KR20220127124A

KR20220127124A - 중계 장치 및 중계 장치의 동작 방법

Info

Publication number: KR20220127124A
Application number: KR1020210127451A
Authority: KR
Inventors: 조갑구; 선종필
Original assignee: 주식회사 유큐브이
Priority date: 2021-03-10
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2022-09-19
Also published as: KR102308196B1; KR102541290B1

Abstract

중계 장치 및 중계 장치의 동작 방법이 제공된다. 상기 동작 방법은, 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 및 상기 단말기로부터 신호를 수신하는 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD (Time Division Duplex) 전송 패턴을 예측하는 TDD 전송 패턴 예측 단계; 및 상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하는 제어 단계를 포함하고, 상기 제2 안테나는 상기 중계 장치가 상기 기지국으로 신호를 전송하는 제1 안테나와 구분되고, 상기 제4 안테나는 상기 중계 장치가 상기 단말기로 신호를 전송하는 제3 안테나와 구분되며, 상기 TDD 전송 패턴을 예측 시에, 상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 및 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 중 적어도 하나를 머신 러닝(machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력하고, 상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

Description

중계 장치 및 중계 장치의 동작 방법{Relay device and operating method of the relay device}

본 발명은 중계 장치 및 중계 장치의 동작 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 TDD (time division duplex) 방식으로 동작하는 중계 장치 및 이러한 중계 장치의 동작 방법에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서 중계 장치 (relay device) 또는 중계기 (repeater)는 기지국의 추가 증설 없이 상기 기지국의 커버리지를 확대하고 이와 동시에 음영 지역을 해소하기 위해 널리 사용되고 있다. 이를 위해, 상기 중계기는 상기 기지국과 단말기 (또는 사용자 단말) 간 상향링크/상향링크 신호 송수신을 중계하는 역할을 수행한다.

특히, LTE (Long Term Evolution)의 TDD 방식, 5G NR (New Radio)의 TDD 방식 등 TDD 방식에 따르면, 중계기는 신호의 송수신을 동시에 하지 않고 송신과 수신을 번갈아 함으로써 송수신간의 간섭을 최소화할 수 있다. 이때, 기지국은 상향링크 및 하향링크를 동일한 주파수 대역에서 서비스할 수 있고, 이를 통해 상향링크 신호와 하향링크 신호 간 간섭을 최소화할 수 있다.

종래에는 이러한 TDD 방식을 구현하기 위해, 중계기는 별도의 스위치 모듈을 포함하고 상기 스위치 모듈은 안테나 모듈을 스위칭하여 상기 안테나 모듈이 송신 신호 처리 모듈 또는 수신 신호 처리 모듈과 연결되도록 구성되었다. 다만, 이러한 구성에 따르면, 스위치의 수명이 급격히 열화되는 문제, 스위치의 스위칭 시간을 조절하여야 하는 문제, 및 스위칭에 필요한 시간 동안 전송 효율이 저하되는 문제 등 다양한 문제점이 대두되는 바 이를 해결하기 위한 다양한 노력이 지속되어 왔다.

그 일례로, 대한민국 특허공개공보 제10-2007-0077715 호에서는 중계기가 기지국 및 단말기와 신호를 송수신하는 안테나를 서로 구분하여 동기 검파 모듈과 스위치 없이 구현 가능한 방법을 제시하였다. 다만, 이 경우에도, 송신 안테나와 수신 안테나 간 아이솔레이션을 확보하기 어려워 송신 신호가 수신 신호에 간섭을 일으키는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2007-0077715호, 2007.07.27

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 TDD 중계 장치의 송신 안테나 및 수신 안테나 간 아이솔레이션을 확보하고, 전체 시스템의 복잡도를 최소화할 수 있는 중계 장치 및 중계 장치의 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따라 기지국과 단말기를 중계하는 중계 장치는, 상기 기지국으로 신호를 전송하는 제1 안테나와 구분되어, 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 제2 안테나; 상기 단말기로 신호를 전송하는 제3 안테나와 구분되어, 상기 단말기로부터 신호를 수신하는 제4 안테나; 및 상기 중계 장치의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호, 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD (Time Division Duplex) 전송 패턴을 예측하고, 상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하며, 상기 컨트롤러는, 상기 TDD 전송 패턴을 예측 시에, 상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 및 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 중 적어도 하나를 머신 러닝(machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력하고, 상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 TDD 전송 패턴은, 상기 기지국으로부터 입력된 하향링크 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호의 패턴을 이용하여 상기 TDD 전송 패턴을 예측하거나, 상기 기지국으로부터 상기 TDD 전송 패턴에 대한 관련 정보를 획득하여 식별될 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴은, LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 정의된 7 가지 TDD 상향링크-하향링크 설정들, 5G (generation) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들, 와이브로 (Wibro) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들, 및 와이맥스 (Wimax) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들 중 하나로 예측될 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하는 것은, 상기 예측된 TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 상기 제2 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제2 안테나와 연결된 하향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하고, 상기 예측된 TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 제4 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제4 안테나와 연결된 상향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 컨트롤러는, 상기 중계 장치에 포함된 DSP (digital signal processing) 블록을 제어하여, 상기 제2 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 상향링크 신호로 인한 간섭 및 하향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거하여 상기 제3 안테나로 제공하고, 상기 제4 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 하향링크 신호로 인한 간섭 및 상향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거하여 상기 제1 안테나로 제공할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 기지국과 단말기를 중계하는 중계 장치의 동작 방법은, 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 및 상기 단말기로부터 신호를 수신하는 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD (Time Division Duplex) 전송 패턴을 예측하는 TDD 전송 패턴 예측 단계; 및 상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하는 제어 단계를 포함하고, 상기 제2 안테나는 상기 중계 장치가 상기 기지국으로 신호를 전송하는 제1 안테나와 구분되고, 상기 제4 안테나는 상기 중계 장치가 상기 단말기로 신호를 전송하는 제3 안테나와 구분되며, 상기 TDD 전송 패턴을 예측 시에, 상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 및 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 중 적어도 하나를 머신 러닝(machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력하고, 상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 제어 단계는, 상기 예측된 TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 상기 제2 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제2 안테나와 연결된 하향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하는 단계; 및 상기 예측된 TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 제4 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제4 안테나와 연결된 상향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터와 결합하여, 앞서 상술한 중계 장치의 동작 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 중계 장치는 송신 안테나 및 수신 안테나 간 아이솔레이션을 확보할 수 있다.

또한, 중계 장치는 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 내부 회로 소자의 동작을 제어함으로써 일부 회로 소자의 포화를 방지할 수 있다. 이를 통해, 안테나의 아이솔레이션 확보를 위한 복잡도가 낮아질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 중계 장치는 보다 작은 크기의 안테나를 포함할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 중계기의 동작 방법을 간단히 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 중계기를 간단히 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 중계기의 다양한 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 중계기의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 발명에 대한 설명에 앞서, 본 발명에서 활용하는 용어들은 다음과 같이 정의될 수 있다.

- 기지국 (base station): 무선통신 네트워크와 연결되어 단말기에게 무선 통신 서비스를 제공하는 통신 설비. 일 예로, LTE (long term evolution) 시스템에 따른 eNB (evolved NodeB), 5G NR (new radio) 시스템에 따른 gNB를 포함할 수 있음

- 단말기: 기지국으로부터 무선 통신 서비스를 제공받는 통신 장치. 일명, 사용자 기기 (user equipment; UE)라고도 명명함. 일 예로, 스마트폰, 노트북, 웨어러블 장치 등을 포함할 수 있음

- 중계기 (relay device, repeater): 기지국과 단말기 간 무선 통신 서비스를 중계하는 통신 장치. 일 예로, LTE 시스템에 따른 릴레이 (relay) 장치, 5G NR 시스템에 따른 IAB (Integrated Access Backhauled Networks) 장치를 포함할 수 있음

- 상향링크 (uplink; UL): 단말기가 기지국으로 신호를 송신하는데 사용하는 통신 링크. 일 예로, 상향링크 신호는 PUCCH (physical uplink control channel), PUSCH (physical uplink shared channel) 등의 채널을 통해 송신됨

- 하향링크 (downlink; DL): 기지국이 단말기로 신호를 송신하는데 사용하는 통신 링크. 일 예로, 하향링크 신호는 PDCCH (physical downlink control channel), PDSCH (physical downlink shared channel) 등의 채널을 통해 송신됨

- ANT (antenna): 특정 주파수 대역의 전자기파를 송신 또는 수신하기 위한 신호 변환 장치. 일 예로, 중계기가 포함하는 ANT는, (1) 기지국으로 신호를 전송하는 상향링크 도너 ANT, (2) 기지국으로부터 신호를 수신하는 하향링크 도너 ANT, (3) 단말로 신호를 전송하는 하향링크 서비스 ANT, (4) 단말로부터 신호를 수신하는 상향링크 서비스 ANT를 포함할 수 있음

- LNA (low noise amplifier): 미약한 무선 신호를 증폭시키며 잡음이 최소화되도록 설계된 저잡음 증폭기. 일반적으로, LNA는 안테나에 의해 수신된 미약한 무선 신호를 하향 변환기 (down converter) 또는 그 밖의 수신기 회로에서 처리하기 위해 적당한 레벨의 신호로 증폭하는 역할을 수행함. 이를 위해, LNA는 무선 통신 시스템의 수신기 초입단인 ANT 직후에 부착될 수 있음. 일 예로, LNA는 ANT와 수신기 주파수 하향 변환기 (mixer) 사이에 설치될 수 있음

- PA (power amplifier): 전력 증폭기. 실시예에 따라 PA는 HPA (high power amplifier)로 명명되기도 함

- DNC (down converter): 입력 신호를 낮은 주파수 대역의 신호로 변환하는 주파수 대역 변환기

- UPC (up converter): 입력 신호를 높은 주파수 대역의 신호로 변환하는 주파수 대역 변환기

- ADC (analog to digital converter): 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 장치

- DAC (digital to analog converter): (신호 처리된) 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 장치

- BPF (band pass filter): 입력된 신호 내 특정 주파수 대역의 신호만 통과시키고 나머지 주파수 대역의 신호는 차단하는 필터. 다시 말해, BPF는 입력 신호 중 특정 주파수 대역의 신호만을 출력하는 변환 장치임

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 중계기의 동작 방법을 간단히 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 중계기 (10)는 기지국 (1) 및 단말기 (100) 간 신호 송수신을 중계하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 상기 중계기 (10)는 상기 기지국 (1)으로부터 상기 기지국 (1)이 상기 단말기 (100)로 송신하고자 하는 하향링크 신호 (예: 제어 신호, 데이터 신호 등)를 수신 받아 상기 단말기 (100)로 송신할 수 있다. 또한, 상기 중계기 (10)는 상기 단말기 (100)로부터 상기 단말기 (100)가 상기 기지국 (1)으로 송신하고자 하는 상향링크 신호 (예: 제어 신호, 데이터 신호 등)를 수신 받아 상기 기지국 (1)으로 송신할 수 있다.

본 발명에 있어, '신호 중계'라 함은 송신단으로부터 수신된 신호를 수신단이 수신할 수 있도록 신호 처리하여 전송 (또는 방송)하는 일련의 동작을 포함할 수 있다. 일 예로, '신호 중계'는 송신단으로부터 수신된 신호의 세기, 상기 신호의 컨텐츠 등에 기초하여 상기 수신 신호의 송출 신호 세기를 조절하여 수신단으로 전송 (또는 방송)하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예로, '신호 중계'는 중계기가 송신단으로부터 수신된 신호 정보를 중계기-수신단의 채널 상태에 따라 새로이 변조하여 상기 수신단으로 전송 (또는 방송)하는 것을 포함할 수 있다. 이때, 송신단-수신단 페어는 기지국-단말기 페어, 단말기-기지국 페어 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어, 중계기 (10)는 아래의 다양한 중계 장치를 포함할 수 있다.

- 유선 중계 장치 (예: 광 중계기 등): 기지국과 유선 (예: 광 케이블)으로 연결되어 기지국과 단말기 간 신호를 중계하는 장치

- RF (radio frequency) 중계 장치: 기지국과 무선 RF 방식으로 연결되어 기지국과 단말기 간 신호를 중계하는 장치. 다시 말해, RF 중계 장치는 기지국 및 단말기와 각각 무선으로 연결되어 상기 기지국과 단말기 간 신호를 중계하는 장치

- ICS (Interference cancellation system) 중계 장치: 일반적인 RF 중계 장치에 재송신 신호 (예: 중계기에 의해 신호 처리되어 전송되는 신호)가 수신 안테나로 재유입되어 발생되는 간섭 신호를 제거하는 기술이 적용된 중계 장치

이하에서는 각 도면을 참고하여 본 발명에 따른 중계기에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 중계기를 간단히 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중계기는 제1 RF 블록 (210), DSP (digital signal processing) 블록 (220), 제2 RF 블록 (230), 컨트롤러 (240)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 중계기는 기지국으로 신호를 전송하기 위한 UL 도너 안테나 (252), 기지국으로부터 신호를 수신하기 위한 DL 도너 안테나 (254), 단말기로 신호를 전송하기 위한 DL 서비스 안테나 (262), 단말기로부터 신호를 수신하기 위한 UL 서비스 안테나 (264)를 포함할 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 중계기는 TDD 방식으로 동작하기 위해 별도의 스위칭 장치 (또는 스위칭 모듈)를 포함하지 않는 대신, 송신단 및 수신단과 신호를 송수신하기 위해 서로 구분되는 안테나 포트를 사용할 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 중계기는 기지국 (또는 단말기)으로 신호를 송신하는 안테나 장치와 기지국 (또는 단말기)으로부터 신호를 수신하는 안테나 장치를 물리적으로 구분하거나 편파 (polarization) 등의 신호 처리를 적용하여 기지국 (또는 단말기)으로 신호를 송신하는 안테나 장치와 상기 기지국 (또는 단말기)로부터 신호를 수신하는 안테나 장치를 분리하는 것을 특징으로 한다. 이에, 설명의 편의상, 본 발명에서는 중계기가 서로 구분되는 안테나 포트를 이용하여 기지국 및 단말기와 신호를 송수신한다고 가정한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 중계기는 DL 중계 파트 (201) 및 UL 중계 파트 (202)로 구분될 수 있다. 이때, DL 중계 파트 (201)는 DL 도너 안테나 (254) 및 DL 서비스 안테나 (262)를 포함하여 기지국으로부터 수신된 신호를 단말기로 중계할 수 있다. 또한, UL 중계 파트 (202)는 UL 도너 안테나 (252) 및 UL 서비스 안테나 (264)를 포함하여 단말기로부터 수신된 신호를 기지국으로 중계할 수 있다.

보다 구체적으로, DL 신호의 중계를 위해, DL 중계 파트 (201)에 포함된 제1 RF 블록 (210)은 DL 도너 안테나 (254)를 통해 기지국으로부터 수신된 신호를 처리하여 DL 중계 파트 (201)에 포함된 DSP 블록 (220)으로 제공할 수 있다. 이어, DL 중계 파트 (201)에 포함된 DSP 블록 (220)은 입력된 신호에 대해 다양한 디지털 신호 처리 프로세스를 적용하여 DL 중계 파트 (201)에 포함된 제2 RF 블록 (230)으로 제공할 수 있다. DL 중계 파트 (201)에 포함된 제2 RF 블록 (230)은 입력된 신호를 처리하여 DL 서비스 안테나 (262)로 제공할 수 있다.

또는, UL 신호의 중계를 위해, UL 중계 파트 (202)에 포함된 제2 RF 블록 (230)은 UL 서비스 안테나 (264)를 통해 단말기로부터 수신된 신호를 처리하여 UL 중계 파트 (202)에 포함된 DSP 블록 (220)으로 제공할 수 있다. 이어, UL 중계 파트 (202)에 포함된 DSP 블록 (220)은 입력된 신호에 대해 다양한 디지털 신호 처리 (digital signal processing) 프로세스를 적용하여 UL 중계 파트 (202)에 포함된 제1 RF 블록 (210)으로 제공할 수 있다. UL 중계 파트 (202)에 포함된 제1 RF 블록 (210)은 입력된 신호를 처리하여 UL 도너 안테나 (252)로 제공할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 DSP 블록 (220)은 안테나 간 간섭 신호를 제거하는 신호 처리를 수행할 수 있다. 구체적인 예로, 본 발명에 따른 간섭 신호는 도너 안테나와 서비스 안테나 간 제1 간섭 신호 (예: 에어 피드백 (air feedback)), UL 도너 안테나를 통해 송신된 UL 신호가 DL 도너 안테나로 입력되는 제2 간섭 신호 (예: UL 신호 간섭) 및 DL 서비스 안테나를 통해 송신된 DL 신호가 UL 서비스 안테나로 입력되는 제3 간섭 신호 (예: DL 신호 간섭)을 포함할 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 중계기는 상기 간섭 신호들을 모두 제거함으로써 TDD 중계기에 필요한 TDD DL/UL 아이솔레이션을 확보할 수 있다.

이와 같은 동작을 위해, 컨트롤러 (240)는 중계기 내 모든 구성 (예: 제1 RF 블록 (210), DSP 블록 (220), 제2 RF 블록 (230) 등)과 연결되어 상기 각 구성들의 동작을 제어할 수 있다.

앞서 상술한 특징을 갖는 중계기는 실시예에 따라 아래와 같이 다양하게 구성될 수 있다. 이하에서는 도면을 참고하여 본 발명에 따른 다양한 중계기에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 중계기를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 중계기는 도 3에 도시된 회로도를 갖는 제1 RF 블록 (310), DSP 블록 (320), 제2 RF 블록 (330)을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 RF 블록 (310) 내 수신 신호를 처리하는 부분 (예: DL 중계 파트)은 DL LNA, DL DNC, ADC를 포함하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 RF 블록 (310)은 기지국으로부터 수신된 DL 신호의 잡음을 최소화하여 증폭하고, 증폭된 무선 주파수 대역의 신호를 낮은 주파수 대역 (예: 중간 주파수 대역)의 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 RF 블록 (330) 내 수신 신호를 처리하는 부분 (예: UL 중계 파트)은 UL LNA, UL DNC, ADC를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, UL LNA, UL DNC, ADC는 앞서 상술한 DL LNA, DL DNC, ADC와 유사하게 수신 신호를 처리할 수 있다.

또한, 제1 RF 블록 (310) 내 전송 신호를 처리하는 부분 (예: UL 중계 파트)은 DAC, UL UPC, UL PA를 포함하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 RF 블록 (310)은 신호 처리된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 아날로그 신호를 높은 주파수 대역 (예: 무선 주파수 대역)으로 변환하고, 상기 변환된 신호를 증폭하여 기지국으로 전송할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 RF 블록 (330) 내 전송 신호를 처리하는 부분 (예: DL 중계 파트)은 DAC, DL UPC, DL PA를 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, DL UPC, DL PA는 앞서 상술한 UL UPC, UL PA와 유사하게 전송 신호를 처리할 수 있다.

DSP 블록 (320)은 디지털 신호로 변환된 수신 신호 (또는 전송 신호)에서 간섭 신호를 제거하여 원 신호만을 추출할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 DSP 블록 (320) 내 수신 신호를 처리하는 부분 (예: DL 중계 파트)은 DL 피드백 제거 블록 및 UL 신호 제거 블록을 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 DSP 블록 (320)은 DL 서비스 안테나 (362)를 통해 송출된 DL 신호가 DL 도너 안테나 (354)로 수신되어 발생하는 간섭을 제거하고 (예: DL feedback cancellation), UL 도너 안테나 (352)를 통해 송출된 UL 신호가 DL 도너 안테나 (354)로 수신되어 발생하는 간섭을 제거할 수 있다 (예: UL signal cancellation). 이와 유사하게, 상기 DSP 블록 (320) 내 전송 신호를 처리하는 부분 (예: UL 중계 파트)은 UL 피드백 제거 블록 및 DL 신호 제거 블록을 포함할 수 있다. 이를 통해, 상기 DSP 블록 (320)은 UL 도너 안테나 (352)를 통해 송출된 UL 신호가 UL 서비스 안테나 (364)로 수신되어 발생하는 간섭을 제거하고 (예: UL feedback cancellation), DL 서비스 안테나 (362)를 통해 송출된 DL 신호가 UL 서비스 안테나 (364)로 수신되어 발생하는 간섭을 제거할 수 있다 (예: DL signal cancellation).

이때, DSP 블록 (320)이 DL/UL 신호를 제거하는 동작은 TDD의 송신 시각에 발생되는 간섭 신호의 특성을 고려하여 수행될 수 있다. 이를 통해, 상기 DSP 블록 (320)은 효과적으로 간섭 신호가 제거된 신호를 출력할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 중계기를 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 예에 따른 중계기는 기지국과 광 케이블 또는 UTP (Unshielded Twisted-Pair Wire) 케이블과 연결된 유선 중계기로 구성될 수 있다. 구체적인 일 예로, 본 발명에 따른 중계기는 도 4와 같이 신호 변환부 (410), DSP 블록 (420), RF 블록 (430) 및 컨트롤러 (440)를 포함할 수 있다. 이때, DSP 블록 (420) 내 DL 중계 파트는 DSP 블록 (420) 내 UL 중계 파트로 DL 신호에 대한 정보를 제공할 수 있고, DSP 블록 (420) 내 UL 중계 파트는 상기 정보를 이용하여 DL 신호로 인한 간섭을 제거할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중계기는 DL/UL 안테나 분리를 통해 아이솔레이션을 확보할 뿐만 아니라 DL/UL 신호 제거 블록을 통해 TDD 중계기에 필요한 TDD DL-UL 아이솔레이션을 확보할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 중계기는 별도의 TDD 스위칭를 필요로 하지 않음으로써 TDD 스위칭 LIFE TIME 신뢰성 리스크를 해소하고 TDD 스위칭 동기 오차 불량에 따른 위험요소를 제거하여 중계기의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

추가적으로, 본 발명에 따른 중계기는 중계 신호의 패턴 (예: TDD 전송 패턴 등)을 예측하여 상기 중계기 내 회로 소자의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 중계기는 하기와 같이 다양하게 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 중계기를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 중계기는 도 3에 개시된 중계기 대비 DL 중계 파트 내 검출기 (detector; DET), 수신 신호를 처리하는 제1/제2 RF 블록 내 무선 감쇠기 (radio frequency attenuator; RF ATT)를 더 포함할 수 있다.

도 5의 실시예에 따르면, 중계기는 DL 도너 안테나 (554)를 통해 수신되어 감지된 신호에 기초하여 기지국 및 단말기 간 TDD (time division duplex) 전송 패턴을 예측할 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 중계기는 DL 도너 안테나 (554)를 통해 수신된 신호에 대해 상향링크 신호로 인한 간섭 및 하향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거한 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

본 발명에 있어, 중계기가 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측하는 것은, 상기 중계기가 인공 지능 (artificial intelligence; AI)를 활용하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측하는 것을 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 중계기는 DL 도너 안테나 (554)를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴을 머신 러닝 (machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력하고, 상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

이때, 머신 러닝을 위한 학습 데이터는 기지국으로부터 제공되거나, 또는 중계기의 설치 환경에 따라 적응적으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴은 기지국의 설정에 따라 결정되며, 특히 통신 환경이 열악한 경우 상기 기지국은 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴 중 DL 부분을 크게 (또는 많이) 설정할 수 있기 때문이다.

상기와 같은 방법을 통해 예측되는 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴은, LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 정의된 7가지 TDD 상향링크-하향링크 설정들 (3GPP TS 36.211 표 2 참조), 5G 통신 시스템에서 정의된 다양한 TDD 패턴들 (3GPP TS 38.211, TS 38.213 참조), 와이브로 (Wibro) 통신 시스템에서 정의된 다양한 TDD 패턴들, 및 와이맥스 (Wimax) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들 등을 포함하는 TDD 패턴 후보들 중 하나로 예측될 수 있다. 일 예로, LTE 시스템에 따라 동작하는 기지국은 표준에 정의된 7가지 LTE TDD UL-DL 설정들 중 하나의 TDD 전송 패턴을 가질 수 있는 바, 이러한 특징에 기반하여 중계기는 상기 7가지 LTE TDD UL-DL 설정들 중 하나의 TDD UL-DL 설정을 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴으로 예측할 수 있다. 또는, 5G 통신 시스템에 따라 동작하는 기지국의 경우, 상기 기지국은 적용되는 부반송파 간격 (subcarrier spacing), 기지국 주변의 통신 환경 등에 따라 결정되는 다양한 TDD 패턴을 가질 수 있다. 이에, 이러한 특징에 기반하여 상기 중계기는 5G 통신 시스템에 따라 동작하는 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수도 있다. 추가적으로, 와이브로 통신 시스템 또는 와이맥스 통신 시스템에 따라 기지국 및 단말기가 동작하는 경우, 상기 중계기는 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 와이브로 (Wibro) 통신 시스템에서 정의된 다양한 TDD 패턴들, 및 와이맥스 (Wimax) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들 등을 포함하는 TDD 패턴 후보들 중 하나로 예측할 수 있다.

이어, 중계기는 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 DL 중계 파트 또는 UJL 중계 파트 내 회로 소자의 동작 여부를 제어할 수 있다.

일 예로, TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 중계기는 DL 중계 파트 내 회로 소자를 오프 상태 또는 저전력 상태로 제어할 수 있다. 구체적인 예로, TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 DL 도너 안테나와 연결된 DL LNA를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정할 수 있다. 이를 통해, 상기 DL LNA를 포함한 회로 소자의 포화를 막을 수 있고 안테나 간 아이솔레이션을 보다 용이하게 확보할 수 있다. 또는, 구체적인 다른 예로, TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 DL 도너 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (radio frequency attenuator; RF ATT)의 게인을 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 중계기는 DL 신호로 인한 간섭을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이, RF ATT는 DL LNA의 출력단에 연결되어 있는 바, RF ATT의 게인을 감소시킴으로써 RF ATT 이후의 회로 소자의 포화를 막을 수 있고 안테나 간 아이솔레이션을 보다 용이하게 확보할 수 있다.

이외 유사하게, TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 중계기는 UL 중계 파트 내 회로 소자를 오프 상태 또는 저전력 상태로 제어할 수 있다. 구체적인 예로, TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 UL 서비스 안테나와 연결된 UL LNA를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정할 수 있다. 이를 통해, 상기 UL LNA를 포함한 회로 소자의 포화를 막을 수 있고 안테나 간 아이솔레이션을 보다 용이하게 확보할 수 있다. 또는, 구체적인 다른 예로, TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 UL 서비스 안테나와 연결된 RF ATT의 게인을 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 중계기는 UL 신호로 인한 간섭을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이, RF ATT는 UL LNA의 출력단에 연결되어 있는 바, RF ATT의 게인을 감소시킴으로써 RF ATT 이후의 회로 소자의 포화를 막을 수 있고 안테나 간 아이솔레이션을 보다 용이하게 확보할 수 있다.

또한, 도 3 등의 실시예에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 중계기는 간섭 신호를 제거하여 원 신호만을 추출할 수 있다. 이에, 상기 중계기는 DSP 블록 (520)을 통해 DL 도너 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 상향링크 신호로 인한 간섭 및 하향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거하여 DL 서비스 안테나로 제공할 수 있다. 이와 유사하게, 상기 중계기는 상기 DSP 블록 (520)을 통해 UL 서비스 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 하향링크 신호로 인한 간섭 및 상향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거하여 UL 도너 안테나로 제공할 수 있다.

추가적으로, 도 5의 실시예에 따른 중계기 내 회로 소자는 순차적으로 온 (ON) 상태로 설정/전환될 수 있다. 일 예로, DL 중계 파트 내 회로 소자들 중 먼저 DL LPA 부터 DET 까지의 소자까지의 일부 회로 소자만 온 상태로 동작하고, 이후 DL 신호가 검출되면 이후 나머지 회로 소자 (예: DAC 내지 DL PA 등) 또한 온 상태로 동작할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 중계기를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 중계기는 도 5에 개시된 중계기 대비 UL 중계 파트 내 DET, 각 안테나와 연결된 BPF를 더 포함할 수 있다.

도 6의 실시예에 따르면, 중계기는 DL 도너 안테나 (654)를 통해 수신되어 감지된 신호 (예: 제1 신호) 뿐만 아니라 UL 서비스 안테나 (664)를 통해 수신되어 감지된 신호 (예: 제2 신호)에 기초하여 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

여기서, 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측하기 위해, 중계기는 제1 신호 및 제2 신호의 패턴 정보를 머신 러닝 시스템의 입력 데이터로 입력할 수 있다. 이어, 상기 중계기는 상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

본 발명에 적용 가능한 일 예로, 제1 신호의 패턴 정보와 제2 신호의 패턴 정보는 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측하기 위해 동일한 비중 (weight)으로 고려될 수 있다. 또는 다른 예로, 상기 제2 신호의 패턴 정보는 상기 제1 신호의 패턴 정보에 의해 예측된 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴의 정확도 (또는 신뢰성)를 확인하기 위한 용도로 활용될 수도 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 중계기는 제1 신호의 패턴 정보와 함께 필요시에만 상기 제2 신호의 패턴 정보를 활용하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다.

또한, 도 6의 실시예에 따른 중계기는 각 안테나와 연결된 BPF 소자를 이용하여 불필요한 주파수 대역의 신호를 최소화함으로써 간섭 신호의 제거 및 원 신호의 복원의 효율성을 높일 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 예에 따른 중계기를 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 중계기와 같이, 도 5 및 도 6에 개시된 특징은 유선 중계기에도 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 중계기는 도 4에 따른 중계기 대비 DL 중계 파트 내 DSP 블록 (720)에 포함된 DET, UL 중계 파트 내 RF 블록 (730)에 포함된 RF ATT를 더 포함할 수 있다.

일 예로, 중계기의 DET 소자는 기지국으로부터 입력된 DL 신호를 직접 감지/검출하고, 상기 감지된 신호의 패턴을 이용하여 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측할 수 있다. 또는, 다른 예로, 중계기의 DET 소자는 기지국으로부터 TDD 전송 패턴 관련 정보 (예: LTE TDD UL-DL 설정 정보, 5G NR SFI (slot format indicator) 정보 등)를 획득하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴을 식별할 수도 있다.

이와 같은 방법에 따라 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측/식별하게 되면, 중계기는 예측된 또는 식별된 TDD 전송 패턴을 이용하여 TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간을 식별할 수 있다. 이에, TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 UL 중계 파트 내 RF 블록에 포함된 회로 소자를 오프 상태 또는 저전력 상태로 제어할 수 있다. 구체적인 예로, TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 UL 서비스 안테나와 연결된 UL LNA를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정할 수 있다. 이를 통해, 상기 UL LNA를 포함한 회로 소자의 포화를 막을 수 있고 안테나 간 아이솔레이션을 보다 용이하게 확보할 수 있다. 또는, 구체적인 다른 예로, TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 중계기는 UL 서비스 안테나와 연결된 RF ATT의 게인을 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 중계기는 UL 신호로 인한 간섭을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이, RF ATT는 UL LNA의 출력단에 연결되어 있는 바, RF ATT의 게인을 감소시킴으로써 RF ATT 이후의 회로 소자의 포화를 막을 수 있고 안테나 간 아이솔레이션을 보다 용이하게 확보할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 중계기의 동작 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중계기의 동작 방법은 TDD 전송 패턴 예측 단계 (S810) 및 제어 단계 (S820)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, S810 단계에서 중계기는 기지국으로부터 신호를 수신하는 제1 안테나 (예: DL 도너 안테나)를 통해 수신되어 감지된 신호 및 단말기로부터 신호를 수신하는 제2 안테나 (예: UL 서비스 안테나)를 통해 수신되어 감지된 신호 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD (Time Division Duplex) 전송 패턴을 예측할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 중계기는 다음의 동작을 통해 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴 예측을 수행할 수 있다.

- 제1 안테나 (예: DL 도너 안테나)를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴, 제2 안테나 (예: UL 서비스 안테나)를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 중 적어도 하나 이상을 머신 러닝 (machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력함

- 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴을 예측함

본 발명에 적용 가능한 실시예에 있어, 기지국 및 단말기 간 TDD 전송 패턴은, 다음을 포함하는 다양한 IDD 패턴 후보들 중 하나로 예측될 수 있다.

- LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 정의된 7 가지 TDD 상향링크-하향링크 설정들

- 5G (generation) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들

- 와이브로 (Wibro) 통신 시스템에서 정의된 다양한 TDD 패턴들,

- 와이맥스 (Wimax) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들

이어, S820 단계에서 중계기는 S810 단계를 통해 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 제1 안테나 (예: DL 도너 안테나) 또는 제2 안테나 (예: UL 서비스 안테나)와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어할 수 있다.

보다 구체적으로, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 중계기는 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.

- 예측된 TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 제1 안테나 (예: DL 도너 안테나)와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제1 안테나(예: DL 도너 안테나)와 연결된 하향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정함

- 예측된 TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 제2 안테나 (예: UL 서비스 안테나)와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제2 안테나(예: UL 서비스 안테나)와 연결된 상향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정함

이와 같은 중계기에 있어, 앞서 도 2 내지 도 7을 통해 설명한 바와 같이, 제1 안테나 (예: DL 도너 안테나)는 상기 중계기가 상기 기지국으로 신호를 전송하는 제3 안테나 (예: UL 도너 안테나)와 구분되고, 제2 안테나 (예: UL 서비스 안테나)는 상기 중계기가 상기 단말기로 신호를 전송하는 제4 안테나 (예: DL 서비스 안테나)와 구분되도록 설정될 수 있다.

추가적으로, 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터와 결합하여, 앞서 상술한 다양한 중계 장치의 동작 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장될 수 있다.

전술한 프로그램은, 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 기지국
10: 중계기
100: 단말기
201: DL 중계 파트 202: UL 중계 파트
210, 310, 510, 610: 제1 RF 블록
220, 320, 420, 520, 620, 720: DSP 블록
230, 330, 530, 630: 제2 RF 블록
240, 340, 540, 640, 740, 840: 컨트롤러
252, 352, 552, 652, 852: UL 도너 안테나
254, 354, 554, 654, 854: DL 도너 안테나
262, 362, 462, 562, 662, 762, 862: DL 서비스 안테나
264, 364, 464, 564, 664, 764, 864: UL 서비스 안테나
410, 710: 신호 변환부
430, 730: RF 블록

Claims

기지국과 단말기를 중계하는 중계 장치에 있어서,
상기 기지국으로 신호를 전송하는 제1 안테나와 구분되어, 상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 제2 안테나;
상기 단말기로 신호를 전송하는 제3 안테나와 구분되어, 상기 단말기로부터 신호를 수신하는 제4 안테나; 및
상기 중계 장치의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호, 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD (Time Division Duplex) 전송 패턴을 예측하고,
상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하며,
상기 컨트롤러는, 상기 TDD 전송 패턴을 예측 시에,
상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 및 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 중 적어도 하나를 머신 러닝(machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력하고,
상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 TDD 전송 패턴을 예측하는 것을 특징으로 하는,
중계 장치.
제 1항에 있어서,
상기 TDD 전송 패턴은,
상기 기지국으로부터 입력된 하향링크 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호의 패턴을 이용하여 상기 TDD 전송 패턴을 예측하거나,
상기 기지국으로부터 상기 TDD 전송 패턴에 대한 관련 정보를 획득하여 식별되는 것을 특징으로 하는,
중계 장치.
제 2항에 있어서,
상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴은,
LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 정의된 7 가지 TDD 상향링크-하향링크 설정들,
5G (generation) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들,
와이브로 (Wibro) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들, 및
와이맥스 (Wimax) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들 중 하나로 예측되는 것을 특징으로 하는,
중계 장치.
제 1항에 있어서,
상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하는 것은,
상기 예측된 TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 상기 제2 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제2 안테나와 연결된 하향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하고,
상기 예측된 TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 제4 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제4 안테나와 연결된 상향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
중계 장치.
제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 중계 장치에 포함된 DSP (digital signal processing) 블록을 제어하여,
상기 제2 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 상향링크 신호로 인한 간섭 및 하향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거하여 상기 제3 안테나로 제공하고,
상기 제4 안테나를 통해 수신된 신호에 대해 하향링크 신호로 인한 간섭 및 상향링크 피드백으로 인한 간섭을 제거하여 상기 제1 안테나로 제공하는 것을 특징으로 하는,
중계 장치.
기지국과 단말기를 중계하는 중계 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 기지국으로부터 신호를 수신하는 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 및 상기 단말기로부터 신호를 수신하는 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD (Time Division Duplex) 전송 패턴을 예측하는 TDD 전송 패턴 예측 단계; 및
상기 예측된 TDD 전송 패턴에 따라 상기 제2 안테나 또는 상기 제4 안테나와 연결된 회로 소자의 동작 여부를 제어하는 제어 단계를 포함하고,
상기 제2 안테나는 상기 중계 장치가 상기 기지국으로 신호를 전송하는 제1 안테나와 구분되고,
상기 제4 안테나는 상기 중계 장치가 상기 단말기로 신호를 전송하는 제3 안테나와 구분되며,
상기 TDD 전송 패턴을 예측 시에,
상기 제2 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 및 상기 제4 안테나를 통해 수신되어 감지된 신호의 패턴 중 적어도 하나를 머신 러닝(machine learning) 시스템의 입력 데이터로 입력하고,
상기 머신 러닝 시스템으로부터 출력된 출력 데이터를 이용하여 일정 시간 구간 동안 상기 TDD 전송 패턴을 예측하는 것을 특징으로 하는,
중계 장치의 동작 방법.
제 6항에 있어서,
상기 TDD 전송 패턴은,
상기 기지국으로부터 입력된 하향링크 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호의 패턴을 이용하여 상기 TDD 전송 패턴을 예측하거나,
상기 기지국으로부터 상기 TDD 전송 패턴에 대한 관련 정보를 획득하여 식별되는 것을 특징으로 하는,
중계 장치의 동작 방법.
제 7항에 있어서,
상기 기지국 및 상기 단말기 간 TDD 전송 패턴은,
LTE (Long Term Evolution) 시스템에서 정의된 7 가지 TDD 상향링크-하향링크 설정들,
5G (generation) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들,
와이브로 (Wibro) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들, 및
와이맥스 (Wimax) 통신 시스템에서 정의된 TDD 패턴들 중 하나로 예측되는 것을 특징으로 하는,
중계 장치의 동작 방법.
제 6항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 예측된 TDD 전송 패턴이 상향링크 전송인 구간 동안, 상기 제2 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제2 안테나와 연결된 하향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하는 단계; 및
상기 예측된 TDD 전송 패턴이 하향링크 전송인 구간 동안, 상기 제4 안테나와 연결된 무선 감쇠기 (attenuator)의 게인을 감소시키거나 상기 제4 안테나와 연결된 상향링크 저잡음 증폭기 (low noise amplifier; LNA)를 포함한 하나 이상의 회로 소자를 오프 상태로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
중계 장치의 동작 방법.
컴퓨터와 결합하여, 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항의 중계 장치의 동작 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.