, 평균 전파 전력의 변화에 따라 전파 신호의 증폭률을 자동 조절한다.

도 1a는 종래 기술에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치의 블록 구성도이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 전파 전력 제어의 개념도이다.

도 1a를 참조하면, 종래의 전파 전력 제어 장치(10)는 입력 신호를 평균 파워 측정부(12)에서 평균 파워를 측정 내지는 산출하여 이득 조절부(11)로 피드백하며, 이득 조절부(11)는 피드백받은 평균 파워를 이용하여 입력 신호의 이득을 실시간 조절하도록 구성된다. 그리고 채널 필터(13)는 이를 채널별로 출력 신호를 출력한다.

그런데, 평균 전파 전력을 기준으로 하여 AGC를 수행할 경우 다음의 도 1b와 같은 문제점이 발생한다.

종래의 RF 중계기 시스템(10)은 신호원의 수신 신호에 대한 평균 전파 전력을 이용하므로 수신 신호의 트래픽(traffic) 양이 많을 때와 트래픽의 양이 적을 때 모두 동일하게 AGC를 수행한다.

RF 중계기 시스템(10)은 트래픽 양과 무관하게 동일한 AGC를 수행하게 되면, 트래픽 양이 적어서 평균 전파 전력이 일시적으로 낮아진 것인데도 불구하고 신호가 미약한 것으로 오판하여 증폭률(내지는 이득)을 높이는 동작을 수행하고, 트래픽 양이 많아서 평균 전파 전력이 일시적으로 높아진 것인데도 불구하고 신호가 강한 것으로 오판하여 증폭률 (내지는 이득)을 낮추는 동작을 수행하게 된다.

즉, 신호원과의 거리나 전파 환경과 무관하게 트래픽의 변동에 의해 AGC를 수행하게 되는 문제점이 있다. 트래픽 양이 많거나 적은 것에 의해 평균 전파 전력이 달라지는 것으로 혼돈을 가져오는 것이다.

이로 인해 종래의 RF 중계기 시스템(100)에서는 전파 이득 조절 알고리즘의 왜곡이 발생하게 되며, 트래픽이 없을 때에는 도 1b에서 보듯이 PAPR(Peak to Average Power Ratio)이 심각하게 커져 전력 증폭기(Power Amplifier)의 수명이 급격히 줄어드는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치는, RF 무선 신호를 입력받는 신호 입력 모듈; 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 프레임 단위 신호 추출 모듈; 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정하고 측정된 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 프레임 단위 신호의 평균 파워(average power)를 실시간 산출하여 피드백(feedback)하는 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈; 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈에서 산출된 평균 파워를 피드백받고 피드백받은 평균 파워를 이용하여 상기 신호 입력 모듈에서 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절하는 이득 조절 모듈; 상기 이득 조절 모듈에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력하는 채널 필터 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈은, 상기 RF 무선 신호의 PSC 신호(Primary Sync Channel Signal)를 추출하도록 구성될 수 있다.

또는 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈은, 상기 RF 무선 신호의 파일럿 채널 신호(Pilot Channel Signal)를 추출하도록 구성될 수 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법은, 신호 입력 모듈이 RF 무선 신호를 입력받는 단계; 프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 단계; 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈이 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정하는 단계; 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈이 상기 측정된 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 프레임 단위 신호의 평균 파워(average power)를 실시간 산출하여 피드백(feedback)하는 단계; 상기 이득 조절 모듈이 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈로부터 피드백받은 평균 파워를 이용하여 상기 신호 입력 모듈에서 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절하는 단계; 채널 필터 모듈이 상기 이득 조절 모듈에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 단계는, 상기 RF 무선 신호의 PSC 신호(Primary Sync Channel Signal)를 추출하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 단계는, 상기 RF 무선 신호의 파일럿 채널 신호(Pilot Channel Signal)를 추출하도록 구성될 수 있다.

상술한 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치 및 방법에 의하면, 평균 전파 전력이 아닌 수신 신호의 프레임 단위 신호 자체의 평균 전력을 이용하여 AGC(Automatic Gain Control)을 수행하도록 구성됨으로써, 수신 신호의 트래픽 양에 따라 AGC를 수행하게 되어 PAPR이 심각하게 커지거나 전력 증폭기의 수명이 낮아지는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1a는 종래 기술에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 1b는 종래 기술에 따른 전파 전력 제어의 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법의 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 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 안 된다. 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 련된 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 상세하게 설명한다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치의 블록 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어의 개념도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치(이하, '전파 전력 제어 장치'라 함)는 신호 입력 모듈(110), 프레임 단위 신호 추출 모듈(120), 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈(130), 이득 조절 모듈(140) 및 채널 필터 모듈(150)을 포함하도록 구성될 수 있다.

전파 전력 제어 장치(100)는 평균 전력 파워(average power)에 따라 자동 이득 조절(Automatic Gain Control, AGC)을 수행하는 것이 아니라 수신 신호의 프레임 단위 신호 예를 들어 PSC(Primary Sync Channel) 채널 신호나 파일럿 채널(Pilot Channel) 신호의 평균 전력을 산출하여 자동 이득 조절을 수행하도록 구성될 수 있다.

전파 전력 제어 장치(100)는 프레임 단위 신호의 평균 파워에 의해 자동 이득 조절을 수행하기 때문에 기존과 달리 수신 신호의 트래픽 양에 좌우되어 자동 이득 조절을 하는 오류를 제거할 수 있다. 즉, 트래픽에 무관하게 일정한 이득 제어를 할 수 있게 된다. 이에, 트래픽 양에 따른 AGC 수행에 의해 발생되는 높은 PAPR(Peal to Peak Ratio)의 문제점이 해결되고 이로 인해 전력 증폭기(Power Amplifier)의 수명도 연장될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

신호 입력 모듈(110)은 RF 무선 신호를 입력받도록 구성될 수 있다.

프레임 단위 신호 추출 모듈(120)은 신호 입력 모듈(110)을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하도록 구성될 수 있다.

여기서, 프레임 단위 신호는 RF 무선 신호의 PSC 신호(Primary Sync Channel Signal) 또는 파일럿 채널 신호(Pilot Channel Singal)이 될 수 있다. 이외에도 프레임 단위 신호 각각을 대표할 수 있는 다양한 다른 단위 신호가 이용될 수 있다.

프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈(130)은 프레임 단위 신호 추출 모듈(120)에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정하도록 구성될 수 있다.

프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈(130)은 측정된 각 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 그 평균 파워(average power)를 실시간 산출하도록 구성될 수 있다. 그리고 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈(130)은 실시간 산출된 평균 파워를 이득 조절 모듈(140)로 실시간 피드백하도록 구성될 수 있다. 이러한 평균 파워는 트래픽 양에 좌우되지 않는 값이라고 볼 수 있다.

이득 조절 모듈(140)은 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈(130)에서 산출된 평균 파워를 실시간 피드백받도록 구성될 수 있다.

이득 조절 모듈(140)은 실시간 피드백받은 평균 파워를 이용하여 신호 입력 모듈(110)에서 실시간 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절하도록 구성될 수 있다.

이득 조절 모듈(140)은 RF 무선 신호의 평균 파워가 낮으면 그 이득을 실시간으로 높이고 RF 무선 신호의 평균 파워가 높으면 그 이득을 실시간으로 낮추도록 구성될 수 있다.

채널 필터 모듈(150)은 이득 조절 모듈(140)에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력하도록 구성될 수 있다.

도 2b는 PSC 채널 신호의 평균 파워를 이용한 이득 조절에 대해 예시하고 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법의 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 신호 입력 모듈이 RF 무선 신호를 입력받는다(S101).

다음으로, 프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출한다(S102).

여기서, 프레임 단위 신호 추출 모듈은 RF 무선 신호의 PSC 신호(Primary Sync Channel Signal)를 추출하거나 또는 상기 RF 무선 신호의 파일럿 채널 신호(Pilot Channel Signal)를 추출하도록 구성될 수 있다.

다음으로, 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈이 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정한다(S103).

다음으로, 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈이 상기 측정된 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 프레임 단위 신호의 평균 파워(average power)를 실시간 산출하여 피드백(feedback)한다(S104).

다음으로, 상기 이득 조절 모듈이 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈로부터 피드백받은 평균 파워를 이용하여 상기 신호 입력 모듈에서 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절한다(S105).

다음으로, 채널 필터 모듈이 상기 이득 조절 모듈에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력한다(S106).

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

110: 신호 입력 모듈
120: 프레임 단위 신호 추출 모듈
130: 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈
140: 이득 조절 모듈
150: 채널 필터 모듈

Claims (6)

1. RF 무선 신호를 입력받는 신호 입력 모듈;
   상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 프레임 단위 신호 추출 모듈;
   상기 프레임 단위 신호 추출 모듈에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정하고 측정된 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 프레임 단위 신호의 평균 파워(average power)를 실시간 산출하여 피드백(feedback)하는 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈;
   상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈에서 산출된 평균 파워를 피드백받고 피드백받은 평균 파워를 이용하여 상기 신호 입력 모듈에서 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절하는 이득 조절 모듈;
   상기 이득 조절 모듈에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력하는 채널 필터 모듈을 포함하는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈은,
   상기 RF 무선 신호의 PSC 신호(Primary Sync Channel Signal)를 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈은,
   상기 RF 무선 신호의 파일럿 채널 신호(Pilot Channel Signal)를 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 장치.
4. 신호 입력 모듈이 RF 무선 신호를 입력받는 단계;
   프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 단계;
   프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈이 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈에서 추출된 프레임 단위 신호의 파워(power)를 측정하는 단계;
   상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈이 상기 측정된 프레임 단위 신호의 파워를 이용하여 프레임 단위 신호의 평균 파워(average power)를 실시간 산출하여 피드백(feedback)하는 단계;
   상기 이득 조절 모듈이 상기 프레임 단위 신호 평균 파워 산출 모듈로부터 피드백받은 평균 파워를 이용하여 상기 신호 입력 모듈에서 입력받는 RF 무선 신호의 이득(gain)을 실시간 조절하는 단계;
   채널 필터 모듈이 상기 이득 조절 모듈에서 이득이 실시간 조절된 RF 무선 신호를 채널별로 필터링(filtering)하여 출력하는 단계를 포함하는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 단계는,
   상기 RF 무선 신호의 PSC 신호(Primary Sync Channel Signal)를 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 프레임 단위 신호 추출 모듈이 상기 신호 입력 모듈을 통해 입력받은 RF 무선 신호의 프레임 단위 신호를 추출하는 단계는,
   상기 RF 무선 신호의 파일럿 채널 신호(Pilot Channel Signal)를 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 RF 중계기 시스템의 전파 전력 제어 방법.

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