KR100280272B1 - 지능형 광 분산 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CDMA무선 통신망을 구축함에 있어서 원격 안테나를 가진 기지국을 집중화하고, 이를 기반으로 트래픽의 변동에 따라 무선 자원을 원격 안테나에 동적으로 할당하는 무선 중계장치와 이를 이용한무선 통신망의 운용방법에 관한 것이다.

CDMA용 광 분산 시스템은, CDMA기지국 또는 집중화 설치된 기지국의 장치로부터 송신되는 여러개의 상이한 섹터 또는 PN신호들을 각각 상이한 주파수로 변환한 후 광신호에 실어 전송하는 기지국 정합장치; 상기 광신호를 원격 안테나까지 전달하는 전송 케이블; 상기 광 케이블을 통해 전송되는 신호 중 각각의 원격지에 필요한 섹터 또는 PN 신호들을 각각 추출하고, 상기 신호들을 원래의 무선 주파수로 변환하여 송신하는 원격 안테나; 및, 상기 장치를 운용 관리하는 제어부를 포함한다. CDMA용 광 분산 시스템에 따라 트래픽 변동에 따른 PN신호를 동적으로 배치하여 셀 크기를 가변적으로 운용할 수있어 일적 지역에 투입해야하는 기지국의 시설 용량을 최소화 할 수있다.

Description

지능형 광 분산 시스템

본 발명은 CDMA(코드 분할 변조방식)용 중계 시스템에 관한 것으로, 특히 광 케이블로 기지국과 원격 안테나를 연결하여 기지국의 커버리지를 확장시키는 CDMA용 광 중계 시스템에 관한 것이다.

알려진 바와 같은 무선 통신 시스템에서는 이동 전화망의 커버리지를 확장하기 위해 이동 통신 서비스 지역을 다수의 셀들로 분류하고, 상기 다수의 셀들 각각에는 각 셀에서의 서비스를 위해 기지국을 설치한다. 상기 셀의 넓이는 해당 지역의 트래픽량에 따라 그 크기를 정하게 된다. 즉, 트래픽 량이 많은 도심 지역세서는 그 셀 반경을 작게 하고, 적은 지역에서는 상대적으로 셀 반경을 크게 하여, 각각의 셀에서 발생하는 트래픽이 해당 무선 서비스를 담당하는 기지국의 처리 용량을 넘지 않도록 한다.

그런데, 트래픽의 양이 시간적으로 크게 변동하는 경우에는 통화 폭주 시간대에도 서비스가 가능하게 하려면 최대로 트래픽이 많이 발생하는 경우를 고려하여 셀의 반경과 기지국의 용량을 설정하여야 한다. 그러므로 이 경우, 통화 폭주시간을 제외한 한가한 시간에는 기지국 활용도가 낮아지게 되는 상황이 발생한다.

또한, 무선 통신 이용이 드문 지방에서는 아무리 셀의 반경을 크게 하더라도, 해당 지역의 트래픽 량이 설치된 기지국의 처리 용량에 비해 현저하게 작은 경우가 있다. 이러한 경우, 셀의 반경을 증가시키는데에도 한계가 있으므로, 결국 기지국의 사용되지 않는 자원은 낭비하게 된다. 또한, 산악 지형의 서비스 지역에서는 중계 가능한 셀 반경의 크기는 감소한다.

상기 문제들을 해결하기 위한 무선 통신 중계 시스템의 일 예가 AT&T사에 의해 제시된 우럽 특허 출원번호 0,391,597에 개시되어 있다. AT&T사는 유럽 특허 출원번호 0,391,597호에서 마이크로셀 무선 통신 시스템을 제시하고 있다.

상기 AT&T사의 마이크로셀 무선 통신 시스템에서는 하나의 셀을 다수의 마이크로셀로 분류하고, 상기 다수의 마으크로셀들 각각에는 안테나 장치가 설치된다. 상기 다수의 마이크로셀들에 설치된 다수의 안테나 장치 및 상기 셀을 서비스하는 기지국은 광 케이블 네트워크에 의해 상호 연결된다. 상기 셀 내의 상기 다수의 안테나들 각각은 광 케이블을 통해 상기 기지국에 연결된다. 따라서, 기지국을 중심으로 각각의 안테나가 연결된 형태이다. 이러한 중계 방식을 통산 스타방식이라고 한다.

상기 마이크로셀 중계 시스템은 셀내의 트래픽 증가에 따라 마이크로셀의 수를 증가시키게 됨으로써, 자원의 재사용을 통해 기지국의 트래픽 용량을 확장시킬 수 있다.

그런데, 상기 마이크로셀 중계 시스템에서는 기지국 및 다수의 안테나들을 점 대 다점 방식 (스타 방식)으로 연결해야 함으로 광케이블 설치에 따른 큰 비용이 발생되는 문제가 있다.

또한, 기지국은 통화량에 관계 없이 모든 마이크로셀들에 자원을 할당해야 함으로, 기지국에 과부하가 걸리는 문제가 있다.

또한, 기지국과 원거리의 작은 트래픽 지역을 커버하기 위해 안테나 장치와 기지국을 광 케이블을 연결하게 되는 경우, 해당 지역에 기지국을 설치하는 비용보다 커지는 문제가 있다.

이러한 이유로 기지국의 자원을 트래픽량에 따라 분배할 수 있고, 보다 저렴한 비용으로 광 케이블을 설치할 수 있는 중계 시스템이 필요하다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은

모든 마이크로셀들에 자원을 할당에 의한 기지국에 과부하가 걸리는 문제를 해결하기 위해 기지국의 자원을 트래픽량에 따라 분배할 수 있고, 보다 저렴한 비용으로 광 케이블을 설치함으로써, 경제적이며 효율적으로 기지국의 자원을 시간적으로 최적화하여 분배할 수 있는 지능형 광 분산 시스템을 제공하는 것이다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 광 분산 시스템을 도시한 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

MSC .....메시지 교환센터(Mobile service Switching Center)

BSC ...... 기지국 제어장치(Basic Station Controller )

BTS ...... 기지국( Base Transceiver Station)

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지능형 광 분산 시스템은, 기지국으로부터의 다수의 순방향 PN신호를 2개 이상의 원격 안테나에 각각 할당하여 이동 통신 서비스를 하기 위해, 상기 안테나 주변의 트래픽량에 따라 상기 PN신호를 상기 안테나 각각에 할당하여 2개 이상의 순방향 섹터 신호들을 발생시키기 위한 기지국 정합장치;

원격 안테나 제어 신호 및 파일럿 신호를 발생시키고, 상기 2개 이상의 PN 신호와 함께 광대역 분할 멀티플렉싱하여 순방향 중계 신호를 발생시키고, 상기 순방향 중계 신호를 광변조하여 광 케이블에 출력시키며, 상기 2개 이상의 원격 안테나 각각으로부터의 상기 광 케이블을 통해 입력되는 역방향 중계 PN신호를 각각 검출하고, 상기 검출된 각각의 신호를 상기 기지국 정합장치에 제공하기 위한 기지국 중계기; 및

상기 광 케이블에 의해 상기 기지국 중계기와 연결되고, 상기 2개 이상의 원격 안테나 영역 내에 설치되며, 송수신 안테나를 통해 이동국들로부터의 역방향 채널 신호들 수신 및 상기 기지국 중계기로부터의 순방향 채널 신호들을 송수하기 위한 2개 이상의 원격 안테나 정합 장치를 포함한다.

또한, 상기 2개 이상의 원격 안테나 정합장치 각각은, 상기 광 케이블을 통해 입력되는 상기 순방향 광변조 신호를 수신하여 상기 원격 안테나 제어 신호 및 상기 파일럿 신호를 검출하고, 상기 순방향 PN 신호들 중 하나를 검출하여 상기 송수신 안테나를 통해 외부에 송신한다.

또한, 상기 원격 안테나 정합장치 각각은, 상기 송수신 안테나에 의해 수신되는 다수의 이동국으로부터의 역방향 채널 신호들을 수신하고, 상기 원격 안테나 제어 신호를 기초로 상기 역방향 채널 신호들을 변조하여 역방향 PN신호를 발생시키고, 상기 발생되는 역방향 PN 신호들을 광변조하여 상기 광 케이블에 출력시킨다.

또한, CDMA용 광 분산 시스템에서, 상기 2개 이상의 원격 안테나 정합장치들 각각이, 상기 광 케이블을 통해 입력되는 상기 순방향 광 변조 신호를 수신하며, 상기 2개 이상의 순방향 PN 신호들 중 하나를 추출하여 상기 송수신 안테나를 통해 외부에 송신한다.

또한, 상기 송수신 안테나에 의해 수신되는 다수의 이동국으로부터의 역방향 채널 신호들을 수신하고, 상기 역방향 채널 신호들을 변조하여 역방향 PN신호를 발생시키고, 상기 발생되는 PN신호들을 광변조하여 상기 광 케이블에 출력시킨다.

본 발명에 따른 CDMA용 지능형 광 분산시스템에 의하면, 기지국의 한정된 자원을 효율적으로 분배할 수 있으며, 또한 단일 광 케이블로 기지국 정합장치와 다수의 원격 안테나를 선형망 구조 및 링형 구조로 연결할 수 있게 함으로써, 보다 저렴한 비용으로 무선 통신망을 구축할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 지능형 광 분산 시스템은 2개 이상의 PN 신호들을 발생시키기 위한 기지국; 상기 2개 이상의 PN 신호들을 광대역 분할 멀티플렉싱하여 순방향 중계 신호를 발생시키고, 상기 순방향 중계 신호를 광 변조하여 발생되는 순방향 광 변조 신호를 광 케이블에 출력시키며, 상기 2개 이상의 원격 안테나 각각으로부터의 상기 광 케이블을 통해 입력되는 역방향 중계 신호들로부터 역방향 PN 신호들을 각각 검출하고, 상기 검출된 각각의 역방향 PN 신호들을 상기 기지국에 제공하기 위한 기지국 정합장치; 및 상기 광 케이블에 의해 상기 기지국 정합장치와 연결되고, 상기 2개 이상의 서비스 영역 내에 설치되며, 송수신 안테나를 통해 이동국들로부터의 역방향 채널 신호들 수신 및 상기 기지국 정합장치로부터의 순방향 채널 신호들을 송수하기 위한 2개 이상의 원격 안테나 정합장치들로 구성된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 광 분산 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1에서 사용된 용어중 MSC 는 메시지 교환센터(Mobile service Switching Center), BSC 은 기지국 제어장치(Basic Station Controller ), BTS 은 기지국( Base Transceiver Station)을 의미한다.

본 발명에 따른 지능형 광 분산 시스템으로서, 도 1에서의 기지국의 용량은 가입자 의 요구에 기초하여 기하학적으로 분산하는 위치로 동적으로 할당된다. 그 할당에 의하여 기지국의 활용도는 증가하고 필용한 기지국의 수효가 줄어들게 된다.

지능형 광 분산 시스템은 서비스하기 위한 영역(이하, 셀이라 함)에 기지국을 분산하여 설치하는 대신 원격 안테나를 분산 설치하여 상기 셀 내의 가입자(또는 이동국)들에게 무선 서비스한다.

상기 기지국은 상기 다수의 원격 안테나가 위치한 셀 들 각 내부의 위치한 가입자들의 수에 따라 적절히 자원을 할당한다.

본 발명의 동적 자원의 할당을 아래 표 - 1에 나타낸다.

<표 - 1>

트래픽 T1	10	100
트래픽 T2	100	10
총 트래픽 Tt	110	110

상기 표 -1은 무선자원의 동적 할당 운용 예를 나타낸다. 상기 표 -1에 있어서,

상기 표 -1에서, 예컨데, 상기 셀들을 3개의 PN(섹터 α,β, 및ν) 신호를 갖는 기지국(BTS)과 원격 안테나로 서비스 할 때, 도 2에 도시한 바와 같이 트래픽이 많은 지역에 서로 상이한 PN을 할당하여 서비스 한다. 시간이 지나서 트래픽이 많이 발생하는 지역이 변경되는 경우 사익 표 -1에 도시한 바와 같이 PN할당을 변경하여 이전 상이한 PN신호로서 셀을 나누어 서비스하던 지역(트래픽T1)은 동일 PN으로 셀을 합치고(트래픽Tt), 이전 동일 PN을 할당하여 셀을 합쳐 서비스하던 지역은 상이한 PN을 할당하여 셀을 나누어 서비스한다. 이러한 PN 신호 할당은 트래픽이 변동하는 패턴에 따라서 예컨대 오전 오후 일별로, 주중 주말 주별로, 또는 시간대별로 미리 설정해 놓은 할당으로 변경되도록 프로그램 할 수도 있고, 경우에 따라서는 트래픽 변동에 따라 자동적으로 PN할당이 이루어지도록 할 수도 있다.

따라서, 상기 구성에 의하면, 기지국의 자원을 트래픽 량의 변동에 관계없이 항상 효율적으로 활용할 수 있고 따라서 투자효율을 높이는 결과를 가져온다. 또한, 단일 광 케이블을 통해 원격 안테나들을 연결할 수 있으므로, 망 구축비용 및 무선 통신의 커버리지를 보다 효율적으로 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 본 발명에 따른 CAMA용 지능형 광 분산 시스템에 의하면, 기지국의 한정된 자원을 효율적으로 분배할 수 있으며, 또한 단일 광 케이블로 기지국과 다수의 원격 안테나들을 연결할 수 있게 됨으로써, 보다 저렴한 비용으로 무선 통신 설비를 갖출수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 사업자의 통사의 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

Claims (7)

1. 기지국으로부터의 다수의 순방향 PN신호를 2개 이상의 원격 안테나에 각각 할당하여 이동 통신 서비스를 하기 위해, 상기 안테나 주변의 트래픽량에 따라 상기 PN신호를 상기 안테나 각각에 할당하여 2개 이상의 순방향 섹터 신호들을 발생시키기 위한 기지국 정합장치;

   원격 안테나 제어 신호 및 파일럿 신호를 발생시키고, 상기 2개 이상의 PN 신호와 함께 광대역 분할 멀티플렉싱하여 순방향 중계 신호를 발생시키고, 상기 순방향 중계 신호를 광변조하여 광 케이블에 출력시키며, 상기 2개 이상의 원격 안테나 각각으로부터의 상기 광 케이블을 통해 입력되는 역방향 중계 PN신호를 각각 검출하고, 상기 검출된 각각의 신호를 상기 기지국 정합장치에 제공하기 위한 기지국 중계기; 및

   상기 광 케이블에 의해 상기 기지국 중계기와 연결되고, 상기 2개 이상의 원격 안테나 영역 내에 설치되며, 송수신 안테나를 통해 이동국들로부터의 역방향 채널 신호들 수신 및 상기 기지국 중계기로부터의 순방향 채널 신호들을 송수하기 위한 2개 이상의 원격 안테나 정합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2개 이상의 원격 안테나 정합장치 각각은, 상기 광 케이블을 통해 입력되는 상기 순방향 광변조 신호를 수신하여 상기 원격 안테나 제어 신호 및 상기 파일럿 신호를 검출하고, 상기 순방향 PN 신호들 중 하나를 검출하여 상기 송수신 안테나를 통해 외부에 송신하는 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 원격 안테나 정합장치 각각은, 상기 송수신 안테나에 의해 수신되는 다수의 이동국으로부터의 역방향 채널 신호들을 수신하고, 상기 원격 안테나 제어 신호를 기초로 상기 역방향 채널 신호들을 변조하여 역방향 PN신호를 발생시키고, 상기 발생되는 역방향 PN 신호들을 광변조하여 상기 광 케이블에 출력시키는 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 케이블은 단일 심선 광 케이블인 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 다수의 원격 안테나에 상이한 PN 신호를 할당하고 이에 따라 셀 반경을 변경하는 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 원격 안테나가 설치된 셀 주변의 트래픽 변동에 따라서 무선자원의 동적 할당을 위해 미리 프로그램된 방법에 따라 최적의 PN배치를 시간대 별로하는 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   무선자원의 동적 할당을 위해 상기 원격 안테나가 설치된 셀 주변의 트래픽 변동을 모니터링하고 이에 따라서 자동적으로 PN 배치를 변경하여 셀 반경을 조정하고 기지국의 무선자원 활용을 극대화하는 무선자원의 동적 할당하는 것을 특징으로 하는 CDMA용 광 분산 시스템.