KR20060046676A - Preamble detection device and method and wireless relay system using same - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 프리엠블 검출 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 무선 중계 시스템에 관한 것임.The present invention relates to a preamble detection apparatus and method, and a wireless relay system using the same.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은 TDD 방식의 무선통신 시스템에서 프리엠블에 대한 정보(예를 들어, 프리엠블 패턴, 프리엠블 심볼 구조 등의 정보)없이 TDD 프레임 구조에 대한 정보만을 이용하여 프리엠블을 검출함으로써, TDD 방식의 무선통신에서 중계기 등의 무선통신 장비들이 시간 동기를 유지할 수 있도록 하기 위한, 프리엠블 검출 장치 및 그 방법과 그를 이용한 무선 중계 시스템을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides a TDD scheme by detecting a preamble using only information on a TDD frame structure without information on a preamble (for example, information on a preamble pattern, a preamble symbol structure, etc.) in a TDD wireless communication system. It is an object of the present invention to provide a preamble detection device, a method and a wireless relay system using the same for enabling wireless communication equipment such as repeaters in the wireless communication to maintain time synchronization.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 프리엠블 검출 장치에 있어서, TDD 프레임의 입력신호((S(t))를 프리엠블의 반복 주기 시간(바람직하게는 TDD 프레임 길이) 만큼 시간지연시키기 위한 지연수단; 상기 지연수단을 통해 시간지연된 지연신호(S(t-TF))와 상기 입력신호(S(t))의 복소 상관 관계를 구하기 위한 복소상관수단; 및 상기 복소상관수단의 출력값(복소 상관값 C(t))을 이용하여 프리엠블의 위치를 검출하기 위한 프리엠블 위치 검출수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a preamble detection apparatus comprising: delay means for delaying an input signal (S (t)) of a TDD frame by a repetition period time (preferably a TDD frame length) of a preamble; Complex correlation means for obtaining a complex correlation between the time delayed signal S (tT F ) and the input signal S (t), and output values of the complex correlation means (complex correlation value C (t)). And preamble position detecting means for detecting the position of the preamble.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 TDD(Time Division Duplex) 방식의 무선통신 시스템 등에 이용됨.The present invention is used in a wireless communication system of the TDD (Time Division Duplex) method.
프리엠블, TDD, 무선 중계 시스템, 시간, 동기, 시간 동기, 프레임 Preamble, TDD, Wireless Relay System, Time, Synchronization, Time Synchronization, Frame
Description
도 1 은 본 발명에 이용되는 TDD 방식의 무선통신 프레임 구조도, 1 is a structural diagram of a wireless communication frame of the TDD scheme used in the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치의 일실시예 구성도, 2 is a configuration diagram of an embodiment of a preamble detection apparatus according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따라 상기 도 1의 TDD 프레임 신호에 대한 복소 상관기 출력의 절대값을 나타낸 예시도, 3 is an exemplary diagram illustrating an absolute value of a complex correlator output for the TDD frame signal of FIG. 1 according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치를 이용한 무선 중계 시스템의 일실시예 구성도이다.4 is a configuration diagram of an embodiment of a wireless relay system using a preamble detection apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
20 : 프리엠블 검출 장치 21 : 시간 지연기20: preamble detection device 21: time delay
22 : 복소 상관기 23 : 프리엠블 위치 검출기22: complex correlator 23: preamble position detector
40 : 링크 안테나 41,45 : 스위칭부40:
42 : 하향 링크 신호처리부 43 : 주파수 하향 변환기42: downlink signal processor 43: frequency down converter
44 : A/D 변환기 46 : 상향 링크 신호처리부44: A / D converter 46: uplink signal processing unit
47 : 서비스 안테나47: service antenna
본 발명은 프리엠블 검출 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 무선 중계 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TDD(Time Division Duplex) 방식의 무선통신 시스템에서 프리엠블에 대한 정보(예를 들어, 프리엠블 패턴, 프리엠블 심볼 구조 등의 정보)없이 TDD 프레임 구조에 대한 정보만을 이용하여 프리엠블을 검출함으로써, TDD 방식의 무선통신에서 중계기 등의 무선통신 장비들이 시간 동기를 유지할 수 있도록 하기 위한, 프리엠블 검출 장치 및 그 방법과, 그를 이용한 무선 중계 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a preamble detecting apparatus and a method thereof, and a wireless relay system using the same, and more particularly, to information about a preamble (for example, a preamble pattern) in a TDD (Time Division Duplex) wireless communication system. Preamble detection using only information on the TDD frame structure without information such as a preamble symbol structure, so that wireless communication equipment such as repeaters can maintain time synchronization in TDD-based wireless communication. An apparatus and a method thereof, and a wireless relay system using the same.
주파수 확보가 큰 문제로 대두되고 있는 현재의 무선통신 시장에 있어, 단일 주파수로 통신을 가능케 하는 TDD(Time division duplex) 방식이 최근들어 더욱 각광을 받고 있다. 이는 과거와는 달리, 정확한 시간에 동기를 맞출 수 있는 부품과 장비들의 발전이 이를 가능케 한 것으로 여겨진다. In the current wireless communication market, where frequency securing is a big problem, a time division duplex (TDD) method that enables communication using a single frequency has been in the spotlight in recent years. Unlike the past, this is believed to be possible due to the development of parts and equipment that can be synchronized at the right time.
TDD 방식은 이론적으로 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식보다 작은 시간슬롯(Timeslot)을 이용하여 동일한 서비스 지원이 가능할 뿐만 아니라, 상/하향 시간슬롯의 비대칭적인 배치를 이용하여 현재 인터넷과 비슷한 구조를 가져 많은 어플리케이션의 전송에 적합한 기술적 특성을 갖는다. 결국, TDD 방식은 FDD 방식에 비하여 주파수를 반밖에 사용하지 않으면서도 고속의 전송속도를 가능케 하여 상대적으로 저렴한 비용으로 서비스를 가능케 한다. The TDD method can theoretically support the same service using timeslots smaller than the frequency division duplexing (FDD) method, and has a similar structure to the current Internet by using an asymmetrical arrangement of up / down time slots. It has the technical characteristics suitable for the transmission of the application. As a result, the TDD scheme enables a high-speed transmission rate using only half the frequency of the FDD scheme, thereby enabling a service at a relatively low cost.
이러한 특성으로 인하여 무선통신 사업자로 하여금 매우 매력적인 기술로 자리 매김 해왔으나, 그 동안 시간슬롯의 동적할당에 대한 동기 검출이 매우 어렵고 전송 거리에 따른 시간 지연에 대한 문제를 해결하지 못하여 통신 업계에서 외면을 당했었다. 그러나, 최근 다양한 기술로 이를 극복하여 시장을 넓혀 가고 있으며, 전술한 바와 같이 하향링크가 월등히 많은 현재의 유선 인터넷 통신 시스템과도 쉽게 접목될 수 있기 때문에 다시 각광을 받고 있다. Due to these characteristics, it has become a very attractive technology for wireless carriers, but it has been difficult to detect the synchronization of time slot dynamic allocation and solve the problem of time delay according to transmission distance. I was hit. However, in recent years, the market has been widened by overcoming these problems with various technologies, and as mentioned above, since downlinks can be easily combined with many current wired Internet communication systems, they are in the spotlight again.
일반적인 TDD 방식의 무선통신 시스템에서, 단말기는 기지국에서 주기적(일반적으로 프레임 단위)으로 송신한 프리엠블 신호를 이용하여 초기 동기를 획득한다. 이때, 기지국과 단말기 간에는 사전에 정의된 프리엠블 정보를 이용한다. In a typical TDD wireless communication system, a terminal acquires initial synchronization by using a preamble signal periodically transmitted from a base station (typically in a frame unit). In this case, the preamble information defined between the base station and the terminal is used.
이와 같이 기지국과 단말기 간에는 사전에 정의된 프리엠블 정보를 알고 있으므로, 단말기는 이미 알고 있는 프리엠블 정보와 기지국으로부터 무선 링크를 통해 수신한 프리엠블 신호를 비교하여 프리엠블의 위치를 검출할 수 있으며, 주파수 및 시간에 대한 초기 동기를 획득할 수 있다. 또한, 무선 채널을 추정할 수 있다.As such, since the preamble information is defined between the base station and the terminal, the terminal can detect the location of the preamble by comparing the preamble information that is already known with the preamble signal received from the base station through the wireless link. Initial synchronization with respect to frequency and time can be obtained. It is also possible to estimate the radio channel.
그런데, TDD 방식의 무선통신 시스템에서 중계기를 사용하는 경우, TDD 중계기는 기지국에서 송신된 하향 링크 신호를 받아서 단말기로 재전송하고, 단말기에서 송신된 상향 링크 신호를 받아서 기지국으로 재전송한다. 이와 같이 TDD 중계기는 하향 링크 구간과 상향 링크 구간 사이에서 스위칭 동작을 수행하는데, 이를 위해서 TDD 중계기는 하향 링크에서 상향 링크로 전환되는 시간과 상향 링크에서 하향 링크로 전환되는 시간에 대한 정보를 정확히 알고 있어야만 한다.However, when using a repeater in a TDD wireless communication system, the TDD repeater receives the downlink signal transmitted from the base station and retransmits it to the terminal, and receives the uplink signal transmitted from the terminal and retransmits it to the base station. As such, the TDD repeater performs a switching operation between the downlink section and the uplink section. For this purpose, the TDD repeater knows exactly the information about the downlink to uplink and downlink uplink information. Must be present
따라서, TDD 중계기가 프리엠블 정보를 알고 있는 경우, 전술한 바와 같이 이미 알고 있는 프리엠블 정보와 기지국으로부터 무선 링크를 통해 수신한 프리엠블 신호를 이용하여 프리엠블의 시작 위치를 검출할 수 있다. 그리고, 이렇게 검출된 프리엠블의 시작 위치를 바탕으로, 사전에 정의된 TDD 프레임 구조에 의해 하향 링크에서 상향 링크로 전환되는 시간과 상향 링크에서 하향 링크로 전환되는 시간을 알 수 있다.Therefore, when the TDD repeater knows the preamble information, the start position of the preamble can be detected using the preamble information already known and the preamble signal received from the base station through the radio link. And, based on the detected start position of the preamble, it is possible to know the time for switching from the downlink to the uplink and the time for switching from the uplink to the downlink by a predefined TDD frame structure.
하지만, TDD 중계기가 프리엠블 정보를 알고 있지 못하면, 전술한 방식으로 프리엠블의 시작 위치를 검출할 수 없기 때문에, 프리엠블에 대한 정보를 모르는 상황에서 TDD 프레임 구조를 사용하는 무선통신 시스템에서 무선통신 장비들이 초기 동기를 획득하지 못하게 되는 문제점이 발생한다.However, if the TDD repeater does not know the preamble information, since the start position of the preamble cannot be detected in the above-described manner, wireless communication in a wireless communication system using the TDD frame structure in a situation in which the information on the preamble is not known. The problem arises that the equipment fails to acquire initial synchronization.
따라서, TDD 프레임 구조를 사용하는 무선통신 시스템에서, 프리엠블에 대한 정보(예들 들어, 프리엠블 패턴, 프리엠블 심볼 구조 등의 정보)없이도 프리엠블을 검출할 수 있는 방안이 절실히 요구된다. Accordingly, in a wireless communication system using a TDD frame structure, a method for detecting a preamble without using information on the preamble (for example, information on a preamble pattern, a preamble symbol structure, etc.) is urgently needed.
본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, TDD 방식의 무선통신 시스템에서 프리엠블에 대한 정보(예를 들어, 프리엠블 패턴, 프리엠블 심볼 구조 등의 정보)없이 TDD 프레임 구조에 대한 정보만을 이용하여 프리엠블을 검출함으로써, TDD 방식의 무선통신에서 중계기 등의 무선통신 장비들이 시간 동기를 유지할 수 있도록 하기 위한, 프리엠블 검출 장치 및 그 방법과 그를 이용한 무선 중 계 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to meet the above requirements, and in a TDD wireless communication system, only information on a TDD frame structure without information on a preamble (for example, information on a preamble pattern, a preamble symbol structure, etc.) is provided. The purpose of the present invention is to provide a preamble detecting apparatus, a method, and a wireless relay system using the same, by which preambles are detected, so that wireless communication equipment such as repeaters can maintain time synchronization in TDD wireless communication. have.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 프리엠블 검출 장치에 있어서, TDD 프레임의 입력신호((S(t))를 프리엠블의 반복 주기 시간(바람직하게는 TDD 프레임 길이) 만큼 시간지연시키기 위한 지연수단; 상기 지연수단을 통해 시간지연된 지연신호(S(t-TF))와 상기 입력신호(S(t))의 복소 상관 관계를 구하기 위한 복소상관수단; 및 상기 복소상관수단의 출력값(복소 상관값 C(t))을 이용하여 프리엠블의 위치를 검출하기 위한 프리엠블 위치 검출수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The apparatus of the present invention for achieving the above object, in the preamble detection device, time-delaying the input signal (S (t)) of the TDD frame by the repetition period time (preferably TDD frame length) of the preamble A complex correlation means for obtaining a complex correlation between the delayed signal S (tT F ) delayed by the delay means and the input signal S (t), and an output value (complex) of the complex correlation means. And a preamble position detecting means for detecting the position of the preamble using the correlation value C (t)).
한편, 본 발명의 방법은, 프리엠블 검출 방법에 있어서, TDD 프레임의 입력신호((S(t))를 프리엠블의 반복 주기 시간(바람직하게는 TDD 프레임 길이) 만큼 시간지연시키는 지연단계; 상기 시간지연된 지연신호(S(t-TF))와 상기 입력신호(S(t))의 복소 상관 관계를 구하는 복소상관단계; 및 상기 복소상관단계를 통해 구한 복소 상관값 C(t)에 절대값을 취하여, 상기 절대값의 최대값을 이용하여 프리엠블의 위치를 검출하는 프리엠블 위치 검출단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of the present invention, in the preamble detection method, the delay step of delaying the input signal (S (t)) of the TDD frame by the repetition period time (preferably TDD frame length) of the preamble; A complex correlation step of obtaining a complex correlation between a time delayed delay signal S (tT F ) and the input signal S (t), and an absolute value of the complex correlation value C (t) obtained through the complex correlation step. And a preamble position detecting step of detecting the position of the preamble using the maximum value of the absolute value.
한편, 본 발명의 시스템은, 상기 프리엠블 검출 장치에 의해 검출된 프리엠블의 위치를 이용하여 하향 링크와 상향 링크 간에 스위칭(전환)해야 하는 시간을 설정하는 무선 중계 시스템에 있어서, 하향 링크에 포함된 프리엠블 신호의 위치를 검출하여, 검출된 프리엠블 신호의 위치를 이용해 '기지국과의 무선 인터페이스를 위한 링크 안테나'와 '단말기와의 무선 인터페이스를 위한 서비스 안테나'에 연결된 스위칭 소자의 스위칭 시간을 제어하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the system of the present invention, in the wireless relay system for setting the time to be switched (switched) between the downlink and the uplink by using the position of the preamble detected by the preamble detection device, included in the downlink Detects the position of the preamble signal, and uses the position of the detected preamble signal to determine the switching time of the switching element connected to the 'link antenna for air interface with the base station' and 'service antenna for air interface with the terminal'. It is characterized by controlling.
본 발명은 TDD 방식의 무선통신 시스템에서 프리엠블에 대한 정보(예를 들어, 프리엠블 패턴, 프리엠블 심볼 구조 등의 정보)없이도 프리엠블을 검출하기 위한 것으로, TDD 프레임 구조에 대한 정보만을 이용하여 프리엠블을 검출하고자 한다. The present invention is to detect the preamble without the information on the preamble (for example, information on the preamble pattern, preamble symbol structure, etc.) in the TDD wireless communication system, by using only the information on the TDD frame structure We want to detect the preamble.
이때, 본 발명은 프리엠블 정보 없이도 TDD 프레임 구조에 대한 정보만을 이용하여 프리엠블을 검출하기 위하여, 프리엠블 검출 장치로 입력된 신호를 프리엠블의 주기(일반적으로 프레임 단위) 만큼 시간 지연시킨 신호와 복소 상관 관계를 구하고 복소 상관 관계의 절대값에서 주기적으로 반복되는 최대값의 위치를 찾아서 프리엠블을 검출한다. In this case, in order to detect the preamble using only the information on the TDD frame structure without the preamble information, the present invention provides a signal obtained by delaying a signal input to the preamble detection apparatus by a period (generally, frame) of the preamble. The preamble is detected by finding the complex correlation and finding the position of the maximum value that is periodically repeated in the absolute value of the complex correlation.
즉, 본 발명에서는 프리엠블 검출 장치로 입력된 입력신호와 소정의 내부 기준신호와의 복소 상관 관계를 이용하여 프리엠블의 위치를 검출함으로써, TDD 방식의 무선통신 시스템에서 중계기 등의 무선통신 장비들이 시간 동기를 유지할 수 있 도록 한다. That is, in the present invention, by detecting the position of the preamble by using a complex correlation between an input signal input to the preamble detection device and a predetermined internal reference signal, wireless communication equipment such as a repeater in a TDD wireless communication system is detected. Keep time synchronized.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 이용되는 TDD 방식의 무선통신 프레임 구조도이다.1 is a TDD wireless communication frame structure diagram used in the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 도면에서 "TTG"는 하향 링크에서 상향 링크로 전환되는 구간, "RTG"는 상향 링크에서 하향 링크로 전환되는 구간, "TF"는 TDD 프레임 길이, "TP"는 프리엠블 길이, "TDL"은 하향 링크의 길이, "TUL"은 상향 링크의 길이, "TTTG" TTG 구간의 길이, "TRTG" 구간의 길이를 각각 나타낸다.As shown in FIG. 1, in the figure, "TTG" is a period for switching from downlink to uplink, "RTG" is a period for switching from uplink to downlink, "T F " is a TDD frame length, "T P "" Indicates the preamble length, "T DL " indicates the length of the downlink, "T UL " indicates the length of the uplink, the length of the "T TTG " TTG interval, and the length of the "T RTG " interval, respectively.
도 2 는 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치의 일실시예 구성도로서, 상기 도 1의 TDD 프레임 구조에서 프리엠블을 검출하기 위한 일실시예를 나타낸 것이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a preamble detection apparatus according to the present invention, and illustrates an embodiment for detecting a preamble in the TDD frame structure of FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치(20)는, 외부로부터 입력되는 TDD 프레임의 신호(S(t))를 프리엠블의 반복 주기 시간(일반적으로 TDD 프레임 길이) 만큼 지연시키기 위한 시간 지연기(21)와, 시간 지연기(21)를 통해 시간지연된 지연신호(S(t-TF))와 상기 외부로부터 입력되는 TDD 프레임의 신호 (S(t))의 복소 상관 관계를 구하기 위한 복소 상관기(22)와, 복소 상관기(22)의 출력값(복소 상관값 C(t))을 이용하여 프리엠블의 위치를 검출하기 위한 프리엠블 위치 검출기(23)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the
이때, 프리엠블의 위치는 복소 상관기(22) 출력(복소 상관값 C(t))의 절대값(|C(t)|)에 따른 최대값을 이용하여 검출할 수 있다. 이를 이용하면, 중계기 등의 무선통신 장비들이 하향 링크와 상향 링크 사이를 스위칭해야 하는 시간에 대한 정보를 알 수 있다. At this time, the position of the preamble can be detected using the maximum value according to the absolute value | C (t) | of the
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치(20)의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the
본 발명에 따라 프리엠블에 대한 정보없이 TDD 프레임 구조에 대한 정보만을 이용하여 프리엠블을 검출하는 방법은, 프리엠블 검출 장치로 입력된 신호(S(t))를 프리엠블의 주기(일반적으로 프레임 단위)만큼 시간 지연시킨 신호(S(t-TF))와 복소 상관 관계를 구하고, 복소 상관기(22) 출력값(복소 상관값 C(t))에 절대값을 취하여(|C(t)|), 이를 바탕으로 주기적으로 반복되는 최대값의 위치를 찾아서 프리엠블을 검출할 수 있다. According to the present invention, a method of detecting a preamble using only information on a TDD frame structure without information on a preamble includes: a signal S (t) input to a preamble detection device, using a period of a preamble (generally, a frame). A complex correlation is obtained with the signal S (tT F ) which is time-delayed by a unit, and an absolute value is taken into the
따라서, 상기 도 1과 같은 TDD 프레임 구조에서, 상기 도 2와 같은 프리엠블 검출 장치(20)를 사용할 때, 복소 상관기(22)의 출력값(복소 상관값 C(t))을 수학식으로 표현하면 하기의 [수학식 1]와 같이 정의할 수 있다. Therefore, in the TDD frame structure as shown in FIG. 1, when the
상기 [수학식 1]을 디지털 신호 형태로 표현하면, 하기의 [수학식 2]와 같이 정의할 수 있다.If
상기 [수학식 2]에서, 디지털 신호가 fs의 주파수로 샘플링되었다면, NF는 TF*fs 값에 가장 가까운 정수이고, NP는 TP*fs 값에 가장 가까운 정수이다.In
상기 도 1 및 도 2에서, TDD 프레임의 신호 S(t)가 부가 백색 가우스 잡음(AWGN) 신호 특성 또는 대역 제한된 부가 백색 가우스 잡음(Band-Limited AWGN)의 특성을 가질 때, 복소 상관기(22)의 출력값(복소 상관값 C(t))에 절대값을 취하면(|C(t)|) 후술되는 도 3과 같은 특성을 갖게 된다. 통상, CDMA(Code Division Multiple Access), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiple), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 등의 신호와 이러한 신호들이 조합된 신호들은 대역 제한된 부가 백색 가우스 잡음 특성을 갖는다. 따라서, 도 3에서는 상기 도 1의 TDD 프레임 신호에 대한 복소 상관기(22)의 출력값(복소 상관값 C(t))에 절대값(|C(t)|)을 취한 일예를 보여준다. 1 and 2, when the signal S (t) of the TDD frame has an additional white Gaussian noise (AWGN) signal characteristic or a band limited additional white Gaussian noise (Band-Limited AWGN) characteristic, the
도 3에 도시된 바와 같이, 통상 주기적으로 반복되는 프리엠블 신호에 의해 복소 상관기(22) 출력(복소 상관값 C(t))의 절대값(|C(t)|)은 프리엠블 구간이 끝나는 부분에서 최대값을 갖게 된다. 따라서, 프리엠블 주기로 반복되는 복소 상관기(22) 출력(복소 상관값 C(t))의 절대값(|C(t)|)에 따른 최대값을 이용하면 프리엠블의 위치를 찾아낼 수 있다. 이와 같이 복소 상관기(22)의 출력(복소 상관값 C(t))을 이용해 프리엠블의 위치를 검출하는 기능은 프리엠블 위치 검출기(23)에서 수행된다.As shown in FIG. 3, the absolute value (| C (t) |) of the
프리엠블 위치 검출기(23)에서 프리엠블의 위치가 검출되면, 이를 이용해 중계기 등의 무선통신 장비들이 하향 링크와 상향 링크 사이를 스위칭(전환)해야 하는 시간에 대한 정보(즉, 하향 링크에서 상향 링크로 전환되는 시간, 상향 링크에서 하향 링크로 전환되는 시간)를 알 수 있다. When the position of the preamble is detected by the
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, tPE1에서 복소 상관기(22) 출력(복소 상관값 C(t))의 절대값(|C(t)|)이 최대값을 갖게 되면, tPE1-TP에서 tPE1+TDL-TP 시간까지 하향 링크 구간(도 1에서 하향 링크의 길이 TDL)이고, tPE1+TDL-TP+TTTG에서 tPE1+TDL-TP+TTTG+TUL 시간까지 상향 링크 구간(도 1에서 상향 링크의 길이 TUL)임을 알 수 있다. 이는 프레임 주기(도 1의 TDD 프레임 길이 TF) 단위로 반복된다. 따라서, 무선통신 장비에서 '하향 링크에서 상향 링크로 스위칭하는 시간'을 tPE1+TDL-TP에서 tPE1+TDL-TP+TTTG 사이로 설정하면 되고, '상향 링크에서 하향 링크로 스위칭하는 시간'을 tPE1+TDL-TP+TTTG+TUL 에서 tPE1+TDL-TP+TTTG+TUL+ TRTG 사이로 설정하면 된다.That is, as shown in FIG. 3, at t PE1 complex correlator 22 outputs the absolute value of the (complex correlation value C (t)) (| C (t) |) when the given maximum value, PE1 t -T P to t PE1 + T DL -T P downlink interval (downlink length T DL in FIG. 1), and t PE1 + TDL -T P + T TTG to t PE1 + T DL -T P + T TTG It can be seen that the uplink period (uplink length T UL in FIG. 1) until + T UL time. This is repeated in units of frame periods (TDD frame length T F of FIG. 1). Therefore, the time for switching from the downlink to the uplink in the wireless communication equipment may be set between t PE1 + T DL -T P and t PE1 + T DL -T P + T TTG . The switching time is set between t PE1 + T DL- T P + T TTG + T UL and t PE1 + T DL- T P + T TTG + T UL + T RTG .
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치를 이용한 무선 중계 시스템의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the wireless relay system using the preamble detection apparatus according to the present invention having the above configuration will be described in detail as follows.
도 4 는 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치를 이용한 무선 중계 시스템의 일실시예 구성도로서, 상기 도 2의 구성을 갖는 프리엠블 검출 장치(20)를 통해 하향 링크에 포함된 프리엠블 신호의 위치를 검출하여, 검출된 프리엠블 신호의 위치를 이용해 '기지국과의 무선 인터페이스를 위한 링크 안테나'와 '단말기와의 무선 인터페이스를 위한 서비스 안테나'에 연결된 스위칭 소자(41,45)의 스위칭 시간을 제어하는 구성을 보여준다. 4 is a configuration diagram of a wireless relay system using a preamble detection apparatus according to the present invention, and the position of the preamble signal included in the downlink through the
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치를 이용한 무선 중계 시스템은, 기지국과 무선 중계 시스템간에 무선신호를 주고받기 위한 링크 안테나(40)와, 기지국으로부터 수신된 무선신호를 저잡음 증폭기, 이득 조절기 및 선형 전력 증폭기를 통해 하향링크 신호 처리를 수행하기 위한 하향링크 신호 처리부(42)와, 단말기로부터 수신된 무선신호를 저잡음 증폭기, 이득 조절기, 선형 전력 증폭기를 통해 상향 링크 신호 처리를 수행하기 위한 상향링크 신호 처리부(43)와, 하향 링크 및 상향 링크를 스위칭하기 위한 스위칭부(41,45)와, 하향 링크 신호처리부(42)에서 저잡음 증폭된 아날로그(Analog) 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 주파수 하향 변환기(43)와, 주파수 하향 변환기(43)를 통해 전달된 아 날로그 신호를 디지털(Digital) 신호로 변환하기 위한 A/D 변환기(44)와, A/D 변환기(44)를 통해 변환된 디지털 신호를 전달받아 하향 링크에 포함된 프리엠블 신호의 위치를 검출하고, 검출된 프리엠블 신호의 위치를 이용하여 링크 안테나(40)와 서비스 안테나(47)에 연결된 스위칭부(41,45)의 스위칭 시간(즉, 하향 링크에서 상향 링크로 전환되는 시간, 상향 링크에서 하향 링크로 전환되는 시간)을 제어하기 위한 프리엠블 검출 장치(20)와, 단말기와 무선 중계 시스템간에 무선신호를 주고받기 위한 서비스 안테나(47)를 포함한다.In more detail, the wireless relay system using the preamble detection apparatus according to the present invention includes a
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 프리엠블 검출 장치를 이용한 무선 중계 시스템은, 프리엠블 검출 장치로 전달된 입력신호와 소정의 내부 기준 신호와의 복소 상관 관계를 이용하여 프리엠블의 위치를 검출함으로써, TDD 방식의 무선통신에서 중계기 등의 무선통신 장비들이 시간 동기를 유지할 수 있도록 하는 장점이 있다.As described above, the wireless relay system using the preamble detection apparatus according to the present invention detects the position of the preamble by using a complex correlation between an input signal transmitted to the preamble detection apparatus and a predetermined internal reference signal. In the TDD wireless communication, wireless communication equipment such as a repeater can maintain time synchronization.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, TDD 방식의 무선통신에서 프리엠블에 대한 정보(예를 들어, 프리엠블 패턴, 프리엠블 심볼 구조 등의 정보) 없이 TDD 프레임 구조 정 보만을 이용하여 프리엠블의 위치를 검출함으로써, 하향 링크에서 상향 링크로 전환되는 시간과 상향 링크에서 하향 링크로 전환(스위칭)되는 시간을 알 수 있어, 프리엠블에 대한 정보가 없는 경우에도 TDD 방식의 무선통신 장비들이 시간 동기를 유지하도록 할 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, the present invention detects the location of the preamble using only the TDD frame structure information without information on the preamble (for example, information on the preamble pattern, the preamble symbol structure, etc.) in the TDD wireless communication. By doing so, the time for switching from downlink to uplink and the time for switching from uplink to downlink (switching) can be known, so that TDD-type wireless communication devices maintain time synchronization even when there is no information on preamble. It has the effect of making it possible.
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