KR101075239B1 - Apparatus and method for synchronization of RF relay - Google Patents

Abstract

무선 중계기는 단말이 초기 레인징 신호 전송 시 상향링크 신호의 처음 두 개의 심볼을 이용하여 동일한 레인징 코드를 반복해서 전송하는 특징을 이용하여 상향링크 신호의 시작지점을 결정하고, 이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 결정한다. The wireless repeater determines the starting point of the uplink signal by using the feature that the terminal repeatedly transmits the same ranging code by using the first two symbols of the uplink signal when the initial ranging signal is transmitted. And determine the ratio of the uplink interval.

TDD, 무선 중계기, 동기, 하향링크, 상향링크, 레인징 TDD, wireless repeater, sync, downlink, uplink, ranging

Description

무선 중계기의 동기장치 및 방법{Apparatus and method for synchronization of RF relay}Apparatus and method for synchronization of RF relay

본 발명은 무선 중계기의 동기장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 시간듀플렉스 시스템에서의 무선 중계기의 동기장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a synchronization device and a method of a wireless repeater, and more particularly, to a synchronization device and a method of a wireless repeater in a time duplex system.

무선(Radio Frequency, RF) 중계기는 기지국의 전파가 잘 닿지 않는 음영지역의 단말이 기지국과 송수신할 수 있도록 신호를 중계하는 기능을 수행한다. 즉, 기지국으로부터 수신된 하향링크(Downlink) 신호를 증폭하여 단말로 전송하고, 단말로부터 수신된 상향링크(Uplink) 신호를 기지국에 전송하는 기능을 수행한다. The radio (Radio Frequency, RF) repeater performs a function of relaying a signal so that a terminal in a shaded area where radio waves of the base station cannot reach well can transmit and receive with the base station. That is, amplify a downlink signal received from the base station and transmit it to the terminal, and transmits an uplink signal received from the terminal to the base station.

한편, 동일한 주파수대역을 시간 분할하여 각각 하향링크 신호와 상향링크 신호에 할당하는 시간분할듀플렉스(Time Division Duplex, TDD) 시스템에서 무선 중계기는 하향링크 신호와 상향링크 신호에 할당된 시간구간을 정확하게 파악할 필요가 있다. Meanwhile, in a time division duplex (TDD) system in which the same frequency band is time-divided and assigned to the downlink signal and the uplink signal, the wireless repeater can accurately determine the time intervals allocated to the downlink signal and the uplink signal. There is a need.

하향링크의 경우, 무선 중계기는 5ms길이의 라디오 프레임(Radio Frame)의 첫 번째 심볼인 프리앰블(Preamble) 심볼의 검색을 통해 하향링크 신호를 비교적 쉽게 파악할 수 있다. 그러나, 상향링크의 경우에는 프리앰블 심볼과 같은 신호가 없으므로, 상향링크 신호를 검색하기 위해 하향링크 신호의 맵(MAP) 메시지를 복조하여 기지국에서 정한 하향링크와 상향링크의 비율을 알아내는 방법, 상향링크에서의 신호전력을 감지하여 상향링크 신호의 시작시점을 파악하는 방법 등이 상향링크 신호를 파악하기 위해 사용되고 있다. In the case of downlink, the wireless repeater can easily identify the downlink signal by searching for a preamble symbol, which is the first symbol of a 5 ms long radio frame. However, in the case of uplink, since there is no signal such as a preamble symbol, a method of determining a ratio of downlink and uplink determined by a base station by demodulating a map (MAP) message of a downlink signal to search for an uplink signal. A method of detecting a start time of an uplink signal by detecting signal power in a link is used to identify an uplink signal.

하향링크의 맵 메시지는 기지국의 스케줄러에서 하향링크 신호와 상향링크 신호에 각각 몇 개의 심볼이 할당되는지에 대한 정보를 포함하므로, 맵 메시지를 복조하여 상향링크 신호의 시작시점을 파악하는 것이 가능하다. 그러나, 무선 중계기에서 맵 메시지를 복조하기 위해서는 하향링크 복조부, 채널 디코더, MAC(Medium Access Control)등 단말의 하향링크 수신에 사용되는 하드웨어를 모두 갖출 필요가 있다. 따라서, 무선 중계기의 하드웨어 복잡도가 증가하고 이로 인해 무선 중계기의 가격이 상승하는 단점이 있다. Since the downlink map message includes information on how many symbols are allocated to the downlink signal and the uplink signal in the scheduler of the base station, the start point of the uplink signal can be identified by demodulating the map message. However, in order to demodulate a map message in a wireless repeater, it is necessary to have all hardware used for downlink reception of a terminal such as a downlink demodulator, a channel decoder, and a medium access control (MAC). Therefore, there is a disadvantage in that the hardware complexity of the wireless repeater increases, and thus the price of the wireless repeater increases.

반면에, 상향링크의 신호전력을 감지하여 상향링크 신호의 시작시점을 파악하는 방법은 맵 메시지를 이용하는 방법에 비해 하드웨어 복잡도는 감소하나 정확도가 감소하고 잡음에 취약한 단점이 있다. On the other hand, the method for detecting the start time of the uplink signal by detecting the uplink signal power has a disadvantage in that the hardware complexity is reduced, but the accuracy is reduced and the noise is vulnerable, compared to the method using the map message.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동통신 시스템에서 하드웨어 복잡도를 줄이고 정확도를 향상시킨 무선 중계기의 동기장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a synchronization device for a wireless repeater and a method for reducing hardware complexity and improving accuracy in a mobile communication system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선 중계기의 동기 방법은,Synchronization method of a wireless repeater according to a feature of the present invention for achieving the above object,

하향링크 신호의 신호전력 감지하여 추정된 하향링크 신호의 길이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 설정하는 단계; 상기 초기비율을 토대로 상향링크 신호를 감지하는 단계; 상기 상향링크 신호에서 초기 레인징 신호를 검출하는 단계; 및 상기 초기 레인징 신호를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 단계를 포함한다. Setting an initial ratio of a downlink section and an uplink section based on the estimated length of the downlink signal by detecting signal power of the downlink signal; Detecting an uplink signal based on the initial ratio; Detecting an initial ranging signal from the uplink signal; And resetting a ratio of a downlink period and an uplink period based on the initial ranging signal.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 무선 중계기의 동기장치는,In addition, the synchronization device of the wireless repeater according to another aspect of the present invention,

기 설정된 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 토대로 상향링크 신호에서 순환전치 신호를 제거하여 출력하는 순환전치 제거부; 상기 순환전치 신호가 제거된 상향링크 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에 변환부; 상기 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하여 출력하는 레인징 코드 선택부; 상기 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터가 제거된 상향링크 신호를 시간영역으로 변환하는 고속퓨리에역변환부; 및 상기 시간영역으로 변환된 상향링크 신호의 첫 번째 심볼을 이용하여 심볼 간 상관 값을 산출하고, 상기 심볼간 상관 값을 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출하며, 상기 초기 레인징 신호의 시작지점을 토대로 상기 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 동기 획득부를 포함한다. A cyclic prefix remover for removing and outputting a cyclic prefix signal based on an initial ratio of a preset downlink period and an uplink period; A fast Fourier transformer converting the uplink signal from which the cyclic prefix signal is removed into a frequency domain; A ranging code selector configured to remove and output remaining data except for a ranging code among the uplink signals converted into the frequency domain; A fast Fourier inverse converter for converting an uplink signal from which data other than the ranging code is removed to a time domain; And calculating the inter-symbol correlation value using the first symbol of the uplink signal transformed into the time domain, detecting a starting point of the initial ranging signal based on the inter-symbol correlation value, and starting the initial ranging signal. And a synchronization acquisition unit for resetting the ratio of the downlink period and the uplink period based on the point.

또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따른 무선 중계기의 동기장치는,In addition, the synchronization device of the wireless repeater according to another aspect of the present invention,

기 설정된 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 토대로 상향링크 신호에서 순환전치 신호를 제거하여 출력하는 순환전치 제거부; 상기 순환전치 신호가 제거된 상향링크 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에 변환부; 상기 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하여 출력하는 레인징 코드 선택부; 및 상기 레인징 코드 선택부에서 출력되는 상향링크 신호의 첫 번째 심볼에 해당하는 주파수 영역 값과 다음 심볼에 해당하는 주파수 영역 값을 비교하여 위상변화를 산출하고, 상기 위상변화를 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출하며, 상기 초기 레인징 신호의 시작지점을 토대로 상기 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 동기 획득부를 포함한다. A cyclic prefix remover for removing and outputting a cyclic prefix signal based on an initial ratio of a preset downlink period and an uplink period; A fast Fourier transformer converting the uplink signal from which the cyclic prefix signal is removed into a frequency domain; A ranging code selector configured to remove and output remaining data except for a ranging code among the uplink signals converted into the frequency domain; And calculating a phase change by comparing a frequency domain value corresponding to the first symbol of the uplink signal output from the ranging code selector with a frequency domain value corresponding to the next symbol, and based on the phase change, an initial ranging signal. And a synchronization acquisition unit for detecting a starting point of the signal and resetting a ratio of the downlink period and the uplink period based on the starting point of the initial ranging signal.

본 발명의 실시 예에 따르면, 기존에 맵 메시지를 복조하여 동기를 획득하는 방법에 비해 무선 중계기의 하드웨어 복잡도를 줄이는 효과가 있다. 또한, 상향링크 신호의 신호전력을 감지하여 동기를 획득하는 방법에 비해서는 동기신호의 정확도가 증가하는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an effect of reducing the hardware complexity of the wireless repeater as compared to the method of obtaining a synchronization by demodulating the map message. In addition, the accuracy of the synchronization signal is increased as compared with a method of sensing the signal power of the uplink signal to obtain synchronization.

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 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사 한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

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. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In the present specification, a terminal is a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS), a user equipment (User Equipment). , UE), an access terminal (AT), and the like, and may include all or some functions of a mobile station, a mobile terminal, a subscriber station, a portable subscriber station, a user device, an access terminal, and the like.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node??B), eNB(Evolved Node??B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)??BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNB, 송수신 기지국, MMR??BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In the present specification, a base station (BS) is an access point (AP), a wireless access station (Radio Access Station, RAS), a node B (Node ?? B), an eNB (Evolved Node ?? B), transmission and reception It may also refer to a base transceiver station (BTS), a mobile multihop relay (MMR) BS, or the like, and may include all or a portion of an access point, a wireless access station, a Node B, an eNB, a base transceiver station, an MMR ?? BS, and the like. It may also include functionality.

이제 아래에서는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치 및 그 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a synchronization apparatus and a method of a wireless repeater according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 초기 레인징(initial ranging) 신호를 도시한 구조도이다. 1 is a structural diagram illustrating a general initial ranging signal.

초기 레인징 신호는 기지국 신호를 인식한 단말이 전송하는 신호로서, 상향링크에서 처음 두 개의 심볼을 통해 전송된다. 또한, 하나의 레인징 코드를 전송하 기 위해 사용되는 부반송파(subcarrier)의 개수는 10MHz대역에서 144개이고, 레인징 코드는 2⁸가지가 존재하며 이진위상편이(Binary Phase Shift Key, BPSK)변조되어 전송된다.The initial ranging signal is a signal transmitted by a terminal that recognizes a base station signal and is transmitted through the first two symbols in uplink. In addition, the number of subcarriers (subcarriers) used to transmit one ranging code is 144 in the 10MHz band, there are 2 to ⁸ ranging codes, and binary phase shift key (BPSK) Is sent.

도 1을 참조하면, 단말은 초기 레인징을 위해 동일한 레인징 코드(Ranging Code)를 처음 두 개의 심볼을 통해 두 번 반복해서 전송한다. 여기서, 단말은 첫 번째 심볼 전송 시에는 레인징 코드 중 시간영역 상에서 뒷부분에 해당하는 일정부분을 복사한 순환전치(Cyclic Prefix, 이하 'CP'라 칭함) 신호를 레인징 코드의 앞부분에 더해서 전송한다. 또한, 두 번째 심볼 전송 시에는 레인징 코드 중 시간영역 상 앞부분에 해당하는 일정부분을 복사한 순환후치(Cyclic Suffix) 신호를 레인징 코드의 뒷부분에 더해서 전송한다. Referring to FIG. 1, the terminal repeatedly transmits the same ranging code twice through the first two symbols for initial ranging. In this case, when the first symbol is transmitted, the UE adds a cyclic prefix (CP), which is a certain portion corresponding to the rear part of the ranging code, to the front of the ranging code. . In addition, in the second symbol transmission, a cyclic suffix signal obtained by copying a predetermined portion corresponding to the front part of the ranging code is added to the rear part of the ranging code.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 전술한 바와 같이 단말이 초기 레인징 신호 전송 시 상향링크 신호의 처음 두 개의 심볼을 이용하여 동일한 레인징 코드를 반복해서 전송하는 특징을 이용하여 상향링크 신호의 시작지점을 설정한다. Meanwhile, in the embodiment of the present invention, as described above, when the terminal transmits the initial ranging signal, the start point of the uplink signal using the feature of repeatedly transmitting the same ranging code using the first two symbols of the uplink signal. Set.

다음, 도 2 및 도 3을 참고로 하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명한다. Next, the synchronization apparatus and method of the wireless repeater according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치(100)를 도시한 개략적인 블록도이다. 2 is a schematic block diagram showing a synchronization device 100 of a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 동기장치(100)는 하향링크 신호 검출부(110), CP 제거부(120), 고속퓨리에변환부(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT부'라 칭함)(130), 레인징 코드 선택부(140), 고속퓨리에역변환부(Inverse FFT, 이하 'IFFT부'라 칭함)(150) 및 동기 획득부(160)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the synchronization device 100 includes a downlink signal detector 110, a CP remover 120, and a fast Fourier transform (FFT unit) 130. A code selector 140, a fast Fourier inverse transform unit (hereinafter referred to as an IFFT unit) 150, and a synchronization acquisition unit 160 are included.

하향링크 신호 검출부(110)는 무선 중계기로 수신되는 신호 중에서 기지국으로부터 수신되는 프리앰블 신호를 검출하고, 검출된 프리앰블 신호의 시작지점을 하향링크 신호의 시작지점으로 설정한다. 또한, 이를 토대로 하향링크에서 신호전력이 감지되는 구간을 검출하여 하향링크 신호의 길이를 획득하고, 이전에 수신된 하향링크 신호들의 길이 중 최대길이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 설정한다. 이렇게 설정된 초기 비율은 단말로부터 수신되는 초기 레인지 신호가 검색되기 이전까지 무선 중계기에서 상향링크 신호를 검출하기 위해 사용된다.The downlink signal detector 110 detects a preamble signal received from a base station among signals received by the wireless repeater, and sets a start point of the detected preamble signal as a start point of the downlink signal. In addition, the length of the downlink signal is obtained by detecting a section in which signal power is detected in the downlink, and the initial ratio of the downlink section and the uplink section is determined based on the maximum length of the previously received downlink signals. Set it. The initial ratio thus set is used to detect the uplink signal in the wireless repeater until the initial range signal received from the terminal is searched.

CP 제거부(120)는 무선 중계기로 수신되는 신호에서 초기 레인징 신호가 검출되면, 하향링크 신호 검출부(110)에서 설정된 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 토대로 상향링크 신호에서 CP 신호를 제거하여 출력한다. When the CP ranging unit 120 detects the initial ranging signal from the signal received by the wireless repeater, the CP removing unit 120 selects the CP signal from the uplink signal based on the initial ratio of the downlink period and the uplink period set by the downlink signal detection unit 110. Remove and print

FFT부(130)는 CP 제거부(120)에서 CP 신호가 제거되어 출력된 신호를 주파수영역으로 변환하여 출력한다. The FFT unit 130 converts the signal output by removing the CP signal from the CP remover 120 to the frequency domain and outputs the converted signal.

레인징 코드 선택부(140)는 주파수 영역으로 변환된 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하여 출력한다. 즉, 레인징 코드 전송에 사용되는 144개의 부반송파를 제외한 나머지 부반송파에 널(Null)을 채움으로써 레인징 코드만을 포함하는 신호를 출력한다. 이는 여러 단말이 전송하는 데이터가 포함된 상향링크 신호로부터 초기 레인징 신호에 해당하는 레인징 코드만을 추출하기 위한 것이다. The ranging code selector 140 removes and outputs the remaining data except the ranging code from the signal converted into the frequency domain. That is, a signal including only the ranging code is output by filling nulls with the remaining subcarriers except for the 144 subcarriers used for the ranging code transmission. This is to extract only a ranging code corresponding to an initial ranging signal from an uplink signal including data transmitted by various terminals.

IFFT부(150)는 레인징 코드 선택부(140)에서 레인징 코드만을 포함하여 출력된 신호를 시간영역으로 변환하여 출력한다. The IFFT unit 150 converts the output signal including only the ranging code from the ranging code selector 140 to the time domain and outputs the converted signal.

동기 획득부(160)는 IFFT부(150)에서 시간 영역으로 변환된 신호 중 상향링크 신호의 첫 번째 심볼을 이용하여 심볼 간 상관 값을 구하고, 이를 토대로 상향링크 신호에서 두 개의 동일한 레인징 코드를 검출한다. 그리고, 레인징 코드의 시작지점으로부터 CP 신호만큼 앞으로 이동(shift)된 지점을 상향링크의 시작지점으로 설정한다. 또한, 이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 재 설정하고, 하향링크 구간 및 상향링크 구간을 구분하기 위한 동기신호를 출력한다. The synchronization acquisition unit 160 obtains a correlation value between symbols using the first symbol of the uplink signal among the signals converted into the time domain by the IFFT unit 150, and based on this, two identical ranging codes are obtained from the uplink signal. Detect. A point shifted forward by the CP signal from the start point of the ranging code is set as the start point of the uplink. Further, based on this, the ratio of the downlink period and the uplink period is reset, and a synchronization signal for distinguishing the downlink period and the uplink period is output.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 중계기에서의 동기 방법을 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a synchronization method in a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 무선 중계기는 하향링크 신호 검출부(110)를 통해 기지국으로부터 수신되는 프리앰블 신호를 검출하고 이를 토대로 하향링크 신호의 시작지점을 설정한다(S101).Referring to FIG. 3, the wireless repeater detects a preamble signal received from the base station through the downlink signal detection unit 110 and sets a start point of the downlink signal based on this (S101).

또한, 무선 중계기는 하향링크 신호 검출부(110)를 통해 하향링크 구간에서의 신호전력을 감지하고, 신호전력이 감지되는 구간의 길이를 토대로 하향링크 신호의 길이를 추정한다. 그리고, 이전에 수신된 하향링크 신호들의 길이 중 최대 길이를 이용하여 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 설정한다(S102).In addition, the wireless repeater detects the signal power in the downlink section through the downlink signal detector 110 and estimates the length of the downlink signal based on the length of the section in which the signal power is detected. Then, the initial ratio of the downlink period and the uplink period is set using the maximum length of the previously received downlink signals (S102).

이후, 무선 중계기는 하향링크 구간 및 상향링크 구간 초기비율을 토대로 상향링크 신호를 감지하고, 상향링크 신호 중 단말로부터 수신되는 초기 레인징 신 호가 검출되는지 확인한다(S103).  Thereafter, the wireless repeater detects an uplink signal based on an initial ratio of the downlink section and the uplink section, and determines whether an initial ranging signal received from the terminal is detected among the uplink signals (S103).

초기 레인징 신호가 검출되면, 무선 중계기는 CP 제거부(120)를 통해 상향링크 신호에 포함된 심볼 중 첫 번째 심볼로부터 CP 신호를 제거한다(S104). 그리고, CP 신호가 제거된 상향링크 신호를 FFT부(130)를 통해 주파수 영역으로 변환하고(S105), 레인징 코드 선택부(140)를 통해 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드 전송에 사용되는 부반송파들 제외한 나머지 부반송파에는 널(Null)을 삽입하여 레인징 코드만을 선택하여 출력한다(S106). 이후, 무선 중계기는 레인징 코드만 포함하는 주파수 영역에서의 신호를 IFFT부(150)를 통해 시간영역으로 변환하고(S107), 시간영역으로 변환된 신호의 첫 번째 심볼을 이용하여 심볼 간 상관 값을 구하고, 이를 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출한다. 그리고, 초기 레인징 신호의 시작지점으로부터 CP 신호만큼 이동된 지점을 상향링크 신호의 시작지점으로 설정하고, 이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 설정한다(S108). 또한, 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 토대로 동기신호를 생성한다. When the initial ranging signal is detected, the wireless repeater removes the CP signal from the first symbol among the symbols included in the uplink signal through the CP remover 120 (S104). In addition, the uplink signal from which the CP signal is removed is converted into the frequency domain through the FFT unit 130 (S105), and the ranging code is transmitted among the uplink signals converted into the frequency domain through the ranging code selector 140. Nulls are inserted into the remaining subcarriers other than the subcarriers used in step S101, and only the ranging codes are selected and output (S106). Subsequently, the wireless repeater converts the signal in the frequency domain including only the ranging code into the time domain through the IFFT unit 150 (S107), and uses the first symbol of the signal converted into the time domain to correlate the symbols. Then, the starting point of the initial ranging signal is detected. Then, the point shifted by the CP signal from the start point of the initial ranging signal is set as the start point of the uplink signal, and the ratio of the downlink section and the uplink section is set based on this (S108). In addition, a synchronization signal is generated based on the ratio of the downlink period and the uplink period.

다음, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명한다. Next, the synchronization device and method of the wireless repeater according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치(200)를 도시한 개략적인 블록도이다. 4 is a schematic block diagram illustrating a synchronization device 200 of a wireless repeater according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 동기장치(200)는 하향링크 신호 검출부(210), CP 제거부(220), FFT부(230), 레인징 코드 선택부(240) 및 동기 획득부(250)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the synchronizer 200 includes a downlink signal detector 210, a CP remover 220, an FFT unit 230, a ranging code selector 240, and a sync acquirer 250. do.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동기장치(200)의 일부 구성요소(210 내지 240)는 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동기장치(100)의 일부 구성요소(110 내지 140)와 동일한 기능을 수행하므로 상세한 설명을 생략한다. Meanwhile, some components 210 to 240 of the synchronization device 200 according to the second embodiment of the present invention are some components 110 to 140 of the synchronization device 100 according to the first embodiment of the present invention described above. Since the same function as) is omitted.

동기 획득부(250)는 레인징 코드 선택부(240)에서 출력되는 주파수 영역 신호 중에서 상향링크 신호의 첫 번째 심볼에 해당하는 주파수 영역의 값을 추출한다. 그리고, 이를 다음 심볼의 주파수 영역 값과 비교하여 위상변화를 파악하고, 위상변화를 토대로 레인징 코드의 시작지점을 검출한다. The synchronization acquirer 250 extracts a value of the frequency domain corresponding to the first symbol of the uplink signal from the frequency domain signal output from the ranging code selector 240. Then, the phase change is detected by comparing this with a frequency domain value of the next symbol, and the starting point of the ranging code is detected based on the phase change.

다음의 수학식 1 및 수학식 2는 각각 첫 번째 레인징 코드와 두 번째 레인징코드의 주파수 영역 값(

)을 산출하는 방법을 나타낸다. Equations 1 and 2 below represent the frequency domain values of the first and second ranging codes, respectively.

) Is calculated.

여기서, N은 FFT의 크기, L은 CP 신호의 길이, n은 시간영역에서의 인덱스, k는 주파수 영역에서의 인덱스를 나타낸다.Where N is the magnitude of the FFT, L is the length of the CP signal, n is the index in the time domain, and k is the index in the frequency domain.

위 수학식 1 및 수학식 2를 보면, 두 번째 레인징 코드는 첫 번째 레인징 코드에 비해 CP 신호의 길이(L)만큼 지연되어 위치하고, 두 번째 레인징 코드는 첫 번째 레인징 코드 대비

만큼의 위상회전이 나타난다. 따라서, 동기 획득부(250) 는 첫 번째 심볼과 다음 심볼의 주파수 영역 값을 비교하여 위상변화를 확인함으로써

만큼의 위상차이를 나타내는 동일한 두 개의 레인징 코드를 검출한다.Referring to Equations 1 and 2 above, the second ranging code is located with a delay (L) of the CP signal compared to the first ranging code, and the second ranging code is compared with the first ranging code.

As many phase rotations appear. Therefore, the synchronization acquisition unit 250 checks the phase change by comparing the frequency domain value of the first symbol and the next symbol.

Detects two identical ranging codes representing the phase difference.

즉, 동기 획득부(250)는 다음의 수학식 3의 조건을 통해 레인징 코드를 검출한다. That is, the synchronization acquisition unit 250 detects the ranging code through the condition of Equation 3 below.

여기서, arg()는 검출된 위상 값을 나타내고, conj는 공액 연산(Conjugate)을 나타낸다.Here, arg () represents a detected phase value and conj represents a conjugate operation.

전술한 바와 같이 레인징 코드가 검출되면, 동기 획득부(250)는 검출된 레인징 코드의 위치를 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 설정하고, 이로부터 CP 신호만큼 앞으로 이동(shift)된 지점을 상향링크의 시작지점으로 설정한다. 또한, 이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 재 설정하고, 하향링크 구간 및 상향링크 구간을 구분하기 위한 동기신호를 출력한다.As described above, when the ranging code is detected, the synchronization acquisition unit 250 sets a starting point of the initial ranging signal based on the detected location of the ranging code, and shifts it forward by the CP signal. Set as the start point of the uplink. Further, based on this, the ratio of the downlink period and the uplink period is reset, and a synchronization signal for distinguishing the downlink period and the uplink period is output.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 중계기에서의 동기 방법을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a synchronization method in a wireless repeater according to a second embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동기 방법의 일부 단계(S201 내지 S205)는 전술한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동기 방법의 일부 단계(S101 내지 S105)와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. Meanwhile, some steps S201 to S205 of the synchronization method according to the second embodiment of the present invention are the same as some steps S101 to S105 of the synchronization method according to the second embodiment of the present invention, and thus detailed descriptions thereof will be omitted. do.

도 5를 참조하면, 무선 중계기는 CP 신호가 제거 되고 주파수 영역으로 변 환(S201 내지 S205)된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드 전송에 사용되는 부반송파들 제외한 나머지 부반송파에는 널(Null)을 삽입하여 레인징 코드만을 선택하여 출력한다(S206). Referring to FIG. 5, the wireless repeater inserts a null into the remaining subcarriers except for the subcarriers used for the ranging code transmission among the uplink signals from which the CP signal is removed and converted into the frequency domain (S201 to S205). Only the gong code is selected and output (S206).

이후, 무선 중계기는 레인징 코드만을 포함하는 주파수 영역의 신호 중에서 첫 번째 심볼에 주파수 영역의 값을 산출하고, 이를 다음 심볼의 주파수 영역 값과 비교한다. 그리고 두 주파수 영역 값의 비교를 통해 관찰되는 위상변화를 토대로 레인징 코드를 검출하고(S207), 이를 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출한다. 그리고, 초기 레인징 신호의 시작지점으로부터 CP 신호만큼 이동된 지점을 상향링크 신호의 시작지점으로 설정하고, 이를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 설정한다(S208). 그리고, 설정된 하향링크 구간 및 상향링크 구간을 토대로 동기신호를 생성한다. Then, the wireless repeater calculates the value of the frequency domain in the first symbol of the signal of the frequency domain including only the ranging code, and compares it with the frequency domain value of the next symbol. The ranging code is detected based on the phase change observed through the comparison of the two frequency domain values (S207), and the starting point of the initial ranging signal is detected based on this. Then, the point shifted by the CP signal from the start point of the initial ranging signal is set as the start point of the uplink signal, and the ratio of the downlink period and the uplink period is set based on this (S208). A synchronization signal is generated based on the set downlink period and the uplink period.

전술한 바와 같이 단말이 상향링크 구간에 전송한 초기 레인징 신호를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 설정한 무선 중계기는 이후, 이를 토대로 상향링크 구간 및 하향링크 구간을 구분하기 위한 동기 신호를 출력한다.As described above, the wireless repeater that sets the ratio of the downlink section and the uplink section based on the initial ranging signal transmitted by the terminal in the uplink section, is then a synchronization signal for distinguishing the uplink section and the downlink section based on this. Outputs

한편, 무선 중계기에서 전술한 바와 같이 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 동기를 획득하는 방법은 기존에 맵 메시지를 복조하여 동기를 획득하는 방법에 비해 무선 중계기의 하드웨어 복잡도를 줄이는 효과가 있다. 또한, 상향링크 신호의 신호전력을 감지하여 동기를 획득하는 방법에 비해서는 동기신호의 정확도가 증가하는 효과가 있다. On the other hand, as described above, the method for acquiring synchronization of the downlink period and the uplink period has the effect of reducing the hardware complexity of the wireless repeater compared to the method of obtaining the synchronization by demodulating the map message. In addition, the accuracy of the synchronization signal is increased as compared with a method of sensing the signal power of the uplink signal to obtain synchronization.

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 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only through the apparatus and the method, but may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Implementation may be easily implemented by those skilled in the art from the description of the above-described embodiments.

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.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

도 1은 일반적인 초기 레인징(initial ranging) 신호를 도시한 구조도이다. 1 is a structural diagram illustrating a general initial ranging signal.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치(100)를 도시한 개략적인 블록도이다. 2 is a schematic block diagram showing a synchronization device 100 of a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 무선 중계기에서의 동기 방법을 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a synchronization method in a wireless repeater according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 중계기의 동기장치(200)를 도시한 개략적인 블록도이다. 4 is a schematic block diagram illustrating a synchronization device 200 of a wireless repeater according to a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 무선 중계기에서의 동기 방법을 도시한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a synchronization method in a wireless repeater according to a second embodiment of the present invention.

Claims (14)

무선 중계기의 동기 방법에 있어서,In the synchronization method of the wireless repeater, 하향링크 신호의 신호전력을 토대로 추정된 하향링크 신호의 길이를 이용하여 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 설정하는 단계;Setting an initial ratio of a downlink period and an uplink period using the length of the downlink signal estimated based on the signal power of the downlink signal; 상기 초기비율을 토대로 상향링크 신호를 감지하는 단계;Detecting an uplink signal based on the initial ratio; 상기 상향링크 신호에서 초기 레인징 신호를 검출하는 단계; 및Detecting an initial ranging signal from the uplink signal; And 상기 초기 레인징 신호를 토대로 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 단계Resetting a ratio of a downlink period and an uplink period based on the initial ranging signal 를 포함하는 동기 방법.Motivation method comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출하는 단계는,The detecting step, 상기 상향링크 신호에서 순환전치 신호를 제거하는 단계;Removing a cyclic prefix signal from the uplink signal; 상기 순환전치 신호가 제거된 상향링크 신호를 주파수 영역으로 변환하는 단계;Converting an uplink signal from which the cyclic prefix signal is removed into a frequency domain; 상기 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하는 단계;Removing data other than a ranging code from the uplink signal converted into the frequency domain; 상기 나머지 데이터가 제거된 상향링크 신호를 시간 영역으로 변환하는 단계;Converting an uplink signal from which the remaining data is removed to a time domain; 상기 시간 영역으로 변환된 상향링크 신호의 첫 번째 두 심볼을 상관하여 심볼 간 상관 값을 산출하는 단계; 및 Calculating a correlation value between symbols by correlating the first two symbols of the uplink signal converted into the time domain; And 상기 심볼 간 상관 값을 토대로 상기 초기 레인징 신호를 검출하는 단계Detecting the initial ranging signal based on the inter-symbol correlation value 를 포함하는 동기 방법. Motivation method comprising a. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출하는 단계는,The detecting step, 상기 상향링크 신호에서 순환전치 신호를 제거하는 단계;Removing a cyclic prefix signal from the uplink signal; 상기 순환전치 신호가 제거된 상향링크 신호를 주파수 영역으로 변환하는 단계;Converting an uplink signal from which the cyclic prefix signal is removed into a frequency domain; 상기 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하여 출력하는 단계;Removing and outputting remaining data except a ranging code among the uplink signals converted into the frequency domain; 상기 나머지 데이터가 제거된 상향링크 신호의 첫 번째 심볼에 해당하는 주파수 영역 값을 산출하는 단계;Calculating a frequency domain value corresponding to the first symbol of the uplink signal from which the remaining data is removed; 상기 첫 번째 심볼의 주파수 영역 값을 다음 심볼의 주파수 영역 값과 비교하여 위상변화를 산출하는 단계; 및Calculating a phase change by comparing a frequency domain value of the first symbol with a frequency domain value of a next symbol; And 상기 위상변화를 토대로 상기 초기 레인징 신호를 검출하는 단계Detecting the initial ranging signal based on the phase change 를 포함하는 동기 방법. Motivation method comprising a. 삭제delete 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 위상변화를 토대로 상기 초기 레인징 신호를 검출하는 단계는,Detecting the initial ranging signal based on the phase change, 상기 위상변화를 토대로 상기 순환전치 신호의 길이에 대응되는 위상차이를 보이는 두 개의 동일한 레인징 코드를 검출하는 단계; 및Detecting two identical ranging codes showing a phase difference corresponding to the length of the cyclic prefix signal based on the phase change; And 상기 두 개의 동일한 레인징 코드의 위치를 토대로 상기 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출하는 단계Detecting a starting point of the initial ranging signal based on the positions of the two identical ranging codes; 를 포함하는 동기 방법.Motivation method comprising a. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 재설정 하는 단계는,The resetting step, 상기 초기 레인징 신호의 시작지점으로부터 순환전치 신호만큼 이동된 지점을 상기 상향링크 신호의 시작지점으로 설정하는 단계; 및Setting a point shifted from a start point of the initial ranging signal by a cyclic prefix signal as a start point of the uplink signal; And 상기 상향링크 신호의 시작지점을 토대로 상기 하향링크 구간 및 상기 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 단계Resetting a ratio between the downlink period and the uplink period based on a start point of the uplink signal; 를 포함하는 동기 방법. Motivation method comprising a. 무선 중계기의 동기장치에 있어서,In the synchronization device of the wireless repeater, 기 설정된 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 토대로 상향링크 신호에서 순환전치 신호를 제거하여 출력하는 순환전치 제거부;A cyclic prefix remover for removing and outputting a cyclic prefix signal based on an initial ratio of a preset downlink period and an uplink period; 상기 순환전치 신호가 제거된 상향링크 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에 변환부;A fast Fourier transformer converting the uplink signal from which the cyclic prefix signal is removed into a frequency domain; 상기 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하여 출력하는 레인징 코드 선택부;A ranging code selector configured to remove and output remaining data except for a ranging code among the uplink signals converted into the frequency domain; 상기 나머지 데이터가 제거된 상향링크 신호를 시간영역으로 변환하는 고속퓨리에역변환부; 및A fast Fourier inverse converter for converting the uplink signal from which the remaining data is removed to a time domain; And 상기 시간영역으로 변환된 상향링크 신호의 첫 번째 두 심볼을 상관하여 심볼 간 상관 값을 산출하고, 상기 심볼간 상관 값을 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출하며, 상기 초기 레인징 신호의 시작지점을 토대로 상기 하향링크 구간 및 상기 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 동기 획득부Correlating the first two symbols of the uplink signal converted to the time domain to calculate the inter-symbol correlation value, detect the starting point of the initial ranging signal based on the inter-symbol correlation value, the start of the initial ranging signal A synchronization acquisition unit for resetting the ratio of the downlink period and the uplink period based on the point 를 포함하는 동기 장치. Synchronizing device comprising a. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 기지국으로부터 수신되는 프리앰블 신호를 토대로 하향링크 신호의 시작지점을 검출하고, 상기 하향링크 신호의 신호전력을 감지하여 상기 하향링크 구간 및 상기 상향링크 구간의 초기비율을 설정하는 하향링크 신호 검출부A downlink signal detection unit configured to detect a start point of a downlink signal based on a preamble signal received from a base station, and to set an initial ratio of the downlink section and the uplink section by detecting signal power of the downlink signal 를 더 포함하는 동기 장치.A synchronization device further comprising. 삭제delete 무선 중계기의 동기장치에 있어서,In the synchronization device of the wireless repeater, 기 설정된 하향링크 구간 및 상향링크 구간의 초기비율을 토대로 상향링크 신호에서 순환전치 신호를 제거하여 출력하는 순환전치 제거부;A cyclic prefix remover for removing and outputting a cyclic prefix signal based on an initial ratio of a preset downlink period and an uplink period; 상기 순환전치 신호가 제거된 상향링크 신호를 주파수 영역으로 변환하는 고속퓨리에 변환부;A fast Fourier transformer converting the uplink signal from which the cyclic prefix signal is removed into a frequency domain; 상기 주파수 영역으로 변환된 상향링크 신호 중에서 레인징 코드를 제외한 나머지 데이터를 제거하여 출력하는 레인징 코드 선택부; 및 A ranging code selector configured to remove and output remaining data except for a ranging code among the uplink signals converted into the frequency domain; And 상기 레인징 코드 선택부에서 출력되는 상향링크 신호의 첫 번째 심볼에 해당하는 주파수 영역 값과 다음 심볼에 해당하는 주파수 영역 값을 비교하여 위상변화를 산출하고, 상기 위상변화를 토대로 초기 레인징 신호의 시작지점을 검출하며, 상기 초기 레인징 신호의 시작지점을 토대로 상기 하향링크 구간 및 상기 상향링크 구간의 비율을 재설정하는 동기 획득부Comparing the frequency domain value corresponding to the first symbol of the uplink signal output from the ranging code selector with the frequency domain value corresponding to the next symbol, calculating a phase change, and based on the phase change, A synchronization acquisition unit for detecting a starting point and resetting a ratio of the downlink period and the uplink period based on a start point of the initial ranging signal 를 포함하는 동기 장치. Synchronization device comprising a. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 기지국으로부터 수신되는 프리앰블 신호를 토대로 하향링크 신호의 시작지점을 검출하고, 상기 하향링크 신호의 신호전력을 감지하여 상기 하향링크 구간 및 상기 상향링크 구간의 초기비율을 설정하는 하향링크 신호 검출부A downlink signal detection unit configured to detect a start point of a downlink signal based on a preamble signal received from a base station, and to set an initial ratio of the downlink section and the uplink section by detecting signal power of the downlink signal 를 더 포함하는 동기 장치.A synchronization device further comprising. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 동기 획득부는,The synchronization acquisition unit, 상기 위상변화를 토대로 상기 순환전치 신호의 길이에 대응되는 위상차이를 가지고 동일한 코드가 반복되는 두 개의 레인징 코드를 검출하고, 상기 두 개의 레인징 코드의 위치를 토대로 상기 초기 레인징 신호의 시작지점을 설정하는 것을 특징으로 하는 동기 장치. On the basis of the phase change, two ranging codes having the same phase repeating with the phase difference corresponding to the length of the cyclic prefix signal are detected, and the starting point of the initial ranging signal is based on the positions of the two ranging codes. And a synchronization device.

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