KR20220144536A - 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공공안전망에서 건물 내에 설치된 분산안테나시스템(DAS)의 안테나들을 감시하기 위한 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
개시된 분산 안테나 감시 장치는 서비스 안테나측으로 송수신되는 감시용 무선신호를 커플링하기 위한 무선 커플러와, 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 무선 커플러를 통해 서비스 안테나측으로 전송하고, 서비스 안테나측으로부터 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신한 후 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 측정하고, 측정된 업링크 수신신호강도(RSSI_U)와 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 분석하여 분산 서비스 안테나들의 상태를 모니터링하기 위한 마스터 유닛과, 서비스 안테나와 무선링크로 연결되어 마스터 유닛이 전송한 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한 후 측정된 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 패킷을 조립하여 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 마스터 유닛으로 전송하는 복수의 리모트 유닛을 포함한다.
개시된 분산 안테나 감시 장치는 서비스 안테나측으로 송수신되는 감시용 무선신호를 커플링하기 위한 무선 커플러와, 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 무선 커플러를 통해 서비스 안테나측으로 전송하고, 서비스 안테나측으로부터 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신한 후 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 측정하고, 측정된 업링크 수신신호강도(RSSI_U)와 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 분석하여 분산 서비스 안테나들의 상태를 모니터링하기 위한 마스터 유닛과, 서비스 안테나와 무선링크로 연결되어 마스터 유닛이 전송한 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한 후 측정된 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 패킷을 조립하여 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 마스터 유닛으로 전송하는 복수의 리모트 유닛을 포함한다.
Description
본 발명은 안테나 감시 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공공안전망에서 건물 내에 설치된 분산안테나시스템(DAS)의 안테나들을 감시하기 위한 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 내부나 지하철 내부는 외부의 무선신호가 직접 도달하기 어렵기 때문에 무선통신이 불가능한 음영지역으로 분류된다. 음영지역에서 무선통신을 위해서는 전통적으로 중계기를 사용한다. 특히, 여러층으로 이루어진 대형 건물이나 각종 구조물에 의해 구분된 지하공간은 각 층이나 구분된 공간마다 복수의 안테나를 각각 설치하는 분산 안테나 시스템(DAS: Distributed Antenna System)을 구축한 후 중계기와 연결하여 외부와 통신하도록 되어 있다.
공공안전무선망(Public Safety Radio Network) 혹은 재난안전통신망은 대형건물이나 구조물, 지하철, 선박 등에서 화재와 같은 재난이 발생할 경우 인명을 보호하고 구조하기 위한 비상통신망으로서, 미국의 경우 건축주가 건물내에ERRCS(Emergency Radio Responder Communication System)를 의무적으로 구축하도록 규정하고 있다.
도 1은 전형적인 공공안전통신망의 전체 구성을 도시한 개략도이다.
공공안전통신망은 도 1에 도시된 바와 같이 건물(B)의 외부에 있는 제1 응답자 안테나(First responder antenna)를 포함하는 지역 공공안전 타워(10)와, 건물(B)의 지붕이나 옥상 등에 설치되어 공공안전 타워측으로 지향성을 갖는 도너 안테나(20), 신호 중계장치(30), RF 분배기(35), 건물의 각 층에 분산 설치되어 있는 다수의 서비스 안테나(40-1~40-N)로 구성되어 있다.
도 1을 참조하면, 도너 안테나(20)는 건물의 지붕 등에 설치되어 외부의 공공안전 타워(10)와 통신할 수 있는 지향성 안테나이고, 신호 중계장치(30)는 도너 안테나(20)측으로부터 수신된 무선신호를 저잡음 증폭 및 하향/상향 주파수 변환한 후 고출력으로 증폭하여 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로 전달하고 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로부터 수신된 무선신호를 저잡음 증폭 및 하향/상향 주파수 변환한 후 고출력으로 증폭하여 도너 안테나(20)측으로 전달한다. RF 분배기(35)는 신호 중계장치(30)의 무선신호를 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로 분배하고, 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로부터 수신된 무선신호를 합성하여 신호 중계장치(30)측으로 전달한다. 서비스 안테나(40-1~40-N)는 건물(B)의 각 층에 분산 설치되어 있는 전방향 안테나들로 이루어진 분산 안테나 시스템(DAS: Distributed Antenna System)으로서, 건물(B)의 내부에 있는 무선 단말(50-2)과 무선링크를 형성하여 건물 외부의 공공안전 타워(10)를 통해 재난통제센터나 재난통제관의 단말(50-1)과 통신할 수 있게 한다.
이러한 공공안전통신망은 화재와 같은 긴급상황에서 안정된 통신을 보장하기 위해 평상시 공공안전통신망의 상태를 감시할 필요가 있는데, 특히 건물내에 분산 설치된 안테나들의 동작 상태를 상시 모니터링할 수 있는 안테나 감시장치를 설치할 필요가 있다.
안테나 감시를 위해서는 안테나 특성을 측정하는 기술이 필요한데, 종래에 안테나 특성을 측정하는 방식으로는 VSWR(Voltage Standing Wave Ration) 측정법과 RF모뎀, RFID, BLE 등의 측정법이 알려져 있다. 가장 보편적으로 사용되는 정재파비(VSWR) 측정법은 안테나에 반송파(Carrier) 주파수를 쏘고 안테나에서 반사되는 신호를 측정하는 방법이다. 하지만 이 방법은 하나의 출력에 여러 개의 안테나가 연결되어 있는 분산형 안테나(DAS Antenna) 시스템에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 분산형 DAS 안테나 특성을 감시하기 위해서 다양한 방법이 시도되고 있으나 RF 모뎀(Modem)방식은 소비 전력이 크고, RFID 방식은 측정 레인지가 제한되며, 블루투스(BLE:Bluetooth) 방식은 감시 노드(Node) 수가 제한되는 등의 문제점이 있다. 즉, 종래의 안테나 측정법들은 통신 노드 수의 제한으로 인해 감시할 안테나가 많을 경우 데이터 간섭이나 혼선이 발생할 수 있고, 멀티패스로 인한 신호 감도 저하와 단방향으로만 측정함으로써 측정의 정확성이 떨어지며, 공공안전통신망(PSR)에서 사용하는 주파수 대역과 주파수 차이가 커짐에 따라 안테나 신호를 제대로 수신하지 못해 안테나 상태를 오탐지하게 되는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공공안전망에서 건물 내에 설치된 분산안테나시스템(DAS)의 안테나들을 정확하게 감시하기 위한 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시예는 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치를 개시한다.
개시된 분산 안테나 감시 장치는 건물의 내부 각 층에 분산 설치된 N개의 서비스 안테나와, 도너 안테나와 동축 케이블로 연결되어 도너 안테나로부터 수신된 무선신호를 서비스 안테나 측으로 전달하고, 서비스 안테나로부터 수신된 무선신호를 도너 안테나측으로 전달하는 공공안전망용 중계기와, 중계기와 서비스 안테나 사이에 동축 케이블로 연결되어 중계기측으로부터 전송된 무선신호를 분배하여 서비스 안테나측으로 전달하고 서비스 안테나측으로부터 수신된 무선신호를 합성하여 중계기로 전송하는 무선 분배기로 이루어진 공공안전통신망에 있어서, 상기 서비스 안테나측으로 송수신되는 감시용 무선신호를 커플링하기 위한 무선 커플러와, 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 상기 무선 커플러를 통해 서비스 안테나측으로 전송하고, 서비스 안테나측으로부터 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신한 후 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 측정하고, 측정된 업링크 수신신호강도(RSSI_U)와 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 분석하여 분산 서비스 안테나들의 상태를 모니터링하기 위한 마스터 유닛과, 상기 서비스 안테나와 무선링크로 연결되어 상기 마스터 유닛이 전송한 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한 후 측정된 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 패킷을 조립하여 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 상기 마스터 유닛으로 전송하는 복수의 리모트 유닛과, 상기 마스터 유닛과 통신망으로 연결되어 분산 안테나 상태 정보를 통계처리 및 시각화하여 관리자 단말로 모니터링할 수 있게 하는 모니터링 서버를 포함한다.
상기 무선 카플러와 상기 마스터 유닛은 공공안전망용 중계기에 내장되어 분산 서비스 안테나의 상태와 중계기의 상태를 동시에 모니터링할 수도 있다.
상기 마스터 유닛은 상기 모니터링 서버와 TCP/IP 방식으로 통신하기 위한 이더넷 드라이버와, 진단 페이로드를 생성하고 응답 페이로드를 분석하여 장애여부를 판단하며 상기 이더넷 드라이버를 통해 모니터링 서버측으로 안테나 감시 정보를 전송하는 마스터 제어부와, 상기 마스터 제어부의 제어에 따라 진단 페이로드를 통신 프로토콜에 따른 진단 패킷으로 조립하고 응답 패킷을 분해하여 응답 페이로드를 추출하는 프로토콜 처리기와, 상기 진단 패킷을 감시용 무선신호로 송신하고 수신된 감시용 무선신호에서 응답 패킷을 추출하는 무선(RF)모듈과, 감시용 무선신호를 분리 및 합성하는 무선 스프릿터로 구성된다.
상기 리모트 유닛은 감시용 무선신호를 수신하여 진단 패킷을 추출하고, 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 송신하는 무선(RF)모듈과, 상기 진단 패킷을 분해하여 진단 페이로드를 추출하고, 응답 페이로드를 통신 프로토콜에 따른 응답 패킷으로 조립하는 프로토콜 처리기와, 상기 진단 페이로드를 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하고, 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 페이로드를 생성하여 상기 프로토콜 처리기로 전달하는 리모트 제어부와, 상기 리모트 유닛에서 필요로 하는 전원을 공급하기 위한 전원부로 구성된다.
본 발명의 다른 일실시예는 공공안전망용 분산 안테나 감시 방법을 개시한다.
개시된 분산 안테나 감시 방법은 마스터 유닛이 진단 패킷을 생성하여 리모트 유닛으로 송신하는 단계와, 상기 리모트 유닛이 진단 패킷을 분해 및 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하는 단계와, 상기 리모트 유닛이 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 포함하는 응답 패킷을 생성하는 단계와, 상기 리모트 유닛이 상기 응답 패킷을 해당 서비스 안테나를 통해 상기 마스터 유닛으로 전송하는 단계와, 상기 마스터 유닛이 응답 패킷을 분해하여 업링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하는 단계와, 상기 마스터 유닛이 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)와 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 분석하여 분산 서비스 안테나들의 장애 여부를 판단하는 단계와, 상기 마스터 유닛이 안테나 진단 결과를 모니터링 서버로 전송하는 단계와, 상기 모니터링 서버가 안테나 진단 정보를 통계처리 및 시각화하여 관리자에게 통지하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 안테나 감시장치는 무선 트랜시버(RF Transceiver)를 이용한 통신 방식으로서 수천개의 노드(Node) 운영이 가능하여 안테나 수가 많아도 데이터 혼선이나 간섭없이 관제할 수 있고, 다중경로(Multi-path)로 인한 신호감도에도 강건성이 있으며, 양방향 통신이 가능하여 송신, 수신 두 가지 경로에 대해서 각각 신호를 측정하므로 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 공공안전망(PSR) 주파수와 근접한 대역인 850~1050 MHz 대역을 사용함으로써 안테나 게인 감소를 최소화할 수 있고, 단말의 크기와 제조비용을 줄일 수 있으며 소비전력도 매우 적은 장점이 있다.
도 1은 전형적인 공공안전통신망의 예를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 전체 구성을 도시한 개략도,
도 3은 도 2에 도시된 마스터 유닛의 구성 블럭도,
도 4는 도 2에 도시된 리모트 유닛의 구성 블럭도,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 동작 절차를 도시한 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 사용되는 LoRa 프로토콜을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 사용되는 수신신호강도(RSSI)를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 전체 구성을 도시한 개략도,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 동작 절차를 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 전체 구성을 도시한 개략도,
도 3은 도 2에 도시된 마스터 유닛의 구성 블럭도,
도 4는 도 2에 도시된 리모트 유닛의 구성 블럭도,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 동작 절차를 도시한 순서도,
도 6은 본 발명의 실시예에 사용되는 LoRa 프로토콜을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 사용되는 수신신호강도(RSSI)를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 전체 구성을 도시한 개략도,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 동작 절차를 도시한 순서도이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 전체 구성을 도시한 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 마스터 유닛의 구성 블럭도이며, 도 4는 도 2에 도시된 리모트 유닛의 구성 블럭도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 분산 안테나 감시 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 도너 안테나(20), PSR 중계기(30), RF 분배기(35), 분산 설치된 서비스 안테나(40-1~40-2)로 이루어진 공공안전망용 분산 안테나 시스템(DAS)에서 무선 카플러(130)를 통해 연결된 마스터 유닛(110)과, 서비스 안테나(40-1~40-N)와 무선링크로 연결되는 리모트 유닛(120-1~120-N), 마스터 유닛(110)과 통신망(102)을 통해 연결되는 모니터링 서버(140), 관리자 단말들(152,154)로 구성된다.
도 2를 참조하면, 도너 안테나(20)는 외부 무선망과 연결되는 지향성 안테나이고, 공공안전망(PSR)용 중계기(30)는 도너 안테나(20)와 동축 케이블로 연결되어 도너 안테나(20)로부터 수신된 무선신호를 서비스 안테나(40-1~40-N) 측으로 전달하고, 서비스 안테나(40-1~40-N)로부터 수신된 무선신호를 도너 안테나(20) 측으로 전달한다.
무선 분배기(35)는 중계기(30)와 서비스 안테나(40-1~40-N) 사이에 동축 케이블로 연결되어 중계기(30)측으로부터 전송된 무선신호를 분배하여 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로 전달하고 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로부터 수신된 무선신호를 합성하여 중계기(30)로 전송한다.
N개의 서비스 안테나(40-1~40-N)는 건물의 내부 각 층에 분산 설치된 전방향 안테나로서, 마스터 유닛(110)의 무선신호를 리모트 유닛(120-1~120-K)측으로 전송하고, 리모트 유닛(120-1~120-K)으로부터 수신된 무선신호를 무선 분배기(35)와 무선 커플러(130)를 통해 마스터 유닛(110)으로 전달한다. 이때, 무선 분배기(35)와 서비스 안테나(40-1~40-N)에는 공공안전망용 통신을 서비스하기 위한 무선신호와 본 발명의 실시예에 따라 분산 안테나들을 감시하기 위한 무선신호가 함께 전송된다.
또한 도 2에서는 서비스 안테나(40-1~40-N)와 리모트 유닛(120-1~120-K)이 1:1로 매칭되는 K=N인 구조로 도시하였으나 리모트 유닛(120-1~120-K)은 각 층마다 1개씩 설치하여 복수의 서비스 안테나를 동시에 모니터링하도록 배치할 수도 있다.
무선 커플러(130)는 중계기(30)와 무선 분배기(35) 사이의 전송선로에 설치되어 감시용 무선신호를 커플링하여 마스터 유닛(110)으로 전달하고, 마스터 유닛(110)은 무선 커플러(130)를 통해 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호을 서비스 안테나측으로 전송하며, 서비스 안테나측으로부터 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신한 후 업링크 수신신호강도(RSSI_U)와 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 비교 분석하여 분산 서비스 안테나들의 상태를 모니터링한다.
리모트 유닛(120-1~120-N)은 서비스 안테나(40-1~40-N)와 무선링크로 연결되어 마스터 유닛(110)이 전송한 진단 패킷을 수신하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한 후 측정된 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 포함하는 응답 패킷을 조립하여 마스터 유닛(110)으로 전송한다.
본 발명의 실시예에서 마스터 유닛(110)과 리모트 유닛(120-1~120-K) 사이의 통신 프로포콜은 나중에 자세히 설명하는 바와 같이 로라(LoRa) 프로토콜을 적용한다.
모니터링 서버(140)는 마스터 유닛(110)과 통신망(102)으로 연결되어 원격지에서 수집된 분산 안테나 상태 정보를 통계처리 및 시각화하여 관리자 단말(152,154)로 모니터링할 수 있게 한다. 이때 모니터링 서버(140)는 표준 HTML5 를 적용한 GUI를 제공하여 별도의 프로그램을 설치할 필요가 없이 관리자 PC(152)나 관리자 스마트폰(154)의 웹 브라우저(Web browser)에서 동일한 인터페이스를 제공할 수 있으며, 특히 모바일 환경을 고려하여 HTML5 개발 플랫폼을 적용하여 브라우저(browser) 해상도에 따른 동적 화면구성을 지원할 수 있다.
관리자 단말(150)은 통신망(102)에 연결된 PC(152)나 스마트 폰과 같은 무선 단말기(154)로 구현될 수 있고, 통신망(102)은 유/무선 인터넷(TCP/IP)망과 이동통신망 등을 포함하는 공지의 통신망을 총칭한 것이다.
마스터 유닛(110)은 도 3에 도시된 바와 같이, 모니터링 서버(140)와 TCP/IP 방식으로 통신하기 위한 이더넷 드라이버(111)와, 진단 페이로드를 생성하고 응답 페이로드를 분석하여 장애여부를 판단하며 이더넷 드라이버(111)를 통해 모니터링 서버측으로 안테나 감시 정보를 전송하는 마스터 제어부(112)와, 마스터 제어부(112)의 제어에 따라 진단 페이로드를 통신 프로토콜에 따른 진단 패킷으로 조립하고 응답 패킷을 분해하여 응답 페이로드를 추출하는 프로토콜 처리기(113)와, 진단 패킷을 감시용 무선신호로 송신하고 수신된 감시용 무선신호에서 응답 패킷을 추출하는 무선(RF)모듈(114)과, 감시용 무선신호를 분리 및 합성하는 무선 스프릿터(115)로 구성된다. 마스터 제어부(112)는 CPU로 구현되며 통신포트(116)를 통해 외부 호스트 장치와 연결될 수 있고, 동작 상태와 장애 등의 정보를 LED(117)를 통해 표시할 수 있다.
도 3을 참조하면, 마스터 유닛(110)은 하나의 장비로 최대 2개의 무선포트(RF1,RF2)를 사용할 수 있도록 무선 스프릿터(RF Splitter;115)를 내장하고 있고, 수집된 데이터를 TCP/IP 네트워크를 통해 모니터링 서버(140)에 전송할 수 있도록 유선 이더넷 포트(Ethernet port; RJ-45)와 광 이더넷 포트(Optic Ethernet port; SFP)를 구비할 수 있다.
또한 리모트 유닛(120)은 도 4에 도시된 바와 같이, 안테나(121)를 통해 서비스 안테나(40-1~40-N)와 감시용 무선신호를 송수신하는 무선(RF)모듈(122)과, 진단 패킷을 분해하여 진단 페이로드를 추출하고 응답 페이로드를 통신 프로토콜에 따른 응답 패킷으로 조립하는 프로토콜 처리기(123)와, 진단 페이로드를 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하고, 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 페이로드를 생성하여 프로토콜 처리기(123)로 전달하는 리모트 제어부(124)와, 리모트 유닛(120)에 필요로 하는 전원을 공급하기 위한 1차 배터리(125)와, 에너지 하베스트 방식으로 충전되는 2차 배터리(126)로 구성된다. 리모트 제어부(124)는 CPU로 구현되며 초기 설치시나 업데이트시 통신포트(127)를 통해 외부 호스트 장치와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 장시간 디바이스 동작을 위해 저전력 회로 및 에너지 하비스트(Harvest) 기능을 갖도록 리모트 유닛(Remote unit)의 하드웨어와 소프트웨어를 설계하여 리모트 유닛의 동작 전원으로 배터리(battery)를 사용한 1차 전지를 주로 하고, 에너지 하비스트(Energy Harvest) 기술을 적용하여 2차 전원을 보조로 사용할 수 있게 한다. 즉, 리모트 유닛(120)의 전원부(PW)는 건전지와 같은 1차 배터리를 1차 전원으로 사용하고, 솔라 셀 등에 의해 충전되는 2차 배터리를 보조적으로 사용하여 장기간 동작을 보증할 수 있도록 되어 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 무선 트랜시버(TR)는 LoRa 통신 프로토콜에 따른 무선 트랜시버(TR)로서, 프로토콜 처리기(113,123)는 LoRa 프로토콜 스택을 처리할 수 있고, 무선모듈(114,122)은 LoRa 프로토콜에 따른 무선신호를 송수신할 수 있다.
마스터 제어부(112)는 분산 안테나 시스템의 전송경로를 진단하기 위해 다운링크 RSSI를 측정하기 위한 소정 포맷의 '진단 페이로드'를 생성하고, 이 진단 페이로드를 로라(LoRa) 프로토콜을 처리하는 프로토콜 처리기(113)로 전달하여 진단 페이로드를 포함하는 진단 패킷을 조립하게 한다. 프로토콜 처리기(113)는 진단 페이로드를 전달받아 일차로 MAC 계층의 진단 패킷을 생성한 후 도 6의 (C)에 도시된 바와 같은 물리계층 진단 패킷을 생성한다. 이 물리계층 진단 패킷은 무선모듈(114)에서 감시용 무선신호로 변조되어 리모트 유닛(120)으로 송신된다.
리모트 유닛(120)의 무선모듈(122)은 수신된 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 복조한 후 물리계층의 진단 패킷을 추출하고, 프로토콜 처리기(123)는 물리계층 진단 패킷을 분해하여 MAC 계층 진단 패킷을 추출하고, 이어 MAC 계층 진단 패킷을 분해하여 '진단 페이로드'를 추출한 후 리모트 제어부(124)로 전달한다.
리모트 제어부(124)는 진단 페이로드를 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정함과 아울러 다운링크 수신신호강도와 고유 ID가 포함된 소정 포맷의 '응답 페이로드'를 생성하고, 이 응답 페이로드를 로라(LoRa) 프로토콜을 처리하는 프로토콜 처리기(123)로 전달하여 응답 페이로드를 포함하는 응답 패킷을 조립하게 한다. 리모트 유닛의 프로토콜 처리기(123)는 응답 페이로드를 전달받아 일차로 MAC 계층의 응답 패킷을 생성한 후 도 6의 (C)에 도시된 바와 같은 물리계층 응답 패킷을 생성한다. 이 물리계층 응답 패킷은 무선모듈(122)에서 감시용 무선신호로 변조되어 마스터 유닛(110)으로 송신된다.
리모트 유닛(120)으로부터 수신된 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호는 마스터 유닛(110)의 무선모듈(114)에서 복조된 후 물리계층의 응답 패킷으로 추출되고, 프로토콜 처리기(113)는 물리계층 응답 패킷을 분해하여 MAC 계층 응답 패킷을 추출하고, 이어 MAC 계층 응답 패킷을 분해하여 '응답 페이로드'를 추출한 후 마스터 제어부(112)로 전달한다.
마스터 제어부(112)는 응답 페이로드를 분석하여 업링크 수신신호강도를 측정함과 아울러 응답 페이로드에 포함된 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)와 업링크 수신신호강도(RSSI_U)의 비를 구하고, 이 값을 소정의 기준값(R)과 비교하여 장애여부를 판단한다. 장애 여부를 판단하기 위한 기준값(R)은 마스터 제어부(112)가 업링크 신호를 분석하여 구한다. 즉, 리모트 유닛이 송신하여 마스터 유닛이 수신한 업링크 신호에는 마스터 유닛에서 보낸 다운링크 출력강도와 다운링크 수신신호 강도(RSSI_D)를 분석한 리모트 유닛까지의 경로 이상 유무 정보와 리모트 유닛의 고유 ID가 포함된다. 그리고 수신된 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 기존값(지정된 값)과 비교하여 안테나의 이상 여부를 판단한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 동작 절차를 도시한 순서도이다.
먼저, 분산 안테나들을 감시하기 위한 마스터 유닛(110)과 리모트 유닛(120)은 로라(LoRa) 프로토콜에 따라 통신한다. 로라(LoRa)는 저전력광대역(LPWAN: Low Power Wide Area Network) 통신 기술의 일종으로서, 비면허대역(ISM Band)의 주파수대역을 이용하며 배터리에 의해 장기간 동작할 수 있도록 설계되어 있다. 비면허대역에서는 타 무선기기와 공동 사용을 위해 주파수 호핑(FH), 송신전 신호감지(LBT), 듀티 사이클(DC) 중 하나를 사용해야 한다.
도 6의 (A)는 LoRa 프로토콜 스택을 도시한 도면이고, (B)는 Class A의 통신 타이밍도이며, (C)는 물리계층의 패킷 구조를 도시한 예이다.
LoRa 프로토콜은 지역 파라메터를 갖는 물리계층(L1)과 MAC 계층(L2), 응용 계층(L3)으로 이루어지며, 본 발명의 실시예에서는 물리계층에서 미주의 915MHz(US915)를 채택하고, MAC 계층에서는 Class A 통신방식을 채택한다. Class A는 리모트 유닛(120)과 마스터 유닛(110) 사이에서 리모트 유닛(120)이 업링크 메시지 전송을 수행한 후 잠시 동안 대기시간을 두고 2번에 걸쳐 다운링크 메시지를 수신한 후 나머지 시간은 슬리핑 상태로 유지하여 배터리 소모를 최소로 할 수 있는 통신방식이다. Class B는 비콘 모드로서 일정 시간간격마다 수신상태가 되고, Class C는 항상 수신 가능한 상태로 배터리 소모가 크다.
LoRa 데이터 전송속도는 확산인자(SF: Spreading Factor)에 따라 DR0~DR5까지 정의되며, 환경에 따라 이중 하나의 데이터 전송속도를 선택해 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 진단 패킷과 응답 패킷은 도 6의 (C)와 같이 물리계층에서 명시적 헤더 모드를 갖는 패킷 구조로 이루어진다. LoRa 물리계층 패킷 구조는 8 심볼의 프리앰블과, 물리계층 헤더, 물리계층 CRC, 물리계층 페이로드(PHY_Payload), 2바이트의 페이로드 CRC(업링크시)로 이루어지는데, 다운링크에서는 2바이트의 페이로드 CRC가 생략된다.
물리계층 페이로드(PHY_Payload)는 MAC 계층 헤더(MHDR)와 MAC계층 페이로드(MAC_Payload) 및 MIC를 포함하고, MAC계층 페이로드(MAC_Paload)는 프레임 헤더(FHDR)와 FPort, 마스터 제어부(112)에서 제공된 진단 페이로드 혹은 리모트 제어부(123)에서 제공된 응답 페이로드를 포함한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 사용되는 수신신호강도를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 사용되는 마스터 유닛(110)과 리모트 유닛(120) 사이의 무선링크에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 송신기(114)가 +20dBm의 무선출력을 송출할 경우 케이블에서 대략 -5dB 감쇠되고, 서비스 안테나에서 대략 10dBi 이득이 발생되며, 공기중에서 대략 115dB 손실이 발생되고, 리모트 유닛(120)의 수신 안테나에서 12dBi 이득이 발생되며, 케이블에서 -2dB 감쇠되어 수신기(121)에 도달한다. 이때 수신기에 도달한 수신 전력을 수신신호강도(RSSI:Received Signal Strength Indication)라 한다.
본 발명의 실시예에 따른 분산 안테나 감시 절차는 도 5에 도시된 바와 같이, 관리자 단말기(150), 모니터링 서버(140), 마스터 유닛(110), 리모트 유닛(120) 사이의 메시지 전송을 통해 처리된다.
도 5를 참조하면, 마스터 유닛(110)이 진단 패킷을 생성하여 무선 커플러(130)와 무선 분배기(35) 및 서비스 안테나(40-1~40-N)를 거쳐 리모트 유닛(120)으로 송신한다(S101,S102).
리모트 유닛(120)은 진단 패킷을 수신한 후 이를 분해 및 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한다(S103,S104). 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하은 다음과 같이 이루어진다. 안테나에 수신된 신호는 LNA를 통해 저잡음증폭한 후 LORA의 RFI_HF로 입력된다. 입력된 신호는 믹서를 통해 다운컨버팅 후에 IF신호를 분석하여 다운링크 수신신호 강도(RSSI_D)를 측정한다.
리모트 유닛(120)이 다운링크 수신강도(RSSI_D)를 포함하는 응답 패킷을 조립한 후 송신 타임 슬롯에 응답 패킷을 해당 서비스 안테나(40-1~40-N)와 분배기(35) 및 무선 커플러(130)를 통해 마스터 유닛(110)으로 전송한다(S105,S106).
마스터 유닛(110)은 리모트 유닛(120)으로부터 응답 패킷을 수신한 후 분해 및 분석하여 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 측정한다(S107,S108). 업링크 수신신호강도(RSSI_U)는 다음과 같이 측정된다. 안테나에 수신된 신호는 LNA를 통해 저잡음증폭한 후 LORA의 RFI_HF로 입력된다. 입력된 신호는 믹서를 통해 다운 컨버팅 후에 IF신호를 분석하여 업링크 수신신호 강도(RSSI_U)를 측정한다.
마스터 유닛(110)이 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)와 업링크 수신신호강도(RSSI_U)의 비를 소정의 기준값과 비교하여 분산 서비스 안테나들의 장애여부를 판단한다(S109,S110). 예컨대, 이론적으로는 송신 신호의 값과 수신 신호의 값이 일정 비율을 이루어야 한다. 만약, 이 두 비율의 차이가 큰 경우나 운용중에 비율이 변하는 경우에는 분산 안테나(DAS Antenna) 시스템의 어느 한 안테나의 성능에 이상이 있거나 케이블 연결에 문제가 있다고 판단할 수 있다.
마스터 유닛(110)이 진단 결과를 모니터링 서버(140)로 전송하고, 모니터링 서버(140)가 로그분석, 통계처리 및 시각화하여 웹을 통해 공개함과 아울러 관리자단말(150)로 전송한다(S111~S115). 이에 따라 관리자는 모니터링 서버(140)에 접속하여 분산 안테나 시스템의 상태를 모니터링할 수 있게 된다.
여기서, 로그(Log) 분석은 안테나 상태 로그를 시계열로 분석하여 이상 상태를 확인할 수 있게 하는 것이고, 시각화는 모니터링 대쉬보드(Dashboard)를 이용하여 안테나 현재 상태를 대쉬보드(Dashboard) 형태로 표시하여 모바일 웹 브라우져로도 확인할 수 있게 하는 것이다. 즉, 대쉬보드(Dashboard) 시각화 구조는 데이터의 중요도와 사용자의 사고 프로세스를 결합하여 맵 방식으로 표시하는 것으로, 정보전달의 효율을 위해 운영공간에 따라 다층으로 구성하고 맵 방식으로 시각화하여 다층(Multi-layer)으로 구성된 대쉬보드(Dashboard)를 제공한다. 또한 장애에 대한 인지 및 장애 위치의 시각화를 통해 장애가 발생한 위치를 직관적으로 확인할 수 있도록 장애 안테나의 위치를 대쉬보드(Dashboard) 상에서 표시하고, 장애 여부는 알람 블링크(blink)를 통해 인지할 수 있도록 한다. 그리고 로그(Log) 분석을 통해 확인된 이상 상황은 설정된 관리자 단말(150)로 자동으로 통지된다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 안테나 상태 데이터를 수집 및 집계하여 시각화 서비스를 개발할 수 있고, 관리자가 클라우드 네트워크를 통해 안테나 상태를 상시적으로 모니터링하고 관제할 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 전체 구성을 도시한 개략도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공공안전망용 분산 안테나 감시 계통의 동작 절차를 도시한 순서도이다.
본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예에서 무선 카플러(130)와 마스터 유닛(110)을 공공안전망용 중계기(210)에 내장시켜 분산 서비스 안테나의 상태와 중계기의 상태를 동시에 모니터링할 수 있도록 된 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 분산 안테나 감시 계통(200)은 도 8에 도시된 바와 같이, 도너 안테나(20), 마스터 유닛 기능이 내장된 공공안전망(PSR)용 중계기(210), RF 분배기(35), 분산 설치된 서비스 안테나(40-1~40-2), 서비스 안테나(40-1~40-N)와 무선링크로 연결되는 리모트 유닛(120-1~120-N), 공공안전망용 중계기(210)와 통신망(102)을 통해 연결되는 모니터링 서버(140), 관리자 단말들(152,154)로 구성된다. 즉, 본 발명의 제2 실시예는 독립형 안테나 감시장치를 PSR 제어보드(Control board)와 결합하여 안테나 감시 기능을 갖는 중계기(210)로 구현한 것이다.
도 8을 참조하면, 도너 안테나(20)는 외부 무선망과 연결되는 지향성 안테나이고, 공공안전망(PSR)용 중계기(210)는 무선 카플러(130)와 마스터 유닛(110)을 공공안전망용 중계기(210)에 내장시켜 분산 서비스 안테나의 상태와 중계기의 상태를 동시에 모니터링할 수 있도록 된 것이다. 무선 분배기(35)는 중계기(210)와 서비스 안테나(40-1~40-N) 사이에 동축 케이블로 연결되어 중계기(210)측으로부터 전송된 무선신호를 분배하여 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로 전달하고 서비스 안테나(40-1~40-N)측으로부터 수신된 무선신호를 합성하여 중계기(210)로 전송한다.
N개의 서비스 안테나(40-1~40-N)는 건물의 내부 각 층에 분산 설치된 전방향 안테나로서, 중계기(210)의 감시용 무선신호를 리모트 유닛(120-1~120-K)측으로 전송하고, 리모트 유닛(120-1~120-K)으로부터 수신된 감시용 무선신호를 무선 분배기(35)를 통해 중계기(210)로 전달한다.
제2 실시예의 공공안전망용 중계기(210)는 도너 안테나 측으로부터 수신된 공공안전망용 무선신호를 서비스 안테나 측으로 전달하고 무선 안테나 측으로부터 수신된 무선신호를 도너 안테나측으로 전달하는 신호 중계부(211)와, 서비스 안테나측으로 감시용 무선신호를 커플링하는 무선 커플러(212)와, 감시용 무선신호를 송수신하는 무선 트랜시버(213)와, CPU로 구현된 마스터 제어부(214), 이더넷 드라이버(215)로 구성된다.
무선 커플러(212)는 감시용 무선신호를 커플링하여 무선 트랜시버(213)로 전달하고, 무선 트랜시버(213)는 무선 커플러(212)를 통해 진단 패킷이 실린 무선신호을 서비스 안테나측으로 전송하고, 서비스 안테나측으로부터 응답 패킷이 실린 무선신호를 수신한 후 업링크 수신신호강도(RSSI_U)와 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 비교 분석하여 분산 서비스 안테나들의 상태를 모니터링한다.
이와 같이 구성되는 제2 실시예의 안테나 감시 장치(200)는 도 9에 도시된 바와 같이, 관리자 단말기(150), 모니터링 서버(140), 공공안전망용(PSR) 중계기(210), 리모트 유닛(120) 사이의 메시지 전송을 통해 처리된다.
도 9를 참조하면, 공공안전망용 중계기(210)가 진단 패킷을 생성하여 무선 커플러(212)와 무선 분배기(35) 및 서비스 안테나(40-1~40-N)를 거쳐 리모트 유닛(120)으로 송신한다(S201,S202).
리모트 유닛(120)은 진단 패킷을 수신한 후 이를 분해 및 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한다(S203,S204).
리모트 유닛(120)이 다운링크 수신강도(RSSI_D)를 포함하는 응답 패킷을 조립한 후 송신 타임 슬롯에 응답 패킷을 해당 서비스 안테나(40-1~40-N)와 분배기(35) 및 무선 커플러(130)를 통해 중계기(210)로 전송한다(S205,S206).
중계기(210)는 리모트 유닛(120)으로부터 응답 패킷을 수신한 후 분해 및 분석하여 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 측정한다(S207,S208).
중계기(210)가 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)와 업링크 수신신호강도(RSSI_U)의 비를 소정의 기준값과 비교하여 분산 서비스 안테나들의 장애여부를 판단하고, 신호중계부(211)로부터 중계기 검출신호를 수집 및 분석하여 중계기 장애여부를 판단한다(S209~S211).
중계기(210)가 진단 결과를 모니터링 서버(140)로 전송하고, 모니터링 서버(140)가 로그분석, 통계처리 및 시각화하여 웹을 통해 공개함과 아울러 관리자단말(150)로 전송한다(S212~S216). 이에 따라 관리자는 모니터링 서버(140)에 접속하여 분산 안테나 시스템의 상태를 모니터링할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선 트랜시버(RF Transceiver)를 이용한 분산 안테나 감시장치는 850~1050 MHz를 사용하는 무선 트랜시버(RF Transceiver)를 이용한 통신 방식을 적용하여 신호 감쇄가 적고 원거리 서비스가 가능하며 기본 동작전원으로 배터리(battery)를 사용하고 보조전원으로 에너지 하비스트 2차 배터리(ergy harvest lithium battery)를 병행 사용하여 안정적인 동작과 오랜 사용시간을 구현할 수 있다.
또한 안테나(Antenna)를 통하여 통신하므로 동축선로뿐만 아니라 안테나(Antenna)의 특성까지 감시할 수 있고, 마스터 유닛(Master unit)과 리모트 유닛(Remote unit)의 무선 트랜시버(RF Transceiver)가 양방향 통신하여 안테나의 양방향 특성을 측정할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
20: 도너 안테나
30,210: PSR 중계기
35: 무선 분배기 40-1~40-N: 서비스 안테나
100,200: 분산 안테나 감시장치 110: 마스터 유닛
120,120-1~120-K: 리모트 유닛 130: 무선 카플러
140: 모니터링 서버 150: 관리자 단말
35: 무선 분배기 40-1~40-N: 서비스 안테나
100,200: 분산 안테나 감시장치 110: 마스터 유닛
120,120-1~120-K: 리모트 유닛 130: 무선 카플러
140: 모니터링 서버 150: 관리자 단말
Claims (5)
- 건물의 내부 각 층에 분산 설치된 N개의 서비스 안테나와, 도너 안테나와 동축 케이블로 연결되어 도너 안테나로부터 수신된 무선신호를 서비스 안테나 측으로 전달하고, 서비스 안테나로부터 수신된 무선신호를 도너 안테나측으로 전달하는 공공안전망용 중계기와, 중계기와 서비스 안테나 사이에 동축 케이블로 연결되어 중계기측으로부터 전송된 무선신호를 분배하여 서비스 안테나측으로 전달하고 서비스 안테나측으로부터 수신된 무선신호를 합성하여 중계기로 전송하는 무선 분배기로 이루어진 공공안전통신망에 있어서,
상기 서비스 안테나측으로 송수신되는 감시용 무선신호를 커플링하기 위한 무선 커플러;
진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 상기 무선 커플러를 통해 서비스 안테나측으로 전송하고, 서비스 안테나측으로부터 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신한 후 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 측정하고, 측정된 업링크 수신신호강도(RSSI_U)와 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 분석하여 분산 서비스 안테나들의 상태를 모니터링하기 위한 마스터 유닛;
상기 서비스 안테나와 무선링크로 연결되어 상기 마스터 유닛이 전송한 진단 패킷이 실린 감시용 무선신호를 수신하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정한 후 측정된 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 패킷을 조립하여 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 상기 마스터 유닛으로 전송하는 복수의 리모트 유닛; 및
상기 마스터 유닛과 통신망으로 연결되어 분산 안테나 상태 정보를 통계처리 및 시각화하여 관리자 단말로 모니터링할 수 있게 하는 모니터링 서버를 포함하는 공공안전망용 분산 안테나 감시장치. - 제1항에 있어서, 상기 무선 카플러와 상기 마스터 유닛은 공공안전망용 중계기에 내장되어 분산 서비스 안테나의 상태와 중계기의 상태를 동시에 모니터링할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공공안전망용 분산 안테나 감시장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마스터 유닛은
상기 모니터링 서버와 TCP/IP 방식으로 통신하기 위한 이더넷 드라이버와,
진단 페이로드를 생성하고 응답 페이로드를 분석하여 장애여부를 판단하며 상기 이더넷 드라이버를 통해 모니터링 서버측으로 안테나 감시 정보를 전송하는 마스터 제어부와,
상기 마스터 제어부의 제어에 따라 진단 페이로드를 통신 프로토콜에 따른 진단 패킷으로 조립하고 응답 패킷을 분해하여 응답 페이로드를 추출하는 프로토콜 처리기와,
상기 진단 패킷을 감시용 무선신호로 송신하고 수신된 감시용 무선신호에서 응답 패킷을 추출하는 무선(RF)모듈과,
감시용 무선신호를 분리 및 합성하는 무선 스프릿터로 구성된 것을 특징으로 하는 공공안전망용 분산 안테나 감시장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 리모트 유닛은
감시용 무선신호를 수신하여 진단 패킷을 추출하고, 응답 패킷이 실린 감시용 무선신호를 송신하는 무선(RF)모듈과,
상기 진단 패킷을 분해하여 진단 페이로드를 추출하고, 응답 페이로드를 통신 프로토콜에 따른 응답 패킷으로 조립하는 프로토콜 처리기와,
상기 진단 페이로드를 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하고, 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)가 포함된 응답 페이로드를 생성하여 상기 프로토콜 처리기로 전달하는 리모트 제어부와,
상기 리모트 유닛에서 필요로 하는 전원을 공급하기 위한 전원부로 구성된 것을 특징으로 하는 공공안전망용 분산 안테나 감시장치. - 마스터 유닛이 진단 패킷을 생성하여 리모트 유닛으로 송신하는 단계;
상기 리모트 유닛이 진단 패킷을 분해 및 분석하여 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하는 단계;
상기 리모트 유닛이 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)를 포함하는 응답 패킷을 생성하는 단계;
상기 리모트 유닛이 상기 응답 패킷을 해당 서비스 안테나를 통해 상기 마스터 유닛으로 전송하는 단계;
상기 마스터 유닛이 응답 패킷을 분해하여 업링크 수신신호강도(RSSI_D)를 측정하는 단계;
상기 마스터 유닛이 다운링크 수신신호강도(RSSI_D)와 업링크 수신신호강도(RSSI_U)를 분석하여 분산 서비스 안테나들의 장애 여부를 판단하는 단계;
상기 마스터 유닛이 안테나 진단 결과를 모니터링 서버로 전송하는 단계; 및
상기 모니터링 서버가 안테나 진단 정보를 통계처리 및 시각화하여 관리자에게 통지하는 단계를 포함하는 공공안전망용 분산 안테나 감시 방법.
Priority Applications (2)
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| KR1020210050973A KR102479416B1 (ko) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치 및 방법 |
| US17/482,554 US11889333B2 (en) | 2021-04-20 | 2021-09-23 | Distributed antenna monitoring apparatus used for public safety radio network, and method therefor |
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| KR1020210050973A KR102479416B1 (ko) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 공공안전망용 분산 안테나 감시 장치 및 방법 |
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| KR20210006131A (ko) * | 2019-07-08 | 2021-01-18 | 주식회사 쏠리드 | 기지국 인터페이스 모듈 및 이를 포함하는 분산 안테나 시스템 |
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| US9020555B2 (en) * | 2010-04-05 | 2015-04-28 | Intel Corporation | System and method for performance enhancement in heterogeneous wireless access network employing distributed antenna system |
| CN104579441B (zh) * | 2014-12-29 | 2018-01-23 | 三维通信股份有限公司 | 一种室内das系统与小基站下行干扰避免方法 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200006402A (ko) * | 2018-07-10 | 2020-01-20 | 주식회사 쏠리드 | 분산 안테나 시스템 및 분산 안테나 시스템의 동작 방법 |
| KR20210006131A (ko) * | 2019-07-08 | 2021-01-18 | 주식회사 쏠리드 | 기지국 인터페이스 모듈 및 이를 포함하는 분산 안테나 시스템 |
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| Publication number | Publication date |
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