KR20200054845A - 이동통신 중계기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 중계기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이동통신 중계기는 하향 링크 시간 동안 기지국에서 이동단말기로 가는 하향 신호를 복사하여 상향 링크 부분으로 보내고, 상향 링크 부분의 전단과 후단에서 하향 신호를 검출한다. 이렇게 상향 링크 부분의 전단과 후단에서 검출된 하향 신호는 상호 비교 분석됨으로써 상향 링크 부분의 정상 작동 여부가 확인될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상향 링크 부분에 대한 정확한 검사가 가능하면서도 생산 단가의 상승을 최소화시킬 수 있다.

Description

이동통신 중계기{MOBILE COMMUNICATION REPEATER}
본 발명은 기지국과의 직접 통신이 어려운 통신 음영 지역에 설치되는 이동통신 중계기에 관한 것이다.
이동단말기는 기지국와의 무선 통신을 통해 음성이나 데이터 통신을 수행한다.
기지국은 이동통신 서비스를 이용하는 사용자들이 존재할 만한 곳들에 설치되는데, 특정 기지국의 담당 영역 내에 있으면서도 여러 이유로 인하여 통신 음영 지역이 존재할 수 있다. 만일 통신 음영 지역이 존재하게 되면, 해당 통신 음영 지역을 처리할 기지국을 설치할 수도 있지만, 그러기에는 비용 부담이 크다. 따라서 특정 기지국의 담당 영역 내에 있는 통신 음영 지역을 담당하기 위한 중계기가 선호되고 있다.
중계기는 기지국과 이동단말기 간의 통신을 중계한다.
중계기는 기지국의 통신 서비스 용량이 충분한데도 불구하고, 통신 음영 지역이 존재하는 경우에 주로 설치되며, 기지국의 추가 설치에 비하여 비용 부담이 매우 적기 때문에 기지국의 통신 영역을 확장시키는데 기여하고 있다.
일반적으로 중계기는 기지국으로부터 이동단말기로 가는 신호(이하 '하향 신호'라 함)를 중계하는 하향 링크와 이동단말기에서 기지국으로 가는 신호(이하 '상향 신호'라 함)를 중계하는 상향 링크를 가진다. 그런데, 여러 가지 이유로 상향 링크에 장애가 발생할 수 있어서 통신 서비스 품질에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 상향 링크의 검사를 통해 상향 링크의 정상 작동 여부를 확인할 필요가 있다.
종래 상향 링크의 정상 작동 여부를 검사하기 위해서 주로 2가지의 방법이 사용되었다.
그 중 하나는 열화 감시를 통해서 상향 링크의 정상 작동 여부를 검사하는 것인데, 이 방법의 경우 이득이 열화가 된 것인지, 장비가 열화된 것인지 판단이 모호하다.
다른 하나는 별도의 파일럿 신호 생성기에 의해 생성된 파일럿 신호를 상향 링크로 보내서 상향 링크의 정상 작동 여부를 검사하는 것인데, 이 방법이 적용되면 중계기의 생산 단가가 상승하고, 파일럿 신호가 상향 신호에 영향을 미쳐서 통신 품질이 떨어질 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0015600호
본 발명의 목적은 하향 신호를 이용하여 상향 링크를 검사할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이동통신 중계기는 하향 링크 시간 동안 기지국에서 이동단말기로 가는 하향 신호를 중계하기 위한 하향 링크 부분; 상향 링크 시간 동안 이동단말기에서 기지국으로 가는 상향 신호를 중계하기 위한 상향 링크 부분; 기지국으로부터 오는 디지털 신호를 아날로그 신호로 전환하여 상기 하향 링크 부분으로 보내고, 상기 상향 링크 부분으로부터 오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하여 기지국 측으로 보내는 디지털 보드; 상기 하향 링크 부분을 통해 오는 하향 신호는 안테나로 보내고, 안테나로부터 오는 상향 신호는 상기 상향 링크 부분으로 보내는 서큘레이터; 상기 하향 링크 부분을 통해 이동단말기로 가는 하향 신호를 복사하는 제1 커플러; 상기 제1 커플러에서 복사된 하향 신호를 상기 상향 링크 부분으로 보내기 위해 하향 링크 시간 동안에는 상기 제1 커플러를 상기 상향 링크 부분과 연결시키고, 상향 링크 시간 동안에는 안테나 측을 상기 상향 링크 부분과 연결시키는 전환 스위치; 상기 전환 스위치와 상기 상향 링크 부분 사이에 설치되어서 상기 제1 커플러로부터 와서 상향 링크 부분으로 입력되어질 하향 신호를 복사하는 제2 커플러; 상기 제2 커플러에서 복사된 하향 신호를 검출하는 인풋 디텍터; 상기 상향 링크 부분과 상기 디지털 보드 사이에 설치되어서 상기 상향 링크 부분을 통과하여 온 하향 신호를 복사하는 제3 커플러; 및 상기 제3 커플러에서 복사된 하향 신호를 검출하는 아웃풋 디텍터; 를 포함하고, 상기 디지털 보드는 하향 링크 시간 동안 상기 상향 링크 부분을 통해 오는 하향 신호가 상위단으로 가는 것을 차단하는 차단스위치를 가진다.
상기 제1 커플러는 상기 하향 링크 부분에 구비되는 고출력 증폭기의 후단에 설치된다.
상기 제1 커플러는 상기 고출력 증폭기와 상기 서큘레이터 사이에 설치된다.
상기 이동통신 중계기는 상기 제1 커플러에 의해 복사되어 상기 제2 커플러로 가는 하향 신호를 복사하는 제4 커플러; 및 상기 제4 커플러에 의해 복사된 하향 신호를 감지함으로써 하향 신호의 정상 여부를 판단할 수 있게 하는 검출기; 를 더 포함한다.
상기 이동통신 중계기는 상기 제4 커플러와 상기 전환 스위치 사이에 구비되어서, 하향 링크 시간 동안에만 상기 제4 커플러와 상기 전환 스위치를 연결하는 제1 스위치; 및 상기 서큘레이터와 상기 전환 스위치 사이에 구비되어서, 상향 링크 시간 동안에만 상기 서큘레이터와 상기 전환 스위치를 연결하는 제2 스위치; 를 포함한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 하향 신호를 이용하여 상향 링크 부분의 정상 작동 여부를 확인하 때문에 보다 더 정확한 검사가 이루어질 수 있다.
둘째, 별도의 신호 생성기를 구비할 필요가 없고, 몇 개의 커플러와 스위치만 구성하면 되기 때문에 생산 단가의 상승이 최소화된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 중계기에 대한 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 이동통신 중계기의 작동을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 이동통신 중계기의 변형예에 따른 이동통신 중계기에 대한 구성도이다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복 또는 실질적으로 동일한 구성에 대한 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 중계기(100)에 대한 구성도이다.
도 1에서 참조되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 이동통신 중계기(100)는 하향 링크 부분(110), 상향 링크 부분(120), 디지털 보드(130), 서큘레이터(140), 제1 커플러(150), 전환 스위치(161), 제2 커플러(162), 인풋 디텍터(163), 제3 커플러(164), 아웃풋 디텍터(165), 제4 커플러(171), 검출기(172), 제1 스위치(181) 및 제2 스위치(182)를 포함한다.
하향 링크 부분(110)은 하향 링크 시간 동안 기지국(BS)에서 이동단말기(MT)로 가는 하향 신호를 중계하기 위해 BPF, ATT, 2개의 AMP, Mixer, PAD, 고출력 증폭기(111) 등을 가진다. 즉, 하향 링크 부분(110)은 디지털 보드(130)로부터 오는 IF 하향 신호를 RF 하향 신호로 전환 후 적절 레벨이 되도록 증폭한 후 고출력 증폭기(111)에서 최대 출력 레벨이 되도록 증폭하여 출력한다.
상향 링크 부분(120)은 상향 링크 시간 동안 이동단말기(MT)에서 기지국(BS)으로 가는 상향 신호를 중계하기 위해 2개의 AMP, 2개의 BPF, ATT, Mixer 등을 가진다.
디지털 보드(130)는 기지국(BS)으로부터 오는 디지털 신호를 아날로그 IF 신호로 전환하여 하향 링크 부분으로 보내고, 상향 링크 부분(120)으로부터 오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하여 기지국(BS) 측으로 보낸다. 또한, 차후 설명되는 바와 같이, 본 실시예에서의 디지털 보드(130)는 하향 링크 시간 동안 상향 링크 부분(120)을 통해 오는 하향 신호가 기지국(B) 측의 상위단으로 가는 것을 차단하기 위한 차단스위치(S/W)를 가진다.
서큘레이터(140)는 하향 링크 부분(110)을 통해 오는 하향 신호는 안테나(AT)로 보내고, 안테나(AT)로부터 오는 상향 신호는 상향 링크 부분(120)으로 보낸다.
제1 커플러(150)는 하향 링크 부분을 통해 이동단말기(MT) 측으로 가는 하향 신호를 복사한다. 본 실시예에서의 제1 커플러(150)는 하향 링크 부분(110)의 마지막 소자를 이루는 고출력 증폭기(111)의 후단이면서, 고출력 증폭기(111)와 서큘레이터(140) 사이에 설치되어 있다.
전환 스위치(161)는 제1 커플러(150)에서 복사된 하향 신호를 상향 링크 부분(120)으로 보내기 위해서 하향 링크 시간 동안에는 제1 커플러(150)를 상향 링크 부분(120)과 연결시키고, 상향 링크 시간 동안에는 안테나(AT) 측을 상향 링크 부분(120)과 연결시킨다. 따라서 전환 스위치(161)의 선택적인 연결 작동에 의해 하향 링크 시간 동안에는 하향 신호가 상향 링크 부분(120)으로 복사되어 가고, 상향 링크 시간 동안에는 이동단말기(MT)로부터 오는 상향 신호가 상향 링크 부분(120)을 통해 기지국(BS) 측으로 가게 된다.
제2 커플러(162)는 전환 스위치(161)와 상향 링크 부분(120) 사이에 설치되어서 제1 커플러(150)로부터 와서 상향 링크 부분(120)으로 입력되어질 하향 신호를 복사한다.
인풋 디텍터(163)는 제2 커플러(162)에서 복사된 하향 신호를 검출한다.
제3 커플러(164)는 상향 링크 부분(120)과 디지털 보드(130) 사이에 설치되어서 상향 링크 부분(120)을 통과하여 온 하향 신호를 복사한다.
아웃풋 디텍터(165)는 제3 커플러(164)에서 복사된 하향 신호를 검출한다.
제4 커플러(171)는 제1 커플러(150)에 의해 복사되어 제2 커플러(162)로 가는 하향 신호를 복사한다.
검출기(172)는 제4 커플러(171)에 의해 복사된 하향 신호를 검출한다. 이러한 검출기(172)에 의해 고출력 증폭기(111)의 후단에서 검출된 하향 신호와 하향 링크 부분으로 입력되어질 하향 신호를 상호 비교 분석함으로, 하향 링크 부분(110)의 정상 작동 여부가 확인될 수 있다.
제1 스위치(181)는 제4 커플러(171)와 전환 스위치(161) 사이에 구비되어서, 하향 링크 시간 동안에만 제4 커플러(171)와 전환 스위치(161)를 연결함으로써 하향 링크 시간 동안 하향 신호가 상향 링크 부분(120)으로 보내지도록 작동한다. 이러한 제1 스위치(181)는 전환 스위치(161)와 함께 상향 링크 시간 동안 하향 링크 부분(110)을 거쳐 오는 여러 신호들이 상향 링크 부분(120)으로 입력되는 것을 최대한 차단함으로써 상향 신호의 품질을 유지시키기 위해 구비된다.
제2 스위치(182)는 서큘레이터(140)와 전환 스위치(161) 사이에 구비되어서, 상향 링크 시간 동안에만 서큘레이터(140)와 전환 스위치(161)를 연결한다. 이러한 제2 스위치(182)도 하향 링크 시간 동안 안테나(AT)를 통해 오는 잡신호가 상향 링크 부분(120)으로 입력되는 것을 최대한 차단시킴으로써 상향 링크 부분(120)의 검사 품질을 최대한 향상시킨다.
계속하여 상기한 바와 같은 구성을 가지는 이동통신 중계기(100)의 작동 방법에 대하여 설명한다.
상향 링크 시간 동안에는 도 2에서와 같이, 제 1스위치(181)는 제4 커플러(171)와 전환 스위치(161) 간의 연결을 차단하고, 제2 스위치(182)는 서큘레이터(140)와 전환 스위치(161) 간을 연결한다. 그리고 전환 스위치(161)는 제2 스위치(182)와 상향 링크 부분(120)을 연결한다. 그래서 이동단말기(MT)로부터 안테나(AT)를 통해 오는 상향 신호는 서큘레이터(140), 제2 스위치(182), 전환 스위치(161), 제2 커플러(162), 상향 링크 부분(120), 제3 커플러(164) 및 디지털 보드(130)를 거쳐 기기국(BS) 측으로 보내진다.
반면에, 하향 링크 시간 동안에는 도 3에서와 같이, 제1 스위치(181)는 제4 커플러(171)와 전환 스위치(161) 간을 연결하고, 제2 스위치(182)는 서큘레이터(140)와 전환 스위치(161) 간의 연결을 차단한다. 그리고 전환 스위치(161)는 제1 스위치(181)와 상향 링크 부분(120)을 연결한다. 이에 따라 기지국(BS) 측에서 오는 하향 신호는 디지털 보드(130), 하향 링크 부분(110), 제1 커플러(150), 서큘레이터(140) 등을 거쳐 안테나(AT)를 통해 이동단말기(MT) 측으로 보내진다. 또한, 하향 링크 부분(110)을 통과한 하향 신호는 고출력 증폭기(111)의 후단에 있는 제1 커플러(150)에 의해 복사되어서 제4 커플러(171), 제1 스위치(181), 전환 스위치(161) 제2 커플러(162), 상향 링크 부분(120), 제3 커플러(164)를 거쳐 디지털 보드(130)로 입력된다. 물론, 디지털 보드(130)로 입력된 하향 신호는 차단 스위치(S/W)에 의해서 차단되기 때문에 그 이상의 상위단으로는 보내질 수 없다.
한편, 하향 링크 시간 동안에 제4 커플러(171)에 의해 복사된 하향 신호는 검출기(172)에 의해 검출되고, 이 때 검출된 하향 신호를 분석함으로써 하향 링크 부분(110)의 정상 작동 여부가 확인될 수 있다.
또한, 하향 링크 시간 동안에 제2 커플러(162)와 제3 커플러(164)에 의해 복사된 하향 신호는 각각 인풋 디텍터(163)와 아웃풋 디텍터(165)에 의해 검출되어서 상호 비교 분석됨으로써 상향 링크 부분(120)의 정상 작동 여부가 확인된다. 보다 구체적으로는, 인풋 디텍터(163)에서 검출된 하향 신호의 레벨에 운용 중인 상향 링크 이득(Up Link Gain)을 합한 결과 값이 아웃풋 디텍터(165)에서 검출된 하향 신호의 레벨의 오차 범위 내에 있는지를 비교함으로써 상향 링크 부분(120)의 정상 작동 여부를 확인하게 된다.
<변형예들>
도 4는 위의 도 1의 실시예를 변형한 것으로서, 본 변형예에서는 제1 커플러(150)가 서큘레이터(140)와 안테나(AT) 사이에 구비되고 있다. 물론, 고출력 증폭기(111)와 서큘레이터(140) 사이에는 하향 링크 부분(110)을 모니터링하기 위한 모니터링 커플러(190)가 구비되어 있다. 본 변형예에서도 제1 스위치(181) 등의 작동은 도 1의 실시예와 동일하다.
그리고, 도 5는 제1 커플러(150)가 앰프(AMP)와 고출력 증폭기(111) 사이에 구비되는 예를 보여주고 있다.
즉, 도 1, 도 4 및 도 5의 예들을 보면, 본 발명은 하향 링크 시간 동안 하향 링크 부분(110)을 통해 이동단말기(MT) 측으로 가는 하향 신호를 복사하여 상향 링크 부분(120)으로 보내고, 상향 링크 부분(120)의 전단과 후단에서 하향 신호를 각각 검출하여 비교 분석함으로써 상향 링크 부분(120)의 정상 작동 여부를 확인하는 방식을 취하는 것이다.
다만, 추가 구성을 최소화하면서 하향 링크 부분(110)의 정상 작동 여부까지 함께 검사하려면 고출력 증폭기(111)의 후단에 제1 커플러(150)가 설치되는 것이 바람직하고, 이를 위해 제1 커플러(150), 제4 커플러(171) 및 검출기(172)는 기존의 이동통신 중계기에도 있는 구성이므로, 이러한 기존 구성들을 최대한 활용함으로써 최소 구성의 추가로 하향 링크 부분(110)과 상향 링크 부분(120)의 정상 작동 여부를 검사하기 위한 도 1의 실시예가 도 4 및 도 5의 변형예들보다는 더 바람직하게 고려될 수 있을 것이다.
위에 설명된 바와 같이 본 발명은 5G 및 시분할 통신 방식(Time Division Duplex)을 이용하는 이동통신 중계기에 적절히 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등범위로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 이동통신 중계기
110 : 하향 링크 부분 120 : 상향 링크 부분
130 : 디지털 보드 140 : 서큘레이터
150 : 제1 커플러 161 : 전환 스위치
162 : 제2 커플러 163 : 인풋 디텍터
164 : 제3 커플러 165 : 아웃풋 디텍터
171 : 제4 커플러 172 : 검출기
181 : 제1 스위치 182 : 제2 스위치

Claims (5)

  1. 하향 링크 시간 동안 기지국에서 이동단말기로 가는 하향 신호를 중계하기 위한 하향 링크 부분;
    상향 링크 시간 동안 이동단말기에서 기지국으로 가는 상향 신호를 중계하기 위한 상향 링크 부분;
    기지국으로부터 오는 디지털 신호를 아날로그 신호로 전환하여 상기 하향 링크 부분으로 보내고, 상기 상향 링크 부분으로부터 오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하여 기지국 측으로 보내는 디지털 보드;
    상기 하향 링크 부분을 통해 오는 하향 신호는 안테나로 보내고, 안테나로부터 오는 상향 신호는 상기 상향 링크 부분으로 보내는 서큘레이터;
    상기 하향 링크 부분을 통해 이동단말기로 가는 하향 신호를 복사하는 제1 커플러;
    상기 제1 커플러에서 복사된 하향 신호를 상기 상향 링크 부분으로 보내기 위해 하향 링크 시간 동안에는 상기 제1 커플러를 상기 상향 링크 부분과 연결시키고, 상향 링크 시간 동안에는 안테나 측을 상기 상향 링크 부분과 연결시키는 전환 스위치;
    상기 전환 스위치와 상기 상향 링크 부분 사이에 설치되어서 상기 제1 커플러로부터 와서 상향 링크 부분으로 입력되어질 하향 신호를 복사하는 제2 커플러;
    상기 제2 커플러에서 복사된 하향 신호를 검출하는 인풋 디텍터;
    상기 상향 링크 부분과 상기 디지털 보드 사이에 설치되어서 상기 상향 링크 부분을 통과하여 온 하향 신호를 복사하는 제3 커플러; 및
    상기 제3 커플러에서 복사된 하향 신호를 검출하는 아웃풋 디텍터; 를 포함하고,
    상기 디지털 보드는 하향 링크 시간 동안 상기 상향 링크 부분을 통해 오는 하향 신호가 상위단으로 가는 것을 차단하는 차단스위치를 가지는
    이동통신 중계기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 커플러는 상기 하향 링크 부분에 구비되는 고출력 증폭기의 후단에 설치되는
    이동통신 중계기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 커플러는 상기 고출력 증폭기와 상기 서큘레이터 사이에 설치되는
    이동통신 중계기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 커플러에 의해 복사되어 상기 제2 커플러로 가는 하향 신호를 복사하는 제4 커플러; 및
    상기 제4 커플러에 의해 복사된 하향 신호를 감지함으로써 하향 신호의 정상 여부를 판단할 수 있게 하는 검출기; 를 더 포함하는
    이동통신 중계기
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제4 커플러와 상기 전환 스위치 사이에 구비되어서, 하향 링크 시간 동안에만 상기 제4 커플러와 상기 전환 스위치를 연결하는 제1 스위치; 및
    상기 서큘레이터와 상기 전환 스위치 사이에 구비되어서, 상향 링크 시간 동안에만 상기 서큘레이터와 상기 전환 스위치를 연결하는 제2 스위치; 를 포함하는
    이동통신 중계기.


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