KR100237708B1 - 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망시스템 - Google Patents

케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선가입자망(B-WLL:Broadband Wireless Local Loop) 시스템에 관한 것으로서, 종래에는 고속 및 저속데이터 서비스를 위한 시스템인 B-WLL 시스템과 케이블모뎀시스템간에는 서로 다른 신호전달방식을 사용하고 각각에 배당되어있는 주파수 대역이 서로 상이하여 두 시스템간의 결합이 불가능하다는 문제점을 해결하기 위하여,
종래의 케이블모뎀시스템의 중앙장치(CU)와 가입자장치(SU) 사이에 혼합광동축망(HFC)주파수를 B-WLL주파수로 변환하는 기지국무선처리장치(BRU) 및 B-WLL주파수를 HFC 주파수로 변환하는 가입자측무선처리장치(SRU)를 배치함으로써,
종래의 HFC망대신에 CU와 SU사이에 B-WLL용 주파수를 사용하는 무선망을 통하여 통신하는 것을 특징으로 한다.

Description

케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템
본발명은 광대역 무선가입자망 시스템분야에 관한 것으로서 특히 광대역 무선가입자망(B-WLL : Broadband Wireless Local Loop)시스템에 관한 것이다.
종래의 B-WLL 시스템은 도1에 도시한 것과 같이 B-WLL용으로 허가된 26 GHz대역의 주파수를 사용하여 기지국 컨트롤러와 가입자 장치인 셋탑박스(3)(Set Top Box : STB)사이에 통신채널을 설정하여 전화와 고속 및 저속 데이터 서비스를 가능하게 한 시스템이다. 기지국에는 망접속을 위한 인터페이스를 제공하고 모뎀 기능 및 가입자측 STB(3)의 엑세스 조절기능을 하는 기지국 컨트롤러와 기지국 무선처리장치(1)(BRU: Base-station Radio Unit) 및 안테나로 구성되며, 가입자측은 안테나, 가입자 무선처리장치(2)(SRU : Subscriber Radio Unit)와 셋탑박스(3)(STB : Set Top Box)로 구성된다.
고속 및 저속데이터 서비스를 위한 또 하나의 시스템으로서는 도2에서 도시한 케이블 모뎀 시스템이 있다. 케이블모뎀 시스템은 방송국에 위치하는 중앙장치(5)(CU:Central Unit)와 각 가입자에 위치하는 케이블모뎀 장치인 가입자장치(6)(Subscriber Unit : SU)로 구성되며 CU와 SU는 CATV망에 의해 연결되어 CATV 상의 상하향 주파수중 6MHz 채널을 사용하여 통신을 하고 있다.
종래의 B-WLL시스템은 기지국 컨트롤러와 STB(3)사이에 케이블모뎀시스템과는 전혀 다른 독자적인 프로토콜을 사용하며, BRU(1)나 SRU(2)에서 동축케이블상의 신호전송시 케이블티브(CATV: Cable Television)상의 신호전달방식과는 전혀 다른 방식을 사용하고 있기 때문에 도2에서 도시한 케이블모뎀 시스템과의 결함이 불가능하다.
또한 B-WLL시스템의 무선처리장치(RU : Radio Unit)는 26GHz 대역의 주파수를 낮은 주파수 대역으로 낮춘다. 이는 가입자측으로 수신된 신호는 기지국 측에서 디지털데이터를 변조한 후 무선전송을 하기 위해 높은 주파수 캐리어에 실려진 신호이므로 가입자측에서 신호복원을 위해 낮은 주파수 대역으로 낮춘 후 복조를 해야 하기 때문이다. 그러나 혼합광동축망(HFC : Hybrid Fiber Coax)주파수 대역을 고려하여 설계되지 않았기 가입자 구내에 설치된 CATV망과의 정합이 불가능하다.
이러한 문제점으로 종래의 B-WLL시스템을 사용하면, 케이블 모뎀 가입자 장치와의 호환이 불가능하다.
본원발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 B-WLL시스템과 케이블모뎀과의 결합을 가능하게 하여 CATV망에서 적용되는 케이블모뎀시스템을 B-WLL시스템에 동시에 사용가능 하게 하기 위한 것이다. 이를 위하여 본 발명에서는 B-WLL용 주파수를 CATV용 주파수로 매핑하는 방법과 케이블모뎀시스템을 B-WLL망에서 적용할 때 발생되는 주파수 편이 문제점을 해결하는 방법을 제공하며, 또한 이를 위한 B-WLL시스템 무선처리장치를 제공한다. 또한, 본 발명에 다른 시스템을 이용한 망(Network)을 제공한다.
도1은 종래의 B-WLL 시스템을 도시한 도면,
도2는 종래의 케이블모뎀 시스템을 도시한 도면,
도3은 본 발명에 따른 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면,
도4는 Type I B-WLL Group Window 포맷을 도시한 도면,
도5는 Type I B-WLL Group Window의 조합을 상세히 도시한 도면,
도6은 Type II B-WLL 상향 Group Window 포맷을 도시한 도면,
도7은 Type II B-WLL 하향 Group Window 포맷을 도시한 도면,
도8은 Type II B-WLL Group Window의 조합을 도시한 도면,
도9는 Type I HFC Group Window 포맷을 도시한 도면,
도10은 Type II HFC Group Window 포맷을 도시한 도면,
도11은 Type I 주파수 매핑 방법을 도시한 도면,
도12는 Type II 주파수 매핑 방법을 도시한 도면,
도13은 본 발명에 따른 가입자측무선처리장치와 기지국무선처리장치의 기능블럭을 도시한 도면,
도14는 본 발명에 따른 B-WLL 망의 구성을 도시한 도면이다.
*주요부분에 대한 도면부호 설명
1: 기지국 무선처리 장치 (Base-station Radio Unit : BRU)
2: 가입자측 무선처리 장치 (Subscriber Radio Unit : SRU)
3: 셋탑박스 (Set Top Box : STB) 4: 망관리 장치 (Management Unit : MU)
5: 중앙 장치 (Central Unit : CU) 6: 가입자장치 (Subscriber Unit : SU)
22: 다이플렉서 (Diplexer : D) 23: 조합기 (Combiner : COM)
24: 대역통과필터 (Band Pass Filter : BPF)
본 발명에 따른 시스템의 전체적인 구성을 도3을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 시스템의 구성은 기존 케이블모뎀시스템의 중앙장치(5)(CU)와 가입자 장치(6)(SU)가 그대로 사용되고 CU와 SU간에 CATV망에 의해 연결되는 것이 아니라 무선주파수를 사용하여 통신이 가능하도록 기지국에 BRU(1)와 가입자측에 SRU(2)가 설치되어 있다. 이를 통하여 26GHz 주파수 대역에서 통신이 가능해진다. 또한 가입자측에서는 SRU(2)를 통해 CATV상에서 이용할 수 있는 주파수 방식과 동일한 신호를 보내주게 설계되므로 동축선상에서 여러 가입자장치(SU)와 연결될 수 있다.
기지국에는 기존의 CU(5)에서 나온 신호를 B-WLL용 주파수로 변환하는 기능을 수행하는 BRU(1)(Base-station Radio Unit)이 필요하고 가입자측에는 B-WLL용 주파수를 CATV용 주파수로 변환하는 기능을 수행하는 SRU(2)(Subscriber Radio Unit)를 설치한다.
본발명에서는 기존의 CU, SU 및 망관리장치(6)(Management Unit : MU)와의 연동을 위한 B-WLL용 BRU와 SRU를 제공한다.
종래의 CATV망에서 사용되는 케이블모뎀 시스템은 상기한 바와 같이 가입자측에 위치하는 가입자장치인 SU(Subscriber Unit)와 방송국 또는 분배센터에 위치하는 CU(Central Unit), 망관리를 위한 MU(Management Unit)로 구성되어 CU와 SU 사이에 HFC망이 존재하여 이를 통하여 하향신호와 상향신호가 전달된다. 그러나 본 시스템에서는 본발명에서 제공되는 BRU 및 SRU에 의하여 종래의 HFC망 대신 CU와 SU 사이에 B-WLL용 주파수를 사용하는 무선망을 통하여 신호가 전달되게 된다.
케이블모뎀용 주파수와 B-WLL용 주파수와의 매핑을 위하여 본 발명에서는 Group Window라는 새로운 개념을 도입한다.
B-WLL용 주파수로서는 26GHz 대역이 할당되어 있다. 도5 및 도8에 도시한 바와 같이 상향신호용으로는 24.25∼24.75GHz 대역의 500MHz와 하향신호용으로는 25.5∼26.7GHz 대역의 1200MHz 이 배정되어 있다. 그리고 무선 CATV 분배용으로 26.7∼27.5 GHz 대역의 800MHz가 배정되어 있다.
또한, 도9 및 도10에 도시한 바와 같이 케이블모뎀용 CATV망에서는 5∼42MHz 대역을 상향신호용으로 54∼450MHz를 CATV방송용으로 450∼750MHz를 하향신호용으로 사용하고 있다.
이러한 B-WLL시스템과 케이블모뎀 시스템에서의 허용 주파수 및 대역이 서로 상이하여 B-WLL시스템과 케이블모뎀장치의 결합을 위하여 B-WLL용 주파수를 HFC용 주파수에 매핑하여야 한다.
주파수 매핑시 HFC상향 및 하향 주파수 대역이 B-WLL주파수 대역에 비해 매우 협소하기 때문에 B-WLL 밴드를 한꺼번에 매핑하는 것이 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 B-WLL용 밴드를 고정된 대역폭의 Group Window를 정의하여 매핑하는 방법을 사용한다.
Group Window는 B-WLL시스템의 무선처리장치에서 케이블모뎀시스템으로의 신호전달을 위한 주파수 밴드 창구로 정의되며 상향밴드와 하향밴드의 조합으로 구성된다. B-WLL Group Window는 상향 Group Window와 하향 Group Window로 구분된다.
B-WLL에서 Group Window는 기존 B-WLL 시스템의 Channel Spacing과 관련이 있으나 동일하지는 않은 개념이고, Group Window의 크기는 Channel Spacing의 정수배이면 된다. 이는 배정된 주파수자원이 B-WLL채널간격 단위이기 때문에 B-WLL 채널 간격의 정수배로 운영되어야만 쓸모 없이 버리게 되는 주파수밴드를 없앨 수 있기 때문에 Group Window를 Channel Spacing의 정수배로 설정하는 것이 좋다.
Group Window는 또한 HFC채널을 복수개 포함할 뿐만 아니라, 주파수 상향신호변환(Up-converting)과 하향신호변환(Down-converting)시 캐리어 주파수의 미세한 변이를 고려하여 Guard Band를 가진다.
본 발명에서는 두 가지 형태의 B-WLL Group Window를 사용한다. 즉 첫 번째 형태의 B-WLL Group Window는 상향 Group Window(GW)와 하향 Group Window가 20MHz로 동일하게 설정한다. 두 번째 형태의 B-WLL Group Window는 상향 Group Window는 20MHz로 하향 GW는 40MHz로 설정한다.
이는 GW를 10MHz로 하는 경우에는 CATV 6MHz 1개만을 수용하고 4MHz는 쓸모 없게 되므로 비효율적이며, 또한 GW를 20MHz나 40MHz가 아닌 그 이상으로 할 경우에는 밴드의 용량이 일정 Group에게 할당하는 용량에 비해 너무 크고 가입자측에서 수신해서 선택하게 될 때 밴드폭이 너무 크게되어 무선시스템의 효율이 떨어지게 된다. 이 때문에 GW를 20MHz 또는 40MHz로 설정하였고 두 번째 형태에서 하향 GW와 상향 GW를 각각 20MHz, 40MHz로 한 이유는 B-WLL주파수 자원이 상향밴드 500MHz, 하향밴드 1200MHz로 비대칭이고 1:2.4이기 때문에 사업자의 효율적인 주파수 관리를 위해 이와 같이 설정한다.
Type I B-WLL Group Window를 도4 및 도5를 참조하여 설명한다.
Type I B-WLL Group Window의 Group Window의 포맷은 도4에 도시되어 있다. 3개의 CATV채널을 포함할 수 있도록 20MHz밴드폭으로 구성되고 전후 1MHz는 인접된 GW와의 간섭을 줄이기 위해 보호대역(Guard Band)으로 설정한다. B-WLL GW의 밴드폭은 20MHz로 구성된다.
B-WLL Group Windows는 상향 GW와 하향 GW로 구성되는데, B-WLL 상향 주파수 대역이 500MHz이고 하향 주파수 대역이 1200MHz이므로 상향 GW는 25개 하향 GW는 60개 존재한다.
또한 B-WLL GW는 기지국에서 편리하게 관리하기 위하여 도5에서 도시한 것과 같은 조합으로 만든다. 즉, 상향 GW세트와 하향 GW세트를 순차적으로 조합하여 B-WLL GW를 만든다.
예) B-WLL GW1(U1,D1)
B-WLL GW2(U2,D2)
B-WLL GW3(U3,D3)
사업자에게 할당되는 B-WLL 주파수 자원은 매우 크기 때문에(예를 들어 상향 100MHz, 하향 200MHz), B-WLL 상향 GW와 하향 GW가 복수개이고 특정사용자 그룹에게 할당하기 위해서는 한 세트의 GW(상향 GW, 하향 GW)가 필요하므로 사업자의 편리를 위해 위와 같은 조합이 필요하게 된다. 이러한 조합의 가장 간단한 형태가 순차적으로 묶는 것이다. 예를 들어 상향 GW로 U1, U2, U3이 있고 하향 GW로 D1, D2, D3이 있을 때 이들 두 요소 구성된 B-WLL GW는 (U1, D1), (U2, D2), (U3, D3)이다.
B-WLL 하향 GW가 60개이므로 상향 GW 25와의 조합에서 제외된 35개의 하향 GW는 Redundancy용으로 사용할 수 있다. Type I GW는 상하향 동일한 크기의 GW를 사용하고 사업자에게 배정된 주파수 자원은 상하향이 서로 다를 것이기 때문에 사용가능한 상하향 GW는 다르게 된다. 즉 하향 GW가 상향 GW에 비해 배이상 많다. 따라서 상기와 같이 조합하였을 때 하향 GW는 반 이상이 조합에서 제외된다. 조합에서 제외된 하향 GW는 조합에 사용된 하향 GW에서 성능이 문제가 있을 때를 대비하여 사용 가능하다. 이는 망관리 센터에서 하향 GW의 성능에 이상이 파악되었을 때 원격으로 GW조합을 바꾸도록 조절함으로써 가능하다.
Type II B-WLL Group Window에 대하여 도6, 도7 및 도8을 참조하여 설명한다.
Type II B-WLL Group Window에서는 상향 Group Window는 20MHz, 하향 Group Window는 40MHz로 설정한다. 상향 Group Window 포맷은 도6에 도시되어 있으며, 하향 Group Window 포맷은 도7에 도시되어 있다.
도6에 도시한 바와 같이 상향 GW는 6MHz CATV 3개 채널과 전후 1MHz 보호구역으로 구성된다. 상향 GW의 밴드폭은 20MHz이다.
Type II 하향 GW는 도7에 도시한 바와 같이 6MHz CATV 6개 채널을 수용할 수 있도록 전후 2MHz 보호대역과 6MHz의 6개 채널로 구성된다. 밴드폭은 40MHz이다.
B-WLL Group Window는 상기한 바와 같이 상향 GW와 하향 GW로 구성되는데, B-WLL 상향 주파수 대역이 500MHz이고 하향 주파수대역이 1200MHz이므로 상향 GW는 25개 하향 GW는 30개 존재한다.
B-WLL GW는 기지국에서 편리하게 관리되기 위해 도8에 도시한 바와 같이 20MHz 상향 GW세트와 40MHz 하향 세트중 순차적으로 조합하여 B-WLL GW를 구성한다.
예) B-WLL GW1(U1,D1)
B-WLL GW2(U2,D2)
B-WLL GW3(U3,D3)
B-WLL 하향 GW가 60개인데 상향 GW는 25개이므로 조합에서 제외되는 35개의 하향 GW는 Redundancy 용으로 사용될 수 있다.
HFC에서 사용되는 GW를 도9 및 도10을 참조하여 설명한다.
HFC에서 사용하는 Group Window는 고정된 밴드를 차지하도록 설계한다.
Type 1 HFC Group Window는 도9에 도시된 바와 같이 상향 Group Window는 24∼42MHz대역의 18MHz이고 하향 Group Window는 732∼750MHz 대역의 18MHz로 구성된다.
Type II HFC Group Window는 도10에 도시된 바와 같이 상향 Group Window는 24∼42 MHz 대역의 18MHz이고 하향 Group Window는 714∼750MHz대역의 36MHz로 구성된다.
B-WLL용 주파수를 HFC용 주파수로의 매핑방법을 이하 도11 및 도12를 참조하여 설명한다.
Type I 매핑방법은 도11에 도시한 것과 같이 Type I B-WLL GW를 사용하여 B-WLL GW중 하나의 GW를 고정된 Type I HFC GW에 매핑시킨다. Type I B-WLL 상향 GW는 20MHz이나 보호대역을 제외하면 18MHz이므로 Type I HFC상향 GW(24∼42MHz)에 주파수 이동하여 매핑하고, 마찬가지로 Type I B-WLL 하향 GW도 보호대역을 제외한 18MHz를 주파수 이동하여 Type I HFC 하향 GW(732∼750)에 매핑한다. 가입자측 SRU(2)에서는 미리 지정된 B-WLL 하향 GW(20MHz)를 필터링하여 HFC하향 GW로 하향신호변환할 수 있도록 오실레이터가 동작한다. 또한 CATV 방송신호의 하향신호변환을 위한 모듈도 포함한다. 상향으로는 동축케이블로부터 입력되는 HFC 상향 GW 신호를 분리하여 지정된 B-WLL 상향 GW(20MHz)로 상향신호변환한다.
Type II 매핑방법은 도12에 도시한 것과 같다. Type II B-WLL GW를 사용하여 B-WLL GW중 하나의 GW를 고정된 Type II HFC GW에 매핑시킨다. Type II B-WLL 상향 GW는 20MHz이나 보호대역을 제외하면 18MHz이므로 Type II HFC 상향 GW(24∼42MHz)에 주파수 이동하여 매핑하고, 마찬가지로 Type II B-WLL 하향 GW도 보호대역을 제외한 36MHz를 주파수 이동하여 Type II HFC 하향 GW(714∼750MHz)에 매핑한다. 가입자측 SRU(2)에서는 미리 지정된 B-WLL 하향 GW(40MHz)를 필터링하여 HFC하향 GW로 하향신호변환한다. 또한 CATV방송신호의 하향신호변환을 위한 모듈도 포함한다. 상향으로는 동축케이블로부터 입력되는 HFC 상향 GW신호를 분리하여 지정된 B-WLL 상향 GW(20MHz)로 상향신호변환한다.
B-WLL망 적용시 주파수 편이가 발생한다. 이는 BRU(1)와 SRU(2)에서 주파수 상향신호변환(Up-converting)과 하향신호변한(Down-converting)시 20 GHz의 이상의 오실레이터를 사용하기 때문에, 이 오실레이터 상의 1PPM편자는 20KHz의 주파수 편이를 발생한다. 이와 같이 대단히 큰 주파수 편이는 케이블모뎀 시스템을 제대로 동작시키지 못하기 때문에 무선처리장치상에서 정교한 오실레이터의 사용이 요망된다.
따라서 케이블모뎀에서 동작가능하기 위해서는 10PPM이하의 주파수 편이를 보장하기 위해 무선처리장치상에서는 주파수 편이가 0.01PPM이하의 정교한 오실레이터(OCXO)를 사용해야 한다.
B-WLL BRU(1)와 SRU(2)는 B-WLL 주파수를 CATV주파수로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해 B-WLL주파수로부터 CATV신호와 데이터 상향신호, 하향신호를 분리하며, 원하는 Group Band 신호만을 선택하여 하향신호변환과 상향신호변환기능을 수행한다. 따라서, Group Band 선택을 위한 가변 오실레이터와 이를 원격으로 조절할 수 있도록 망관리 에이전트(Agent)기능을 필요로 한다. 망관리용 에이전트의 가장 중요한 역할은 무선처리장치의 각 소자별 상태 감시 및 이상 발생시 장애보고와 GW 세팅을 위한 가변 오실레이터 주파수 제어이다. 또한 무선처리장치의 출력파워조절기능을 한다.
Type I GW N 선택시 주파수 변환 알고리즘은 다음과 같다. (N은 B-WLL GW 세트중 N번째 GW를 의미한다)
하향신호변환 : 23.769GHz + N*20MHz
상향신호변환 : 24.226GHz + N*20MHz
Type II GW N 선택시 주파수 변환 알고리즘은 다음과 같다.
하향신호변환 : 23.787GHz + N*40MHz
상향신호변환 : 24.226GHz + N*20MHz
BRU(1)는 복수개의 Group Band 신호의 송신과 수신이 가능하고 각 Group Window를 통해 GW신호를 별도의 동축케이블로 분리한다. SRU(2)는 세팅된 하나의 Group Band 신호의 송신과 수신이 가능하고 하나의 동축케이블로 연결된다.
RU 기능 블록도는 도13에 도시한 것과 같다. BRU(1)와 SRU(2)는 서로 다른 구성을 가진다. BRU(1)는 세 개의 동축케이블에 연결되어 있고 각 동축케이블의 신호는 다이플렉서(22)(D: Diplexer)에 의해 HFC 상향 GW주파수와 하향 GW주파수를 분리한다. 3개 그룹의 하향신호는 앞에서 서술된 주파수 변환에 따라 상향변환(Up-converting)되어 주파수 조합기(23)(COM: Combiner)에 의해 합쳐지고 다시 CATV방송신호의 주파수가 상향변환된 신호와 합쳐진 후 안테나를 통해 송출된다. 기지국 안테나를 통해 수신된 신호는 다이플렉서에 의해 B-WLL상향 주파수 대역만을 필터링한 후 다시 각각의 상향 GW를 필터링하기 위해 대역통과필터(BPF : Band Pass Filter)를 거쳐 주파수 하향변환(Down-converting)을 하여 해당 그룹이 속한 동축케이블에 전달한다.
SRU(2)에서는 안테나에 수신된 신호와 송신신호를 분리하기 위해 다이플렉서를 사용하고 수신된 하향신호중 CATV 방송신호와 데이터용 B-WLL 하향 GW신호를 분리하기 위해 다이플렉서를 거친다. CATV방송신호와 B-WLL 하향 GW 신호는 HFC주파수대로 낮추기 위해 하향변환하여 동축케이블에 전달된다. 가입자 장치에서 송신되는 상향신호는 B-WLL 상향 GW주파수로 올리기 위해 상향변환하고 파워증폭을 한 후 다이플렉서를 통해 안테나로 전달되도록 한다.
BRU(1)에서는 안테나의 효율성을 크게 하기 위해 세 개의 Group Band를 처리할 수 있도록 한다. BRU(1)에서는 CATV신호를 B-WLL CATV 주파수 대역으로 상향변환하는 회로와 세 개의 하향 Group 신호를 상향변환하는 회로 그리고 3개 Group신호를 하향변환하는 회로로 구성된다. 그러나 SRU(2)에서는 하나의 Group신호만을 처리하면 되기 때문에 회로 구성이 간단하다. 하향신호로부터 B-WLL CATV신호를 HFC 신호로 하향변환하는 회로와 가입자측에 지정된 Group신호를 하향변환하는 회로 그리고 가입자측의 상향신호를 받아 지정된 상향 Group Window로 상향변환하는 회로로 구성된다.
BRU(1)와 SRU(2)의 하향변환주파수와 상향변환주파수의 관리가 원격에서 관리될 수 있도록 망관리 기능을 설계한다. 동일한 Group을 사용한다는 것은 Group대여폭 용량을 공유하는 것을 의미하므로, 망관리자가 각 가입자의 대역폭관리와 가입자의 그룹변경, 신규그룹지정을 위해 중앙에서 조절하도록 한다. 이를 위한 망관리 에이전트를 BRU(1), SRU(2)에 둔다.
본 발명에 따른 B-WLL 망구성을 도14를 참조하여 설명한다.
케이블모뎀방식에 기반한 B-WLL시스템의 Group대여폭 용량은 케이블모뎀 대역폭의 3배를 제공하므로 수십 Mbps대여폭을 제공한다. 또한 SRU(2)장치비용이 적지 않으므로 될 수 있으면 많은 가입자가 공유하여 쓸 수 있으면, 매우 경제적으로 망을 구축할 수 있다. 따라서 아파트나 빌딩 지역에서는 구내 케이블망에 의해 SRU(2)에서 각 가입자 케이블 모뎀가입자 장치까지 연결될 수 있도록 한다. 각 가입자 케이블 모뎀은 기지국에 설치된 케이블 모뎀 중앙장치(Central Unit)에 의해 6MHz서비스 채널을 설정하도록 되어 있으므로 동일한 SRU(2)에서 분기된 가입자의 서비스 채널이 다를 수도 있다.
본발명의 케이블모뎀방식에 기반한 B-WLL망은 도14에 도시한 바와 같이 기지국에 설치된 안테나가 일정지역을 커버하며 아파트와 빌딩에서 하나의 SRU(2)와 분기증폭기(Branch Amplifier : BA)를 통하여 SU를 연결함으로써 여러 가입자 장치들이 구내 동축케이블에 의해 공유하게 망을 구성한다.
본발명에 의해 CATV망에서 사용되는 케이블모뎀시스템을 B-WLL망에서 그대로 사용할 수 있게 되어, 가입자는 B-WLL망 또는 CATV망에서 상관없이 단일한 가입자 장치로 전화 및 고속데이터 서비스를 받는 것이 가능하다. 따라서 가입자가 주소 이전에 의해 지역이 달라지거나 지역망의 변경에 상관없이 동일한 가입자장치에 의해 서비스 받을 수 있게 된다.

Claims (22)

  1. 케이블모뎀시스템의 중앙장치; 기지국측에 위치하여 케이블모뎀용 주파수와 광대역무선가입자망용 주파수를 서로 변환하는 기지국측무선처리장치; 가입자측에 위치하여 광대역무선가입자망용 주파수와 케이블모뎀용 주파수를 서로 변환하는 가입자측 무선처리장치; 케이블모뎀시스템의 가입자장치를 포함하여 구성되어, 상기 중앙장치와 기지국무선처리장치 사이 및 상기 가입자측 무선처리장치와 가입장치 사이는 케이블모뎀용 주파수로 통신하고, 상기 기지국무선처리장치와 가입자측 무선처리장치 사이는 광대역무선가입자망용 주파수로 통신하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 케이블모뎀용 주파수는 케이블티브용 주파수인 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 광대역무선가입자망용 주파수와 케이블모뎀용 주파수를 매핑하기 위하여 광대역무선가입자망용 주파수 밴드와 케이블모뎀용 주파수 밴드를 고정된 대역인 그룹윈도(Group Window)로 정의하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 그룹윈도의 크기는 채널스페이싱(Channel Spacing)의 정수배인 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도의 상향 그룹윈도와 하향그룹윈도의 크기는 20MHz 밴드폭으로 설정되며, 케이블모뎀용 주파수 그룹윈도의 상향 그룹윈도의 크기는 24∼42MHz 대역의 18MHz이고, 하향 그룹윈도의 크기는 732∼750MHz대역의 18MHz인 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도는 인접한 그룹윈도와의 간섭을 줄이기 위한 1MHz 밴드폭의 보호대역(Guard Band)을 가지는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 광대역가입자망용 주파수 그룹윈도의 상향 그룹윈도의 크기는 20MHz 밴드폭으로 하향그룹윈도의 크기는 40MHz밴드폭으로 설정되며, 케이블모뎀용 주파수 그룹윈도의 상향 그룹윈도의 크기는 24∼42MHz 대역의 18MHz으로 하향 그룹윈도의 크기는 714∼750MHz 대역의 36MHz으로 설정되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도는 인접한 그룹윈도와의 간섭을 줄이기 위하여 상향 그룹윈도는 1MHz 밴드폭의 보호대역을, 하향그룹윈도는 2MHz 밴드폭의 보호대역을 가지는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  9. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도의 상향 그룹윈도 세트와 하향그룹세트는 순차적으로 조합되어 기지국에서 관리하기 편한 형태인 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도의 하향 그룹윈도중 상향 그룹윈도와의 조합에서 제외된 하향 그룹윈도를 망관리를 위한 예비윈도로 사용하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  11. 제5항에 있어서, 광대역무선가입자망용 주파수의 상향 그룹윈도를 보호대역을 제외한 나머지 부분을 케이블모뎀용 주파수의 상향 그룹윈도에 주파수 이동하여 매칭하고, 광대역무선가입자망용 주파수의 하향 그룹윈도를 보호대역을 제외한 나머지 부분을 주파수 이동하여 케이블모뎀용 주파수의 하향 그룹윈도에 매핑하며, 가입자측무선처리장치에서는 미리 지정된 광대역무선가입자망용 주파수의 하향 그룹윈도를 필터링하여 케이블모뎀용 주파수의 하향 그룹윈도로 하향신호변환할 수 있도록 오실레이터가 동작하며, 동축케이블로부터 입력되는 케이블모뎀용 주파수의 상향 그룹윈도의 신호를 분리하여 지정된 광대역무선가입자망용 주파수의 상향 그룹윈도로 상향신호변환함으로써 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도중 하나의 그룹윈도를 고정된 케이블모뎀용 주파수 그룹윈도에 매핑시키는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  12. 제7항에 있어서, 광대역무선가입자망용 주파수의 상향 그룹윈도를 보호대역을 제외한 나머지 부분을 케이블모뎀용 주파수의 상향 그룹윈도에 주파수 이동하여 매핑하고, 광대역무선가입자망용 주파수의 하향 그룹윈도를 보호대역을 제외한 나머지 부분을 주파수 이동하여 케이블모뎀용 주파수의 하향 그룹윈도에 매핑하며, 가입자측무선처리장치에서는 미리 지정된 광대역무선가입자망용 주파수의 하향 그룹윈도를 필터링하여 케이블모뎀용 주파수의 하향 그룹윈도로 하향신호변환할 수 있도록 오실레이터가 동작하며, 동축케이블로부터 입력되는 케이블모뎀용 주파수의 상향 그룹윈도의 신호를 분리하여 지정된 광대역무선가입자망용 주파수의 상향 그룹윈도로 상향신호변환함으로써 광대역무선가입자망용 주파수 그룹윈도중 하나의 그룹윈도를 고정된 케이블모뎀용 주파수 그룹윈도에 매핑시키는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 케이블모뎀 방송신호의 하향신호변환을 위한 모듈도 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 100 PPM이하의 주파수편이를 보장하기 위하여 상기 오실레이터의 주파수 편이는 0.01 PPM이하인 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 그룹밴드(Group Band)선택을 위한 가변오실레이터와 이를 원격으로 조절하는 망관리 에이전트를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 광대역무선가입자망용 주파수의 N번째 그룹윈도 선택을 위한 주파수 변환 알고리즘은 다음과 같은 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
    하향신호변환 : 23.769GHz + N*20MHz
    상향신호변환 : 24.226GHz + N*20MHz
  17. 제12항에 있어서, 광대역무선가입자망용 주파수의 N번째 그룹윈도 선택을 위한 주파수 변환 알고리즘은 다음과 같은 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
    하향신호변환 : 23.787GHz + N*40MHz
    상향신호변환 : 24.226GHz + N*20MHz
  18. 제1항에 있어서, 상기 기지국무선처리장치는 동축케이블에 연결되고 다이플렉서, 주파수 조합기, 대역통과필터 및 주파수변환회로를 포함하여 구성되며, 동축케이블의 신호는 다이플렉서에 의해 케이블모뎀용 주파수의 상향 그룹윈도 주파수와 하향 그룹윈도 주파수를 분리하고, 하향신호는 상향변환되어 주파수 조합기에 의해 합쳐지고, 케이블모뎀용 주파수는 상향변환된 신호와 합쳐져 안테나를 통해 송출되며, 기지국 안테나를 통해 수신된 신호는 다이플렉서에 의해 광대역무선가입자망용 주파수의 상향 주파수대역만이 필터링한 후 각각의 상향 그룹윈도를 필터링하는 대역통과필터를 거쳐 주파수하향변환하여 해당 그룹이 속한 동축케이블에 전달되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 가입자측무선처리장치는 파워증폭기, 다이플렉서 및 주파수변환회로를 포함하여 구성되며, 안테나에 수신된 신호와 송신신호를 분리하기 위하여 다이플렉서를 사용하며, 수신된 하향신호중 케이블모뎀 방송신호와 데이터용 광대역무선가입자망 하향 그룹신호를 분리하기 위하여 다이플렉서를 사용하며, 케이블모뎀방송신호와 광역무선가입자망 하향 그룹윈도신호는 케이블모뎀 주파수대로 낮추기 위해 하향변환되어 동축케이블에 전달되며, 상향신호는 광역가입자망용 주파수의 상향 그룹윈도 주파수로 올리기 위하여 상향변환되고 파워증폭을 한 후 다이플렉서를 통해 안테나에 전달되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 가입자장치는 케이블모뎀 신호를 광역무선가입자망용 주파수대역으로 상향변환하는 회로, 세 개의 하향 그룹신호를 상향변환하는 회로 및 세 개의 그룹신호를 하향변환하는 회로를 포함하여 구성되어, 세 개의 그룹밴드를 동시에 처리하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  21. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 기지국무선처리장치와 가입자측무선처리장치는 각 가입자의 대역폭관리와 가입자의 그룹변경, 신규그룹지정을 중앙에서 조절하는 망관리 에이전트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 상기 가입자측 무선처리장치로부터의 신호를 증폭하는 분기증폭기 및 분기증폭기로부터의 신호를 각 가입자장치에 분배하는 탭을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 방식에 기반한 광대역무선가입자망 시스템.
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