KR20210007469A

KR20210007469A - 시분할듀플렉스 방식의 중계기

Info

Publication number: KR20210007469A
Application number: KR1020190083987A
Authority: KR
Inventors: 김석원; 장인호; 권낙원; 조태현
Original assignee: 주식회사 쏠리드
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-01-20

Abstract

본 발명은 이동통신용 중계기에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할듀플렉스 방식(Time Division Duplex, TDD)의 중계기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 시분할 듀플렉스 방식의 중계기는, 제1 노드를 통해 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력하고, 제3 노드를 통해 입력된 상향신호를 상기 제1 노드로 출력하되, 제1 시간구간에는 상기 하향신호만 출력하고 제2 시간구간에는 상기 상향신호만 출력하는 신호분배부 및 제2 시간구간 중 미리 설정된 시간 동안 상향신호의 노이즈레벨을 검출하는 신호검출부를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 중계기는, 자동으로 혼 변조 간섭 여부를 모니터링할 수 있고, 이로 인해 관리자의 현장 방문 없이 혼 변조 간섭 여부를 파악할 수 있으므로 시분할듀플렉스 방식의 중계기 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

Description

시분할듀플렉스 방식의 중계기{RELAY FOR TIME DIVISION DUPLEX}

본 발명은 이동통신용 중계기에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할듀플렉스 방식(Time Division Duplex, TDD)의 중계기에 관한 것이다.

스마트폰(Smartphone)의 보급에 따라 무선 멀티미디어 서비스, SNS(Social Networking Service) 및 사물인터넷(Internet of things) 등이 널리 보급됨에 따라 무선 데이터 트래픽(Traffic)이 폭발적으로 급증하고 있다. 기존의 데이터 전송 방식으로 처리가 쉽지 않은 빅데이터(Big data) 환경이 도래한 것이다. 이에 따라 무선 자원을 효율적으로 관리하기 위하여 기지국과 단말기 사이의 신호를 연결하는 중계기가 널리 사용되고 있다.

한편, 최근의 무선 이동 통신은 듀플렉스(Duplex) 방식으로 시분할듀플렉스(Time Division Duplex, TDD) 방식을 이용하는 기술이 널리 사용되고 있다. 여기서, 시분할듀플렉스 방식은 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 상향(Uplink), 하향(Downlink)을 교대로 배정하는 양방향 전송 방식을 의미한다. 시분할듀플렉스 방식은 상향과 하향에 각기 다른 2개의 주파수를 배정하는 주파수분할듀플렉스(Frequency Division Duplex, FDD) 방식보다 전송 효율이 높은 특징이 있다.

시분할듀플렉스 방식이 적용된 종래의 중계기에는 혼 변조 간섭(IMD, Inter-Modulation Distortion)이 매우 중요한 문제가 된다. 하나의 주파수대역을 처리하는 중계기에 여러 주파수의 신호가 동시다발적으로 입력됨에 따라, 각 주파수의 신호가 서로 마구 섞여서 여러 주파수의 신호를 출력시키게 되면 신호 처리가 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문이다.

한국공개특허 제10-2006-0009741호

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 자동으로 혼 변조 간섭 여부를 모니터링할 수 있는 시분할듀플렉스 방식의 중계기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 시분할 듀플렉스 방식의 중계기에 있어서, 제1 노드를 통해 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력하고, 제3 노드를 통해 입력된 상향신호를 상기 제1 노드로 출력하되, 제1 시간구간에는 상기 하향신호만 출력하고 제2 시간구간에는 상기 상향신호만 출력하는 신호분배부; 및 상기 제2 시간구간 중 미리 설정된 시간 동안 상기 신호분배부에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 검출하는 신호검출부;를 포함하는 중계기가 개시된다.

실시예에 따라, 상기 신호검출부는, 상기 제2 시간구간 개시 시각부터 미리 설정된 측정시간 동안 상기 노이즈레벨을 검출할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 신호검출부는, 상기 제2 시간구간 개시 시각부터 미리 설정된 대기시간이 지난 후부터 상기 측정시간 동안 상기 노이즈레벨을 검출할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 신호검출부는, 상기 노이즈레벨이 미리 설정된 임계값 이상이면 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 신호검출부는, 상기 노이즈레벨이 상기 입계값 이상인 경우가 미리 설정된 횟수 이상 연속적으로 발생되면 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 시분할듀플렉스 방식의 중계기는 자동으로 혼 변조 간섭 여부를 모니터링할 수 있고, 이로 인해 관리자의 현장 방문 없이 혼 변조 간섭 여부를 파악할 수 있으므로 시분할듀플렉스 방식의 중계기 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에 대한 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 대한 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기가 혼 변조 간섭 여부를 판단하기 위한 동작을 설명하기 위한 신호 예시도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 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.

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. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에 대한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템(100)은 기지국(110), 중계기(120) 및 사용자단말기(130)를 포함한다. 기지국(110)은 중계기(120)와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있고, 중계기(120)는 사용자단말기(130)와 무선으로 연결될 수 있다.

중계기(120)는 시분할 듀플렉스 방식(Time Division Duplex, TDD)으로 동작될 수 있다. 따라서, 중계기(120)는 기지국(110)에서 수신된 신호(즉, 하향신호)를 사용자단말기(130)로 전송할 경우, 사용자단말기(130)에서 수신된 신호(즉, 상향신호)를 기지국(110)으로 전송하지 않을 수 있다. 중계기(120)는 하향신호의 수신이 종료되면 상향신호를 기지국(110)으로 전송할 수 있다. 이에 의하여 중계기(120)는 동일한 주파수 대역에서 상향 및 하향을 시간적으로 교대 배정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 중계기(120)는 자동으로 혼 변조 간섭 여부를 모니터링할 수 있다. 이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 중계기(120)의 자동 모니터링 동작에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기에 대한 블록 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기(120)는 안테나부(210), 신호분배부(220), 다운링크처리부(230), 업링크처리부(240) 및 신호검출부(250)를 포함할 수 있다.

안테나부(210)는 기지국(110)으로부터 수신된 하향신호를 신호분배부(220)로 출력할 수 있다. 신호분배부(220)가 하향신호를 입력받는 노드를 제1 노드라 칭한다. 즉, 신호분배부(220)는 제1 노드를 통해 하향신호를 입력받을 수 있다. 신호분배부(220)는 입력된 하향신호를 제2 노드를 통해 다운링크처리부(230)로 출력할 수 있다. 다운링크처리부(230)는 하향신호의 노이즈를 제거하고, 디지털신호로 변환한 후 디지털 신호 처리를 수행하며, 다시 아날로그신호로 변환한 후 전력 증폭하여 출력할 수 있다. 다운링크처리부(230)에서 출력된 하향신호는 서비스안테나(미도시)를 통해 사용자단말기(130)로 전송될 수 있다. 다운링크처리부(230)의 구체적인 구성 및 동작은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 서비스안테나(미도시)는 사용자단말기(130)으로부터 수신된 상향신호를 업링크처리부(240)로 출력할 수 있다. 업링크처리부(240)는 상향신호의 노이즈를 제거하고, 디지털신호로 변환한 후 디지털 처리를 수행하며, 다시 아날로그신호로 변환한 후 전력 증폭하여 제3 노드로 출력할 수 있다. 업링크처리부(240)의 구체적인 구성 및 동작은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 업링크처리부(240)에서 출력된 상향신호는 제3 노드를 통해 신호분배부(220)로 입력될 수 있다. 신호분배부(220)는 입력된 상향신호를 제1 노드를 통해 안테나부(210)로 출력할 수 있고, 안테나부(210)는 상향신호를 기지국(110)으로 전송할 수 있다.

여기서 신호분배부(220)는 스위치를 포함할 수 있다. 신호분배부(220)는 스위치를 제어하여 중계기(120)에 동일한 주파수 대역의 상향신호 또는 하향신호를 교대 배정할 수 있다. 예를 들어, 신호분배부(220)는 제1 노드를 통해 하향신호가 입력되면 제1 노드와 제2 노드가 도통되도록 스위치를 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 노드와 제3 노드는 개방되어 있을 것이다. 이하, 제1 노드와 제2 노드가 도통되는 시간을 제1 시간구간이라 칭한다. 제1 시간구간에서, 중계기(120)는 하향신호만 출력할 수 있다. 또한, 신호분배부(220)는 제1 노드를 통해 입력되는 하향신호가 없으면 제1 노드와 제3 노드가 도통되도록 스위치를 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 노드와 제2 노드는 개방되어 있을 것이다. 이하, 제1 노드와 제3 노드가 도통되는 시간을 제2 시간구간이라 칭한다. 제2 시간구간에서, 중계기(120)는 상향신호만 출력할 수 있다.

신호검출부(250)는 제2 시간구간 중 미리 설정된 시간 동안 상향신호의 노이즈레벨을 검출할 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 신호검출부(250)가 상향신호의 노이즈레벨을 검출하는 동작을 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계기가 혼 변조 간섭 여부를 판단하기 위한 동작을 설명하기 위한 신호 예시도이다.

상술한 바와 같이 신호분배부(220)는 하향신호가 없으면 제1 노드와 제3 노드가 도통되도록 스위치를 제어할 수 있다. 이때 신호분배부(220)는 신호검출부(250)에 신호를 출력하여 제2 시간구간이 개시되었음을 알릴 수 있다.

신호검출부(250)는 제2 시간구간이 개시된 시각(이하, "개시시각"이라 칭함)부터 미리 설정된 시간 동안 신호분배부(220)에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 검출할 수 있다. 이하, 신호검출부(250)가 신호분배부(220)에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 측정하는 시간 구간을 "측정시간"이라 칭한다(도 3의 'B' 시간). 제2 시간구간이 개시되자마자 상향신호가 안테나부(210)를 통해 기지국(110)으로 방사되는 것이 아니라, 일정 시간 동안의 딜레이(delay)가 존재할 수 있다. 따라서 측정시간 동안에는 안테나부(210)를 통해 상향신호가 방사되지 않을 수 있다. 측정시간 동안 제1 노드에서 측정되는 노이즈신호는 혼 간섭 신호일 가능성이 높은 것이다.

예를 들어, 측정시간이 20[us]으로 미리 설정된 경우, 신호검출부(250)는 제2 시간구간이 개시되면 20[us] 동안 신호분배부(220)에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 검출할 수 있다.

한편, 제2 시간구간이 개시된 직후에는 신호분배부(220)의 스위칭 노이즈 등 다양한 노이즈가 발생될 수 있다. 따라서 신호검출부(250)는 제2 시간구간이 개시된 시각부터 미리 설정된 시간(이하, "대기시간"이라 칭함)(도 3의 'A' 시간)이 지난 후부터 측정시간 동안 신호분배부(220)에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 검출할 수 있다.

예를 들어, 대기시간이 10[us]이고, 측정시간이 20[us]으로 미리 설정된 경우, 신호검출부(250)는 제2 시간구간이 개시되면 10[us]동안 대기한 이후, 20[us] 동안 신호분배부(220)에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 검출할 수 있다.

또한, 신호검출부(250)가 노이즈레벨을 검출하는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들어, 신호검출부(250)는 측정시간 동안 제1 노드에서 상향신호의 주파수 대역에 상응하지 않는 신호를 검출하고, 검출된 신호의 전력 레벨을 노이즈레벨로 검출할 수 있다.

이후, 신호검출부(250)는 검출된 노이즈레벨이 미리 설정된 임계값 이상이면 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 임계값이 C[mV]로 미리 설정된 경우, 검출된 노이즈레벨이 C[mV] 이상이면 신호검출부(250)는 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단할 수 있는 것이다.

한편, 신호검출부(250)는 검출된 노이즈레벨이 미리 설정된 임계값 이상인 경우가 미리 설정된 횟수 이상 연속적으로 발생되면 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 임계값이 C[mV]로 미리 설정되고, 미리 설정된 횟수가 5회인 경우를 가정한다. 이때, 검출된 노이즈레벨이 C[mV] 이상인 경우가 5회 연속 발생되면, 신호검출부(250)는 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단할 수 있는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 이동통신 시스템
110 : 기지국
120 : 중계기
130 : 사용자단말기

Claims

시분할 듀플렉스 방식의 중계기에 있어서,
제1 노드를 통해 입력된 하향신호를 제2 노드로 출력하고, 제3 노드를 통해 입력된 상향신호를 상기 제1 노드로 출력하되, 제1 시간구간에는 상기 하향신호만 출력하고 제2 시간구간에는 상기 상향신호만 출력하는 신호분배부;
상기 제2 시간구간 중 미리 설정된 시간 동안 상기 신호분배부에서 출력되는 상향신호의 노이즈레벨을 검출하는 신호검출부;
를 포함하는 중계기.
제1항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 제2 시간구간 개시 시각부터 미리 설정된 측정시간 동안 상기 노이즈레벨을 검출하는, 중계기.
제2항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 제2 시간구간 개시 시각부터 미리 설정된 대기시간이 지난 후부터 상기 측정시간 동안 상기 노이즈레벨을 검출하는, 중계기.
제1항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 노이즈레벨이 미리 설정된 임계값 이상이면 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단하는, 중계기.
제4항에 있어서,
상기 신호검출부는,
상기 노이즈레벨이 상기 입계값 이상인 경우가 미리 설정된 횟수 이상 연속적으로 발생되면 혼 변조 간섭이 발생된 것으로 판단하는, 중계기.