WO2018199461A1 - 무선 중계 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

무선 중계 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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    • H04W56/0045—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay compensating for timing error by altering transmission time

Definitions

  • the present invention relates to a wireless relay device and a method of operating the same.
  • radio waves emitted from base stations of mobile communication systems are difficult to reach inside of large buildings or to areas such as tunnels or subways behind mountains or hills, and these areas are likely to be unstable for mobile communication. Therefore, shadowed areas exist due to problems such as the location and topography of the base station.
  • a repeater that can cover the shadow area that can not be called with low prices and weak radio waves is used.
  • the in-building optical repeater is a device for supplementing a shadow area in a building and eliminating a Voice of Customer (VOC). It is common to establish a radio coverage by wiring an RF (Radio Frequency) cable and installing an antenna in a building. However, when the cable wiring in the building is limited or covers a small shadow area, a donor antenna is installed outside the building to receive the signal from the base station through wireless RF and transmit it into the building, and a service antenna Use an RF repeater that provides wireless coverage through.
  • RF Radio Frequency
  • LTE Long Term Evolution
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • the RF repeater needs to operate in synchronization with the base station according to uplink and downlink transmission timings (Time-Sync, T-Sync).
  • An object of the present invention is to provide a wireless relay apparatus and a method of operating a donor unit and a service unit, which transmit and receive a communication signal using an analog transmission method using an intermediate frequency (IF).
  • IF intermediate frequency
  • the wireless relay device is a wireless relay device for relaying a communication signal between the base station and the terminal, a donor unit for transmitting and receiving radio frequency signals with the base station, and the transmission and reception of the analog transmission signal with the donor unit And at least one service unit for transmitting and receiving the radio frequency signal with the terminal, wherein the analog transmission signal is combined with an intermediate frequency (IF) signal and a time synchronization signal converted from the radio frequency signal, and The time synchronization signal is used for time division duplex (TDD) synchronization control in the donor unit and the at least one service unit.
  • IF intermediate frequency
  • TDD time division duplex
  • the at least one service unit separates the time synchronization signal from the analog transmission signal, extracts the intermediate frequency (IF) signal, converts the intermediate frequency (IF) signal into the radio frequency signal, and transmits the signal to the terminal. Can be.
  • the time synchronization signal may be detected from the converted intermediate frequency (IF) signal.
  • the analog transmission signal may combine the intermediate frequency (IF) signal with the time synchronization signal using a frequency multiplexing technique.
  • IF intermediate frequency
  • the donor unit and the at least one service unit perform time division duplex (TDD) synchronous control based on a reference signal and the time synchronization signal, wherein the reference signal is periodically performed by the donor unit and the at least one service unit.
  • TDD time division duplex
  • the analog transmission signal may be combined with the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal using a wavelength division multiplexing (WDM) technique.
  • IF intermediate frequency
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the analog transmission signal may include the intermediate frequency (IF) signal in the form of an analog optical signal and the time synchronization signal in the form of a digital optical signal.
  • IF intermediate frequency
  • the donor unit includes at least one donor antenna for transmitting and receiving an uplink radio frequency signal and a downlink radio frequency signal with the base station, and an intermediate frequency (IF) for converting the downlink radio frequency signal into the intermediate frequency (IF) signal.
  • a converting unit, a time synchronizing signal extracting unit extracting the time synchronizing signal from the intermediate frequency (IF) signal, a reference signal shared with the service unit, and an uplink path and a downlink path for setting the downlink path
  • a transmission / reception control unit controlling transmission / reception switching operation, a first digital analog conversion unit converting the time synchronization signal into an analog signal, the downlink that combines or multiplexes the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal converted into the analog signal
  • An analog transmitter for transmitting to a service unit, an analog receiver for receiving an uplink analog transmission signal of the intermediate frequency (IF) band from the service unit, and an uplink analog transmission signal of the intermediate frequency (IF) band for a service frequency band It may include a
  • the donor unit includes at least one donor antenna for transmitting and receiving an uplink radio frequency signal and a downlink radio frequency signal with the base station, and an analog receiver for receiving an uplink analog transmission signal of the intermediate frequency (IF) band from the service unit.
  • a radio frequency converter converting the uplink analog transmission signal of the intermediate frequency (IF) band into a radio frequency signal of a service frequency band, and an intermediate frequency converting the downlink radio frequency signal into the intermediate frequency (IF) signal ( IF) converter, a time synchronization signal extractor for extracting the time synchronization signal from the intermediate frequency (IF) converter, an uplink path and a downlink path based on the reference signal shared with the service unit and the time synchronization signal;
  • Transmission and reception control unit for controlling transmission and reception switching operation, and analog
  • the optical signal coupling unit may transmit an optical transmission signal including the intermediate frequency (IF) signal, which is a log optical transmission signal, and the time synchronization signal, which is a digital optical transmission signal, to the service unit through the analog transmission cable.
  • the service unit receives at least one service antenna for transmitting and receiving an uplink radio frequency signal and a downlink radio frequency signal with the terminal, a downlink analog transmission signal from the donor unit, and converts the downlink analog transmission signal into an intermediate frequency.
  • An analog receiver for separating an IF signal and a time synchronization signal, a radio frequency converter for converting the intermediate frequency IF signal into the downlink radio frequency signal of a service frequency band, and converting the time synchronization signal into a digital signal
  • Received Uplink Radio Frequency Signals May include an intermediate frequency (IF) intermediate frequency (IF) converter for converting into a signal, and the analog transmission unit configured to transmit the intermediate frequency (IF) signal to the donor unit via an analog transmission cable.
  • IF
  • the service unit may include at least one service antenna for transmitting and receiving an uplink radio frequency signal and a downlink radio frequency signal with the terminal, an intermediate frequency (IF) signal that is an analog optical transmission signal from the donor unit, and a digital optical transmission signal.
  • An optical signal separation unit configured to receive an optical transmission signal including the time synchronization signal and to separately output the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal, and output the intermediate frequency (IF) signal to the downlink of a service frequency band;
  • a radio frequency converter converting a link radio frequency signal, a transmission / reception control unit for controlling a transmission / reception switching operation for establishing an uplink path and a downlink path based on the time synchronization signal and a reference signal shared with the donor unit, and the service antenna
  • IF intermediate frequency
  • a method of operating a donor unit includes a donor unit for transmitting and receiving a radio frequency signal with a base station, and a service unit for transmitting and receiving the radio frequency signal with a terminal.
  • a method of operation comprising: receiving a radio frequency signal from the base station, converting the radio frequency signal into an intermediate frequency (IF) signal, and generating an analog transmission signal comprising a time synchronization signal and the intermediate frequency (IF) signal And transmitting the analog transmission signal to the service unit via an analog cable.
  • IF intermediate frequency
  • the analog transmission signal may be generated by combining or multiplexing the analog time synchronization signal and the intermediate frequency (IF) signal.
  • the generating of the analog transmission signal may include generating an analog transmission signal combining the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal using a wavelength division multiplexing (WDM) technique.
  • IF intermediate frequency
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the analog transmission cable is an optical cable
  • the generating of the analog transmission signal may include generating the intermediate frequency (IF) signal as an analog optical signal, generating the time synchronization signal as a digital optical transmission signal, and the analog optical signal and the digital optical transmission. Generating the analog transmission signal including a signal, wherein the transmitting may simultaneously transmit the analog optical signal and the digital optical transmission signal through different optical wavelengths.
  • IF intermediate frequency
  • a method of operating a donor unit includes a donor unit for transmitting and receiving a radio frequency signal with a base station, and a service unit for transmitting and receiving the radio frequency signal with a terminal.
  • a method of operation comprising: receiving an analog transmission signal from the donor unit via an analog cable, separating a time synchronization signal from the analog transmission signal, and pre-defined an intermediate frequency (IF) signal from which the time synchronization signal is separated Converting to a radio frequency signal of a frequency band, and transmitting the converted radio frequency signal to the service unit, wherein the time synchronization signal is time-division duplex communication in the donor unit and the service unit; Duplex, TDD) is used for synchronous control.
  • IF intermediate frequency
  • the analog transmission cable is an optical cable
  • the analog transmission signal may include an intermediate frequency (IF) signal in the form of an analog optical signal and a time synchronization signal in the form of a digital optical transmission signal simultaneously received through different optical wavelengths.
  • IF intermediate frequency
  • the wireless relay device in the wireless relay device for relaying a communication signal between the base station and the terminal, a donor unit for transmitting and receiving radio frequency signals of at least two different service bands and the base station, and And at least one service unit connected to the donor unit and transmitting and receiving the radio frequency signal to and from the terminal, wherein the donor unit and the at least one service unit are wireless in a first service band among the at least two service bands.
  • Signal in the service unit Claim 1 is converted into RF signals in the service band is converted in the transmission or the donor unit to the mobile station to a radio frequency signal of the first service zone is sent to the base station.
  • IF Itermediate Frequency
  • the donor unit and the at least one service unit may include an intermediate frequency (IF) signal obtained by converting a radio frequency signal of the first service band and a time synchronization signal extracted from the intermediate frequency (IF) signal. Can transmit and receive.
  • IF intermediate frequency
  • the donor unit and the at least one service unit may transmit and receive the intermediate frequency (IF) signal through the analog transmission cable, and transmit and receive the time synchronization signal through a frequency-shift keying modem. .
  • IF intermediate frequency
  • the donor unit and the at least one service unit may transmit and receive an analog transmission signal combining the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal using a frequency multiplexing technique.
  • IF intermediate frequency
  • the donor unit and the at least one service unit may transmit and receive an analog transmission signal combining the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal using a wavelength division multiplexing (WDM) technique.
  • IF intermediate frequency
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the donor unit and the at least one service unit transmit and receive the intermediate frequency (IF) signal by an analog optical transmission method, transmit and receive the time synchronization signal by a digital optical transmission method, and the intermediate frequency (IF) signal and the The time synchronization signal may be simultaneously transmitted and received.
  • IF intermediate frequency
  • a method of operating a donor unit includes a donor unit for transmitting and receiving a radio frequency signal with a base station, and a service unit for transmitting and receiving the radio frequency signal with a terminal.
  • a method of operation when the service band of the radio frequency signal received from the base station is a first service band of two or more different radio frequency bands that can be transmitted and received with the base station, the radio frequency signal as an intermediate frequency (Itermediate Frequency, IF) signal Converting, transmitting the intermediate frequency (IF) signal to the service unit through an analog transmission cable, and if the service band is a frequency band other than the first service band, the received radio frequency signal is Service above via analog transmission cable Transmitting to the switch unit.
  • Itermediate Frequency, IF intermediate Frequency
  • the transmitting of the intermediate frequency (IF) signal to the service unit through an analog transmission cable may include: transmitting a time synchronization signal extracted from the intermediate frequency (IF) signal and the intermediate frequency (IF) signal in a first transmission scheme; A transmission method selected from a second transmission method and a third transmission method, wherein the first transmission method includes an analog transmission method in which the intermediate frequency (IF) signal and the time synchronization signal are combined or multiplexed;
  • the intermediate frequency (IF) signal is transmitted through an analog transmission cable and the time synchronization signal is transmitted through a frequency-shift keying (FSK) modem.
  • the intermediate frequency (IF) signal may be transmitted by an analog optical transmission method, and the time synchronization signal may be transmitted by a digital optical transmission method.
  • a 5G millimeter wave service may be provided by transferring a signal of a base station received by wireless RF into a building.
  • the timing of the RF repeater and the base station can be matched by extracting and providing the uplink and downlink transmission timings from the signal of the base station operating in TDD. Therefore, when building in-building coverage is limited in the cable wiring in the building or cover a small shadow area, it is possible to drastically reduce the construction time and cost.
  • the existing LTE, 3G base station signal can also be integrated service.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wireless relay system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a wireless relay system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a donor unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of a donor unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a detailed configuration of a donor unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a donor unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a series of procedures of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a series of procedures of a wireless relay method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a wireless relay method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a wireless relay method according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a block diagram showing a hardware configuration of a wireless relay apparatus to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • ... unit means a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. Can be.
  • a terminal includes a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), a user equipment (User Equipment). It may also refer to a user equipment (UE), an access terminal (AT), and the like, and may include all or some functions of a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user device, and the like.
  • a base station is an access point (AP), a radio access station (Radio Access Station, RAS), a Node B (Node B), a base transceiver station (Base Transceiver Station, BTS), MMR ( Mobile MultihopRelay) -BS and the like, and may include all or some of the functions of an access point, a radio access station, a NodeB, a base transceiver station, an MMR-BS, and the like.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wireless relay system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a wireless relay system according to another embodiment of the present invention.
  • a wireless relay system includes a wireless relay device 10, a base station 20, and a terminal 30.
  • the wireless relay device 10 relays a communication signal transmitted and received between the base station 20 and the terminal 30.
  • the wireless relay device 10 uses a time division duplex (TDD) scheme.
  • TDD time division duplex
  • the TDD scheme is a bidirectional transmission scheme in which uplink transmission and downlink transmission are alternately assigned in time in the same frequency band.
  • the wireless relay device 10 includes a donor unit 100, a service unit 200, and an analog transmission cable 300.
  • the donor unit 100 and the service unit 200 are connected through an analog transmission cable 300.
  • the donor unit 100 is installed outside of a building, for example, on the roof of a building, and the service unit 200 is installed in a building.
  • a plurality of service units 200 may be connected to one donor unit 100.
  • the donor unit 100 transmits and receives a communication signal with the base station 20, and the service unit 200 transmits and receives a communication signal with the terminal 30.
  • the base station 20 and the donor unit 100 communicate using the service frequency signal
  • the donor unit 100 and the service unit 200 communicate using the transmission frequency signal
  • the service unit 200 and the terminal 30 communicates using a service frequency signal.
  • the service frequency signal may be a 5G signal of a millimeter wave (mmWave) band. According to another embodiment, the service frequency signal may be a signal of 30 ⁇ 300GHz ultra-high frequency band.
  • mmWave millimeter wave
  • the service frequency signal may be a signal of 30 ⁇ 300GHz ultra-high frequency band.
  • the transmission frequency signal may be an analog intermediate frequency (hereinafter, referred to as IF) signal.
  • IF analog intermediate frequency
  • the donor unit 100 and the service unit 200 perform downlink transmission relay and uplink transmission relay.
  • the donor unit 100 receives an RF (Radio Frequency) signal transmitted from the base station 20 and converts it into an analog IF signal.
  • the donor unit 100 detects a timing sync signal from the analog IF signal, generates an analog transmission signal including the time synchronization signal and the analog IF signal, and transmits the analog transmission signal to the service unit 200 through the analog transmission cable 300. send.
  • RF Radio Frequency
  • the service unit 200 separates the time synchronization signal from the analog transmission signal received through the analog transmission cable 300.
  • the service unit 200 converts the analog IF signal from which the time synchronization signal is separated into an RF signal and wirelessly transmits the RF signal to the terminal 30.
  • the service unit 200 converts an RF signal received from the terminal 30 into an analog IF signal and transmits the converted RF signal to the donor unit 100 through the analog transmission cable 300.
  • the donor unit 100 converts the analog IF signal received from the service unit 200 into an RF signal and transmits the RF signal to the base station 20.
  • the time synchronization signal is used by the donor unit 100 and the service unit 200 to control timing synchronization for uplink transmission and downlink transmission.
  • the analog transmission cable 300 is a medium for transmitting an analog IF signal, and may include, for example, an RF cable and an optical cable.
  • the wireless relay device 10 since the wireless relay device 10 according to the embodiment of the present invention transmits and receives an analog IF signal between the donor unit 100 and the service unit 200, the transmission distance limitation when the millimeter wave is transmitted through the RF cable in the related art. The problem caused by performance deterioration can be solved.
  • the donor unit 100 shares the time synchronization signal detected by the RF signal received from the base station 20 with the service unit 200, so that the operation can be performed in synchronization with the base station.
  • the detailed configuration of the donor unit 100 will be described with reference to FIGS. 3 to 6, and the detailed configuration of the service unit 200 will be described with reference to FIGS. 7 to 10.
  • Figure 3 is a block diagram showing the detailed configuration of the donor unit according to an embodiment of the present invention.
  • the donor unit 100 includes a donor antenna 101, a transmission / reception switching unit 103, a reception unit 105, a transmission unit 107, a transmission / reception control unit 109, an IF conversion unit 111, and time synchronization.
  • a signal extracting unit 113, a first digital analog converter (hereinafter referred to as DAC) 115, an analog transmitting unit 117, a reference signal providing unit 119, A second DAC 121, an analog receiver 123, and an RF converter 125 are included.
  • the donor antenna 101 is an RF antenna that enables transmission and reception of RF signals through an aerial line with the base station 20.
  • the donor antenna 101 receives the RF signal from the base station 20 to form a downlink signal path, and transmits the RF signal received from the terminal 30 through the service unit 200 to the base station 20 to uplink. Form a signal path.
  • the transmission / reception switching unit 103 divides the input RF signal into a downlink signal and an uplink signal by a switching signal.
  • the transmission / reception switching unit 103 switches or transmits or transmits a transmission / reception path according to the switching signal from the transmission / reception control unit 109. That is, when the switching signal for downlink control is input from the transmission / reception control unit 109, the transmission / reception switching unit 103 connects a reception path from the donor antenna 101 to the reception unit 105.
  • the transmission and reception switching unit 103 connects a transmission path from the transmission unit 107 to the donor antenna 101 when a switching signal for uplink control is input from the transmission and reception control unit 109.
  • the receiving unit 105 and the transmitting unit 107 may include various filters, converters, or amplifiers necessary for processing the communication signal after the communication signal is received or before transmission, or perform an operation corresponding thereto.
  • the transmission / reception control unit 109 generates a switching signal for switching a transmission / reception path based on the time synchronization signal input from the time synchronization signal extractor 113 and the reference signal input from the reference signal providing unit 119, and then transmits / receives the switching unit 103.
  • the IF converter 111 converts the RF signal of the first service band received from the receiver 105 into an IF signal.
  • the first service band may include a millimeter wave band or an ultra high frequency band.
  • the time synchronization signal extractor 113 extracts the time synchronization signal from the IF signal output from the IF converter 111. At this time, since the extracted time synchronization signal is a digital signal, it is converted into an analog signal through the first DAC 115 and output to the analog transmitter 117.
  • the time synchronization signal extractor 113 extracts the time synchronization signal from the IF signal in various embodiments.
  • the time synchronization signal extractor 113 demodulates the IF signal to extract and analyze the synchronization to obtain the synchronization. That is, the starting points of the downlink signal and the uplink signal included in the IF signal are calculated.
  • the modulation scheme of the base station 20 is already known, and the time synchronization signal extractor 113 detects the time synchronization signal based on the modulation scheme of the base station 20.
  • various time synchronization detection modules already disclosed can be used.
  • the analog transmitter 117 generates an analog transmission signal including an IF signal output from the IF converter 111 and a time synchronization signal output from the first DAC 115.
  • Such analog transmission signal may include a single line analog transmission signal.
  • the analog transmitter 117 may multiplex the IF signal and the time synchronization signal.
  • the time synchronization signal may be transmitted through any first frequency band adjacent to the IF band.
  • the time synchronization signal may be transmitted through any frequency band among a plurality of frequency bands usable in the analog transmission cable 300.
  • the analog transmission unit 117 transmits the analog transmission signal combined or multiplexed with the IF signal and the time synchronization signal to the service unit 200 through the analog transmission cable 300.
  • the analog transmitter 117 may transmit the IF signal through the analog transmission cable 300 and transmit the time synchronization signal in a frequency-shift keying (FSK) scheme.
  • FSK frequency-shift keying
  • the analog transmitter 117 may generate and transmit an analog transmission signal in which an IF signal and a time synchronization signal are combined or multiplexed using a wavelength division multiplexing (WDM) technique.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the analog transmission cable 300 is an optical cable
  • an optical module (not shown) is mounted at the rear end of the analog transmission unit 117, and the analog transmission signal is converted to all-optical light, and then the service unit ( 200).
  • the reference signal providing unit 119 outputs a reference signal for downlink switching and uplink switching to the transmission / reception control unit 109.
  • the reference signal providing unit 119 generates a reference signal, converts it into an analog signal through the second DAC 121, and outputs the analog signal to the analog transmission unit 117.
  • the reference signal providing unit 119 may output a reference signal obtained through the base station 20 or may be generated by a predetermined algorithm.
  • the analog transmitter 117 transmits the reference signal output from the reference signal provider 119 to the service unit 200 through the analog transmission cable 300.
  • the analog receiver 123 receives an analog transmission signal from the service unit 200 through the analog transmission cable 300.
  • the RF converter 125 converts the analog transmission signal received from the analog receiver 123 into an RF signal and outputs the RF signal to the transmitter 107.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a donor unit according to another embodiment of the present invention, and corresponds to an embodiment for receiving a reference signal from a service unit.
  • the donor unit 100 includes a donor antenna 101, a transmission / reception switching unit 103, a reception unit 105, a transmission unit 107, a transmission / reception control unit 109, an IF conversion unit 111, and time synchronization.
  • 'ADC' analog-to-digital converter Digital Converter
  • the reference signal providing unit 119 receives a reference signal transmitted from the service unit 200 from the analog receiver 123.
  • the analog reference signal is converted into a digital signal through the ADC 127 and output to the transmission / reception control unit 109.
  • the donor unit 100 and the service unit 200 may have a 1: 1 mapping.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a donor unit according to another embodiment of the present invention, and corresponds to a case of transmitting and receiving data signals and control signals as separate optical signals in an optical transmission scheme.
  • the data signal may mean an IF signal
  • the control signal may mean a time synchronization signal.
  • the donor unit 100 includes a donor antenna 101, a transmission / reception switching unit 103, a reception unit 105, a transmission unit 107, a transmission / reception control unit 109, an IF converter 111, and time synchronization.
  • Signal extractor 113, analog transmitter 117, reference signal provider 119, analog receiver 123, RF converter 125, digital optical transceiver 129 and optical signal combiner 131 It includes.
  • the description of the same components 101, 103, 105, 107, 109, 111, 113, 123, and 125 similar to those of FIGS. 3 and 4 will be omitted.
  • the analog transmitter 117 outputs an IF signal (ie, a data signal) output from the IF converter 111 to the optical signal combiner 131.
  • an IF signal ie, a data signal
  • the digital optical transceiver 129 outputs the time synchronization signal output from the time synchronization signal extractor 113 to the optical signal combiner 131.
  • the optical signal combiner 131 generates an IF signal output from the analog transmitter 117 and a time synchronizing signal output from the digital optical transceiver 129 as an optical combined signal, thereby providing a service unit through the analog transmission cable 300. Send to (200).
  • the optical signal combiner 131 may be implemented as a wavelength division multiplexing (WDM) modem.
  • the optical signal combiner 131 transmits the wavelength division multiplexed IF signal and the time synchronization signal to the service unit 200 through the analog transmission cable 300 which is an optical cable.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the optical signal combiner 131 may simultaneously transmit and receive an analog optical signal and a digital optical signal.
  • the optical signal combiner 131 may simultaneously transmit an IF signal in the form of an analog signal and a time synchronization signal in the form of a digital signal to the service unit 200 in a wavelength division multiplex (WDM) method.
  • WDM wavelength division multiplex
  • the digital optical transceiver 129 transmits the digital reference signal output from the reference signal provider 119 to the service unit 200 through the analog transmission cable 300.
  • the reference signal received from the service unit 200 through the analog transmission cable 300 may be output to the reference signal providing unit 119.
  • the analog transmission cable 300 is an optical cable
  • the analog transmission unit 117 corresponds to an analog optical transmission unit
  • the analog receiver 123 corresponds to an analog optical reception unit.
  • the reference signal provider 119 may generate a reference signal and transmit the reference signal to the service unit 200 through the digital optical transceiver 129 and the optical signal combiner 131.
  • the reference signal may be transmitted through an optical wavelength different from the IF signal and the time synchronization signal.
  • the reference signal provider 119 may receive a reference signal from the service unit 200 through the digital optical transceiver 129.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a donor unit according to another embodiment of the present invention, and corresponds to an embodiment capable of accommodating different frequency bands. 6 may be implemented in the configuration of FIGS. 3, 4, and 5, respectively. In this case, the description of the same components as those of FIG. 3 will be omitted.
  • the receiver 105 checks the frequency band of the RF signal received through the donor antenna 101, and outputs the received RF signal to the IF converter 111 when the first service band is defined. RF signals of the remaining service bands excluding the first service band are output to the analog transmitter 117.
  • the donor antenna 101 may include a dedicated single antenna for the first service band and multiple antennas for at least one service band except for the first service band.
  • the receiver 105 may include a plurality of n band pass filter units 105a, 105b, and 105c for filtering different frequency bands.
  • the first band pass filter unit 105a filters the first RF signal input from the transmission / reception switching unit 103 and outputs it to the IF converter 111.
  • the first RF signal may include a 5G signal of a millimeter wave band.
  • the second band pass filter unit 105b filters the second RF signal input from the transmission and reception switching unit 103 and outputs the second RF signal to the analog transmission unit 117.
  • the third band pass filter unit 105c filters the third RF signal input from the transmission and reception switching unit 103 and outputs the third RF signal to the analog transmission unit 117.
  • the second RF signal and the third RF signal may use a Long Term Evolution (LTE) frequency, a 3G frequency, or the like.
  • LTE Long Term Evolution
  • the RF signal using a specific frequency may be converted into an IF signal, and the RF signals of the remaining service bands may be output as they are originally transmitted through the analog transmitter 117.
  • the RF signal received from the LTE and 3G base stations is transmitted as an analog transmission without changing the IF signal into the IF signal
  • the signals of the LTE and 3G base stations as well as the signals of the 5G base station are integrated. Service is available.
  • the service unit 200 includes a reception and transmission configuration corresponding to the embodiment of the donor unit 100 described so far, and will be described for each embodiment as follows.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to an embodiment of the present invention, and corresponds to the embodiment of FIG.
  • the service unit 200 includes an analog receiver 201, an RF converter 203, a transmitter 205, a receiver 207, a transmit / receive switch 209, a service antenna 211, and a first antenna.
  • the ADC 213 includes a transmission / reception control unit 215, a second ADC 217, a reference signal providing unit 219, an IF converter 221, and an analog transmitter 223.
  • the analog receiver 201 separates the IF signal and the time synchronization signal from the analog transmission signal received through the analog transmission cable 300.
  • the IF signal is output to the RF converter 203 and the time synchronization signal is output to the first ADC 213.
  • the analog receiver 201 corresponds to a component corresponding to the analog transmitter 223 of FIG. 3.
  • demultiplexing techniques can detect IF signals and time-synchronized signals transmitted over different frequency bands.
  • the analog receiver 201 outputs the reference signal received from the donor unit 100 to the second ADC 217.
  • the RF converter 203 converts the IF signal output from the signal separator 225 into an RF signal of a predetermined radio frequency band, that is, a service frequency band of the base station 20 and the terminal 30, and transmits the signal to the transmitter 205.
  • the transmitter 205 and the receiver 207 may include various filters, converters, or amplifiers necessary for processing the communication signal after the communication signal is received or before transmission, or perform an operation corresponding thereto.
  • the transmission / reception switching unit 209 divides the input RF signal into a downlink signal and an uplink signal by a switching signal.
  • the transmission and reception switching unit 209 connects a transmission path from the transmission unit 205 to the service antenna 211 when a switching signal for downlink control is input from the transmission and reception control unit 215.
  • the transmission / reception switching unit 209 connects a reception path from the service antenna 211 to the reception unit 207 when a switching signal for uplink control is input from the transmission / reception control unit 215.
  • the service antenna 211 radiates the RF signal signal-processed to the terminal 30 to a predetermined level.
  • the first ADC 213 converts the time synchronization signal output from the analog receiver 201 into a digital signal and outputs the digital signal to the transmission / reception control unit 215.
  • the transmission / reception control unit 215 generates a switching signal for switching uplink transmission and downlink transmission based on the time synchronization signal and the reference signal, and outputs the switching signal to the transmission / reception switching unit 209.
  • the second ADC 217 converts the reference signal output from the analog receiver 201 into a digital signal and outputs the digital signal to the reference signal provider 219.
  • the reference signal providing unit 219 receives a reference signal from the donor unit 100 through the analog receiving unit 201 and outputs the reference signal to the transmission / reception control unit 215.
  • the IF converter 221 converts the RF signal transmitted from the receiver 207 into an IF signal and outputs the signal to the analog transmitter 223.
  • the analog transmitter 223 transmits the IF signal to the donor unit 100.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a service unit according to another embodiment of the present invention, which corresponds to an embodiment in which a service unit provides a reference signal and corresponds to the embodiment of FIG. 4. In this case, the description of the same components as those of FIG. 7 will be omitted.
  • the service unit 200 includes an analog receiver 201, an RF converter 203, a transmitter 205, a receiver 207, a transmit / receive switch 209, a service antenna 211, and a first antenna.
  • the ADC 213 includes a transmission and reception control unit 215, a reference signal providing unit 219, an IF converter 221, an analog transmitter 223, and a DAC 225.
  • the reference signal provider 219 generates a reference signal for downlink switching and uplink switching and outputs the reference signal to the transmission / reception control unit 215. After converting the analog signal through the DAC 225, the analog signal may be transmitted to the donor unit 100 through the analog transmitter 223. In this case, the reference signal provider 219 may generate the reference signal by a predetermined algorithm.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to another embodiment of the present invention, and corresponds to a case of transmitting and receiving a data signal and a control signal as separate optical signals in an optical transmission scheme. Corresponds to. In this case, description of the same components as those of FIGS. 7 and 8 will be omitted.
  • the service unit 200 includes an analog receiver 201, an RF converter 203, a transmitter 205, a receiver 207, a transceiver switch 209, a service antenna 211, a transceiver controller 215, a reference signal.
  • a provider 219, an IF converter 221, an analog transmitter 223, an optical signal separator 225, and a digital optical transceiver 227 are included.
  • the optical signal separator 225 is a component corresponding to the optical signal combiner 131 of FIG. 5.
  • the optical signal separator 225 separates an optical signal having a wavelength division multiplex into an IF signal and a time synchronization signal using a demultiplexing technique.
  • the optical signal separator 225 outputs an IF signal to the analog receiver 201 and outputs a time synchronization signal to the digital optical transceiver 227.
  • the optical signal separator 225 receives the digital reference signal from the donor unit 100 through an optical wavelength different from the IF signal and the time synchronization signal, and provides the reference signal provider 219 through the digital optical transceiver 227. Can be printed as In addition, the optical signal separator 225 may transmit the reference signal generated by the reference signal provider 219 to the donor unit 100 through an optical wavelength.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a detailed configuration of a service unit according to another embodiment of the present invention, which corresponds to an embodiment capable of accommodating different frequency bands and corresponds to the implementation of FIG. 6.
  • the embodiment of FIG. 10 may be implemented in the configuration of FIGS. 7, 8, and 9, but FIG. 7 is illustrated as an example. In this case, the description of the same components as those of FIG. 7 will be omitted.
  • the analog receiver 201 when the analog receiver 201 is an analog transmission signal in which an IF signal (or data signal) and a time synchronization signal (or control signal) are combined, the analog receiver 201 separates the signal using a demultiplexing technique.
  • the IF signal is output to the determination unit 227, and the time synchronization signal is output to the first ADC 213.
  • the determination unit 227 is connected to the analog receiver 201 to distinguish the frequency band of the analog transmission signal input from the analog receiver 201.
  • the determination unit 227 includes a plurality of band pass filter units 227a, 227b, and 227c for passing a predetermined frequency.
  • the band pass filter units 227a, 227b, 227c correspond to the band pass filter units 105a, 105b, 105c in FIG.
  • the first bandpass filter unit 227a filters the analog transmission signal of the IF band and outputs the filtered signal to the RF converter 203.
  • the second bandpass filter unit 227b filters the second analog transmission signal
  • the third bandpass filter unit 227c filters the third analog transmission signal.
  • a plurality of second bandpass filter unit 227b and third bandpass filter unit 227c may exist, and output the filtered data signal of each radio frequency band to the transmitter 205 as it is.
  • the second analog transmission signal and the third analog transmission signal may each be an RF signal of a service frequency band, and each service frequency band may be a 3G frequency, an LTE frequency, or the like.
  • the RF converter 203 converts the IF signal passing through the first bandpass filter unit 227a into a service frequency band and then outputs it to the transmitter 205.
  • the service frequency band may be a millimeter wave band.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a series of procedures of a wireless relay method according to an embodiment of the present invention, showing a downlink process.
  • the donor unit 100 when the donor unit 100 receives the downlink RF signal from the base station 20 (S101), the donor unit 100 converts the downlink RF signal into an IF signal (S103).
  • the donor unit 100 detects the time synchronization signal from the converted IF signal (S103) (S105) and converts it into an analog signal (S107).
  • the donor unit 100 combines the IF signal converted in step S103 and the time synchronization signal detected in step S105 (S109) to generate an analog transmission signal.
  • the donor unit 100 transmits the analog transmission signal to the service unit 200 (S111).
  • the service unit 200 separates the time synchronization signal from the analog transmission signal (S113).
  • the service unit 200 converts the separated time synchronization signal into a digital signal (S115).
  • the service unit 200 performs switching control of uplink transmission and downlink transmission based on the digital time synchronization signal and the reference signal (S117).
  • the service unit 200 converts the IF signal from which the time synchronization signal is separated into an RF signal of a predetermined service frequency band in step S113 (S119).
  • the service unit 200 transmits the converted RF signal to the terminal 30 in step S119 (S121).
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a series of procedures of a wireless relay method according to another embodiment of the present invention, showing an uplink process.
  • the service unit 200 receives an uplink RF signal from a terminal (S201) and converts it to an IF signal (S203).
  • the service unit 200 transmits the converted analog IF signal to the donor unit 100 (S205).
  • the donor unit 100 converts the analog IF signal into an RF signal of a predetermined service frequency band (S207) and transmits the signal to the base station 20 (S209).
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a wireless relay method according to another embodiment of the present invention, and corresponds to a case where the donor unit 100 processes signals of a plurality of different frequency bands.
  • the donor unit 100 determines whether the frequency band is a millimeter wave band (S303). At this time, if the millimeter wave band, the RF signal is converted into an IF signal (S305), and if it is not the millimeter wave band, the received RF signal is transmitted to the service unit 200 as it is (S307).
  • the operation after step S305 is as described with reference to FIGS. 3 to 4.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a wireless relay method according to another embodiment of the present invention, and corresponds to a case in which the service unit 200 processes signals of a plurality of different frequency bands.
  • the service unit 200 determines whether the frequency band is an IF band (S303).
  • the criterion is not limited to the IF band, and in the case of the multiplexed signal, it may be determined whether the IF band range includes the frequency band of the time synchronization signal.
  • step S405 operations after step S405 are the same as those described with reference to FIGS. 7 to 8.
  • the received RF signal is transmitted to the terminal 30 as it is (S407).
  • 15 is a block diagram showing a hardware configuration of a wireless relay apparatus to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • the wireless relay device 400 includes a memory device 401, a communication device 403, and a processor 405.
  • the memory device 401 is connected to the processor 405 and stores a program including instructions for executing the configuration and / or method according to the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • the communication device 403 is connected to the processor 405 and transmits and / or receives a radio signal with the base station 20 and / or the terminal 30.
  • the processor 405 executes a program stored in the memory 401.
  • the embodiments of the present invention described above are not only implemented through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.

Landscapes

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Abstract

무선 중계 장치 및 그 동작 방법이 제공된다. 이 장치는 기지국과 단말 간의 통신 신호를 중계하는 무선 중계 장치에 있어서, 상기 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛, 그리고 상기 도너 유닛과 아날로그 전송 신호를 송수신하고, 상기 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 유닛을 포함하고, 상기 아날로그 전송 신호는, 상기 무선 주파수 신호가 변환된 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호와, 상기 중간 주파수 신호로부터 검출된 시간 동기 신호가 결합되고, 상기 시간 동기 신호는, 상기 도너 유닛 및 상기 적어도 하나의 서비스 유닛에서 시분할 이중 통신(Time Division Duplex,TDD) 동기 제어에 사용한다.

Description

무선 중계 장치 및 그 동작 방법
본 발명은 무선 중계 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이동통신 시스템의 기지국에서 발사되는 전파는 대형 빌딩의 내부, 혹은 산이나 언덕의 뒤편, 터널이나 지하철 등의 지역까지 도달하기 어려워 이러한 지역은 이동통신에 대해서는 불통 지역이 되기 쉽다. 따라서, 기지국의 위치나 지형 등의 문제로 음영 지역이 존재하게 된다. 이와 같은 음영 지역을 해소하기 위한 방안으로서 저렴한 가격과 미약한 전파를 가지고 통화가 불가능한 음영 지역을 커버할 수 있는 중계기가 사용되고 있다.
특히, 인빌딩 광 중계기는 빌딩 내에서의 음영 지역 보완 및 VoC(Voice of Customer)해소를 위한 장비로서, 빌딩 내에 RF(Radio Frequency) 케이블을 배선하고 안테나 설치를 통해서 무선 커버리지 구축하는 것이 일반적이다. 하지만, 빌딩 내 케이블 배선이 제한적이거나 작은 음영 지역을 커버하는 경우에는 빌딩 외부에 도너 안테나(Donor antenna)를 설치하여, 기지국의 신호를 무선 RF로 수신하여 빌딩 내로 전달하고, 서비스 안테나(Service antenna)를 통해서 무선 커버리지를 제공하는 RF 중계기를 사용한다.
종래에 5GHz 이하의 주파수 대역을 사용하는 LTE(Long Term Evolution), 3G(WCDMA, wideband code division multipleaccess) 서비스는 RF 중계기를 통해서, 기지국으로부터 무선으로 수신한 RF 신호를 RF 케이블을 통해서 빌딩 외부에서 빌딩 내로 전달 및 서비스가 가능하다.
하지만, 밀리미터파를 사용하는 5G(Generation) 서비스는 초고주파 대역을 사용하기 때문에 RF 케이블을 통해서 밀리미터파를 전달시 전송 거리 제약, 성능 열화 등 문제가 있기 때문에 서비스 제공이 불가능하다.
특히, 5G 기지국이 TDD(Time Division Duplex)로 동작하는 경우, 업링크와 다운링크 전송 타이밍(Time-Sync, T-Sync)에 따라서 RF 중계기도 기지국과 타이밍을 맞추어 동작이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도너(Donor) 유닛과 서비스 유닛이 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF)를 사용하여 아날로그(Analog) 전송 방식으로 통신 신호를 송수신하는 무선 중계 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 무선 중계 장치는 기지국과 단말 간의 통신 신호를 중계하는 무선 중계 장치에 있어서, 상기 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛, 그리고 상기 도너 유닛과 아날로그 전송 신호를 송수신하고, 상기 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 유닛을 포함하고, 상기 아날로그 전송 신호는, 상기 무선 주파수 신호가 변환된 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호 및 시간 동기 신호가 결합되고, 상기 시간 동기 신호는, 상기 도너 유닛 및 상기 적어도 하나의 서비스 유닛에서 시분할 이중 통신 (Time Division Duplex,TDD) 동기 제어에 사용된다.
상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 상기 아날로그 전송 신호로부터 상기 시간 동기 신호를 분리하여 상기 중간 주파수(IF) 신호를 추출하고, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 무선 주파수 신호로 변환하여 상기 단말로 전송할 수 있다.
상기 시간 동기 신호는, 상기 변환된 중간 주파수(IF) 신호로부터 검출될 수 있다.
상기 아날로그 전송 신호는, 주파수 다중화 기술을 사용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호를 결합할 수 있다.
상기 도너 유닛 및 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 시분할 이중 통신(TDD) 동기 제어를 수행하고, 상기 기준 신호는, 상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛이 주기적으로 공유할 수 있다.
상기 아날로그 전송 신호는, 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing,WDM) 기술을 이용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호가 결합될 수 있다.
상기 아날로그 전송 신호는, 아날로그 광 신호 형태인 상기 중간 주파수(IF) 신호와, 디지털 광 신호 형태인 상기 시간 동기 신호를 포함할 수 있다.
상기 도너 유닛은, 상기 기지국과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 도너 안테나, 상기 다운링크 무선 주파수 신호를 상기 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부, 상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 상기 시간 동기 신호를 추출하는 시간 동기 신호 추출부, 상기 서비스 유닛과 공유하는 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부, 상기 시간 동기 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 디지털 아날로그 변환부, 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 아날로그 신호로 변환된 시간 동기 신호를 결합 또는 다중화한 다운링크 아날로그 전송 신호를 생성하여 상기 아날로그 전송 케이블을 통해 상기 서비스 유닛으로 송신하는 아날로그 전송부, 상기 서비스 유닛으로부터 상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 아날로그 전송 신호를 수신하는 아날로그 수신부, 그리고 상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 아날로그 전송 신호를 서비스 주파수 대역의 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부를 포함할 수 있다.
상기 도너 유닛은, 상기 기지국과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 도너 안테나, 상기 서비스 유닛으로부터 상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 아날로그 전송 신호를 수신하는 아날로그 수신부, 상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 아날로그 전송 신호를 서비스 주파수 대역의 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부, 상기 다운링크 무선 주파수 신호를 상기 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부, 상기 중간 주파수(IF) 변환부로부터 상기 시간 동기 신호를 추출하는 시간 동기 신호 추출부, 상기 서비스 유닛과 공유하는 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부, 그리고 아날로그 광 전송 신호인 상기 중간 주파수(IF) 신호와, 디지털 광 전송 신호인 상기 시간 동기 신호를 포함한 광 전송 신호를 상기 아날로그 전송 케이블을 통하여 상기 서비스 유닛으로 전송하는 광 신호 결합부를 포함할 수 있다.
상기 서비스 유닛은, 상기 단말과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 안테나, 상기 도너 유닛으로부터 다운링크 아날로그 전송 신호를 수신하고, 상기 다운링크 아날로그 전송 신호를 중간 주파수(IF) 신호 및 시간 동기 신호로 분리하는 아날로그 수신부, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 서비스 주파수 대역의 상기 다운링크 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부, 상기 시간 동기 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그 디지털 변환부, 상기 도너 유닛과 공유하는 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부, 상기 서비스 안테나를 통해 상기 단말로부터 수신한 업링크 무선 주파수 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부, 그리고 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 전송 케이블을 통해 상기 도너 유닛으로 전송하는 아날로그 전송부를 포함할 수 있다.
상기 서비스 유닛은, 상기 단말과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 안테나, 상기 도너 유닛으로부터 아날로그 광 전송 신호인 중간 주파수(IF) 신호와, 디지털 광 전송 신호인 상기 시간 동기 신호를 포함한 광 전송 신호를 수신하고, 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호를 각각 분리하여 출력하는 광 신호 분리부, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 서비스 주파수 대역의 상기 다운링크 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부, 상기 시간 동기 신호 및 상기 도너 유닛과 공유하는 기준 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부, 상기 서비스 안테나를 통해 상기 단말로부터 수신한 업링크 무선 주파수 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부, 그리고 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 전송 케이블을 통해 상기 도너 유닛으로 전송하는 아날로그 전송부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 도너 유닛의 동작 방법은 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛 및, 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 서비스 유닛을 포함하는 무선 중계 장치에서, 상기 도너 유닛의 동작 방법으로서, 상기 기지국으로부터 무선 주파수 신호를 수신하는 단계, 상기 무선 주파수 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 단계, 시간 동기 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호를 포함한 아날로그 전송 신호를 생성하는 단계, 그리고 상기 아날로그 전송 신호를 아날로그 케이블을 통하여 상기 서비스 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 변환하는 단계 이후, 상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 시간 동기 신호를 검출하는 단계, 그리고 상기 시간 동기 신호를 아날로그 시간 동기 신호로 변환하는 단계를 더 포함하고, 상기 아날로그 전송 신호를 생성하는 단계는, 상기 아날로그 시간 동기 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호를 결합 또는 다중화한 상기 아날로그 전송 신호를 생성할 수 있다.
상기 아날로그 전송 신호를 생성하는 단계는, 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing,WDM) 기술을 이용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호를 결합한 아날로그 전송 신호를 생성할 수 있다.
상기 아날로그 전송 케이블은, 광 케이블이고,
상기 아날로그 전송 신호를 생성하는 단계는, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 광 신호로 생성하는 단계, 상기 시간 동기 신호를 디지털 광 전송 신호로 생성하는 단계, 그리고 상기 아날로그 광 신호 및 상기 디지털 광 전송 신호를 포함하는 상기 아날로그 전송 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 전송하는 단계는, 상기 아날로그 광 신호 및 상기 디지털 광 전송 신호를 각각 서로 다른 광 파장을 통해 동시에 송신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 도너 유닛의 동작 방법은 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛 및, 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 서비스 유닛을 포함하는 무선 중계 장치에서, 상기 서비스 유닛의 동작 방법으로서, 상기 도너 유닛으로부터 아날로그 케이블을 통하여 아날로그 전송 신호를 수신하는 단계, 상기 아날로그 전송 신호로부터 시간 동기 신호를 분리하는 단계, 상기 시간 동기 신호가 분리된 중간 주파수(IF) 신호를 기 정의된 주파수 대역의 무선 주파수 신호로 변환하는 단계, 그리고 상기 변환된 무선 주파수 신호를 상기 서비스 유닛으로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 시간 동기 신호는, 상기 도너 유닛 및 상기 서비스 유닛에서 시분할 이중 통신 (Time Division Duplex,TDD) 동기 제어에 사용된다.
상기 아날로그 전송 케이블은, 광 케이블이고,
상기 아날로그 전송 신호는, 각각 서로 다른 광 파장을 통해 동시에 수신된 아날로그 광 신호 형태의 중간 주파수(IF) 신호 및 디지털 광 전송 신호 형태의 시간 동기 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무선 중계 장치는, 기지국과 단말 간의 통신 신호를 중계하는 무선 중계 장치에 있어서, 상기 기지국과 서로 다른 적어도 둘 이상의 서비스 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛, 그리고 상기 도너 유닛과 연결되고, 상기 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 유닛을 포함하고, 상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 상기 둘 이상의 서비스 대역 중에서 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호를 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호로 변환하여 아날로그 전송 케이블을 통해 송수신하고, 상기 둘 이상의 서비스 대역 중에서 나머지 서비스 대역의 무선 주파수 신호를 상기 무선 주파수 신호 그대로 송수신하며, 상기 중간 주파수(IF) 신호는, 상기 서비스 유닛에서 상기 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호로 변환되어상기 단말로 송신되거나 또는 상기 도너 유닛에서 상기 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호로 변환되어 상기 기지국으로 송신된다.
상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 상기 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호가 변환된 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 추출된 시간 동기 신호를 포함하는 아날로그 전송 신호를 송수신할 수 있다.
상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 아날로그 전송 케이블을 통해 송수신하고, 상기 시간 동기 신호를 주파수 편이 변조(Frequency-shift keying) 모뎀을 통해 송수신할 수 있다.
상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 주파수 다중화 기술을 사용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 시간 동기 신호를 결합한 아날로그 전송 신호를 송수신할 수 있다.
상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing,WDM) 기술을 이용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 시간 동기 신호를 결합한 아날로그 전송 신호를 송수신할 수 있다.
상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 광 전송 방식으로 송수신하고, 상기 시간 동기 신호를 디지털 광 전송 방식으로 송수신하며, 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호는, 동시에 송수신될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 도너 유닛의 동작 방법은 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛 및, 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 서비스 유닛을 포함하는 무선 중계 장치에서, 상기 도너 유닛의 동작 방법으로서, 상기 기지국으로부터 수신한 무선 주파수 신호의 서비스 대역이 상기 기지국과 송수신 가능한 서로 다른 둘 이상의 무선 주파수 대역 중에서 제1 서비스 대역이면, 상기 무선 주파수 신호를 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호로 변환하는 단계, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 서비스 유닛으로 아날로그 전송 케이블을 통해 전송하는 단계, 그리고 상기 서비스 대역이 상기 제1 서비스 대역을 제외한 나머지 주파수 대역인 경우, 수신된 무선 주파수 신호 그대로 상기 아날로그 전송 케이블을 통해 상기 서비스 유닛으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 서비스 유닛으로 아날로그 전송 케이블을 통해 전송하는 단계는, 상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 추출된 시간 동기 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호를 제1 전송 방식, 제2 전송 방식 및 제3 전송 방식 중에서 선택된 하나의 전송 방식으로 전송하며, 상기 제1 전송 방식은, 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 시간 동기 신호를 결합 또는 다중화한 아날로그 전송 방식을 포함하고, 상기 제2 전송 방식은, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 전송 케이블을 통해 전송하고 상기 시간 동기 신호를 주파수 편이 변조(Frequency-shift keying, FSK) 모뎀을 통해 전송하며, 상기 제3 전송 방식은, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 광 전송 방식으로 전송하고 상기 시간 동기 신호를 디지털 광 전송 방식으로 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 RF로 수신한 기지국의 신호를 빌딩 내로 전달하여 5G 밀리미터파 서비스를 제공할 수 있다. 그리고 TDD로 동작하는 기지국의 신호에서 업링크와 다운링크 전송 타이밍을 추출 및 제공함으로써, RF 중계기와 기지국의 타이밍을 맞출수 있다. 따라서, 인빌딩 커버리지 구축시 빌딩 내 케이블 배선이 제한적이거나 작은 음영 지역을 커버하는 경우에 구축 시간 및 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
또한, 기존 LTE, 3G 기지국 신호도 통합하여 서비스할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 중계 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 중계 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 중계 방법의 일련의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 중계 방법의 일련의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 중계 방법을 나타낸 순서도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 중계 방법을 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 중계 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable SubscriberStation, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile MultihopRelay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 중계 장치 및 그 동작 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 중계 시스템의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 중계 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 중계 시스템은 무선 중계 장치(10), 기지국(20) 및 단말(30)을 포함한다. 무선 중계 장치(10)는 기지국(20)과 단말(30) 간에 송수신되는 통신 신호를 중계한다. 무선 중계 장치(10)는 TDD(Time Division Duplex)방식을 이용한다. 여기서, TDD 방식은 동일한 주파수 대역에서 시간적으로 상향(Uplink) 링크 전송 및 하향(Downlink) 링크 전송을 교대로 배정하는 양방향 전송 방식이다.
무선 중계 장치(10)는 도너(Donor) 유닛(100), 서비스 유닛(200) 및 아날로그 전송 케이블(300)을 포함한다. 도너 유닛(100)과 서비스 유닛(200)은 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 연결된다. 통상, 도너 유닛(100)은 건물의 외부, 예를들면, 건물의 옥상 등에 설치되고, 서비스 유닛(200)은 건물 내에 설치된다.
이때, 도 2에 보인 바와 같이, 무선 중계 장치(10)는 하나의 도너 유닛(100)에 다수의 서비스 유닛(200)이 연결될 수 있다.
도너 유닛(100)은 기지국(20)과 통신 신호를 송수신하고, 서비스 유닛(200)은 단말(30)과 통신 신호를 송수신한다. 이때, 기지국(20)과 도너 유닛(100)은 서비스 주파수 신호를 이용하여 통신하고, 도너 유닛(100)과 서비스 유닛(200)은 전송 주파수 신호를 이용하여 통신하고, 서비스 유닛(200)과 단말(30)은 서비스 주파수 신호를 이용하여 통신한다.
한 실시예에 따르면, 서비스 주파수 신호는 밀리미터파(mmWave) 대역의 5G 신호일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 서비스 주파수 신호는 30~300GHz 초고주파 대역의 신호일 수 있다.
전송 주파수 신호는 아날로그 중간 주파수(Intermediate Frequency, 이하, 'IF'라 통칭함) 신호일 수 있다.
도너 유닛(100)과 서비스 유닛(200)은 다운링크(Downlink) 전송 중계 및 업링크(Uplink) 전송 중계를 수행한다.
다운링크 전송 중계에 따르면, 도너 유닛(100)은 기지국(20)으로부터 전송되는 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하여 아날로그 IF 신호로 변환한다. 도너 유닛(100)은 아날로그 IF 신호에서 시간 동기(Timing Sync) 신호를 검출하고, 시간 동기 신호와 아날로그 IF 신호를 포함한 아날로그 전송 신호를 생성하여 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 서비스 유닛(200)으로 전송한다.
서비스 유닛(200)은 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 수신한 아날로그 전송 신호로부터 시간 동기 신호를 분리한다. 서비스 유닛(200)은 시간 동기 신호가 분리된 아날로그 IF 신호를 RF 신호로 변환하여 단말(30)로 무선 송신한다.
업링크 전송 중계에 따르면, 서비스 유닛(200)은 단말(30)로부터 수신되는 RF 신호를 아날로그 IF 신호로 변환하여 아날로그 전송 케이블(300)를 통해 도너 유닛(100)으로 전송한다. 도너 유닛(100)은 서비스 유닛(200)으로부터 수신한 아날로그 IF 신호를 RF 신호로 변환하고, RF 신호를 기지국(20)으로 전송한다.
이때, 시간 동기 신호는 도너 유닛(100)과 서비스 유닛(200)이 업링크 전송 및 다운링크 전송을 위한 타이밍 동기를 제어하는데 사용된다.
아날로그 전송 케이블(300)은 아날로그 IF 신호를 전달하는 매체로서, 예를들면, RF 케이블, 광 케이블 등을 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 무선 중계 장치(10)는 도너 유닛(100)과 서비스 유닛(200) 간에 아날로그 IF 신호를 송수신하므로, 종래에 RF 케이블을 통해서 밀리미터파를 전달시 전송 거리 제약, 성능 열화로 인한 문제점을 해결할 수 있다. 그리고 도너 유닛(100)이 기지국(20)으로부터 수신한 RF 신호에서 검출한 시간 동기 신호를 서비스 유닛(200)과 공유함으로써, 기지국과 타이밍을 맞추어 동작이 가능하다.
도 3 ~ 도 6을 참고하여 도너 유닛(100)의 세부적인 구성을 실시예 별로 설명하고, 도 7 ~ 도 10을 참고하여 서비스 유닛(200)의 세부적인 구성을 실시예 별로 설명한다.
먼저, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 도너 유닛(100)은 도너 안테나(101), 송수신 스위칭부(103), 수신부(105), 송신부(107), 송수신 제어부(109), IF 변환부(111), 시간 동기 신호 추출부(113), 제1 디지털 아날로그 변환부(Digital Analog Converter, 이하, 'DAC'라 통칭함)(115), 아날로그 전송부(117), 기준 신호(Reference Signal) 제공부(119), 제2 DAC(121), 아날로그 수신부(123) 및 RF 변환부(125)를 포함한다.
도너 안테나(101)는 기지국(20)과의 공중선을 통한 RF 신호를 송수신이 가능하도록 하는 RF 안테나이다. 도너 안테나(101)는 RF 신호를 기지국(20)으로부터 수신하여 다운링크 신호 경로를 형성하고, 서비스 유닛(200)을 통해 단말(30)로부터 수신한 RF 신호를 기지국(20)으로 송신하여 업링크 신호 경로를 형성한다.
송수신 스위칭부(103)는 입력된 RF 신호를 스위칭 신호에 의해 다운링크 신호와 업링크 신호로 구분한다. 송수신 스위칭부(103)는 송수신 제어부(109)로부터의 스위칭 신호에 따라 송수신 경로를 전환 또는 온·오프시킨다. 즉, 송수신 스위칭부(103)는 송수신 제어부(109)로부터 다운링크 제어를 위한 스위칭 신호가 입력되면, 도너 안테나(101)에서 수신부(105)에 이르는 수신 경로를 연결한다. 송수신 스위칭부(103)는 송수신 제어부(109)로부터 업링크 제어를 위한 스위칭 신호가 입력되면, 송신부(107)에서 도너 안테나(101)에 이르는 송신 경로를 연결한다.
수신부(105) 및 송신부(107)는 통신 신호를 수신한 후 또는 송신하기 전 통신 신호의 처리에 필요한 각종 필터들, 컨버터 또는 증폭기 등을 포함하거나, 이에 해당하는 동작을 수행한다.
송수신 제어부(109)는 시간 동기 신호 추출부(113)로부터 입력받은 시간 동기 신호 및 기준 신호 제공부(119)로부터 입력받은 기준 신호를 토대로 송수신 경로 전환을 위한 스위칭 신호를 생성하여 송수신 스위칭부(103)로 출력한다.
IF 변환부(111)는 수신부(105)로부터 입력받은 제1 서비스 대역의 RF 신호를 IF 신호로 변환한다. 여기서, 제1 서비스 대역은 밀리미터파 대역 또는 초고주파 대역을 포함할 수 있다.
시간 동기 신호 추출부(113)는 IF 변환부(111)가 출력하는 IF 신호로부터 시간 동기 신호를 추출한다. 이때, 추출되는 시간 동기 신호는 디지털 신호이므로, 제1 DAC(115)를 통해 아날로그 신호로 변환되어 아날로그 전송부(117)로 출력된다.
시간 동기 신호 추출부(113)가 IF 신호로부터 시간 동기 신호를 추출하는 방식은 다양한 실시예가 가능하다. 한 실시예에 따르면, 시간 동기 신호 추출부(113)는 IF 신호를 복조하여 동기를 추출 및 분석하여 동기를 획득한다. 즉, IF 신호에 포함된 하향 신호와 상향 신호의 시작점을 계산한다. 이때, 기지국(20)의 변조 방식은 이미 알고 있다고 가정하고, 시간 동기 신호 추출부(113)는 기지국(20)의 변조 방식에 기초하여, 시간 동기 신호를 검출한다. 그러나 이러한 구성에 국한되는 것은 아니고, 이미 공개된 다양한 시간 동기 검출 모듈이 사용될 수 있다.
아날로그 전송부(117)는 IF 변환부(111)가 출력하는 IF 신호 및 제1 DAC(115)가 출력하는 시간 동기 신호를 포함하는 아날로그 전송 신호를 생성한다. 이러한 아날로그 전송 신호는 단일 회선의 아날로그 전송 신호를 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 아날로그 전송부(117)는 IF 신호 및 시간 동기 신호를 다중화(multiplexing)할 수 있다. 이때, 시간 동기 신호는 IF 대역에 인접한 임의의 제1 주파수 대역을 통해 전송될 수 있다. 또는 시간 동기 신호는 아날로그 전송 케이블(300)에서 사용 가능한 복수의 주파수 대역 중 임의의 주파수 대역을 통해 전송될 수 있다. 아날로그 전송부(117)는 IF 신호 및 시간 동기 신호가 결합 또는 다중화된 아날로그 전송 신호를 아날로그 전송 케이블(300)을 통하여 서비스 유닛(200)으로 전송한다.
다른 실시예에 따르면, 아날로그 전송부(117)는 IF 신호를 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 전송하고, 시간 동기 신호를 주파수 편이 변조(Frequency-shift keying, FSK) 방식으로 전송할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 아날로그 전송부(117)는 파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing,WDM) 기술을 이용하여 IF 신호 및 시간 동기 신호가 결합 또는 다중화된 아날로그 전송 신호를 생성하여 전송할 수 있다. 이러한 실시예는 아날로그 전송 케이블(300)이 광 케이블이 사용되는 경우로서, 아날로그 전송부(117)의 후단에는 광 모듈(미도시)이 탑재되어, 아날로그 전송 신호는 전광 변환된 후, 서비스 유닛(200)으로 전송될 수 있다.
기준 신호 제공부(119)는 다운링크 스위칭 및 업링크 스위칭을 위한 기준 신호를 송수신 제어부(109)로 출력한다. 기준 신호 제공부(119)는 기준 신호를 생성하여 제2 DAC(121)를 통해 아날로그 신호로 변환한 후, 아날로그 전송부(117)로 출력한다. 기준 신호 제공부(119)는 기지국(20)을 통해 획득한 기준 신호를 출력할 수도 있고, 정해진 알고리즘에 의해 생성할 수도 있다.
아날로그 전송부(117)는 기준 신호 제공부(119)가 출력하는 기준 신호를 아날로그 전송 케이블(300)을 통하여 서비스 유닛(200)으로 전송한다.
아날로그 수신부(123)는 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 서비스 유닛(200)으로부터 아날로그 전송 신호를 수신한다.
RF 변환부(125)는 아날로그 수신부(123)로부터 입력받은 아날로그 전송 신호를 RF 신호로 변환하여 송신부(107)로 출력한다.
다음, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 기준 신호를 서비스 유닛으로부터 수신하는 실시예에 해당한다.
도 4를 참조하면, 도너 유닛(100)은 도너 안테나(101), 송수신 스위칭부(103), 수신부(105), 송신부(107), 송수신 제어부(109), IF 변환부(111), 시간 동기 신호 추출부(113), 제1 DAC(115), 아날로그 전송부(117), 기준 신호 제공부(119), 아날로그 수신부(123), RF 변환부(125) 및 아날로그 디지털 변환부(Analog-to-Digital Converter, 이하, 'ADC'라 통칭함)(127)를 포함한다. 이때, 도 3의 구성과 동일한 구성 요소(101, 103, 105, 107, 111, 113, 115, 117, 125)에 대한 설명은 생략한다.
기준 신호 제공부(119)는 서비스 유닛(200)이 전송한 기준 신호를 아날로그 수신부(123)로부터 수신한다. 그리고 아날로그 기준 신호를 ADC(127)를 통해 디지털 신호로 변환하여 송수신 제어부(109)로 출력한다. 이런 경우, 도너 유닛(100)과 서비스 유닛(200)이 1:1 매핑인 구조일 수 있다.
다음, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 광 전송 방식 중에서 데이터 신호와 제어 신호를 별개의 광 신호로 송수신하는 경우에 해당한다. 여기서, 데이터 신호는 IF 신호를 의미하고, 제어 신호는 시간 동기 신호를 의미할 수 있다.
도 5를 참조하면, 도너 유닛(100)은 도너 안테나(101), 송수신 스위칭부(103), 수신부(105), 송신부(107), 송수신 제어부(109), IF 변환부(111), 시간 동기 신호 추출부(113), 아날로그 전송부(117), 기준 신호 제공부(119), 아날로그 수신부(123), RF 변환부(125), 디지털 광 송수신부(129) 및 광 신호 결합부(131)를 포함한다. 이때, 도 3 및 도 4의 구성과 동일한 구성 요소(101, 103, 105, 107, 109, 111, 113, 123, 125)에 대한 설명은 생략한다.
아날로그 전송부(117)는 IF 변환부(111)가 출력하는 IF 신호(즉, 데이터 신호)를 광 신호 결합부(131)로 출력한다.
디지털 광 송수신부(129)는 시간 동기 신호 추출부(113)가 출력하는 시간 동기 신호를 광 신호 결합부(131)로 출력한다.
광 신호 결합부(131)는 아날로그 전송부(117)가 출력하는 IF 신호 및 디지털 광 송수신부(129)가 출력하는 시간 동기 신호를 광 결합 신호로 생성하여 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 서비스 유닛(200)으로 전송한다.
이때, 광 신호 결합부(131)는 파장 분할 다중화(WDM) 모뎀으로 구현될 수 있다. 광 신호 결합부(131)는 광 케이블인 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 파장 분할 다중화된 IF 신호 및 시간 동기 신호를 서비스 유닛(200)으로 전송한다.
광 신호 결합부(131)는 아날로그 광 신호와 디지털 광 신호를 동시에 송수신 가능하다. 광 신호 결합부(131)는 아날로그 신호 형태인 IF 신호와, 디지털 신호 형태인 시간 동기 신호를 파장 분할 다중화(WDM) 방식으로 동시에 서비스 유닛(200)으로 전송할 수 있다.
또한, 디지털 광 송수신부(129)는 기준 신호 제공부(119)가 출력하는 디지털기준 신호를 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 서비스 유닛(200)으로 전송한다. 또는, 아날로그 전송 케이블(300)을 통해 서비스 유닛(200)으로부터 수신한 기준 신호를 기준 신호 제공부(119)로 출력할 수도 있다.
이때, 아날로그 전송 케이블(300)은 광 케이블이고, 아날로그 전송부(117)는 아날로그 광 전송부에 해당되고, 아날로그 수신부(123)는 아날로그 광 수신부에 해당된다.
기준 신호 제공부(119)는 기준 신호를 생성하여 디지털 광 송수신부(129) 및 광 신호 결합부(131)를 통해 서비스 유닛(200)으로 전송할 수도 있다. 이때, 기준 신호는 IF 신호, 시간 동기 신호와는 다른 광 파장을 통해 전송될 수 있다.
또한, 기준 신호 제공부(119)는 디지털 광 송수신부(129)를 통해 서비스 유닛(200)으로부터 기준 신호를 수신할 수도 있다.
다음, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도너 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 서로 다른 주파수 대역을 수용할 수 있는 실시예에 해당한다. 이때, 도 6의 실시예는 도 3, 도 4, 도 5의 구성에서 각각 구현이 가능하나, 도 3을 예시로 나타내었다. 이때, 도 3의 구성과 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 수신부(105)는 도너 안테나(101)를 통해 수신한 RF 신호의 주파수 대역을 확인하여 기 정의된 제1 서비스 대역이면, 수신 RF 신호를 IF 변환부(111)로 출력하고, 제1 서비스 대역을 제외한 나머지 서비스 대역의 RF 신호는 아날로그 전송부(117)로 출력한다.
이때, 도너 안테나(101)는 제1 서비스 대역을 위한 전용 싱글 안테나와, 제1 서비스 대역을 제외한 적어도 하나의 서비스 대역을 위한 멀티 안테나를 포함할 수 있다.
수신부(105)는 서로 다른 주파수 대역을 필터링하는 복수개(n)의 대역 통과 필터 유닛(105a, 105b, 105c)을 포함할 수 있다
제1 대역 통과 필터 유닛(105a)은 송수신 스위칭부(103)로부터 입력된 제1 RF 신호를 필터링하여 IF 변환부(111)로 출력한다. 이때, 제1 RF 신호는 밀리미터파 대역의 5G 신호를 포함할 수 있다.
제2 대역 통과 필터 유닛(105b)은 송수신 스위칭부(103)로부터 입력된 제2 RF 신호를 필터링하여 아날로그 전송부(117)로 출력한다.
제3 대역 통과 필터 유닛(105c)은 송수신 스위칭부(103)로부터 입력된 제3 RF 신호를 필터링하여 아날로그 전송부(117)로 출력한다.
여기서, 제2 RF 신호, 제3 RF 신호는 LTE(Long Term Evolution) 주파수, 3G 주파수 등을 사용할 수 있다.
이와 같이, 특정 주파수를 사용하는 RF 신호는 IF 신호로 변환하고, 나머지 서비스 대역의 RF 신호들은 아날로그 전송부(117)를 통해 원래 신호 그대로 출력하여 전송할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면, LTE, 3G 기지국으로부터 수신한 RF 신호는 IF 신호로 변경하지 않고 RF 신호 그대로 아날로그 전송 방식으로 전송하므로, 5G 기지국의 신호 뿐만 아니라 LTE, 3G 기지국의 신호도 통합하여 서비스가 가능하다.
서비스 유닛(200)은 지금까지 설명한 도너 유닛(100)의 실시예에 대응하는 수신 및 송신 구성을 포함하며, 각 실시예 별로 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 도 3의 실시예에 대응한다.
도 7을 참조하면, 서비스 유닛(200)은 아날로그 수신부(201), RF 변환부(203), 송신부(205), 수신부(207), 송수신 스위칭부(209), 서비스 안테나(211), 제1 ADC(213), 송수신 제어부(215), 제2 ADC(217), 기준 신호 제공부(219), IF 변환부(221) 및 아날로그 전송부(223)를 포함한다.
아날로그 수신부(201)는 아날로그 전송 케이블(300)을 통하여 수신한 아날로그 전송 신호로부터 IF 신호와 시간 동기 신호를 분리한다. 그리고 IF 신호를 RF 변환부(203)로 출력하며, 시간 동기 신호를 제1 ADC(213)로 출력한다. 이때, 아날로그 수신부(201)는 도 3의 아날로그 전송부(223)에 대응하는 구성요소에 해당된다. 예를들면, 역다중화 기술을 통해 서로 다른 주파수 대역을 통해 전송된 IF 신호 및 시간 동기 신호를 검출할 수 있다.
또한, 아날로그 수신부(201)는 도너 유닛(100)으로부터 수신한 기준 신호를 제2 ADC(217)로 출력한다.
RF 변환부(203)는 신호 분리부(225)로부터 출력된 IF 신호를 정해진 무선 주파수 대역, 즉, 기지국(20) 및 단말(30)의 서비스 주파수 대역의 RF 신호로 변환하여 송신부(205)로 출력한다.
송신부(205) 및 수신부(207)는 통신 신호를 수신한 후 또는 송신하기 전 통신 신호의 처리에 필요한 각종 필터들, 컨버터 또는 증폭기 등을 포함하거나, 이에 해당하는 동작을 수행한다.
송수신 스위칭부(209)는 입력된 RF 신호를 스위칭 신호에 의해 다운링크 신호와 업링크 신호로 구분한다. 송수신 스위칭부(209)는 송수신 제어부(215)로부터 다운링크 제어를 위한 스위칭 신호가 입력되면, 송신부(205)에서 서비스 안테나(211)에 이르는 송신 경로를 연결한다. 송수신 스위칭부(209)는 송수신 제어부(215)로부터 업링크 제어를 위한 스위칭 신호가 입력되면, 서비스 안테나(211)에서 수신부(207)에 이르는 수신 경로를 연결한다.
서비스 안테나(211)는 소정의 수준으로 신호 처리된 RF 신호를 단말(30)로 방사한다.
제1 ADC(213)는 아날로그 수신부(201)로부터 출력된 시간 동기 신호를 디지털 신호로 변환하여 송수신 제어부(215)로 출력한다.
송수신 제어부(215)는 시간 동기 신호 및 기준 신호를 토대로 업링크 전송 및 다운링크 전송의 전환을 위한 스위칭 신호를 생성하여 송수신 스위칭부(209)로 출력한다.
제2 ADC(217)는 아날로그 수신부(201)로부터 출력되는 기준 신호를 디지털 신호로 변환하여 기준 신호 제공부(219)로 출력한다.
기준 신호 제공부(219)는 아날로그 수신부(201)를 통해 도너 유닛(100)으로부터 기준 신호를 수신하여 송수신 제어부(215)로 출력한다.
IF 변환부(221)는 수신부(207)로부터 전달되는 RF 신호를 IF 신호로 변환하여 아날로그 전송부(223)로 출력한다.
아날로그 전송부(223)는 IF 신호를 도너 유닛(100)으로 전송한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 기준 신호를 서비스 유닛이 제공하는 실시예에 해당하며, 도 4의 실시예에 대응한다. 이때, 도 7의 구성과 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
도 8을 참고하면, 서비스 유닛(200)은 아날로그 수신부(201), RF 변환부(203), 송신부(205), 수신부(207), 송수신 스위칭부(209), 서비스 안테나(211), 제1 ADC(213), 송수신 제어부(215), 기준 신호 제공부(219), IF 변환부(221), 아날로그 전송부(223) 및 DAC(225)를 포함한다.
기준 신호 제공부(219)는 다운링크 스위칭 및 업링크 스위칭을 위한 기준 신호를 생성하여 송수신 제어부(215)로 출력한다. 그리고 DAC(225)를 통해 아날로그 신호로 변환한 후, 아날로그 전송부(223)를 통해 도너 유닛(100)으로 전송할 수 있다. 이때, 기준 신호 제공부(219)는 정해진 알고리즘에 의해 기준 신호를 생성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 광 전송 방식 중에서 데이터 신호와 제어 신호를 별개의 광 신호로 송수신하는 경우에 해당하며, 도 5의 실시예에 대응한다. 이때, 도 7 및 도 8의 구성과 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
서비스 유닛(200)은 아날로그 수신부(201), RF 변환부(203), 송신부(205), 수신부(207), 송수신 스위칭부(209), 서비스 안테나(211), 송수신 제어부(215), 기준 신호 제공부(219), IF 변환부(221), 아날로그 전송부(223), 광 신호 분리부(225) 및 디지털 광 송수신부(227)를 포함한다.
여기서, 광 신호 분리부(225)는 도 5의 광 신호 결합부(131)에 대응하는 구성 요소로서, 파장 분할 다중화된 광 신호를 역다중화 기술을 이용하여 IF 신호와 시간 동기 신호로 분리한다.
광 신호 분리부(225)는 IF 신호를 아날로그 수신부(201)로 출력하고, 시간 동기 신호를 디지털 광 송수신부(227)로 출력한다.
또한, 광 신호 분리부(225)는 IF 신호, 시간 동기 신호와는 다른 광 파장을 통해 도너 유닛(100)으로부터 디지털 기준 신호를 수신하여 디지털 광 송수신부(227)를 통해 기준 신호 제공부(219)로 출력할 수 있다. 또한, 광 신호 분리부(225)는 기준 신호 제공부(219)가 생성한 기준 신호를 광 파장을 통해 도너 유닛(100)으로 전송할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서비스 유닛의 세부 구성을 나타낸 블록도로서, 서로 다른 주파수 대역을 수용할 수 있는 실시예에 해당하고, 도 6의 실시에에 대응한다. 이때, 도 10의 실시예는 도 7, 도 8, 도 9의 구성에서 각각 구현이 가능하나, 도 7을 예시로 나타내었다. 이때, 도 7의 구성과 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 아날로그 수신부(201)는 IF 신호(또는 데이터 신호)와 시간 동기 신호(또는 제어 신호)가 결합된 아날로그 전송 신호인 경우, 역다중화 기술을 이용하여 분리한다. 그리고 IF 신호는 판단부(227)로 출력하고, 시간 동기 신호는 제1 ADC(213)로 출력한다.
판단부(227)는 아날로그 수신부(201)와 연결되어, 아날로그 수신부(201)로부터 입력되는 아날로그 전송 신호의 주파수 대역을 구분한다. 판단부(227)는 정해진 주파수를 통과시키는 복수개의 대역 통과 필터 유닛(227a, 227b, 227c)을 포함한다. 대역 통과 필터 유닛(227a, 227b, 227c)은 도 6의 대역 통과 필터 유닛(105a, 105b, 105c)에 대응한다.
이때, 제1 대역통과 필터 유닛(227a)은 IF 대역의 아날로그 전송 신호를 필터링하여 RF 변환부(203)로 출력한다. 제2 대역통과 필터 유닛(227b)은 제2 아날로그 전송 신호를 필터링하고, 제3 대역통과 필터 유닛(227c)은 제3 아날로그 전송 신호를 필터링한다. 이때, 제2 대역통과 필터 유닛(227b) 및 제3 대역통과 필터 유닛(227c)은 복수개 존재할 수 있으며, 필터링한 각각의 무선 주파수 대역의 데이터 신호를 수신 신호 그대로 송신부(205)로 출력한다. 이때, 제2 아날로그 전송 신호와 제3 아날로그 전송 신호는 각각 서비스 주파수 대역의 RF 신호로서, 각각의 서비스 주파수 대역은 3G 주파수, LTE 주파수 등이 될 수 있다.
RF 변환부(203)는 제1 대역통과 필터 유닛(227a)을 통과한 IF 신호를 서비스 주파수 대역으로 변환한 후, 송신부(205)로 출력한다. 여기서, 서비스 주파수 대역은 밀리미터파 대역일 수 있다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 중계 방법의 일련의 과정을 나타낸 흐름도로서, 다운링크 과정을 나타낸다.
도 11을 참조하면, 도너 유닛(100)은 기지국(20)으로부터 다운링크 RF 신호를 수신(S101)하면, 다운링크 RF 신호를 IF 신호로 변환한다(S103).
도너 유닛(100)은 변환(S103)한 IF 신호로부터 시간 동기 신호를 검출(S105)하여 아날로그 신호로 변환한다(S107).
도너 유닛(100)은 S103 단계에서 변환한 IF 신호와 S105 단계에서 검출한 시간 동기 신호를 결합(S109)하여 아날로그 전송 신호를 생성한다. 도너 유닛(100)은 아날로그 전송 신호를 서비스 유닛(200)으로 전송한다(S111).
서비스 유닛(200)은 아날로그 전송 신호로부터 시간 동기 신호를 분리한다(S113). 서비스 유닛(200)은 분리된 시간 동기 신호를 디지털 신호로 변환한다(S115). 서비스 유닛(200)은 디지털 시간 동기 신호 및 기준 신호를 토대로 업링크 전송 및 다운링크 전송의 스위칭 제어를 수행한다(S117).
서비스 유닛(200)은 S113 단계에서 시간 동기 신호가 분리된 IF 신호를 정해진 서비스 주파수 대역의 RF 신호로 변환한다(S119).
서비스 유닛(200)은 S119 단계에서 변환한 RF 신호를 단말(30)로 전송한다(S121).
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 중계 방법의 일련의 과정을 나타낸 흐름도로서, 업링크 과정을 나타낸다.
도 12를 참조하면, 서비스 유닛(200)은 단말로부터 업링크 RF 신호를 수신(S201)하여 IF 신호로 변환한다(S203). 서비스 유닛(200)은 변환(S203)된 아날로그 IF 신호를 도너 유닛(100)으로 전송한다(S205).
도너 유닛(100)은 아날로그 IF 신호를 정해진 서비스 주파수 대역의 RF 신호로 변환(S207)하여 기지국(20)으로 전송한다(S209).
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 중계 방법을 나타낸 순서도로서, 도너 유닛(100)이 복수의 서로 다른 주파수 대역의 신호를 처리하는 경우에 해당한다.
도 13을 참조하면, 도너 유닛(100)은 RF 신호가 수신되면(301), 주파수 대역이 밀리미터파 대역인지를 판단한다(S303). 이때, 밀리미터파 대역이면, RF 신호를 IF 신호로 변환(S305)하고, 밀리미터파 대역이 아니면, 수신된 RF 신호 그대로 서비스 유닛(200)으로 전송한다(S307). 여기서, S305 단계 이후의 동작은 도 3 ~ 도 4를 참고하여 설명한 바와 같다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 중계 방법을 나타낸 순서도로서, 서비스 유닛(200)이 복수의 서로 다른 주파수 대역의 신호를 처리하는 경우에 해당한다.
도 14를 참조하면, 서비스 유닛(200)은 아날로그 전송 신호가 수신되면(401), 주파수 대역이 IF 대역인지를 판단한다(S303). 이때, 판단 기준은 IF 대역으로 국한되는 것은 아니고, 다중화 신호일 경우, 시간 동기 신호의 주파수 대역을 포함하는 IF 대역 범위인지를 판단할 수 있다.
이때, IF 대역 범위이면, 아날로그 전송 신호로부터 시간 동기 신호가 분리된 IF 신호를 RF 신호로 변환한다(S405). 여기서, S405 단계 이후의 동작은 도 7 ~ 도 8에서 설명한 바와 같다.
반면, IF 대역 범위가 아닐 경우, 수신된 RF 신호 그대로 단말(30)로 전송한다(S407).
도 15는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 중계 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다.
도 15를 참조하면, 무선 중계 장치(400)는 메모리 장치(401), 통신 장치(403) 및 프로세서(405)를 포함한다. 메모리 장치(401)는 프로세서(405)와 연결되어, 도 1 내지 도 10에서 설명한 실시예들에 따른 구성 및/또는 방법을 실행하게 하는 명령어들을 포함하는 프로그램을 저장한다. 통신 장치(403)는 프로세서(405)와 연결되어, 기지국(20) 및/또는 단말(30)과 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(405)는 메모리(401)에 저장된 프로그램을 실행한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (25)

  1. 기지국과 단말 간의 통신 신호를 중계하는 무선 중계 장치에 있어서,
    상기 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛, 그리고
    상기 도너 유닛과 전송 신호를 송수신하고, 상기 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 유닛을 포함하고,
    상기 전송 신호는,
    상기 무선 주파수 신호가 변환된 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호 및 시간 동기 신호가 결합되고,
    상기 시간 동기 신호는,
    상기 도너 유닛 및 상기 적어도 하나의 서비스 유닛에서 시분할 이중 통신 (Time Division Duplex,TDD) 동기 제어에 사용되는, 무선 중계 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    상기 전송 신호로부터 상기 시간 동기 신호를 분리하여 상기 중간 주파수(IF) 신호를 추출하고, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 무선 주파수 신호로 변환하여 상기 단말로 전송하는, 무선 중계 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 시간 동기 신호는,
    상기 변환된 중간 주파수(IF) 신호로부터 검출되는, 무선 중계 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 전송 신호는,
    주파수 다중화 기술을 사용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호를 결합하는, 무선 중계 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 도너 유닛 및 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 시분할 이중 통신(TDD) 동기 제어를 수행하고,
    상기 기준 신호는,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛이 주기적으로 공유하는, 무선 중계 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 전송 신호는,
    파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing, WDM) 기술을 이용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호가 결합되는, 무선 중계 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 전송 신호는,
    아날로그 광 신호 형태인 상기 중간 주파수(IF) 신호와, 디지털 광 신호 형태인 상기 시간 동기 신호를 포함하는, 무선 중계 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 도너 유닛은,
    상기 기지국과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 도너 안테나,
    상기 다운링크 무선 주파수 신호를 상기 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부,
    상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 상기 시간 동기 신호를 추출하는 시간 동기 신호 추출부,
    상기 서비스 유닛과 공유하는 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부,
    상기 시간 동기 신호를 아날로그 신호로 변환하는 제1 디지털 아날로그 변환부,
    상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 아날로그 신호로 변환된 시간 동기 신호를 결합 또는 다중화한 다운링크 전송 신호를 생성하여 상기 서비스 유닛으로 송신하는 아날로그 전송부,
    상기 서비스 유닛으로부터 상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 전송 신호를 수신하는 아날로그 수신부, 그리고
    상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 전송 신호를 서비스 주파수 대역의 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부
    를 포함하는, 무선 중계 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 도너 유닛은,
    상기 기지국과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 도너 안테나,
    상기 서비스 유닛으로부터 상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 전송 신호를 수신하는 아날로그 수신부,
    상기 중간 주파수(IF) 대역의 업링크 전송 신호를 서비스 주파수 대역의 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부,
    상기 다운링크 무선 주파수 신호를 상기 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부,
    상기 중간 주파수(IF) 변환부로부터 상기 시간 동기 신호를 추출하는 시간 동기 신호 추출부,
    상기 서비스 유닛과 공유하는 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부, 그리고
    광 전송 신호인 상기 중간 주파수(IF) 신호와, 디지털 광 전송 신호인 상기 시간 동기 신호를 포함한 광 전송 신호를 상기 서비스 유닛으로 전송하는 광 신호 결합부
    를 포함하는, 무선 중계 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 서비스 유닛은,
    상기 단말과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 안테나,
    상기 도너 유닛으로부터 다운링크 전송 신호를 수신하고, 상기 다운링크 전송 신호를 중간 주파수(IF) 신호 및 시간 동기 신호로 분리하는 아날로그 수신부,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 서비스 주파수 대역의 상기 다운링크 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부,
    상기 시간 동기 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 아날로그 디지털 변환부,
    상기 도너 유닛과 공유하는 기준 신호 및 상기 시간 동기 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부,
    상기 서비스 안테나를 통해 상기 단말로부터 수신한 업링크 무선 주파수 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부, 그리고
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 전송 방식으로 상기 도너 유닛으로 전송하는 아날로그 전송부
    를 포함하는, 무선 중계 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 서비스 유닛은,
    상기 단말과 업링크 무선 주파수 신호 및 다운링크 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 안테나,
    상기 도너 유닛으로부터 광 전송 신호인 중간 주파수(IF) 신호와, 디지털 광 전송 신호인 상기 시간 동기 신호를 포함한 광 전송 신호를 수신하고, 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호를 각각 분리하여 출력하는 광 신호 분리부,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 서비스 주파수 대역의 상기 다운링크 무선 주파수 신호로 변환하는 무선 주파수 변환부,
    상기 시간 동기 신호 및 상기 도너 유닛과 공유하는 기준 신호를 토대로 업링크 경로 및 다운링크 경로를 설정하기 위한 송수신 스위칭 동작을 제어하는 송수신 제어부,
    상기 서비스 안테나를 통해 상기 단말로부터 수신한 업링크 무선 주파수 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 중간 주파수(IF) 변환부, 그리고
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 정송 방식으로 상기 도너 유닛으로 전송하는 아날로그 전송부
    를 포함하는, 무선 중계 장치.
  12. 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛 및, 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 서비스 유닛을 포함하는 무선 중계 장치에서, 상기 도너 유닛의 동작 방법으로서,
    상기 기지국으로부터 무선 주파수 신호를 수신하는 단계,
    상기 무선 주파수 신호를 중간 주파수(IF) 신호로 변환하는 단계,
    시간 동기 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호를 포함한 전송 신호를 생성하는 단계, 그리고
    상기 전송 신호를 전송 케이블을 통하여 상기 서비스 유닛으로 전송하는 단계
    를 포함하는, 동작 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 변환하는 단계 이후,
    상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 시간 동기 신호를 검출하는 단계, 그리고
    상기 시간 동기 신호를 아날로그 시간 동기 신호로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전송 신호를 생성하는 단계는,
    상기 아날로그 시간 동기 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호를 결합 또는 다중화한 상기 전송 신호를 생성하는, 동작 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 전송 신호를 생성하는 단계는,
    파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing,WDM) 기술을 이용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호를 결합한 전송 신호를 생성하는, 동작 방법.
  15. 제13항에서,
    상기 전송 케이블은, 광 케이블이고,
    상기 전송 신호를 생성하는 단계는,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 광 신호로 생성하는 단계,
    상기 시간 동기 신호를 디지털 광 전송 신호로 생성하는 단계, 그리고
    상기 아날로그 광 신호 및 상기 디지털 광 전송 신호를 포함하는 상기 전송 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 아날로그 광 신호 및 상기 디지털 광 전송 신호를 각각 서로 다른 광 파장을 통해 동시에 송신하는, 동작 방법.
  16. 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛 및, 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 서비스 유닛을 포함하는 무선 중계 장치에서, 상기 서비스 유닛의 동작 방법으로서,
    상기 도너 유닛으로부터 전송 케이블을 통하여 아날로그 전송 신호를 수신하는 단계,
    상기 아날로그 전송 신호로부터 시간 동기 신호를 분리하는 단계,
    상기 시간 동기 신호가 분리된 중간 주파수(IF) 신호를 기 정의된 주파수 대역의 무선 주파수 신호로 변환하는 단계, 그리고
    상기 변환된 무선 주파수 신호를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 시간 동기 신호는,
    상기 도너 유닛 및 상기 서비스 유닛에서 시분할 이중 통신 (Time Division Duplex,TDD) 동기 제어에 사용되는,동작 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 아날로그 전송 케이블은, 광 케이블이고,
    상기 전송 신호는,
    각각 서로 다른 광 파장을 통해 동시에 수신된 아날로그 광 신호 형태의 중간 주파수(IF) 신호 및 디지털 광 전송 신호 형태의 시간 동기 신호를 포함하는, 동작 방법.
  18. 기지국과 단말 간의 통신 신호를 중계하는 무선 중계 장치에 있어서,
    상기 기지국과 서로 다른 적어도 둘 이상의 서비스 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛, 그리고
    상기 도너 유닛과 연결되고, 상기 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 적어도 하나의 서비스 유닛을 포함하고,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    상기 둘 이상의 서비스 대역 중에서 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호를 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호로 변환하여 전송 케이블을 통해 아날로그 전송 방식으로 송수신하고,
    상기 둘 이상의 서비스 대역 중에서 나머지 서비스 대역의 무선 주파수 신호를 상기 무선 주파수 신호 그대로 송수신하며,
    상기 중간 주파수(IF) 신호는,
    상기 서비스 유닛에서 상기 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호로 변환되어 상기 단말로 송신되거나 또는 상기 도너 유닛에서 상기 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호로 변환되어 상기 기지국으로 송신되는, 무선 중계 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    상기 제1 서비스 대역의 무선 주파수 신호가 변환된 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 추출된 시간 동기 신호를 포함하는 아날로그 전송 신호를 송수신하는, 무선 중계 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 전송 케이블을 통해 송수신하고, 상기 시간 동기 신호를 주파수 편이 변조(Frequency-shift keying) 모뎀을 통해 송수신하는, 무선 중계 장치.
  21. 제19항에서,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    주파수 다중화 기술을 사용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 시간 동기 신호를 결합한 전송 신호를 송수신하는, 무선 중계 장치.
  22. 제19항에서,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    파장 분할 다중화(wavelength division multiplexing,WDM) 기술을 이용하여 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 시간 동기 신호를 결합한 전송 신호를 송수신하는, 무선 중계 장치.
  23. 제19항에서,
    상기 도너 유닛과 상기 적어도 하나의 서비스 유닛은,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 광 전송 방식으로 송수신하고, 상기 시간 동기 신호를 디지털 광 전송 방식으로 송수신하며,
    상기 중간 주파수(IF) 신호와 상기 시간 동기 신호는, 동시에 송수신되는, 무선 중계 장치.
  24. 기지국과 무선 주파수 신호를 송수신하는 도너 유닛 및, 단말과 상기 무선 주파수 신호를 송수신하는 서비스 유닛을 포함하는 무선 중계 장치에서, 상기 도너 유닛의 동작 방법으로서,
    상기 기지국으로부터 수신한 무선 주파수 신호의 서비스 대역이 상기 기지국과 송수신 가능한 서로 다른 둘 이상의 무선 주파수 대역 중에서 제1 서비스 대역이면, 상기 무선 주파수 신호를 중간 주파수(Itermediate Frequency, IF) 신호로 변환하는 단계,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 서비스 유닛으로 전송 케이블을 통해 전송하는 단계, 그리고
    상기 서비스 대역이 상기 제1 서비스 대역을 제외한 나머지 주파수 대역인 경우, 수신된 무선 주파수 신호 그대로 전송 케이블을 통해 상기 서비스 유닛으로 전송하는 단계
    를 포함하는 동작 방법.
  25. 제24항에서,
    상기 중간 주파수(IF) 신호를 상기 서비스 유닛으로 전송 케이블을 통해 전송하는 단계는,
    상기 중간 주파수(IF) 신호로부터 추출된 시간 동기 신호 및 상기 중간 주파수(IF) 신호를 제1 전송 방식, 제2 전송 방식 및 제3 전송 방식 중에서 선택된 하나의 전송 방식으로 전송하며,
    상기 제1 전송 방식은, 상기 중간 주파수(IF) 신호 및 상기 시간 동기 신호를 결합 또는 다중화한 아날로그 전송 방식을 포함하고,
    상기 제2 전송 방식은, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 전송 케이블을 통해 전송하고 상기 시간 동기 신호를 주파수 편이 변조(Frequency-shift keying, FSK) 모뎀을 통해 전송하며,
    상기 제3 전송 방식은, 상기 중간 주파수(IF) 신호를 아날로그 광 전송 방식으로 전송하고 상기 시간 동기 신호를 디지털 광 전송 방식으로 전송하는, 동작 방법.
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